可配置的硬件共享的多通道模数转换器制造技术

装置和技术的代表性实施方式提供了可配置的硬件共享的多通道模数转换器。在多通道模数转换器（ADC）内，一个或多个ADC级可在各种不同的操作模式下与不同的ADC操作地耦接。

【技术实现步骤摘要】
可配置的硬件共享的多通道模数转换器
本专利技术涉及多通道模数转换器（ADC），更具体地讲，涉及可配置的硬件共享的多通道模数转换器。
技术介绍
各种系统可使用模数转换器（ADC）将例如源自传感器的模拟信号转换成可由计算机、处理器、微控制器等等处理的数字信号。某些类型的ADC使用多个级将模拟信号转换成数字信号。多个级可提供一种分辨率和/或信噪比，以便与正在转换的模拟信号的类型匹配。比如，具有一个或几个级的ADC可用于转换分辨率较低或者信噪比规格较低的信号。或者，具有更多级的ADC可用于转换分辨率较高和/或信噪比规格较高的信号。很多现代系统（比如，用于工业、航空以及汽车应用等等中的现代系统）具有多个传感器，比如，这些传感器通常同时提供多个要处理的模拟信号。多通道ADC布置（比如，装置、系统、电路等等）可用于同时转换几个模拟信号。多通道ADC布置通常具有并行操作的两个以上的通道，每个通道均包括ADC。然而，由于制造上的限制，多通道ADC布置通常设计成在每个通道为每个通道提供（deliver）固定性能。换言之，多通道ADC布置的每个通道可设计成相似的，并且具有相同的分辨率和/或信噪比能力（即，在每个通道内可具有相同数量的ADC级）。因此，对于特定的应用而言，可选择多通道ADC布置，该布置的性能足够高，从而满足最高质量的输入信号的处理需求。对于转换较低分辨率的信号的多通道ADC布置上的其他通道，这可能是过度的并且浪费硬件效率、功率等等。此外，定制的多通道ADC布置更适合于各种不同的多输入信号，但是如果为特定的应用而调整则成本很高。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及一种设备，包括：第一模数转换器，包括多个第一级；以及第二模数转换器，包括多个第二级；所述多个第二级中的一个或多个级能配置成在所述设备处于第一操作模式时与第二模数转换器操作地耦接，并且在所述设备处于第二操作模式时与所述第一模数转换器操作地耦接。附图说明参考附图进行详细的描述。在图中，参考数字最左边的数字表示参考数字首先出现的视图。在不同的图中，使用相同的参考数字表示相似或相同的部件。为了进行本文的讨论，图中示出的装置和系统显示为具有多种组件。本文中所描述的装置和/或系统的不同实施方式可包括更少的组件并且仍属于本公开的范围。或者，装置和/或系统的其他实施方式可包括额外的组件、或所描述的组件的各种组合，并且仍属于本公开的范围。图1为根据一个实施方式的处于第一操作模式的示例多通道、多级模数转换器（ADC）布置的示意图；图2为根据一个实施方式的示出硬件共享的处于第二操作模式的示例多通道、多级模数转换器（ADC）布置的示意图；图3为根据另一个实施方式的处于第一操作模式和第二操作模式的示例多通道、多级模数转换器（ADC）布置的示意图；图4为示出用于调节根据一个实施方式的包括共享的ADC级的多通道ADC布置的示例处理的流程图。具体实施方式综述装置和技术的代表性实施方式提供了可配置的多通道模数转换。在多通道模数转换器（ADC）布置（arrangement）内，多通道ADC布置的每个通道包括由多个级构成的可配置的ADC。一个或多个ADC级可在各种操作模式的每个中与不同的ADC（即，硬件共享）操作地（operatively）耦接。比如，单个ADC级在一个操作模式中可为第一ADC通道的元件而在另一个操作模式中可为第二ADC通道的元件。在ADC之间的硬件共享提供减少了多通道应用中的硬件或功率浪费的灵活ADC布置。灵活的架构也允许调节各个通道，以便更密切地满足各个输入信号的规格。在各种替代实施方式中，多个ADC级与硬件组件部分或完全整合。ADC级可设置在一个或多个配置中，通常使用相同数量的区域（area），以形成一个或多个多级ADC布置。比如，ADC级的相同矩阵可设置在第一配置中以形成三个ADC通道，或者设置在第二配置中以形成两个ADC通道，其中，所述两个ADC通道中的每个ADC通道具有更大数量的级，并且具有更高的分辨率或更大的信噪比。因此，可批量生产相同的芯片设计，以便满足具有不同的性能规格的各种应用的需求。下面使用多个示例，更详细地解释实施方式。虽然在此处和下文中讨论了各种实施方式和示例，但是通过组合各个实施方式和示例的特征和元件，也可以获得其他实施方式和示例。示例多通道多级ADC布置图1为根据一个实施方式的处于第一操作模式的示例多通道、多级模数转换器（ADC）布置100的示意图。要理解的是，多通道ADC布置（比如，ADC布置100）可用作独立式电路、设备或装置，或者用作另一种系统（比如，其与其他组件、处理器等等相结合）的一部分。所示出的图1的多通道ADC布置100用“Σ-Δ”ADC布置显示和描述，其可具有噪声整形或噪声降低的特性。然而，该示出用于便于进行讨论。关于多通道ADC布置在本文中所描述的技术和装置不限于图1中所示的电路图或Σ-Δ装置，并且在不背离本公开的范围的情况下，可用于其他类型的ADC布置（比如，直接转换、逐次逼近、斜坡比较、辅助量程（subranging）等等）或其他ADC设计中。在某些情况下，额外的或替代的组件可用于实施本文中所描述的技术。如图1中所示，在第一操作模式中，多通道ADC布置100包括至少两个模数转换器（ADC）102和104。在某些实施方式中，多通道ADC布置100包括更大数量的ADC。每个ADC（102和104）包括多个级（stage）106。图1中所示的ADC布置100显示了2x1-1-1布置，这表示2个ADC（102和104），每个ADC具有串联的三个级106（即，1A、2A、3A和1B、2B、3B）。在一种实施方式中，ADC（102、104）内的级106的数量决定了ADC的分辨率、ADC的信噪比（SNR）、ADC的信噪失真比（SNDR）、ADC的带宽等等。比如，具有两个级106的ADC（102、104）可为二阶ADC，具有三个级106的ADC（102、104）可为三阶ADC等等。在一种实施方式中，ADC（102、104）内的级106的数量越大，那么分辨率、SNR、SNDR、带宽、噪声降低等等就越大。在各种实施方式中，级106可被设置成形成多个ADC（102、104）。在一种实施方式中，ADC（102和104）中的一个或多个设置成多级噪声整形（MASH）ADC。比如，MASHADC（102、104）的每个级106降低了从之前的级106的输出中接收的信号的噪声。在各种实施方式中，ADC（102、104）中的一个或多个级106为Σ-Δ装置。在其他实施方式中，根据其他布置，级106为其他技术的级装置。在一种实施方式中，Σ-Δ级106设置成在单个集成电路（IC）上的通道内提供多个ADC。在替代实施方式中，Σ-Δ级106设置在多个IC或组件上。为了便于进行讨论，图1中所示的ADC（102、104）示出为每个ADC具有三个级106。示例ADC（102、104）可具有任何数量的级106并且仍属于本公开的范围。在替代实施方式中，ADC102中级106的数量可与ADC104不同。如图1中所示，将时钟信号（时钟A和B）提供给ADC（102、104）内的每个级106，用于进行定时。此外，如图1中所示，ADC（102、104）可包括数字校正网络（DCN）1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包括：第一模数转换器，包括多个第一级；以及第二模数转换器，包括多个第二级；所述多个第二级中的一个或多个级能配置成在所述设备处于第一操作模式时与第二模数转换器操作地耦接，并且在所述设备处于第二操作模式时与所述第一模数转换器操作地耦接。

【技术特征摘要】
2012.03.26 US 13/429,5781.一种模数转换设备，包括：第一模数转换器，包括多个第一级；第二模数转换器，包括多个第二级；所述多个第二级中的一个或多个级能配置成在所述设备处于第一操作模式时与第二模数转换器操作地耦接，并且在所述设备处于第二操作模式时与所述第一模数转换器操作地耦接；以及包含所述第一模数转换器的第一通道和包含所述第二模数转换器的第二通道；其中，与在所述第一操作模式中相比，在所述第二操作模式下，所述第一通道包括数量更大的级并且具有更高的分辨率；其中，在所述第二操作模式下，所述多个第二级中的一个或多个级的输出端能配置成与所述多个第一级中的一个或多个级的输入端操作地耦接，或者所述多个第二级中的一个或多个级的输入端能配置成与述多个第一级中的一个或多个级的输出端操作地耦接。2.根据权利要求1所述的设备，所述第一模数转换器和所述第二模数转换器分别进一步包括第一多路复用器和第二多路复用器，并且进一步包括第三多路复用器，在所述设备处于所述第二操作模式时，所述第三多路复用器与所述一个或多个级以及与所述第一模数转换器操作地耦接。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一模数转换器和所述第二模数转换器中的至少一个为多级噪声整形模数转换器。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一通道和所述第二通道为并行操作的非时间交错的或时间交错的通道。5.根据权利要求1所述的设备，所述第一模数转换器和所述第二模数转换器分别进一步包括第一数字校正网络和第二数字校正网络。6.根据权利要求5所述的设备，其中，在所述设备处于所述第二操作模式时分区所述第二数字校正网络，与所述一个或多个级相关联的第二数字校正网络的一部分被多路复用至所述第一数字校正网络。7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个第一级和所述多个第二级中的一个或多个级包括Σ-Δ模数转换器级。8.根据权利要求1所述的设备，其中，在所述设备处于所述第二操作模式时，所述第一模数转换器具有比所述第二模数转换器更高的分辨率。9.一种多通道系统，包括：多个可配置的模数转换器，每个模数转换器包括多个级；多个Σ-Δ装置，被设置为构成所述多个级，所述多个Σ-Δ装置中的一个在第一布置中构成所述多个可配置的模数转换器中的一个的级并且在另一布置中构成所述多个可配置的模数转换器中的另一个的级；以及多个通道，每个通道包括所述多个可配置的模数转换器中的不同的一个；其中，与在所述第一布置中相比，在所述另一布置中，所述多个通道中的一个或多个包括数量更大的级并且具有更高的分辨率；其中，在所述另一布置中，所述多个通道中的一个通道中的一个或多个级的输出端能配置成与所述多个通道中的另一个通道中的一个或多个级的输入端操作地耦接，或者多个通道中的一个通道中的一个或多个级的输入端能配置成与所述多个通道中的另一个通道中的一个或多个级的输出端操作地耦接。10.根据权利要求9所述的系统，进一步包括在另一布置中与所述多个Σ-Δ装置中的所述一个操作地耦接的一个或多个多路复用器。11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述多个可配置的模数转换器中的每个包括所述多通道系统的非时间交错的或时间交错的通道。12.根据权利要求9所述的系统，其中，所述系统通过使用累加器、加法器以及触发器中的至少一个来至少部分地以硬件实施。13.根据权利要求9所述的系统，其中，所述多个可配置的模数转换器中的一个或多个模数转换器包括多级噪声整形模数转换器。14.一种配置模数转换器的方法，包括：在第一操作模式下，设置多个第一Σ-Δ级以提供第一模数转换器通道，并且设置多个第二Σ-Δ级以提供第二模数转换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊戈尔·胡尔曼，克里斯托夫·约瑟夫·施内巴赫尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：