用于数模转换器的编码、译码装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及微电子领域，尤其涉及一种用于数模转换器的编码、译码装置及方法。
【背景技术】
[0002] 数模转换器通常采用混合型的译码结构实现高精度，该译码结构又被称为分段式 译码结构，在这种译码结构中，高权重位采用温度计译码结构，低权重位采用二进制译码结 构。其中，高权重位的译码方式是将N bit输入二进制码转换为（2N_l)bit的温度计码，N 为大于0的自然数。
[0003] 对于N bit二进制-温度计译码的电流单元阵列，需要（2N-1)个电流单元。若直接 对电流单元进行控制，则需要（2 N_l)bit的信号对电流单元进行控制，对应的外部数据接口 也需要（2N-l)bit。为了节约硬件的消耗，采用行列编码的结构对电流单元进行译码，此时 会用到列允许信号 s-C〇lumn[2N/2-l:0]共 2N/2bit、列选中信号 C〇lumn[2N/2-l:0]共 2N/2bit 和行选中信号r〇w[2N/2-l:0]共2N/2bit，其中，行选中信号r 〇W[2N/2-l:0]为输入二进制码 [N-1:0]的低N/2位[N/2-l:0]生成的温度计编码，列选中信号 C〇lumn[2N/2-l:0]为输入 二进制码高N/2位[Ν-1:Ν/2]生成的温度计编码。而由于列允许信号和列选中信号相似度 很高，在逻辑上任一列允许信号为对应的列选中信号的温度计码加1之后的值，在数值上 的直观体现就是列允许信号比对应的列选中信号多一位为1，所以列允许信号不需要额外 的引入，只需连接更高一位的列选中信号即可。因此，列允许信号和列选中信号可以重复使 用，则电流单元阵列和外部的数据接口中包括列选中信号和行选中信号，共2*2 N/2bit，此时 所需要的对电流单元进行控制的信号远小于直接对电流单元控制时所需要的（2N_l)bit的 信号。
[0004] 例如：6bit二进制-温度计译码结构的数模转换器中，6bit输入二进制码B[5:0] 生成温度计编码后需要控制63个电流单元，从逻辑上划分为8行8列，其中第8列只含 有7个电流单元，其他7列都包含8个电流单元。进行温度计编码后，如表1所示，为 column[7:0]的编码真值表，列选中信号column[7:0]为输入二进制码B[5:3]生成，从左至 右依次为从 column[0]到 column[7] ,column[0]常为 0;如表 2 所示，为 s-column[7:0]的 编码真值表，列允许信号s-column [7:0]为输入二进制码B [5:3]生成，从左至右依次为从 8-(3〇11111111[0]到8-(3〇1111]111[7]，8-(3〇1111]111[7]常为1;如表3所示，为1'〇￥[7:0]的编码真值表， 行选中信号row[7:0]为输入二进制码B[2:0]生成，从左至右依次为从row[0]到row[7]， row[0]常为0。由表1和表2可以看出，列允许信号与列选中信号的关系为：s_column[c] = column[c+l]，其中（0彡c〈7)，s-column[7]为全1。需要说明的是，上述的方括号中的 数字对应于行列的号码，[0]对应第1行或者第1列，依此类推，第8列对应的为column[7] 和 s-column[7]〇
[0005] 表1 column [7:0]的编码真值表
[0006]
[0012] 对应上述温度计编码，对每个电流单元的译码选择信号为
[0013] Yl (r，c) = s_column[c]* (column [c]+row[r]) (I)
[0014] 其中，"+"为逻辑或，为逻辑与，r为行编码，r e [0,2N/2-l] ;c为列编码， c e [0,2Ν/2-1]。r和c不能同时为（2Ν/2-1)。在数模转换器中，根据上述译码控制逻辑控制 电流单元，最终得到输出的模拟信号。如图1所示，为现有技术中对6bit的输入二进制码 进行温度计编码并译码的实现过程示意图，在该图中，6bit输入二进制码转换为两组Sbit 温度计码，即列选中信号和行选中信号，其中，列允许信号为对应的列选中信号的温度计码 加1之后的值；译码选择信号为：Yl (r，c) = s-column[c]*(column[c]+row[r])，其中r为 行编码，r e [0,7]，c为列编码，c e [0,7]^和(：不能同时为7，所以译码的范围为：[￥(0， 0)，Y (7,7));然后根据译码选择信号对电流单元阵列中63个电流单元进行选择，并控制电 流单元的动作。
[0015] 随着CMOS工艺的发展、器件尺寸按比例缩小等，都使得CMOS器件的工艺偏差对影 响数模转换器精度的影响逐渐显著，所以，需要通过减小工艺偏差的影响，来提高数模转换 器的精度。现有技术中，通过使列选中信号与列允许信号不再存在简单的数值加1的对应 关系，可以一定程度上减小工艺偏差的影响，但是，这样在进行译码时就需要在外部数据接 口中增加列允许信号，因此，电流单元阵列和外部的数据接口中包括列允许信号、列选中信 号和行选中信号，共3*2 N/2bit。若使用3*2N/2bit的外部数据接口时，相应的需要3*2N/2bit 的数据缓冲电路，在电路版图上就需要3*2N/2bit的金属走线。但是，较多的缓冲电路会增 加电路的功耗、增加与数据相关的动态电流，进而影响电源和地上的电流的频谱，最终影响 输出信号的频谱。另外，较多的金属走线会占用电路版图的面积，带来较多的寄生电路，降 低数模转换器的性能。
【发明内容】
[0016] 本发明提供一种用于数模转换器的编码、译码装置及方法，用以在减小工艺偏差 影响的同时，减小外部数据接口，进而减少缓冲电路和金属走线，提高数模转换器的性能。
[0017] 本发明提供一种用于数模转换器的编码方法，所述数模转换器的输入二进制码对 动作单元进行选择，所述动作单元被划分为行和列，所述列包括普通列和1个特殊列，所述 特殊列中的动作单元的数量小于所述普通列中的动作单元的数量，所述方法包括：
[0018] 生成随机数；
[0019] 根据所述随机数和所述输入二进制码，生成列选中信号、行选中信号和控制信号， 所述列选中信号用于循环地从所述普通列中选取连续的目标列，所述控制信号用于表示所 述特殊列是否被选中，所述行选中信号用于从所述特殊列中或所述目标列的相邻普通列中 选取目标行，其中，所述行选中信号和所述列选中信号为温度计码格式，所述目标列的起始 列由所述随机数进行随机化，当所述目标列的末尾列为所述普通列的末尾列时，所述目标 列的相邻普通列为所述普通列的首列。
[0020] 本发明还提供一种用于数模转换器的译码方法，所述数模转换器的输入二进制码 对动作单元进行选择，所述动作单元被划分为行和列，所述列包括普通列和1个特殊列，所 述特殊列中的动作单元的数量小于所述普通列中的动作单元的数量，所述方法包括：
[0021] 接收列选中信号、行选中信号和控制信号，所述列选中信号用于循环地从所述普 通列中选取连续的目标列，所述控制信号用于表示所述特殊列是否被选中，所述行选中信 号用于从所述特殊列中或所述目标列的相邻普通列中选取目标行，其中，所述行选中信号 和所述列选中信号为温度计码格式，所述目标列的起始列由随机数进行随机化，当所述目 标列的末尾列为所述普通列的末尾列时，所述目标列的相邻普通列为所述普通列的首列；
[0022] 根据所述行选中信号和所述列选中信号，生成第一选择信号，所述第一选择信号 用于对所述普通列中的动作单元进行选择；
[0023] 根据所述控制信号和所述行选择信号，生成第二选择信号，所述第二选择信号用 于对所述特殊列中的动作单元进行选择。
[0024] 本发明还提供一种用于数模转换器的编码装置，所述数模转换器的输入二进制码 对动作单元进行选择，所述动作单元被划分为行和列，所述列包括普通列和1个特殊列，所 述特殊列中的动作单元的数量小于所述普通列中的动作单元的数量，所述装置包括：
[0025] 随机数生成模块，用于生成随机数；
[0026] 信号生成模块，用于根据所述随机数和所述输入二进制码，生成列选中信号、行选 中信号和控制信号，所述列选中信号用于循环地从所述普通列中选取连续的目标列，所述 控制信号用于表示所述特殊列是否被选中，所述行选中信号用于从所述特殊列中或所述目 标列的相邻普通列中选取目标行，其中，所述行选中信号和所述列选中信号为温度计码格 式，所述目标列的起始列由所述随机数进行随机化，当所述目标列的末尾列为所述普通列 的末尾列时，所述目标列的相邻普通列为所述普通列的首列。