基于事件的传感阵列读取装置及其读取方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种基于事件的传感阵列的读取装置及其读取方法。
【背景技术】
[0002]现代生活中充满了各种各样带有传感阵列的产品和设备，常见的如，图像传感器、温度传感器、压力传感器、声传感器、超声波传感器、红外传感器等等。在现有技术中，传感阵列的读取方式几乎全部采用基于帧频的读取方式。所谓“基于帧频”即在这些产品和设备的控制系统中，传感阵列由一时钟精确地控制阵列中所有传感单元记录、读取和输出的频率。在一个帧频周期中，控制系统完成对传感阵列中所有传感单元的记录、读取，并同步输出所有传感单元的数据。
[0003]以摄像机中的图像传感器为例，现有技术中的图像传感器一般采用CCD或CMOS感光阵列。在图像传感器系统的一个帧频周期中，系统记录下所有感光单元的数据，并同步输出这一帧频周期中所记录的所有数据，所得的图像数据即形成所谓的一帧画面。最终的视频数据即由连续的帧画面所构成，每秒视频所包括的帧数即帧频。
[0004]尽管基于帧频的读取方式已被广泛地应用于各类传感阵列，然而这种读取方式也存在其局限性。例如，虽然基于帧频的记录方式可以较简单地记录阵列中所有传感单元的数据，但在传感阵列的维度较大、传感单元数量较多时，则会造成数据量大、功耗高以及处理速度慢的缺点。并且，在有效的信号比较稀疏的情况时，基于帧频的记录方式则会记录大量无用的数据。另外，由于阵列中每个传感单元的数据都会被反复记录，而当这些传感单元并没有有效数据、或这些传感单元的数据并未变化的情况下，基于帧频的记录方式则会产生大量多余的数据，浪费运算处理消耗和系统的功耗。在一些传感器领域，帧频大小会限制每个传感单元的数据带宽，使得基于帧频的传感器通常在达到宽动态范围、高帧频高分辨率方面具有一定的技术难度。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，提供一种基于事件的传感阵列的读取装置及其读取方法，解决现有技术的传感阵列的基于帧频的读取方式造成的功耗大、效率低的缺点。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供的基于事件的传感阵列的读取装置，包括:
[0007]阵列分布的若干个传感单元，所述传感单元接收物理量，当所述物理量满足事件阈值时，所述传感单元发送一输出信号和请求信号；
[0008]与所述传感阵列连接的行控制器，所述行控制器用于对所述请求信号进行地址编译，并输出地址信号；
[0009]数据接收器，所述数据接收器用于接收并存储所述传感单元的输出数据，所述输出数据包括所述输出信号和所述地址信号。
[0010]进一步的，所述传感单元包括传感器、用于判断所述传感器的输出信号是否到达事件判别阈值的事件判别器、行请求触发器以及复位触发器。
[0011]进一步的，所述传感器为压力传感器、声传感器、超声波传感器、红外传感器、图像传感器或温度传感器；所述事件判别器的判断类型为所述输出信号的数据类型、所述输出信号的数值大小、所述输出信号与预设阈值的对比真伪以及所述输出信号的时域差别中的一种或多种。
[0012]进一步的，所述传感单元包括声传感器、二阶低通滤波器和差分放大器，所述二阶低通滤波器和所述差分放大器用于对所述声传感器的接收和输出的声波频率进行滤波和放大。
[0013]进一步的，所述行控制器包括行地址编译器和行请求确认器，所述读取装置还包括列控制器，所述列控制器包括列地址编译器和列请求确认器。
[0014]进一步的，所述读取装置还包括数据发射器，所述数据发射器包括数据编译器和数据发射请求处理器，所述数据编译器包括模数转换器和逻辑功能模块，所述数据编译器将所述输出信号进行编译，并将所述地址信号和所述输出信号进行打包形成所述输出数据。
[0015]相应的，本发明还提供上述基于事件的传感阵列读取装置的读取方法，包括如下步骤:
[0016]所述传感单元接收所述物理量，当所述物理量满足事件阈值时，所述传感单元发送一输出信号，并输出所述请求信号到所述行控制器；
[0017]所述行控制器对所述请求信号进行地址编译，并得到所述传感单元的所述地址信号;
[0018]将所述输出信号和所述地址信号打包形成所述输出数据，并将所述输出数据发送到所述数据接收器。
[0019]进一步的，所述传感单元包括传感器、事件判别器、行请求触发器、列请求触发器以及复位触发器；所述行控制器包括行地址编译器和行请求确认器，所述读取装置还包括列控制器，所述列控制器包括列地址编译器和列请求确认器；所述读取装置还包括数据发射器，所述数据发射器包括数据编译器和数据发射请求处理器；其中，所述请求信号包括行请求信号和列请求信号；所述读取方法的具体步骤包括:
[0020]所述传感器接收所述物理量，并将所述物理量输出到所述事件判别器，若所述事件判别器判断所述物理量到达事件判别的阈值时，所述事件判别器输出一事件信号到所述行请求触发器和所述复位触发器，所述行请求触发器被所述事件信号触发，并向所述行控制器发出所述行请求信号；
[0021]所述行控制器被所述行请求信号触发，所述行地址编译器对所述行请求信号进行编译，并且，所述行请求确认器向所述列请求触发器和所述复位触发器输出一行确认信号，使得所述列请求触发器向所述列控制器输出所述列请求信号；所述列控制器被所述列请求信号触发，所述列地址编译器对所述列请求信号进行编译，并且，所述列请求确认器向所述复位触发器输出一列确认信号，所述复位触发器被所述事件信号、所述行确认信号以及所述列确认信号触发并向所述事件判别器、所述行请求触发器和所述列请求触发器输出一复位信号，所述复位信号使所述事件信号、所述行请求信号和所述列请求信号复位至无效状态，并使所述事件判别器将所述输出信号作为一输入信号向所述数据编译器发送；
[0022]所述数据编译器完成所述输入信号的读取后，输出一数据传输完成信号到所述复位触发器，使所述复位信号至无效状态。
[0023]进一步的，所述读取方法的具体步骤还包括:
[0024]所述行地址译码器编译完成，且所述行请求确认器输出所述行确认信号，所述行请求确认器向所述数据发射请求器发送一行确认有效信号，并将所述行地址编译器编译的行地址信号发送到所述数据编译器；
[0025]所述列地址译码器编译完成，且所述列地址编译器输出所述列确认信号后，所述列请求确认器向所述数据发射请求处理器一列确认有效信号，并将所述列地址编译器编译的列地址信号发送到所述数据编译器；
[0026]当所述数据发射请求处理器接收到所述行确认有效信号和所述列确认有效信号后，所述数据发射请求处理器向所述数据接收器发送一数据传输请求信号，所述数据接收器随即向所述数据发射请求处理器发出瞬时有效的一数据接收确认信号；
[0027]所述数据接收确认信号将所述数据传输请求信号复位至无效状态，并使所述数据发射请求处理器向所述行控制器、所述列控制器以及所述数据编译器发送一数据接收确认有效信号，所述数据编译器在接收到所述数据接收确认有效信号后将完成打包的所述输出数据发送至所述数据接收器，所述数据接收确认有效信号并使所述行确认有效信号和所述列确认有效信号复位至无效状态。
[0028]进一步的，所述读取装置还包括行选择控制器和/或列选择控制器，所述行选择控制器与所述行控制器连接，所述列选择控制器与所述列控制器连接，其中，所述请求信号包括行请求信号和列请求信号；当所述行控制器接收到所述行请求信号后，所述行控制器向行选择控制器发送行请求请求信号，并且，所述行选择控制器向所述行控制器对相应的行发出行请求请求确认信号，所述控制器接收到所述行请求请求确认信号后向所述传感单元发送对相应的行触发行请求确认信号；所述行选择控制器对所述行请求请求信号的确认进行选择，所述行选择控制器的选择方式为一次只确认一个行请求信号、一次确认多个行请求信号、一次确认全部行请求信号或一次只确认一些预先设定行的行请求信号，所述行选择控制器对行请求信号排序的方式按行请求信号触发的时间排序、触发事件的类型、触发事件的数值大小或预设的排序方式；当所述列控制器接收到所述列请求信号后，所述列控制器向列选择控制器发送列请求请求信号，并且，所述列选择控制器向所述列控制器对相应的列发出列请求请求确认信号，所述控制器接收到所述列请求请求确认信号后向所述传感单元发送对相应的列触发行请求确认信号；所述列选择控制器对所述列请求请求信号的确认进行选择，所述列选择控制器的选择方式为一次只确认一个列请求信号、一次确认多个列请求信号、一次确认全