[发明专利]适用于长时间高分辨率多通道TDC的数据接口及处理方法

说明书

一种适用于长时间高分辨率多通道TDC的数据接口及处理方法，数据接口包括多通道数据处理模块(200)和多个单通道处理模块(100)，本发明将各通道数据处理和数据的存储输出进行拆分，一方面利用多个单通道处理模块(100)分别独立负责各个通道的数据译码、成帧和缓存，且每个单通道处理模块(100)都是触发信号触发下完成以上数据操作，触发信号是一个周期信号并由通道的接收信号触发生成，每一个接收信号在一个周期内产生多个触发信号，所以单个通道的数据得以及时处理，另一方面利用多通道数据处理模块(200)集中统一处理各个通道的帧数据，统一调度至另一共同的缓存并输出，实现数据的高效存储输出，总之，本发明可快速对各通道的数据进行处理。

技术领域

本发明涉及时间数字转换器(TDC，Time-to-Digital Converter)领域，尤其涉及一种适用于长时间高分辨率多通道TDC的数据接口及处理方法。

背景技术

TDC用于精确测量时间，主要功能是对两个信号脉冲之间的时间间隔进行测量，将时间信号转换为数字信号。TDC分辨率、测量范围和转换时间为TDC的重要性能参数。TDC分辨率为TDC所能测量的最小时间间隔，分辨率越高代表TDC时间测量越精确。TDC测量范围为TDC所能测量的最大时间间隔。TDC转换时间为向TDC输入信号开始直到有数字信号产生的时间，反应了TDC的工作速度。

TDC采用粗精度计数和细精度计数相结合，粗计数使用普通的格雷码计数器实现，由系统时钟驱动，其测量精度由系统工作时钟来决定。细计数基于时间内插原理将时钟周期进行分隔，由快速进位链和温度计编码模块构成，其测量精度为器件的最小延时。粗计数得到对应的格雷码，细计数得到温度计码，将两者结合即可得到精确的时间测量。

当要求高分辨率和长时间的TDC测量时，会在短时间内产生大量的温度计码数据，如果不能快速对这些数据进行处理和存储，将造成数据丢失，从而影响TDC测量的准确程度。

发明内容

本发明为了快速处理高分辨率和长时间的TDC测量产生的大量数据，提供一种适用于长时间高分辨率多通道TDC的数据接口及处理方法，可以快速、及时处理TDC各个通道产生的数据。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，构造一种适用于长时间高分辨率多通道TDC的数据接口，所述数据接口集成于所述TDC中且包括：

多个单通道处理模块，与多个通道一一对应，每一个所述单通道处理模块用于实时获取对应的通道的温度计码和触发信号以及获取TDC的格雷码器，并在每一个触发信号到来时基于获取的数据完成数据译码、成帧和缓存，其中：所述触发信号是一个周期信号并由通道的接收信号触发生成，每一个接收信号在一个周期内产生多个所述触发信号；

多通道数据处理模块，与多个所述单通道处理模块分别连接，用于根据全部的所述单通道处理模块的帧数据缓存情况，将各个单通道处理模块缓存的帧数据进行统一调度至另一共同的缓存并输出。

进一步地，在本发明所述的适用于长时间高分辨率多通道TDC的数据接口中，所述单通道处理模块具体包括：

第一采样器，用于在所述触发信号触发时锁住所述格雷码器；

第二采样器，用于在所述触发信号触发时锁住所述温度计码；

译码模块，连接所述第二采样器，用于获取所述第二采样器输出的所述温度计码，对所述温度计码进行译码得到细精度计数；

帧组装模块，分别连接所述第一采样器和译码模块，用于根据对应的通道号、所述格雷码器和细精度计数的数据拼接得到帧数据；

第一数据缓存，连接所述帧组装模块，用于临时存储所述帧数据，等待所述多通道数据处理模块调度。

进一步地，在本发明所述的适用于长时间高分辨率多通道TDC的数据接口中，所述多通道数据处理模块包括：