專利名稱：包含可變分辨率數(shù)據(jù)處理裝置的激光控制器集成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于處理數(shù)字值且執(zhí)行將所述數(shù)字值從一個單位系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到另一 單位系統(tǒng)(通常是自然單位)的數(shù)值轉(zhuǎn)換的裝置，且明確地說，涉及一種數(shù)據(jù)處理裝置， 其耦合到模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用以通過將查找表用于存儲系數(shù)來執(zhí)行非線性數(shù)值轉(zhuǎn)換。
背景技術(shù)：
在許多電子系統(tǒng)中，通常使用模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)來將模擬數(shù)據(jù)源數(shù)字化成 數(shù)字值。所述模擬數(shù)據(jù)源可以是電壓、電流、溫度或其它真實世界參數(shù)。模擬到數(shù)字轉(zhuǎn) 換器以"數(shù)字位"的形式產(chǎn)生數(shù)字值，其中數(shù)字位通常以任意單位來表達。也就是說， 來自ADC的經(jīng)數(shù)字化的輸出值"0100"未必對應(yīng)于4伏或4安培，而是所述經(jīng)數(shù)字化 的輸出值僅僅是對模擬數(shù)據(jù)源的以任意標(biāo)度的測量。所述任意標(biāo)度通常隨ADC本身的 特性而變化。
希望且通常有必要將由ADC產(chǎn)生的數(shù)字值表達為真實世界參數(shù)，例如以伏為單位 的電壓、以安培為單位的電流以及以攝氏度或華氏為單位的溫度。因此，在操作中，在 ADC將模擬數(shù)據(jù)源(溫度、電壓或電流)數(shù)字化成具有任意單位的數(shù)字值之后，進行后 轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理以將具有任意單位的數(shù)字位轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)恼鎸嵤澜鐔挝?例如，攝氏度、 伏和安培)。所述后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理稱為數(shù)值轉(zhuǎn)換。舉例來說，ADC可對輸入電壓值進行 數(shù)字化，且提供以毫伏的整數(shù)為單位的值作為最終數(shù)字輸出。 一般來說，具有內(nèi)建乘法和加法功能的算術(shù)邏輯單元(ALU)附接到ADC，以執(zhí)行必要的數(shù)值轉(zhuǎn)換。
數(shù)值轉(zhuǎn)換過程使用一個或一個以上系數(shù)來將具有任意單位的數(shù)字值變換成所需的 真實世界單位。通常，所述系數(shù)存儲在存儲器或寄存器中，且由ALU檢索以執(zhí)行所述 轉(zhuǎn)換。因此，在常規(guī)系統(tǒng)中，將所述系數(shù)視為待應(yīng)用于轉(zhuǎn)換所有經(jīng)數(shù)字化值的常數(shù)。然 而，在一些應(yīng)用中，待使用的系數(shù)的值可能視某些參數(shù)而變化，例如產(chǎn)生模擬數(shù)據(jù)源的 裝置或產(chǎn)生經(jīng)數(shù)字化值的ADC的操作條件。
此外，在大多數(shù)應(yīng)用中，使用模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器來對單個模擬數(shù)據(jù)源進行數(shù)字化。 然而，在一些應(yīng)用中，希望使用單個模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器來對多個模擬數(shù)據(jù)源進行數(shù)字化。 在此情況下，對將來自ADC的數(shù)字值轉(zhuǎn)換成各種物理單位存在要求，每一轉(zhuǎn)換要求單 獨的系數(shù)組。因此，數(shù)值轉(zhuǎn)換過程必須支持使用多個系數(shù)來實現(xiàn)將數(shù)值轉(zhuǎn)換成多個單位。 此外，具有任意單位的數(shù)字值到具有所需真實世界單位的數(shù)字值之間的轉(zhuǎn)換可能涉及非 線性關(guān)系。當(dāng)數(shù)值轉(zhuǎn)換具有非線性關(guān)系時，所述系數(shù)必須能夠近似表示非線性轉(zhuǎn)換關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，描述一種用于處理由模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的N位數(shù)字 輸入值且產(chǎn)生數(shù)字輸出信號的裝置。數(shù)字輸入值具有第一單位(其為任意單位)，且數(shù) 字輸出信號具有第二單位，其為物理測量的自然單位且通過第一等式而與第一單位相 關(guān)。數(shù)字輸出信號供主機處理器用來處理由模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器俘獲的信息。所述裝置包 含存儲器，所述存儲器包含第一存儲器部分和第二存儲器部分。第一存儲器部分上存儲 有Q個定界符值，其中所述Q個定界符值將N位數(shù)字輸入值的范圍劃分成Q+l個區(qū)域， 且所述Q+l個區(qū)域中的至少第一區(qū)域和第二區(qū)域具有不相等的大小。第二存儲器部分上 存儲有査找表，所述査找表存儲用于執(zhí)行具有第一單位的數(shù)字輸入值到具有第二單位的 數(shù)字輸出值的數(shù)值轉(zhuǎn)換的Q+l組系數(shù)。每一組系數(shù)包含斜率系數(shù)與偏移系數(shù)的系數(shù)對， 且所述系數(shù)對與數(shù)字輸入值的Q+l個區(qū)域中的相應(yīng)一者相關(guān)聯(lián)。所述杳找表由第一索引 參數(shù)索引，以提供斜率系數(shù)與偏移系數(shù)的選定系數(shù)對，其中第一索引參數(shù)經(jīng)選擇以操作 所述裝置進行非線性轉(zhuǎn)換。算術(shù)邏輯單元接收具有第一單位的N位數(shù)字輸入值'以及來 自第二存儲器部分中的查找表的斜率系數(shù)與偏移系數(shù)的選定系數(shù)對。算術(shù)邏輯單元基于 第一等式而執(zhí)行數(shù)值轉(zhuǎn)換，且使用N位數(shù)字輸入值和選定系數(shù)對來計算具有第二單位的 數(shù)字輸出值。
在操作中，將N位數(shù)字輸入值與Q個定界符值進行比較，以確定Q+1個區(qū)域中所 述N位數(shù)字輸入值所位于的相應(yīng)一個區(qū)域，且第一索引參數(shù)具有指示Q+l個區(qū)域中的相應(yīng)一者的值，且所述值應(yīng)用于査找表以提供選定系數(shù)對。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，描述一種用于處理由模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的N位數(shù)字輸 入值且產(chǎn)生數(shù)字輸出信號的方法。數(shù)字輸入值具有第 單位(其為任意單位)，且數(shù)字 輸出信號具有第二單位，其為物理測量的自然單位且通過第一等式而與第一單位相關(guān)， 且數(shù)字輸出信號供主機處理器用來處理由模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器俘獲的信息。所述方法包 含將Q個定界符值存儲在存儲器的第一存儲器部分中，其中所述Q個定界符值將N 位數(shù)字輸入值的范圍分成Q+l個區(qū)域，且所述Q+l個區(qū)域中的至少第一區(qū)域和第二區(qū) 域具有不相等的大?。粚+1組系數(shù)存儲在存儲器的第二存儲器部分中的查找表中，以
執(zhí)行具有第一單位的數(shù)字輸入值到具有第二單位的數(shù)字輸出值的數(shù)值轉(zhuǎn)換，其中每一組 系數(shù)包含斜率系數(shù)與偏移系數(shù)的系數(shù)對，且所述系數(shù)對與數(shù)字輸入值的Q+l個區(qū)域中的 相應(yīng)一者相關(guān)聯(lián)；將N位數(shù)字輸入值與Q個定界符值進行比較，以確定Q+l個區(qū)域中 所述N位數(shù)字輸入值所位于的相應(yīng)一個區(qū)域；產(chǎn)生第一索引參數(shù)，其具有指示Q+1個
區(qū)域中的相應(yīng)一者的值；使用第-索引參數(shù)來索引所述查找表，以提供斜率系數(shù)與偏移
系數(shù)的選定系數(shù)對，其中第一索引參數(shù)經(jīng)選擇以操作所述裝置進行非線性轉(zhuǎn)換；向算術(shù) 邏輯單元提供N位數(shù)字輸入值以及斜率系數(shù)與偏移系數(shù)的選定系數(shù)對；以及基于第一等 式且使用N位數(shù)字輸入值和斜率系數(shù)與偏移系數(shù)的選定系數(shù)對而在算術(shù)邏輯單元處執(zhí) 行數(shù)值轉(zhuǎn)換，以從具有第一單位的數(shù)字輸入值計算具有第二單位的數(shù)字輸出值。
在考慮下文的詳細描述內(nèi)容以及附圖后會更好地理解本發(fā)明。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的并入有本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置的光學(xué)收發(fā)器的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的并入有本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置的光學(xué)收發(fā)器控制器 的示意圖。
圖3復(fù)制第10/759,786號美國專利申請案的圖1，且是用于通過將查找表用于系數(shù)
存儲來執(zhí)行數(shù)值轉(zhuǎn)換的裝置的示意圖。
圖4復(fù)制第10/759,786號美國專利申請案的圖6，且是根據(jù)本發(fā)明替代實施例的用
于通過將査找表用于系數(shù)存儲來執(zhí)行數(shù)值轉(zhuǎn)換的裝置的示意圖。
圖5復(fù)制第10/759,786號美國專利申請案的圖4，且說明使用分段線性途徑來實施
數(shù)值轉(zhuǎn)換的查找表。
圖6復(fù)制第10〃59,786號美國專利申請案的圖5，且是說明使用圖5的査找表來實施分段線性途徑以近似表示非線性轉(zhuǎn)換關(guān)系的效應(yīng)的曲線圖。
圖7說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的接收功率參數(shù)的定界符值到接收功率系數(shù)組的映射。
圖8是說明使用圖7的可變范圍查找表來實施分段線性途徑以近似表示非線性轉(zhuǎn)換 關(guān)系的效應(yīng)的曲線圖。
具體實施例方式
根據(jù)本發(fā)明的原理，數(shù)據(jù)處理裝置使用可變范圍系數(shù)來對由模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生 的N位數(shù)字輸入值執(zhí)行后轉(zhuǎn)換處理。使用可變范圍系數(shù)來執(zhí)行具有任意單位的數(shù)字值到 具冇自然單位的數(shù)字值的數(shù)值轉(zhuǎn)換，其中自然單位和任意單位具有非線性關(guān)系?？勺兎?圍系數(shù)允許較接近地近似表示非線性關(guān)系以改進轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性。更具體地說，將數(shù)字輸 入值的范圍劃分成不相等的區(qū)域，其中每一區(qū)域與一組相應(yīng)的轉(zhuǎn)換系數(shù)相關(guān)聯(lián)。所述區(qū) 域的大小經(jīng)選擇以實現(xiàn)非線性轉(zhuǎn)換關(guān)系(例如對數(shù)關(guān)系)的接近的分段線性近似表示。
在一個實施例中，將系數(shù)存儲在通過索引參數(shù)索引的査找表中。通過將查找表用于 系數(shù)存儲，可用簡單且最小的電路來執(zhí)行復(fù)雜的數(shù)值轉(zhuǎn)換。本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置可應(yīng) 用于裝置大小和操作速度關(guān)鍵的系統(tǒng)。此外，可用簡化的電路來實施復(fù)雜的數(shù)值轉(zhuǎn)換。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置具有許多應(yīng)用，且在耦合到模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)以為 ADC提供后轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理時特別有用。以此方式，包含ADC和本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置 的ADC系統(tǒng)提供以真實世界單位表達的數(shù)字輸出值。與ADC系統(tǒng)介接的主機系統(tǒng)可容 易在沒有進一步處理的情況下利用所述數(shù)字輸出值。
此外，本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置可應(yīng)用于對來自任何數(shù)據(jù)源的數(shù)字輸入值執(zhí)行轉(zhuǎn)換。 基本上，本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置可用于將以第一單位系統(tǒng)表達的數(shù)字輸入值轉(zhuǎn)換成以第 二單位系統(tǒng)表達的數(shù)字輸出值。當(dāng)?shù)谝粏挝幌到y(tǒng)與第二單位系統(tǒng)之間的關(guān)系是非線性的 時，所述數(shù)據(jù)處理裝置尤其有利。
如上文所提及，模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器通常產(chǎn)生具有任意單位的數(shù)字值，且所述數(shù)字值 必須轉(zhuǎn)換成真實世界單位或自然單位才有用。在本描述內(nèi)容中，真實世界單位或自然單 位指代物理測量的單位，例如攝氏度、伏、安培、分貝和瓦。在以下描述內(nèi)容中，將數(shù) 據(jù)處理裝置描述為在經(jīng)耦合以對一個或一個以上模擬數(shù)據(jù)源進行數(shù)字化的模擬到數(shù)字 轉(zhuǎn)換中實施。然而，本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置在模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器中的實施只是說明性的。 在其它實施例中，本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置可應(yīng)用于對其它數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)源(不管是否由ADC 提供)執(zhí)行數(shù)值轉(zhuǎn)換。在本描述內(nèi)容中，模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸出值被稱為ADC
10結(jié)果或數(shù)字位，且是進入本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置中的數(shù)字輸入值。
模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器通常產(chǎn)生不可理解為自然單位的結(jié)果。舉例來說，將電壓測量到 八個位的分辨率的ADC可能具有全標(biāo)度值11111111 (十進制的255，十六進制的FF)。 所述全標(biāo)度值可對應(yīng)于1.25伏的全標(biāo)度電壓。當(dāng)ADC對1伏信號進行數(shù)字化時，數(shù)字 結(jié)果是任意二進制數(shù)，例如UOOUOO (十進制的204，十六進制的CC)。通常需要以更 用戶友好的格式來提供ADC結(jié)果。舉例來說，通常希望將1伏信號的ADC結(jié)果顯示為 IOOO毫伏(二進制的1111101000)。
為了將以任意單位表達的數(shù)字值轉(zhuǎn)換成自然單位，通常使用斜率/偏移轉(zhuǎn)換等式。數(shù)
字值與自然單位值之間的關(guān)系表達為
DN = mDA + c, 等式(1)
其中Dw是具有自然單位的所需數(shù)字輸出值，DA是待以任意單位轉(zhuǎn)換的數(shù)字輸入值， m是斜率系數(shù)，且c是偏移系數(shù)。
在經(jīng)數(shù)字化的電壓值的情況下，具有任意ADC單位的經(jīng)數(shù)字化的電壓值與具有自 然單位的電壓值之間的關(guān)系可表達為
Vn = m Vadc + c' 等式(2)
其中Vn是具有自然單位(例如，伏或毫伏)的所需數(shù)字輸出電壓值'Vadc是待以 任意單位轉(zhuǎn)換的經(jīng)數(shù)字化的電壓值，m是斜率系數(shù)，且c是偏移系數(shù)。當(dāng)應(yīng)用于上文所 給出的實例(其中8位全標(biāo)度范圍表示1.25伏)時，可使用4.90196的斜率系數(shù)m和O 的偏移系數(shù)c來執(zhí)行任意ADC單位與自然單位之間的數(shù)值轉(zhuǎn)換。因此，轉(zhuǎn)換等式給出
為
Vn = 4.901% VADC'
當(dāng)VADt^204時，那么Vn二lOOO。
通過執(zhí)行數(shù)值轉(zhuǎn)換，ADC結(jié)果可有意義地表達為以毫伏為單位的值。數(shù)值轉(zhuǎn)換的計 算通常由算術(shù)邏輯單元(ALU)執(zhí)行，所述算術(shù)邏輯單元具有內(nèi)建的乘法和加法功能。 在常規(guī)系統(tǒng)中，通常將系數(shù)m和c視為從寄存器或存儲器提供的常數(shù)。前面所提及的'786 專利申請案描述一種裝置和方法，其中提供一組系數(shù)m和c并將其存儲在查找表中，使 得可基于其它參數(shù)來選擇用于轉(zhuǎn)換的系數(shù)的值。舉例來說，可基于提供數(shù)字值的系統(tǒng)的操作條件或參數(shù)來選擇所述系數(shù)。以此方式，可實現(xiàn)更準(zhǔn)確的數(shù)值轉(zhuǎn)換。
上述等式描述數(shù)字輸入值與經(jīng)轉(zhuǎn)換的值之間的線性關(guān)系，在一些應(yīng)用中，數(shù)字輸入 值與選定組的自然單位之間的關(guān)系是非線性的。舉例來說，ADC可能對電壓信號進行數(shù) 字化，伊.需要以分貝(dB)為單位的數(shù)字值。電壓與分貝之間的關(guān)系具有對數(shù)標(biāo)度，是 非線性的。在此情況下，非線性關(guān)系可表達為具有系數(shù)和指數(shù)的多項式，如下
Vn = rru V + m2 V2 + m3 V3 + m4 V4 + c, 等式(3)
其中Vn是以分貝為單位的所需輸出電壓值，V是待以任意單位轉(zhuǎn)換的經(jīng)數(shù)字化的
電壓值，1^到IT14是多項式系數(shù)，且c是偏移系數(shù)。雖然有可能建立ALU來估算此多項 式，但所得ALU通常非常緩慢且大小較大，從而使得此實施方案不合需要。在速度或 裝置大小關(guān)鍵的應(yīng)用中，使用ALU的直接計算并不實用。
根據(jù)本發(fā)明的原理，數(shù)據(jù)處理裝置通過使用接近地近似表示分段線性轉(zhuǎn)換的可變范 圍系數(shù)來支持非線性轉(zhuǎn)換。以此方式，可以較高速度且用簡化的電路來獲得高度準(zhǔn)確的 數(shù)值轉(zhuǎn)換結(jié)果。
本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置可并入在多種電子裝置中，且耦合到模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以 執(zhí)行精確數(shù)值轉(zhuǎn)換。在下文的描述內(nèi)容中，將本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置描述為在光學(xué)收發(fā) 器控制器中實施。數(shù)據(jù)處理裝置在光學(xué)收發(fā)器控制器中的應(yīng)用只是說明性的。所屬領(lǐng)域 的技術(shù)人員將了解，本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置可應(yīng)用于其它電子裝置，以提供經(jīng)數(shù)字化的 數(shù)據(jù)值的準(zhǔn)確數(shù)值轉(zhuǎn)換。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的并入有本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置的光學(xué)收發(fā)器的示意 圖。參看圖l，光學(xué)收發(fā)器20在光學(xué)通信系統(tǒng)10中使用，以在光纖電纜12和14上傳 輸和接收光學(xué)信號。光學(xué)收發(fā)器20包含激光二極管26，其發(fā)射表示所傳輸?shù)男盘柕?光信號以及光電檢測器二極管28，其檢測指示接收到的信號的傳入光。光學(xué)收發(fā)器 20包含光學(xué)收發(fā)器控制器22，用于操作激光二極管進行信號傳輸且操作光電檢測器二 極管接收光學(xué)信號?？刂破?2通常實施為集成電路，且因此通常被稱為光學(xué)收發(fā)器控 制器IC。在操作中，控制器22產(chǎn)生用于激光驅(qū)動器24的偏置信號VBIAS和一對調(diào)制 信號(VMOD+/-)。激光驅(qū)動器24基于偏壓值和調(diào)制信號而驅(qū)動激光二極管26?？刂?器22接收來自光電檢測器二極管26的呈電壓值形式的接收功率信號VRX。所述接收功 率信號指示在光纖電纜14上檢測到的光學(xué)信號。
光學(xué)收發(fā)器控制器22經(jīng)由數(shù)據(jù)總線21而與主機處理器30介接。以此方式，光學(xué)收發(fā)器控制器22從主機處理器30接收控制和數(shù)據(jù)信號，且主機處理器30從控制器22 接收數(shù)據(jù)和狀態(tài)信3。在許多應(yīng)用中，主機處理器30監(jiān)視光學(xué)收發(fā)器20的操作狀態(tài)， 且從光學(xué)收發(fā)器20接收指示光學(xué)收發(fā)器的狀態(tài)或操作條件的數(shù)據(jù)信號。操作條件通常 是模擬數(shù)據(jù)源的經(jīng)數(shù)字化的值，例如電壓、電流或溫度測量。為了減輕主機處現(xiàn)器30 的計算負擔(dān)，通常希望以這些經(jīng)數(shù)字化值的自然單位向主機處理器提供這些經(jīng)數(shù)字化 值。如果直接以如由ADC產(chǎn)生的任意單位向主機處理器提供經(jīng)數(shù)字化的數(shù)據(jù)，那么主 機處理器在可有意義地解釋所述經(jīng)數(shù)字化的數(shù)據(jù)之前，將必須執(zhí)行到自然單位的后轉(zhuǎn)換 處理。
在圖1中，展示光學(xué)收發(fā)器20的簡化框圖。在實際實施方案中，光學(xué)收發(fā)器20可 包含其它組件以支持光學(xué)信號在光纖電纜上的傳輸和接收。光學(xué)收發(fā)器20的確切配置 對本發(fā)明的實踐來說不是關(guān)鍵的。本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置并入在光學(xué)收發(fā)器控制器集成 電路中，以對由控制器收集的經(jīng)數(shù)字化的數(shù)據(jù)提供數(shù)值轉(zhuǎn)換。
圖2是根據(jù)本發(fā)明-'個實施例的并入有本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置的光學(xué)收發(fā)器控制器 的示意圖。圖2的示意圖只說明本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置以及與所述數(shù)據(jù)處理裝置有關(guān)的 光學(xué)收發(fā)器控制器的組件。在實際實施方案中，光學(xué)收發(fā)器控制器將包含圖2中未展示
的其它電路。光學(xué)收發(fā)器控制器的確切實施方案對本發(fā)明的實踐來說不是關(guān)鍵的。光學(xué) 收發(fā)器控制器僅有必要包含產(chǎn)生需要后轉(zhuǎn)換處理的經(jīng)數(shù)字化的數(shù)據(jù)的模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換 器。
參看圖2，光學(xué)收發(fā)器控制器22 (控制器22)接收指示光學(xué)收發(fā)器系統(tǒng)的操作條件 的各種模擬輸入數(shù)據(jù)源。在本實施例中，控制器22接收指示光學(xué)收發(fā)器系統(tǒng)的接收功 率的第一輸入電壓VRX。舉例來說，電壓VRX由檢測光纖電纜14 (圖1)上的光學(xué)功 率的光電檢測器二極管產(chǎn)生?？刂破?2還接收指示光學(xué)收發(fā)器系統(tǒng)的監(jiān)視器二極管的 電壓的第二輸入電壓VMPD。在圖1的光學(xué)收發(fā)器系統(tǒng)中，監(jiān)視器光電檢測器二極管(未 圖示)通常耦合到激光二極管26，以監(jiān)視激光二極管的輸出功率?？刂破?2接收監(jiān)視 器電壓VMPD，以監(jiān)視激光二極管26的操作狀態(tài)。最后，控制器22接收指示供應(yīng)到激 光二極管26的偏置電流的第三輸入電壓VBIAS。監(jiān)視并調(diào)節(jié)激光二極管的偏置電流以 確保合適的激光操作。在本實施例中，控制器22還包含用于測量環(huán)境溫度的溫度傳感 器104。溫度傳感器104產(chǎn)生指示測量到的溫度的電壓VTMP。
控制器22包含單個模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器106，用于對多個模擬輸入電壓進行數(shù)字化。 為此，多個輸入電壓VRX、 VMPD、 VBIAS和VTMP耦合到多路復(fù)用器102，其選擇 一個輸入信道以在某一時間由ADC 106數(shù)字化。多路復(fù)用器102由選擇信號SEL控制，所述選擇信號SEL是由光學(xué)收發(fā)器控制器22中的控制電路103產(chǎn)生的。ADC 106以N 個位產(chǎn)生ADC結(jié)果，且所述N位ADC結(jié)果經(jīng)受后轉(zhuǎn)換處理后才在總線21上提供給主 機處理器30。根據(jù)本發(fā)明，數(shù)據(jù)處理裝置100并入在控制器22屮，以為ADC106提供 后轉(zhuǎn)換處理。由此，由ADC 106和數(shù)據(jù)處理裝置100形成的ADC系統(tǒng)對模擬數(shù)據(jù)源進 行數(shù)字化，且提供以真實世界或自然單位表達的數(shù)字輸出值。
控制器22中的數(shù)據(jù)處理裝置IOO包含算術(shù)邏輯單元(ALU 108),其具有內(nèi)建的乘 法和加法功能。ALU 108接收來自ADC 106的N位ADC結(jié)果作為數(shù)字輸入值。ALU 108 還接收來自- 個或-個以上查找表118、 120的斜率和偏移系數(shù)。查找表118由索引參 數(shù)Pll索引，以向ALU 108提供一對選定的斜率系數(shù)與偏移系數(shù)。查找表120由索引參 數(shù)P12索引，以向ALU 108提供一對選定的斜率系數(shù)與偏移系數(shù)。在本實施例中，將査 找表118和120實施為一個或一個以上存儲器單元，例如隨機存取存儲器。在本實施例 中，查找表118和120存儲在單個存儲器單元的不同部分中。在其它實施例中，每一查 找表可在單獨的存儲器單元中實施。
在本實施例中，數(shù)據(jù)處理裝置100包含用于存儲與接收功率(RXPWR)參數(shù)相關(guān) 聯(lián)的系數(shù)的査找表118。也就是說，査找表118中的系數(shù)用于對指示接收功率RXPWR 參數(shù)的輸入電壓VRX進行數(shù)值轉(zhuǎn)換。此外，數(shù)據(jù)處理裝置IOO包含用于存儲與控制器 22的所有其它輸入值相關(guān)聯(lián)的系數(shù)的查找表120，所述其它輸入值例如是監(jiān)視器電壓 VMPD、偏置電流VBIAS和溫度。
在本實施例中，以如'786專利申請案中所述的方式來索引査找表120,以為ALU 108 提供適當(dāng)?shù)南禂?shù)，如圖3到圖6中所示。舉例來說，查找表120可由其中產(chǎn)生模擬數(shù)據(jù) 源的光學(xué)收發(fā)器或其中產(chǎn)生數(shù)字輸入值的系統(tǒng)(例如ADC)的操作條件索引。舉例來說， 在一個實施例中，系數(shù)對隨操作溫度而變化。如圖3中所示，索引參數(shù)P1可以是溫度 值，用于索引査找表20以提供選定組的斜率系數(shù)與偏移系數(shù)。通過使用一組依賴于溫 度的系數(shù)，數(shù)據(jù)處理裝置IOO使得ADC系統(tǒng)能夠?qū)?shù)值轉(zhuǎn)換進行溫度補償。
或者，如圖4中所示，査找表120可由多個參數(shù)索引。參看圖4，可使用多路復(fù)用 器來選擇若干參數(shù)中的一者以索引査找表。在從'786專利申請案復(fù)制的圖4所示的實施 例中，査找表由溫度參數(shù)和接收功率參數(shù)(頂部三個位)索引。多路復(fù)用器74經(jīng)耦合 以基于選擇信號而選擇所述兩個索引參數(shù)中的一者。因此，用于查找表120 (圖2)的 索引參數(shù)P12可表示多個參數(shù)中的選定一者。通過并入多路復(fù)用器以在兩個或兩個以上 索引參數(shù)之間進行選擇，可選擇性地操作本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置100，以用于溫度補償 或用于非線性轉(zhuǎn)換或其它所需補償。如786專利申請案中所描述，杳找表可經(jīng)配置以實施近似表示非線性轉(zhuǎn)換關(guān)系的分 段線性轉(zhuǎn)換。圖5復(fù)制786專利申請案的圖4，且說明使用分段線性途徑來實施數(shù)值轉(zhuǎn) 換的査找表40。參看圖4，查找表40包含用于存儲斜率系數(shù)與偏移系數(shù)對的條口。查 找表40使用待轉(zhuǎn)換為對基于存儲器的系數(shù)對表的索引參數(shù)的數(shù)字輸入值的頂部三個位 (三個最高有效位)。使用數(shù)字輸入值的頂部三個位作為索引參數(shù)有效地將數(shù)字輸入值的 范圍分割成相等的區(qū)域，其中每一區(qū)域采用數(shù)字輸入值到所需經(jīng)轉(zhuǎn)換的輸出值的線性轉(zhuǎn) 換。查找表的每一條目因此包含與數(shù)字輸入值的區(qū)域相關(guān)聯(lián)的系數(shù)。以此方式，實施分 段線性轉(zhuǎn)換，以近似表示數(shù)字輸入值與經(jīng)轉(zhuǎn)換的值之間的非線性關(guān)系。
圖6中展示圖5的分段線性轉(zhuǎn)換的效應(yīng)。虛線曲線表示從ADC結(jié)果(經(jīng)數(shù)字化的 電壓值)到以dB為單位的經(jīng)轉(zhuǎn)換的值的理想對數(shù)轉(zhuǎn)換。實線曲線表不使用圖5的査找 表40的轉(zhuǎn)換的分段線性近似表示。使用ADC結(jié)果的三個最高有效位將數(shù)字輸入值的范 圍分割成八個相等的區(qū)域，每一區(qū)域被指配有其自己的斜率系數(shù)與偏移系數(shù)對。
圖5的分段線性途徑使用ADC結(jié)果的3個最高有效位作為索引參數(shù)，使得輸入值 的范圍被劃分成8個相等的區(qū)域。雖然針對較大ADC結(jié)果值實現(xiàn)了對理想輪廓的良好 近似表示，但與理想輪廓的顯著偏離可能導(dǎo)致理想輪廓的斜率快速升高的區(qū)域，如在具 有較小ADC結(jié)果值的區(qū)域中。本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置100引入用于分段線性轉(zhuǎn)換的可 變范圍系數(shù)方法，其改進了數(shù)字輸入值與經(jīng)轉(zhuǎn)換的值之間的非線性關(guān)系的近似表示的準(zhǔn) 確性。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，數(shù)據(jù)處理裝置IOO的可變范圍系數(shù)方法應(yīng)用于指示接收 功率RXPWR參數(shù)的模擬輸入電壓VRX。如上文所述，接收功率RXPWR參數(shù)是在光纖 末端的光電二極管所接收到的能量的量的測量。光電二極管的輸出(測量為電壓)與所 需的輸出結(jié)果(待以分貝表達的值)之間存在非線性關(guān)系。為了更準(zhǔn)確地近似表示電壓 VRX與具有自然單位(分貝)的經(jīng)轉(zhuǎn)換的結(jié)果之間的非線性關(guān)系，本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝 置采用可變范圍系數(shù)。因此，根據(jù)本發(fā)明，查找表118存儲用于接收功率RXPWR參數(shù) 的可變范圍系數(shù)。將參看圖7和圖8來描述可變范圍系數(shù)和用于索引査找表118的方法。
首先參看圖8，在本實施例中，將接收功率ADC結(jié)果的范圍分割成八個不相等的區(qū) 域。當(dāng)非線性關(guān)系具有較大斜率時，使用較小的區(qū)域，且當(dāng)非線性關(guān)系具有較小斜率時， 使用較寬的區(qū)域。所述區(qū)域中的每一者具備一組斜率系數(shù)與偏移系數(shù)'以在所述區(qū)域內(nèi) 實現(xiàn)線性轉(zhuǎn)換。通過將較小的區(qū)域用于理想輪廓的陡峭傾斜部分且將較大的區(qū)域用于理 想輪廓的較緩和傾斜部分，系數(shù)組(系數(shù)0到系數(shù)7)所實現(xiàn)的分段線性近似表示可較 接近地遵循理想輪廓，如圖8中所示。因此，與用于固定區(qū)域的系數(shù)相比，使用八組可變范圍系數(shù)來為ADC結(jié)果的所有值獲得更準(zhǔn)確的經(jīng)轉(zhuǎn)換的值。在本實施例中，査找表 118存儲八組系數(shù)作為系數(shù)組0到系數(shù)組7。
現(xiàn)參看圖7描述用于從查找表118選擇一組系數(shù)的方法。在本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置 100中，通過Q個定界符值將ADC結(jié)果的范圍分割或劃分成Q+1個區(qū)域，其中所述區(qū) 域中的至少兩個區(qū)域具有不相等的大小。在7個定界符值(定界符0到定界符6)的情 況下，產(chǎn)生ADC值的8個區(qū)域(區(qū)域0到區(qū)域7)。假定定界符0到定界符6具有單調(diào) 增加的值。因此，Q+l個區(qū)域中的每一者由上定界符和下定界符限定，第一個和最后一 個區(qū)域除外，第一個和最后一個區(qū)域分別僅由上定界符或下定界符限定。由定界符值界 定的Q+l個區(qū)域中的每一者與一組系數(shù)相關(guān)聯(lián)系數(shù)組0到系數(shù)組7。為了從查找表118 中選擇一組系數(shù)，將數(shù)字輸入值(其為N位ADC結(jié)果)與定界符值進行比較，以確定 所述數(shù)字輸入值位于哪一 Q+l區(qū)域中。
參看圖7，所述N位接收功率ADC結(jié)果在本文中稱為RXPWR值。在本實施例中， 將RXPWR值與定界符值進行比較，其中區(qū)域內(nèi)命屮被定義為
下定界符<RXPWR<=上定界符。
舉例來說，當(dāng)RXPWR值小于或等于第二定界符值(定界符l)但大于第一定界符 值(定界符0)時，RXPWR值落入第二區(qū)域(區(qū)域l)中，且選擇第二系數(shù)組(系數(shù)組 1)。相同的情況應(yīng)用于多個系數(shù)組(系數(shù)組2到系數(shù)組6)。在邊界處'當(dāng)RXPWR值小 于或等于第一定界符值(定界符O)時，RXPWR值落入第--區(qū)域(區(qū)域0)中'且選擇 第一系數(shù)組(系數(shù)組0)。當(dāng)RXPWR值大于最后一個定界符值(定界符6)時'RXPWR 值落入最后一個區(qū)域(區(qū)域7)中，且選擇最后一個系數(shù)組(系數(shù)組7)。以此方式'使 用接收功率ADC結(jié)果RXPWR來確定哪一系數(shù)組將用于數(shù)值轉(zhuǎn)換。
在本實施例中，分割A(yù)DC結(jié)果的范圍的定界符值是用戶可編程的，使得可界定每 _一區(qū)域的所需大小，以允許較近接地近似表示理想輪廓。可界定精細和粗糙區(qū)域，使得 分段線性近似表示接近地遵循非線性關(guān)系。
圖2說明在控制器22的數(shù)據(jù)處理裝置100中實施可變范圍系數(shù)的一種方法。返回 到圖2，用于接收功率RXPWR參數(shù)的定界符值存儲在存儲器單元U4 (例如一組寄存 器)中。存儲器單元114可以是存儲査找表118和查找表120的同一存儲器的一部分， 或存儲器單元114可由單獨的存儲器單元形成。數(shù)據(jù)處理裝置100包含比較器112,其 接收來自ADC 106的N位ADC結(jié)果，且還接收來自存儲器單元114的接收功率定界符 值。當(dāng)ADC結(jié)果是RXPWR參數(shù)時，比較器112又將N位ADC結(jié)果與RXPWR定界符 值中的每一者進行比較。在本實施例中，從最小值到最大值依次向比較器112提供
16RXPWR定界符值。每次向比較器112提供定界符值時，計數(shù)器116使其計數(shù)遞增一次。
在本實施例中，當(dāng)RXPWR值小于或等于定界符值時，比較器U2斷言耦合到計數(shù) 器116的比較器輸出信號。當(dāng)比較器輸出信號被斷言時，計數(shù)器116輸出計數(shù)值作為索 引參數(shù)Pll以索引查找表118，以便檢索選定系數(shù)組。
舉例來說，假定第一 RXPWR值小于第一定界符DLM0。向比較器112提供第一 RXPWR值，同時還向比較器112提供第一定界符DLM0，且計數(shù)器具有計數(shù)值l。比 較器112斷言其比較器輸出信號，且計數(shù)器116輸出計數(shù)值1，以索引査找表118。因 此，檢索第一組系數(shù)(系數(shù)組0)。
現(xiàn)在，假定第二RXPWR值大于第四定界符DLM3爐.小于第五定界符DLM4。向比 較器112提供第二 RXPWR值，同時又還向比較器112提供第一到第五定界符DLM0到 DLM4。到提供第五定界符DLM4時，計數(shù)器116具有計數(shù)值5。當(dāng)確定第二 RXPWR 值小于或等于第五定界符DLM4時，比較器112斷言其比較器輸出信號。計數(shù)器116輸 出計數(shù)值5以索引查找表118。因此，檢索第五組系數(shù)(系數(shù)組4)。
向ALU 108提供檢索到的系數(shù)組，以對RXPWRADC結(jié)果執(zhí)行數(shù)值轉(zhuǎn)換。當(dāng)ADC 結(jié)果不是RXPWR參數(shù)，而是其它數(shù)據(jù)源的經(jīng)數(shù)字化值時，數(shù)據(jù)處理裝置100以如上文 所述且參考'786專利申請案的方式從査找表120檢索用于ALU 108的系數(shù)。由杏找表 118和查找表120提供的系數(shù)耦合到多路復(fù)用器107，其選擇用于接收功率RXPWR的 系數(shù)(查找表118〉或用于其它數(shù)據(jù)源的系數(shù)(查找表120)。光學(xué)收發(fā)器控制器22屮 的控制電路103產(chǎn)生選擇信號SEL2，以操作多路復(fù)用器107以選擇適當(dāng)?shù)南禂?shù)供ALU 108用來對ADC結(jié)果執(zhí)行數(shù)值轉(zhuǎn)換。當(dāng)正處理接收功率參數(shù)時，多路復(fù)用器107從查找 表118選擇系數(shù)。當(dāng)正處理其它數(shù)據(jù)源時，多路復(fù)用器107從査找表120選擇系數(shù)。
在本說明中，來自ALU 108的具有自然單位的經(jīng)轉(zhuǎn)換的結(jié)果通常存儲在存儲器110 (例如寄存器)屮。主機處理器30可接著檢索存儲在存儲器110屮的數(shù)據(jù)，以獲得關(guān)于 光學(xué)收發(fā)器控制器22的狀態(tài)和操作條件信息。
根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理裝置使用可變范圍系數(shù)進行數(shù)值轉(zhuǎn)換提供了現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng) 無法實現(xiàn)的許多優(yōu)點。首先'通過將ADC結(jié)果的范圍分割成不相等的區(qū)域'可大大改 進數(shù)值轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性?？蓛?yōu)化每一分段線性分區(qū)的大小和分區(qū)的總數(shù)，以準(zhǔn)確地近似表 示數(shù)字輸入值的整個范圍。
其次，通過使用不相等的分區(qū)以更好地近似表示非線性轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)快速且高效的數(shù) 據(jù)處理裝置。雖然有可能通過提供許多精細的相等大小的分區(qū)來實施分段線性轉(zhuǎn)換，但 此實施方案將產(chǎn)生較大的存儲器要求和較重的計算負擔(dān)。本發(fā)明的可變范圍系數(shù)方法用實施方案的速度和簡單性來優(yōu)化準(zhǔn)確性。
最后，通過將查找表用于系數(shù)存儲，可用簡單且最小的電路來執(zhí)行復(fù)雜的數(shù)值轉(zhuǎn)換。 因此，為高效的數(shù)值轉(zhuǎn)換實現(xiàn)了經(jīng)優(yōu)化的系數(shù)存儲機制。
提供上述詳細描述內(nèi)容是為了說明本發(fā)明的具體實施例，且不希望是具有限制性 的。屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的大量修改和變化是可能的。舉例來說，在圖2中，光學(xué)收發(fā)器 控制器22包含斉找表118，用于存儲用于接收功率參數(shù)的系數(shù)；以及査找表120,用 于存儲用于其它數(shù)據(jù)源的系數(shù)，所述其它數(shù)據(jù)源例如是監(jiān)視器電壓VMPD、偏置電流 VBIAS和溫度。查找表120是可選的，且只是說明性的。在其它實施例中，光學(xué)收發(fā)器 控制器可只對單個參數(shù)(例如接收功率參數(shù))進行操作。在此情況下，不需要査找表120， 且也不需要多路復(fù)用器107。査找表118的輸出可直接作為輸入數(shù)據(jù)值提供到ALU 108。
本發(fā)明由所附權(quán)利要求書界定。
權(quán)利要求
1. 一種用于處理由模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的N位數(shù)字輸入值且產(chǎn)生數(shù)字輸出信號的裝置，所述數(shù)字輸入值具有為任意單位的第一單位，且所述數(shù)字輸出信號具有第二單位，所述第二單位是物理測量的自然單位且通過第一等式而與所述第一單位相關(guān)，所述數(shù)字輸出信號供主機處理器用來處理由所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器俘獲的信息，所述裝置包括存儲器，其包括第一存儲器部分和第二存儲器部分；所述第一存儲器部分上存儲有Q個定界符值，所述Q個定界符值將所述N位數(shù)字輸入值的范圍劃分成Q+1個區(qū)域，所述Q+1個區(qū)域中的至少第一區(qū)域和第二區(qū)域具有不相等的大?。凰龅诙鎯ζ鞑糠稚洗鎯τ胁檎冶?，所述查找表存儲Q+1組系數(shù)，用于執(zhí)行具有所述第一單位的所述數(shù)字輸入值到具有所述第二單位的所述數(shù)字輸出值的數(shù)值轉(zhuǎn)換，每一組系數(shù)包括斜率系數(shù)與偏移系數(shù)的系數(shù)對，且所述系數(shù)對與數(shù)字輸入值的所述Q+1個區(qū)域中的相應(yīng)一者相關(guān)聯(lián)，所述查找表由第一索引參數(shù)索引，以提供斜率系數(shù)與偏移系數(shù)的選定系數(shù)對，所述第一索引參數(shù)經(jīng)選擇以操作所述裝置進行非線性轉(zhuǎn)換；以及算術(shù)邏輯單元，其接收具有所述第一單位的所述N位數(shù)字輸入值以及來自所述第二存儲器部分中的所述查找表的斜率系數(shù)與偏移系數(shù)的所述選定系數(shù)對，所述算術(shù)邏輯單元基于所述第一等式執(zhí)行數(shù)值轉(zhuǎn)換，且使用所述N位數(shù)字輸入值和所述選定系數(shù)對來計算具有所述第二單位的所述數(shù)字輸出值，其中將所述N位數(shù)字輸入值與所述Q個定界符值進行比較，以確定所述Q+1個區(qū)域中所述N位數(shù)字輸入值所位于的相應(yīng)一個區(qū)域，且所述第一索引參數(shù)具有指示所述Q+1個區(qū)域中的所述相應(yīng)一個區(qū)域的值，且所述值應(yīng)用于所述查找表以提供所述選定系數(shù)對。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述N位數(shù)字輸入值包括光學(xué)收發(fā)器的接收功 率值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進一步包括比較器，其接收所述N位數(shù)字輸入值，且將所述N位數(shù)字輸入值與所述Q個定 界符值中的至少一者進行比較，從最小定界符值到最大定界符值依次向所述比較器提供所述Q個定界符值，當(dāng)所述N位數(shù)字輸入值小于相應(yīng)的定界符值時，所述比 較器斷言比較器輸出信號；以及計數(shù)器，其提供計數(shù)器輸出值，所述計數(shù)器輸出值在每次定界符值被提供給所述 比較器時遞增，直到所述計數(shù)器輸出值被斷言為止，其中所述第一索引參數(shù)包括所 述計數(shù)器輸出值，其中所述計數(shù)器輸出值對應(yīng)于存儲在所述査找表中的所述Q+l 組系數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中當(dāng)所述N位數(shù)字輸入值小于或等于相應(yīng)的定界 符值時，所述比較器斷言所述比較器輸出信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中當(dāng)所述N位數(shù)字輸入值大于所述最大定界符值 時，所述第一索引參數(shù)選擇最后一組系數(shù)，所述最后一組系數(shù)用于對N位數(shù)字輸 入值的范圍內(nèi)的最大值執(zhí)行數(shù)值轉(zhuǎn)換。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進一步包括-比較器，其接收所述N位數(shù)字輸入值，且將所述N位數(shù)字輸入值與所述Q個定 界符值中的至少一者進行比較，從所述最大定界符值到所述最小定界符值依次向所 述比較器提供所述Q個定界符值，當(dāng)所述N位數(shù)字輸入值大于相應(yīng)的定界符值時， 所述比較器斷言比較器輸出信號；以及計數(shù)器，其提供計數(shù)器輸出值，所述計數(shù)器輸出值在每次定界符值被提供給所述 比較器時遞增，直到所述計數(shù)器輸出值被斷言為止，其中所述第一索引參數(shù)包括所 述計數(shù)器輸出值，其中所述計數(shù)器輸出值對應(yīng)于存儲在所述査找表中的所述Q+l 組系數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中當(dāng)所述N位數(shù)字輸入值大于或等于相應(yīng)的定界 符值時，所述比較器斷言所述比較器輸出信號。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中當(dāng)所述N位數(shù)字輸入值小于所述最小定界符值 時，所述第一索引參數(shù)選擇第一組系數(shù)，所述第一組系數(shù)用于對N位數(shù)字輸入值 的范圍內(nèi)的最小值執(zhí)行數(shù)值轉(zhuǎn)換。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中從所述任意單位到所述自然單位的所述數(shù)值轉(zhuǎn)換 具有非線性關(guān)系，且所述Q+l組系數(shù)以近似表示所述非線性關(guān)系的分段線性方式 來實施所述數(shù)值轉(zhuǎn)換。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中所述查找表存儲用于多個線性片段的所述Q+l 組系數(shù)，以執(zhí)行所述分段線性數(shù)值轉(zhuǎn)換，每一線性片段由等式DN-mDA + c描述， 其中DA是所述數(shù)字輸入值，DN是所述數(shù)字輸出值，m是用于相應(yīng)線性片段的斜率系數(shù)且c是用于相應(yīng)線性片段的偏移系數(shù)，且所述Q+l組系數(shù)包括Q+l組系數(shù)對， 每一系數(shù)對包括用于相應(yīng)線性片段的斜率系數(shù)和偏移系數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其屮所述非線性關(guān)系包括對數(shù)關(guān)系。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一區(qū)域具有第一范圍的N位數(shù)字輸入值， 且所述第二區(qū)域具有大于所述第一范圍的第二范圍的N位數(shù)字輸入值，所述第二 區(qū)域中的所述數(shù)字輸入值大于所述第一區(qū)域中的所述數(shù)字輸入值。
13. —種用于處理由模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的N位數(shù)字輸入值且產(chǎn)生數(shù)字輸出信號的 方法，所述數(shù)字輸入值具有為任意單位的第一單位，且所述數(shù)字輸出信號具有第二 單位，所述第二單位是物理測量的自然單位且通過第一等式而與所述第一單位相 關(guān)，所述數(shù)字輸出信號供主機處理器用來處理由所述模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器俘獲的信 息，所述方法包括將Q個定界符值存儲在存儲器的第一存儲器部分中，所述Q個定界符值將所述 N位數(shù)字輸入值的范圍劃分成Q+1個區(qū)域，所述Q+1個區(qū)域「l'的至少第.區(qū)域和 第二區(qū)域具有不相等的大??；將Q+l組系數(shù)存儲在所述存儲器的第二存儲器部分中的查找表中，用于執(zhí)行具 有所述第 一 單位的所述數(shù)字輸入值到具有所述第二單位的數(shù)字輸出值的數(shù)值轉(zhuǎn)換， 每一組系數(shù)包括斜率系數(shù)與偏移系數(shù)的系數(shù)對，且所述系數(shù)對與數(shù)字輸入值的所述 Q+l個區(qū)域中的相應(yīng)一者相關(guān)聯(lián)；將所述N位數(shù)字輸入值與所述Q個定界符值進行比較，以確定所述Q+1個區(qū)域 中所述N位數(shù)字輸入值所位于的相應(yīng)一個區(qū)域產(chǎn)生具有指示所述Q+1個區(qū)域中的所述相應(yīng)一個區(qū)域的值的第一索引參數(shù)；使用所述第一索引參數(shù)索引所述查找表，以提供斜率系數(shù)與偏移系數(shù)的選定系數(shù) 對，所述第--索引參數(shù)經(jīng)選擇以操作所述裝置進行非線性轉(zhuǎn)換；向算術(shù)邏輯單元提供所述N位數(shù)字輸入值和斜率系數(shù)與偏移系數(shù)的所述選定系 數(shù)對；以及基于所述第一等式在所述算術(shù)邏輯單元處執(zhí)行數(shù)值轉(zhuǎn)換，且使用所述N位數(shù)字 輸入值和斜率系數(shù)與偏移系數(shù)的所述選定系數(shù)對以從具有所述第一單位的所述數(shù) 字輸入值計算具有所述第二單位的數(shù)字輸出值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述N位數(shù)字輸入值包括光學(xué)收發(fā)器的接收功率值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中將所述N位數(shù)字輸入值與所述Q個定界符值進 行比較以確定所述Q+l個區(qū)域中所述N位數(shù)字輸入值所位于的相應(yīng)一個區(qū)域包括從最小定界符值到最大定界符值依次提供所述Q個定界符值，以與所述N位數(shù)字輸入值進行比較；將所述N位數(shù)字輸入值與所述Q個定界符值中的至少一者迸行比較； 當(dāng)所述N位數(shù)字輸入值小于相應(yīng)的定界符值時，斷言比較輸出信號； 對已提供以與所述N位數(shù)字輸入值進行比較的定界符值的數(shù)目進行計數(shù)，直到所述比較輸出信號被斷言為止；以及產(chǎn)生作為所述第一索引參數(shù)的計數(shù)器輸出值，其中所述計數(shù)器輸出值對應(yīng)于存儲在所述査找表中的所述Q+l組系數(shù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其進一步包括當(dāng)所述N位數(shù)字輸入值大于所述最大定界符值時，提供所述第一索引參數(shù)以選 擇最后一組系數(shù)，所述最后一組系數(shù)用于對N位數(shù)字輸入值的范圍內(nèi)的最大值執(zhí) 行數(shù)值轉(zhuǎn)換。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中將所述N位數(shù)字輸入值與所述Q個定界符值進 行比較以確定所述Q+1個區(qū)域中所述N位數(shù)字輸入值所位于的相應(yīng) 一 個區(qū)域包括從所述最大定界符值到所述最小定界符值依次提供所述Q個定界符值，以與所述N位數(shù)字輸入值進行比較；將所述N位數(shù)字輸入值與所述Q個定界符值中的至少一者進行比較； 當(dāng)所述N位數(shù)字輸入值大于相應(yīng)的定界符值時，斷言比較輸出信號； 對已提供以與所述N位數(shù)字輸入值進行比較的定界符值的數(shù)目進行計數(shù)，直到所述比較輸出信號被斷言為止；以及產(chǎn)生作為所述第一索引參數(shù)的計數(shù)器輸出值，其中所述計數(shù)器輸出值對應(yīng)于存儲在所述查找表中的所述Q+l組系數(shù)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其進一步包括當(dāng)所述N位數(shù)字輸入值小于所述最小定界符值時，提供所述第一索引參數(shù)以選 擇第一組系數(shù)，所述第一組系數(shù)用于對N位數(shù)字輸入值的范圍內(nèi)的最小值執(zhí)行數(shù) 值轉(zhuǎn)換。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中將Q+l組系數(shù)存儲在所述存儲器的第二存儲器 部分中的查找表中以用于執(zhí)行具有所述第一單位的所述數(shù)字輸入值到具有所述第 二單位的數(shù)字輸出值的所述數(shù)值轉(zhuǎn)換包括將Q+l組系數(shù)存儲在所述查找表中，其中從所述任意單位到所述自然單位的所 述數(shù)值轉(zhuǎn)換具有非線性關(guān)系，且所述多個系數(shù)以近似表示所述非線性關(guān)系的分段線 性方式來實施所述數(shù)值轉(zhuǎn)換。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中將Q+l組系數(shù)存儲在查找表中進一步包括存儲用于多個線性片段的系數(shù)，以用于執(zhí)行所述分段線性數(shù)值轉(zhuǎn)換，每一線性片 段由等式DN-mDA + c描述，其中DA是所述數(shù)字輸入值，DN是所述數(shù)字輸出值， m是用于相應(yīng)線性片段的斜率系數(shù)，且c是用于相應(yīng)線性片段的偏移系數(shù)，其中所述Q+l組系數(shù)包括多個系數(shù)對，每一系數(shù)對包括用于相應(yīng)線性片段的斜 率系數(shù)和偏移系數(shù)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第一區(qū)域具有第一范圍的N位數(shù)字輸入值， 且所述第二區(qū)域具有大于所述第一范圍的第二范圍的N位數(shù)字輸入值，所述第二 區(qū)域中的所述數(shù)字輸入值大于所述第一區(qū)域中的所述數(shù)字輸入值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于處理數(shù)字輸入值的裝置，其包含第一存儲器部分，其上面存儲有Q個定界符值，其中所述Q個定界符值將N位數(shù)字輸入值的范圍劃分成Q+1個區(qū)域，且至少第一區(qū)域和第二區(qū)域具有不相等的大??；第二存儲器部分，其上面存儲有查找表，所述查找表存儲Q+1組系數(shù)，用于執(zhí)行所述數(shù)字輸入值到具有第二自然單位的數(shù)字輸出值的數(shù)值轉(zhuǎn)換；以及算術(shù)邏輯，其使用所述N位數(shù)字輸入值和所述選定系數(shù)對來執(zhí)行數(shù)值轉(zhuǎn)換。將所述N位數(shù)字輸入值與所述Q個定界符值進行比較，以確定所述Q+1個區(qū)域中所述N位數(shù)字輸入值所位于的相應(yīng)一個區(qū)域。根據(jù)所述相應(yīng)區(qū)域來索引所述查找表，以提供所述選定系數(shù)對。本發(fā)明公開了一種包含可變分辨率數(shù)據(jù)處理裝置的激光控制器集成電路。
文檔編號H03M1/12GK101483436SQ20081019084
公開日2009年7月15日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月3日
發(fā)明者彼得·錢伯斯 申請人:麥奎爾有限公司