(2)16位算术逻辑单元
如图1所示,TDC-GP1有两个算术逻辑单元(ALU)。前面的ALU将粗值寄存器中的测量结果转变为一无符号整数,以便后面的ALU进行算术运算。后面的16位顺序ALU主要完成以下三方面的工作:按照控制寄存器中的指令进行时间间隔的计算;将计算出的结果进行标定;将标定后的结果进行乘法运行。ALU拥有独立的时钟,完成所有上述工作仅需4μs。
(3)RLC测量单元
TDC-GP1利用本身的时间间隔测量功能在芯片上集成了一个RLC测量单元。首先一已知电容通过被测电阻放电,当电容器上的放电电压达到比较器的门限电压外,TDC-GP1记录下这一段放电时间。然后将被测电阻变换为一已知阻值的电阻,重复上述过程得到另外一段放电时间。根据这两段放电时间的比值与已知电阻的阻值就可计算出被测电阻的阻值。
(4)与微控制器的接口单元
TDC-GP1提供了与8位单片机的接口,包括8位数据总线,4位可对16个寄存器操作的地址线以及读、写、片选等控制线。另外,为了简化接口设计,还提供了地址锁存线(ALE)。
3、功能描述
TDC-GP1提供了两个量程及精度可调整等三个模式可供用户选择,每个模式中的分辨率可以设置为高或低。下面简要介绍一下三个模式的测试过程和时序。
(1)量程1
TDC-GP1提供了两个测量通道,每个通道精度250ps,两个通道精度等级完全相同;两个通道公用一个STSRT输入,可分别与四个独立的STOP输入进行比较,最小时限为15ns;START和STOP信号必须持续2.5ns以上,否则芯片无法辨识;STOP信号之间可进行相互的比较,无最小时限;量程为3ns~7.6μs;两个通道可进行排序,这样可使1通道允许8个脉冲输入,这种模式下通道2的STOP输入被忽略。图3给出了量程1的测量时序。