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一種線列型紅外焦平面讀出電路及其設(shè)計(jì)方法

閱讀：1013發(fā)布：2020-05-21

專利匯可以提供一種線列型紅外焦平面讀出電路及其設(shè)計(jì)方法專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且本 發(fā)明 提供了一種線列型紅外焦平面讀出 電路 及其設(shè)計(jì)方法，其中讀出電路包括：偏置 電壓 產(chǎn)生模 塊 、數(shù)字邏輯控 制模 塊、 信號 接收及處理模塊、及輸入輸出管腳；多個(gè)信號接收及處理模塊集成在同一塊芯片上，通過偏置電壓產(chǎn)生模塊和數(shù)字邏輯 控制模塊 與多個(gè)輸入輸出管腳連接，多個(gè)輸入輸出管腳位于芯片的同一端；偏置電壓產(chǎn)生模塊和數(shù)字邏輯控制模塊分別為多個(gè)信號接收及處理模塊提供偏置電壓和數(shù)字邏輯脈沖信號。本發(fā)明能夠在同一塊紅外焦平面探測器同時(shí)完成多個(gè)譜段 信號處理 工作而相互沒有影響，并且單邊輸入輸出管腳的排布方式為紅外焦平面探測器片外進(jìn)行多片拼接提供了可行性。，下面是一種線列型紅外焦平面讀出電路及其設(shè)計(jì)方法專利的具體信息內(nèi)容。

1.一種線列型紅外焦平面讀出電路，其特征在于，包括：偏置電壓產(chǎn)生模塊、數(shù)字邏輯控制模塊、信號接收及處理模塊、及輸入輸出管腳；
多個(gè)所述信號接收及處理模塊集成在同一塊芯片上，通過所述偏置電壓產(chǎn)生模塊和所述數(shù)字邏輯控制模塊與多個(gè)輸入輸出管腳連接，所述多個(gè)輸入輸出管腳位于所述芯片的同一端；
所述多個(gè)信號接收及處理模塊，用于接收和處理不同譜段的信號；
所述多個(gè)輸入輸出管腳，用于為所述不同譜段的信號提供輸入輸出接口；
所述偏置電壓產(chǎn)生模塊，用于為所述多個(gè)信號接收及處理模塊提供偏置電壓；
所述數(shù)字邏輯控制模塊，用于為所述多個(gè)信號接收及處理模塊提供數(shù)字邏輯脈沖信號；
具有相同線列規(guī)模的信號接收及處理模塊緊鄰放置，以共用所述數(shù)字邏輯控制模塊；
和/或需要相同偏置電壓的信號接收及處理模塊緊鄰放置，以共用所述偏置電壓產(chǎn)生模塊；
對各模塊的電源-地線采取網(wǎng)格式布線，并進(jìn)行多層金屬堆疊；
在對所述讀出電路的版圖進(jìn)行仿真時(shí)，僅對單一譜段提取陣列中間部分電路模塊進(jìn)行寄生參數(shù)提取與后仿真。
2.如權(quán)利要求1所述的線列型紅外焦平面讀出電路，其特征在于，還包括去耦電容陣列：
所述去耦電容陣列的一端與所述輸入輸出管腳連接，另一端與所述偏置電壓產(chǎn)生模塊連接，用于提高供電電源及外接偏置電壓的供電穩(wěn)定性，同時(shí)降低元件耦合到電源端的噪聲。
3.如權(quán)利要求1所述的線列型紅外焦平面讀出電路，其特征在于，在每個(gè)信號接收及處理模塊的周圍設(shè)有隔離環(huán)，以抑制各個(gè)信號接收及處理模塊的相互串?dāng)_。
4.權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括：
根據(jù)芯片的性能要求設(shè)計(jì)每個(gè)信號接收及處理模塊中像元的陣列規(guī)模；
根據(jù)每個(gè)信號接收及處理模塊中像元的陣列規(guī)模設(shè)計(jì)數(shù)字邏輯控制模塊和偏置電壓產(chǎn)生模塊，得到線列型紅外焦平面讀出電路的原理圖；
根據(jù)所述原理圖對所述每個(gè)信號接收及處理模塊、所述數(shù)字邏輯控制模塊和所述偏置電壓產(chǎn)生模塊的位置進(jìn)行版圖布局，并將輸入輸出管腳設(shè)置在所述芯片的同一端；
根據(jù)所述原理圖及所述版圖布局，將所述每個(gè)信號接收及處理模塊、所述數(shù)字邏輯控制模塊和所述偏置電壓產(chǎn)生模塊進(jìn)行連接，完成版圖設(shè)計(jì)。
5.如權(quán)利要求4所述的線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，在將所述每個(gè)信號接收及處理模塊、所述數(shù)字邏輯控制模塊和所述偏置電壓產(chǎn)生模塊進(jìn)行連接，完成版圖設(shè)計(jì)之后，還包括：
對設(shè)計(jì)完成的版圖進(jìn)行版圖寄生參數(shù)提取，并將提取后的版圖寄生參數(shù)帶到電路中進(jìn)行版圖后仿真；
若后仿真結(jié)果與原理圖設(shè)計(jì)仿真結(jié)果不一致，則重新進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)，直到后仿真結(jié)果與原理圖設(shè)計(jì)仿真結(jié)果一致。

說明書全文

一種線列型紅外焦平面讀出電路及其設(shè)計(jì)方法

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明涉及紅外焦平面探測器領(lǐng)域，特別涉及一種線列型紅外焦平面讀出電路及其設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

[0002] 紅外焦平面探測器是熱成像系統(tǒng)的核心部件，是探測、識別分析物體紅外信息的關(guān)鍵，在軍事、工業(yè)、交通、安全防控、氣象、醫(yī)學(xué)等各行業(yè)具有廣泛應(yīng)用。
[0003] 隨著各領(lǐng)域應(yīng)用對高性能、低成本紅外技術(shù)的需求，紅外焦平面探測器需要向擴(kuò)展波長范圍、增加陣列規(guī)模、提高集成密度、高速信號處理能力、小型化以及智能化等方向發(fā)展。這不僅促進(jìn)了紅外焦平面探測器制造工藝的提升，更是對紅外探測器的核心部分——讀出電路提出了更高的要求。
[0004] 目前，紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法多是采用輸入輸出PAD分別排列在芯片兩側(cè)的單譜段單芯片設(shè)計(jì)。這樣一來，對于更多譜段的應(yīng)用則需要多片讀出電路，同時(shí)需要多個(gè)外圍電路和設(shè)備來形成紅外焦平面探測器系統(tǒng)，而且輸入輸出PAD排布在芯片兩側(cè)的雙邊輸出結(jié)構(gòu)想要實(shí)現(xiàn)片外拼接十分困難，這就大大降低了紅外系統(tǒng)的集成度和可靠性。主流的讀出電路設(shè)計(jì)方法無法滿足探測器應(yīng)用設(shè)備智能小型化、高集成度的應(yīng)用要求，因此，有必要在現(xiàn)有的讀出電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上采取優(yōu)化和改進(jìn)措施，以滿足紅外焦平面探測器的發(fā)展需求。這種優(yōu)化和改進(jìn)依托于紅外材料設(shè)計(jì)的靈活性，紅外材料生長和焦平面器件技術(shù)的成熟性。在紅外材料和長線列大規(guī)模器件的均勻性和穩(wěn)定性均有一定保證的前提下，不斷進(jìn)步日趨成熟的CMOS集成電路制造工藝及不斷縮小的工藝特征尺寸也為讀出電路的高速、高集成度提供了實(shí)現(xiàn)的可能。

發(fā)明內(nèi)容

[0005] 為了應(yīng)對超大陣列規(guī)模、高集成度、低成本的紅外焦平面成像系統(tǒng)的發(fā)展要求，解決現(xiàn)有紅外焦平面讀出陣列應(yīng)用譜段單一、片外拼接困難的問題，本發(fā)明提出了一種線列型紅外焦平面讀出電路及其設(shè)計(jì)方法。
[0006] 本發(fā)明提供的線列型紅外焦平面讀出電路，包括：偏置電壓產(chǎn)生模塊、數(shù)字邏輯控制模塊、信號接收及處理模塊、及輸入輸出管腳；多個(gè)所述信號接收及處理模塊集成在同一塊芯片上，通過所述偏置電壓產(chǎn)生模塊和所述數(shù)字邏輯控制模塊與多個(gè)輸入輸出管腳連接，所述多個(gè)輸入輸出管腳位于所述芯片的同一端；所述多個(gè)信號接收及處理模塊，用于接收和處理不同譜段的信號；所述多個(gè)輸入輸出管腳，用于為所述不同譜段的信號提供輸入輸出接口；所述偏置電壓產(chǎn)生模塊，用于為所述多個(gè)信號接收及處理模塊提供偏置電壓；所述數(shù)字邏輯控制模塊，用于為所述多個(gè)信號接收及處理模塊提供數(shù)字邏輯脈沖信號。
[0007] 進(jìn)一步的，本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路，還包括去耦電容陣列：所述去耦電容陣列的一端與所述輸入輸出管腳連接，另一端與所述偏置電壓產(chǎn)生模塊連接，用于提高供電電源及外接偏置電壓的供電穩(wěn)定性，同時(shí)降低元件耦合到電源端的噪聲。
[0008] 具體的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路中，具有相同線列規(guī)模的信號接收及處理模塊緊鄰放置，以共用所述數(shù)字邏輯控制模塊；和/或需要相同偏壓電壓的信號接收及處理模塊緊鄰放置，以共用所述偏置電壓產(chǎn)生模塊。
[0009] 具體的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路中，在每個(gè)信號接收及處理模塊的周圍設(shè)有隔離環(huán)，以抑制各個(gè)信號接收及處理模塊的相互串?dāng)_。
[0010] 具體的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路中，所述信號接收及處理模塊的電源-地線采用網(wǎng)格式布線。
[0011] 本發(fā)明提供的線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：根據(jù)芯片的性能要求設(shè)計(jì)每個(gè)信號接收及處理模塊中像元的陣列規(guī)模；根據(jù)每個(gè)信號接收及處理模塊中像元的陣列規(guī)模設(shè)計(jì)數(shù)字邏輯控制模塊和偏置電壓產(chǎn)生模塊，得到線列型紅外焦平面讀出電路的原理圖；根據(jù)所述原理圖對所述每個(gè)信號接收及處理模塊、所述數(shù)字邏輯控制模塊和所述偏置電壓產(chǎn)生模塊的位置進(jìn)行版圖布局，并將輸入輸出管腳設(shè)置在所述芯片的同一端；根據(jù)所述原理圖及所述版圖布局，將所述每個(gè)信號接收及處理模塊、所述數(shù)字邏輯控制模塊和所述偏置電壓產(chǎn)生模塊進(jìn)行連接，完成版圖設(shè)計(jì)。
[0012] 進(jìn)一步的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法中，在將所述每個(gè)信號接收及處理模塊、所述數(shù)字邏輯控制模塊和所述偏置電壓產(chǎn)生模塊進(jìn)行連接，完成版圖設(shè)計(jì)之后，還包括：
[0013] 對設(shè)計(jì)完成的版圖進(jìn)行版圖寄生參數(shù)提取，并把提取后的版圖寄生參數(shù)帶到電路中進(jìn)行版圖后仿真；
[0014] 若后仿真結(jié)果與原理圖設(shè)計(jì)仿真結(jié)果不一致，則重新進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)，直到后仿真結(jié)果與原理圖設(shè)計(jì)仿真結(jié)果一致。
[0015] 具體的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法中，在根據(jù)所述原理圖對所述每個(gè)信號接收及處理模塊、所述數(shù)字邏輯控制模塊和所述偏置電壓產(chǎn)生模塊的位置進(jìn)行版圖布局時(shí)，將具有相同線列規(guī)模的信號接收及處理模塊緊鄰放置，以共用所述數(shù)字邏輯控制模塊；和/或需要相同偏壓電壓的信號接收及處理模塊緊鄰放置，以共用所述偏置電壓產(chǎn)生模塊。
[0016] 具體的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法中，在根據(jù)所述原理圖對所述每個(gè)信號接收及處理模塊、數(shù)字邏輯控制模塊和偏置電壓產(chǎn)生模塊的位置進(jìn)行版圖布局時(shí)，還包括在偏置電壓產(chǎn)生模塊與輸入輸出管腳之間設(shè)置去耦電容陣列，以提高供電電源及外接偏置電壓的供電穩(wěn)定性，同時(shí)降低元件耦合到電源端的噪聲。
[0017] 具體的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法中，在根據(jù)所述原理圖及所述版圖布局，將每個(gè)信號接收及處理模塊、數(shù)字邏輯控制模塊和偏置電壓產(chǎn)生模塊進(jìn)行連接時(shí)，對每個(gè)信號接收及處理模塊的電源-地線采用網(wǎng)格式布線。
[0018] 具體的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法中，在根據(jù)所述原理圖及所述版圖布局，將每個(gè)信號接收及處理模塊、數(shù)字邏輯控制模塊和偏置電壓產(chǎn)生模塊進(jìn)行連接時(shí)，在每個(gè)信號接收及處理模塊的周圍設(shè)置隔離環(huán)，以抑制各個(gè)信號接收及處理模塊的相互串?dāng)_。
[0019] 本發(fā)明提供的線列型紅外焦平面讀出電路及其設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了同一塊紅外焦平面探測器同時(shí)完成多個(gè)譜段信號處理工作而相互沒有影響，并且單邊PAD的排布方式為紅外焦平面探測器片外進(jìn)行多片拼接提供了可行性，紅外焦平面探測器的優(yōu)良性能也得到了保證。這樣的高集成度設(shè)計(jì)，迎合了紅外焦平面探測器超大陣列規(guī)模、高集成度、小型化的發(fā)展趨勢，從本質(zhì)上降低了設(shè)計(jì)成本。附圖說明
[0020] 圖1為本發(fā)明裝置實(shí)施例中線列型紅外焦平面讀出電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明實(shí)例1的單邊輸出四譜段單片集成線列型紅外焦平面讀出電路版圖的版圖布局示意圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明實(shí)例1中后仿真的原理圖；
[0023] 圖4為本發(fā)明方法實(shí)施例中線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法流程圖。

具體實(shí)施方式

[0024] 下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0025] 為了應(yīng)對超大陣列規(guī)模、高集成度、低成本的紅外焦平面成像系統(tǒng)的發(fā)展要求，解決現(xiàn)有紅外焦平面讀出陣列應(yīng)用譜段單一、片外拼接困難的問題，本發(fā)明提出了一種線列型紅外焦平面讀出電路及其設(shè)計(jì)方法，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。
[0026] 圖1為本發(fā)明裝置實(shí)施例中線列型紅外焦平面讀出電路的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本發(fā)明裝置實(shí)施例的線列型紅外焦平面讀出電路包括：偏置電壓產(chǎn)生模塊12、數(shù)字邏輯控制模塊14、信號接收及處理模塊10、及輸入輸出管腳16；多個(gè)所述信號接收及處理模塊10集成在同一塊芯片上，通過所述偏置電壓產(chǎn)生模塊12和所述數(shù)字邏輯控制模塊14與多個(gè)輸入輸出管腳16連接，所述多個(gè)輸入輸出管腳16位于所述芯片的同一端；所述多個(gè)信號接收及處理模塊10，用于接收和處理不同譜段的信號；所述多個(gè)輸入輸出管腳16，用于為所述不同譜段的信號提供輸入輸出接口；所述偏置電壓產(chǎn)生模塊12，用于為所述多個(gè)信號接收及處理模塊提供偏置電壓；所述數(shù)字邏輯控制模塊14，用于為所述多個(gè)信號接收及處理模塊提供數(shù)字邏輯脈沖信號。
[0027] 進(jìn)一步的，本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路，還包括去耦電容陣列：所述去耦電容陣列的一端與所述輸入輸出管腳16連接，另一端與所述偏置電壓產(chǎn)生模塊12連接，用于提高供電電源及外接偏置電壓的供電穩(wěn)定性，同時(shí)降低元件耦合到電源端的噪聲。其中，所述元件為芯片外部處理電路的引線及感性、容性等電學(xué)元器件。
[0028] 具體的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路中，具有相同線列規(guī)模的信號接收及處理模塊10緊鄰放置，以共用所述數(shù)字邏輯控制模塊；和/或需要相同偏壓電壓的信號接收及處理模塊10緊鄰放置，以共用所述偏置電壓產(chǎn)生模塊。
[0029] 具體的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路中，在每個(gè)信號接收及處理模塊10的周圍設(shè)有隔離環(huán)，以抑制各個(gè)信號接收及處理模塊10的相互串?dāng)_。
[0030] 具體的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路中，所述信號接收及處理模塊10的電源-地線采用網(wǎng)格式布線。
[0031] 為了更加詳細(xì)的說明本發(fā)明的裝置實(shí)施例，給出實(shí)例1。圖2為本發(fā)明實(shí)例1的單邊輸出四譜段單片集成線列型紅外焦平面讀出電路版圖的版圖布局示意圖，如圖2所示，為實(shí)現(xiàn)紅外焦平面探測器組件進(jìn)行多只片外拼接的應(yīng)用，以及提高紅外焦平面讀出電路性能，版圖設(shè)計(jì)中采取以下具體措施：
[0032] 首先，在版圖布局時(shí)需要將各譜段芯片的輸入輸出管腳(圖2中的PAD)均排列在芯片一側(cè)，受芯片面積限制，輸入輸出管腳個(gè)數(shù)有限，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮將四譜段可共用的由外界提供的偏置電壓進(jìn)行共用以減小輸入輸出管腳的個(gè)數(shù)。
[0033] 其次，為節(jié)省芯片面積，電路的數(shù)字邏輯控制模塊和偏置電壓產(chǎn)生模塊實(shí)現(xiàn)四譜段共用，為使電路內(nèi)部數(shù)字信號及偏置電壓信號流經(jīng)的路徑最優(yōu)，將具有相同線列規(guī)模、相同控制偏壓的譜段緊鄰放置，以減小共用信號在實(shí)際走線中發(fā)生的信號損失。
[0034] 再次，由于線列規(guī)模較大，采用傳統(tǒng)的從線列兩端對各列電路模塊進(jìn)行供電的方法，會使得位于線列中央的模塊的供電電壓低于供電電源電壓，因此為了提高單模塊供電能力，對各模塊的電源-地線采取網(wǎng)格式布線，并進(jìn)行多層金屬堆疊，必要時(shí)對重點(diǎn)模塊的電源-地線進(jìn)行加寬，但是加寬電源-地線會帶來芯片面積的增加。
[0035] 然后，為配合探測器的設(shè)計(jì)工藝，同時(shí)減小或消除各譜段間的串?dāng)_，譜段間應(yīng)當(dāng)留出一定的寬度。同時(shí)，每個(gè)譜段的焦平面陣列都應(yīng)當(dāng)充分使用隔離環(huán)圈起來，以此抑制兩個(gè)譜段間的相互串?dāng)_。
[0036] 最后，在芯片輸入輸出管腳端，加入去耦電容陣列(圖2中的cap)，提高供電電源及外接偏置電壓的供電穩(wěn)定性，同時(shí)降低元件耦合到電源端的噪聲。
[0037] 為了降低版圖寄生給電路性能帶來的不良影響，需要進(jìn)行后仿真，圖3為本發(fā)明實(shí)例1中后仿真的原理圖。由于整個(gè)版圖規(guī)模龐大，若要對整個(gè)版圖進(jìn)行寄生參數(shù)提取及后仿真，就會對仿真軟件及硬件條件提出非常高的要求，并且提取寄生參數(shù)時(shí)間和仿真時(shí)間會非常的長，這樣就會大大的增加設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本。因?yàn)樵谝粋€(gè)譜段中，各列電路模塊的版圖設(shè)計(jì)是完全一樣的，因此在圖3給出的后仿真原理圖中，僅對單一譜段提取陣列中間6列電路模塊進(jìn)行寄生參數(shù)提取與后仿真，并將中間4列電路模塊的仿真結(jié)果與原理圖仿真結(jié)果進(jìn)行對比(位于兩邊的2列電路模塊為中間4列電路模塊模擬應(yīng)用時(shí)的等效環(huán)境)，進(jìn)而提供版圖進(jìn)一步的優(yōu)化方向。采用圖3這種寄生參數(shù)提取和后仿真的方式，大大縮短了電路設(shè)計(jì)周期，同時(shí)市場通用的仿真軟件與普通的硬件條件即可滿足設(shè)計(jì)需求。
[0038] 本發(fā)明裝置實(shí)施例的線列型紅外焦平面讀出電路將四個(gè)甚至多個(gè)譜段的線列型讀出電路通過一定的方式集成在同一塊芯片上，并且為了實(shí)現(xiàn)片外拼接采用單端輸出，通過一些版圖設(shè)計(jì)技巧，保證不影響紅外焦平面讀出電路的性能，對現(xiàn)有的線列型讀出電路原理圖的設(shè)計(jì)改動小，版圖設(shè)計(jì)優(yōu)化措施簡單，實(shí)現(xiàn)起來非常容易。
[0039] 本發(fā)明還提供了一種線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法，圖4為本發(fā)明方法實(shí)施例中線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法流程圖，如圖4所示，本發(fā)明方法實(shí)施例的線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法包括：
[0040] S401：根據(jù)芯片的性能要求設(shè)計(jì)每個(gè)信號接收及處理模塊中像元的陣列規(guī)模。
[0041] S402：根據(jù)每個(gè)信號接收及處理模塊中像元的陣列規(guī)模設(shè)計(jì)數(shù)字邏輯控制模塊和偏置電壓產(chǎn)生模塊，得到線列型紅外焦平面讀出電路的原理圖。
[0042] S403：根據(jù)所述原理圖對所述每個(gè)信號接收及處理模塊、所述數(shù)字邏輯控制模塊和所述偏置電壓產(chǎn)生模塊的位置進(jìn)行版圖布局，并將輸入輸出管腳設(shè)置在所述芯片的同一端。
[0043] 具體的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法中，在根據(jù)所述原理圖對所述每個(gè)信號接收及處理模塊、所述數(shù)字邏輯控制模塊和所述偏置電壓產(chǎn)生模塊的位置進(jìn)行版圖布局時(shí)，將具有相同線列規(guī)模的信號接收及處理模塊緊鄰放置，以共用所述數(shù)字邏輯控制模塊；和/或需要相同偏壓電壓的信號接收及處理模塊緊鄰放置，以共用所述偏置電壓產(chǎn)生模塊。
[0044] 具體的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法中，在根據(jù)所述原理圖對所述每個(gè)信號接收及處理模塊、數(shù)字邏輯控制模塊和偏置電壓產(chǎn)生模塊的位置進(jìn)行版圖布局時(shí)，還包括在偏置電壓產(chǎn)生模塊與輸入輸出管腳之間設(shè)置去耦電容陣列，以提高供電電源及外接偏置電壓的供電穩(wěn)定性，同時(shí)降低元件耦合到電源端的噪聲。
[0045] S404：根據(jù)所述原理圖及所述版圖布局，將所述每個(gè)信號接收及處理模塊、所述數(shù)字邏輯控制模塊和所述偏置電壓產(chǎn)生模塊進(jìn)行連接，完成版圖設(shè)計(jì)。
[0046] 具體的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法中，在根據(jù)所述原理圖及所述版圖布局，將每個(gè)信號接收及處理模塊、數(shù)字邏輯控制模塊和偏置電壓產(chǎn)生模塊進(jìn)行連接時(shí)，對每個(gè)信號接收及處理模塊的電源-地線采用網(wǎng)格式布線。
[0047] 具體的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法中，在根據(jù)所述原理圖及所述版圖布局，將每個(gè)信號接收及處理模塊、數(shù)字邏輯控制模塊和偏置電壓產(chǎn)生模塊進(jìn)行連接時(shí)，在每個(gè)信號接收及處理模塊的周圍設(shè)置隔離環(huán)，以抑制各個(gè)信號接收及處理模塊的相互串?dāng)_。
[0048] 進(jìn)一步的，在本發(fā)明所述的線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法中，在將所述每個(gè)信號接收及處理模塊、所述數(shù)字邏輯控制模塊和所述偏置電壓產(chǎn)生模塊進(jìn)行連接，完成版圖設(shè)計(jì)之后，還包括：
[0049] 對設(shè)計(jì)完成的版圖進(jìn)行版圖寄生參數(shù)提取，并把提取后的版圖寄生參數(shù)帶到電路中進(jìn)行版圖后仿真；
[0050] 若后仿真結(jié)果與原理圖設(shè)計(jì)仿真結(jié)果不一致，則重新進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)，直到后仿真結(jié)果與原理圖設(shè)計(jì)仿真結(jié)果一致。
[0051] 為了詳細(xì)的說明本發(fā)明的裝置實(shí)施例，給出實(shí)例2。本發(fā)明實(shí)例2的單邊輸出四譜段單片集成線列型紅外焦平面讀出電路設(shè)計(jì)方法，包括以下五個(gè)步驟：
[0052] 步驟A：根據(jù)探測器要實(shí)現(xiàn)的功能及想要達(dá)到的性能指標(biāo)進(jìn)行線列型紅外焦平面讀出電路原理圖設(shè)計(jì)。
[0053] 步驟B：根據(jù)原理圖并結(jié)合探測器各譜段像元數(shù)目、像元間距及片外拼接要求對單邊輸出四譜段單片集成線列型紅外焦平面讀出電路的版圖進(jìn)行布局。
[0054] 步驟C：根據(jù)整體版圖布局進(jìn)行單邊輸出四譜段單片集成線列型紅外焦平面讀出電路版圖設(shè)計(jì)。
[0055] 步驟D：對初步設(shè)計(jì)完成的版圖進(jìn)行版圖寄生參數(shù)提取及后仿真，降低版圖寄生對讀出電路性能的影響。
[0056] 步驟E：完成版圖設(shè)計(jì)，并進(jìn)行流片。
[0057] 其中，在所述步驟A中，根據(jù)探測器的應(yīng)用條件按照傳統(tǒng)的線列型讀出電路設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)各個(gè)譜段的原理圖。在設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮對相同陣列規(guī)模的不同譜段的共性模塊進(jìn)行共用，通常對數(shù)字邏輯控制模塊和偏置電壓產(chǎn)生模塊進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)考慮增加共用信號的驅(qū)動能力。
[0058] 其中，在所述步驟B中，根據(jù)原理圖設(shè)計(jì)的各個(gè)譜段的像元數(shù)目、像元間距及片外拼接等特殊要求，對四譜段電路版圖進(jìn)行版圖布局，布局時(shí)重點(diǎn)考慮如何實(shí)現(xiàn)片外拼接，同時(shí)考慮如何使信號以最有效的路徑流經(jīng)各個(gè)模塊，以及提高電源及外接偏置電壓的供電穩(wěn)定性。
[0059] 另外，在所述步驟C中根據(jù)整體版圖布局與原理圖連接關(guān)系完成讀出電路版圖設(shè)計(jì)，版圖設(shè)計(jì)按照工藝廠商提供的工藝文件規(guī)則進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)兼顧單邊輸出四譜段單片集成電路的特殊性，對版圖進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化，重點(diǎn)考慮如何提高單模塊供電能力，以及如何降低或消除譜段間的互擾。
[0060] 另外，在所述步驟D中，為了降低版圖寄生給電路性能帶來的不良影響，需對步驟C中完成的讀出電路版圖進(jìn)行版圖寄生參數(shù)提取，并把提取后的寄生參數(shù)帶到電路中進(jìn)行版圖后仿真，對比后仿真結(jié)果與原理圖設(shè)計(jì)仿真結(jié)果，若后仿結(jié)果與原理圖仿真結(jié)果不一致，需重新進(jìn)行步驟C進(jìn)一步對電路版圖進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，然后重復(fù)步驟D，直至后仿真結(jié)果與原理圖仿真結(jié)果一直，完成整個(gè)版圖設(shè)計(jì)。
[0061] 本發(fā)明提供了單邊輸出四譜段單片集成線列型紅外焦平面讀出電路的設(shè)計(jì)方法，并且通過優(yōu)化的版圖設(shè)計(jì)、流片以及后續(xù)測試等步驟，很好的驗(yàn)證了該設(shè)計(jì)方法的可行性和先進(jìn)性。由于該設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)的單譜段單芯片及多譜段單芯片的雙邊輸出的設(shè)計(jì)方法，而是在單個(gè)芯片上同時(shí)集成四個(gè)譜段并實(shí)現(xiàn)單邊輸出的紅外探測器讀出電路，從本質(zhì)上減小了芯片的面積，為片外拼接提供了可能性。同時(shí)，電路中部分模塊可以實(shí)現(xiàn)多譜段共用，進(jìn)一步減小芯片面積，大大降低設(shè)計(jì)成本。該方法對傳統(tǒng)的線列型紅外焦平面讀出電路設(shè)計(jì)改動小，易操作，可以大大縮短設(shè)計(jì)周期。
[0062] 以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
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