本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，特別涉及用于電流導(dǎo)引數(shù)模轉(zhuǎn)換器的隨機四元切換。

背景技術(shù)：

諸如溫度、壓力、聲音或圖像的真實世界模擬信號被常規(guī)地轉(zhuǎn)換為可以在現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)中容易地處理的數(shù)字表示。在許多系統(tǒng)中，該數(shù)字信息必須轉(zhuǎn)換回模擬形式以執(zhí)行一些真實世界的功能。執(zhí)行此步驟的電路是數(shù)模轉(zhuǎn)換器(dac)，其輸出用于驅(qū)動各種器件。揚聲器、視頻顯示器、電動機、機械伺服、射頻(rf)發(fā)射器和溫度控制僅是幾個示例。dac通常被結(jié)合到數(shù)字系統(tǒng)中，其中真實世界信號由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)數(shù)字化，處理，然后由dac轉(zhuǎn)換回模擬形式。

當(dāng)今，數(shù)字電路應(yīng)用隨著這些電路的應(yīng)用范圍的增加而變得越來越復(fù)雜。當(dāng)在數(shù)字域中處理信號時，該信號通常被dac轉(zhuǎn)換到模擬域，例如用于傳輸。dac存在許多架構(gòu)，包括代爾塔-西格瑪dac、r-2rdac、串dac和電流導(dǎo)引dac。這些架構(gòu)具有不同的優(yōu)點和缺點。對于高速或高轉(zhuǎn)換器/采樣率應(yīng)用，電流導(dǎo)引dac往往是不同架構(gòu)中最好的。隨著公司推動實現(xiàn)高瞬時帶寬，電流導(dǎo)引dac已經(jīng)轉(zhuǎn)向更高和更高的采樣率。瞬時帶寬的要求伴隨著相對于現(xiàn)有的較低帶寬，較低頻率解決方案不應(yīng)犧牲動態(tài)性能的額外要求。例如，希望減小高速電流控制dac中的失真，但是減少失真不是容易實現(xiàn)的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在減少數(shù)模轉(zhuǎn)換器中的失真對于電路設(shè)計者是一個挑戰(zhàn)。對于電流導(dǎo)引數(shù)模轉(zhuǎn)換器(dac)，已經(jīng)使用四元切換方案來去除否則存在于雙開關(guān)方案中的取決于碼的毛刺。然而，由于電路中的各種損傷，例如晶體管中的失配，即使當(dāng)實現(xiàn)四元開關(guān)方案時，一些碼依賴的失真仍然存在。為了解決這個問題，四元開關(guān)方案可以隨機化以改善動態(tài)線性度，同時放寬驅(qū)動電路設(shè)計和功率約束。有利地，隨機化減少了失真的碼依賴性，并且使得失真在dac的輸出處看起來更像噪聲。

附圖說明

為了提供對本公開及其特征和優(yōu)點的更完整的理解，參考結(jié)合附圖進行的以下描述，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部分，其中：

圖1是具有雙開關(guān)方案的電流導(dǎo)引dac單元；

圖2是具有四元開關(guān)方案的電流導(dǎo)引dac單元；

圖3示出四元開關(guān)方案的說明性波形；

圖4示出了由于晶體管中的失配而導(dǎo)致的代碼相關(guān)的擾動；

圖5示出了在考慮實際開關(guān)驅(qū)動波形和寄生效應(yīng)時出現(xiàn)的代碼相關(guān)擾動；

圖6示出根據(jù)本公開的一些實施例的具有隨機化四元開關(guān)方案的電流導(dǎo)引dac單元；

圖7示出根據(jù)本公開的一些實施例的隨機四元開關(guān)方案的說明性波形；和

圖8示出根據(jù)本公開的一些實施例的用于隨機化電流導(dǎo)引dac單元的四元切換的方法。

具體實施方式

電流導(dǎo)引dac的基本原理

dac通常響應(yīng)于數(shù)字輸入代碼(例如，二進制數(shù)字輸入代碼)產(chǎn)生量化(離散步進)模擬輸出。電流導(dǎo)引dac通常通過將數(shù)字輸入信號(例如，x位數(shù)字輸入信號)轉(zhuǎn)換為作為數(shù)字輸入信號的模擬表示的電流來操作。提供代表數(shù)字輸入信號的電流輸出的一種示例性方式是通過將數(shù)字信號的位或部分作為驅(qū)動代碼提供和分配到適當(dāng)大小的電流導(dǎo)引dac單元的陣列。每個電流導(dǎo)引dac單元基于相應(yīng)的驅(qū)動代碼向單元提供適當(dāng)加權(quán)的電流。

在二進制加權(quán)dac中，可以向dac的數(shù)字輸入信號的每個比特提供一個單元，其中每個單元基于到dac的數(shù)字輸入信號的相應(yīng)比特提供二進制加權(quán)電流輸出。在一些其它架構(gòu)中，使用一元加權(quán)單元(接收溫度計碼)而不是二進制加權(quán)單元。不管單元的重量如何，電流導(dǎo)引dac單元每個通常利用用于產(chǎn)生適當(dāng)量的電流的電流源以及用于基于數(shù)字輸入的對應(yīng)部分將電流導(dǎo)引到dac輸出的開關(guān)來實現(xiàn)信號。

用于電流導(dǎo)引dac單元的一種常見架構(gòu)是雙開關(guān)方案，其中每一單元具有一對開關(guān)(即，差分對)，其中所述對開關(guān)將尾電流導(dǎo)向正或負輸出節(jié)點作為結(jié)果驅(qū)動代碼的二進制狀態(tài)。圖1是具有雙開關(guān)方案的電流導(dǎo)引dac單元。dac單元具有產(chǎn)生電流iu的電流源和用作差分對的一對開關(guān)s1和s2?？梢曰诘絛ac的數(shù)字輸入代碼來產(chǎn)生對應(yīng)于dac單元的驅(qū)動代碼(即，與單元對應(yīng)的數(shù)字代碼)。在一些實例中，驅(qū)動代碼可具有二進制狀態(tài)(即，兩個狀態(tài))，且驅(qū)動代碼確定電流iu是否將朝向正輸出節(jié)點vout+或負輸出節(jié)點vout-導(dǎo)向?；隍?qū)動代碼，產(chǎn)生(例如，通過單元解碼器或單元解碼電路)驅(qū)動(用作開關(guān)的)晶體管對s1和s2的(門的)適當(dāng)?shù)男盘朿1和c2，以便(精確地)晶體管s1和s2導(dǎo)通，另一個截止。在雙開關(guān)方案的示例中，可以生成信號c1和c2以分別在晶體管s1和s2的柵極處提供適當(dāng)?shù)碾妷?，以?dǎo)通晶體管s1和s2中的適當(dāng)晶體管，從而將電流iu導(dǎo)向正輸出節(jié)點vout+或負輸出節(jié)點vout-。

在本文中，“晶體管”和“開關(guān)”可互換地用于dac單元的電流導(dǎo)引開關(guān)。

例如，假設(shè)指示電流iu的驅(qū)動代碼＝1將被導(dǎo)向正輸出節(jié)點vout+，并且晶體管s1和s2是p型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(pmos晶體管)。信號c1可以降低或下拉(即，到足夠低的電壓)以導(dǎo)通晶體管s1，并且信號c2可以升高或上拉(即，足夠高的電壓)以關(guān)斷晶體管s2。結(jié)果，電流iu朝向正輸出節(jié)點vout+轉(zhuǎn)向。對于相同的示例，當(dāng)驅(qū)動代碼＝0，指示電流iu將被導(dǎo)向負輸出節(jié)點vout+時，信號c1可以被升高或上拉(即，到足夠高的電壓)以關(guān)斷晶體管s1和信號c2可以被降低或下拉(即，足夠低的電壓)以導(dǎo)通晶體管s2。結(jié)果，電流iu被導(dǎo)向負輸出節(jié)點vout-。

到多個電流控制單元的驅(qū)動代碼并不總是改變。一些驅(qū)動代碼可以保持與其他驅(qū)動代碼改變相同。對于雙開關(guān)方案，如果對應(yīng)于單元的驅(qū)動代碼保持相同，則該對晶體管保持在相同的狀態(tài)。當(dāng)驅(qū)動代碼改變時，意味著由開關(guān)轉(zhuǎn)向的電流的方向改變，所以公共源極節(jié)點vs1處的電壓將呈現(xiàn)一點跳躍或毛刺，這可能導(dǎo)致輸出失真。此外，當(dāng)晶體管s1或s2導(dǎo)通(以飽和操作)時，vout+或vout-的衰減復(fù)制分別泄漏通過并出現(xiàn)在共模節(jié)點。衰減的復(fù)制品的振幅與晶體管的固有增益有關(guān))。當(dāng)公共源極節(jié)點vs1處的電壓受到衰減的復(fù)制品影響時，傳送到正輸出節(jié)點或負輸出節(jié)點中的任一個的電流也受到影響，從而導(dǎo)致輸出失真。這些輸出失真是高度代碼相關(guān)的(或依賴于開關(guān)事件)，這意味著失真可能出現(xiàn)在感興趣的頻帶中，這是非常不期望的。

用于高性能電流導(dǎo)引dac的四元開關(guān)方案

為了更好的性能，優(yōu)選地減小輸出失真。為了減少對于雙開關(guān)方案存在的上述輸出失真，可以實現(xiàn)四元開關(guān)方案。四元開關(guān)方案(包括四差分電流開關(guān)配置)確保每個時鐘轉(zhuǎn)換發(fā)生毛刺。結(jié)果，輸出失真較少代碼相關(guān)。輸出失真會出現(xiàn)更多的白噪聲。圖2是具有四路開關(guān)方案的電流導(dǎo)引dac單元。類似于雙開關(guān)方案，圖2中的電流導(dǎo)引dac單元具有產(chǎn)生電流iu的電流源。代替具有兩個開關(guān)(例如，圖1的s1和s2)，四元開關(guān)電流單元具有共享(單個)共源極節(jié)點vs1的四個開關(guān)m1、m2、m3和m4(示意性地示出為pmos晶體管作為示例)。開關(guān)m1、m2、m3和m4可以用合適的金屬氧化物半導(dǎo)體(mos)晶體管來實現(xiàn)，用于將電流iu導(dǎo)向正輸出節(jié)點vout+或負輸出節(jié)點vout-。電流朝向正輸出節(jié)點vout+或負輸出節(jié)點vout-的最終方向保持依賴于驅(qū)動代碼(示為c0)。然而，每一側(cè)(正側(cè)或負側(cè))的附加開關(guān)允許在每個時鐘轉(zhuǎn)變時發(fā)生開關(guān)活動，即使當(dāng)驅(qū)動代碼保持相同時(即，朝向正輸出節(jié)點vout+或負輸出節(jié)點vout-的電流方向保持為相同)?？梢詾殡娏鲗?dǎo)引dac單元提供四元開關(guān)邏輯202，以通過生成適當(dāng)?shù)男盘杇1、g2、g3和g4來實現(xiàn)開關(guān)行為。開關(guān)m1、m2、m3和m4的狀態(tài)由提供給晶體管的各個柵極的信號g1、g2、g3和g4控制。

對于給定的時鐘周期，三個開關(guān)將斷開，而開關(guān)中的一個將導(dǎo)通。在每個時鐘轉(zhuǎn)換處，被關(guān)斷的開關(guān)中的一個將轉(zhuǎn)變到導(dǎo)通，并且被導(dǎo)通的開關(guān)將轉(zhuǎn)變到截止。m1和m2可以交替地在電流將被導(dǎo)向vout+時導(dǎo)通，而m3和m4保持截止。類似地，當(dāng)電流將被導(dǎo)向vout-時，m3和m4可以交替地導(dǎo)通，而m1和m2保持截止。因此，每個時鐘躍遷具有開關(guān)活動性，并且毛刺將在每個時鐘躍遷處出現(xiàn)在公共源極節(jié)點vs1，而電流朝向正確或預(yù)期的輸出節(jié)點(vout+或vout-)被導(dǎo)引。

圖3示出四元開關(guān)方案的說明性波形。如上所述，四個開關(guān)m1、m2、m3和m4由柵極驅(qū)動信號g1、g2、g3和g4控制。ф是頻率fs的時鐘信號。c0是對應(yīng)于特定電流導(dǎo)引dac單元的驅(qū)動代碼(例如，二進制碼)，其指示電流iu朝向輸出(例如，朝向正輸出節(jié)點vout+或負輸出節(jié)點vout-)的預(yù)期方向。例如，如果c0＝1，則電流流向vout+。如果c0＝0，則電流流向vout-。在每個時鐘轉(zhuǎn)換(即，每半個時鐘周期)，通過例如將特定開關(guān)的柵極驅(qū)動為低(而所有其它三個柵極被保持)，可以僅接通四個中的一個特定開關(guān)。如波形所示，如果驅(qū)動代碼c0＝1，指示iu需要流向vout+，則通過以乒乓方式(或交替方式)降低g1和g2來交替地導(dǎo)通和關(guān)斷m1和m2，而m3和m4通過保持g3和g4向上而保持?jǐn)嚅_。當(dāng)驅(qū)動代碼c0從1變?yōu)?時，該對開關(guān)m1-m2的作用與m3-m4交換，使得m3和m4交替地通過以乒乓方式降低g3和g4而導(dǎo)通和關(guān)斷(或交替方式)，而m1和m2通過保持g1和g2保持截止。有效地，該對晶體管m1-m2負責(zé)將電流iu導(dǎo)向正輸出vout+，而該對晶體管m3-m4將電流iu導(dǎo)向vout-。第一對晶體管m1-m2對于c0＝1乒乓，而第二對晶體管m3-m4對于c0＝0乒乓。從公共源極節(jié)點vs1的波形可以看出，在每個時鐘轉(zhuǎn)變(即，每半個時鐘周期)出現(xiàn)毛刺，并且電流iu仍然朝向預(yù)期輸出。

四元開關(guān)方案的缺陷

理想地，如果所有四個mos開關(guān)完全相等(即匹配)，并且如果驅(qū)動其柵極的所有波形也完全平衡并且如圖3所示的時間對準(zhǔn)，則用于公共源的“毛刺”波形節(jié)點電壓vs1將是周期性的，即，具有頻率2fs和數(shù)據(jù)無關(guān)(或代碼無關(guān))。換句話說，如果所有毛刺相等，并且如果它們都朝向完全相同的靜態(tài)(如圖3所示，其中毛刺在每個毛刺之間穩(wěn)定到相同的水平)，則該波形僅具有在dc，2fs，4fs，...，(2k)fs，...(k是正整數(shù))，并且在取決于期望的dac輸出信號vout的頻率處沒有分量。換句話說，沒有源自波形vs1的輸出信號失真的源。通過在每半個時鐘周期用一致的和(理想地)代碼無關(guān)的假信號代替，該方案可以有效地消除或顯著減少由于在圖1所示的傳統(tǒng)雙開關(guān)方案中在vs1處出現(xiàn)的代碼相關(guān)假信號引起的失真。

然而，實際上，由于各種損傷，具有毛刺的vs1波形不是完全獨立于碼的，因此殘留失真仍將被引入到dac的輸出vout。例如，如果m1、m2、m3和m4具有稍微不同的(失配的)閾值電壓，則vtj＝vt+△j(對于j＝1，...，4)，則vs1的波形看起來像圖4所示的波形代替。圖4示出了由于晶體管中的失配而導(dǎo)致的代碼相關(guān)的擾動。理想地，四元開關(guān)配置作為差分對工作，其中“中心點”vs1理想地具有恒定的靜止點，或者應(yīng)該返回到相同的電平。當(dāng)開關(guān)中存在不匹配時，使用不匹配的開關(guān)從一側(cè)擺動到另一側(cè)將意味著差分對將不再返回到相同的電平。例如，假設(shè)開關(guān)之間的閾值電壓不匹配。即使當(dāng)開關(guān)中的一個導(dǎo)通時，電流iu總是相同的，由于電流的結(jié)果將產(chǎn)生的柵極到源極電壓將不同，因為閾值電壓不同。例如，如果使用一個開關(guān)將電流轉(zhuǎn)向到正輸出vout+，如果使用不同的開關(guān)將電流轉(zhuǎn)向到負輸出vout-，則中心點不再相同。因此，vs1的穩(wěn)定狀態(tài)或靜態(tài)點將不是每半個時鐘周期相同。vs1的一個電平可以不同于先前的半個時鐘周期，因為方向已經(jīng)改變和/或具有不同閾值電壓的開關(guān)被接通。

例如，當(dāng)電流iu朝向vout+轉(zhuǎn)向時，m1和m2交替。如果m1和m2具有不同的閾值電壓，則當(dāng)m1導(dǎo)通并且m2截止時，在vs1處出現(xiàn)某個源電壓。當(dāng)晶體管m1和m2交換時，m2的柵極到源極電壓是不同的，因為閾值電壓不同，因此vs1的靜態(tài)點也不同。靜態(tài)點的差異由m1和m2之間的閾值電壓差確定。假設(shè)電流的方向改變并且電流被切換為朝向vout-轉(zhuǎn)向。當(dāng)m1關(guān)斷以使m3可以導(dǎo)通時，m1和m3的閾值電壓的失配也可以在vs1中顯示為具有不同的電平。因此，與不匹配相關(guān)的變化的靜態(tài)點可以是代碼相關(guān)的。不同電平出現(xiàn)的順序取決于驅(qū)動代碼。具有由于失配而變化的靜態(tài)點的vs1的電平可以調(diào)制電流源并影響朝向輸出的電流量。結(jié)果，在輸出處出現(xiàn)與代碼相關(guān)的輸出失真。通過觀察圖4中的波形可以看出，當(dāng)頻率2fs的分量仍然存在時，該波形不會在如圖3所示的時鐘速率的整數(shù)倍上相同地重復(fù)本身。相比于圖3中看到的vs1的先前代碼無關(guān)波形，這種失配引入偏差δk-m到vs1的靜態(tài)電壓電平。此外，這種偏差系列產(chǎn)生的順序取決于四端開關(guān)將電流iu轉(zhuǎn)向正或負輸出。

除了失配之外，四元開關(guān)方案具有可以影響vs1的波形的寄生。通常，vs1的波形不具有圖3和4所示的平坦部分。而是，vs1的波形可能在毛刺之間的電平穩(wěn)定之前(由于vs1的緩慢建立而示為“尾部”)需要一些時間。圖5示出了在考慮實際開關(guān)驅(qū)動波形和寄生參數(shù)時出現(xiàn)的代碼相關(guān)擾動?？紤]開關(guān)中以及驅(qū)動開關(guān)的電路中的雜散，vs1的波形具有曲線部分，示出了可能導(dǎo)致不期望的輸出失真的另一損傷，因為彎曲部分用作另一個失真源，其中波形不是以時鐘速率的整數(shù)倍相同地重復(fù)自身。

當(dāng)與上述損傷(考慮失配，寄生效應(yīng)和現(xiàn)實的開關(guān)驅(qū)動波形)組合的頻率2fs(發(fā)生在每個單個半時鐘周期，即四元開關(guān)方案)的周期性毛刺出現(xiàn)在碼上時，vs1實際上可能比如果切換將僅作為代碼c0轉(zhuǎn)變(即，雙開關(guān)方案)的結(jié)果而發(fā)生的情況更差。在(2k)fs處的組件之間的非線性混頻和期望的輸出信號在vout的頻譜上引入輸出失真。雖然四元開關(guān)可以提高dac線性度，但是由于vs1上的活動導(dǎo)致的一些殘余失真實際上可能由于實際電路損傷而重新出現(xiàn)。

隨機四元切換減少了代碼相關(guān)的失真

為了解決存在于vs1的波形中的一些代碼相關(guān)分量，四元切換被隨機化。執(zhí)行四元開關(guān)以在一對開關(guān)m1-m2和一對開關(guān)m3-m4之間進行乒乓。然而，乒乓跳躍隨時間，即隨機地跳躍。換句話說，每隔一段時間，跳過毛刺。代替使每兩個開關(guān)每半個時鐘周期交換，兩個開關(guān)不會交換，并且不會出現(xiàn)否則將出現(xiàn)在正常四元開關(guān)方案中的毛刺。電流的方向仍然是基于驅(qū)動代碼的期望的方向，因此保持了電流控制單元的行為。經(jīng)常跳過周期性毛刺的結(jié)果是毛刺的頻率是隨機的。作為將碼相關(guān)性與常數(shù)2fs相乘的結(jié)果的失真被破壞。代替始終交替地關(guān)閉和打開兩對(m1-m2中的每個開關(guān)，用于將電流轉(zhuǎn)向到正輸出vout+，用于負輸出vout-的m3-m4)，每隔一段時間，隨機出現(xiàn)，m1-m2交換或m3-m4交換，而電流方向保持原樣。雖然失真保留，但是不是在2fs處具有雜波，而是在fs和2fs之間隨機混合雜波，其中頻率調(diào)制隨機(在2fs和fs之間)跳躍。馬刺散布在本底噪聲上。結(jié)果，可以減少出現(xiàn)在感興趣頻帶中的碼相關(guān)輸出失真。

圖6示出根據(jù)本公開的一些實施例的具有隨機化四元開關(guān)方案的電流導(dǎo)引dac單元。隨機四元開關(guān)方案可以通過將雜散擴展在本底噪聲上來減少失真，并且減少在輸出處感興趣的頻帶中出現(xiàn)的失真。類似于圖2，dac單元具有用于產(chǎn)生電流iu的電流源602。在一些實施方案中，可使用共源共柵配置中的晶體管來實施電流源602。dac單元耦合到或包括隨機四元開關(guān)邏輯(或電路)604a-b。隨機四元開關(guān)邏輯604a-b實現(xiàn)乒乓行為并且在隨機出現(xiàn)時跳過乒乓，其中跳過可以由隨機化塊606控制或確定。隨機四元開關(guān)邏輯604a-b還確保電流基于驅(qū)動代碼c0在預(yù)期方向上轉(zhuǎn)向。時鐘信號ф可以提供給隨機四元開關(guān)邏輯604a-b和隨機化塊606，以確保由任一部分產(chǎn)生的信號與時鐘信號ф同步。類似于圖2-3，ф是頻率fs的時鐘信號。c0是對應(yīng)于特定電流導(dǎo)引dac單元的驅(qū)動代碼(例如，二進制碼)，指示電流iu朝向輸出(例如，朝向正輸出節(jié)點vout+或負輸出節(jié)點vout-)的預(yù)期方向。

圖6的dac單元類似于圖2中的dac單元，包括四個開關(guān)，其被實現(xiàn)為四個晶體管：第一、第二、第三和第四晶體管(分別示為m1、m2、m3和m4)。分別由第一、第二、第三和第四信號(分別示為g1、g2、g3和g4)驅(qū)動第一、第二、第三和第四晶體管，用于將電流iu導(dǎo)向第一輸出作為vout+)或電流導(dǎo)引dac單元的第二輸出(vout-)，這取決于到電流導(dǎo)引dac單元的驅(qū)動代碼c0。所有四個晶體管耦合到公共源極節(jié)點vs1。四個晶體管m1和m2中的兩個耦合到第一輸出節(jié)點vout+；四個晶體管m3和m4中的兩個其它晶體管耦合到第二輸出節(jié)點vout-。一次只有一個晶體管導(dǎo)通，以將電流引導(dǎo)到預(yù)期的輸出節(jié)點(基于驅(qū)動代碼c0)。

四元開關(guān)邏輯604a-b可以產(chǎn)生第一和第二信號(g1和g2)，其周期性地交替選擇第一和第二晶體管(m1和m2)中的一個導(dǎo)通，而第一以及當(dāng)所述驅(qū)動代碼處于第一狀態(tài)(例如，c0＝0，指示所述電流將被導(dǎo)向到vout+)時，所述第二晶體管關(guān)斷。當(dāng)驅(qū)動代碼處于第一狀態(tài)時，第三和第四信號關(guān)斷第三和第四晶體管。類似地，當(dāng)驅(qū)動代碼處于第二狀態(tài)(例如，c0＝1，指示電流將朝向vout-導(dǎo)向)，四元開關(guān)邏輯604a-b還可以產(chǎn)生第三和第四信號，其周期性地交替選擇第三和第四晶體管中的一個導(dǎo)通，而第三和第四晶體管中的另一個斷開。當(dāng)驅(qū)動代碼處于第二狀態(tài)時，第一和第二信號關(guān)斷第一和第二晶體管。一對晶體管m1-m2或一對晶體管m3-m4的交替選擇每半個時鐘周期(一個周期＝一半時鐘周期)或在頻率2fs(當(dāng)不隨機跳過交換時)發(fā)生。

當(dāng)驅(qū)動代碼處于第一狀態(tài)時，耦合到四元開關(guān)邏輯604a-b的隨機化塊606可以(例如，兩個連續(xù)周期＝一個全時鐘周期)隨機地維持第一和第二晶體管的相同選擇達至少兩個連續(xù)周期。當(dāng)驅(qū)動代碼處于第二狀態(tài)時，隨機化塊606可以在至少兩個連續(xù)周期中隨機地保持第三和第四晶體管的相同選擇。隨機出現(xiàn)，跳過晶體管對m1-m2和m1-m4(否則每半個時鐘周期出現(xiàn))的交換或交替。對于完整時鐘周期(或更多)，使用(或?qū)?與前一半時鐘周期相同的晶體管，以在下一半時鐘周期將電流導(dǎo)向期望的輸出節(jié)點。在一些實施例中，四元開關(guān)邏輯604a-b可以包括由隨機化塊606控制的電路，用于隨機交換第一和第二信號的狀態(tài)(例如，使用隨機交換網(wǎng)絡(luò)交換g1，g2)以隨機維持相同的選擇的第一和第二晶體管。四元開關(guān)邏輯604a-b可以包括由隨機化塊606控制的電路，用于隨機交換第三和第四信號的狀態(tài)(例如，使用隨機交換網(wǎng)絡(luò)交換g3，g4)以隨機地保持第一和第四信號的相同選擇第二晶體管(使得每半個時鐘周期的周期性交換不發(fā)生或被跳過)。

隨機化塊606可以被實現(xiàn)為生成隨機序列(例如，具有特定概率分布的1和0的隨機序列)，或者提供可以使乒乓行為隨機化的電路(例如，改變計數(shù)周期的計數(shù)器從n到2n，具有xor(具有隨機化周期/頻率的“異或”邏輯運算)電路的計數(shù)器)。在一些實施例中，隨機化塊606產(chǎn)生隨機的一系列狀態(tài)以控制是否(1)交替選擇第一和第二晶體管中的一個(在m1或m2之間交換)以接通，而另一個斷開，并且(2)隨機保持相同的選擇。同樣地，隨機化塊606可以產(chǎn)生隨機狀態(tài)序列，以控制是否(1)交替選擇第三和第四晶體管(在m3或m4之間交換)中的一個導(dǎo)通，而另一個截止，以及(2)以隨機保持相同的選擇。對于一些半時鐘周期，發(fā)生交換，并且對于一些半時鐘周期(隨機出現(xiàn))，跳過交換，并且相同的晶體管在下一半時鐘周期保持導(dǎo)通。跳越交換意味著切換活動不再每半個時鐘周期發(fā)生或者始終在2fs，并且毛刺不隨時間(即，對于具有隨機發(fā)生的一半時鐘周期)出現(xiàn)在vs1。

四元開關(guān)邏輯604a-b調(diào)制將電流源連接到第一、第二、第三和第四晶體管(m1、m2、m3)的節(jié)點(即，公共源極節(jié)點vs1)處的代碼相關(guān)假信號與分別具有在預(yù)定頻率(例如，fs)和預(yù)定頻率(例如，2fs)的兩倍之間的隨機變化頻率的分量)。當(dāng)交換發(fā)生時，毛刺可以由2fs調(diào)制，并且當(dāng)隨機跳過交換時，毛刺可以由fs調(diào)制。

圖7示出根據(jù)本公開的一些實施例的隨機化四元開關(guān)方案的說明性波形。說明性波形示出了隨機跳過交替選擇或晶體管或晶體管狀態(tài)的交換的結(jié)果。隨機跳過在本文中可以稱為“交換跳過”。虛線波形示出了如果根據(jù)傳統(tǒng)(非隨機化)四元開關(guān)方案發(fā)生交換則會發(fā)生的情況。為了減少波形的混亂，在不限制本公開的范圍的情況下，省略了由寄生或其他損傷(如圖5所示)導(dǎo)致的vs1的拖尾或緩慢建立。在該示例中，示出了五個完整時鐘周期/周期(＝十個半時鐘周期/周期)的波形，其中用于第一，第二和第四時鐘周期的驅(qū)動代碼c0＝1，并且驅(qū)動代碼c0＝0用于第三和第五時鐘周期。m1和m2之間的交換或乒乓在第一個時鐘周期內(nèi)定期發(fā)生。晶體管中的一個被選擇為第一時鐘周期的一半；并且另一個晶體管被選擇用于第一時鐘周期的另一半。當(dāng)交換發(fā)生時，即在前半個時鐘周期之后，在后半個時鐘周期之后，毛刺出現(xiàn)在vs1。隨機跳過m1和m2之間的交換或乒乓，使得調(diào)制出現(xiàn)在vs1處的假信號的頻率分量被隨機化。在該示例中，在第二時鐘周期期間不發(fā)生m1和m2之間的交換或乒乓。將跳過在第三個半時鐘周期之后發(fā)生的交換。結(jié)果，vs1的波形在第三個半個時鐘周期之后和電平變化(以及由于緩慢建立時間導(dǎo)致的任何尾部效應(yīng))中缺少毛刺。通常在第三和第四時鐘周期期間進行交換。最終，在第五時鐘周期期間，m3和m4之間的交換也被跳過(隨機地)。結(jié)果，vs1的波形在第九個半時鐘周期之后丟失另一個毛刺，并且另一個電平變化(以及由于緩慢建立時間引起的任何尾部效應(yīng))。

注意，該“交換跳過”不改變由c0確定的電流的方向。因此，轉(zhuǎn)向?qū)Φ墓δ鼙槐Ａ簟Ｈ欢?，隨著在2fs和fs之間的間隔中或在2fs和fs之間的間隔中隨機變化的分量調(diào)制代碼相關(guān)的毛刺(由圖4-5示出)，隨機改變vs1波形的形狀。這有效地在寬頻率范圍上傳播由碼相關(guān)毛刺引起的噪聲。通過跳過隨機交換，vs1波形通過改變其周期性并減少vs1和碼序列c0之間的相關(guān)性而被隨機化。隨機化vs1的開關(guān)活動的周期可以導(dǎo)致相應(yīng)產(chǎn)品的頻率也隨機地改變它們的頻率。雖然仍然存在雜散內(nèi)容，但是雜散內(nèi)容不再與輸出信號諧波相關(guān)，而是表現(xiàn)為類似噪聲的分量。當(dāng)使用隨機四元切換時，由傳統(tǒng)四元開關(guān)方案引入的諧波失真由噪聲譜密度的適度增加代替。隨機四元切換可以顯著放寬設(shè)計高度匹配的開關(guān)和非常快速，非常耗電的開關(guān)驅(qū)動器(通常這樣做以減少圖4-5中所示的損傷)的需要。通過放寬開關(guān)上的匹配要求并允許較慢的轉(zhuǎn)換時間，隨機四元開關(guān)允許設(shè)計者通過使用更小(更緊湊)的轉(zhuǎn)向單元來實現(xiàn)相當(dāng)好的性能和總體更低的功耗。

為了完全比較，如圖1所示的典型的雙開關(guān)對將僅在代碼轉(zhuǎn)變處看到毛刺(因此它非常依賴于代碼)；如圖2-3所示的傳統(tǒng)四元開關(guān)對在每半個時鐘周期看到毛刺。相反，隨機跳躍引入的隨機四元切換在半時鐘周期或在全時鐘周期(或更長)隨機地發(fā)展毛刺，因此毛刺(或切換活動)以fs和2fs之間的隨機跳頻出現(xiàn)。利用隨機四元開關(guān)方案，由于開關(guān)和驅(qū)動器中的損傷，傳統(tǒng)的四元開關(guān)方案不能完全消除的殘余失真被隨機化，并且更像是類似白噪聲的分量。

隨機化使用哪個晶體管的選擇

注意，在圖7的示例中，如果使用pmos晶體管來實現(xiàn)開關(guān)，則g2和g4首先分別在c0的代碼轉(zhuǎn)變之后或之后分別接通m2和m4(即在時鐘的上升沿)。由于m1或m2可以將電流導(dǎo)向正輸出節(jié)點vout+，并且m3或m4可以將電流導(dǎo)向負輸出節(jié)點vout-，因此m1和m2是可互換的，并且m3和m4是可互換的。通過隨機化第一開關(guān)的選擇以在代碼轉(zhuǎn)換時接通，可以實現(xiàn)進一步的線性改進。例如，當(dāng)c0從低到高時，m1或m2可以隨機選擇為第一個打開。當(dāng)c0從高電平變?yōu)榈碗娖綍r，m3或m4可隨機選擇為第一個導(dǎo)通。在一些實施例中，隨機化塊606可以生成隨機的一系列狀態(tài)，以便在驅(qū)動代碼從第二狀態(tài)改變到第一狀態(tài)之后立即隨機選擇第一和第二晶體管中的一個導(dǎo)通一段時間。隨機化塊606還可以生成隨機的一系列狀態(tài)，以便在驅(qū)動代碼從第一狀態(tài)改變到第二狀態(tài)之后立即隨機選擇第三和第四晶體管中的一個導(dǎo)通一段時間。

用于隨機化四元切換以減少碼依賴失真的方法

圖8示出根據(jù)本公開的一些實施例的用于隨機化電流導(dǎo)引dac單元的四元切換的方法。該方法關(guān)于圖6-7中的圖示來描述。

在任務(wù)802中，隨機四元開關(guān)邏輯可基于驅(qū)動代碼(例如，c0)產(chǎn)生第一、第二、第三和第四信號(例如，g1、g2、g3和g4)以驅(qū)動第一、第二、第三和第四晶體管(例如，m1、m2、m3和m4)。第一和第二信號(例如，分別為g1和g2)周期性地交替選擇第一或第二晶體管(分別為m1和m2)以將電流引導(dǎo)到電流導(dǎo)引dac單元的第一輸出(例如vout+)，同時驅(qū)動代碼處于第一狀態(tài)(例如，c0＝1)。例如，第一和第二晶體管m1和m2耦合到正輸出節(jié)點vout+。當(dāng)驅(qū)動代碼c0＝1并且電流旨在朝向vout+轉(zhuǎn)向時，選擇晶體管m1和m2中的一個，使得恰好一個晶體管導(dǎo)通以將電流導(dǎo)向vout+，并且該選擇周期性地交替。其它晶體管，即第三和第四晶體管截止。類似地，第三和第四信號(例如，分別為g3和g4)周期性地交替選擇第三或第四晶體管(例如，分別為m3和m4)以將電流導(dǎo)引到電流導(dǎo)引dac單元的第二輸出(例如，vout-)，而驅(qū)動代碼處于第二狀態(tài)(例如，c0＝0)。例如，第三和第四晶體管m3和m4耦合到負輸出節(jié)點vout-。當(dāng)驅(qū)動代碼c0＝0并且電流旨在朝向vout-導(dǎo)向時，選擇晶體管m3和m4中的一個，使得恰好一個晶體管導(dǎo)通以將電流導(dǎo)向vout-，并且選擇交替定期。其它晶體管，即第一和第二晶體管截止。在每半個時鐘周期，選擇在第一和第二晶體管m1和m2之間交換，或者在第三和第四晶體管m3和m4之間的選擇交換，并且毛刺出現(xiàn)在公共源節(jié)點(例如，圖5的vs1(例如，圖6的電流源602)將每個半時鐘周期(例如，圖6的第一、第二、第三和第四晶體管(例如，m1、m2、m3和m4)當(dāng)交換不隨機跳過時)。

在任務(wù)804中，當(dāng)驅(qū)動代碼處于第一狀態(tài)(例如，c0＝1)時，隨機跳過由第一和第二信號g1和g2對第一和第二晶體管m1和m2的周期性交替選擇。此外，當(dāng)驅(qū)動代碼處于第二狀態(tài)(例如，c0＝0)時，隨機跳過由第三和第四信號g3和g4周期性交替選擇第三和第四晶體管m3和m4。晶體管對的晶體管的周期性交替選擇的隨機化跳過可以通過圖6中所示的隨機化塊606來實現(xiàn)。

在一些實施例中，第一和第二信號g1和g2在驅(qū)動代碼處于第一狀態(tài)(例如，c0＝1)時每半個時鐘周期周期性地交替選擇第一或第二晶體管m1和m2。由于晶體管的交替選擇，兩個不同的晶體管在完整時鐘周期期間一個接一個地導(dǎo)通，從而導(dǎo)致毛刺出現(xiàn)在公共源極節(jié)點vs1。在完整時鐘周期(例如，圖7中看到的第二和第五時鐘周期)期間跳過該對晶體管中的晶體管的周期性交替選擇，其中同一晶體管在全時鐘周期期間導(dǎo)通兩個連續(xù)的半個時鐘周期。

響應(yīng)于驅(qū)動代碼處于第一狀態(tài)，當(dāng)?shù)谝缓偷诙w管的隨機跳過時，第一和第二信號交替地使第一和第二晶體管中的一個導(dǎo)通，并且第一和第二晶體管中的另一個關(guān)閉每半個時鐘周期周期性交替選擇不發(fā)生。響應(yīng)于當(dāng)周期性交替選擇的隨機跳過時驅(qū)動代碼處于第二狀態(tài)，第三和第四信號交替地使第三和第四晶體管中的一個導(dǎo)通并且第一和第二晶體管中的另一個關(guān)閉每半個時鐘周期不發(fā)生。隨機地跳過周期性交替選擇意味著在驅(qū)動代碼處于第一狀態(tài)時保持(相同)第一和第二晶體管的狀態(tài)兩個或更多個連續(xù)周期(即，兩個或更多個半時鐘周期)，并且維持(相同)當(dāng)驅(qū)動代碼處于第二狀態(tài)時，第三和第四晶體管的狀態(tài)為兩個或更多個連續(xù)周期，即兩個或更多個半時鐘周期)。

在任務(wù)806中，可以通過在驅(qū)動代碼從第二狀態(tài)改變到第一狀態(tài)之后立即隨機選擇第一和第二晶體管中的一個導(dǎo)通一段時間，和/或隨機選擇所述第三和第四晶體管中的一個在所述驅(qū)動代碼從所述第一狀態(tài)改變到第二狀態(tài)之后立即導(dǎo)通一段時間。耦合到同一輸出節(jié)點的一對晶體管中的晶體管的隨機選擇可以進一步隨機化由晶體管之間的失配引起的失真。

其他解決方案是無效的

為了減少由損傷引起的上述失真源，開關(guān)及其驅(qū)動器被設(shè)計為使得圖4-5中所示的波形看起來盡可能接近圖3中所示的波形。例如，較小的δk-m’s通過更緊密的開關(guān)匹配獲得。通過在驅(qū)動器中更快的轉(zhuǎn)換時間并通過最小化與開關(guān)和通向它們的信號路徑相關(guān)聯(lián)的所有寄生，獲得比圖5所示更快的衰減開關(guān)瞬變。開關(guān)中更好的匹配主要是通過設(shè)計開關(guān)中的大的過驅(qū)動電壓(vgs>>vt)來實現(xiàn)的。通過使用具有低輸出阻抗的大開關(guān)驅(qū)動器可獲得更快的轉(zhuǎn)換時間。諷刺的是，這樣的設(shè)計策略彼此沖突(例如，更好的匹配引線也會導(dǎo)致大的物理器件尺寸以及因此大的寄生效應(yīng)，因此加劇了圖5的波形中的開關(guān)拖尾)，并且它們都導(dǎo)致消耗大功率的大電路(其問題用于低電壓或低功率設(shè)計)。反過來，后者觸發(fā)了額外的不期望的問題的“多米諾效應(yīng)”，包括相當(dāng)大的噪聲供應(yīng)和襯底注入。通過隨機化四元開關(guān)方案，可以解決不匹配問題，而不必使用大型設(shè)備并消耗大量功率。當(dāng)可以使用更小的器件時，可以減少由于寄生引起的失真。不再需要更大的裝置，因為由于匹配引起的失真可以通過隨機化處理。

示例性dac單元

在一些實施例中，具有隨機化四元開關(guān)以減少失真的電流導(dǎo)引數(shù)模轉(zhuǎn)換器(dac)單元可以包括四通道開關(guān)和隨機或隨機四通道開關(guān)邏輯。四元開關(guān)包括分別由第一、第二、第三和第四信號驅(qū)動的第一、第二、第三和第四元開關(guān)，用于根據(jù)驅(qū)動電流將電流導(dǎo)引到電流導(dǎo)引dac單元的第一輸出或第二輸出代碼到電流導(dǎo)引dac單元。類似于本文所描述的其它實例，四個開關(guān)全部耦合到同一節(jié)點(例如，共同源極節(jié)點)處的電流源。兩個開關(guān)耦合到第一輸出，兩個其它開關(guān)耦合到第二輸出。

隨機化四元開關(guān)邏輯產(chǎn)生第一和第二信號，當(dāng)驅(qū)動代碼處于第一狀態(tài)時，第一和第二信號以預(yù)定頻率或預(yù)定頻率的兩倍之間隨機跳頻的頻率交替打開第一開關(guān)或第二開關(guān)。隨機四元開關(guān)邏輯還產(chǎn)生第三和第四信號，當(dāng)驅(qū)動代碼處于第二狀態(tài)時，第三和第四信號在預(yù)定頻率或預(yù)定頻率的兩倍之間隨機跳頻交替地導(dǎo)通第三開關(guān)或第四元開關(guān)。預(yù)定頻率可以是時鐘頻率fs。交替通常每半個時鐘周期發(fā)生(即，與2fs的頻率分量相關(guān))，但是隨機發(fā)生，跳過周期交替，使得選擇不交替全時鐘周期(或更長)(例如，相關(guān)到頻率分量fs)。結(jié)果，可以用fs和2fs之間的隨機跳頻來調(diào)制毛刺(包括碼相關(guān)失真)。使用隨機四元開關(guān)方案，由于開關(guān)和驅(qū)動器中的損傷，傳統(tǒng)的四元開關(guān)方案不能完全消除的殘余失真可以被隨機化，并且更多地表現(xiàn)為在寬頻率范圍上擴展的類似白噪聲的分量。

在一些實施例中，第一和第二信號周期性地交替選擇第一和第二開關(guān)中的一個開關(guān)，并且當(dāng)驅(qū)動代碼處于第一狀態(tài)時，第一和第二開關(guān)中的另一個開關(guān)在每半個時鐘周期之后關(guān)斷(如果交換不被跳過)。當(dāng)驅(qū)動代碼在具有隨機出現(xiàn)的整個時鐘周期(當(dāng)跳過交換時)處于第一狀態(tài)時，第一和第二信號保持第一和第二開關(guān)的狀態(tài)。當(dāng)每半個時鐘周期之后驅(qū)動代碼處于第二狀態(tài)時，第三和第四信號周期性地交替選擇第三和第四元開關(guān)中的一個導(dǎo)通，并且使第三和第四元開關(guān)中的另一個關(guān)斷。不跳過交換)。當(dāng)驅(qū)動代碼在具有隨機出現(xiàn)的全時鐘周期(當(dāng)跳過交換時)處于第一狀態(tài)時，第三和第四信號保持第三和第四元開關(guān)的狀態(tài)。

隨機化四元開關(guān)邏輯隨機地以預(yù)定頻率的兩倍(相對于交替正常發(fā)生的頻率)隨機地跳過交替，在驅(qū)動代碼處于第一狀態(tài)時接通第一或第二開關(guān)，以及或隨機地以預(yù)定頻率的兩倍(相對于交替正常發(fā)生的頻率)交替地隨機跳過，在驅(qū)動代碼處于第二狀態(tài)時接通第三或第四元開關(guān)。

隨機化四元開關(guān)邏輯可以包括(四通道開關(guān)電路和)由隨機系列控制的電路，用于隨機交換第一和第二信號的狀態(tài)以保持隨機出現(xiàn)的第一和第二開關(guān)的相同選擇，以及或由隨機序列控制的電路，用于隨機交換第三和第四信號的狀態(tài)，以保持隨機出現(xiàn)的第一和第二開關(guān)的相同選擇。

為了進一步改善dac單元的性能，第一和第二信號可以在驅(qū)動代碼從第二狀態(tài)改變到第一狀態(tài)之后立即隨機選擇第一和第二開關(guān)中的一個開啟一段時間。第三和第四信號可以在驅(qū)動代碼從第一狀態(tài)改變到第二狀態(tài)之后立即隨機地選擇第三和第四元開關(guān)中的一個開啟一段時間。

變體和實現(xiàn)

具有隨機正方形開關(guān)的電流導(dǎo)引dac單元可以用作具有電流導(dǎo)引dac單元陣列的dac的一部分。一般來說，dac可以包括任何數(shù)量的電流導(dǎo)引dac單元。電流導(dǎo)引dac單元中的一個或多個可以實現(xiàn)隨機四方切換。在一些情況下，一些dac單元可能不實現(xiàn)隨機四元切換。例如，電流導(dǎo)引dac單元中的一些可以實現(xiàn)雙開關(guān)方案或傳統(tǒng)的四元開關(guān)方案，而電流導(dǎo)引dac單元中的一個或多個可以實現(xiàn)隨機四元開關(guān)。在一些情況下，dac可以是分段dac，其可以包括其他dac架構(gòu)，其中dac的一部分可以用不涉及電流導(dǎo)引dac單元的電路來實現(xiàn)。

最后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，雖然已經(jīng)針對具有包括pmos晶體管的p型四方的四元開關(guān)方案描述了本文的示例，但是隨機化的“交換跳過”操作可以容易地擴展到n型四邊形(其中尾電流吸收iu到地并且開關(guān)是nmos晶體管)，以及互補型結(jié)構(gòu)(其中p型結(jié)構(gòu)與n型結(jié)構(gòu)源極和匯流電流結(jié)合到公共輸出節(jié)點對)。

注意，上文參考圖式所論述的活動可適用于涉及數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器(特別是電流導(dǎo)引數(shù)/模轉(zhuǎn)換器)的任何集成電路。在某些上下文中，本文討論的特征可以應(yīng)用于醫(yī)療系統(tǒng)、射頻信號處理、中頻信號處理、基帶信號處理、無線和有線通信、雷達、工業(yè)過程控制、音頻和視頻設(shè)備、視頻顯示器、電流感測、儀器儀表、工業(yè)自動化、可編程邏輯控制器、光收發(fā)器、數(shù)據(jù)采集、光通信、電纜系統(tǒng)、超寬帶寬應(yīng)用、電子戰(zhàn)、高端測試和測量設(shè)備、信號合成、直接數(shù)字合成(dds)應(yīng)用程序。

在上述實施例的討論中，諸如時鐘、驅(qū)動器、開關(guān)、晶體管和/或其他組件的電路組件可以容易地被替換、替換或以其它方式修改，以適應(yīng)特定的電路需要。此外，應(yīng)當(dāng)注意，互補電子設(shè)備、硬件、軟件等的使用為實現(xiàn)本公開的教導(dǎo)提供了同樣可行的選擇。盡管本公開/權(quán)利要求描述了使用pmos晶體管(p型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管)器件的實現(xiàn)方式，但是預(yù)期使用nmos晶體管(n型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管))或等效雙極結(jié)型晶體管(bjt)也可以代替一個或多個pmos晶體管(或晶體管器件)，以提供所公開的電流導(dǎo)引dac。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，晶體管器件可以被概括為具有三個(主)端子的器件。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，晶體管器件在操作期間可以具有對應(yīng)于諸如nmos，pmos，npnbjt，pnpbjt器件(以及任何其他等效晶體管器件)的器件的晶體管的特性行為。例如，本公開/權(quán)利要求包括其中所有pmos器件被nmos器件代替的實現(xiàn)。與使用nmos器件的本文所公開的電路相比，使用nmos器件的電路將以“上下顛倒”的方式配置。各種實施方式等效于使用pmos晶體管器件的所公開的實施方式，因為不同的實施方式將以基本相同的方式執(zhí)行基本相同的功能以產(chǎn)生基本上相同的結(jié)果。對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員，將認為互補或等效配置(使用bjt代替nmos晶體管)可與本文所述使用nmos晶體管的實施例互換。

用于隨機四元切換的各種裝置的部分可以包括用于執(zhí)行本文所述功能的電子電路。在一些情況下，裝置的一個或多個部分可以由專門配置用于執(zhí)行本文所述功能的處理器或數(shù)字處理電路來提供，例如控制或?qū)崿F(xiàn)隨機化。例如，處理器可以包括一個或多個專用組件，或者可以包括被配置為執(zhí)行本文描述的功能的可編程邏輯門。該電路可以在模擬域、數(shù)字域或混合信號域中操作。在一些情況下，處理器可以被配置為通過執(zhí)行存儲在非暫時性計算機介質(zhì)上的一個或多個指令來執(zhí)行本文所描述的功能。

在一個示例實施例中，附圖的任何數(shù)量的電路可以在相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備的板上實現(xiàn)。板可以是能夠保持電子設(shè)備的內(nèi)部電子系統(tǒng)的各種部件，并且還提供用于其他外圍設(shè)備的連接器的通用電路板。更具體地，板可以提供電連接，系統(tǒng)的其他部件可以通過該電連接電通信?；谔囟ㄅ渲眯枰?、處理需求、計算機設(shè)計等，任何合適的處理器(包括數(shù)字信號處理器、微處理器、支持芯片組等)，計算機可讀非瞬時存儲器元件等可以適當(dāng)?shù)伛詈系桨濉ＶT如外部存儲器、附加傳感器、用于音頻/視頻顯示器的控制器、接收器、發(fā)射器和外圍設(shè)備的其它組件可以作為插入卡，通過電纜附接到板或者集成到板本身中。在各種實施例中，本文描述的功能可以仿真形式實現(xiàn)為在布置在支持這些功能的結(jié)構(gòu)中的一個或多個可配置(例如，可編程)元件內(nèi)運行的軟件或固件。提供仿真的軟件或固件可以在包括允許處理器執(zhí)行那些功能的指令的非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)上提供。

在另一示例實施例中，附圖的電路可以被實現(xiàn)為獨立模塊(例如，具有被配置為執(zhí)行特定應(yīng)用或功能的相關(guān)組件和電路的設(shè)備)或?qū)崿F(xiàn)為應(yīng)用中的插件模塊電子設(shè)備的特定硬件。注意，本公開的特定實施例可以容易地部分地或整體地包括在片上系統(tǒng)(soc)封裝中。soc表示將計算機或其他電子系統(tǒng)的組件集成到單個芯片中的ic。它可以包含數(shù)字、模擬、混合信號和通常的射頻功能：所有這些可以提供在單個芯片襯底上。其它實施例可以包括多芯片模塊(mcm)，其具有位于單個電子封裝內(nèi)的多個分離的ic，并且被配置為通過電子封裝彼此緊密地相互作用。在各種其它實施例中，隨機化的四邊切換功能可以在專用集成電路(asic)，現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)和其他半導(dǎo)體芯片中的一個或多個硅核中實現(xiàn)。

還必須注意，這里概述的所有規(guī)范、尺寸和關(guān)系(例如，處理器的數(shù)量，邏輯操作等)僅僅是為了示例和教導(dǎo)的目的而提供的。在不脫離本公開的精神或所附權(quán)利要求的范圍的情況下，可以相當(dāng)大地改變這樣的信息。該規(guī)范僅適用于一個非限制性示例，因此，它們應(yīng)當(dāng)這樣解釋。在前面的描述中，已經(jīng)參考特定的處理器和/或組件布置描述了示例實施例。在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下，可以對這樣的實施例進行各種修改和改變。因此，描述和附圖被認為是說明性的而不是限制性的。

注意，利用本文提供的大量示例，可以根據(jù)兩個、三個、四個或更多個電子部件來描述交互。然而，這僅僅是為了清楚和示例的目的。應(yīng)當(dāng)理解，系統(tǒng)可以以任何合適的方式合并。沿著類似的設(shè)計替代方案，圖中所示的部件，模塊和元件中的任何一個可以以各種可能的配置組合，所有這些都明顯在本說明書的廣泛范圍內(nèi)。在某些情況下，可以通過僅參考有限數(shù)量的電氣元件來更容易地描述給定的一組流的一個或多個功能。應(yīng)當(dāng)理解，附圖的電路及其教導(dǎo)是容易擴展的，并且可以容納大量部件，以及更復(fù)雜/復(fù)雜的布置和配置。因此，所提供的示例不應(yīng)限制可能應(yīng)用于無數(shù)其它架構(gòu)的電路的范圍或抑制電路的廣泛教導(dǎo)。

注意，在本說明書中，對“一個實施例”、“示例性實施例”、“實施例”、“另一實施例”、“一些實施例”、“各種實施例”、“其它實施例”、“替代實施例”等中包括的各種特征(例如，元件、結(jié)構(gòu)、模塊、組件、步驟、操作、特性等)旨在表示任何這樣的特征包括在本公開的一個或多個實施例中，或者可以不必在相同的實施例中組合。

還重要的是注意，與隨機化四元切換相關(guān)的功能僅示出可以由圖中所示的系統(tǒng)實現(xiàn)或執(zhí)行的一些可能的功能。這些操作中的一些可以在適當(dāng)時被刪除或移除，或者這些操作可以被顯著地修改或改變而不脫離本公開的范圍。此外，這些操作的定時可以相當(dāng)大地改變。前面的操作流程已經(jīng)被提供用于示例和討論的目的。通過在此描述的實施例提供了基本的靈活性，因為在不脫離本公開的教導(dǎo)的情況下可以提供任何合適的布置、時間順序、配置和定時機制。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可確定許多其它改變、取代、變化、改變和修改，并且意圖是本公開包括所有這樣的改變、替代、變化、改變和修改。注意，上述裝置的所有可選特征也可以相對于本文所述的方法或過程實現(xiàn)，并且實施例中的細節(jié)可以在一個或多個實施例中的任何地方使用。