CN113283569A - 能够从时间-数字转换器接收tdc值的处理器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能够从时间‑数字转换器接收TDC值的处理器以及使用来自时间‑数字转换器的数据进行重复直方图化的方法。装置可提供有限数量的物理箱以对虚拟箱总数执行多个直方图。装置可提供用于扫过虚拟箱总数的单个物理箱。

Description

能够从时间-数字转换器接收TDC值的处理器
技术领域
本发明涉及能够从时间-数字转换器接收TDC值的处理器以及使用来自时间-数字转换器的数据进行重复直方图化的方法。
背景技术
有源测距***(诸如LiDAR***)通常基于光检测器(例如，640×480像素的单光子雪崩二极管(SPAD)阵列)的时间事件在存储器中创建直方图。直方图的峰值用于确定所传输的激光信号从初始传输返回到光检测器的行进时间。创建直方图所需的存储器的量可将芯片增加到不切实际的大小。
发明内容
本发明涉及能够从时间-数字转换器接收TDC值的处理器以及使用来自时间-数字转换器的数据进行重复直方图化的方法。
本发明所解决的技术问题是常规直方图化需要存储器来存储直方图。所需的存储器的量可将芯片增加到不切实际的大小。
本技术的各种实施方案可提供用于重复直方图化的方法和装置。该装置可提供有限数量的物理箱以对虚拟箱总数执行多个直方图。该装置可提供用于扫过虚拟箱总数的单个物理箱。
根据第一方面，能够从时间-数字转换器(TDC)接收TDC值的处理器包括：激光计数器，该激光计数器被配置为生成第一信号和第二信号；箱计数器，该箱计数器被配置为生成响应于第二信号而递增的第一计数值；第一比较器，该第一比较器被配置为接收TDC值并且生成第一比较器输出，其中第一比较器输出是基于第一计数值和TDC值的比较；事件计数器，该事件计数器被配置为生成响应于第一比较器输出而递增的第二计数值；峰值锁存器，该峰值锁存器连接到事件计数器的输出端子并且被配置为存储峰值；第二比较器，该第二比较器被配置为生成第二比较器输出，其中第二比较器输出是基于第二计数值和峰值的比较；和结果锁存器，该结果锁存器被配置为响应于第二比较器输出而输出第一计数值。
在一个实施方案中，激光计数器被配置为生成B多个第二信号，其中B是第一计数值的最大数量。
在一个实施方案中，激光计数器还被配置为在B个第二信号之后生成第三信号。
在一个实施方案中，激光计数器被配置为每N个激光周期生成第二信号。
在一个实施方案中，激光计数器对激光时钟信号作出响应并且根据该激光时钟信号生成第二信号。
在一个实施方案中，在第二计数值大于峰值的情况下，结果锁存器输出第一计数值。
在一个实施方案中，在第一计数值等于TDC值的情况下，事件计数器使第二计数值递增。
在一个实施方案中，第二信号将第二计数值复位为零。
在一个实施方案中，当第二计数值大于先前峰值时，峰值锁存器接收第二计数值并且将第二计数值存储为新峰值。
根据第二方面，使用来自时间-数字转换器(TDC)的数据进行重复直方图化的方法包括：将来自虚拟箱总数的第一虚拟箱直方图化，包括：从TDC接收第一多个数字值；确定来自第一多个数字值的每个数字值是否落入由第一虚拟箱限定的值的第一范围内；以及针对第一数字值落入第一范围内的每次出现，使单个物理箱的计数值递增；将单个物理箱的计数值复位为零；以及将来自虚拟箱总数的第二虚拟箱直方图化，包括：从TDC接收第二多个数字值；确定来自第二多个数字值的每个数字值是否落入由第二虚拟箱限定的值的第二范围内；以及针对第二数字值落入第二范围内的每次出现，使单个物理箱的计数值递增；将来自虚拟箱总数的剩余虚拟箱数单独地直方图化。
本发明所实现的技术效果是提供在没有常规存储器的情况下执行直方图化的电路，因此与常规直方图化***相比提供更小的芯片大小。
附图说明
当结合以下示例性附图考虑时，可参照具体实施方式更全面地了解本技术。在以下附图中，通篇以类似附图标记指代各附图中的类似元件和步骤。
图1是根据本技术的示例性实施方案的***的框图；
图2是根据本技术的第一实施方案的处理器的部分框图；
图3是根据本技术的第二实施方案的处理器的部分框图；
图4是根据本技术的各种实施方案的用于重复直方图化的流程图；并且
图5是根据本技术的各种实施方案的用于重复直方图化的另选流程图。
图6是根据本技术的各种实施方案的虚拟箱的直方图。
具体实施方式
本技术可在功能块部件和各种加工步骤方面进行描述。此类功能块可通过被配置为执行指定功能并且实现各种结果的任何数量的部件来实现。例如，本技术可采用可执行多种功能的各种逻辑门、锁存器、计数器、状态机、存储器等。此外，本技术可集成在任何数量的电子***(诸如汽车、航空、监管、“智能设备”和消费性电子产品)中，并且所描述的***仅为本技术的示例性应用。
参考图1，根据本技术的各个方面的用于重复直方图化的方法和装置可集成在有源测距传感器***100(诸如光探测和测距(LiDAR)***)中，该有源测距传感器***被配置为发射脉冲、检测反射脉冲并且基于发射脉冲到检测脉冲之间的时间延迟(即，往返延迟)来确定到目标的距离。一般来讲，LiDAR***和其它有源测距传感器可通过直接飞行时间(往返延迟)来测量到目标115的距离。在该方法中，光源110(诸如激光器)在目标115处发射激光脉冲(传输信号)，并且从目标115反射的返回光子由光检测器120(诸如单光子雪崩二极管(SPAD)或硅光电倍增器(SiPM)检测。多个SPAD可被布置成阵列，其中每个SPAD连接到其自身的专用处理电路，诸如预处理器130和处理器105。换言之，***100可包括多个预处理器和多个处理器，每个SPAD一个预处理器和处理器。
预处理器130可被配置为从光检测器120接收输入信号，放大该输入信号，和/或确定输入信号是否超过预定值或者基于输入信号的特性(例如，振幅或频率)接受或拒绝该输入信号。例如，预处理器130可包括放大器(例如，高频放大器)和鉴别器电路。预处理器130可仅在输入信号超过预定值时才产生输出信号，并且将该输出信号传输到处理器105以用于进一步处理。
处理器105可被配置为从预处理器接收数据，将该数据转换为时间数据，用该时间数据构建直方图，并且确定该直方图中的峰值。根据示例性实施方案，处理器105可包括时间-数字转换器(TDC)150以将来自预处理器130的输出信号转换为时间数据。TDC 150可包括常规TDC或适合用于生成表示时间间隔的TDC信号的任何其它电路或***。
根据各种实施方案，并且参考图1、图2、图3和图6，处理器105还可包括数据算法处理器140，该数据算法处理器结合TDC 150操作。例如，数据算法处理器140可从TDC 150接收时间数据，并且使用来自TDC150的时间数据执行重复直方图化。在各种实施方案中，数据算法处理器140生成(组装)具有虚拟箱总数的直方图。该直方图的每个虚拟箱由范围(时间范围)限定，并且时间数据基于时间数据的值被分配给特定虚拟箱。在各种实施方案中，数据算法处理器140包括一个或多个物理箱(即，物理硬件)以便一次将一个虚拟箱直方图化或者一次将虚拟箱的子集直方图化。
例如，在单个物理箱的情况下，数据算法处理器140可使用该单个物理箱顺序地将每个单独的虚拟箱直方图化——例如，数据算法处理器140可使用该单个物理箱将虚拟箱编号1直方图化，然后使用该相同的单个物理箱将虚拟箱编号2直方图化等，一直持续到虚拟箱编号N。
在多个物理箱的情况下，数据算法处理器140可将虚拟箱的连续分段直方图化——例如，数据算法处理器140可使用四个物理箱将虚拟箱编号1～4(第一分段)直方图化，然后使用该相同的四个物理箱将虚拟箱编号5～8(第二分段)直方图化等，一直持续到虚拟箱编号N-3～N，其中每个分段包含相同数量的虚拟箱。
在一个实施方案中，并且参考图1和图3，数据算法处理器140可包括固定数量的物理箱，该固定数量的物理箱用于以分段将虚拟箱总数直方图化，其中虚拟箱总数大于物理箱的数量。
在本实施方案中，数据算法处理器140可包括状态机302，该状态机包括存储器330。存储器330可包括多个存储器元件(未示出)，其中每个存储器元件具有唯一地址并且对应于物理箱。状态机302可被配置为从TDC 150接收TDC值，从接口155接收样本计数值，以及从接口155接收激光时钟信号。数据算法处理器140还可包括箱范围寄存器320，该箱范围寄存器被配置为从状态机302接收信号，诸如时钟信号和复位信号。箱范围寄存器320可被配置为存储每个虚拟箱的值的范围。
数据算法处理器140还可包括范围内检测器315，该范围内检测器被配置为从箱范围寄存器320接收(值的)范围和从TDC 150接收TDC值。范围内检测器315可被配置为确定TDC值是否落入该范围内。数据算法处理器140还可包括第一“与”逻辑门335，以从范围内检测器315接收结果并且利用TDC有效信号执行“与”功能。第一“与”逻辑门335可将对应于该“与”功能的输出传输到状态机302。
本实施方案还可包括比较器305，该比较器被配置为将来自状态机302的数据(第一值A)与从峰值锁存器310输出的第二值B进行比较。比较器305可将对应于该比较的输出传输到第二“与”逻辑门340。第二逻辑门可对该比较器输出和来自状态机320的时钟信号(具有与激光时钟信号相同的频率)执行“与”功能。比较器305的输出可用于启用峰值锁存器310和结果锁存器325。峰值锁存器310可从状态机330接收数据并且在启用时存储数据值。峰值锁存器310可经由来自状态机302的信号而被清除(复位为零)。结果锁存器325可被配置为接收TDC值并且可在启用时存储(锁存)TDC值。结果锁存器325可将锁存的TDC值输出作为峰值结果，其中该峰值结果指示具有最高计数值的虚拟箱。
在另选实施方案中，并且参考图1和图2，数据算法处理器140可包括单个物理箱，该单个物理箱用于将虚拟箱总数直方图化，一次将一个虚拟箱直方图化。
在本实施方案中，数据算法处理器140可包括第一比较器202，该第一比较器被配置为将TDC值与来自箱计数器的计数值进行比较。箱计数器220可用作单个物理箱。第一比较器202可将对应于该比较的输出传输到第一“与”逻辑门235。第一“与”逻辑门235可对第一比较器输出和TDC有效信号执行“与”功能，并且将对应于该“与”功能的输出传输到事件计数器205，其中该输出启用事件计数器205。事件计数器205可被配置为在启用时输出事件计数值，并且将该事件计数值传输到第二比较器210和峰值锁存器215。第二比较器210可被配置为将来自事件计数器205的事件计数值(A)与来自峰值锁存器215的值(B)进行比较，并且将第二比较器输出传输到第二“与”逻辑门240。第二“与”逻辑门240可对该第二比较器输出和来自激光计数器230的时钟信号执行“与”功能。该“与”功能的结果可用于启用峰值锁存器215和结果锁存器225。
激光计数器230可被配置为接收激光时钟信号并且根据该激光时钟信号生成第一信号和第二信号。激光计数器230可将第一信号传输到峰值锁存器215，其中第一信号清除(将值复位为零)峰值锁存器215并且开始TDC 150的操作。激光计数器230还可被配置为根据激光时钟信号生成激光计数值。当激光计数值达到预定值时，激光计数器230可生成第三信号(完成)并且将该第三信号传输到控制和数据记录器145以指示当前直方图周期的结束。
结果锁存器225可被配置为从箱计数器220接收箱计数值，并且可在启用时存储箱计数值。结果锁存器225可输出峰值结果，其中该峰值结果表示具有最高计数值的虚拟箱。
根据各种实施方案，数据算法处理器140可使用现场可编程门阵列、专用集成电路等来实现。例如，每个比较器(诸如比较器202、210、305)可包括使用逻辑门、晶体管等实现的常规比较器电路。每个计数器(诸如事件计数器205、箱计数器220和激光计数器230)可包括使用级联连接的多个触发器实现的常规计数器电路。每个锁存器(诸如峰值锁存器215、310和结果锁存器225、325)可包括具有启用功能的常规D锁存器电路。存储器330可包括多个触发器或适合用于存储数据的其它电路。
在示例性实施方案中，***100还可包括控制和数据记录器145，该控制和数据记录器被配置为从数据算法处理器145接收峰值(峰值结果)并且经由接口155将该峰值传递(中继)到主机125。控制和数据记录器145还可经由接口155从主机125接收配置数据。控制和数据记录器145可使用来自主机125的配置数据来驱动驱动器电路135，确定每个周期所需的激光时钟数量，设定样本计数值，设定间隙值等。
接口155可被配置为将各种数据和配置数据中继到***100中的各种电路/从***100中的各种电路中继各种数据和配置数据，并且可包括多个I/O端子以与处理器105、控制和数据记录器以及主机125通信。例如，接口155可被配置为从处理器105接收数据，向处理器105发送配置信号，向主机125发送数据，以及从主机125接收配置信号。
主机125可包括计算机或微处理器，以根据从接口155和/或处理器105接收的数据来控制******，诸如汽车中的先进车辆辅助***。
本技术的各种实施方案可使用来自TDC 150的数据组装直方图，包括使用一个或多个物理箱将多个虚拟箱重复直方图化以及生成表示具有最高计数值的虚拟箱和该最高计数值的量值的输出。本技术的各种实施方案还可生成表示具有第二最高计数值的虚拟箱、该第二最高计数值的量值和每个虚拟箱的平均计数值的输出。
根据各种操作，并且参考图1至图6，***100可首先限定样本计数值和第一存储器范围(400、500)。***100还可限定间隙值(500)。间隙值可以是预定配置设置，其限定2个峰值之间的最小间隙(以箱计)，以使这2个峰值被认为是单独的峰值而不是同一峰值的一部分。***100还可清除(复位为0)存储在控制和数据记录器145中的最大值和峰值(400、500)。然后，***100可以清除(复位)激光计数(激光计数器220或存储器300)和存储器(例如，箱计数器220或存储器300)(405、505)。然后，***100可确定是否出现激光时钟(410、510)。如果否，则***100可确定光子是否被光检测器120检测到(420、520)。如果未检测到光子，则***100确定是否已出现新的激光时钟。如果***100确定激光时钟确实出现，则***100可递增激光计数(415、515)。例如，控制和数据记录器145可将激光时钟信号递送至激光计数器230或状态机302。
然后，***100可确定激光计数是否等于样本计数(425、525)。例如，状态机可将激光计数和样本计数进行比较。如果激光计数等于样本计数并且数据算法处理器140已对最后一个存储器范围执行了直方图化(455、555)，则数据算法处理器140可生成结果信号并且将一个或多个峰值报告为直方图峰值(465、565)。如果最后一个存储器范围(虚拟箱)尚未被直方图化，则数据算法处理器140可限定下一个存储器范围(460、560)，并且通过将激光计数和存储器清零来开始新的直方图化周期(405、505)。在单个物理箱的情况下，最后一个存储器范围是最后单个虚拟箱的范围。在多个物理箱的情况下，最后一个存储器范围是最后一组虚拟箱的范围。
如果检测到光子(420、520)或如果激光计数不等于样本计数(425、525)，则***100可从TDC 150获得数字值(430、530)。***100可确定该数字值是否落入虚拟箱的当前范围内(435、535)。如果该数字值未落入当前范围内，则***100确定是否已出现新的激光时钟(410、510)。如果该数字值落入当前范围内，则***100可递增物理箱(存储器位置)的计数值(440、540)。在仅报告一个峰值的情况下，***100可确定特定物理箱的箱计数值是否大于最大值(445)。如果该箱计数值大于最大值，则将最大值设定为箱计数值并且将峰值设定为所接收的最新数字值(450)。
在报告多于一个峰值的情况下，***100可确定特定物理箱的箱计数值是否大于第一最大值(545)。如果特定物理箱的箱计数值不大于第一最大值，则***100可确定该物理箱的箱计数值是否大于第二最大值(575)。如果箱计数值大于第一最大值，则将第二最大值设定为第一最大值，将第一最大值设定为箱计数值，将第二峰值设定为第一峰值，并且将第一峰值设定为所接收的最新数字值(550)。然后，***100可确定最新数字值与第一最大值之间的差值是否大于间隙值(580)。
在各种实施方案中，以上步骤可多次执行，使得***100针对每个直方图化周期从TDC 140接收预定数量的数字值。
在单个物理箱(例如，箱计数器200)的情况下，并且参考图1和图2，数据算法处理器140可使用来自TDC 150的数据执行重复直方图化，包括：将来自虚拟箱总数的第一虚拟箱直方图化，包括：从TDC接收第一多个数字值；确定来自该第一多个数字值的每个数字值是否落入由第一虚拟箱限定的值的第一范围内；并且针对第一数字值落入该第一范围内的每次出现，使单个物理箱的箱计数值递增(例如，数据算法处理器140可执行如上所描述的步骤430、435、440)。
重复直方图化还可包括：将来自虚拟箱总数的第二虚拟箱直方图化，包括：从TDC接收第二多个数字值；确定来自该第二多个数字值的每个数字值是否落入由第二虚拟箱限定的值的第二范围内；并且针对第二数字值落入该第二范围内的每次出现，使单个物理箱的箱计数值递增(例如，数据算法处理器140可执行如上所描述的步骤460、430、435、440)。
重复直方图化还可包括：将来自虚拟箱总数的剩余虚拟箱数单独地直方图化(例如，数据算法处理器140可执行如上所描述的步骤460、430、435、440)。
数据算法处理器140可在每个直方图化周期之间将单个物理箱(例如，箱计数器200)的箱计数值复位为零(例如，数据算法处理器140可执行如上所描述的步骤405)。
数据算法处理器140可生成表示来自虚拟箱总数的具有最高计数值的箱和该最高计数值的量值的结果信号(例如，如上所描述的步骤455、465)。在各种实施方案中，数据算法处理器140可将结果信号传输到控制和数据记录器145，并且控制和数据记录器145可经由接口155将第一结果传输到主机125。
数据算法处理器140还可生成多个时钟脉冲，其中时钟脉冲的数量等于虚拟箱总数。因此，在每个时钟脉冲处，箱计数器200可递增1以开始下一个直方图化周期，直到已经对所有虚拟箱执行了直方图化。
在多个物理箱(例如，存储器330)的情况下，并且参考图1和图3，数据算法处理器140可使用来自TDC 150的数据执行重复直方图化，包括：将来自虚拟箱总数的第一组虚拟箱直方图化，包括：从TDC接收第一多个数字值；确定来自该第一多个数字值的每个数字值是否落入由第一组虚拟箱限定的值的范围内；并且针对数字值落入相应物理箱的范围内的每次出现，使物理箱(即，存储器330中的存储器位置)的箱计数值递增(例如，数据算法处理器140可执行如上所描述的步骤530、535、540)。
重复直方图化还可包括：将来自虚拟箱总数的第二组虚拟箱直方图化，包括：从TDC接收第二多个数字值；确定来自该第二多个数字值的每个数字值是否落入由第二组虚拟箱限定的值的范围内；并且针对数字值落入相应物理箱的范围内的每次出现，使物理箱(即，存储器330中的存储器位置)的箱计数值递增(例如，数据算法处理器140可执行如上所描述的步骤530、535、540)。
重复直方图化还可包括：将来自虚拟箱总数的剩余虚拟箱组数直方图化(例如，数据算法处理器140可执行如上所描述的步骤530、535、540)。
数据算法处理器140可在每个直方图化周期之间将存储器300中的存储器位置的计数值复位为零(例如，数据算法处理器140可执行如上所描述的步骤505)。在每个直方图化周期中，虚拟箱的数量等于物理箱的数量。例如，如果存储器300包括8个物理存储器位置(即，物理箱)，则数据算法处理器可在每个直方图周期将8个虚拟箱直方图化。
在本例中，数据算法处理器140可执行多个直方图化周期。例如，如果直方图由2048个虚拟箱限定并且***100包括8个物理箱，则数据算法处理器140将执行256个直方图(即，2048个虚拟箱/8个物理箱＝256个直方图)。
数据算法处理器140可生成表示来自虚拟箱总数的具有最高计数值的箱和该最高计数值的量值的第一结果信号(例如，如上所描述的步骤565)。数据算法处理器140可生成表示来自虚拟箱总数的具有第二最高计数值的箱和该第二最高计数值的量值的第二结果信号(例如，如上所描述的步骤565)。
数据算法处理器140可生成表示每个虚拟箱的平均计数值的第三结果信号。当数据算法处理器140创建直方图时，该平均计数值表示平均噪声级。
在各种实施方案中，数据算法处理器140可将第一结果信号、第二结果信号和第三结果信号传输到控制和数据记录器145，并且控制和数据记录器145可经由接口155将第一结果传输到主机125。
在上述描述中，已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。所示和所述特定具体实施方式用于展示所述技术及其最佳模式，而不旨在以任何方式另外限制本技术的范围。实际上，为简洁起见，方法和***的常规制造、连接、制备和其它功能方面可能未详细描述。此外，多张图中示出的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或步骤。在实际***中可能存在多个替代的或另外的功能关系或物理连接。
已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。然而，可在不脱离本技术的范围的情况下作出各种修改和变化。以示例性而非限制性方式考虑说明和附图，并且所有此类修改旨在包括在本技术的范围内。因此，应通过所述的一般实施方案及其在法律意义上的等同形式，而不是仅通过上述具体示例确定所述技术的范围。例如，除非另外明确说明，否则可以任何顺序执行任何方法或工艺实施方案中列举的步骤，并且不限于具体示例中提供的明确顺序。另外，任何装置实施方案中列举的部件和/或元件可以多种排列组装或者以其它方式进行操作配置，以产生与本技术基本上相同的结果，因此不限于具体示例中阐述的具体配置。
上文已经针对具体实施方案描述了有益效果、其它优点和问题解决方案。然而，任何有益效果、优点、问题解决方案或者可使任何具体有益效果、优点或解决方案出现或变得更明显的任何要素都不应被解释为关键、所需或必要特征或组成部分。
术语“包含”、“包括”或其任何变型形式旨在提及非排它性的包括，使得包括一系列要素的过程、方法、制品、组合物或装置不仅仅包括这些列举的要素，而且还可包括未明确列出的或此类过程、方法、制品、组合物或装置固有的其它要素。除了未具体引用的那些，本技术的实施所用的上述结构、布置、应用、比例、元件、材料或部件的其它组合和/或修改可在不脱离其一般原理的情况下变化或以其它方式特别适于具体环境、制造规范、设计参数或其它操作要求。
上文已结合示例性实施方案描述了本技术。然而，可在不脱离本技术的范围的情况下对示例性实施方案作出改变和修改。这些和其它改变或修改旨在包括在本技术的范围内，如以下权利要求书所述。
根据第一方面，能够从时间-数字转换器(TDC)接收TDC值的处理器包括：激光计数器，该激光计数器被配置为生成第一信号和第二信号；箱计数器，该箱计数器被配置为生成响应于第二信号而递增的第一计数值；第一比较器，该第一比较器被配置为接收TDC值并且生成第一比较器输出，其中第一比较器输出是基于第一计数值和TDC值的比较；事件计数器，该事件计数器被配置为生成响应于第一比较器输出而递增的第二计数值；峰值锁存器，该峰值锁存器连接到事件计数器的输出端子并且被配置为存储峰值；第二比较器，该第二比较器被配置为生成第二比较器输出，其中第二比较器输出是基于第二计数值和峰值的比较；和结果锁存器，该结果锁存器被配置为响应于第二比较器输出而输出第一计数值。
在一个实施方案中，激光计数器被配置为生成B多个第二信号，其中B是第一计数值的最大数量。
在一个实施方案中，激光计数器还被配置为在B个第二信号之后生成第三信号。
在一个实施方案中，激光计数器被配置为每N个激光周期生成第二信号。
在一个实施方案中，激光计数器对激光时钟信号作出响应并且根据该激光时钟信号生成第二信号。
在一个实施方案中，在第二计数值大于峰值的情况下，结果锁存器输出第一计数值。
在一个实施方案中，在第一计数值等于TDC值的情况下，事件计数器使第二计数值递增。
在一个实施方案中，第二信号将第二计数值复位为零。
在一个实施方案中，当第二计数值大于先前峰值时，峰值锁存器接收第二计数值并且将第二计数值存储为新峰值。
根据第二方面，使用来自时间-数字转换器(TDC)的数据进行重复直方图化的方法包括：将来自虚拟箱总数的第一虚拟箱直方图化，包括：从TDC接收第一多个数字值；确定来自第一多个数字值的每个数字值是否落入由第一虚拟箱限定的值的第一范围内；以及针对第一数字值落入第一范围内的每次出现，使单个物理箱的计数值递增；将单个物理箱的计数值复位为零；以及将来自虚拟箱总数的第二虚拟箱直方图化，包括：从TDC接收第二多个数字值；确定来自第二多个数字值的每个数字值是否落入由第二虚拟箱限定的值的第二范围内；以及针对第二数字值落入第二范围内的每次出现，使单个物理箱的计数值递增；将来自虚拟箱总数的剩余虚拟箱数单独地直方图化。
在一个实施方案中，该方法还包括：生成表示来自虚拟箱总数的具有最高计数值的箱和该最高计数值的量值的第一结果信号。
在一个实施方案中，该方法还包括：生成表示来自虚拟箱总数的具有第二最高计数值的箱和该第二最高计数值的量值的第二结果信号。
在一个实施方案中，该方法还包括：生成表示每个虚拟箱的平均计数值的第三结果信号。
在一个实施方案中，该方法还包括：生成多个时钟脉冲，其中时钟脉冲的数量等于虚拟箱总数。
根据第三方面，***包括：源头，该源头被配置为传输源头信号；接收器，该接收器被配置为接收反射源头信号并且根据该反射源头信号生成接收信号；转换电路，该转换电路连接到接收器并且被配置为将接收信号转换为表示时间的数字值；和处理器，该处理器连接到转换电路，该处理器包括物理箱总数，其中每个物理箱具有唯一存储器地址；并且该处理器被配置为：使用数字值和物理箱总数来组装具有虚拟箱总数的直方图，包括：将来自虚拟箱总数的第一组虚拟箱直方图化，其中第一组虚拟箱的箱计数等于物理箱的数量；以及将来自虚拟箱总数的第二组虚拟箱直方图化，其中第二组虚拟箱的箱计数等于物理箱的数量，并且第二组箱紧接在第一组箱之后；其中物理箱总数小于虚拟箱总数。
在一个实施方案中，源头包括激光器，接收器包括单光子雪崩二极管阵列，并且转换电路包括时间-数字转换器。
在一个实施方案中，处理器还被配置为生成表示来自虚拟箱总数的具有最高计数值的箱的结果信号。
在一个实施方案中，每个物理箱包括多个D型触发器。
在一个实施方案中，组装直方图包括：将虚拟箱组总数直方图化，其中虚拟箱组总数等于虚拟箱总数除以物理箱总数。
在一个实施方案中，处理器还被配置为：验证数字值落入由第一组虚拟箱限定的值的第一范围内；以及使来自物理箱总数的箱的计数值递增。

Claims (10)

1.一种能够从时间-数字转换器(TDC)接收TDC值的处理器，其特征在于，包括：
激光计数器，所述激光计数器被配置为生成第一信号和第二信号；
箱计数器，所述箱计数器被配置为生成响应于所述第二信号而递增的第一计数值；
第一比较器，所述第一比较器被配置为接收所述TDC值并且生成第一比较器输出，其中所述第一比较器输出是基于所述第一计数值和所述TDC值的比较；
事件计数器，所述事件计数器被配置为生成响应于所述第一比较器输出而递增的第二计数值；
峰值锁存器，所述峰值锁存器连接到所述事件计数器的输出端子并且被配置为存储峰值；
第二比较器，所述第二比较器被配置为生成第二比较器输出，其中所述第二比较器输出是基于所述第二计数值和所述峰值的比较；和
结果锁存器，所述结果锁存器被配置为响应于所述第二比较器输出而输出所述第一计数值。
2.根据权利要求1所述的处理器，其特征在于，所述激光计数器被配置为生成B多个第二信号，其中B是所述第一计数值的最大数量。
3.根据权利要求2所述的处理器，其特征在于，所述激光计数器还被配置为在B个第二信号之后生成第三信号。
4.根据权利要求1所述的处理器，其中所述激光计数器被配置为每N个激光周期生成所述第二信号。
5.根据权利要求1所述的处理器，其特征在于，所述激光计数器对激光时钟信号作出响应并且根据所述激光时钟信号生成所述第二信号。
6.根据权利要求1所述的处理器，其特征在于，在所述第二计数值大于所述峰值的情况下，所述结果锁存器输出所述第一计数值。
7.根据权利要求1所述的处理器，其特征在于，在所述第一计数值等于所述TDC值的情况下，所述事件计数器使所述第二计数值递增。
8.根据权利要求1所述的处理器，其特征在于，所述第二信号将所述第二计数值复位为零。
9.根据权利要求1所述的处理器，其特征在于，当所述第二计数值大于先前峰值时，所述峰值锁存器接收所述第二计数值并且将所述第二计数值存储为新峰值。
10.一种使用来自时间-数字转换器(TDC)的数据进行重复直方图化的方法，其特征在于，包括：
将来自虚拟箱总数的第一虚拟箱直方图化，包括：
从所述TDC接收第一多个数字值；
确定来自所述第一多个数字值的每个数字值是否落入由所述第一虚拟箱限定的值的第一范围内；以及
针对所述第一数字值落入所述第一范围内的每次出现，使单个物理箱的计数值递增；
将所述单个物理箱的所述计数值复位为零；以及
将来自所述虚拟箱总数的第二虚拟箱直方图化，包括：
从所述TDC接收第二多个数字值；
确定来自所述第二多个数字值的所述每个数字值是否落入由所述第二虚拟箱限定的值的第二范围内；以及
针对所述第二数字值落入所述第二范围内的每次出现，使所述单个物理箱的所述计数值递增；
将来自所述虚拟箱总数的剩余虚拟箱数单独地直方图化。
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