專利名稱：用于觸摸感測(cè)陣列的并行掃描和數(shù)據(jù)處理的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電容式觸摸感測(cè)陣列，并且更加具體地，涉及觸摸感測(cè)陣列的并行掃描和數(shù)據(jù)處理。
背景技術(shù)：
觸摸屏是各種各樣的計(jì)算設(shè)備(特別是智能電話)的輸入設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。一類(lèi)觸摸感測(cè)陣列包括二維電容器陣列，所述電容器稱為感測(cè)元件?？梢园凑杖舾煞绞綊呙栌|摸感測(cè)陣列，其中之一(互容感測(cè))允許測(cè)量個(gè)體電容式元件。另一方法(自容感測(cè))可以利用關(guān)于特定位置的較小信息測(cè)量整個(gè)傳感器帶，或者甚至整個(gè)傳感器陣列，但該方法利用單個(gè)讀取操作執(zhí)行。當(dāng)緊鄰地放置時(shí)，所述二維電容器陣列提供用于感測(cè)觸摸的模塊。緊鄰所述觸摸感測(cè)陣列的比如手指或觸控筆的導(dǎo)電物體造成鄰近所述導(dǎo)電物體的感測(cè)元件的電容變化。更為具體地，當(dāng)發(fā)生手指觸摸時(shí)，自容(self capacitance)增加而互容(mutualcapacitance)減少。可以測(cè)量電容的這些變化來(lái)產(chǎn)生“二維地圖”，該“二維地圖”指示哪里已經(jīng)發(fā)生對(duì)所述陣列的觸摸。測(cè)量這種電容變化的一種方式是形成包括信號(hào)驅(qū)動(dòng)器(例如，AC電流或電壓源)的電路，該信號(hào)驅(qū)動(dòng)器以多路復(fù)用的方式施加給每個(gè)水平對(duì)準(zhǔn)的導(dǎo)體。與所述被施加的電流/電壓源同步，在每個(gè)垂直對(duì)準(zhǔn)的電極處感測(cè)且類(lèi)似地掃描與所述電容交叉點(diǎn)中的每個(gè)相關(guān)聯(lián)的電荷。隨后，使用逐時(shí)隙觸摸感測(cè)控制器(slot-by-slot touch sensecontroller)測(cè)量這個(gè)電荷，該逐時(shí)隙觸摸感測(cè)控制器通常包括電荷到電壓變換器的構(gòu)成，該電荷到電壓變換器后是感測(cè)電極的多路復(fù)用器和A/D變換器，該A/D變換器與CPU交互來(lái)將輸入信號(hào)變換為數(shù)字形式以供輸入到處理器。所述處理器隨后渲染所述“二維地圖”或“觸摸地圖”，并且確定觸摸的位置。在所述CPU以串行方式處理所得到的數(shù)據(jù)之前，執(zhí)行每個(gè)時(shí)隙的全逐時(shí)隙掃描。當(dāng)前智能電話和平板計(jì)算機(jī)要求比如手勢(shì)、胖手指和手指標(biāo)識(shí)符(ID)感測(cè)以及操作系統(tǒng)(OS)支持、快速性能、高信噪比(SNR)以及低價(jià)格下的高分辨率的特征。在觸摸感測(cè)控制器中實(shí)現(xiàn)的常規(guī)串行掃描和處理技術(shù)不適合。


根據(jù)下面結(jié)合附圖考慮所呈現(xiàn)的示例實(shí)施例的詳細(xì)描述，將更容易理解本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中，相同的參考標(biāo)記指代相同的元件，以及在附圖中圖1描繪了用于檢測(cè)觸摸感測(cè)陣列的響應(yīng)信號(hào)的常規(guī)逐時(shí)隙觸摸感測(cè)控制器；
圖2描繪了利用圖1中的觸摸感測(cè)控制器將數(shù)據(jù)處理為觸摸地圖的常規(guī)逐時(shí)隙流水線方法的時(shí)間線；圖3是用于檢測(cè)觸摸感測(cè)陣列的響應(yīng)信號(hào)的并行流水線觸摸感測(cè)控制器的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖4描繪了利用圖3中的并行流水線觸摸感測(cè)控制器將數(shù)據(jù)處理為觸摸地圖的方法的實(shí)施例的時(shí)間線；圖5是被配置為實(shí)現(xiàn)用于操作圖3中的并行流水線觸摸感測(cè)控制器的方法的一個(gè)實(shí)施例的狀態(tài)機(jī)圖；和圖6是根據(jù)圖5的狀態(tài)機(jī)圖以及使用圖3中的硬件的用于將數(shù)據(jù)處理為觸摸地圖的觸摸感測(cè)控制器的操作方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式公開(kāi)了一種用于將數(shù)據(jù)處理為觸摸地圖的觸摸感測(cè)控制器的操作的并行流水線方法。所述觸摸感測(cè)控制器包括序列發(fā)生器，該序列發(fā)生器被配置為使用第一線程(例如，圖4中的硬件掃描循環(huán)線程402)來(lái)接收感測(cè)陣列的激勵(lì)的響應(yīng)信號(hào)的當(dāng)前全掃描，以及被配置為使用該第一線程來(lái)接收響應(yīng)信號(hào)的下一全掃描。所述觸摸感測(cè)控制器還包括處理邏輯，該處理邏輯被配置為使用第二線程(例如，圖4中的數(shù)字過(guò)濾器塊(DFB)數(shù)據(jù)處理循環(huán)408)處理響應(yīng)信號(hào)的當(dāng)前全掃描，以渲染與所述觸摸感測(cè)陣列對(duì)應(yīng)的觸摸地圖。接收所述下一全掃描和處理所述當(dāng)前全掃描基本上同時(shí)執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一線程可以是所述序列發(fā)生器的硬件掃描線程，而不是中央處理單元(CPU)的一部分。所述第二線程可以是數(shù)字過(guò)濾器塊(DFB)的硬件線程，而不是CPU的一部分，或者它可以是CPU的軟件線程。在一個(gè)實(shí)施例中，所述觸摸感測(cè)控制器可以包括CPU，該CPU被配置為響應(yīng)于與從所述序列發(fā)生器接收所述當(dāng)前全掃描的完成對(duì)應(yīng)的中斷，發(fā)起處理所述當(dāng)前全掃描。所述CPU還可以被配置為響應(yīng)于與從所述序列發(fā)生器接收所述當(dāng)前全掃描的完成對(duì)應(yīng)的中斷，發(fā)起處理所述下一全掃描。在一個(gè)實(shí)施例中，所述觸摸感測(cè)控制器還可以包括存儲(chǔ)器以及與所述存儲(chǔ)器和序列發(fā)生器耦合的直接存儲(chǔ)器存取(DMA)控制器。所述DMA控制器可以被配置為將與響應(yīng)信號(hào)的當(dāng)前或下一全掃描的個(gè)體響應(yīng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，傳送到所述存儲(chǔ)器中的對(duì)應(yīng)的單個(gè)緩存區(qū)。所述DMA控制器還可以被配置為按照所述存儲(chǔ)器中的時(shí)隙的順序，將所述單個(gè)緩存區(qū)合并為全感測(cè)陣列原始數(shù)據(jù)緩存區(qū)。使用上述方法的可能優(yōu)點(diǎn)可以包括避免在常規(guī)流水線觸摸屏控制器和操作方法中使用的大量CPU死區(qū)時(shí)間間隔(dead time interval)以及流水線切換代碼。與傾向于耗盡對(duì)應(yīng)CPU資源的常規(guī)解決方案形成鮮明對(duì)比，所述CPU被釋放來(lái)執(zhí)行高級(jí)服務(wù)和通信功能。在一個(gè)實(shí)施例中，所具有的傳感器比常規(guī)觸摸感測(cè)陣列多的觸摸感測(cè)陣列可以與所述觸摸感測(cè)控制器交互，所述觸摸感測(cè)控制器能夠利用與常規(guī)設(shè)計(jì)相同的刷新時(shí)間來(lái)處理所述數(shù)據(jù)。這個(gè)體系架構(gòu)可以被配置來(lái)利用長(zhǎng)序列實(shí)現(xiàn)多TX掃描。因此，相對(duì)于常規(guī)設(shè)計(jì)，SNR增加2到4倍。
圖1描繪了用于檢測(cè)觸摸感測(cè)陣列12的響應(yīng)信號(hào)的常規(guī)逐時(shí)隙觸摸感測(cè)控制器10。所述觸摸感測(cè)控制器10包括接收多路復(fù)用器14，用于從所述觸摸感測(cè)陣列12中選擇要被測(cè)量的所述RX線中的每個(gè)RX線。每個(gè)所測(cè)量的信號(hào)被數(shù)字化，并且被置入要由中央處理單兀(CPU) 18處理的個(gè)體測(cè)量結(jié)果(measurement)通道15a_15n中。所述CPU18的任務(wù)包括(經(jīng)由TX線驅(qū)動(dòng)器硬件19進(jìn)行的)TX線驅(qū)動(dòng)，流水線服務(wù)，掃描數(shù)據(jù)讀取，原始接收數(shù)據(jù)過(guò)濾，基線電容更新，所有計(jì)算的協(xié)調(diào)，系統(tǒng)自測(cè)以及系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整例程(tuningroutine)。所述CPU18隨后將原始數(shù)字化數(shù)據(jù)從所述個(gè)體測(cè)量結(jié)果通道15a_15n，寫(xiě)入到對(duì)應(yīng)的個(gè)體掃描數(shù)據(jù)緩存區(qū)16a-16n。所述CPU18寫(xiě)入/讀取全感測(cè)陣列公共過(guò)濾器緩存區(qū)20、全感測(cè)陣列基線數(shù)據(jù)緩存區(qū)22和地圖坐標(biāo)及用戶數(shù)據(jù)緩存區(qū)24。后者被輸送到主機(jī)通信端口 26。圖2描繪了用于利用圖1中的觸摸感測(cè)控制器10來(lái)將數(shù)據(jù)處理為觸摸地圖以相對(duì)于上述串行處理方法改進(jìn)性能的常規(guī)逐時(shí)隙流水線方法的時(shí)間線。在該體系架構(gòu)中的所有數(shù)據(jù)流、所有硬件控制以及所有系統(tǒng)管理通過(guò)CPU數(shù)據(jù)處理以及“寄存器到存儲(chǔ)器”或“存儲(chǔ)器到寄存器”讀取/寫(xiě)入提供。圖2的下部28示出了大時(shí)標(biāo)上的多個(gè)全感測(cè)陣列掃描和處理塊30a-30n。所述處理塊30a_30n中的每個(gè)被分為CPU處理時(shí)間中的處理時(shí)間間隔/時(shí)隙32a-32n。時(shí)隙32a是用于處理所掃描的數(shù)據(jù)中的一個(gè)部分的時(shí)間。單個(gè)時(shí)隙32a可以允許每個(gè)測(cè)量結(jié)果通道所對(duì)應(yīng)的一個(gè)傳感器、一行傳感器或一列傳感器的掃描和處理。一個(gè)時(shí)隙32a的經(jīng)過(guò)時(shí)間(elapsed time)通常非常短，量級(jí)為幾百微秒到幾毫秒。因?yàn)閽呙杓皵?shù)據(jù)處理被同步且被根據(jù)時(shí)隙的數(shù)量分割，所以系統(tǒng)性能受限。圖2的上部34例示了觸摸屏控制器10執(zhí)行對(duì)觸摸感測(cè)陣列12的個(gè)體硬件掃描的時(shí)間間隔。單個(gè)時(shí)隙的硬件掃描間隔35a-35n是分隔開(kāi)的，即，通過(guò)硬件“死區(qū)時(shí)間”間隔36a-36n延遲。圖2的中部38例示了 CPU18處理來(lái)自硬件掃描間隔35a_35n的數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔。盡管可以在時(shí)刻39準(zhǔn)備好執(zhí)行掃描，但是該掃描在掃描開(kāi)始時(shí)間40之前實(shí)際不會(huì)開(kāi)始。硬件死區(qū)時(shí)間間隔36a包括CPU 18執(zhí)行單個(gè)時(shí)隙掃描數(shù)據(jù)讀取所需的時(shí)間間隔42。所述硬件死區(qū)時(shí)間間隔36a還包括所述下一 TX信號(hào)值的設(shè)置時(shí)間44。所述間隔46包括CPU18處理原始讀取數(shù)據(jù)所需的時(shí)間，該間隔46的后面是第一流水線切換過(guò)程時(shí)間間隔48。在間隔50期間，協(xié)調(diào)所述流水線中的數(shù)據(jù)，該間隔50的后面是第二流水線切換過(guò)程時(shí)間間隔52。由于所述硬件不能在時(shí)刻54之前開(kāi)始執(zhí)行對(duì)下一時(shí)隙32b的掃描，并且反之亦然，因此存在不可避免地合并的“等待硬件” CPU死區(qū)時(shí)間間隔56，這降低了效率?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖1和圖2，更為具體地，在圖2的逐時(shí)隙流水線方法中，時(shí)間流和數(shù)據(jù)流管理由流水線切換過(guò)程(代碼)提供。如果一個(gè)時(shí)隙掃描完成，則所述CPU18讀取所述掃描數(shù)據(jù)，處理該掃描數(shù)據(jù)，并且將該掃描數(shù)據(jù)移到掃描數(shù)據(jù)緩存區(qū)16a。CPU18隨后將TX線切換到新?tīng)顟B(tài)，并且生成下一掃描開(kāi)始時(shí)間40。在第一和第二流水線切換過(guò)程時(shí)間間隔48，52期間，CPU18可以處理一部分公共數(shù)據(jù)。公共數(shù)據(jù)處理包括基線補(bǔ)償計(jì)算、質(zhì)心坐標(biāo)計(jì)算、手指ID確定等。被允許來(lái)進(jìn)行它們的處理的時(shí)間限于一個(gè)時(shí)隙掃描時(shí)間。因此，可以處理僅僅小部分的公共數(shù)據(jù)。因此，所述流水線切換過(guò)程中的每個(gè)可以根據(jù)時(shí)隙32a內(nèi)的它的時(shí)間預(yù)算，執(zhí)行每個(gè)函數(shù)或算法。在時(shí)隙32a的時(shí)間期滿后，CPU18切換到下一時(shí)隙32b。因此，流水線代碼是復(fù)雜的。流水線數(shù)據(jù)處理僅僅針對(duì)數(shù)據(jù)中的短的常規(guī)部分，并且僅僅在CPU處理時(shí)間比時(shí)隙硬件掃描時(shí)間短時(shí),才能良好地工作。此外,如圖2中所例示，在硬件時(shí)間流和CPU時(shí)間流中，存在許多死區(qū)時(shí)間間隔(例如，36a，56)。圖3描繪了用于檢測(cè)觸摸感測(cè)陣列312的響應(yīng)信號(hào)的并行流水線觸摸感測(cè)控制器310的實(shí)施例。所述觸摸感測(cè)控制器310包括接收多路復(fù)用器314，用于從所述觸摸感測(cè)陣列312中選擇要被測(cè)量的所述RX線中的每個(gè)RX線。每個(gè)所測(cè)量的信號(hào)被數(shù)字化，并且在系統(tǒng)序列發(fā)生器317的控制下，置入個(gè)體測(cè)量結(jié)果通道/時(shí)隙315a-315n中。所述系統(tǒng)序列發(fā)生器317被配置為指示DMA控制器319來(lái)將原始數(shù)據(jù)，從每個(gè)測(cè)量結(jié)果通道315a_315n傳送到存儲(chǔ)器(未示出)中對(duì)應(yīng)的個(gè)體掃描數(shù)據(jù)緩存區(qū)316a-316n中。所述系統(tǒng)序列發(fā)生器317還被配置為指示DMA控制器319來(lái)將所述掃描數(shù)據(jù)緩存區(qū)316a_316n中的數(shù)據(jù)順序地傳送到全感測(cè)陣列原始數(shù)據(jù)緩存區(qū)321。所述系統(tǒng)序列發(fā)生器還被配置為提供要被施加到所述TX線的驅(qū)動(dòng)信號(hào)323。所述全感測(cè)陣列原始數(shù)據(jù)緩存區(qū)321中的內(nèi)容被配置為被傳送，并且基本上同時(shí)分別被中央處理單元(CPU) 318和數(shù)字過(guò)濾器塊(DFB) 325 二者處理。所述CPU318的任務(wù)僅僅包括流水線服務(wù)，系統(tǒng)自測(cè)以及系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整例程。先前由圖1中的CPU18執(zhí)行的剩余任務(wù)現(xiàn)在由處理邏輯執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，處理邏輯可以包括DFB325。在另一實(shí)施例中，處理邏輯可以包括系統(tǒng)序列發(fā)生器317 (即，提供TX信號(hào))以及DFB325 (例如，掃描數(shù)據(jù)讀取，原始接收數(shù)據(jù)過(guò)濾，基線電容更新，以及所有計(jì)算的協(xié)調(diào))。CPU318聯(lián)合DFB325寫(xiě)入/讀取全感測(cè)陣列公共過(guò)濾器緩存區(qū)320、全感測(cè)陣列基線數(shù)據(jù)緩存區(qū)322和地圖坐標(biāo)及用戶數(shù)據(jù)緩存區(qū)324。后者被輸送到主機(jī)通信端口 326。在另一實(shí)施例中，所述處理邏輯可以包括DFB 325、系統(tǒng)序列發(fā)生器317、DMA控制器319以及緩存區(qū)316a_316n，320，321，322 和 324。所述系統(tǒng)序列發(fā)生器317、CPU318和DFB325 (統(tǒng)稱為“處理設(shè)備”)可以駐留在公共載體基底上，比如集成電路(“1C”)裸片基底、多芯片模塊基底等?；蛘?，處理設(shè)備44的組件可以是一個(gè)或多個(gè)不同的集成電路和/或分立組件。在一個(gè)示例實(shí)施例中，所述處理設(shè)備是由位于 California 的 San Jose 的 Cypress Semiconductor Corporation 制造的可編程片上系統(tǒng)(“PSoC ”)處理設(shè)備?；蛘?，所述處理設(shè)備可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的一個(gè)或多個(gè)其它處理設(shè)備，比如微處理器或中央處理單元，控制器，專用處理器，數(shù)字信號(hào)處理器(“DSP”)，專用集成電路(“ASIC”)，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(“FPGA”)等。還應(yīng)該注意的是，本文中描述的實(shí)施例不限于具有與主機(jī)耦合的處理設(shè)備的配置，而可以包括一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)測(cè)量所述觸摸感測(cè)陣列312上的電容，并且將所述原始數(shù)據(jù)發(fā)送給主計(jì)算機(jī)，在該主計(jì)算機(jī)，利用應(yīng)用程序?qū)υ撛紨?shù)據(jù)進(jìn)行分析。實(shí)際上，由所述處理設(shè)備完成的處理也可以在所述主機(jī)中完成。所述主機(jī)可以例如是微處理器，以及受益于本公開(kāi)的本領(lǐng)域技術(shù)人員所意識(shí)到的其它類(lèi)型的處理設(shè)備。系統(tǒng)310的組件可以集成到處理設(shè)備344的IC中，或者集成在不同的IC中?；蛘?，可以生成或編譯所述系統(tǒng)310的描述，以并入到其它集成電路中。例如，可以使用比如VHDL或Verilog的硬件描述語(yǔ)言生成用于描述系統(tǒng)310或其部件的行為級(jí)代碼，并且將該代碼存儲(chǔ)到機(jī)器可訪問(wèn)介質(zhì)(例如，⑶-ROM、硬盤(pán)、軟盤(pán)等)中。此外，所述行為級(jí)代碼可以被編譯為寄存器傳輸級(jí)(“RTL”)代碼、網(wǎng)表或者甚至電路布局，并且存儲(chǔ)到機(jī)器可訪問(wèn)介質(zhì)中。所述行為級(jí)代碼、RTL代碼、網(wǎng)表和電路布局都表示用于描述系統(tǒng)310的各種級(jí)別的抽象。
應(yīng)該注意的是，所述系統(tǒng)310的組件可以包括所有上述組件。或者，所述系統(tǒng)310可以僅僅包括上述組件中的一些。在一個(gè)實(shí)施例中，在筆記本計(jì)算機(jī)中使用所述系統(tǒng)310。或者，所述電子設(shè)備可以用于其它應(yīng)用中，比如移動(dòng)手持機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(“PDA”)、鍵盤(pán)、電視機(jī)、監(jiān)視器、手持多媒體設(shè)備、手持視頻播放器、手持游戲設(shè)備、GPS設(shè)備或者控制感測(cè)陣列。本文中描述的本發(fā)明的實(shí)施例包括各種操作。這些操作可以利用硬件組件、軟件、固件或者它們的組合來(lái)執(zhí)行。如本文中所使用的，術(shù)語(yǔ)“耦合到”可以意味著直接耦合或者通過(guò)一個(gè)或多個(gè)中間組件間接耦合。本文中描述的通過(guò)各種總線提供的信號(hào)中的任何一個(gè)可以與其它信號(hào)時(shí)分復(fù)用，并且通過(guò)一個(gè)或多個(gè)公共總線提供。另外，電路組件或塊之間的互連可以被示出為總線或單個(gè)信號(hào)線。作為替換，所述總線中的每個(gè)可以是一個(gè)或多個(gè)單個(gè)的信號(hào)線，以及，作為替換，所述單個(gè)信號(hào)線中的每個(gè)可以是總線。特定實(shí)施例可以 被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可以包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲(chǔ)的指令。這些指令可以被使用來(lái)對(duì)通用處理器或?qū)Ｓ锰幚砥鬟M(jìn)行編程，以執(zhí)行上述操作。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括任何用于以機(jī)器(例如，計(jì)算機(jī))可讀的形式(例如，軟件、處理應(yīng)用程序)存儲(chǔ)或傳輸信息的機(jī)制。所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括但不限于，磁性存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，軟盤(pán))，光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，CD-ROM)，磁光存儲(chǔ)介質(zhì)，只讀存儲(chǔ)器(ROM)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，可擦寫(xiě)可編程存儲(chǔ)器(例如，EPROM和EEPR0M)，快閃存儲(chǔ)器或適合于存儲(chǔ)電子指令的另一類(lèi)型的介質(zhì)。所述計(jì)算機(jī)可讀傳輸介質(zhì)包括但不限于，電、光、聲或其它形式的傳播信號(hào)(例如，載波，紅外信號(hào)，數(shù)字信號(hào)等)，或者適合于傳輸電子指令的另一類(lèi)型的介質(zhì)。另外，一些實(shí)施例可以在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)行，在該分布式計(jì)算環(huán)境中，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)存儲(chǔ)在多于一個(gè)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之上和/或由多于一個(gè)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行。另夕卜，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間傳送的信息可以在連接所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的傳輸介質(zhì)上拉進(jìn)(pull)或推送。盡管本文中的方法的操作按照特定的順序示出和描述，但是可以改變每個(gè)方法的操作的順序，從而使得特定操作可以按照相反的順序執(zhí)行，或者使得特定操作可以至少部分地與其它操作同時(shí)執(zhí)行。在另一實(shí)施例中，不同操作的指令或子操作可以是間歇和/或交替的方式。圖4描繪了利用圖3中的并行流水線觸摸感測(cè)控制器將數(shù)據(jù)處理為觸摸地圖以提高圖2的逐時(shí)隙流水線方法的性能的方法的實(shí)施例的時(shí)間線。所述新方法使用不同的時(shí)標(biāo)。取代基于每個(gè)時(shí)隙進(jìn)行掃描，使用全感測(cè)陣列掃描時(shí)標(biāo)單元，其包括來(lái)自所有時(shí)隙的全集合的測(cè)量結(jié)果。三個(gè)獨(dú)立的并行執(zhí)行線程402，408，416(參見(jiàn)圖4)在單個(gè)長(zhǎng)的不可中斷時(shí)間單元中，提供全感測(cè)陣列掃描和全數(shù)據(jù)處理。在一個(gè)實(shí)施例中，可以在通用數(shù)字塊(UDB)中實(shí)現(xiàn)硬件掃描、多TX驅(qū)動(dòng)以及系統(tǒng)序列發(fā)生器317。所測(cè)量的數(shù)據(jù)在運(yùn)行時(shí)被DMA控制器319，從每個(gè)測(cè)量結(jié)果通道315a-315n讀取到一個(gè)通道掃描數(shù)據(jù)緩存區(qū)316a_316n，而無(wú)需使用CPU318。CPU318主要用于高級(jí)服務(wù)和通信功能，比如系統(tǒng)配置以及一些短時(shí)系統(tǒng)服務(wù)(DFB和DMA加載)。所述CPU不用于數(shù)據(jù)移動(dòng)以及主數(shù)據(jù)處理。現(xiàn)在回到圖3和圖4，以硬件(S卩，UDB)實(shí)現(xiàn)的第一線程402在總時(shí)間間隔406a-406c中，執(zhí)行對(duì)觸摸感測(cè)陣列312的至少一個(gè)發(fā)送信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)的全掃描(即，時(shí)隙404a-404n的全感測(cè)陣列硬件掃描)。DFB325執(zhí)行第二線程408來(lái)處理來(lái)自時(shí)隙404a-404n的全感測(cè)陣列硬件掃描的數(shù)據(jù)，在一個(gè)實(shí)施例中，其可以至少包括在時(shí)間間隔410中的全感測(cè)陣列多TX去卷積(deconvolution),時(shí)間間隔412中的全感測(cè)陣列公共模式過(guò)濾，以及總時(shí)間間隔414a-414c中的觸摸地圖渲染(未示出)。所述第二線程可以以硬件或軟件實(shí)現(xiàn)。CPU318以軟件形式執(zhí)行第三線程416，以在時(shí)間間隔418中執(zhí)行更高級(jí)別的數(shù)據(jù)處理，以及對(duì)利用DFB線程408渲染的總時(shí)間間隔422a-422c的時(shí)間間隔420中的觸摸地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)報(bào)告。注意，在完成當(dāng)前全感測(cè)陣列硬件掃描總時(shí)間間隔414后，生成硬件中斷或信標(biāo)417來(lái)向CPU318指示DMA控制器319已經(jīng)完成將時(shí)隙數(shù)據(jù)從每個(gè)測(cè)量結(jié)果通道315a_315n傳送到一個(gè)通道掃描數(shù)據(jù)緩存區(qū)316a-316n，并且因此按序傳送到全感測(cè)陣列原始數(shù)據(jù)緩存區(qū)321。作為響應(yīng)，第三線程416中的CPU318(以及第二線程408中的DFB325分別)可以在后續(xù)總時(shí)間間隔414b和422b期間，開(kāi)始處理來(lái)自當(dāng)前全感測(cè)陣列硬件掃描時(shí)間間隔414a的數(shù)據(jù)。CPU318隨后向第一線程402提供信號(hào)419，以發(fā)起下一全感測(cè)硬件掃描總時(shí)間間隔414b。結(jié)果是，可以由第一線程402在基本上與分別由第二線程408和第三線程416執(zhí)行的DFB時(shí)間間隔414b和CPU時(shí)間間隔422b同時(shí)執(zhí)行下一全感測(cè)陣列硬件掃描總時(shí)間間隔414b。如圖4中可見(jiàn),硬件時(shí)間流和CPU時(shí)間流中的死區(qū)時(shí)間間隔被減小為最小。圖5是被配置為實(shí)現(xiàn)用于操作圖3中的并行流水線觸摸感測(cè)控制器的方法的一個(gè)實(shí)施例的狀態(tài)機(jī)圖。從狀態(tài)A開(kāi)始，系統(tǒng)310等待從序列發(fā)生器317接收關(guān)于響應(yīng)信號(hào)的當(dāng)前全掃描已經(jīng)完成以及響應(yīng)信號(hào)的前一全掃描已經(jīng)分別由CPU318處理和報(bào)告的指示。一旦在轉(zhuǎn)換(transition) 501、502上分別接收到所述指示，系統(tǒng)310在轉(zhuǎn)換503向序列發(fā)生器317發(fā)指示來(lái)指令DMA控制器319將一個(gè)通道掃描數(shù)據(jù)緩存區(qū)316a_316n中的響應(yīng)信號(hào)的當(dāng)前全掃描，傳送到全感測(cè)陣列原始數(shù)據(jù)緩存區(qū)321，并且隨后轉(zhuǎn)換到狀態(tài)B。所有掃描數(shù)據(jù)按照正確的順序，在非常短的時(shí)間(30-90ys)內(nèi)傳送到全感測(cè)陣列原始數(shù)據(jù)緩存區(qū)321。該分隔開(kāi)的全感測(cè)陣列原始數(shù)據(jù)緩存區(qū)321在對(duì)所述掃描數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行讀取-寫(xiě)入存取期間，防止出現(xiàn)相干錯(cuò)誤。在狀態(tài)B，所述系統(tǒng)基本上同時(shí)在轉(zhuǎn)換504上轉(zhuǎn)換到狀態(tài)C，以及在轉(zhuǎn)換505上轉(zhuǎn)換到狀態(tài)D，其中在狀態(tài)C，序列發(fā)生器317發(fā)起并執(zhí)行對(duì)響應(yīng)信號(hào)的下一全掃描，以及在狀態(tài)D ，CPU318/DFB325處理在全感測(cè)陣列原始數(shù)據(jù)緩存區(qū)321中存儲(chǔ)的響應(yīng)信號(hào)的當(dāng)前全掃描。在狀態(tài)D，CPU318在轉(zhuǎn)換506上將DFB325配置為在狀態(tài)E中對(duì)響應(yīng)信號(hào)的當(dāng)前全掃描進(jìn)行主數(shù)據(jù)處理?；旧贤瑫r(shí)，在狀態(tài)C，CPU318執(zhí)行額外的服務(wù)和數(shù)據(jù)處理。當(dāng)在狀態(tài)E中DFB325已經(jīng)完成對(duì)響應(yīng)信號(hào)的當(dāng)前全掃描的數(shù)據(jù)處理時(shí)，DFB325渲染觸摸地圖，并且在轉(zhuǎn)換508，將控制轉(zhuǎn)移到CPU318。如果同樣已經(jīng)完成了 CPU318的數(shù)據(jù)處理(即，已經(jīng)發(fā)生轉(zhuǎn)換507)，則系統(tǒng)310在轉(zhuǎn)換502上退出狀態(tài)D。當(dāng)序列發(fā)生器317完成響應(yīng)信號(hào)的下一全掃描時(shí)，它在轉(zhuǎn)換501上生成中斷，并且系統(tǒng)310返回到狀態(tài)Α。重新開(kāi)始上述順序過(guò)程。圖6是根據(jù)圖5的狀態(tài)機(jī)圖以及使用圖3中的硬件的用于將數(shù)據(jù)處理為觸摸地圖的觸摸感測(cè)控制器的操作方法的處理流程圖。在塊610，使用處理設(shè)備的第一線程，對(duì)觸摸感測(cè)陣列的至少一個(gè)激勵(lì)接收響應(yīng)信號(hào)的當(dāng)前全掃描。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一線程是序列發(fā)生器的硬件掃描線程，而不是處理設(shè)備的中央處理單元(CPU)的一部分。在塊620，使用處理設(shè)備的第二線程處理響應(yīng)信號(hào)的當(dāng)前全掃描，以渲染與所述觸摸感測(cè)陣列對(duì)應(yīng)的觸摸地圖。在塊630，使用所述第一線程接收響應(yīng)信號(hào)的下一全掃描。接收所述下一全掃描和處理所述當(dāng)前全掃描基本上同時(shí)執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施例中，第二線程是數(shù)字過(guò)濾器塊(DFB)的硬件線程，而不是所述處理設(shè)備的CPU的一部分。在另一實(shí)施例中，所述第二線程是所述處理設(shè)備的CPU的軟件線程。在前述說(shuō)明書(shū)中，已經(jīng)參照本發(fā)明的具體示例實(shí)施例描述了本發(fā)明。然而，對(duì)所述示例實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變化將是顯而易見(jiàn)的，而不會(huì)背離所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的更廣的精神和范圍。因此，所述說(shuō)明書(shū)和附圖被認(rèn)為是例示性的，而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括 使用處理設(shè)備的第一線程，接收對(duì)觸摸感測(cè)陣列的至少一個(gè)激勵(lì)的響應(yīng)信號(hào)的當(dāng)前全掃描; 使用所述處理設(shè)備的第二線程處理響應(yīng)信號(hào)的所述當(dāng)前全掃描，以渲染與所述觸摸感測(cè)陣列對(duì)應(yīng)的觸摸地圖；以及 使用所述第一線程接收響應(yīng)信號(hào)的下一全掃描， 其中，接收所述下一全掃描和處理所述當(dāng)前全掃描基本上同時(shí)執(zhí)行。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一線程是序列發(fā)生器的硬件掃描線程，而不是所述處理設(shè)備的中央處理單元(CPU)的一部分。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二線程是數(shù)字過(guò)濾器塊(DFB)的硬件線程，而不是所述處理設(shè)備的CPU的一部分。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二線程是所述處理設(shè)備的CPU的軟件線程。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，響應(yīng)于接收到與接收所述當(dāng)前全掃描的完成對(duì)應(yīng)的中斷，發(fā)起處理所述當(dāng)前全掃描。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，響應(yīng)于接收到與所述當(dāng)前全掃描的處理的完成對(duì)應(yīng)的中斷，發(fā)起接收所述下一全掃描。
7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，使用信標(biāo)或中斷來(lái)協(xié)調(diào)所述第一線程和所述第二線程。
8.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括將與響應(yīng)信號(hào)的所述當(dāng)前或下一全掃描的響應(yīng)信號(hào)的個(gè)體時(shí)隙對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的單個(gè)緩存區(qū)中。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括按照時(shí)隙的順序，將所述單個(gè)緩存區(qū)合并為全感測(cè)陣列原始數(shù)據(jù)緩存區(qū)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，還包括使用直接存儲(chǔ)器存取(DMA)，將所述全感測(cè)陣列原始數(shù)據(jù)緩存區(qū)中的所合并的數(shù)據(jù)直接傳送到存儲(chǔ)器。
11.一種電路,包括 序列發(fā)生器，被配置為使用第一線程，接收對(duì)觸摸感測(cè)陣列的至少一個(gè)激勵(lì)的響應(yīng)信號(hào)的當(dāng)前全掃描，以及被配置為使用所述第一線程接收響應(yīng)信號(hào)的下一全掃描；以及 處理邏輯，被配置為使用第二線程處理響應(yīng)信號(hào)的所述當(dāng)前全掃描，以渲染與所述觸摸感測(cè)陣列對(duì)應(yīng)的觸摸地圖， 其中，接收所述下一全掃描和處理所述當(dāng)前全掃描基本上同時(shí)執(zhí)行。
12.如權(quán)利要求11所述的電路，其中，所述第一線程是所述序列發(fā)生器的硬件掃描線程，而不是中央處理單元(CPU)的一部分。
13.如權(quán)利要求11所述的電路，其中，所述第二線程是數(shù)字過(guò)濾器塊(DFB)的硬件線程，而不是CPU的一部分。
14.如權(quán)利要求11所述的電路，其中，所述第二線程是CPU的軟件線程。
15.如權(quán)利要求11所述的電路，還包括 CPU，被配置為響應(yīng)于與從所述序列發(fā)生器接收所述當(dāng)前全掃描的完成對(duì)應(yīng)的中斷，發(fā)起處理所述當(dāng)前全掃描。
16.如權(quán)利要求11所述的電路，還包括CPU，被配置為響應(yīng)于與從所述序列發(fā)生器接收所述當(dāng)前全掃描的完成對(duì)應(yīng)的中斷，發(fā)起處理所述下一全掃描。
17.如權(quán)利要求11所述的電路，還包括 存儲(chǔ)器； 與所述存儲(chǔ)器和所述序列發(fā)生器耦合的直接存儲(chǔ)器存取(DMA)控制器，其中所述DMA控制器被配置為將與響應(yīng)信號(hào)的所述當(dāng)前或下一全掃描的個(gè)體響應(yīng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，傳送到所述存儲(chǔ)器中的對(duì)應(yīng)單個(gè)緩存區(qū)中。
18.如權(quán)利要求17所述的電路，其中，所述DMA控制器還被配置為按照所述存儲(chǔ)器中的時(shí)隙的順序，將所述單個(gè)緩存區(qū)合并為全感測(cè)陣列原始數(shù)據(jù)緩存區(qū)。
19.一種裝置,包括 處理設(shè)備，被配置為對(duì)靠近觸摸感測(cè)陣列的導(dǎo)電物體進(jìn)行檢測(cè)，其中，所述處理設(shè)備包括 序列發(fā)生器，被配置為使用第一線程，接收對(duì)觸摸感測(cè)陣列的至少一個(gè)激勵(lì)的響應(yīng)信號(hào)的當(dāng)前全掃描，以及被配置為使用所述第一線程接收響應(yīng)信號(hào)的下一全掃描；以及 處理邏輯，被配置為使用第二線程處理響應(yīng)信號(hào)的所述當(dāng)前全掃描，以渲染與所述觸摸感測(cè)陣列對(duì)應(yīng)的觸摸地圖， 其中，接收所述下一全掃描和處理所述當(dāng)前全掃描基本上同時(shí)執(zhí)行。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述第二線程是DFB的硬件線程，而不是所述處理設(shè)備的CPU的一部分。
全文摘要
公開(kāi)了用于將數(shù)據(jù)處理為觸摸地圖的觸摸感測(cè)控制器的操作的并行流水線方法。使用處理設(shè)備的第一線程，接收對(duì)觸摸感測(cè)陣列的至少一個(gè)激勵(lì)的響應(yīng)信號(hào)的當(dāng)前全掃描。使用所述處理設(shè)備的第二線程處理響應(yīng)信號(hào)的所述當(dāng)前全掃描，以渲染與所述觸摸感測(cè)陣列對(duì)應(yīng)的觸摸地圖。使用所述第一線程接收響應(yīng)信號(hào)的下一全掃描。接收所述下一全掃描和處理所述當(dāng)前全掃描基本上同時(shí)執(zhí)行。
文檔編號(hào)G06F9/38GK103052930SQ201180002751
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者安德理·亞歐旭, 羅曼·歐吉扣, 歐勒山德·皮羅高福, 維特·克瑞明, 羅馬·薛瑞馬加, 安東·寇諾瓦勒福, 安德理·馬哈瑞塔, 哈尼夫·穆罕默德 申請(qǐng)人:賽普拉斯半導(dǎo)體公司