读出集成电路及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种集成电路，且特别涉及一种读出集成电路及其操作方法。

背景技术

基于不同的面板技术，指纹传感器可内嵌在显示面板中，或叠覆于显示面板上，或叠覆于显示面板下。指纹传感器的感测区域可以是显示面板的整个主动显示区域。读出电路可读出指纹传感器的感测结果，以及将感测结果暂存在全内存(full memory)。在指纹传感器不分区的实施例中，全内存的记忆空间需要足以容纳指纹传感器的一个完整帧的感测结果。等待一个完整帧的感测结果被存放在全内存后，读出电路才允许主机电路(例如应用处理器)从全内存取得一个完整帧的感测结果。在一个目前帧的最后一列(row)的感测结果被存放在全内存前，主机电路需要等待(主机电路无法取得指纹传感器的目前帧的任何一列的感测结果)。

在指纹传感器被分为多个区(zone)的实施例中，全内存的记忆空间需要足以容纳指纹传感器的一个完整区的感测结果。一般而言，一个区具有数量繁多的列。读出电路扫描指纹传感器的所述多个区，以及读出电路将目前区的所有列的感测结果存放在全内存。等待一个完整区的感测结果被存放在全内存后，读出电路才允许主机电路从全内存取得一个完整区的感测结果。在一个目前区的最后一列的感测结果被存放在全内存前，主机电路需要等待(主机电路无法取得指纹传感器的目前区的任何一列的感测结果)。

须注意的是，“背景技术”段落的内容是用来帮助了解本发明。在“背景技术”段落所揭露的部分内容(或全部内容)可能不是所属技术领域的技术人员所知道的习知技术。在“背景技术”段落所揭露的内容，不代表该内容在本发明申请前已被所属技术领域的技术人员所知悉。

发明内容

本发明提供一种读出集成电路及其操作方法，以在目前传感器列的感测结果被暂存在线缓冲器(line buffer)后，实时地将目前传感器列的感测结果输出至主机电路。

在根据本发明的实施例中，上述的读出集成电路包括读出电路、线缓冲器以及通讯接口电路。读出电路用以读出传感器的多个传感器列的多个列感测结果。线缓冲器耦接至读出电路，用以暂存传感器的目前传感器列的目前列感测结果。通讯接口电路耦接至线缓冲器。在目前传感器列的目前列感测结果被暂存在线缓冲器后，通讯接口电路实时地将目前列感测结果输出至主机电路。

在根据本发明的实施例中，上述的操作方法包括：由读出集成电路的读出电路读出传感器的多个传感器列的多个列感测结果；由读出集成电路的线缓冲器暂存传感器的目前传感器列的目前列感测结果；以及在目前传感器列的目前列感测结果被暂存在线缓冲器后，由读出集成电路的通讯接口电路实时地将目前列感测结果输出至主机电路。

基于上述，所述读出电路可读出传感器的目前传感器列的目前列感测结果，以及将目前列感测结果暂存在线缓冲器。在目前传感器列的感测结果被暂存在线缓冲器后，读出电路可继续读出传感器的其他传感器列的感测结果，以及通讯接口电路可实时地将目前传感器列的感测结果输出至主机电路以腾出线缓冲器的记忆空间。因此，在一个目前区(或目前帧)的最后一列的感测结果被读出电路读出前，主机电路可实时地取得指纹传感器的目前区(或目前帧)的目前列的感测结果。

附图说明

图1是依照本发明的一实施例的一种感测装置的电路方块(circuit block)示意图。

图2是依照本发明的一实施例的一种读出集成电路的电路方块示意图。

图3是依照本发明的一实施例的一种读出集成电路的操作方法的流程示意图。

图4是依照一实施例所绘示，读出电路与通讯接口电路的操作时序示意图。

图5是依照本发明的一实施例所绘示，读出电路与通讯接口电路的操作时序示意图。

图6是依照本发明的一实施例所绘示，通讯接口电路与主机电路之间的操作时序示意图。

附图标记说明

100:感测装置

110:传感器

120:读出集成电路

121:读出电路

122:线缓冲器

123:通讯接口电路

130:主机电路

P61:输出期间

S310、S320、S330:步骤

SDI、SDO:串行数据信号

t41～t49、t51～t56、t61～t65:时间

WT1、WT2、WT3:等待时间

Z1、Z2:扫描区

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。

在本案说明书全文(包括权利要求)中所使用的“耦接(或连接)”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接(或连接)于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以透过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。本案说明书全文(包括权利要求)中提及的“第一”、“第二”等用语是用以命名组件(element)的名称，或区别不同实施例或范围，而并非用来限制组件数量的上限或下限，亦非用来限制组件的次序。另外，凡可能之处，在附图及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同标号或使用相同用语的组件/构件/步骤可以相互参照相关说明。

图1是依照本发明的一实施例的一种感测装置100的电路方块(circuit block)示意图。依照实际设计，感测装置100可以是智能电话(smart phone)、平板计算机(tablet)、门禁设备或其他感测装置。感测装置100包括传感器110、读出集成电路120及主机电路130。依照实际设计，传感器110可以是指纹传感器以及/或其他传感器。在一些实施例中，传感器110可被内嵌在显示面板(未绘示)中，或叠覆于显示面板上，或叠覆于显示面板下。在一些实施例中，传感器110的感测区域可是所述显示面板的整个主动显示区域。在另一些实施例中，传感器110的感测区域可是所述显示面板的部分主动显示区域。传感器110可以感测使用者，例如感测使用者的指纹。

传感器110可被分为一个或多个扫描区(scan zone)。传感器110的扫描区数量可依照实际设计来决定。例如在图1所示实施例中，传感器110可被分为40个扫描区。在另一些实施例中，传感器110的扫描区数量可大于40个。在又一些实施例中，传感器110的扫描区数量可小于40个(甚至，传感器110仅有单一个扫描区)。读出集成电路120可扫描指纹传感器的所述多个扫描区。在图1所示扫描区(小方块)中的数字表示扫描顺序。一般而言，一个扫描区具有数量繁多的传感器列(row)。读出集成电路120可以分时方式读出传感器110的每一扫描区的多个传感器列的多个列感测结果，以及将感测结果提供给主机电路130。值得一提的是，在读出集成电路120读出在传感器110的目前扫描区中的目前传感器列的感测结果后，读出集成电路120可继续读出在传感器110的目前扫描区中的其他传感器列的感测结果，以及读出集成电路120可实时地将目前传感器列的感测结果输出至主机电路130。因此，在一个目前扫描区的最后一列的感测结果被读出集成电路120读出前，主机电路130可实时地取得所述目前扫描区的目前列的感测结果。

图2是依照本发明的一实施例的一种读出集成电路120的电路方块示意图。图2所示读出集成电路120包括读出电路121、线缓冲器122及通讯接口电路123。依照不同的设计需求，读出电路121以及(或是)通讯接口电路123的实现方式可以是硬件(hardware)、固件(firmware)、软件(software，即程序)或是前述三者中的多者的组合形式。

以硬件形式而言，上述读出电路121以及(或是)通讯接口电路123可以实现于集成电路(integrated circuit)上的逻辑电路。读出电路121以及(或是)通讯接口电路123的相关功能可以利用硬件描述语言(hardware description languages，例如Verilog HDL或VHDL)或其他合适的编程语言来实现为硬件。举例来说，读出电路121以及(或是)通讯接口电路123的相关功能可被实现于一或多个控制器、微控制器、微处理器、特殊应用集成电路(Application-specific integrated circuit,ASIC)、数字信号处理器(digital signalprocessor,DSP)、场可程序逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)及/或其他处理单元中的各种逻辑区块、模块和电路。

以软件形式及/或固件形式而言，上述读出电路121以及(或是)通讯接口电路123的相关功能可以被实现为编程码(programming codes)。例如，利用一般的编程语言(programming languages，例如C、C++或汇编语言)或其他合适的编程语言来实现读出电路121以及(或是)通讯接口电路123。所述编程码可被记录/存放在“非临时的可读取媒体(non-transitory readable medium)”中。在一些实施例中，所述非临时的可读取媒体例如包括只读存储器(Read Only Memory，ROM)、半导体内存、可程序设计的逻辑电路以及(或是)存储装置。中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器或微处理器可从所述非临时的可读取媒体中读取并执行所述编程码，从而实现读出电路121以及(或是)通讯接口电路123的相关功能。

读出电路121可读出传感器110的多个传感器列的多个列感测结果。举例来说，读出电路121可以分时方式读出传感器110的每一扫描区(例如扫描区Z1与Z2)的多个传感器列的多个列感测结果，以及在不同时间将不同传感器列的感测结果存放在线缓冲器122。线缓冲器122的记忆空间可存放的列感测结果的最大列数可小于一个扫描区的传感器列的总列数。举例来说(但不限于此)，一个扫描区可具有100条传感器列，而线缓冲器122最多存放2条传感器列的感测结果。

图3是依照本发明的一实施例的一种读出集成电路的操作方法的流程示意图。请参照图2与图3。在步骤S310中，读出电路121可分时地读出传感器的目前扫描区的多个传感器列的多个列感测结果。线缓冲器122耦接至读出电路121。在步骤S320中，线缓冲器122可暂存在传感器110的目前扫描区中的目前传感器列的感测结果(目前列感测结果)。通讯接口电路123耦接至线缓冲器122。在目前传感器列的感测结果被暂存在线缓冲器122后，通讯接口电路123可实时地将目前列感测结果输出至主机电路130(步骤S330)。

通讯接口电路123与主机电路130之间的通讯接口可依照实际设计来实施。举例来说，在一些实施例中，通讯接口电路123可包括序列周边接口(Serial PeripheralInterface，SPI)电路。主机电路130可发送SPI读指令给通讯接口电路123，以读取在线缓冲器122中的目前列感测结果。在通讯接口电路123将目前列感测结果输出至主机电路130时，读出电路121可读出传感器110的下一传感器列的感测结果(下一列感测结果)。亦即在读出电路121完整读出在目前扫描区中所有传感器列的这些列感测结果之前，通讯接口电路123可将目前列感测结果输出至主机电路130。

举例来说，在读出电路121将传感器110的目前传感器列的目前列感测结果暂存至线缓冲器122时，通讯接口电路123可将在线缓冲器122中的先前列感测结果输出至主机电路130，以腾出先前列感测结果所占据的记忆空间。在读出电路121将传感器110的下一传感器列的下一列感测结果暂存至线缓冲器122时，通讯接口电路123可将在线缓冲器122中的目前列感测结果输出至主机电路，以腾出目前列感测结果所占据的记忆空间。

图4是依照一实施例所绘示，读出电路121与通讯接口电路123的操作时序示意图。图4的横轴表示时间。在时间t41～t42中，读出电路121扫描在传感器110的一个扫描区(例如图2所示扫描区Z1)中的所有传感器列。经过等待时间WT1(时间t42～t43)后，读出电路121在时间t43～t44中将扫描区Z1中的所有传感器列的列感测结果写入“全内存(fullmemory)”(在图4所示实施例中，暂且用具有较大记忆空间的全内存取代图2所示线缓冲器122)。在扫描区Z1的所有列感测结果都被写入“全内存”后，通讯接口电路123在时间t44～t45中将扫描区Z1的所有列感测结果传输给主机电路130。在时间t45～t46中，读出电路121扫描在传感器110的下一个扫描区(例如图2所示扫描区Z2)中的所有传感器列。经过等待时间WT2(时间t46～t47)后，读出电路121在时间t47～t48中将扫描区Z2中的所有传感器列的列感测结果写入“全内存”。在扫描区Z2的所有列感测结果都被写入“全内存”后，通讯接口电路123在时间t48～t49中将扫描区Z2的所有列感测结果传输给主机电路130。

图5是依照本发明的一实施例所绘示，读出电路121与通讯接口电路123的操作时序示意图。图5的横轴表示时间。相较于图4所示实施例，在图5所示实施例中，具有较小记忆空间的线缓冲器122被用来取代所述“全内存”。图5所示时间t51、t52、t54、t55与t56可以分别被模拟为图4所示时间t41、t42、t43、t44与t45。

在图5所示实施例中，读出电路121可以在时间t51～t52中扫描在传感器110的一个扫描区(例如图2所示扫描区Z1)中的所有传感器列，以及在时间t52～t53中扫描在传感器110的下一个扫描区(例如图2所示扫描区Z2)中的所有传感器列。经过等待时间WT3(时间t53～t54)后，读出电路121在时间t54～t55中将扫描区Z1中的所有传感器列的列感测结果以分时方式写入线缓冲器122，以及在时间t55～t56中将扫描区Z2中的所有传感器列的列感测结果以分时方式写入线缓冲器122。

相较于图4所示实施例，在图5所示实施例中，任何一条传感器列的列感测结果(例如目前列感测结果)被写入线缓冲器122后，通讯接口电路123可实时地将在线缓冲器122中的目前列感测结果输出至主机电路130，以腾出目前列感测结果所占据的记忆空间。因此，在扫描区Z1的最后一列的感测结果被写入线缓冲器122前，通讯接口电路123可以在时间t54～t55中将扫描区Z1的多笔列感测结果传输给主机电路130。相类似地，在扫描区Z2的最后一列的感测结果被写入线缓冲器122前，通讯接口电路123可以在时间t55～t56中将扫描区Z2的多笔列感测结果传输给主机电路130。

图6是依照本发明的一实施例所绘示，通讯接口电路123与主机电路130之间的操作时序示意图。图6的横轴表示时间。在图6所示实施例中，通讯接口电路123与主机电路130之间的传输接口被假设为SPI。亦即，主机电路130可通过串行数据信号SDI发出命令与/或数据给通讯接口电路123，而通讯接口电路123可通过串行数据信号SDO将数据输出(回传)给主机电路130。

在图6所示实施例中，主机电路130可通过SPI的串行数据信号SDI在时间t61～t62中发出读取命令给通讯接口电路123。在主机电路130发出读取命令给通讯接口电路123后，通讯接口电路123可以在读取命令所对应的输出期间P61中回传数据给主机电路130。详而言之，通讯接口电路123可以在时间t62～t63中输出虚设数据(dummy data)给主机电路130，以便在不结束输出期间P61的情况下等待目前传感器列的目前列感测结果(例如第一列感测结果)。在目前传感器列的目前列感测结果被暂存在线缓冲器122后，通讯接口电路123可以结束虚设数据的输出，以及在输出期间P61的时间t63～t64中实时地将目前列感测结果(例如第一列感测结果)输出至主机电路130。一般而言，目前列感测结果包括多个像素(例如第一像素、第二像素、…、第N像素)的像素感测结果。

在将第一列感测结果输出给主机电路130后，通讯接口电路123可在时间t64～t65中输出下一个虚设数据给主机电路130，以便在不结束输出期间P61的情况下等待第二传感器列的第二列感测结果。在第二传感器列的第二列感测结果被暂存在线缓冲器122后，通讯接口电路123可以结束虚设数据的输出，以及在输出期间P61中实时地将第二列感测结果输出至主机电路130。以此类堆，通讯接口电路123可在输出期间P61中将一个或多个扫描区中的所有传感器列的列感测结果输出至主机电路130，然后结束输出期间P61。

本实施例并不限制所述读取命令与所述虚设数据的具体内容。举例来说，在一些实际应用，所述读取命令可包括“0x4000”(亦即16进制值“4000”)，而所述虚设数据报括虚设值(dummy value)以及标头(header)。在主机电路130发出读取命令给通讯接口电路123后，在线缓冲器122尚未备妥目前列感测结果的情况下，通讯接口电路123可在输出期间P61中回传虚设值给主机电路130。所述虚设值可以是依照实际设计所决定的任何值，例如“0x55”或其他约定值。主机电路130可不理会(丢弃)虚设值，并且等待标头的出现。在线缓冲器122已备妥目前列感测结果时，通讯接口电路123可在输出期间P61中回传标头给主机电路130，以及在跟随标头后将目前列感测结果从线缓冲器122传输至主机电路130。通讯接口电路123在将所述标头输出至主机电路130后，通讯接口电路123结束虚设数据的输出但保持输出期间P61。主机电路130可解读标头而获知有效数据(目前列感测结果)的到来。所述标头所包含的信息可依照实际设计来设定。例如，所述标头可包含目前输出的列感测结果所对应的传感器列的位置信息。

上述实施例并不限制所述标头的具体内容。举例来说，在一些实际应用，所述标头包括备妥值(ready value)以及列址(row address)。所述备妥值可是依照实际设计所决定的任何值，例如“0x5A”或其他约定值。所述备妥值可表示读出集成电路120已备妥一个列感测结果。主机电路130可解读标头中的备妥值而获知有效数据(亦即目前列感测结果)即将到来。所述列址可表示目前传感器列为目前扫描区的多个传感器列中的哪一个。主机电路130可解读标头中的列址而获知即将到来的有效数据(目前列感测结果)属于目前扫描区的多个传感器列中的哪一个。

在目前列感测结果(例如图6所示第一列感测结果)被完整输出至主机电路130后，通讯接口电路123在读取命令的输出期间P61的时间t64～t65中输出另一个虚设数据(第二虚设数据)给主机电路130，以等待在传感器110的目前扫描区中的下一传感器列的下一列感测结果(例如图6所示第二列感测结果)。在第二列感测结果(下一列感测结果)被暂存在线缓冲器122后，通讯接口电路123可结束第二虚设数据的输出，以及在读取命令的输出期间P61中实时地将第二列感测结果(下一列感测结果)输出至主机电路130。以此类推，读出电路121将目前扫描区中的最末传感器列的最末列感测结果写入线缓冲器122，而通讯接口电路123将目前扫描区的最末列感测结果从线缓冲器122传输给主机电路130。在最末列感测结果被传输给主机电路130后，通讯接口电路123可结束读取命令的输出期间P61。

综上所述，上述诸实施例所读出电路121可读出传感器110的目前传感器列的目前列感测结果，以及将目前列感测结果暂存在线缓冲器122。在目前传感器列的感测结果被暂存在线缓冲器122后，读出电路121可继续读出传感器的其他传感器列的感测结果，以及通讯接口电路123可实时地将目前传感器列的感测结果从线缓冲器122传输至主机电路130以腾出线缓冲器122的记忆空间。因此，在一个目前区(或目前帧)的最后一列的感测结果被读出电路121读出前，主机电路130可实时地取得指纹传感器110的目前区(或目前帧)的目前列的感测结果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。