繼2021年發(fā)布高端醫(yī)療分子影像SiPM專用ASIC：NeuXF1之后，宇稱電子近期又推出通用型SiPM讀出ASIC：MPT2321。該芯片兼容各種用于醫(yī)學(xué)成像、激光雷達(dá)信號(hào)處理和工業(yè)測(cè)量的商用SiPM傳感器，匹配目前主流廠商的多款SiPM產(chǎn)品，大幅提高接收端的系統(tǒng)集成度、有效降低器件成本。

MPT2321芯是一款用于SiPM信號(hào)處理的SoC芯片，具有極高信號(hào)噪聲比和時(shí)間分辨率，能夠?qū)崿F(xiàn)單光子信號(hào)高精度測(cè)量和定時(shí)，共配有32通道采集和處理數(shù)據(jù)，每個(gè)通道帶有獨(dú)立的增益選擇和閾值比較，可自定義或自動(dòng)選擇適合的信號(hào)測(cè)量范圍。

每個(gè)通道搭載的高精度ADC和TDC能同時(shí)對(duì)信號(hào)能量及飛行時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)多個(gè)高速串行差分?jǐn)?shù)據(jù)接口傳輸。

上圖以一個(gè)典型的激光雷達(dá)系統(tǒng)為例，MPT2321高度集成了常見(jiàn)接收端系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)模擬和數(shù)字處理單元(藍(lán)色框線內(nèi))。

模擬電路部分實(shí)現(xiàn)輸入信號(hào)的放大增益和降噪濾波成形采樣，并通過(guò)12b ADC模塊對(duì)電荷信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，片上集成50ps精度的TDC記錄光子到達(dá)時(shí)間數(shù)據(jù)。數(shù)字電路部分負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理、壓縮和輸出，以及芯片狀態(tài)的控制。

對(duì)于SiPM為探測(cè)器的激光雷達(dá)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，通道數(shù)越多，理論上所需要分離器件(比如TIA，TDC)等也就越多，不僅功耗高，且調(diào)試和量產(chǎn)成本也隨之上升。以128線激光雷達(dá)系統(tǒng)為例，只需搭配4顆MPT2321芯片，即可實(shí)現(xiàn)128線的信號(hào)讀出，直方圖算法處理，可實(shí)現(xiàn)集成化、芯片化，從而降低整機(jī)的成本。

(通過(guò)MPT2321實(shí)現(xiàn)單光子譜的統(tǒng)計(jì))

MPT2321集成了多通道高精度TDC和ADC，降低了對(duì)FPGA的資源需求同時(shí)增加了對(duì)回波強(qiáng)度的直接測(cè)量，優(yōu)秀的通道一致性也降低了系統(tǒng)級(jí)校正的難度和工作量，提供了更多維度的可靠信息給后端，為算法的潛在發(fā)展提供了更多數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

MPT2321以現(xiàn)有BGA形式封裝，同時(shí)開(kāi)放引腳定義，便于客戶更方便兼容到系統(tǒng)中。

審核編輯：湯梓紅