| 题名 | APS图像传感器的片上数字电路设计 |
| 作者 | 王洪彬 |
| 答辩日期 | 2012-05-21 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 陈永平 |
| 关键词 | Cmos图像传感器 多功能控制系统 数模设计流程 图像采集测试系统 |
| 学位专业 | 微电子学与固体电子学 |
| 英文摘要 | CMOS图像传感器在许多领域都有应用，比如数码相机，监视系统，扫描设备，网络视频会议和生物学测定系统等。当今智能CMOS图像传感器是CMOS图像传感器研究和设计的主要方向。而随着传感器分辨率的快速增长和智能化的要求，传统的由外界提供驱动波形的方法已不能适应芯片功能复杂度的增长，因此由片上集成的控制电路来实现更多智能化的复杂功能成为了今后CMOS成像传感器设计的主要途径。这就需要涉及多功能和高复用性的芯片架构设计以及数模混合集成电路设计方法在智能化CMOS成像传感器设计上的应用。 本课题针对多功能、通用型、智能化的CMOS图像传感器，提出了涵盖通用功能的十项设计目标，并应用数模混合集成电路的设计方法对集成多功能控制电路的智能化CMOS成像传感器做了电路实现。文中详细介绍了设计思想，通过用Verilog HDL语言编写的测试集验证了芯片功能。基于本设计的经验，本课题为今后设计更加复杂的智能化CMOS图像传感器提供了一种设计途径。 论文第一章简要介绍CMOS图像传感器的发展历史和国内外的研究现状，并简单介绍了CMOS图像传感器的基本结构，工作原理，主要分类。 第二章在广泛调研的基础上提出了包括可选快门模式（全局模式及滚动模式），相关双采样，可编程增益放大器，开窗口，多窗口（多达4个独立窗口），亚采样，反转，镜像，可扩展动态范围的多次复位技术，SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）等十项功能的APS CMOS图像传感器片上数字控制电路的设计目标，并给出了一套行之有效的数模混合设计流程，为本课题指明了设计目标和技术途径。 第三章根据第二章的设计目标和技术途径从Verilog HDL代码到最终的版图设计完成了集成多功能数字控制电路的APS CMOS图像传感器的电路实现。并详细介绍了芯片总体架构，芯片模拟部分结构，芯片数字部分结构，数字控制电路各具体模块的设计实现和最终芯片的电路综合、版图实现。通过简单扩展，该系统能够应用到大规模阵列中去。 第四章通过利用Verilog HDL语言编写的七个具有代表性的测试案例，测试了本课题设计的多项功能的实现情况。 第五章设计了一个适用于多种用途的LabVIEW图像采集测试系统，既能对本课题加工回来的芯片做功能测试，也能用于其他图像传感器件的功能和性能测试。 |
| 学科主题 | 红外探测材料与器件 |
| 公开日期 | 2012-09-11 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/5496]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王洪彬. APS图像传感器的片上数字电路设计[D]. 中国科学院研究生院. 2012. |
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