安防用CMOS圖像傳感器片上數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、今天，CMOS工藝日趨成熟，除了光敏元，時序處理電路和圖像信號的前端放大與數(shù)字化部分以及圖像處理模塊被集成于一個芯片內(nèi)。另外以其低廉的價格、較好的圖像質(zhì)量和相對較少的功耗，CMOS圖像傳感器在視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。而CMOS圖像傳感器的片上數(shù)字控制系統(tǒng)是保證傳感器正常工作的重要的組成部分，它控制著圖像傳感器各個功能模塊的運行，負責(zé)用戶與傳感器之間進行數(shù)據(jù)通訊；片上圖像信號處理器(Image Signal Processor,

2、ISP)是片上數(shù)字系統(tǒng)中的核心，對光學(xué)傳感器采集下來的信號進行處理，如校正，插值和降噪等。本文針對安防用CMOS圖像傳感器，設(shè)計了專門的片上數(shù)字系統(tǒng)。
　　首先論文詳細分析了安防用720X480 CMOS圖像傳感器陣列和各功能模塊的結(jié)構(gòu)。該芯片采用4T像素結(jié)構(gòu)，逐行積分，支持PAL/NTSC輸出，支持IIC總線通信。課題根據(jù)各控制信號之間的時序關(guān)系，完成了模塊劃分。主要研究了自動曝光算法和滾動快門的時序設(shè)計，列并行ADC控制時序設(shè)

3、計，IIC總線模塊的設(shè)計。接著論文研究了片上ISP系統(tǒng)各模塊的設(shè)計和輸出數(shù)據(jù)格式，包括黑電平消隱，自動白平衡，鏡頭陰影校正，像素插值與降噪，色彩校正，伽瑪校正，自動對焦，RGB2YUV這9個部分。最后介紹了整個片上數(shù)字系統(tǒng)的物理實現(xiàn)流程和仿真測試結(jié)果，包括布局布線、物理驗證、代碼覆蓋率測試、VCS仿真測試等。
　　最后本課題研制的片上數(shù)字系統(tǒng)電路隨CIS芯片在0.35um工藝線上進行流片。經(jīng)過芯片整體測試，已知片上數(shù)字系統(tǒng)各模塊工