FPGA技术设计CCD图像传感器.doc

摘 要 随着超大规模集成电路工艺技术的高速发展，CMOS图像传感器性能不断完善，感光阵列不断增多，在工业化、民用视频、军事侦察、空间遥感成像等领域得到广泛应用。图像的处理也越来越多的加入了FPGA及CMOS等集成电路的应用。FPGA（Field-Programmable Gate Array）,即现场可编程门阵列等可编程器件也相应的发展起来。它作为专用集成电路（ASIC）既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。本文完成了基于FPGA的CMOS图像传感器控制系统中的硬件电路的设计，此次设计采用了Altera公司的CycloneⅢ EP3C25Q240进行配置和验证，使用的CMOS图像传感器为CYPRESS公司的LUPA 1300-2，论文中详细分析了LUPA 1300-2 CMOS图像传感器的工作特点，FPGA结构特点，工作方式，及如何使用Cadence进行电路设计及其优势所在。 关键字：FPGA，CMOS，现场可编程门阵列，Cadence ，ASIC ABSTRACT VLSI technology with the rapid development, CMOS image sensor performance continues to improve, increasing photographic array, in the industrial, commercial video, military, reconnaissance, space remote sensing imaging and widely used. Image processing is also more and more joined the FPGA and CMOS integrated circuits and other applications. FPGA(Field-programmable Gate Array), or field programmable gate arrays and other programmable devices are developed accordingly. As application specific integrated circuit(ASIC) will resolve the lack of custom circuits, and programmable devices to overcome the original shortcomings of a limited number of gates. This complete FPGA-based control system for COMS image sensor which the hardware circuit design, the design uses Alter’s Cyclone Ⅲ EP3C25Q240 configuration and validation, the use of CMOS image sensor for the fill factory company LUPA 1300-2, paper, detailed. Analysis of the LUPA 1300-2 CMOS image sensor features the work, FPGA structure characteristics, work, and how to use Cadence circuit design and its advantages. KEY WORDS：fpga，coms，validation 第一章 言 随着人类文明的发展，人们对外界信息的需求量也越来越多。通常人们可通过触摸、听、看来感官外界事物。其中从看这方面获取的信息最多。虽然人眼可以看到世界中普遍存在的事物，但是看到的瞬间是短暂的，转眼即逝，人眼并不能将美好的有趣的事物记录下来。正因为如此，促进了计算机视觉学科的发展和图像传感器的出现。图像传感器作为现代社会获取视觉信息的一种电子元器件得到广泛应用。它将光信号转换成电信号，把美好的事物记录下来，给人们的生活带了直观图像，增加了生活的丰富性。从基本结构和原理上分，图像传感器可划分为两类即CCD (英文Charge-Coupled Device的缩写, 电荷耦合器)和CMOS (英文 Complementary Metal Oxide Semiconductor的缩写, 互补金属氧化物场效应管)图像传感器。 1.1 文章结构 本文FPGA为核心CMOS图像传感器的硬件电路的设计。分章节依次介绍了CMOS图像传感器与FPGA的发展过程及其应用