基于CPLD的高帧频CMoS相机驱动电路设计

2009-10-28 21:18:13来源: 陈淑丹 汶德胜 杨文才 王宏

  1 引言

  互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器具有功耗低,集成度高和易于控制等特点,其信噪比,光灵敏度和动态范围等性能可与成熟的电荷耦合器件(CCD)图像传感器相媲美,因此,CMOS图像传感器为发展微型化、数字化和多功化成像器件开辟了新思路。高分辨率、高帧频的CMOS图像采集系统在高速运动分析、高速物体追踪及高速变化过程罔像的获取等领域应用广泛。

  2 高帧频COMS相机电子学系统模块

  相机电子学系统包括CMOS图像传感器焦平面板和驱动控制板,原理结构如图1所示。主要功能模块包括:CMOS图像传感器、LD0电源调整电路及滤波电路、时序电路、时钟电路、图像数据接口电路、RS422驱动电路,以及低压差分电路等。

原理结构 

  2.1 焦平面板

  经滤波电路平台输出+5 V二次电源电压,冉经LD0电压调整电路输出+3.3V电压。该电压经滤波后向图像传感器及偏置电路提供电源。

  MT9M413内部集成有10 bit A/D转换器(简称ADC),可直接输出3.3 V的数字信号。时序驱动板CPLD的端口电压为+3.3 V,因此两者之间可直接传输信号,无需电平转换电路。MT9M413含有10个输出通道,数据总线多达100条,因此采用微型板问连接器连接焦平面板和驱动控制板,以减小电路板体积和质量。

  2.2 驱动控制板

  驱动控制板是相机控制系统的核心,其作用主要包括:产生MT9M413的丁作时序;FIF0读写控制;实现间接指令接口RS232(RS422电平);实现图像输出接口(LVDS电平)。驱动控制板的时序信号和控制信号通过FPGA实现,综合考虑速度、器件容量、工作温度、功耗及抗辐射能力等因素,选用Actel公司的APA600型FPGA,该器件内置2个锁相环,I/O电压为+3.3V,内核电压为+2.5 V,属于低功耗器件。

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关键字:CPLD  高帧频  CMoS  相机驱动电路

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2009/1028/article_781.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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