行间转移CCD数字系统的VHDL设计*
2011-01-25李彬华尚媛园金建辉
天文研究与技术 2011年4期
和 琳,李彬华,尚媛园,金建辉
(1.昆明理工大学信息工程与自动化学院,云南 昆明 650051;2.首都师范大学电子信息工程系,北京 100048)
随着现代化生产过程和各领域科学研究应用对图像采集质量的要求日益提高,单独由ARM处理器或单片机为主控芯片的图像采集系统因为有限的程序存储空间与运行速度已不能满足某些市场的需要。而可编程逻辑器件 (如FPGA)依靠其集成度高、运算速度快、灵活性好等特点,逐渐占据了成像应用市场的主要地位[1]。
近年来,国内外通过FPGA控制CCD图像传感器成像的应用越来越多。如中国科学院西安光学精密机械研究所曾采用FPGA实现对TH7888A CCD芯片的控制[2-3]。日本大阪大学地球与空间科学学院研究的快速灵活CCD驱动系统也是在FPGA基础上开发的[4]。又如针对TH7899M面阵CCD设计的DSTIS相机和RDCCD相机[5-6],也是基于FPGA开发的面向天文应用的相机。
本文主要介绍了针对Kodak公司生产的KAI-04022行间转移面阵CCD构成的图像采集系统设计的一种数字控制方法。不同于之前所用的全帧CCD和帧转移CCD,行间转移CCD的垂直寄存器分布在遮光区,这样既可提高其光电二极管的光电转换效率,又能抑制漏光,成像质量会更高[7]。根据行间转移CCD特殊的电荷转移方式,选用Altera公司EP2C35F672 FPGA芯片,采用VHDL语言设计整个相机成像系统的数字控制部分,以便灵活、高效地实现数字系统的控制功能。本文详细介绍了该成像系统数字控制部分的设计思想与VHDL的实现过程,给出了关键的系统仿真与实测结果,并对结果进行了分析。……
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