段梦月，赵宏亮

(辽宁大学物理学院，辽宁沈阳 110036)

0 引言

目前图像采集存储系统应用在各个领域，但由于实际情况比较复杂,大型的图像采集存储系统并不能满足需求，其微型化成为研究的热点。图像采集存储系统中必不可少的是图像传感器，当前市面上的图像传感器主要有2种：CCD(电荷耦合器件)和CMOS(互补金属氧化物半导体)。CMOS图像传感器与CCD相比，其采用了新的生产工艺，在信噪比、集成度、分辨率、体积、质量、功耗等方面占据着很大的优势，所以CMOS图像传感器在微型图像采集存储系统的发展方面发挥着巨大的作用[1]。本文采用GC2053图像传感器作为系统的图像采集器件，设计了低功耗的微型图像采集存储系统。

1 系统总体方案

图1是系统的总体框图，整个图像系统主要包括： CMOS图像传感器、控制及处理模块和TF卡，其中控制及处理模块主要由SOC图像处理芯片和外接的FLASH组成。图像传感器负责图像的采集工作，采集的图像以Raw Bayer 10 bit的数据格式通过MIPI接口实时传输到SOC芯片，经过处理，采集的图片和视频分别以JPEG和H.264的格式存储至TF卡中[2]。

图1 总体设计框图

2 硬件设计

系统硬件PCB板一共6层，总厚度为43.7 mil，板子尺寸为2.5 cm×2.5 cm，质量为3.8 g(不包含电池)。本设计中，单端信号线和差分信号线的阻抗匹配设计分别为50 Ω和100 Ω。

2.1 CMOS图像传感器(SENSOR)

本设计在提高图像质量的同时为了降低系统的功耗以及要满足微型系统设计的需求，采用了最高像素为200万(1 920×1 080)，最高帧频为30帧/s，功耗为98 mW的GC2053作为系统的图像传感器，其内部结构见图2，图中右侧的信号是与SOC芯片连接的引脚[3]。……