摘 要：介紹一種用于衛(wèi)星姿態(tài)測(cè)量的cmos圖像敏感器--star250的時(shí)序驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并使用verilog hdl語(yǔ)言設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)時(shí)序電路。經(jīng)布線、仿真、測(cè)試后驗(yàn)證了驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正確性。

　　關(guān)鍵詞：verilog hdl、star250、cmos、圖像敏感器

　　cmos圖像敏感器是近年來(lái)興起的一類固態(tài)圖像傳感器。cmos圖像敏感器具有低成本、低功耗(是ccd耗的1/1000~1/100)、簡(jiǎn)單的數(shù)字接口、隨機(jī)訪問(wèn)、運(yùn)行簡(jiǎn)易(單一的cmos兼容電池供給)、高速率(可大于1000幀／秒)、體積小以及通過(guò)片上信號(hào)處理電路可以實(shí)現(xiàn)智能處理功能等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。有些cmos圖像敏感器具有標(biāo)準(zhǔn)的i2c總線接口，可方便應(yīng)用到系統(tǒng)中。有些沒(méi)有這類總線接口電路的專用cmos圖像敏感器需要增加外部驅(qū)動(dòng)電路。由于cmos敏感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)絕大部分是數(shù)字信號(hào)，因此可采用fpca通過(guò)verilog hdl語(yǔ)言編程產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)時(shí)序信號(hào)。verilog hdl語(yǔ)言是ieee標(biāo)準(zhǔn)的用于邏輯設(shè)計(jì)的硬件描述語(yǔ)言，具有廣泛的邏輯綜合工具支持，簡(jiǎn)潔易于理解。本文就star250這款cmos圖像敏感器，給出使用verilog hdl語(yǔ)言設(shè)計(jì)的邏輯驅(qū)動(dòng)電路和仿真結(jié)果。

1 cmos圖像敏感器star250

　　star250是一款專為衛(wèi)星天文導(dǎo)航的星跟蹤器（tracker）設(shè)計(jì)的cmos圖像敏感器。由于太空中含有大量輻射，芯片中加入了抗輻射電路以提高空間應(yīng)用的可靠性。star250的技術(shù)指標(biāo)如下：

　　(1)0．5μm cmos工藝；

　　(2)512x512分辨率，像素大小25μmx25μm；

　　(3)每個(gè)像素4個(gè)光敏二極管，提高mtf(幅值轉(zhuǎn)換功能)和減少prnu(非均一化光響應(yīng))；

　　(4)抗輻射設(shè)計(jì)；

　　(5)片上雙采樣電路抵消fpn(固定模式噪聲)；

　　(6)電子快門(mén)：

　　(7)最大30幀／秒；

　　(8)可以取子窗口；

　　(9)片上10位adc；

　　(10)陶瓷jlcc-84針?lè)庋b。

　　star250是有源像素的線掃描cmos圖像敏感器。所有像素的輸出都連接到列總線，并且在列總線上每例都有一個(gè)列放大器。使用二次采樣技術(shù)，控制列放大器可以從讀出信號(hào)中減去光敏單元上一次采集殘留的電荷。片上adc獨(dú)立于敏感器，可以使用也可以通過(guò)軟件關(guān)閉，而用外部的adc。star250為了應(yīng)用方便有多種讀出數(shù)據(jù)的方法(窗口方式、電子快門(mén)等)，不同的讀出方式有不同的時(shí)序要求。

　　傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)或打印機(jī)的圖像座標(biāo)系定義左上角為原點(diǎn)(0，0)，在star250中定義右上角為原點(diǎn)(0，0)，如圖1。這樣敏感器輸出數(shù)字信號(hào)后能夠方便地轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)格式的圖像，方便后續(xù)的處理。窗口掃描方式是從上向下、從左向右一個(gè)像素一個(gè)像素地掃描。