2。6 本章小结 17

3 数字接口成像系统逻辑设计 18

3。1 CMOS驱动模块设计 18

3。2 图像动态范围变换设计 22

3。3 数字输出设计 28

3。4 数字图像输出与分析 28

3。5 本章小结 30

结论 31

致谢 32

参考文献 33

1绪论

1。1CMOS图像传感器发展历程概述

1。2Cameralink接口标准简介

以前在数字视频市场上，相机制造商和图像采集卡公司由于使用不同的连接器，对连接线缆的统一生产造成了很大的麻烦，同时，随着现在数据传输速率和数据复杂性的不断提高，迫切需要一种通用性标准来加以整合[10]。为了有效的结束这个问题，多家相机制造商和数家大图像采集卡公司共同推出了Cameralink接口标准。该接口标准是在美国国家半导体公司的ChannelLink技术上基础上发展而来的。ChannelLink是一种基于低压差分信号（LVDS）的数据传输技术，用它来传输视频数据具有速度快和抗噪性能强等优点。论文网

ChannelLink传输线路由一个驱动器和一个接收器构成。驱动器将接收到的28位的CMOS/TTL数据电平信号以7:1的比例转换成四个串行数据流，加上一个时钟信号，它们一起在五对差分线上进行驱动传输。接收器将接收到的五对差分信号转换成TTL/CMOS电平信号输出Cameralink接口标准在ChannelLink数据传输技术的基础上还增加了一些传输控制信号，并且还定义了一些相关的传输标准。Cameralink接口标准包含五种配置,每种配置方式支持不同的数据传输位数。这五种配置方式分别为：精简配置（Lite），基本配置（Base），中级配置（Medium），完整配置（Full）和80-bit配置。其中，精简配置最高支持10位数据传输；基本配置支持最高24位数据传输；中级配置支持最高48位数据传输；完整配置支持最高64位数据传输；80-bit配置支持最高80位数据传输。多个配置的优点可以使得制造商可以选择最适合其设备的配置。不同的配置方式对传输信号、端口分配、连接器都有着不同的要求。

(1)传输信号

Cameralink接口传输的信号由视频数据信号、异步串行通信信号和相机控制信号组成。

(a)视频数据信号

视频数据信号包括图像数据信号和图像使能信号两部分。不同的配置能够传输的最大像素位宽不同，但需要传输的使能信号相同，都需要传输四个使能信号。这四个使能信号为：帧有效（帧同步）信号（FVAL）、行有效（行同步）信号（LVAL）、数据有效信号（DVAL）和保留信号。当FVAL为高电平时，表示输出一帧有效图像数据。当LVAL为高电平时，表示输出一行有效数据。当DVAL为高时，表示输出的数据为有效数据[11]。文献综述

(b)串行通信信号

串行通信信号在基本/中级/完整/80-bit配置中通过两对LVDS信号来实现，主要用于图像采集卡和相机之间的异步通信，最小波特率为9600。这两个信号为SerTFG和SerTC，SerTFG是从Cameralink相机到图像采集卡的通信信号，SerTC是从图像采集卡到Cameralink相机的通信信号。而对于精简配置，只用一对LVDS信号用于采集卡到相机的通信，相机到采集卡的通信则安排在图像数据位上。