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1、<工業(yè)控制計(jì)算機(jī)}2015年第28卷第5期基于Zynq的線陣CCD驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)DesignofLinearCCDDriverModuleBasedonZynq張冰王曉旭(大連理工大學(xué)物理與光電工程學(xué)院，遼寧大連116024)摘要CCD(ChargeCoupledDevice)在工業(yè)、軍事、科學(xué)研究等方面有廣泛的應(yīng)用，如光學(xué)測(cè)量、遙感測(cè)量、圖像識(shí)別、數(shù)碼攝影等。為適應(yīng)Xilinx公司最新平臺(tái)Zynq在光學(xué)測(cè)量以及圖像處理方面的應(yīng)用，提出一種基于Zynq的線陣CCD驅(qū)動(dòng)模塊設(shè)計(jì)方法，利用Zynq的PL部分完成了線陣CCD驅(qū)動(dòng)的IP核設(shè)計(jì)。該驅(qū)動(dòng)電路具有集
2、成度高，可移植性好的特點(diǎn)，以及時(shí)序特性良好的仿真波形，為使用Zynq的PS部分進(jìn)行后續(xù)開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：Zynq。CCD，驅(qū)動(dòng)AbstractInordertomeettheapplicationinopticalmeasurementandimageprocessingofZynq。thelatestplatformdevelopedbyXilinx，akindofmethodaboutlinearCCDdrivermoduledesignbasedontheZynqisputforward．ThelinearCCDdrivenIPcorei
3、scompleteundertheuseofPL(ProgrammableLogic)，partofZynq．Thedrivingcircuitischaracterizedbyhighintegra-tion．portabilityandexcelenttimingcharacterizedsimulationwaveform，laidasolidfoundationofthesubsequentdevelopmenttousethePS(ProcessjngSystem)sideofZynq．Keywords：Zynq，CCD，drive當(dāng)前嵌入
4、式設(shè)計(jì)發(fā)展迅猛，單個(gè)處理器、單個(gè)ASIC、ASSPCCD的驅(qū)動(dòng)時(shí)序?；蛘邌渭兊腇PGA方案，甚至這些方案的組合也都無法滿足設(shè)由RL2048PAG一712的時(shí)序圖可以看出，R48PAG一計(jì)的需求。在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，為了滿足下一代應(yīng)用處理的需712采用的是二相驅(qū)動(dòng)脈沖工作。光電二極管將接收到的光信求，Xilinx定義了Zynq一7000系列產(chǎn)品[1】。為了適應(yīng)Xilinx公司號(hào)轉(zhuǎn)換成電荷包，在40MHz的二相CCD移位寄存器的控制下最新平臺(tái)Zynq在光學(xué)測(cè)量以及圖像處理方面的應(yīng)用，提出了串行輸出。5V的驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘使得設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)低功耗和低成本。一種基于Z
5、ynq的線陣CCD驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)方法。在CCD的應(yīng)用技術(shù)中，確保其正常工作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生電路比較復(fù)雜，驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)也就成為了其應(yīng)用的關(guān)鍵問／_＼題之一[2]。由于不同廠家生產(chǎn)的CCD，其驅(qū)動(dòng)時(shí)序不盡相同，即k一{．一卜_．-使同一廠家生產(chǎn)的不同型號(hào)的CCD，驅(qū)動(dòng)時(shí)序也不完全一樣，幾這就使得CCD驅(qū)動(dòng)電路很難規(guī)范化、產(chǎn)品化。為了滿足實(shí)時(shí)性比較強(qiáng)的工程實(shí)際需求，文章詳細(xì)闡述了基于Zynq的線陣‰F!===CCD驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)步驟和方法。1CCD工作參數(shù)與時(shí)序分析o．廣—]1．1型號(hào)為RL2048PAG一712的CCD芯片工作參數(shù)I1flIl、r_———、N
6、一根據(jù)工程項(xiàng)目的技術(shù)要求，選用了PerkinEImer公司的RL2048PAG一712型CCD芯片作為所搭建系統(tǒng)的光電傳感器。圈1RL2048PAG-712的驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)序該器件結(jié)合了高靈敏度的光電二極管陣列和高速的電荷耦合掃O~(TransferGate)用來控制電荷包由光電二極管向CCD描，為先進(jìn)的成像應(yīng)用日益增長(zhǎng)的需求提供了有效的解決方案。移位寄存器傳輸。在電荷積分期間，該傳輸門的電壓應(yīng)保持低電該CCD芯片具有低噪聲、高靈敏度和顯著的電荷存儲(chǔ)能力，以平，阻斷電荷包從光電二極管向移位寄存器傳輸。當(dāng)需要向移位及無滯后的動(dòng)態(tài)成像能力。二相CCD讀出寄存
7、器僅需5V電壓寄存器轉(zhuǎn)移電荷包時(shí)，將1G置于高電平。時(shí)鐘信號(hào)即可獲得良好的電荷轉(zhuǎn)移效率。附加電極提供獨(dú)立的在讀取完一行像素的電荷信息之后，移位寄存器中的電荷曝光以及抗光暈控制。高靈敏度的讀出放大器提供一個(gè)大的輸為空，這時(shí)移位寄存器就可以從光電二極管陣列那里接收薪的出信號(hào)，以放寬對(duì)后續(xù)相機(jī)電子裝置的噪聲要求。具體來說，該電荷包，即下一行的像素信息。電荷包從光電二極管向CCD移CCD芯片具有以下主要參數(shù)：位寄存器傳輸?shù)臈l件是：水平時(shí)鐘脈沖，保持高電平，保持光譜響應(yīng)范圍：250-1o00nm、像素讀出速率：40MHz、動(dòng)態(tài)低電平，1G置于高電平。一旦1G到
8、達(dá)了高電平，緊接著應(yīng)將范圍：2500．1、驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘：5V、超低圖像延遲、電子曝光控制、抗光~TQ置于高電平，
