基于FPGA的CCD传感器驱动信号研究与实现开题报告

 2020-02-18 07:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

在现代信号处理和电子应用技术领域,ccd作为一种必不可少的组成部分处在了一个十分重要的位置,并日益显示出其巨大的应用价值。尽管ccd技术的发展到现在只有几十年的历史,但它的发生与发展已经历了诸多变化,作为一种信号处理的技术已相当完善,并不断发挥着其重要的作用。

长期以来,人们不断地探索ccd电路处理的设计与实现方法,努力地追求着简化设计、减少体积、改善性能、提高灵活性和可靠性、便于制作等问题。随着微电子学迅速发展,以单个芯片进行ccd信号电路处理的设计正在发展和应用中。

如今ccd信号处理电路的设计有多种实现方法。第一种是采用单片机来实现,但单片机的处理速度比较慢。第二种是采用专用的dsp芯片,但是dsp的串行指令执行发式,使其工作速度和效率大打折扣,而且在一些高速的应用中,系统性能不断增长,而dsp性能的提高却落后于需求的增长。第三种是采用可编程逻辑器件(pld)的方法来实现。

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2. 研究的基本内容与方案

CCD 驱动电路的设计是CCD应用的关键问题之一。以往经常采用的驱动方法包括直接数字驱动方法、EPROM驱动方法、单片机驱动方法,前 2 种基本偏重硬件的实现,调试困难,灵活性较差,而后一种虽编程灵活,但存在资源浪费较多、频率较低的缺欠。本文采用FPGA进行设计。整个设计是采用自上而下的设计方法,编程完只要进行仿真、时序验证正确后再最后下载到器件中,再进行电路的测试,校验,直到达到预期的效果。这样的设计修改起来很方便,只需要改程序就行,而不像传统的设计方法,要更换器件、修改设计电路等。基于FPGA的设计既具有用软件编程的方便性,又可以达到完全硬件运行的高速性能,并且满足集成度的要求,从板级电路集成到一块芯片上,节省了电路板面积。

根据所研究的内容,我采取的技术方案及措施为:首先对用于尺寸测量和其它应用领域的线阵CCD进行较深入的研究,然后对相应的线阵CCD驱动脉冲相关参数进行分析计算,在此基础上,针对一具体应用进行驱动电路的设计,完成元器件的选型及关键技术的设计,使用VerilogHDL语言对其驱动电路方案进行硬件描述。最后,对一具体应用的驱动电路的设计效果进行测试,通过对比和分析仿真得到的相应性能曲线及性能指标,得到最终的结论。

3. 研究计划与安排

第一周:根据设计题目查阅收集相关参考文献资料,明确研究内容。

第二周~第三周:理解研究所需的相关参考文献及技术,确定技术方案,完成开题报告。

第四周~第十四周:进入设计论文阶段,完成任务书所要求的设计内容。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 王庆有.ccd应用技术.天津大学出版社,2013

[2] 赵负图.现代传感器集成电路.人民邮电出版社,2011

[3] 金篆芷.现代传感技术.电子工业出版社,2012

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