| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第9-10页 |
| 1.2 国内外相关研究现状 | 第10-13页 |
| 1.2.1 CMOS图像传感器发展历史与现状 | 第10-12页 |
| 1.2.2 CMOS图像传感器未来发展趋势 | 第12-13页 |
| 1.3 高性能CMOS图像采集系统概述 | 第13-14页 |
| 1.4 本文所做主要研究工作及论文安排 | 第14-15页 |
| 2 图像采集系统总体设计方案 | 第15-27页 |
| 2.1 系统的总体设计要求 | 第15-16页 |
| 2.2 图像采集系统总体方案介绍 | 第16-17页 |
| 2.3 图像传感器选型 | 第17-19页 |
| 2.4 核心控制器件的选型 | 第19-22页 |
| 2.4.1 控制方案设计 | 第19-20页 |
| 2.4.2 FPGA器件选型 | 第20-21页 |
| 2.4.3 FPGA芯片参数 | 第21-22页 |
| 2.5 传输方式选择 | 第22-25页 |
| 2.5.1 Camera Link数据传输接口 | 第23页 |
| 2.5.2 低压差分信号 | 第23-24页 |
| 2.5.3 Camera Link通讯协议 | 第24-25页 |
| 2.6 本章小结 | 第25-27页 |
| 3 高性能CMOS图像采集系统硬件设计 | 第27-40页 |
| 3.1 CMOS图像传感器电路 | 第27-31页 |
| 3.2 FPGA控制电路 | 第31-36页 |
| 3.2.1 电源模块设计 | 第31-34页 |
| 3.2.2 FPGA基本功能电路 | 第34-35页 |
| 3.2.3 DDR2 SDRAM硬件电路设计 | 第35-36页 |
| 3.3 Camera Link接口电路 | 第36-38页 |
| 3.3.1 电源模块设计 | 第36-37页 |
| 3.3.2 数据传输电路 | 第37-38页 |
| 3.4 本章小结 | 第38-40页 |
| 4 高性能CMOS图像采集系统软件设计 | 第40-58页 |
| 4.1 FPGA整体软件架构 | 第40-41页 |
| 4.2 系统软件功能模块说明 | 第41-46页 |
| 4.2.1 CIS2521图像传感器初始化 | 第41-44页 |
| 4.2.2 驱动控制 | 第44页 |
| 4.2.3 图像数据流和Camera Link接口 | 第44-46页 |
| 4.3 软件功能模块设计 | 第46-57页 |
| 4.3.1 数字时钟管理模块 | 第46-47页 |
| 4.3.2 上电控制模块 | 第47-48页 |
| 4.3.3 JTAG配置模块 | 第48页 |
| 4.3.4 串行通信接口模块 | 第48-49页 |
| 4.3.5 曝光控制模块 | 第49-50页 |
| 4.3.6 数据缓存模块 | 第50-51页 |
| 4.3.7 数据处理模块 | 第51-55页 |
| 4.3.8 Camera Link接口控制模块 | 第55-57页 |
| 4.4 本章小结 | 第57-58页 |
| 5 功能仿真及成像测试 | 第58-75页 |
| 5.1 仿真验证概述 | 第58页 |
| 5.2 FPGA功能模块仿真 | 第58-63页 |
| 5.2.1 上电控制模块 | 第58-59页 |
| 5.2.2 数字时钟管理模块 | 第59-60页 |
| 5.2.3 JTAG配置模块 | 第60页 |
| 5.2.4 串行通讯模块 | 第60-61页 |
| 5.2.5 曝光控制模块 | 第61页 |
| 5.2.6 数据缓存模块 | 第61-62页 |
| 5.2.7 数据处理模块 | 第62页 |
| 5.2.8 Camera Link接口控制模块 | 第62-63页 |
| 5.3 仿真结果分析 | 第63-64页 |
| 5.4 硬件电路测试 | 第64-66页 |
| 5.4.1 电路上电前测试 | 第65-66页 |
| 5.5 FPGA软件测试 | 第66-68页 |
| 5.5.1 Camera Link通讯时钟 | 第66-67页 |
| 5.5.2 CMOS有效信号测试 | 第67-68页 |
| 5.6 系统成像测试 | 第68-74页 |
| 5.6.1 数据采集系统控制软件 | 第69-70页 |
| 5.6.2 CMOS图像采集系统成像实验 | 第70-71页 |
| 5.6.3 图像数据分析 | 第71-74页 |
| 5.7 本章小结 | 第74-75页 |
| 总结与展望 | 第75-77页 |
| 参考文献 | 第77-81页 |
| 致谢 | 第81-82页 |
| 攻读学位期间发表学术论文目录 | 第82-83页 |