星载遥感CCD相机高性能时序发生器的研制

《星载遥感CCD相机高性能时序发生器的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航天返回与遥感第35卷第1期46SPACECRAFTRECOVERY&REMOTESENSING2014年2月星载遥感CCD相机高性能时序发生器的研制成桂梅吴淞波李强万旻包斌（北京空间机电研究所，北京100094）摘要文章介绍了星载遥感CCD相机高性能时序发生器的研制过程。根据TDICCD驱动时序信号的特点，采用先进的EDA工具（包括LiberoIDE、SynplifyPro、Modersim等）对时序发生器进行了设计、综合、仿真。研究了反熔丝现场门阵列（FieldProgrammableGateAarray，FPGA）器件自身结构的特点，在自

2、动布局布线的基础上采用人工干预的方法对局部寄存器和逻辑门进行了合理布局布线，优化输出I/O时序，使得驱动CCD的水平转移信号之间偏斜最小，并精确调整了水平转移信号的相位关系，从而提高了CCD模拟信号的精度，使时序发生器达到最佳性能，同时缩短了研制周期、降低了成本。关键词电荷耦合器件相机时序发生器现场可编程门阵列布局布线空间遥感中图分类号:V211文献标志码:A文章编号:1009-8518(2014)01-0046-08DOI:10.3969/j.issn.1009-8518.2014.01.007DevelopmentofHigh-perfor

3、manceTimingGeneratorforRemoteSensingCCDCameraonSatelliteCHENGGuimeiWUSongboLIQiangWANMinBAOBin（BeijingInstituteofSpaceMechanic&Electricity,Beijing100094,China）AbstractThispaperdescribeshowtodevelopahigh-performancetiminggeneratorforremotesensingCCDcameraonsatellite.According

4、tothecharacteristicsofTDICCDdrivingtiming,theadvancedEDAtools,whichcontainLiberoIDE,SynplifyPro,Modelsimandsoon,areusedtodesign,synthesizeandsimulatethehigh-performancetiminggenerator.Byanalyzingandstudyingthecharacteristicsofanti-fuseFPGAchip,partofregistersandlogiccellsare

5、placedmanuallybasedonautomaticlayout&routing,whichcanmakethedriv-ingsignals’Clock-to-outputdelaytimeskewshorterandadjustthephaserelationshipaccurately,andthentheprecisionofanalogsignalsisimproved.Finally,ahigh-performancetiminggeneratorwithshortertimeandlowercostisachieved.K

6、eywordsCCDcamera;timinggenerator;fieldprogrammablegatearray;layoutandrouting;spaceremotesensing0引言星载遥感CCD相机中，CCD时序发生器的性能直接影响到CCD信号的处理能力、转换效率和信噪比等光电转换特征，从而影响到相机的品质参数，因此，设计高精度的驱动时序信号已成为目前提高星[1-3]载遥感CCD相机性能的关键技术之一。提高驱动时序信号的精度主要有2种途径：1）使得各水平转收稿日期：2013-06-24第1期成桂梅等:星载遥感CCD相机高性能时序

7、发生器的研制47移信号之间的偏斜（Skew）为0；2）使得水平转移信号之间相位关系最佳。在以往的设计中主要通过硬件RC电路和内部加入延迟缓冲来进行补偿设计，但这种方法存在一定的缺陷：增加了硬件电路，功耗增大；需要进行反复调试才能完成，研制周期长；信号精度只能达到ns级，即各信号之间偏斜和相位关系调整为ns级。当前可以通过人工干预布局布线的方法来实现高精度驱动时序信号，使精度达到ps级。本文以某型号为背景，分析了TDICCD驱动时序特点、时序发生器的工作原理和设计过程，介绍了在反熔丝现场门阵列（FieldProgrammableGateAarra

8、y，FPGA）上的实现过程：利用电子设计自动化（ElectronicDesignAutomation,EDA）工具完成设计、综合、仿真，通过分析所用反