基于ARM7 PWM定时器的图像传感器时序信号设计

摘  要： 图像传感器的正常工作需要为其提供一定时序要求的驱动信号。基于ARM7内部 PWM定时器用软件编程的方法产生图像传感器的扫描起始信号S、扫描时钟信号?准、扫描结束信号EOF等驱动时序信号。实验证明，产生的时序信号可用作图像传感器的驱动信号，实现图像传感器的正常工作。
关键词： ARM7；PWM timer；图像传感器；驱动
   　图像传感器的正常工作必须由外部提供适当的驱动信号和工作电压。这些驱动信号的波形、相位、前后沿时间、高低电平等对图像传感器器件工作的好坏影响很大，因此，在设计过程中必须严格按要求进行电路的设计[1]。
　驱动电路是为图像传感器读出电路提供所必需的各个驱动脉冲信号，以便使其扫描电路以及信号处理、输出电路能正常工作，输出相应的视频信号[2]。对于CMOS图像传感器，根据像元排列形状的不同，可以把它分为线列阵、面列阵以及特殊列阵(如环行列阵等)。应用较多又最常见的是线列阵和面列阵。
1 线阵型驱动信号时序的要求
　多个形状和大小完全相同的光电二极管在硅片上等间距地排成一条直线，即叫“线列阵”，只需要对水平移位寄存器进行驱动控制，其驱动信号比较简单。线阵型驱动和控制移位寄存器的波形要求如图1所示[3]。图中，CP是传感器的时钟信号，通过对晶振的输入时钟分频得到，作为传感器的工作频率。S信号是传感器扫描起始信号，由它确定视频输出电压的起始时间。两个?准信号是作为扫描电路即移位寄存器的动态电源，从而达到对每个像元的采集，且两个Φ信号可以为互补的时钟，也可以不是。Vout[3]是视频信号，是传感器在S脉冲同步下，将入射到其光敏面上的按空间分布的光强信息转换成按时序串行输出的电信号。
   
   　线阵型图像传感器在这些驱动信号的作用下，就可以输出串行的视频信号。这些驱动信号的时序关系对图像传感器工作时序至关重要。
2 ARM7微处理器及PWM定时器
　由于嵌入式系统对CPU的性能要求越来越高，如核心频率、寻址能力、指令系统、功耗散热等，以ARM为体系的RISC系统结构逐渐占领市场。
2.1 ARM7系列微处理器
　ARM系列处理器是由英国ARM公司设计制造的嵌入式处理器，其已成为现今世界上最流行的嵌入式处理器，主要包括ARM7、ARM9、ARM9E、ARM10E等系列。
　ARM7系列微处理器为低功耗的32 bit RISC处理器，最适合于对价位和功耗要求较高的消费类应用，主要应用在工业控制、Internet设备、网络和调制解调器设备、移动电话等多媒体和嵌入式应用场合。
2.2 S3C44B0X及其PWM定时器
　ARM7系列微处理器包括四种类型的内核：ARM7TDMI、ARM7TDMI-S、ARM720T、ARM7EJ-S。ARM7TDMI是目前使用最广泛的32 bit嵌入式RISC处理器，是ARM公司最早为业界普遍认可且赢得了最为广泛的应用的处理器核。S3C44B0X即是基于ARM7TDMI的体系结构。