小型化红外成像组件：处理板设计与关键技术

"本文主要探讨了红外成像组件中小型化处理板的设计，涵盖了从总体方案设计、器件选型、电源分配系统（PDS）设计、信号完整性和电源完整性，到接口信号约束规则以及存储器接口带宽优化等多个关键环节。在小型化趋势下，这种处理板在红外成像技术中的作用至关重要，它不仅执行图像处理任务，还负责探测器的控制和数据转换功能。文章介绍了将处理板集成到前端电路板的方案，以实现系统的标准化和小型化。" 红外成像技术在军事和民用领域有着广泛的应用，非制冷红外成像技术因其成本低、体积小等优势受到青睐。为了满足高性能、小型化和低功耗的需求，小型化红外成像组件的开发变得尤为重要。其中，处理板是核心组成部分，承担图像处理、探测器控制和数据转换等多项关键任务。 在设计过程中，首先需要进行总体方案设计，如文中提出的将AD采集部分前置到驱动板上，处理板则被设计成小型化，与驱动板和接口板共同集成在平台框架上，形成堆叠式结构，以节省空间。处理板的尺寸被严格控制在38mm×38mm，厚度1.6mm，保证了高度集成。 器件选型方面，FPGA被选为核心器件，因为它能够处理图像的非均匀校正、计算校正参数以及执行图像处理算法，同时还能控制探测器的时序、AD转换以及将14位并行数据转换为串行LVDS信号。FPGA的功能还包括校正快门控制，但特殊接口转换功能则交由后端接口板完成。 电源分配系统（PDS）设计和信号完整性的考虑是为了确保系统的稳定运行和高效能。PDS设计需要确保各个组件得到稳定的电源供应，而信号完整性和电源完整性设计则是为了减少信号损失和噪声，保持数据传输的准确性和速度。 接口信号布线约束规则的制定是为了优化信号传输，避免干扰和错误。此外，文中还提到了存储器接口带宽的计算方法，这对于理解系统性能和优化FPGA的硬核存储器控制器至关重要。Cyclone V FPGA的硬核存储器控制器能够提高存储器接口带宽，从而提升整个系统的数据处理能力。 该设计旨在实现红外成像组件的小型化、模块化和系列化，通过优化各个部分，以满足不同应用领域的需求，提供高性能、低功耗的解决方案。这一设计方法对于推动红外成像技术的发展具有重要的实践意义。