探测器串行图像数据动态调理的仿真检测方法

    专利2025-03-04  8


    本发明涉及cmos探测器,尤其涉及一种探测器串行图像数据动态调理的仿真检测方法。


    背景技术:

    1、cmos探测器在轨应用特别高空间环境恶劣的应用时,容易出现高能粒子把探测器内部逻辑打翻而出现时序错误,一种提高空间环境适应性的方法就是在成像的每行对探测器进行时序复位。对于高频大功率快温升的探测器,探测器串行图像数据调理时的温度与摄像过程中的温度可能会存在较大的差异。随着环境温度的变化,每行进行时序复位时,探测器时序复位信号的相位发生变化可能导致输出的串行图像数据的传输起始位置发生变化,因此需要对探测器输出的串行数据每行进行动态字校正和通道校正操作。基于同步字的检测进行动态校正串行数据的组合方式的方法,可克服时序复位信号带来的数据组合方式错误,但相关的实施方法是否正确,需要进行检测验证。


    技术实现思路

    1、鉴于上述问题,本发明提出一种探测器串行图像数据动态调理的仿真检测方法,对于时序复位导致串行数据组合方式的改变,采用改变串行数据发送器的计数值与数据位的对应关系来模拟;在探测器训练阶段进行全状态调理过程的检测,按照步骤发送恒定的训练字和单个训练字串行数据;在非训练的成像阶段,每当检测到行同步(sync)信号脉冲,按照顺序输出四个同步字,然后输出非同步字的数据,并将串行数据发送器的计数值与数据位的对应关系改变一次。

    2、本发明提供的探测器串行图像数据动态调理的仿真检测方法,基于仿真检测系统实现,仿真检测系统包括成像控制器和探测器模拟器;其中,

    3、成像控制器包括动态校正训练模块,动态校正训练模块向探测器模拟器输出串行时钟、训练状态信号、多光谱行同步信号、全色行同步信号、各通道的端口延迟器控制信号和训练控制信号;

    4、探测器模拟器包括全色行同步接收循环计数器、多光谱行同步接收循环计数器、二分频器、全色可控并行数据源、多光谱可控并行数据源、可控全色串行数据源发送器、可控多光谱串行数据源发送器;

    5、探测器模拟器根据动态校正训练模块输出的各通道的端口延迟器控制信号,判断各通道的延迟位置是否处于不稳定区域;

    6、探测器模拟器向动态校正训练模块返回串行数据的伴随时钟、多光谱串行数据和全色串行数据,串行数据的伴随时钟由动态校正训练模块输出的串行时钟经二分频器分频获得;

    7、该仿真检测方法包括:

    8、当探测器模拟器接收到的训练状态信号处于高电平时:

    9、在探测器模拟器接收到的训练控制信号为有效电平且对应的延迟位置处于稳定区域时,全色可控并行数据源与多光谱可控并行数据源分别输出训练字;

    10、在探测器模拟器接收到的训练控制信号为有效电平且对应的延迟位置处于不稳定区域时,全色可控并行数据源与多光谱可控并行数据源分别输出与训练字不同的并行数据;

    11、在探测器模拟器接收到的训练控制信号为无效电平时,全色可控并行数据源与多光谱可控并行数据源输出与训练字不同的并行数据;

    12、可控全色串行数据源发送器内的发送计数器的计数值与送入可控全色串行数据源发送器内的并行数据的位数相同,可控多光谱串行数据源发送器内的发送计数器的计数值与送入可控多光谱串行数据源发送器内的并行数据的位数相同;

    13、当探测器模拟器接收到的训练状态信号处于低电平时:

    14、全色可控并行数据源在检测到全色行同步信号的上升沿后,先输出四个同步字,再输出与四个同步字不同的随机并行数据;

    15、多光谱可控并行数据源在检测到多光谱行同步信号的上升沿后,先输出四个同步字,再输出与四个同步字不同的随机并行数据;

    16、可控全色串行数据源发送器内的发送计数器的计数值为送入可控全色串行数据源发送器内的随机并行数据的位数与全色行同步接收循环计数器的计数值之和,可控多光谱串行数据源发送器内的发送计数器的计数值为送入可控多光谱串行数据源发送器内的随机并行数据位数与多光谱行同步接收循环计数器的计数值之和。

    17、优选地,全色行同步接收循环计数器的计数值个数与全色可控并行数据源输出的随机并行数据的量化位数n相同,在每次检测到全色行同步信号的上升沿后循环加1,计数值变化范围是0~n-1;多光谱行同步接收循环计数器的计数值个数与多光谱可控并行数据源输出的随机并行数据的量化位数n相同,在每次检测到多光谱行同步信号的上升沿后循环加1,计数值变化范围是0~n-1。

    18、优选地,四个同步字均不相同,第一个同步字的最高位为1,其余位为0;第二个同步字的最低位为0,其余位为1;第三个同步字为训练字的取反,第四个同步字为训练字的最低位取反。

    19、优选地,探测器模拟器在fpga软件中的仿真测试平台testbench中建立。

    20、优选地,判断各通道的延迟位置是否处于不稳定区域的方式为:在该延迟位置进行连续的预定次数采样,若所有次的采样值都相等,则判断该延迟位置处于稳定区域,否则判断该延迟位置处于不稳定区域。

    21、与现有技术相比,本发明能够取得如下技术效果:

    22、1、在训练阶段进行全状态调理过程的检测,按照步骤发送恒定的训练字和单个训练字串行数据,避免仿真的时序复位引起的串行数据顺序改变导致正常的训练状态出错;

    23、2、在非训练过程阶段,每当检测到行同步信号脉冲后,先按照顺序输出四个同步字,再输出非同步字的数据;发送的串行数据是分谱段进行区分的,保证不同谱段图像数据在不同的行周期下应用也能工作正常;

    24、3、输出同步字的位置设置多种变化规律,循环各种起始位置,可模拟覆盖实际应用的所有状态。



    技术特征:

    1.一种探测器串行图像数据动态调理的仿真检测方法,其特征在于,基于仿真检测系统实现,仿真检测系统包括成像控制器和探测器模拟器;其中,

    2.如权利要求1所述的探测器串行图像数据动态调理的仿真检测方法,其特征在于,全色行同步接收循环计数器的计数值个数与全色可控并行数据源输出的随机并行数据的量化位数n相同,在每次检测到全色行同步信号的上升沿后循环加1,计数值变化范围是0~n-1;多光谱行同步接收循环计数器的计数值个数与多光谱可控并行数据源输出的随机并行数据的量化位数n相同,在每次检测到多光谱行同步信号的上升沿后循环加1,计数值变化范围是0~n-1。

    3.如权利要求1所述的探测器串行图像数据动态调理的仿真检测方法,其特征在于,四个同步字均不相同,第一个同步字的最高位为1,其余位为0;第二个同步字的最低位为0,其余位为1;第三个同步字为训练字的取反,第四个同步字为训练字的最低位取反。

    4.如权利要求1所述的探测器串行图像数据动态调理的仿真检测方法,其特征在于,探测器模拟器在fpga软件中的仿真测试平台testbench中建立。

    5.如权利要求1所述的探测器串行图像数据动态调理的仿真检测方法,其特征在于,判断各通道的延迟位置是否处于不稳定区域的方式为:在该延迟位置进行连续的预定次数采样,若所有次的采样值都相等,则判断该延迟位置处于稳定区域,否则判断该延迟位置处于不稳定区域。


    技术总结
    本发明涉及CMOS探测器领域,尤其涉及一种探测器串行图像数据动态调理的仿真检测方法,对于时序复位导致串行数据组合方式的改变,采用改变串行数据发送器的计数值与数据位的对应关系来模拟;在探测器训练阶段进行全状态调理过程的检测,按照步骤发送恒定的训练字和单个训练字串行数据;在非训练的成像阶段,每当检测到行同步(SYNC)信号脉冲,按照顺序输出四个同步字,然后输出非同步字的数据,并将串行数据发送器的计数值与数据位的对应关系改变一次。本发明在训练阶段进行全状态调理过程的检测,按照步骤发送恒定的训练字和单个训练字串行数据,避免仿真的时序复位引起的串行数据顺序改变导致正常的训练状态出错。

    技术研发人员:余达,韩诚山,薛旭成,李国宁,李强,齐彪,安威
    受保护的技术使用者:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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