本實(shí)用新型屬于熱成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種256×256元MOS薄膜電阻陣驅(qū)動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

薄膜電阻陣是一種可以產(chǎn)生熱圖像的高精度、大規(guī)模集成的專用電子器件。它一般與光學(xué)系統(tǒng)、電子驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、圖像計(jì)算機(jī)生成系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)等一同構(gòu)成一種紅外場景產(chǎn)生系統(tǒng)。該系統(tǒng)是硬件在回路仿真系統(tǒng)的一個(gè)重要組成子系統(tǒng)，主要應(yīng)用于紅外成像系統(tǒng)的測試和仿真中，如導(dǎo)彈位標(biāo)器、紅外成像告警器和紅外成像觀測器等。目前，國外對(duì)該器件的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用進(jìn)行了深入地研究，如美國的Honeywell和SBIR公司均有相關(guān)產(chǎn)品見諸于公開報(bào)道。美國軍方已經(jīng)成功的建設(shè)了數(shù)個(gè)以薄膜電阻陣為核心部件的紅外場景產(chǎn)生系統(tǒng)，并投入到多種類型的紅外成像制導(dǎo)武器系統(tǒng)的測試、仿真和評(píng)估。

薄膜電阻陣用途的特殊性，使得國外對(duì)我國在該領(lǐng)域內(nèi)的主要技術(shù)進(jìn)行封鎖，如芯片制備技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)等。目前我國已經(jīng)開發(fā)出第二代的薄膜電阻陣芯片制備技術(shù)，并且基于該自主的專有技術(shù)生產(chǎn)出了薄膜電阻陣芯片。由于薄膜電阻陣的邏輯驅(qū)動(dòng)與電氣接口不同于普通的CRT或液晶的驅(qū)動(dòng)顯示接口，因此為了使得薄膜電阻陣芯片正常工作、顯示熱圖像，必須要有一套專用裝置對(duì)其驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)有的128*128元電阻陣驅(qū)動(dòng)裝置分辨率較低，不能適用于256*256元MOS薄膜電阻。因此，本實(shí)用新型提出一種用于驅(qū)動(dòng)256×256元MOS薄膜電阻陣工作的專用裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種方便安裝使用、實(shí)時(shí)性、可靠性和準(zhǔn)確性高及能用于多種試驗(yàn)的256×256元MOS薄膜電阻陣驅(qū)動(dòng)裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，一種256×256元MOS薄膜電阻陣驅(qū)動(dòng)裝置，包括依次信號(hào)連接的圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板、圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板和多路高速同步D/A陣列板，圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板與圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板和多路高速同步D/A陣列板分開放置，圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板用于與圖像計(jì)算機(jī)總線或者接口相連接；多路高速同步D/A陣列板和圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板均還用于與薄膜電阻陣相連接。

該圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板用于接收?qǐng)D像計(jì)算機(jī)發(fā)送的待驅(qū)動(dòng)的輻射亮度圖像數(shù)據(jù)并緩沖，將緩沖后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻和非線性校正，然后將校正后的圖像數(shù)據(jù)的進(jìn)行驅(qū)動(dòng)格式轉(zhuǎn)換，并傳輸驅(qū)動(dòng)格式轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)。

該圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板用于接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)并緩沖，產(chǎn)生控制D/A陣列所需的驅(qū)動(dòng)邏輯信號(hào)，并將該驅(qū)動(dòng)邏輯信號(hào)與圖像數(shù)據(jù)同步傳輸給多路高速同步D/A陣列板；還用于：根據(jù)薄膜電阻陣的驅(qū)動(dòng)邏輯時(shí)序要求，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)薄膜電阻陣所需的時(shí)序邏輯信號(hào)。

該多路高速同步D/A陣列板用于接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板發(fā)送的驅(qū)動(dòng)邏輯信號(hào)和圖像數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)多路D/A陣列同步工作，將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)薄膜電阻陣顯示的電壓信號(hào)，并傳輸至薄膜電阻陣。

進(jìn)一步地，該圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板包括依次相連接的第一存儲(chǔ)器、非均勻性和非線性校正電路、格式轉(zhuǎn)換電路和高速通信發(fā)送接口；第一存儲(chǔ)器用于與計(jì)算機(jī)總線或者接口相連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)緩沖。

進(jìn)一步地，該圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板設(shè)置于圖像計(jì)算機(jī)內(nèi)或者與圖像計(jì)算機(jī)并列放置，圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板和多路高速同步D/A陣列板并列放置于同一空間內(nèi)。

進(jìn)一步地，該非均勻性和非線性校正電路包括依次相連接的第一FPGA芯片、兩個(gè)雙端口RAM和第二FPGA芯片，兩個(gè)雙端口RAM并列設(shè)置，且分別獨(dú)立與第一FPGA芯片和第二FPGA芯片相連接；第一FPGA芯片用于完成圖像的非均勻性和非線性校正，并將校正后的數(shù)據(jù)交替寫入兩個(gè)雙端口RAM中，第二FPGA芯片從兩個(gè)雙端口RAM中交替讀取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過光纖高速通信接口發(fā)送給圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板。

進(jìn)一步地，該圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板包括依次相連接的高速通信接收接口、第二存儲(chǔ)器、邏輯產(chǎn)生及D/A控制邏輯電路和邏輯電平轉(zhuǎn)換電路；邏輯產(chǎn)生及D/A控制邏輯電路的通道不少于32路；邏輯產(chǎn)生及D/A控制邏輯電路用于產(chǎn)生D/A陣列控制信號(hào)；邏輯電平轉(zhuǎn)換電路用于產(chǎn)生薄膜電阻陣邏輯驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；高速通信接收接口與高速通信發(fā)送接口相連接。

進(jìn)一步地，該邏輯產(chǎn)生及D/A控制邏輯電路包括設(shè)置于圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板上的第三FPGA芯片，第三FPGA芯片用于從第二存儲(chǔ)器中提取圖像數(shù)據(jù)，產(chǎn)生D/A陣列控制信號(hào)，并將該控制信號(hào)與圖像數(shù)據(jù)同步送給D/A陣列，同時(shí)產(chǎn)生薄膜電阻陣的邏輯驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。

進(jìn)一步地，該高速通信發(fā)送接口和高速通信接收接口的有效數(shù)據(jù)傳輸速率不小于120MB/s。

上述一種256×256元MOS薄膜電阻陣驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)薄膜電阻陣的工作方法如下：

該圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板接收?qǐng)D像計(jì)算機(jī)發(fā)送的待驅(qū)動(dòng)的輻射亮度圖像數(shù)據(jù)并緩沖，將緩沖后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻和非線性校正，然后將校正后的圖像數(shù)據(jù)的進(jìn)行驅(qū)動(dòng)格式轉(zhuǎn)換，并傳輸驅(qū)動(dòng)格式轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)；

該圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)并緩沖，產(chǎn)生控制D/A陣列所需的驅(qū)動(dòng)邏輯信號(hào)，并將該驅(qū)動(dòng)邏輯信號(hào)與圖像數(shù)據(jù)同步傳輸給多路高速同步D/A陣列板；同時(shí)根據(jù)薄膜電阻陣的驅(qū)動(dòng)邏輯時(shí)序要求，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)薄膜電阻陣所需的時(shí)序邏輯信號(hào)；

該多路高速同步D/A陣列板接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板發(fā)送的驅(qū)動(dòng)邏輯信號(hào)和圖像數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)多路D/A陣列同步工作，將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)薄膜電阻陣顯示的電壓信號(hào)，并傳輸至薄膜電阻陣。

本實(shí)用新型一種256×256元MOS薄膜電阻陣驅(qū)動(dòng)裝置具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.將圖像格式轉(zhuǎn)換及非均勻性和非線性校正使用硬件電路完成，保證了薄膜電阻陣可以以不小于100Hz的幀頻進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)刷新和驅(qū)動(dòng)，提高了驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)性、可靠性和準(zhǔn)確性。2.將圖像格式轉(zhuǎn)換、非均勻性和非線性校正及薄膜電阻陣的邏輯產(chǎn)生及D/A陣列邏輯電路分離，使得整個(gè)薄膜電阻陣驅(qū)動(dòng)裝置更加便于安裝使用。3.圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板與圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板和多路高速同步D/A陣列板分開放置，可以將該裝置應(yīng)用于多種試驗(yàn)，既可以進(jìn)行紅外探測系統(tǒng)的獨(dú)立試驗(yàn)，也可以安裝在五軸轉(zhuǎn)臺(tái)上進(jìn)行復(fù)雜的半實(shí)物仿真回路試驗(yàn)。4.存儲(chǔ)空間大，傳輸速度快。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種256×256元MOS薄膜電阻陣驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型中圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型中圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板以及與外部連接的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1.圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板；1-1.第一存儲(chǔ)器；1-2.非均勻性和非線性校正電路；1-3.格式轉(zhuǎn)換電路；1-4.高速通信發(fā)送接口；2.圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板；2-1.第二存儲(chǔ)器；2-2.邏輯產(chǎn)生及D/A控制邏輯電路；2-3.邏輯電平轉(zhuǎn)換電路；2-4.高速通信接收接口；3.多路高速同步D/A陣列板；4.薄膜電阻陣；5.圖像計(jì)算機(jī)總線或者接口。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型一種256×256元MOS薄膜電阻陣驅(qū)動(dòng)裝置，如圖1所示，包括依次信號(hào)連接的圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板1、圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板2和多路高速同步D/A陣列板3，圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板1與圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板2和多路高速同步D/A陣列板3分開放置，圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板1用于與圖像計(jì)算機(jī)總線或者接口5相連接；多路高速同步D/A陣列板3和圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板2均還用于與薄膜電阻陣4相連接。

上述圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板1用于接收?qǐng)D像計(jì)算機(jī)發(fā)送的待驅(qū)動(dòng)的輻射亮度圖像數(shù)據(jù)并緩沖，將緩沖后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻和非線性校正，然后將校正后的圖像數(shù)據(jù)的進(jìn)行驅(qū)動(dòng)格式轉(zhuǎn)換，并傳輸驅(qū)動(dòng)格式轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)。上述圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板2用于接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板1發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)并緩沖，產(chǎn)生控制D/A陣列所需的驅(qū)動(dòng)邏輯信號(hào)，并將該驅(qū)動(dòng)邏輯信號(hào)與圖像數(shù)據(jù)同步傳輸給多路高速同步D/A陣列板；還用于：根據(jù)薄膜電阻陣4的驅(qū)動(dòng)邏輯時(shí)序要求，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)薄膜電阻陣4所需的時(shí)序邏輯信號(hào)，即行時(shí)鐘信號(hào)、行選通信號(hào)、行復(fù)位信號(hào)、列時(shí)鐘信號(hào)、列選通信號(hào)和列復(fù)位信號(hào)。上述多路高速同步D/A陣列板3用于接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板2發(fā)送的驅(qū)動(dòng)邏輯信號(hào)和圖像數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)多路D/A陣列同步工作，將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)薄膜電阻陣顯示的電壓信號(hào)，并傳輸至薄膜電阻陣4。圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板1設(shè)置于圖像計(jì)算機(jī)內(nèi)或者與圖像計(jì)算機(jī)并列放置，圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板2和多路高速同步D/A陣列板3并列放置于同一空間內(nèi)。

如圖2所示，圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板1包括依次相連接的第一存儲(chǔ)器1-1、非均勻性和非線性校正電路1-2、格式轉(zhuǎn)換電路1-3和高速通信發(fā)送接口1-4；第一存儲(chǔ)器1-1用于與計(jì)算機(jī)總線或者接口相連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)緩沖。上述非均勻性和非線性校正電路1-2包括依次相連接的第一FPGA芯片、兩個(gè)雙端口RAM和第二FPGA芯片，兩個(gè)雙端口RAM并列設(shè)置，且分別獨(dú)立與第一FPGA芯片和第二FPGA芯片相連接；第一FPGA芯片用于完成圖像的非均勻性和非線性校正，并將校正后的數(shù)據(jù)交替寫入兩個(gè)雙端口RAM中，第二FPGA芯片從兩個(gè)雙端口RAM中交替讀取數(shù)據(jù)，并進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，然后將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過光纖高速通信接口發(fā)送給圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板2。采用光纖通道，防電磁干擾，范圍在30～50米。

如圖3所示，上述圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板2包括依次相連接的高速通信接收接口2-4、第二存儲(chǔ)器2-1、邏輯產(chǎn)生及D/A控制邏輯電路2-2和邏輯電平轉(zhuǎn)換電路2-3；邏輯產(chǎn)生及D/A控制邏輯電路2-2的通道不少于32路；邏輯產(chǎn)生及D/A控制邏輯電路2-2用于產(chǎn)生D/A陣列控制信號(hào)；邏輯電平轉(zhuǎn)換電路2-3用于產(chǎn)生薄膜電阻陣邏輯驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)；高速通信接收接口2-4與高速通信發(fā)送接口1-4相連接。第一存儲(chǔ)器1-1和第二存儲(chǔ)器2-1均采用FIFO。高速通信發(fā)送接口1-4和高速通信接收接口2-4的有效數(shù)據(jù)傳輸速率不小于120MB/s。

上述的一種256×256元MOS薄膜電阻陣驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)薄膜電阻陣的工作方法如下：

該圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板1接收?qǐng)D像計(jì)算機(jī)發(fā)送的待驅(qū)動(dòng)的輻射亮度圖像數(shù)據(jù)并緩沖，將緩沖后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行非均勻和非線性校正，然后將校正后的圖像數(shù)據(jù)的進(jìn)行驅(qū)動(dòng)格式轉(zhuǎn)換，并傳輸驅(qū)動(dòng)格式轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板2接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板1發(fā)送的圖像數(shù)據(jù)并緩沖，產(chǎn)生控制D/A陣列所需的驅(qū)動(dòng)邏輯信號(hào)，并將該驅(qū)動(dòng)邏輯信號(hào)與圖像數(shù)據(jù)同步傳輸給多路高速同步D/A陣列板；同時(shí)根據(jù)薄膜電阻陣4的驅(qū)動(dòng)邏輯時(shí)序要求，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)薄膜電阻陣4所需的時(shí)序邏輯信號(hào)。多路高速同步D/A陣列板3接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板2發(fā)送的驅(qū)動(dòng)邏輯信號(hào)和圖像數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)多路D/A陣列同步工作，將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)薄膜電阻陣顯示的電壓信號(hào)，并傳輸至薄膜電阻陣4。

本實(shí)用新型一種256×256元MOS薄膜電阻陣驅(qū)動(dòng)裝置，將圖像格式轉(zhuǎn)換及非均勻性和非線性校正使用硬件電路完成，保證了薄膜電阻陣可以以不小于100Hz的幀頻進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)刷新和驅(qū)動(dòng)，提高了驅(qū)動(dòng)的實(shí)時(shí)性、可靠性和準(zhǔn)確性。圖像數(shù)據(jù)處理及發(fā)送板1插在圖像生成裝置內(nèi)或靠近圖像生成裝置放置；圖像生成裝置可以選用圖像計(jì)算機(jī)或其他的裝置，圖像數(shù)據(jù)接收及驅(qū)動(dòng)邏輯板2和多路高速同步D/A陣列板3一起靠近薄膜電阻陣放置。分置式的放置方式，可以將該裝置應(yīng)用于多種試驗(yàn)，既可以進(jìn)行紅外探測系統(tǒng)的獨(dú)立試驗(yàn)，也可以安裝在五軸轉(zhuǎn)臺(tái)上進(jìn)行復(fù)雜的半實(shí)物仿真回路試驗(yàn)。