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传统的视觉传感器以―帧‖为图像传输方式，具有像素面积小，分辨率高，填充因子高，制作成本低等优势。但是随着千万级像素的广泛需求，以及CMOS工艺尺寸的不断减小，电压不断降低，传统视觉传感器遇到了数据量大、帧频小、动态范围低的发展瓶颈。为获取高帧频、大动态范围、低数据量的精确视觉信息，本文研究了一种基于地址-事件表达（Address Event Representation, AER）方式的CMOS视觉传感器。本论文首先在对AER方式研究的基础上，分析了基于此方式的视觉传感器从源头消除冗余数据，实现非―帧‖输出的原理及工作方式；其次，针对系统的核心电路——双采样脉冲宽度调制（Pulse WidthModulation, PWM）电路，就工作原理、噪声消除机制进行了对比和分析，并建立了其非线性响应下噪声引起的时间误差模型，提出了降低时间误差的参数选择办法；再次，建立了基于AER方式的视觉传感器系统架构，对像素结构及仲裁模块进行行为级建模、仿真，验证了该方式的可行性；最后，根据系统方案及仿真模型的结果，对双采样PWM电路、光强变化感知电路、平均权重仲裁电路进行了设计和仿真。本文所设计的AER方式视觉传感器采用128×128的像素阵列，像素结构采用双采样PWM电路与光强变化感知电路相结合的形式，实现了像素的事件触发，异步工作，并从源头上消除了冗余信息，帧频、动态范围大幅提高；采用多模式仲裁的功能，可有效减小输出数据量，并获得较小的时间延迟。经仿真验证，该视觉传感器动态帧频最小等效值为100fps-1000fps，静态动态范围大于133dB，平均权重仲裁电路时间延迟最长160.65ns。结果表明，该AER视觉传感器可完成视觉信息的采集、处理、输出，适用于高速、高动态范围视觉领域。