本论文是天津市重点科技攻关项目“高性能大动态范围CMOS图像传感器设计”研究工作的一部分。由于CMOS工艺的成熟和固体图像传感器技术的发展,CMOS图像传感器以其功耗低,动态范围宽,可靠性高,体积小,价格便宜等特点,成为图像处理技术中的关键设备,广泛应用于摄像机、数码相机、移动通讯产品、安全监控、汽车安全气囊、指纹识别等领域。该项目包括像素阵列、信号可编程增益放大器、模数转换器和时序控制电路的设计,属于超大规模数模混合电路设计。项目的完成可以为设计图像采集和处理方面的专用集成电路以及实现系统集成奠定坚实的基础,具有广阔的市场前景。本人在毕业设计期间完成了CMOS图像传感器时序控制电路的设计工作。本论文主要论述了CMOS图像传感器时序控制电路的系统设计和实现方法。详细介绍和比较了双采样结构CMOS图像传感器常用的两种时序关系:滚筒式曝光方式和并行式曝光方式。鉴于要实现高帧频的设计要求,本设计中的CMOS图像传感器控制电路采用并行式曝光的时序控制方式。在设计过程中,遵循自顶向下的设计方法,在时序关系分析的基础上完成模块的划分,运用Verilog硬件描述语言分别进行各子模块的程序设计,功能仿真,综合以及综合后的门级仿真。在各子模块设计无误的前提下,完成整体模块的调试,综合和仿真。通过FPGA硬件验证无误后,完成了CMOS图像传感器时序控制电路的布局布线和版图设计工作。目前,CMOS图像传感器芯片已经在CHRT公司流片,该项目现正处于芯片的系统测试阶段。