[发明专利]用于红外传感器信号采集一体化系统的SoC芯片结构

权利要求书

1.一种用于红外传感器信号采集一体化系统的SoC芯片结构，其特征在于：包括CPU子系统、存储器子系统、算法子系统、输入采样子系统、数据输出子系统、控制输出子系统、通用外设子系统和时钟复位子系统，所述CPU子系统通过AHB总线与存储器子系统、算法子系统、输入采样子系统和数据输出子系统电连接，所述AHB总线通过桥与APB总线电连接，所述APB总线分别与所述控制输出子系统、通用外设子系统和时钟复位子系统电连接；

所述输入采样子系统包括可变增益放大器和模数转换器，所述可变增益放大器与模数转换器的输入端电连接，所述模数转换器的输出端通过AHB总线与算法子系统电连接；

所述算法子系统包括自动增益控制单元和图像预处理单元，所述自动增益控制单元和图像预处理单元均与AHB总线电连接；所述自动增益控制单元将模数转换器输出的信号送给图像预处理单元，并根据模数转换器输出信号的功率值对可变增益放大器的增益进行自动调节，所述图像预处理单元对模数转换器输出的信号进行图像预处理后送到数据输出子系统；

自动增益控制单元对可变增益放大器的增益进行自动调节的过程包括以下步骤：

步骤S1、设置图像的尺寸，并根据图像尺寸设置偏压高门限和偏压低门限的值；

步骤S2、计算图像输入数据点的数据均值；

步骤S3、根据数据均值和图像各输入数据点的数据值计算图像输入数据点的均方差求和值；

步骤S4、根据均方差求和值及图像输入数据点个数算出归一化的功率值；

步骤S5、将归一化的功率值与偏压高门限进行比较，若归一化的功率值比偏压高门限高，则执行步骤S501，否则，执行步骤S6；

步骤S501、减小PGA的增益，返回执行步骤S2；

步骤S6、将归一化的功率值与偏压低门限进行比较，若归一化的功率值比偏压低门限低，则执行步骤S601，否则，直接返回执行步骤S2；

步骤S601、增大PGA的增益，返回执行步骤S2。

2.根据权利要求1所述的用于红外传感器信号采集一体化系统的SoC芯片结构，其特征在于：所述图像预处理单元采用盲元补偿算法和非均匀性 校正算法进行图像预处理，所述盲元补偿算法使用含有梯度补偿的盲元算法，采用几何均值滤波器，所述非均匀性校正算法使用两点校正法。

3.根据权利要求1所述的用于红外传感器信号采集一体化系统的SoC芯片结构，其特征在于：所述控制输出子系统包含传感器低噪声偏置电压单元、探测器时序产生单元和温度检测单元，所述低噪声偏置电压单元、探测器时序产生单元和温度检测单元均与APB总线电连接。

4.根据权利要求3所述的用于红外传感器信号采集一体化系统的SoC芯片结构，其特征在于：所述传感器低噪声偏置电压单元为多通道低噪声程控电压源，低噪声电压源内部集成8位数模转换器、基准电路、缓冲电路，且具有使能功能，可用于提供高精度电源；所述探测器时序产生单元由系统时钟通过PLL及分频电路生成外部时序及控制信号用于对红外图像传感器进行控制；所述温度检测单元用于对所述SoC芯片结构的温度进行检测，在SoC芯片结构的温度过高或者过低时，产生异常信号送给CPU子系统。

5.根据权利要求1所述的用于红外传感器信号采集一体化系统的SoC芯片结构，其特征在于：所述CPU子系统包括中央处理器、唤醒中断控制器和调试接口，所述唤醒中断控制器和调试接口均与中央处理器电连接，所述中央处理器与AHB总线电连接，所述唤醒中断控制器完成唤醒和中断控制功能，所述调试接口实现芯片调试功能。

6.根据权利要求1所述的用于红外传感器信号采集一体化系统的SoC芯片结构，其特征在于：所述时钟复位子系统包括锁相环、上电复位单元和时钟及复位信号整形单元； 所述锁相环为通用的片上锁相环和，实现8倍频功能；所述上电复位单元为通用模块，所述时钟及复位信号整形单元实现对时钟和复位信号的整形滤波处理。