[发明专利]一种基于DMD的光刻设备数据传输系统及其方法

说明书

本发明公开了一种基于DMD的光刻设备数据传输系统，包括计算机和DMD板卡，所述DMD板卡包括USB接口芯片、FPGA芯片、DDR2和DMD芯片组；所述计算机作为系统中的上位机，通过发送指令控制DMD板卡进行图像显示，同时完成对矢量图形文件的解析和数据初步处理，在处理后将数据指令经由USB接口芯片发送给FPGA芯片；所述USB接口芯片用于连接USB接口和FPGA芯片，接收计算机通过上位机软件发送的数据和指令并发送给FPGA芯片；所述FPGA芯片用于接收矢量图形数据，对其进行光栅化处理后生成的位图图像数据并存储于DDR2，将存储的图像数据读取出来发送给DMD芯片组；所述DMD芯片组用于数据加载、微镜复位、块清零操作，并通过PWM脉冲宽度调制方式实现灰度图像的显示。

技术领域

本发明属于数据传输技术领域，尤其是涉及一种基于DMD的光刻设备数据传输系统及其方法。

背景技术

DMD(Digital Micromirror Device，数字微镜器件)是德州仪器开发的一种将光机械和电子机械相结合的MEMS(Micro-Electro-Mechanical System微机电系统)器件，DMD是DLP(Digital Light Processing，数字光处理)技术的基础^[1]。DMD有两种稳定状态，通过两种状态下微镜的偏转方向来控制光路的“打开”和“关闭”^[1]。DMD技术因其具有反射效率高，分辨率高，对比度高，稳定性好，刷新速度快等优点被用于数字光刻领域^[2]。

在使用DMD时，需要先将图像数据从上位机中传送到DMD板卡上，由于使用FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)来控制DMD芯片组和传输数据，而FPGA运用方法灵活，能够通过多种接口完成数据交互。周浩等在上位机中对n位灰度图像进行拆分，分解为n张二值图像，再通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)将数据传送给板卡上的CY7C68013A芯片，CY7C68013A芯片再将数据传送FPGA，并经FPGA将数据缓存至DDR2(Double Data Rate 2，第二代双倍数据率)内存^[3]；池文明与文献[3]中方法类似，其在存储图像时，便存储n张二值黑白图像，上位机直接依次读取、发送n张二值黑白图像^[4]；宋振清在传送图像数据时利用DVI(Digital Visual Interface，数字视频接口)和HDMI(High Definition Multimedia Interface，高清晰度多媒体接口)两种视频传输接口，接受上位机的视频数据，将接受到的视频图像数据转换成位图图像数据进行存储^[5]。

上述传输方法虽然传输数据的形式略有不同，但都是传输位图图像，数据量很大，文献[3]和文献[4]直接通过上位机或者人工手动的方式对灰度图像进行分拆，没有减小需要传输的数据量，文献[5]利用视频传输接口进行图像数据，虽提高了传输速度，但需要额外增加DVI和HDMI接收芯片，增加了系统成本。

以下为上述背景中涉及到的文献名称：

[1]Texas Instruments.DMD 101:Introduction to Digital MicromirrorDevice(DMD)Technology[EB/OL].https://www.ti.com.cn/cn/lit/pdf/dlpa008,Feb,2018.

[2]唐志方,牟达,杨旭,等.基于DMD的数字光刻定焦变倍投影系统设计[J].长春理工大学学报(自然科学版),2019,42(02):56-60.

[3]周浩,张涛,崔文楠.基于数字微反射镜器件(DMD)灰度显示帧频提高技术研究[J].科学技术与工程,2014,14(21):257-261.

[4]池文明.用于光刻成像的DMD图像曝光方法研究与实现[D].电子科技大学,2017.