CMOS图像传感器片上时钟产生电路、模块及方法技术

本发明专利技术涉及一种CMOS图像传感器片上时钟产生电路，包括步长调节单元、控制单元、延时判断单元、时钟保持单元、时钟合成单元和输出缓冲器；通过步长调节单元、控制单元、延时判断单元使外部输入的时钟信号产生符合延时要求的时钟信号，并与时钟保持单元输出的无时延的时钟信号进行合成，生成更高频率的时钟信号。本发明专利技术能够快速输出满足要求的较高频率的时钟信号，并能有效降低时钟产生模块的复杂度，实现低功耗和小面积的设计目的，具有较高的相位稳定性性能和简单易实现特点，比现有的其他时钟电路结构更适合应用于较高速度、低功耗、小面积的图像传感器芯片。面积的图像传感器芯片。面积的图像传感器芯片。

【技术实现步骤摘要】
CMOS图像传感器片上时钟产生电路、模块及方法


[0001]本专利技术属于CMOS图像传感器
，涉及一种CMOS图像传感器片上时钟产生电路、模块及方法。

技术介绍

[0002]当前的图像采集和处理应用越来越广泛，随着CMOS图像传感器技术日趋成熟，性能越来越优良，时钟是高集成式图像传感器不可缺少的组成部分，不同时序控制和图像帧频对主时钟频率要求不同，针对高速图像传感器而言，信号处理和传输速度越来越快，模拟信号和数字信号之间的转换速率也越来越快，对时钟信号的频率和质量要求越来越高。为了满足高速低功耗图像传感器在频率、性能等方面对时钟的需求，一种通常解决方案是在电路应用系统中采用多个分散晶振或外围芯片产生多路时钟，但这种方法会引起多个时钟源之间的干扰；另一种方案是采用环形压控振荡器或压控晶体振荡器技术，虽然可集成在片上且时钟多路输出可选，但时钟电路设计复杂，相位噪声大，占用面积和功耗较大，不易满足低功耗芯片的要求。

技术实现思路

[0003]针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种低功耗、小面积、相位稳定的CMOS图像传感器片上时钟产生电路、模块及方法。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0005]一种CMOS图像传感器片上时钟产生电路，包括
[0006]步长调节单元，用于对外部输入的时钟信号进行延时；
[0007]控制单元，用于根据第一外部使能信号对步长调节单元的延时时间进行调节，使步长调节单元的延时时间满足时钟延迟调节要求；
[0008]延时判断单元，用于判断步长调节电路输出的时钟信号的延时时间与第二外部使能信号的差值的绝对值是否小于预设的时延阈值，所述第二外部使能信号的值为外部输入时钟信号的周期的四分之一；如果小于预设的时延阈值则判断满足延迟调节要求，并输出时钟信号给时钟合成单元；否则，判断不满足延迟调节要求，不输出时钟信号，并向外反馈步长调节电路输出的时钟信号的延时时间与预定时延的差值；
[0009]时钟保持单元，用于对外部输入的时钟信号进行同相位的传输保持，使时钟保持单元输出的时钟信号与外部输入的时钟信号保持一致；
[0010]时钟合成单元，用于对来自延时判断单元和时钟保持单元的时钟信号进行合成，输出频率为外部输入时钟信号频率两倍的时钟信号；
[0011]输出缓冲器，用于提高时钟合成单元输出的时钟信号的驱动能力。
[0012]进一步的，所述步长调节单元包括大步长调节电路和小步长调节电路，所述大步长调节电路的输入端用于连接外部输入的时钟信号，输出端与小步长调节电路的输入端电连接，所述小步长调节电路的输出端作为步长调节单元的输出端与延时判断单元电连接；
[0013]所述大步长调节电路用于对外部输入的时钟信号的延时时间进行粗调；所述小步长调节电路用于对粗调后的时钟信号的延时时间进一步进行调节；
[0014]所述控制单元包括大步长控制电路和小步长控制电路，所述大步长控制电路用于根据外部使能信号对大步长调节电路的延时时间进行调节，所述小步长控制电路用于根据外部使能信号对小步长调节电路的延时时间进行调节，使步长调节单元的延时时间满足时钟延迟调节要求。
[0015]进一步的，所述大步长调节电路包括多个串联连接的大步长延时电路、以及与大步长延时电路一一对应的大步长控制开关；
[0016]每一大步长延时电路的输出端均与对应的大步长控制开关的输入端电连接，所述大步长控制开关的控制端与大步长控制电路电连接，各个所述大步长控制开关的输出端相互电连接后作为大步长调节电路的输出端与小步长调节电路的输入端电连接。
[0017]进一步的，所述大步长控制开关包括开关控制电路、第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管为N型MOS管，所述第二MOS管为P型MOS管，所述第一MOS管的漏极与第二MOS管的漏极电连接，所述第二MOS管的漏极作为大步长控制开关的输入端与对应的大步长延时电路的输出端电连接；所述第一MOS管的源极与第二MOS管的源极电连接，所述第二MOS管的源极作为大步长控制开关的输出端与与小步长调节电路的输入端电连接；所述第一MOS管和第二MOS管的栅极均与开关控制电路的输出端电连接，所述开关控制电路的输入端作为大步长控制开关的控制端与大步长控制电路电连接。
[0018]进一步的，所述大步长延时电路包括偶数个串联连接的反相器，各个所述大步长延时电路包括的反相器的数量均相同，且各个所述大步长延时电路的延时时间均相同。
[0019]进一步的，所述小步长调节电路包括多个串联连接的小步长延时电路、以及与小步长延时电路一一对应的小步长控制开关；
[0020]每一小步长延时电路的输出端均与对应的小步长控制开关的输入端电连接，所述小步长控制开关的控制端与小步长控制电路电连接，各个所述小步长控制开关的输出端相互电连接后作为小步长调节电路的输出端与延时判断单元的输入端电连接。
[0021]进一步的，各个所述小步长延时电路的结构均相同，各个所述小步长延时电路的延时时间均相同，且所述小步长延时电路的延时时间小于大步长延时电路的延时时间。
[0022]进一步的，还包括隔离单元，所述隔离单元包括第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管和第六MOS管，所述第三MOS管和第五MOS管为N型MOS管，所述第四MOS管和第六MOS管为P型MOS管；所述第三MOS管和第五MOS管的漏极均连接供电电源VCC，所述第四MOS管和第六MOS管的漏极均接地；所述第三MOS管和第四MOS管的栅极相互电连接后作为隔离单元的输入端用于连接外部输入的时钟信号，所述第三MOS管和第四MOS管的源极、以及第五MOS管和第六MOS管的栅极相互电连接，所述第五MOS管和第六MOS管的源极相互电连接后作为隔离单元的输出端与步长调节单元和时钟保持单元电连接。
[0023]一种CMOS图像传感器片上时钟产生模块，包括串联连接的至少两个CMOS图像传感器片上时钟产生电路；且每一级CMOS图像传感器片上时钟产生电路中步长调节单元的预定时延为其前一级CMOS图像传感器片上时钟产生电路中步长调节单元的预定时延的二分之一。
[0024]一种CMOS图像传感器片上时钟产生方法，包括以下步骤：
[0025]S101、根据外部输入的时钟信号的频率预先确定预定时延的值，作为步长调节单元所需产生的时延；
[0026]S102、根据步长调节单元所需的时延确定第一使能信号；
[0027]S103、将外部输入的时钟信号分为两路，一路进行同相位的传输保持，另一路送给步长调节单元；
[0028]S104、通过第一使能信号对步长调节单元的时延进行调节；
[0029]S105、判断时钟信号经步长调节电路后产生的时延是否满足延迟调节要求；如果满足延迟调节要求则执行S107步骤；否则，执行S106步骤；
[0030]S106、根据所述差值对第一使能信号进行调整，返回执行S104步骤；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CMOS图像传感器片上时钟产生电路，其特征在于：包括步长调节单元，用于对外部输入的时钟信号进行延时；控制单元，用于根据第一外部使能信号对步长调节单元的延时时间进行调节，使步长调节单元的延时时间满足时钟延迟调节要求；延时判断单元，用于判断步长调节电路输出的时钟信号的延时时间与第二外部使能信号的差值的绝对值是否小于预设的时延阈值，所述第二外部使能信号的值为外部输入时钟信号的周期的四分之一；如果小于预设的时延阈值则判断满足延迟调节要求，并输出时钟信号给时钟合成单元；否则，判断不满足延迟调节要求，不输出时钟信号，并向外反馈步长调节电路输出的时钟信号的延时时间与预定时延的差值；时钟保持单元，用于对外部输入的时钟信号进行同相位的传输保持，使时钟保持单元输出的时钟信号与外部输入的时钟信号保持一致；时钟合成单元，用于对来自延时判断单元和时钟保持单元的时钟信号进行合成，输出频率为外部输入时钟信号频率两倍的时钟信号；输出缓冲器，用于提高时钟合成单元输出的时钟信号的驱动能力。2.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器片上时钟产生电路，其特征在于：所述步长调节单元包括大步长调节电路和小步长调节电路，所述大步长调节电路的输入端用于连接外部输入的时钟信号，输出端与小步长调节电路的输入端电连接，所述小步长调节电路的输出端作为步长调节单元的输出端与延时判断单元电连接；所述大步长调节电路用于对外部输入的时钟信号的延时时间进行粗调；所述小步长调节电路用于对粗调后的时钟信号的延时时间进一步进行调节；所述控制单元包括大步长控制电路和小步长控制电路，所述大步长控制电路用于根据外部使能信号对大步长调节电路的延时时间进行调节，所述小步长控制电路用于根据外部使能信号对小步长调节电路的延时时间进行调节，使步长调节单元的延时时间满足时钟延迟调节要求。3.根据权利要求2所述的CMOS图像传感器片上时钟产生电路，其特征在于：所述大步长调节电路包括多个串联连接的大步长延时电路、以及与大步长延时电路一一对应的大步长控制开关；每一大步长延时电路的输出端均与对应的大步长控制开关的输入端电连接，所述大步长控制开关的控制端与大步长控制电路电连接，各个所述大步长控制开关的输出端相互电连接后作为大步长调节电路的输出端与小步长调节电路的输入端电连接。4.根据权利要求3所述的CMOS图像传感器片上时钟产生电路，其特征在于：所述大步长控制开关包括开关控制电路、第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管为N型MOS管，所述第二MOS管为P型MOS管，所述第一MOS管的漏极与第二MOS管的漏极电连接，所述第二MOS管的漏极作为大步长控制开关的输入端与对应的大步长延时电路的输出端电连接；所述第一MOS管的源极与第二MOS管的源极电连接，所述第二MOS管的源极作为大步长控制开关的输出端与与小步长调节电路的输入端电连接；所述第一MOS管和第二MOS管的栅极均与开关控制电路的输出端电连接，所述开关控制电路的输入端作为大步长控制开关的控制端与大步长控制电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，黄芳，刘戈扬，周亚军，任思伟，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十四研究所，
类型：发明
国别省市：