多模式兼容的彩色高清CCD前端视频采集模块及实现方法

1.一种多模式兼容的彩色高清CCD前端视频采集模块，其特征在于：包括探测器控制模块、上电时序控制模块、A/D控制模块、探测器硬件驱动模块、供电模块、A/D硬件驱动模块、CCD图像传感器和A/D转换模块；探测器硬件驱动模块分别与探测器控制模块、供电模块和CCD图像传感器连接，A/D硬件驱动模块分别与A/D控制模块供电模块和A/D转换模块连接，供电模块再与上电时序控制模块、CCD图像传感器和A/D转换模块连接，CCD图像传感器和A/D转换模块连接，探测器控制模块通过FPGA产生CCD图像传感器所需的驱动时序和积分信号并送至探测器硬件驱动模块，使之产生具体驱动信号及电平并送至CCD图像传感器，使其正常工作；上电时序控制模块控制供电模块依次向各模块供电；A/D控制模块通过FPGA产生合适的配置信号及增益信号并送至A/D硬件驱动模块，A/D硬件驱动模块的驱动芯片接收配置信号及增益信号对其进行驱动能力放大，传输至A/D转换模块，驱动其中的A/D芯片正常工作；CCD图像传感器正常工作产生四路模拟视频信号送至A/D转换模块，A/D转换模块对该模拟视频信号进行相关双采样及模-数转换，最终输出4路12位视频信号；其中，探测器控制模块包括模组-同步模式选择模块、200万探测器驱动程序模块、400万探测器驱动程序模块、
800万探测器驱动程序模块和探测器驱动信号输出模块，200万探测器驱动程序模块、400万探测器驱动程序模块、800万探测器驱动程序模块分别与模组-同步模式选择模块和探测器驱动信号输出模块连接，探测器驱动信号输出模块再与探测器硬件驱动模块连接，模组-同步模式选择模块根据上位机指令判断当前探测器模组及内/外同步工作模式，并输出相应使能信号至200万、400万或800万探测器驱动程序模块，接收到有效使能信号的相应模组探测器驱动程序模块通过FPGA产生该模组所需探测器驱动信号，即驱动时序及积分信号，送至探测器驱动信号输出模块，完成将正确模组、正确同步模式的驱动时序信号及积分信号输出至探测器硬件驱动模块；上电时序控制模块通过FPGA产生符合要求的两组使能信号，这一前一后的使能信号输出至供电模块，通过供电模块完成对各模块上电时序的控制；A/D控制模块包括模组选择模块、200万A/D驱动程序模块、400万A/D驱动程序模块、800万A/D驱动程序模块和A/D驱动信号输出模块，200万A/D驱动程序模块、400万A/D驱动程序模块、800万A/D驱动程序模块分别与模组选择模块和A/D驱动信号输出模块连接，A/D驱动信号输出模块再与A/D硬件驱动模块连接，模组选择模块根据上位机指令判断当前探测器模组，输出相应使能信号至200万、400万或800万A/D驱动程序模块，接收到有效使能信号的相应模组A/D驱动程序模块通过FPGA产生该模组所需A/D芯片的寄存器配置信号及增益信号，并送至A/D驱动信号输出模块，完成将对应模组探测器工作时所需的A/D驱动信号输出至A/D硬件驱动模块。
2.根据权利要求1所述的多模式兼容的彩色高清CCD前端视频采集模块，其特征在于：
200万CCD图像传感器、400万CCD图像传感器和800万CCD图像传感器采用焊盘重叠结构，从而实现了三种不同像素CCD图像传感器视频采集模块的硬件兼容性。
3.一种基于权利要求1所述的多模式兼容的彩色高清CCD前端视频采集模块的实现方法，其特征在于，方法步骤如下：
步骤1、开机上电，接收上位机指令，探测器控制模块中的模组-同步模式选择模块通过FPGA对当前模组及同步模式做出判断，输出对应使能信号；
步骤2、上电时序控制模块通过FPGA产生上电时序控制信号输入至供电模块的各电源芯片使能端：EN1、EN2，上电的第一步首先要对CCD图像传感器的VSUB电子快门端和ESD静电保护端提供直流偏置：用EN1控制产生此两个电压的电源芯片，待稳定后再对VCLK垂直驱动时钟直流偏置、HCLK水平驱动时钟直流偏置进行供电：用EN2控制产生这些电压的电源芯片；
步骤3、探测器控制模块中的相应模组探测器驱动程序模块使能端被置‘1’，通过FPGA产生符合相应模组探测器工作所需的各路驱动时序信号和积分信号：水平驱动信号P5、P6、P7；垂直驱动信号P1B(T)～P4B(T)；积分信号VSUB，这些信号通过探测器驱动信号输出模块将此组驱动信号传送至探测器硬件驱动模块；同时，A/D控制模块中的相应模组A/D驱动模块使能端被置‘1’，通过FPGA产生A/D芯片配置信号SL、SDATA、SCK，钳位电平信号CLPOB，消隐信号PBLK，数据时钟信号DATACLK，经由A/D驱动信号输出模块传送至A/D硬件驱动模块；
步骤4、由供电模块正常稳定供电后，探测器硬件驱动模块中对步骤3产生的水平驱动信号P5、P6、P7进行驱动能力放大及驱动电平转换；同时对进入的垂直驱动信号P1B(T)～P4B(T)进行驱动能力放大及驱动电平转换；转换后的驱动信号进入CCD图像传感器，同时，A/D硬件驱动模块对步骤3产生的配置信号SL、SDATA、SCK，钳位电平信号CLPOB，消隐信号PBLK，数据时钟信号DATACLK进行驱动能力放大及驱动电平转换，转换后的信号进入A/D转换模块；
步骤5、由供电模块提供稳定电压后，CCD图像传感器接收步骤4产生的驱动信号和积分信号，正常工作，四通道输出模拟视频信号至A/D转换模块；
步骤6、由供电模块提供稳定电压后，A/D转换模块接收步骤4产生的配置信号、钳位电平信号、消隐信号和数据时钟信号，正常工作，对来自步骤5的4路模拟视频信号进行相关双采样及模-数转换，产生4路12位数字视频信号。

多模式兼容的彩色高清CCD前端视频采集模块及实现方法\n技术领域\n[0001] 本发明属于可见光成像技术，特别是多模式兼容的彩色高清CCD前端视频采集技术及实现方法。\n背景技术\n[0002] 随着CCD和CMOS技术的出现和发展的日渐成熟，摄像机视频采集技术有了弥足的进步。从黑白到彩色，从普通枪式摄像机到一体式摄像机，宽动态、低照度、分辨率、信噪比等技术指标迅速提升。从2009年开始，视频监控从标清监控到高清监控的发展速度加快。视频监控图像的分辨率从标清时代的4CIF或D1的分辨率，约44万像素，清晰度540电视线，发展为高清监控时代分辨率达到1080i或720p，像素达百万以上。随着数字高清监控时代的来临，国外厂商虽然有能力做出数字高清摄像机的成品方案，却无法也不方便针对多种不同的应用场合开发与之对应的高清NVR、混合DVR、高清解码器等一系列后端方案。国外网络高清摄像机厂商的解决方案在配套与低照度方面的欠缺，导致应用与销量受限，加上人工成本高，所以价格居高不下。针对此类现象，国内厂商一直在探寻与研制“低成本高品质”的创新产品。除了要将高清摄像机单价大幅度降低、更加贴近消费者外，高清监控还能在多方面为工程商与用户节省费用。\n[0003] 尽管国内外视频监控厂商研究并提供了一些较成熟的数字高清摄像机系统的解决方案，但是随着前端CCD和CMOS图像传感器技术的发展，图像传感器推陈出新速度不断提升。一些新研发出来的图像传感器并未得到很好的市场推广。其中CMOS图像传感器在低照度下的成像表现不尽如人意，使其无法在某些特定场合的使用，如医疗检测和夜间监控等，相比之下，CCD图像传感器更适合承担视频监控的任务。Truesense Imaging公司(原Kodak公司)在2009年推出了200万像素的全高清逐行扫描行间转移型CCD图像传感器—KAI-\n02150，其在低照度下的高灵敏度、高帧率输出速度和低噪声结构使得它在安防视频监控，工业控制和医疗成像等领域中可以大展身手。随后，该公司又相继推出了同系列的400万和\n800像素CCD图像传感器：KAI-04050和KAI-08050。目前，针对这三款高速高清CCD图像传感器的视频采集技术的研究几乎空白。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于提供一种多模式兼容的彩色高清CCD前端视频采集模块及实现方法，实现对200万像素、400万像素及800万像素同系列CCD图像传感器前端视频采集模块软硬件的兼容，从而实现不同像素级别的传感器的图像采集。\n[0005] 实现本发明目的的技术解决方案为：一种多模式兼容的彩色高清CCD前端视频采集模块，包括探测器控制模块、上电时序控制模块、A/D控制模块、探测器硬件驱动模块、供电模块、A/D硬件驱动模块、CCD图像传感器和A/D转换模块；探测器硬件驱动模块分别与探测器控制模块、供电模块和CCD图像传感器连接，A/D硬件驱动模块分别与A/D控制模块供电模块和A/D转换模块连接，供电模块再与上电时序控制模块、CCD图像传感器和A/D转换模块连接，CCD图像传感器和A/D转换模块连接，探测器控制模块通过FPGA产生CCD图像传感器所需的驱动时序和积分信号并送至探测器硬件驱动模块，使之产生具体驱动信号及电平并送至CCD图像传感器，使其正常工作；上电时序控制模块控制供电模块依次向各模块供电；A/D控制模块通过FPGA产生合适的配置信号及增益信号并送至A/D硬件驱动模块，A/D硬件驱动模块的驱动芯片接收配置信号及增益信号对其进行驱动能力放大，传输至A/D转换模块，驱动其中的A/D芯片正常工作；CCD图像传感器正常工作产生四路模拟视频信号送至A/D转换模块，A/D转换模块对该模拟视频信号进行相关双采样及模-数转换，最终输出4路12位视频信号；其中，探测器控制模块包括模组-同步模式选择模块、200万探测器驱动程序模块、400万探测器驱动程序模块、800万探测器驱动程序模块和探测器驱动信号输出模块，200万探测器驱动程序模块、400万探测器驱动程序模块、800万探测器驱动程序模块分别与模组-同步模式选择模块和探测器驱动信号输出模块连接，探测器驱动信号输出模块再与探测器硬件驱动模块连接，模组-同步模式选择模块根据上位机指令判断当前探测器模组及内/外同步工作模式，并输出相应使能信号至200万、400万或800万探测器驱动程序模块，接收到有效使能信号的相应模组探测器驱动程序模块通过FPGA产生该模组所需探测器驱动信号，即驱动时序及积分信号，送至探测器驱动信号输出模块，完成将正确模组、正确同步模式的驱动时序信号及积分信号输出至探测器硬件驱动模块；上电时序控制模块通过FPGA产生符合要求的两组使能信号，这一前一后的使能信号输出至供电模块， 通过供电模块完成对各模块上电时序的控制；A/D控制模块包括模组选择模块、200万A/D驱动程序模块、400万A/D驱动程序模块、800万A/D驱动程序模块和A/D驱动信号输出模块，200万A/D驱动程序模块、400万A/D驱动程序模块、800万A/D驱动程序模块分别与模组选择模块和A/D驱动信号输出模块连接，A/D驱动信号输出模块再与A/D硬件驱动模块连接，模组选择模块根据上位机指令判断当前探测器模组，输出相应使能信号至200万、400万或800万A/D驱动程序模块，接收到有效使能信号的相应模组A/D驱动程序模块通过FPGA产生该模组所需A/D芯片的寄存器配置信号及增益信号，并送至A/D驱动信号输出模块，完成将对应模组探测器工作时所需的A/D驱动信号输出至A/D硬件驱动模块。\n[0006] 其中200万CCD图像传感器、400万CCD图像传感器和800万CCD图像传感器采用焊盘重叠结构，从而实现了三种不同像素CCD图像传感器视频采集模块的硬件兼容性。\n[0007] 一种多模式兼容的彩色高清CCD前端视频采集模块的实现方法，方法步骤如下：\n[0008] 步骤1、开机上电，接收上位机指令，探测器控制模块中的模组-同步模式选择模块通过FPGA对当前模组及同步模式做出判断，输出对应使能信号。\n[0009] 步骤2、上电时序控制模块通过FPGA产生上电时序控制信号输入至供电模块的各电源芯片使能端：EN1、EN2，上电的第一步首先要对CCD图像传感器的VSUB电子快门端和ESD静电保护端提供直流偏置：用EN1控制产生此两个电压的电源芯片，待稳定后再对VCLK垂直驱动时钟直流偏置、HCLK水平驱动时钟直流偏置进行供电：用EN2控制产生这些电压的电源芯片。\n[0010] 步骤3、探测器控制模块中的相应模组探测器驱动程序模块使能端被置‘1’，通过FPGA产生符合相应模组探测器工作所需的各路驱动时序信号和积分信号：水平驱动信号P5、P6、P7；垂直驱动信号P1B(T)～P4B(T)；积分信号VSUB，这些信号通过探测器驱动信号输出模块将此组驱动信号传送至探测器硬件驱动模块；同时，A/D控制模块中的相应模组A/D驱动模块使能端被置‘1’，通过FPGA产生A/D芯片配置信号SL、SDATA、SCK，钳位电平信号CLPOB，消隐信号PBLK，数据时钟信号DATACLK，经由A/D驱动信号输出模块传送至A/D硬件驱动模块。\n[0011] 步骤4、由供电模块正常稳定供电后，探测器硬件驱动模块中对步骤3产生 的水平驱动信号P5、P6、P7进行驱动能力放大及驱动电平转换；同时对进入的垂直驱动信号P1B(T)～P4B(T)进行驱动能力放大及驱动电平转换；转换后的驱动信号进入CCD图像传感器，同时，A/D硬件驱动模块对步骤3产生的配置信号SL、SDATA、SCK，钳位电平信号CLPOB，消隐信号PBLK，数据时钟信号DATACLK进行驱动能力放大及驱动电平转换，转换后的信号进入A/D转换模块。\n[0012] 步骤5、由供电模块提供稳定电压后，CCD图像传感器接收步骤4产生的驱动信号和积分信号，正常工作，四通道输出模拟视频信号至A/D转换模块。\n[0013] 步骤6、由供电模块提供稳定电压后，A/D转换模块接收步骤4产生的配置信号、钳位电平信号、消隐信号和数据时钟信号，正常工作，对来自步骤5的4路模拟视频信号进行相关双采样及模-数转换，产生4路12位数字视频信号。\n[0014] 本发明与现有技术相比，其显著优点：(1)三种CCD图像传感器模组可兼容，200万、\n400万、800万模组可选，内同步、外同步模式可选；(2)所选CCD图像传感器灵敏度高、帧频快、噪声低，最高可实现64帧/秒的图像输出；(3)垂直驱动电平达到-9V到12V的范围，可实现三电平变化，水平驱动上升沿短，瞬时驱动能力大，水平驱动芯片可工作在40MHz；(4)可实现自动曝光、自动增益功能，A/D转换芯片能工作在40MHz，增益范围：6～40dB可调控；(5)所选用芯片易操控、工作性能稳定，整个模块噪声小、功耗小，电路板尺寸小、制板成本低。\n附图说明\n[0015] 图1是本发明的CCD前端视频采集模块整体结构示意图。\n[0016] 图2是本发明的探测器控制模块的200万探测器驱动程序模块结构示意图。\n[0017] 图3是本发明的A/D控制模块的200万A/D驱动程序模块结构示意图。\n具体实施方式\n[0018] 下面结合附图对本发明作进一步详细描述。\n[0019] 结合图1，即本发明的CCD前端视频采集模块整体结构示意图，为了实现高灵敏度、高帧率输出速度、低噪声的图像输出，选择Truesense Imaging公司(原Kodak公司)的KAI系列CCD图像传感器，具体为：200万像素：KAI-02150；400万像素：KAI-08050；800万像素：KAI-\n08050。以200万像素的KAI-02150为例，KAI-02150是一款分辨率为1080p(1920×1080)的2/\n3英寸大小的逐行扫描行间转移 式CCD图像传感器，其主要特征有：噪声低，动态范围宽，成像性能出色，信号读出结构灵活，支持1、2或者4通道信号同时采集，全分辨率图像最高采集速度可以达到64帧/秒。在垂直方向上的溢出排出结构可防止图像过度曝光，并且能用电子快门进行精确地曝光控制。KAI-02150在水平时钟频率达到40MHz时，其四通道输出帧率可以达到64帧/秒，完全满足普通安防监控的需要。另外，与KAI-02150同系列的KAI-04050和KAI-08050CCD图像传感器的有效像素数分别为2336×1752和3296×2472，在KAI-02150的基础上，可以实现更清晰、灵敏度更高的图像采集，可以完成更高端、更精确的安防监控任务，针对此三款图像传感器的兼容性设计，可以满足不同场合、不同消费者的需求。\n[0020] 本发明是通过以下几个模块加以实施的：探测器控制模块、上电时序控制模块、A/D控制模块、探测器硬件驱动模块、供电模块、A/D硬件驱动模块、CCD图像传感器、A/D转换模块，其中，硬件电路包括五部分：探测器硬件驱动模块、供电模块、A/D硬件驱动模块、CCD图像传感器、A/D转换模块，探测器硬件驱动模块分别与CCD图像传感器和供电模块连接，A/D硬件驱动模块分别与供电模块和A/D转换模块连接，CCD图像传感器分别与供电模块和A/D转换模块连接，供电模块再与A/D转换模块连接。五个部分具体实施方式如下：\n[0021] (1)探测器硬件驱动模块：包含3片垂直驱动芯片CXD3400、4片水平驱动芯片EL7156。CXD3400：有三电平输出能力，高电平可以达到15V，低电平-10V，满足垂直驱动芯片使用要求。EL7156：瞬时驱动电流能力强，有多种电平范围，且上升时间和下降时间短，满足水平驱动芯片高速要求。该模块接收来自探测器控制模块的各路驱动信号，通过芯片CXD3400产生场驱动信号P1B、P2B、P3B、P4B、P1T、P2T、P3T、P4T，通过芯片EL7156产生行驱动信号H2SL、P5、P6、P7，完成CCD图像传感器驱动电平的配置和行场驱动信号的产生，并送至CCD图像传感器，使CCD图像传感器正常工作。\n[0022] (2)供电模块：供电模块主要完成各模块电压的供给，考虑到模块供电质量和芯片工作稳定性，本模块的电源芯片均采用LINEAR公司的产品，降低噪声，并在电路板硬件设计过程中尽量避免数字电源芯片和模拟电源芯片之间的干扰。供电模块由3片电源芯片LT1964、3片LT1761、2片LT1963EFE、及1片LT1963EFE-3.3组成。供电模块通过接插件接收来自外部电源的-5V、-4V、-2V、3.3V、16V、-12V、 4V、5V几种电压。其中，-5V、-4V、-2V、5V直接为探测器硬件驱动模块中的芯片EL7156供电；3.3V直接为A/D转换模块中的芯片AD9945数字端、探测器硬件驱动模块中的芯片EL7156、CXD3400、A/D硬件驱动模块中的芯片\n74LVC245A供电；-4V经芯片LT1964转换为-2V，为CCD图像传感器供电；16V经芯片LT1761转换为15V，为CCD图像传感器供电，同时利用此15V经芯片LT1761产生12V，为CCD图像传感器供电，此外，上述16V还经过芯片LT1963转换为12V，为探测器硬件驱动模块中的芯片CXD3400供电，并转换为CCD图像传感器的基底电平SUB-SUB的具体数值要根据探测器包装盒上的数值计算得出，该16V还经芯片LT1761转换为XSHT电压，为探测器硬件驱动模块中的芯片CXD3400供电；-12V经芯片LT1964转换为-9V，为探测器硬件驱动模块中的芯片CXD3400供电，同时还转换成CCD图像传感的静电屏蔽电平VESD；4V经芯片LT1963转换为3.3V，为A/D转换模块中的芯片AD9945模拟端供电。此外，该模块中的芯片LT1963、LT1761、LT1964的关断控制信号都是根据芯片所需上电时序，通过上电时序控制模块控制的。\n[0023] (3)A/D硬件驱动模块：包含芯片74LVC245A。该模块接收来自A/D控制模块的各路A/D驱动信号，对其进行驱动能力放大，产生A/D转换模块所需的寄存器配置信号SCK、SDATA、SL、钳位电平信号CLPOB、消隐信号PBLK、相关双采样信号SHD、SHP和时钟信号DATACLK，并送至A/D转换模块，以使A/D转换模块正常工作。\n[0024] (4)CCD图像传感器：包含CCD图像传感器KAI-02150：对应200万像素模组、KAI-\n04050：对应400万像素模组、KAI-08050：对应800万像素模组，通过供电模块获得所需电压，在探测器硬件驱动模块作用下接收外界光信号，将其转换成四路模拟视频信号传输给A/D转换模块。另外，为了实现硬件系统的兼容性，在PCB设计过程中，采用将此三种探测器焊盘重叠放置的方法。\n[0025] (5)A/D转换模块：该模块由四片AD9945芯片构成，接收来自CCD图像传感器的四路模拟视频信号CCDINA～CCDIND，在A/D硬件驱动模块的驱动下，每个AD9945芯片分别对其中一路进行A/D转换，将转换后的四路12位数字视频信号传输给后续进行数字处理。AD9945：\n可以工作在40MHZ，并且有CDS和VGA功能，满足使用要求。\n[0026] 另外，KAI-02150、KAI-04050以及KAI-08050作为高速CCD图像传感器，对静电 十分敏感，而各个引脚对所需的直流偏置电压和交流信号的电平要求也比较苛刻，所以良好的电路设计是保证模块正常运行的重要保证。由于本发明中存在多路关键信号，且数字信号、模拟信号同时存在，所以使用多层PCB设计来增加抗干扰性和保证电路性能。考虑到成本因素，本电路板采用六层层叠设计。CCD图像传感器所用水平驱动芯片EL7156的热量较大，易导致板子过热，如果散热处理不当将很难通过高低温实验。为此，在电路板硬件设计过程中采用如下方案：在电路板四周设计一圈40mils的闭合走线，该走线为大地，不与系统地相连，系统地与大地之间连接一个0.1μF电容，该走线专用于本电路板的散热。\n[0027] 结合图2、图3，即本发明的探测器驱动程序模块结构示意图(以200万像素探测器驱动程序模块为例，400万像素探测器驱动程序模块和800万像素探测器驱动程序模块原理与200万像素探测器驱动程序模块相同)、A/D驱动程序模块结构示意图(以200万像素A/D驱动程序模块为例，400万像素A/D驱动程序模块和800万像素A/D驱动程序模块原理与200万像素探测器驱动程序模块相同)，在完成模块硬件电路的设计和制作后，需要对FPGA进行软件开发，定制成为本发明专用的前端视频采集芯片。FPGA主要需要完成探测器的控制、上电时序的控制、A/D的控制，上述三个功能的程序结构说明如下：\n[0028] (1)探测器控制模块：包括模组-同步模式选择模块、200万探测器驱动程序模块、\n400万探测器驱动程序模块、800万探测器驱动程序模块和探测器驱动信号输出模块，200万探测器驱动程序模块、400万探测器驱动程序模块、800万探测器驱动程序模块分别与模组-同步模式选择模块和探测器驱动信号输出模块连接，探测器驱动信号输出模块再与探测器硬件驱动模块连接，模组-同步模式选择模块根据上位机指令判断当前探测器模组及内/外同步工作模式，并输出相应使能信号至200万、400万或800万探测器驱动程序模块，接收到有效使能信号的相应模组探测器驱动程序模块通过FPGA产生符合相应模组探测器工作所需的各路驱动时序信号和积分信号，探测器驱动程序模块包括计数模块、驱动信号产生模块、积分信号产生模块，计数模块受到同步信号的同步作用，并最终根据CCD图像传感器的芯片资料控制驱动信号产生模块产生探测器各驱动时序；积分信号产生模块接收来自外界的曝光量，计算相应积分时间，产生与该曝光量相对应的积分信号，输入至CCD图像传感器的SUB引脚，以上驱动及积分信号被送至探测 器驱动信号输出模块。探测器驱动信号输出模块根据当前模组作出判断和选择，将进入该模块的驱动及积分信号输出至探测器硬件驱动模块。\n[0029] (2)上电时序控制模块：上电时序的控制主要依据CCD芯片的芯片资料要求对供电模块进行控制，上电的第一步首先要对CCD图像传感器的VSUB电子快门端和ESD静电保护端提供直流偏置，待稳定后再对VCLK垂直驱动时钟直流偏置、HCLK水平驱动时钟直流偏置和放大器电源进行供电。本模块的输入信号为时钟信号，输出信号为供电模块使能信号，该组使能信号进入供电模块使能端，从而完成对上电时序的控制。\n[0030] (3)A/D控制模块：包括模组选择模块、200万A/D驱动程序模块、400万A/D驱动程序模块、800万A/D驱动程序模块、A/D驱动信号输出模块。200万A/D驱动程序模块、400万A/D驱动程序模块、800万A/D驱动程序模块分别与模组选择模块和A/D驱动信号输出模块连接，A/D驱动信号输出模块再与A/D硬件驱动模块连接，模组选择模块根据上位机指令判断当前探测器模组，输出相应使能信号至200万、400万或800万A/D驱动程序模块，接收到有效使能信号的相应模组A/D驱动程序模块通过FPGA产生该模组所需A/D芯片的寄存器配置信号及增益信号，并送至A/D驱动信号输出模块，完成将对应模组探测器工作时所需的A/D驱动信号输出至A/D硬件驱动模块。A/D驱动程序模块包括配置模块、计数模块、钳位电平消隐信号模块、PLL模块，配置模块接收增益数据，产生配置信号SCK、SL、SDATA；计数模块接收模组选择模块的使能信号，控制钳位电平信号CLPOB和消隐信号PBLK的产生；PLL模块产生相关双采样信号SHD、SHP和数据时钟DATACLK，上述配置信号、钳位电平信号、消隐信号、CDS信号和数据时钟均被送至A/D驱动信号输出模块。A/D驱动信号输出模块对当前模组作出判断，对输入信号做出选择并输出至A/D硬件驱动模块。\n[0031] 另外，CDS和水平驱动时钟之间的相位要求严格且较难控制，需要在编写程序时能够利用PLL精密的调节相位，因此，对FPGA能够提供的PLL数量有具体要求，本模块要求的PLL为1个增强型PLL。\n[0032] 经过上述实施方式，本发明便达到了提供一种能够选择模组、控制同步模式、以稳定的性能及较小的功耗准确实现兼容KAI-02150、KAI-04050、KAI-08050三种CCD图像传感器的前端视频采集模块，能实现自动增益及自动曝光，帧频高、清晰度好、噪声小。