阵列读出模式及同步寻址事件代理

图像阵列的像素值可以采用以下模式中的一种读出。

1.解码器扫描

在这种方法中,每个像素单元由X和Y轴上的两个解码器选择,解码器有N条选择线,可输出2^N个像素值。这种方法是随机读出的唯一选择方法。

2.移位寄存器扫描

这种方法中,通过移位寄存器转移“1”,顺序地选择行列。这种方法能同时选中多行或多列。如果像素单元输出的是电流,那么就能得到所选择单元的输出总和。参考文献[201]和参考文献[308]的视觉芯片上使用的就是这种方法。与解码器方法相比,这种方法的优点是仅需较少的输入线就可以控制移位寄存器工作,尽管当控制逻辑集成到同一的芯片上时,这个优点将不再显得重要。图5.12说明了这种方法。

图5.12 基于解码器的随机存取扫描、基于移位寄存器的序列扫描和每次用移位寄存器扫描选择多个单元

a）基于解码器的随机存取扫描 b）基于移位寄存器的序列扫描 c）每次用移位寄存器扫描选择多个单元

3.同步寻址事件代理（SAER）

在传统的图像传感器中,每个像素的输出都需要被读出,即使在许多情况下只有其中一小部分像素用来表示一个空间或时间内发生的事件。如果一个像素触发了某一事件的发生,而只有与被触发标志相关的那些像素需要被读取,将大幅减少了获取数据的时间,进一步去处理那些有意义的像素及其地址。这种方法可以应用于一些事件检测器和微型智能传感器中。(www.xing528.com)

在SAER中,每个像素需要一些额外的电路去检测事件和激活标志信号。用于读出的多路转换器应该能检测被触发的事件标志并忽略与发生事件无关的其余像素。

4.异步寻址事件代理（AARE）

在SAER中,利用读取期间来检测事件。在AAER中,当一个事件在某一像素发生时,那个像素的值会被立即读取。在一个真实事件中,许多像素可能被同时触发,所以仲裁电路每次只允许一个像素单元被读出。基本的仲裁电路检测多个像素单元的确认和请求信号,且只选择其中之一。选择的像素单元被读出后,再选择其余的像素单元。二进制树形式的仲裁电路可以保证只有一个单元被选择。

AAER已经应用在了硅片听觉处理器^[309]上,同时也被应用在一维或者二维阵列中,包括智能图像传感器。在这种方法的简化版中,模拟信号的值用脉冲模式信号来表示。因而每一脉冲触发一个事件。在这个表示形式中,虽然一个脉冲承载的重要信息是地址（阵列中的位置）和事件发生时间,但只有地址需要传送。然而,为了防止脉冲瞬时信息的缺失,AER电路速度应该比事件发生的速率更快。

5.多通道读出

对于以上方法,采用多倍输出线将会增加传输带宽。由于地址线不需要跟随数据一起离片发送,所以这种做法对于两种法方法显得更为经济。对带有模拟输出的芯片来说,多信道读取也更为经济,因为每个通道输出单端信号只需要一根线或者输出差分信号需要两根线。

多数图像传感器需要随机访问一些像素或区域。在没有额外代价的情况下,基于解码器的扫描方式提供了这种功能,而基于移位寄存器的扫描方式则需要给控制逻辑做一些修正才能提供随机访问功能。对于SAER和AAER,系统无法控制哪些像素或区域被读出,因为被访问的像素位置只取决于它们是否被激活。

对大多数像素激活型的图像传感器来说,真正的随机访问机制是不可行的。因为一行像素被读出后,经常会复位该行中所有的像素,因而一旦一行被读取后,它的内容就会被擦除,以后就不可能再读取到那行的像素了。

在图像传感器阵列的某一小区域中加窗口是其另一特性,常常应用在跟踪系统中。解码器扫描方法在本质上支持这种特性。只有观察到地址在指定区域内的输出数据时,事件寻址方法才支持这种特性。如果忽略指定窗口区域之外的事件,事件寻址方法也可以实现加窗口的特性。