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目前,CMOS图像传感器(CIS)系统芯片作为图像信息采集的主要来源,在航天和国防领域都有着广泛的应用前景,所以它的抗辐照性能至关重要。图像处理电路作为CIS系统芯片的重要组成部分,因此需要对其进行辐照加固设计。基于SOI工艺设计的抗辐照集成电路的成本十分昂贵,利用商用工艺通过设计改善集成电路的抗辐照性能成为该领域的热点。为了使用少的硬件资源实现良好的抗辐照性能和处理效果,抗辐照图像信号处理电路的设计成为了一个重大的挑战。针对上述情况,本文首先分析了集成电路的辐照机理,包括总剂量辐照和单粒子辐照。然后针对不同的辐照类型,对图像信号处理电路中的晶体管级、单元级和版图级进行了辐照加固设计和研究。又根据目前图像传感器和通用图像信号处理器的特点,对流水线结构的图像信号处理电路中的棱镜校准、颜色插值、自动白平衡、颜色域转换、对比度调整和伽玛校正等算法的进行了研究,并用Verilog HDL代码对算法进行了实现和功能验证。最后,基于全定制的抗辐照ASIC单元库对图像信号处理电路的Verilog代码进行了综合和版图实现。图像信号处理电路输入Bayer格式图像的尺寸最大可为752×582,帧频最高为30fps。输入数据的宽度是10bit,经过处理之后输出数据为16bit的YCbYCr压缩格式。系统时钟频率为25MHz,综合后电路的动态功耗为77.36mW,面积为1865671μm2,其中组合逻辑电路的面积为1371012μm2。文中设计的图像信号电路不仅对辐照有一定的免疫能力,而且有较好的图像处理效果,同时可以集成在抗辐照CIS系统芯片内部,为抗辐照CIS系统芯片的研发和设计提供了基础。