← 返回 JSSC 论文列表JSSC 2015第10期RF & Wireless65nmCMOS Image Sensor
A 65 nm 05 V DPS CMOS Image Sensor With 17 pJFramePixel and 42 dB Dynamic Range
一款适用于物联网无线传感器节点的超低功耗65纳米CMOS图像传感器
0.5V工作电压, 17 pJ/帧像素, 42 dB动态范围, 0.66%固定模式噪声
超低功耗CMOS图像传感器物联网动态范围数字像素传感器
▸创新点1：宽范围自适应体偏置技术（电路创新）。通过动态调整像素晶体管的体偏置电压，优化了像素的阈值电压和性能，显著降低了固定模式噪声（FPN）至0.66%，同时提升了动态范围至42 dB，解决了超低电压下像素性能下降的问题。
▸创新点2：低门控双晶体管像素内比较器（电路创新）。采用低门控技术，减少了像素内比较器的功耗和噪声，同时保持了较高的灵敏度，进一步降低了整体功耗至17 pJ/(frame·pixel)，适合超低功耗应用。
▸创新点3：低切换活动的数字读出与稳健时序闭合（系统创新）。通过优化数字读出电路的切换活动，降低了功耗和噪声，同时实现了稳健的时序闭合，确保了系统在高帧率（32 fps）下的稳定运行，功耗仅为8.8 µW。
▸创新点4：65 nm CMOS工艺集成（系统创新）。在65 nm低功耗CMOS逻辑工艺上实现了128×128像素阵列，面积仅为0.69 mm²，具有57%的填充因子和4 µm像素间距，适合集成到超低功耗SoC中，满足无线传感器节点的需求。
Abstract
Adding vision capabilities to wireless sensors nodes
(WSN) for the Internet-of-Things requires imagers working at
ultra-low power (ULP) in nanometer CMOS systems-on-chip
(SoCs). Such performance can be obtained with time-based digital
pixel sensors (DPS) working at ultra-low voltage (ULV), at the
expense of lower dynamic range, higher fixed-pattern noise (FPN)
and thus poorer image quality. To address this problem, three key
techniques were developed in this work for DPS pixels: wide-range
adapti