當(dāng)用一個(gè)新的圖像傳感器進(jìn)行初始設(shè)計(jì)時(shí),，關(guān)鍵一步是了解該新器件的預(yù)期用途– 描述客戶希望產(chǎn)品如何工作的“用例”?？蛻糁饕肫骷愿邘使ぷ鳎€是在低光照條件下工作,？或者它們將被優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)低功耗,，或低讀出噪聲,？有時(shí)，似乎只 要列出客戶對(duì)所設(shè)計(jì)的新產(chǎn)品的興趣所在即可,。但是產(chǎn)品通常不只用于一方面,，當(dāng)新產(chǎn)品的目標(biāo)用例似乎將設(shè)計(jì)推向相反的方向時(shí)，事情可能變得復(fù)雜,。
以新的KAI-09001圖像傳感器為例,。該全幀CCD像我們現(xiàn)有的KAF-09000圖像傳感器，提供捕獲數(shù)字X光系統(tǒng)中圖像所需的高性能,。這兩款器件都提供900萬像素分辨率及大的12微米像素,，提供高靈敏度、高動(dòng)態(tài)范圍和低噪聲–這些特性支持捕獲關(guān)鍵細(xì)節(jié),，同時(shí)有助于限制使用的X射線劑量,。
但對(duì)于新的KAF-09001，我們還想支持一個(gè)額外的用例–使數(shù)字X光系統(tǒng)結(jié)合一個(gè)高靈敏度的視頻模式,，可以在最終的高分辨率捕獲前用于患者定位,。這增加設(shè)備的靈敏度甚至進(jìn)一步適應(yīng)（相對(duì)）短的曝光時(shí)間，和提高數(shù)據(jù)的讀出速度,，以實(shí)時(shí)提供這方面的信息,。
乍一看，這兩個(gè)用例似乎是矛盾的,。要讀出噪聲低,，您需要低速操作設(shè)備–但您需要支持視頻模式的高速。為了獲得足夠的光敏感性以支持視頻模式,，您需要增加像素大小–減少最終圖像捕獲可提供的分辨率,，或增加成本。
解決這矛盾需要一點(diǎn)創(chuàng)意工程,。為加快速度,，我們首先將該器件的輸出數(shù)從一增加至四，從而提高了吞吐量,，而不需要改變現(xiàn)有的（經(jīng)證實(shí)的）低噪聲放大器 設(shè)計(jì),。我們還修改了CCD的水平寄存器的電荷容量，以支持最大的水平時(shí)鐘速度的增加,。這還令器件能低速運(yùn)行,，但當(dāng)器件工作于視頻模式時(shí)提供額外的帶寬。
最后,，我們稍稍調(diào)節(jié)了像素?cái)?shù),，將該新器件優(yōu)化用于2 x 2和3 x 3 binning，不僅提高了成像的靈敏度（減少X射線曝光）,，也減少數(shù)據(jù)發(fā)送量（進(jìn)一步提高幀速率）用于視頻模式,。
總之,，結(jié)果是，圖像傳感器在讀出選擇方面非常靈活,。對(duì)于視頻成像,，像素可以binned，傳感器以最快速度運(yùn)行,，以每秒10幀產(chǎn)生100萬像素的圖 像流,。但是，當(dāng)捕獲最終圖像時(shí),，可以關(guān)閉binning,，輸出速度降低，從而以低噪聲捕獲全分辨率圖像,，保留應(yīng)用所需的重要細(xì)節(jié),。
也就是說，一個(gè)圖像傳感器優(yōu)化用于兩種不同的用例–就像醫(yī)生針對(duì)不同病人有不同的醫(yī)囑,。
在今天的電子行業(yè)中,，OEM力圖讓他們的工程團(tuán)隊(duì)花最少的時(shí)間選擇器件和創(chuàng)建分立設(shè)計(jì)。他們希望這些團(tuán)隊(duì)能夠快速實(shí)施方案,，騰出內(nèi)部資源以專注于核心競(jìng)爭(zhēng)力,，形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)品差異化。
為了解決這一趨勢(shì),，半導(dǎo)體制造商正在許多方面改進(jìn)他們的產(chǎn)品,，包括更全面和更智能的IC的開發(fā)。這樣的IC通常能以單個(gè)器件解決以前可能需要許多器 件的復(fù)雜的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn),。例如,，智能功率器件（IPD）集成PFC、三相逆變器輸出,、預(yù)驅(qū)動(dòng)和保護(hù)功能,，大大簡(jiǎn)化了電機(jī)控制應(yīng)用的實(shí)施。
然而,，這只是起點(diǎn),。半導(dǎo)體制造商需要做的是給他們的客戶提供-無論他們?cè)谑澜绲暮翁?生態(tài)系統(tǒng)，包括產(chǎn)品,、工具,、參考設(shè)計(jì)、工程支持和第三方硬件和軟件的多種組合,。這樣,，他們?cè)趲椭切┛蛻魷p少從最初概念到最終產(chǎn)品的時(shí)間方面可以起到舉足輕重的作用,。