Um sensor de imagem sCMOS back-illuminated e modular com resolução de 16,8 milhões foi personalizado para atender às necessidades de detecção de grande campo de visão do telescópio óptico terrestre de grande porte, e um circuito de imagem da câmera foi projetado. Foram estudados o design de hardware, o design dos módulos funcionais, o design do fluxo de dados, a síntese de alta faixa dinâmica, o registro das informações do momento de exposição e o design de operação síncrona neste circuito. O circuito de imagem escolheu o chip FPGA como processador central, adotando design modular e de alta integração. O buffer de dados utiliza 4 chips DDR em paralelo, com taxa máxima de leitura e escrita de 102,4 Gb/s. Por meio do transceptor de alta velocidade GTX, foi projetada uma interface de comunicação óptica personalizada com taxa de comunicação de 5 Gb/s, realizando as funções de controle da câmera e transmissão de imagens. O fluxo de dados interno do FPGA utiliza o protocolo de barramento AXI-Full, implementando uma arquitetura de alto desempenho, alta largura de banda e interconexão flexível. Uma função de síntese de imagem de alta faixa dinâmica foi projetada dentro do FPGA, gerando em tempo real imagens sintetizadas de alta profundidade de bits. Ao receber e subdividir informações de tempo e atitude, foi realizado o registro das informações do momento de exposição da imagem, com resolução temporal de 1 µs. Após os testes, o sistema alcançou imagens em formato completo com resolução de 16,8 milhões a 4 quadros/s. Através da síntese de imagem de alta faixa dinâmica, a faixa dinâmica foi aumentada para 95,52 dB, atendendo aos requisitos do sistema do detector.

Câmera de grande superfície; síntese de alta faixa dinâmica; informações do momento de exposição; comunicação óptica