基于 HT501A 500 万像素全局快门 CMOS 图像传感器

一、项目整体概述

二、分板详细设计需求

板 1：HT501A 传感器载板（核心重点）

1. 核心器件：HT501A-CLGA230 陶瓷空腔封装图像传感器（230 引脚 LGA，球距 0.5mm）
2. 板层与结构：6 层板，板型尽量紧凑，传感器对应区域 PCB 镂空开窗（非金属化槽孔），避免遮挡感光玻璃；预留工业镜头标准安装固定孔位。
3. 电源电路：
   • 板载三路独立 LDO 稳压，分别输出：1.8V（IO/LVDS 域）、1.2V（数字内核域）、3.3V（模拟域）；
   • 3.3V 模拟域必须采用低噪声 LDO，纹波控制在 5mV 以内；
   • 三路电源均预留使能控制引脚，通过连接器引到 FPGA 主控板，由 FPGA 实现精确上电时序；
   • 所有电源引脚就近放置 0402 去耦电容，参考电压引脚、电荷泵引脚严格按 datasheet 推荐值外接电容。
4. 时钟电路：板载 27MHz 有源晶振（低抖动），为传感器提供 INCLK 参考时钟。
5. 高速 LVDS 接口：
   • 8 对 LVDS 差分数据线 + 2 对 LVDS 差分时钟线，全部引到板端 FPC 连接器；
   • 差分阻抗控制：100Ω ±10%；
   • 对内等长误差 ≤5mil，通道间等长误差 ≤20mil；
   • 全部走内层，下方为完整 GND 参考平面，禁止跨电源分割、禁止走表层。
6. 控制与通信接口：I2C 总线、复位引脚、待机引脚、主从模式选择引脚、触发引脚，全部引到 FPC 连接器。
7. 连接器：采用 0.5mm 间距 FPC 立贴插座，引脚数量满足所有信号定义。

板 2：FPGA 主控板

1. 核心芯片：Xilinx Artix-7 XC7A35T-2FGG484（BGA 封装）
2. 板层：6 层板，阻抗管控
3. 核心电路：
   • DDR3 缓存颗粒 1 片（512Mbit），用于图像帧缓存；
   • 千兆以太网电路（RJ45+PHY 芯片），用于图像数据上传；
   • USB3.0 接口电路（采用 CYUSB3014 方案），用于高速数据采集；
   • HDMI 输出接口，用于实时图像预览；
   • UART 调试串口（Micro USB 转 TTL）；
   • 三路电源输出使能控制电路，对接传感器载板，实现上电时序控制；
   • 12V DC 电源输入接口，板载各级电源稳压。
4. 连接接口：对应传感器载板的 FPC 插座，实现信号对接。

三、工艺与生产规范（必须符合嘉立创量产要求）

1. 工艺类型：全部采用普通通孔工艺 + 盘中孔树脂塞孔盖帽，禁止使用盲埋孔 / HDI 工艺，确保嘉立创标准产线可生产。
2. 表面处理：沉金（ENIG），禁止喷锡，保证 BGA/LGA 焊盘平整度。
3. 阻抗管控：LVDS 差分对 100Ω±10%，DDR 单端 50Ω±10%，出具阻抗计算说明。
4. BGA/LGA 扇出：
   • CLGA230 采用 0.2mm 孔径盘中孔塞孔扇出，焊盘直径 0.25mm；
   • 所有 BGA 区域下方禁止走线，仅保留接地过孔。
5. 地与电源：
   • 完整的 GND 平面层，保证高速信号参考完整性；
   • 模拟地与数字地单点汇接，避免大面积混铺。
6. DFM 要求：设计完成后必须通过嘉立创 DFM 检查，无生产警告；提供可直接下单的 Gerber 文件。

四、交付文件清单