CMOS图像传感器是一种集成了光电探测、模数转换及控制电路的固态图像传感器件。它应用了CMOS工艺和各种固态图像传感器技术的研究成果,发展迅猛,以功耗低,可靠性高,体积小,价格便宜等特点,广泛应用于PC摄像头、数码相机、移动通讯产品、安全监控、汽车安全气囊、指纹识别等领域。本论文主要论述了图像传感器中时序控制电路的设计和实现方法。首先,针对采用三管象素单元、流水线结构的可变增益放大器及模数转换器的图像传感器,设计了滚筒式曝光的时序关系。第二,设计了I2C总线控制器的主机和从机,其中从机使用系统时钟处理总线信号,提高了可靠性,降低了系统整合的难度;设计独立通过了FPGA验证。第三,实现了对积分时间的灵活控制,调节的精度达到100ns。第四,在设计要求的基础上按20%的余量进行综合,手工设计了时钟树。在控制电路的设计过程中,综合使用了半定制与全定制设计方法,适应了CMOS图像传感器这种特殊的数模混合电路的要求。适合于半定制设计的部分运用可综合风格的Verilog硬件描述语言设计,并使用更为灵活的风格编写了测试台。布局布线后的仿真和静态时序分析及FPGA验证表明功能完全正确,达到设计要求。论文在数字噪声抑制方面进行了创新,在时序和电路的设计中采用了静止期采样及门控时钟等技术,降低了数字噪声对模拟部分的不利影响。