Design and Fabrication of $8{\times}8$ Foveated CMOS Retina Chip for Edge Detection

물체의 윤곽검출을 위한 $8{\times}8$ 방사형 CMOS 시각칩의 설계 및 제조

A $8{\times}8$ foveated (log-polar) retina chip for edge detection has been designed and fabricated using CMOS technology. Retina chip performs photo-input sensing, edge extraction and motion detection and we focused edge extraction. The pixel distribution follows the log-polar transform having more resolution in the center than in the periphery and can reduce image information selectively. This kind of structure has been already employed in simple image sensors for normal cameras, but never in edge detection retina chip. A scaling mechanism is needed due to the different pixel size from circumference to circumference. A mechanism for current scaling in this research is channel width scaling of MOS transistor. The designed chip has been fabricated using standard $1.5{\mu}m$ single-poly double-metal CMOS technology.

CMOS 공정기술을 이용하여 물체의 윤곽검출을 위한 픽셀수 $8{\times}8$의 방사형 구조 시각칩을 설계 및 제조하였다. 일반적으로 시각칩은 광입력의 센싱, 물체의 윤곽검출과 움직임 검출 등을 수행하며 본 연구에서는 물체의 윤곽검출에 중점을 두었다. 방사형 구조의 픽셀 분포는 시각칩이 중심부분으로 갈수록 높은 해상도를 가지게 하며, 이러한 구조는 선택적인 영상데이터의 감소를 가능하게 한다. 또한 윤곽검출을 위한 시각칩에서는 처음으로 적용된 구조이다. 방사형 구조를 형성하는 원주들 사이의 픽셀의 크기차이 때문에 출력전류를 보정해 줄 수 있는 메커니즘이 필요하게 되며, 본 연구에서는 이를 위해 MOS 트랜지스터의 채널의 폭을 스케일링하는 방법을 사용하였다. 설계된 칩은 $1.5{\mu}m$ single-poly double-metal 표준 CMOS 공정기술을 이용하여 제조되었다.