基于嵌入式Linux的晶體生長(zhǎng)控徑系統(tǒng)的研究

1 引言
隨著單晶硅片制造向大直徑化發(fā)展，直拉法單晶硅生長(zhǎng)技術(shù)在單晶硅制造中逐漸顯出其主導(dǎo)地位。為使結(jié)晶過(guò)程更加穩(wěn)定和實(shí)用有效，則需提高對(duì)工藝參數(shù)的控制精度，基于CCD攝像掃描識(shí)別技術(shù)的單晶硅等徑生長(zhǎng)速度控制技術(shù)得到業(yè)界的重視。
基于ARM的單晶硅測(cè)徑系統(tǒng)具有巨大的市場(chǎng)潛力。因此，這里研究了單晶硅測(cè)徑系統(tǒng)的圖像采集、處理及顯示。

2 整體方案設(shè)計(jì)
系統(tǒng)上電后，CCD攝像頭拍攝單晶爐爐膛內(nèi)晶體硅棒生長(zhǎng)區(qū)域圖像，并傳送至嵌入式系統(tǒng)，通過(guò)觀察在VGA接口顯示器上顯示的圖像清晰度來(lái)對(duì)攝像頭調(diào)焦。圖像經(jīng)數(shù)字圖像處理程序處理，計(jì)算出單晶硅棒的瞬時(shí)直徑。系統(tǒng)把直徑的數(shù)字量送至D／A轉(zhuǎn)換器，再把轉(zhuǎn)換的模擬量送至主控系統(tǒng)中判決，執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)判決結(jié)果修正提拉速度。

3 Linux平臺(tái)開(kāi)發(fā)
通常采用host/target(即“主機(jī)／目標(biāo)機(jī)”)方式進(jìn)行嵌入式開(kāi)發(fā)。先在主機(jī)(一般為PC)強(qiáng)大便捷的開(kāi)發(fā)環(huán)境下開(kāi)發(fā)出應(yīng)用程序，然后利用串口和網(wǎng)絡(luò)將程序下載到目標(biāo)機(jī)(即嵌入式平臺(tái))上，用目標(biāo)機(jī)配備的仿真器或主機(jī)上的交叉調(diào)試器對(duì)目標(biāo)機(jī)上的程序進(jìn)行調(diào)試排錯(cuò)，最后將調(diào)試成功的目標(biāo)程序編譯至Linux內(nèi)核，下載燒寫新的內(nèi)核，即完成整個(gè)Linux平臺(tái)開(kāi)發(fā)。
用戶程序采用以下方式開(kāi)發(fā)調(diào)試：在主機(jī)上通過(guò)交叉編譯器編譯用戶程序，生成可在目標(biāo)板上執(zhí)行的二進(jìn)制文件，通過(guò)串口或網(wǎng)絡(luò)僅將用戶程序下載到目標(biāo)板上，用主機(jī)上的仿真終端仿真目標(biāo)機(jī)，進(jìn)行調(diào)試。

4 等徑過(guò)程的直徑測(cè)量算法實(shí)現(xiàn)
圖l為軟件測(cè)量系統(tǒng)的流程。這里研究的是等徑過(guò)程中的圖像處理，采用全局閾值的極小值法對(duì)灰度圖像進(jìn)行二值化處理，得到的二值化圖像僅包含光圈信息，達(dá)到預(yù)期效果。如圖2所示。其中2a為原始圖像，2b為處理后的圖像。