基于嵌入式Linux的晶體生長(cháng)控徑系統的研究

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

2 整體方案設計
系統上電后，CCD攝像頭拍攝單晶爐爐膛內晶體硅棒生長(cháng)區域圖像，并傳送至嵌入式系統，通過(guò)觀(guān)察在VGA接口顯示器上顯示的圖像清晰度來(lái)對攝像頭調焦。圖像經(jīng)數字圖像處理程序處理，計算出單晶硅棒的瞬時(shí)直徑。系統把直徑的數字量送至D／A轉換器，再把轉換的模擬量送至主控系統中判決，執行機構根據判決結果修正提拉速度。

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

4 等徑過(guò)程的直徑測量算法實(shí)現
圖l為軟件測量系統的流程。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，達到預期效果。如圖2所示。其中2a為原始圖像，2b為處理后的圖像。