基于嵌入式Linux的晶體生長控徑系統的研究

1 引言
隨著單晶硅片制造向大直徑化發展，直拉法單晶硅生長技術在單晶硅制造中逐漸顯出其主導地位。為使結晶過程更加穩定和實用有效，則需提高對工藝參數的控制精度，基于CCD攝像掃描識別技術的單晶硅等徑生長速度控制技術得到業界的重視。
基于ARM的單晶硅測徑系統具有巨大的市場潛力。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區域圖像，并傳送至嵌入式系統，通過觀察在VGA接口顯示器上顯示的圖像清晰度來對攝像頭調焦。圖像經數字圖像處理程序處理，計算出單晶硅棒的瞬時直徑。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平臺開發
通常采用host/target(即“主機／目標機”)方式進行嵌入式開發。先在主機(一般為PC)強大便捷的開發環境下開發出應用程序，然后利用串口和網絡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，下載燒寫新的內核，即完成整個Linux平臺開發。
用戶程序采用以下方式開發調試：在主機上通過交叉編譯器編譯用戶程序，生成可在目標板上執行的二進制文件，通過串口或網絡僅將用戶程序下載到目標板上，用主機上的仿真終端仿真目標機，進行調試。

4 等徑過程的直徑測量算法實現
圖l為軟件測量系統的流程。這里研究的是等徑過程中的圖像處理，采用全局閾值的極小值法對灰度圖像進行二值化處理，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。