红外探测技术具有环境适应性好、探测伪装目标能力强、功耗低、体积小等众多优点,被广泛应用于各种领域。读出电路是红外探测系统中的关键部分,因此读出电路具有非常重要的研究意义。随着红外探测领域材料、器件、工艺水平的提高,以及市场的需求,读出电路正快速朝着更大面阵、更快速度、更低功耗、更智能的方向发展。而读出电路数字控制是实现更高性能读出电路的重要部分。本文对面向超光谱应用的读出电路数字控制进行了研究,设计了高性能读出电路中的可编程增益控制和智能化读出。面向超光谱应用的读出电路具有比较高的动态范围,并且要求增益可控。读出电路中的积分电容是决定增益的重要参数,对读出电路的积分电容进行选择,可以实现对读出电路每一行增益的控制。此外在更高性能的读出电路设计中,读出电路任意开窗是在大面阵应用中提高帧频和检查坏点的有效途径。读出电路读出顺序反转使得电路能够适用于不同的光学系统。多通道读出能够有效提高读出电路的帧频。（1）本文首先研究了读出电路中积分、读出、复位的总线控制方式,在此基础上建立了实现具有边积分边读出模式的读出电路增益可控、读出电路任意开窗、读出电路读出顺序反转、多通道读出的总体架构。设计输入模块对读出电路增益和多功能控制信息进行寄存,设计了行控制模块和列控制模块,它们在输入模块寄存字的控制下,进行积分电容选择和行列寻址,实现具有增益可控和多功能的读出电路。（2）采用传统的移位寄存器作为读出电路数字控制不再适合大面阵、高速、低功耗、智能化的需求。本文研究了半定制设计方法在实现读出电路数字控制的应用。进行了整体设计的功能模块划分、HDL代码描述,搭建验证平台进行功能仿真。在物理设计中,进行了PAD设计和输出port布局,建立了数字控制接口和读出电路模拟部分相匹配的整体布局方案。完成了物理实现过程中的布局、时钟树综合、布线等过程。最终的版图分析和验证结果表明,整体设计面积规划符合读出电路模拟阵列的布局要求,功耗约为14.82m W,电路功能正常。（3）读出电路数字控制的本质在于寻址,寻址计数器的是读出电路数字控制主要的功耗来源。格雷码在递变的时候,每次只有一位翻转,理论分析上格雷码的寻址稳定性高且开关功耗低。设计了一款按照格雷码递变方式递增和递减的寻址计数器,并将其初步应用于读出电路任意开窗和读出顺序反转的实现。功耗分析结果表明,格雷码寻址计数器相比二进制寻址计数器功耗降低50%-60%。