传统的线阵图像传感器只有一维感光像素阵列,以扫描的方式获得二维的图像,一般应用在需要高分辨率的卫星拍摄、医疗成像和工业机器视觉等领域。普通线阵传感器的性能受光照和运动速度的限制,而TDI(Time-Delay Integration,时间延迟积分)图像传感器是一种特殊的线阵图像传感器,通过二维的像素阵列结构,像素传递的信号在与光学扫描的同步下得到了充分的延迟和累加,从而提高了最终的图像信噪比性能,因此可以代替普通线阵传感器,应用在低照度或高速的成像领域。因为CCD器件可以实现无噪声的电荷累加,TDI技术通常是采用CCD工艺实现的。CMOS工艺具有功耗低、兼容性高、成本低、片上功能电路集成、抗离子辐射和更精简的芯片系统设计等优势,目前CMOS-TDI图像传感器正成为研究热点。CMOS-TDI芯片的开发在国内是一个新领域。CMOS-TDI线阵图像传感器的研发阶段必须有配套的测试系统支持,由于TDI技术多用于军事或航空航天领域,目前国内外对于TDI系统产品的报道不多,也没有针对CMOS-TDI的成像测试系统。本文研究并设计了一种CMOS-TDI成像测试系统的实现方式。本文重点研究CMOS-TDI成像系统的系统建模与系统设计的关键技术,具体研究了成像系统的电路设计、硬件设计与软件设计几个方面,设计与实现了一种CMOS-TDI线阵成像测试系统,完成了系统验证,实现了改进的数字域的TDI功能。本文中实现的系统可提供一个传感器与场景的相对运动,运动速度能与芯片内部的工作时序互相配合,这是TDI成像的必要条件。得益于灵活的片上可编程系统架构,本系统不仅可用于测试像素形态与工艺参数对成像性能的影响、电路系统功能验证、动态范围、噪声特性等,还可以验证数字图像处理的算法模型与RTL模型,在CMOS-TDI线阵图像传感器的研发过程中发挥了重要作用。