[發明專利]一種自定義總線及其實現方法

有效

• 申請號: 201310648561.8
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103617145A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 侯曉萍;劉景順;邁特·康明斯;王義槐;劉培植;連建宇
• 申請（專利權）人: 包頭市稀寶博為醫療系統有限公司
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧

1.一種自定義總線，其特征在于：它包括背板、主板、發射板和若干接收板；所述背板采用無源設計，僅起連接作用；所述主板以板卡形式或者普通線纜與所述背板連接，所述發射板和接收板分別以板卡形式插接在所述背板上；所述主板通過所述背板將產生的時鐘信號、實時控制數據、總線控制信號和低速信號分別傳輸至所述發射板和接收板；所述發射板將接收到的信號進行處理后輸出射頻或梯度信號，所述接收板根據接收到的總線控制信號按照給定參數接收磁共振信號，并將接收到的磁共振信號通過所述背板傳輸至所述主板。

2.如權利要求1所述的一種自定義總線，其特征在于：在所述主板中設置主控單元、第一可編程邏輯器件、第一單片機和晶體振蕩器，在所述發射板中設置第二編程邏輯器件和第二單片機，在所述接收板中設置第三編程邏輯器件和第三單片機；在所述第一可編程邏輯器件與第二編程邏輯器件之間以及所述第一可編程邏輯器件與第三編程邏輯器件之間分別設置32路下行控制總線、1路總線時鐘信號線、1路傳輸同步時鐘信號線、1路復位信號線、4路握手信號線和1路預留信號線以及在所述第一可編程邏輯器件與第三編程邏輯器件之間設置32路上行接收總線；在所述第一單片機與第二單片機之間以及所述第一單片機與第三單片機之間設置低速總線。

3.如權利要求1所述的一種自定義總線，其特征在于：所述第一可編程邏輯器件、第二編程邏輯器件和第三編程邏輯器件均采用FPGA和CPLD中的一種。

4.如權利要求2所述的一種自定義總線，其特征在于：所述第一可編程邏輯器件、第二編程邏輯器件和第三編程邏輯器件均采用FPGA和CPLD中的一種。

5.如權利要求1或2或3或4所述的一種自定義總線，其特征在于：將所述第一單片機的數據線和地址線與所述第一可編程邏輯器件連接，使所述第一可編程邏輯器件的RAM和IO口成為所述第一單片機的外部XRAM；將所述第二單片機的數據線和地址線與所述第二可編程邏輯器件連接，使所述第二可編程邏輯器件的RAM和IO口成為所述第二單片機的外部XRAM；將所述第三單片機的數據線和地址線與所述第三可編程邏輯器件連接，使所述第三可編程邏輯器件的RAM和IO口成為所述第三單片機的外部XRAM。

6.如權利要求1或2或3或4所述的一種自定義總線，其特征在于：在所述第一可編程邏輯器件中設置用于選擇采用高速總線或低速總線傳輸數據的標志位。

7.如權利要求5所述的一種自定義總線，其特征在于：在所述第一可編程邏輯器件中設置用于選擇采用高速總線或低速總線傳輸數據的標志位。

8.如權利要求1～7任一項所述的一種自定義總線，其特征在于：連接所述主板與背板用于傳輸低速信號的線纜采用422總線、485總線、I2C總線和CAN總線中的一種。

9.如權利要求1～8任一項所述的一種自定義總線，其特征在于：所述時鐘信號包括總線時鐘信號和傳輸同步時鐘信號，所述總線時鐘信號和傳輸同步時鐘信號均設置為小于等于200MHz的信號；總線控制信號包括復位信號和握手信號；低速信號包括初始化信號和隨機檢測信號。

10.一種如權利要求1～9任一項所述自定義總線的實現方法，其包括以下步驟：

1）設置一包括背板、主板、發射板和若干接收板的總線；在主板中設置主控單元、第一可編程邏輯器件、第一單片機和晶體振蕩器，在發射板中設置第二編程邏輯器件和第二單片機，在接收板中設置第三編程邏輯器件和第三單片機；

2）在第一可編程邏輯器件與第二編程邏輯器件之間以及第一可編程邏輯器件與第三編程邏輯器件之間分別設置32路下行控制總線、1路總線時鐘信號線、1路傳輸同步時鐘信號線、1路復位信號線、4路握手信號線和1路預留信號線，在第一可編程邏輯器件與第三編程邏輯器件之間設置32路上行接收總線；在第一單片機與第二單片機之間以及第一單片機與第三單片機之間分別設置低速總線；

3）晶體振蕩器產生一時鐘信號并傳輸至第一可編程邏輯器件，由第一可編程邏輯器件對時鐘信號進行整形、分頻處理后生成一總線時鐘信號和一傳輸同步時鐘信號，總線時鐘信號和傳輸同步時鐘信號通過總線時鐘信號線和傳輸同步時鐘信號線均分別傳輸至第二編程邏輯器件和第三編程邏輯器件；

4）主控單元產生實時控制數據并傳輸至第一可編程邏輯器件，傳輸同步時鐘的上升沿表示一個傳輸周期的開始，在每個傳輸周期中的每個總線時鐘，第一可編程邏輯器件通過各下行控制總線將接收到的實時控制數據定義成固定數據格式分別發送至發射板和接收板，經發射板上的第二編程邏輯器件處理后輸出梯度信號或射頻信號，經接收板上的第三編程邏輯器件處理后使接收板按照主控單元給定的參數接收磁共振信號；

5）第三編程邏輯器件接收到第一可編程邏輯器件發送的握手信號后，通過上行接收總線將接收到的磁共振信號定義成固定數據格式并傳輸至主板；

當第一個傳輸同步時鐘的上升沿開始時，第一個傳輸周期開始，通過上行接收總線接收板將接收到的N路磁共振信號定義成N*32位數據進行傳輸，每個總線時鐘內傳輸一個32位數據；第一塊接收板通過上行接收總線傳輸數據時，其余接收板處于高阻狀態；在第一個傳輸周期中的第N個總線時鐘周期，通過上行接收總線第二塊接收板將接收到的磁共振信號定義成N*32位數據進行傳輸，其余接收板處于高阻狀態，依次類推，直到在一個傳輸同步時鐘內，所有接收板接收到的磁共振信號傳輸完畢，在第二個傳輸周期第一塊接收板繼續傳輸接收到的磁共振信號；

6）主控單元控制第一單片機產生的初始化信號和隨機檢測信號通過低速總線分別傳輸至第二單片機和第三單片機，對發射板和接收板進行初始化、隨機檢測處理。