[實用新型]CT數(shù)據(jù)通訊卡

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420461560.2
• 申請日: 2014-08-15
• 公開（公告）號: CN204465556U
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 康杰;繆永龍
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市貝斯達(dá)醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號: H04L12/02
• 分類號: H04L12/02;H04B10/25
• 代理公司: 東莞市神州眾達(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44251
• 代理人: 劉漢民

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種CT數(shù)據(jù)儲存裝置，特別是涉及一種CT數(shù)據(jù)通訊卡。

背景技術(shù)

CT（Computed?Tomography，計算機斷層掃描）是利用計算機技術(shù)對被測物體斷層掃描圖像進(jìn)行重建獲得三維斷層圖像的掃描方式。該掃描方式是通過單一軸面的射線穿透被測物體，根據(jù)被測物體各部分對射線的吸收與透過率不同，由計算機采集透過射線并通過三維重構(gòu)成像。當(dāng)前，該技術(shù)已被廣泛運用于醫(yī)學(xué)檢測，工業(yè)檢測和安保檢測等多個領(lǐng)域。

由于CT設(shè)備掃描時間較短，而采集到的數(shù)據(jù)量又較大，因此CT技術(shù)發(fā)展面臨著一大技術(shù)瓶頸，即：如何在短時間內(nèi)將大量的數(shù)據(jù)從采集現(xiàn)場傳輸?shù)綌?shù)據(jù)重建柜，也即如何提高CT設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸速率和頻率。具體來說該瓶頸主要體現(xiàn)在三個方面的技術(shù)問題：一、現(xiàn)有CT數(shù)據(jù)通訊卡采用并行方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，傳輸鏈路復(fù)雜，且成本高；二、現(xiàn)有CT數(shù)據(jù)通訊卡采用多條串行口的方式由紅外進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，多條鏈路傳輸數(shù)據(jù)增加了數(shù)據(jù)的編碼開銷，發(fā)送和接收電路復(fù)雜，接收端需要對數(shù)據(jù)重新排序，增大了數(shù)據(jù)采集的控制難度；三、現(xiàn)有CT數(shù)據(jù)通訊卡采用傳統(tǒng)的ARM+FPGA實現(xiàn)或者利用FPGA軟核調(diào)用函數(shù)實現(xiàn)光纖，功耗大，成本高。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：本數(shù)據(jù)通訊卡采用串行光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，不采用傳統(tǒng)的ARM+FPGA實現(xiàn)或者利用FPGA軟核調(diào)用函數(shù)實現(xiàn)光纖，本數(shù)據(jù)通訊卡的整個實現(xiàn)過程在單塊FPGA中純邏輯實現(xiàn)，不外接芯片，降低了成本，且為以后開發(fā)更多排探測器數(shù)據(jù)傳輸提供了升級便利。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的技術(shù)方案是：一種CT數(shù)據(jù)通訊卡，其接收前端數(shù)據(jù)接口卡發(fā)送過來的經(jīng)過編碼的LVDS源同步信號，前端數(shù)據(jù)接口卡的輸入端是通過數(shù)據(jù)預(yù)處理將經(jīng)過模數(shù)變換以后的數(shù)字信號，經(jīng)過CT數(shù)據(jù)通訊卡處理以后的信號是以標(biāo)準(zhǔn)UDP協(xié)議通過光纖，經(jīng)過滑環(huán)發(fā)送到數(shù)據(jù)重建柜，數(shù)據(jù)重建柜進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像的重建。

CT數(shù)據(jù)通訊卡的整個實現(xiàn)過程是在單個可編程邏輯器件中獨立完成，處理后的數(shù)據(jù)被送至光電轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，之后再被進(jìn)行遠(yuǎn)距離的光纖傳輸，最終被送至數(shù)據(jù)重建柜。

進(jìn)一步優(yōu)化的方案中，可編程邏輯器件是FPGA。

進(jìn)一步優(yōu)化的方案中，控制指令是通過從數(shù)據(jù)重建柜引出的一條串口線進(jìn)行連接的，從而達(dá)到數(shù)據(jù)的傳輸和控制指令的完全分離。

進(jìn)一步優(yōu)化的方案中，其核心子代碼構(gòu)架分為兩部分，即數(shù)據(jù)同步和純邏輯IEEE802.3z光纖協(xié)議。

本實用新型工作在四個頻率段，源同步信號工作在發(fā)送端數(shù)據(jù)頻率段，頻率為62.5MHZ，數(shù)據(jù)的編碼和控制工作在系統(tǒng)自身頻率段，頻率為由本級200M晶振分頻產(chǎn)生的31.25MHZ和62.5MHZ，光纖模塊的頻率段，頻率為125MHZ。

進(jìn)一步優(yōu)化的方案中，數(shù)據(jù)同步是CT數(shù)據(jù)通訊卡接收到62.5MHZ，625Mbit/s的源同步信號，通過IBUFDGS轉(zhuǎn)換成單端信號，將接收到的62.5MHZ信號通過FPGA內(nèi)部的鎖相環(huán)及BUFPLL全局時鐘網(wǎng)絡(luò)得到一個625MHZ快時鐘和一個62.5MHZ慢時鐘，用625MHZ快時鐘將數(shù)據(jù)接收后轉(zhuǎn)變成單端的10路并行信號，然后通過用IP?CORE導(dǎo)入的10位并行雙端口FIFO進(jìn)行數(shù)據(jù)的FPGA系統(tǒng)時鐘同步，從FIFO輸出后的數(shù)據(jù)的同步時鐘就是本級的62.5MHZ系統(tǒng)時鐘，數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼解碼通過系統(tǒng)的62.5MHZ時鐘實現(xiàn)，經(jīng)過編碼和解碼以后的數(shù)據(jù)采用31.25MHZ，32位系統(tǒng)時鐘并行以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的封裝，封裝后的數(shù)據(jù)通過一個異步雙端口FIFO導(dǎo)入125MHZ輸出時鐘進(jìn)行同步。

為了支持不同標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)通信，IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)在光纖通信的底層規(guī)定了一套協(xié)議：AUTO_NEGO，也稱自協(xié)商協(xié)議，在傳統(tǒng)的光纖通信中，只需要調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)就能實現(xiàn)自協(xié)商的過程，采用純邏輯實現(xiàn)自協(xié)商協(xié)議需要在FPGA中搭建相應(yīng)的狀態(tài)機并利用寄存器去配置光纖網(wǎng)卡，由于本系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸是點對點的，因此采用非完整自定制的方法能夠有效的精簡FPGA使用的資源，降低系統(tǒng)的功耗。

進(jìn)一步優(yōu)化的方案中，純邏輯IEEE802.3z光纖協(xié)議通過用6個狀態(tài)，即IDLE，READY，CONF，ACK_CONF，SYNC，?AUTO_OK來實現(xiàn)自動協(xié)商。