[發明專利]一種基于PCIE同步傳輸的超聲內窺鏡圖像采集接口系統

在審

• 申請號: 201711027914.7
• 申請日: 2017-10-28
• 公開（公告）號: CN107908588A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 汪毅;陳曉帥;陳曉冬;李嘉科
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F13/42
• 分類號: G06F13/42;G16H40/63;G16H30/20
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 劉子文

技術領域

本發明涉及一種圖像采集接口系統，尤其涉及一種基于PCIE同步傳輸的超聲內窺鏡圖像采集接口系統。

背景技術

超醫學超聲內窺鏡對人體內腔的胃、腸等器官進行斷層掃描成像，可檢查粘膜下微小病灶，對癌癥等疾病的早期診斷具有重要意義，是目前應用前景非常廣闊的醫療儀器。隨著醫學內窺鏡的不斷發展，人們對醫學內窺鏡的成像速度和成像的質量提出越來越高需求。其中超聲內窺鏡采集接口系統可以解決超聲內窺鏡的成像速度低的問題，對于實時快速成像具有重要意義。

專利CN201310519884公布的一種基于USB同步傳輸的超聲內窺鏡圖像采集接口系統傳輸速度只有16MB/S,與本發明的達到約1GB/S在速度上差別是非常明顯的，同時本發明可是實現雙向通信，對數據控制更加精確，同時可以發送數據到FPGA內部緩存器中，然后將該數據用于后續的圖像處理中。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種基于PCIE同步傳輸的超聲內窺鏡圖像采集接口系統。本發明系統利用PCIE總線進行高速數據傳輸，其接收圖像的數據速度可以達到1GB/S，可以應用于超聲內鏡系統以及相控陣超聲內鏡系統，滿足實時要求。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于PCIE同步傳輸的超聲內窺鏡圖像采集接口系統，包括帶計算機、PCIEx8總線接口、FPGA以及與FPGA連接的外設數據緩存器，計算機帶有PCIE插槽，并通過PCIE插槽與PCIE x8總線接口連接；

FPGA作為PCIE x8總線接口控制核心，完成對PCIE x8總線接口的環境配置；所述FPGA通過PCIE x8總線接口接收計算機的控制信號，在該控制信號以及外設數據緩存器和FPGA自身產生的控制信號共同作用下，FPGA將外設數據緩存器中的數據組建符合PCIE協議的數據包，由PCIE x8總線接口通過FPGA和計算機的控制下將圖像數據傳入到計算機中；

計算機識別驅動所述PCIE x8總線接口后，讀取PCIE x8總線接口的狀態信息，以及由PCIE x8總線接口向FPGA發送數據，發送數據被傳輸到FPGA的內部緩存區中，以便對所發送數據的處理。

進一步的，計算機帶有的PCIE插槽滿足PCIE 3.0。

進一步的，外設數據緩存器為DDR3。

與現有技術相比，本發明的技術方案所帶來的有益效果是：

本發明基于PCIE同步傳輸的超聲內窺鏡圖像采集接口系統實現了快速傳輸圖像數據功能，傳輸速度能夠到達1GB/S，應用于掃描式超聲內窺鏡和相控陣超聲內窺鏡等，滿足實時顯示要求；雙向傳輸模式，數據控制更加精確；通過PCIE數據總線接口，上位機可以往下位機FPGA中發送數據，用于后續的圖像處理。

附圖說明

圖1是本發明的結構框圖。

圖2是本發明接口程序的流程圖。

附圖標記：1、計算機；2、PCIE x8數據接口；3、FPGA；4、外設數據緩存器。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施方案做具體描述：

如圖1所示，本發明由計算機1、PCIE x8數據接口2、FPGA 3、外設數據緩存器4組成。

本發明主要是超聲圖像數據采集接口設計。具體使用實例如圖2所示，PCIE x8數據接口2插入到計算機1的PCIE插槽中，啟動基于FPGA 3的下位機和計算機1。打開上位機軟件安裝驅動，完成系統的初始化。

當系統的初始化完成，PCIE x8數據接口2通信正常后，實現的主要功能如下有3個：

功能1，讀取PCIE狀態信息。上位機發送對應的讀取PCIE狀態的數據結構，通過PCIE x8數據接口2由下位機接收，從而將FPGA3中存儲PCIE狀態信息發送給上位機，由上位機接收判斷，防止出現由于硬件異常出現的數據傳輸錯誤以及記錄傳輸信息等。

功能2，發送數據包。PCIE將發送數據的寫請求信息通過PCIEx8數據接口發送給下位機，下位機打開寫使能，接收上位機中符合PCIE協議的數據包，并將數據包保存到FPGA內存中，用于后續超聲圖像數據的處理。