[實(shí)用新型]一種基于網(wǎng)絡(luò)接口的多通道高頻超聲數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720551386.4
• 申請(qǐng)日: 2017-05-17
• 公開（公告）號(hào): CN206832751U
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明;周建文;朱健剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東順德中山大學(xué)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)國(guó)際聯(lián)合研究院
• 主分類號(hào): G01N29/22
• 分類號(hào): G01N29/22
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 林麗明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)采集與發(fā)送領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)接口的多通道高頻超聲數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

超聲檢測(cè)現(xiàn)今廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)成像，板材管道探傷成像系統(tǒng)中，如B超，超聲探傷儀等。醫(yī)學(xué)超聲成像有價(jià)格低廉、使用簡(jiǎn)便、實(shí)時(shí)迅速、無(wú)創(chuàng)無(wú)輻射性、準(zhǔn)確性高、可連續(xù)動(dòng)態(tài)及重復(fù)掃描等優(yōu)點(diǎn)，雖然現(xiàn)在超聲成像算法和探傷算法已經(jīng)比較成熟，但還是有很大改進(jìn)空間，如超聲目前還不適合含氣器官檢查如肺，消化道和骨骼的檢查等。而市面上一些專用的超聲探測(cè)儀拿不到原始的超聲收發(fā)數(shù)據(jù)。故很有必要設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單易用性價(jià)比高，可擴(kuò)展性強(qiáng)的超聲數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)環(huán)境，方便科研人員采集原始超聲數(shù)據(jù)從而去優(yōu)化現(xiàn)有超聲檢測(cè)算法。

現(xiàn)在市面上有關(guān)多通道高速(大于40MHz)超聲數(shù)據(jù)收發(fā)卡功能非常有限，一些通用的高速數(shù)據(jù)采集卡，如美國(guó)的國(guó)家儀器(NI)，中國(guó)臺(tái)灣的凌華科技(ADLINK)，其數(shù)據(jù)采集通道數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到超聲成像應(yīng)用要求，這些公司生產(chǎn)的高速數(shù)據(jù)采集卡一般最多支持8通道數(shù)據(jù)采集且不支持收發(fā)一體，雖然可以用PXI機(jī)箱把多個(gè)高速PXI發(fā)送板卡和采集板卡連接一塊組成一個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)超聲數(shù)據(jù)收發(fā)實(shí)驗(yàn)環(huán)境，但是板卡數(shù)量過(guò)多連接導(dǎo)線雜亂，不易管理，而且單個(gè)板卡價(jià)格非常昂貴，造成系統(tǒng)成本太高，不能大規(guī)模推廣應(yīng)用。而且PXI系統(tǒng)只能數(shù)據(jù)采集，內(nèi)部控制器處理數(shù)據(jù)能力非常有限，不能直接在采集環(huán)境中用高性能CPU和GPU加速去分析復(fù)雜算法，這樣數(shù)據(jù)采集必須跟算法分析分開進(jìn)行，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集實(shí)時(shí)分析出結(jié)果。當(dāng)然也有基于PCI_E接口的解決方案，但是一個(gè)主機(jī)中PCI_E接口有限，可擴(kuò)展性有限，只能滿足低通道數(shù)應(yīng)用(如64/128通道)。對(duì)于需要上千個(gè)通道的應(yīng)用中顯現(xiàn)出很大局限性。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷(不足)，提供一種基于網(wǎng)絡(luò)接口的多通道高頻超聲數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題。

為了達(dá)到上述技術(shù)效果，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種基于網(wǎng)絡(luò)接口的多通道高頻超聲數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)，包括：N個(gè)板卡模塊，其中N個(gè)板卡模塊分別為1個(gè)主板卡模塊和N-1個(gè)從板卡模塊；所述每個(gè)板卡模塊包括傳感器陣列接口、高壓模擬開關(guān)芯片、第一高壓脈沖超聲發(fā)送芯片、第二高壓脈沖超聲發(fā)送芯片、高速ADC采集芯片、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列和以太網(wǎng)收發(fā)器；所述傳感器陣列接口與高壓模擬開關(guān)芯片連接，所述高壓模擬開關(guān)芯片的輸出端與高速ADC采集芯片的輸出端連接，所述高速ADC采集芯片的輸出端還與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的輸入端連接，所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的輸出端分別與第一高壓脈沖超聲發(fā)送芯片的輸入端、第二高壓脈沖超聲發(fā)送芯片的輸入端連接，所述第一高壓脈沖超聲發(fā)送芯片、第二高壓脈沖超聲發(fā)送芯片的輸出端分別接入高壓模擬開關(guān)芯片的輸入端。

優(yōu)選地，還包括：第一存儲(chǔ)器和第二存儲(chǔ)器；所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的輸出端還分別與第一存儲(chǔ)器和第二存儲(chǔ)器連接。

優(yōu)選地，還包括：晶振；所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列的輸出端還與晶振連接。

優(yōu)選地，還包括：電源；所述電源包括第一子模塊和第二子模塊；所述第一子模塊與高壓脈沖超聲發(fā)送芯片連接，所述第二子模塊與傳感器陣列接口、高壓模擬開關(guān)芯片、高速ADC采集芯片、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列分別連接。

優(yōu)選地，還包括：閃存；所述現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列還與閃存連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型技術(shù)方案的有益效果是：

本方案包括N個(gè)板卡模塊，其中N個(gè)板卡模塊分別為1個(gè)主板卡模塊和N-1個(gè)從板卡模塊，每個(gè)板卡模塊都能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和收發(fā)，用一個(gè)交換機(jī)就能實(shí)現(xiàn)多通路超聲收發(fā)數(shù)據(jù)。

附圖說(shuō)明

圖1為一實(shí)施例的單個(gè)16通道高速超聲板卡模塊硬件架構(gòu)圖。

圖2為一實(shí)施例的多板卡模塊同步通信接口連接方式的示意性結(jié)構(gòu)圖。

圖3為一實(shí)施例的FPGA內(nèi)部硬件模塊架構(gòu)圖。

圖4為一實(shí)施例的板卡與板卡之間組成的整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

附圖僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專利的限制；

為了更好說(shuō)明本實(shí)施例，附圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說(shuō)明可能省略是可以理解的。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。