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高速成像系統(tǒng)的USB2.0接口設(shè)計
點擊次數(shù)：1645 更新時間：2016-03-16
USB2.0具有使用方便,速度快、連接靈活、成本低等諸多優(yōu)勢,已廣泛地應(yīng)用在形形色色的外設(shè)與主機的連接中。本文結(jié)合實際情況,將USB2.0的接口設(shè)計應(yīng)用于高速成像系統(tǒng)中,解決了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的諸多不足。另外,將新型的可編程邏輯器件應(yīng)用于DMA方式下數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂粕?增加了設(shè)計的靈活性,增強了高速成像系統(tǒng)的穩(wěn)定性,縮短了開發(fā)周期。當(dāng)前,由于工藝方面的限制,雙端口存儲器的容量較小,且價格很高,針對上述問題,采用兩個單端口存儲器輪流讀寫的方法,實現(xiàn)了雙端口存儲器的功能,且成本僅為傳統(tǒng)方法的十分之一。設(shè)計方案簡化了電路結(jié)構(gòu),降低了對PC機和本地CPU的要求,是實現(xiàn)高速成像系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的一種理想途徑。而且,本設(shè)計方法不僅適用于醫(yī)用內(nèi)窺鏡系統(tǒng),也可以擴展于其他要求高速數(shù)據(jù)采集的場合。
經(jīng)過調(diào)試,USB2.0高速成像系統(tǒng)的各項功能已經(jīng)基本實現(xiàn),傳輸速率高,系統(tǒng)可靠穩(wěn)定。為了驗證系統(tǒng)的可行性及準(zhǔn)確性,在調(diào)試過程中采取了由CPLD內(nèi)部有規(guī)律(1、0間隔)的產(chǎn)生8路數(shù)據(jù)信號,該信號模擬超聲數(shù)據(jù)信號經(jīng)外部SRAM進入計算機內(nèi)部。系統(tǒng)自行設(shè)計了數(shù)據(jù)采集軟件,對進入計算機內(nèi)存的數(shù)據(jù)流進行了讀取、顯示和存儲操作。采集系統(tǒng)將獲取的數(shù)據(jù)以圖像的形式顯示出來。根據(jù)CPLD發(fā)送數(shù)據(jù)的規(guī)律性,所得圖像應(yīng)為黑白條間隔的形式,由圖5知,實驗結(jié)果與理論值吻合。
對高速成像系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的可靠性進行了分析,將采集獲取的數(shù)據(jù)以十六進制的方式顯示出來,由于系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)信號為八位并行的1或八位并行的0,因而理想中的數(shù)據(jù)顯示結(jié)果應(yīng)為FF或00。將實際記錄的數(shù)據(jù)與理想的數(shù)據(jù)結(jié)果進行了比較和分析,得出在USB2.0高速狀態(tài)下數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確率可達99.17%。綜上所述,采用這種設(shè)計方法在實際中是可行的,理論和實驗結(jié)果均表明本文的設(shè)計是成功的。
