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高速成像系统的USB2.0接口设计
点击次数:610 发布时间:2016-03-16
USB2.0具有使用方便,速度快、连接灵活、成本低等诸多优势,已广泛地应用在形形色色的外设与主机的连接中。本文结合实际情况,将USB2.0的接口设计应用于高速成像系统中,解决了现有的数据采集系统的诸多不足。另外,将新型的可编程逻辑器件应用于DMA方式下数据传输的控制上,增加了设计的灵活性,增强了高速成像系统的稳定性,缩短了开发周期。当前,由于工艺方面的限制,双端口存储器的容量较小,且价格很高,针对上述问题,采用两个单端口存储器轮流读写的方法,实现了双端口存储器的功能,且成本仅为传统方法的十分之一。设计方案简化了电路结构,降低了对PC机和本地CPU的要求,是实现高速成像系统数据采集的一种理想途径。而且,本设计方法不仅适用于医用内窥镜系统,也可以扩展于其他要求高速数据采集的场合。
 
经过调试,USB2.0高速成像系统的各项功能已经基本实现,传输速率高,系统可靠稳定。为了验证系统的可行性及准确性,在调试过程中采取了由CPLD内部有规律(1、0间隔)的产生8路数据信号,该信号模拟超声数据信号经外部SRAM进入计算机内部。系统自行设计了数据采集软件,对进入计算机内存的数据流进行了读取、显示和存储操作。采集系统将获取的数据以图像的形式显示出来。根据CPLD发送数据的规律性,所得图像应为黑白条间隔的形式,由图5知,实验结果与理论值吻合。
 
高速成像系统采集数据的可靠性进行了分析,将采集获取的数据以十六进制的方式显示出来,由于系统的原始数据信号为八位并行的1或八位并行的0,因而理想中的数据显示结果应为FF或00。将实际记录的数据与理想的数据结果进行了比较和分析,得出在USB2.0高速状态下数据传输的准确率可达99.17%。综上所述,采用这种设计方法在实际中是可行的,理论和实验结果均表明本文的设计是成功的。
 
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