用于磁共振谱仪的高速数据传输方法的设计与实现

发布时间：2020-06-12 04:34

【摘要】： 目的 分析用于磁共振谱仪的数据传输方法,结合当前先进的嵌入式技术,研究将基于PowerPC的Linux嵌入式系统应用于磁共振谱仪的方法与技术。研制基于PowerPC嵌入式Linux网络通信系统,实现核磁共振谱仪、控制计算机和数据采集发送模块之间的高速数据传输。 材料与方法 本系统是以IBM/AMCC公司的PowerPC(Performance Optimized With Enhanced RISC PC,简称PowerPC)架构的嵌入式处理器为硬件核心,以嵌入式Linux操作系统为软件平台的嵌入式网络通信解决方案。采用TCP/IP协议为网络通信协议实现控制计算机与谱仪的网络通信,运用双端口存储器DPRAM(Dual Port SRAM,简称DPRAM)实现网络通信系统与数据采集发送模块之间的高速数据交换。硬件系统采用基于PowerPC的Bubinga电路板架构,主要由运行频率为266MHz的32位PowerPC 405EP处理器、256MB的SDRAM、NOR Flash、三星公司64MB的NAND Flash、双端口存储器DPRAM、LXT972以太网控制器、100Mbps以太网接口和RS232串行接口等模块构成。软件开发环境采用装有Windows XP的PC作为主机,在VMware虚拟机中运行RedHat Linux9.0操作系统。交叉编译工具采用德国DENX软件中心提供的基于PowerPC嵌入式Linux交叉编译环境ELDK4.1(Embedded Link Development Kit,简称ELDK)。软件系统主要由用于系统引导的U-Boot-1.1.3、嵌入式Linux-2.6操作系统内核、双端口存储器DPRAM驱动程序、Linux根文件系统、网络通信服务程序构成。 结果 本项研究采用PowerPC嵌入式处理器和嵌入式Linux操作系统设计实现了用于磁共振谱仪的网络通信系统。经过一系列成像和极端测试后,结果表明系统传输速度达到100Mbps,传输性能稳定、可靠、安全,传输实时性完全满足四通道成像要求。 结论 本系统已成功用于北京万东医疗装备股份有限公司0.5T磁共振成像系统的谱仪中。经过长期试验表明,本系统在数据传输速度、实时性、稳定性等方面完全能够满足磁共振成像的要求。与同类系统相比,大大缩小了磁共振谱仪的体积,大幅提高了磁共振图像的信噪比。
【图文】：

磁共振成像系统结构

硬件实物如图7 所示。图 6 基于 PowerPC 网络通信系统硬件结构图本系统硬件主要由运行频率为 266MHz 的 PowerPC405EP 处理器、SDRAM、NOR Flash、Samsung 公司的 NAND Flash、双端口存储器 DPRAM、LXT972 以太网控制器、100Mbps 以太网接口和 RS232 串行接口等模块构成。可插拔 NOR Flash 通过总线与 PowerPC405EP 的外部总线控制器 EBC控制计算机序列与数据交换区DP-SRAMIBM/AMCCPowerPC 405EP主存储器（SDRAM）Linux 内核（NAND FLASH）FPGAU-BOOT（NOR FLASH）序列管理器以太网控制器RS-232驱动器数据采集交换区DP-SRAM射频接收模块网络通信系统
【学位授予单位】：泰山医学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R445.2

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本文编号：2709009