超声设备数字扫描变换在OMAP平台上的设计与实现

摘要

医用超声诊断设备以其快速、安全的特点在临床治疗中得到了广泛应用,但其庞大的体积、昂贵的价格却也给医生和患者带来诸多不便。近年来,为解决上述问题,手持式超声设备逐渐成为医用超声领域的研究热点。本文以手持式超声设备为导向,基于具有ARM+DSP双处理器架构的OMAP3530芯片,充分利用嵌入式系统中有限的资源,设计并实现了超声设备中数据运算操作最为密集的数字扫描变换算法。
　　首先,本文结合医用超声成像系统的整体框架与工作流程,对数字扫描变换的功能和原理进行了深入分析,并对数字扫描变换的常用算法进行了研究与比较,通过算法原理分析以及Matlab仿真验证,根据手持式超声设备的实际需求完成了算法选择。
　　其次,本文对OMAP3530的软硬件环境进行了详细分析,设计了嵌入式系统的整体架构,规划了ARM与DSP的功能职责,并制定了ARM与DSP的双核数据通信方案。
　　最后,本文基于OMAP3530的双核架构,在DSP上设计并实现了数字扫描变换算法,通过对资源的合理分配以及并行运算机制,充分保证了算法运算效率;同时,在ARM上设计了多线程应用程序框架,并通过Codec Engine实现了ARM端应用程序对DSP端数字扫描变换算法的调用。经测试验证,本文设计的数字扫描变换算法在功能与性能方面均达到了预期效果。

目录

超声设备数字扫描变换在OMAP平台上的设计与实现 硕

DESIGN AND IMPLEMENTATION OF DIGITAL SCAN CONVERSION FOR ULTRASONIC DEVICE BASED ON OMAP

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景与研究意义

1.2 国内外发展与研究现状

1.2.1 医用超声成像技术发展与研究现状

1.2.2 嵌入式技术发展与研究现状

1.3 论文主要研究内容

第2章 数字扫描变换原理与算法分析

2.1 医学超声成像系统

2.1.1 系统框架与工作流程

2.1.2 常用工作模式

2.2 数字扫描变换原理

2.2.1 数据存储

2.2.2 数据转换

2.3 数字扫描变换需求分析

2.3.1 功能需求分析

2.3.2 性能需求分析

2.4 数字扫描变换算法分析

2.4.1 坐标变换算法

2.4.2 数据插补算法

2.5 本章小节

第3章 OMAP双核架构与系统方案设计

3.1 硬件平台简介

3.2 OMAP双核架构分析

3.2.1 双核架构硬件分析

3.2.2 双核架构软件分析

3.2.3 双核通信机制分析

3.3 方案设计

3.3.1 功能框架设计

3.3.2 双核通信方案设计

3.3.3 开发流程设计

3.4 本章小结

第4章 数字扫描变换程序设计与实现

4.1 DSP端算法设计与实现

4.1.1 算法需求分析

4.1.2 DSP资源分配

4.1.3 并行机制设计

4.1.4 功能流程设计

4.1.5 算法接口设计

4.2 Codec Engine通信配置

4.2.1 算法Server配置

4.2.2 算法Engine配置

4.3 ARM端应用程序设计与实现

4.3.1 应用程序需求分析

4.3.2 多线程框架设计

4.3.3 控制线程设计

4.3.4 数据输入线程设计

4.3.5 数据处理线程设计

4.3.6 数据输出线程设计

4.4 本章小结

第5章 系统测试

5.1 算法模块测试

5.1.1 算法测试环境

5.1.2 算法测试流程

5.1.3 测试结果分析

5.2 系统整体测试

5.3 本章小节

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文及其他成果

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致谢