嵌入式技术在超声检测设备中的应用研究

摘要

当今，嵌入式技术正在迅猛发展。嵌入式系统定义为以应用为中心，以计算机技术为基础，软件硬件可剪裁，适应于系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。带嵌入式操作系统并以32位RISC体系CPU为核心的计算机是嵌入式系统中最重要的部分，其中以ARM为处理器并运行Linux操作系统的嵌入式产品正成为高端嵌入式系统中的主力军，相应的嵌入式技术也在不断发展和深化。
　　本设计以ARM9和FPGA为硬件主体，深入研究并灵活运用Linux嵌入式技术，实现了针对于超声检测设备（医疗B超、彩超，工业A超设备）的嵌入式计算机系统。
　　本文以实际课题为背景，阐述了嵌入式系统的技术特点、开发流程、注意事项等，并对开发过程中遇到的技术问题进行了分析。针对超声检测设备嵌入式计算机的特点，从硬件到软件设计并实现了两套完整的嵌入式计算机平台。
　　从实际研发项目所涵盖的技术范围出发，对嵌入式计算机硬件平台的构建，包括计算机系统地址空间、中断资源等分配、原理图与PCB绘制、嵌入式系统调试方法与技巧等，进行了深入的研究；编写设计了嵌入式系统软件，包括Bootloader、Kernel、FileSystem、GUI等；设计开发了Linux设备驱动程序，包括Net，USB、DOC等；给出了嵌入式产品的通用视频解决方案，CRT、TV、LCD设备在嵌入式系统中的灵活应用等；并对超声数字信号处理中的自适应FIR带通滤波器、小波降噪等一些问题进行了深入的研究。

目录

嵌入式技术在超声检测设备中的应用研究

APPLICATION RESEARCH OF

摘要

Abstract

目 录

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 嵌入式技术国内外研究现状

1.3 嵌入式系统各组成要素及其特点

1.4 论文主要内容

第2章 超声设备嵌入式计算机系统架构

2.1 引言

2.2 嵌入式系统开发环境

2.3 数字B 超、彩超主控计算机特点

2.4 数字B 超、彩超嵌入式主控计算机系统架构

2.5 数字超声探伤仪的特点

2.6 数字超声探伤仪嵌入式主控计算机系统架构

2.7 本章小结

第3章 嵌入式软件系统构建

3.1 引言

3.2 嵌入式计算机系统软件部分的构成体系

3.3 Bootloader

3.4 Linux 内核及文件系统

3.5 GUI 库

3.6 升级专题

3.7 本章小结

第4章 嵌入式驱动程序开发

4.1 引言

4.2 Linux 基本驱动程序描述

4.3 Linux 网络设备驱动程序

4.4 Linux USB 设备驱动程序

4.5 Linux DOC 设备驱动程序

4.6 本章小结

第5章 嵌入式视频解决方案

5.1 引言

5.2 嵌入式系统视频解决方案概述

5.2.1 CRT 信号及时序

5.2.2 TV 信号及时序

5.2.3 LCD 信号及时序

5.3 B 超、彩超设备的视频解决方案

5.3.1 硬件需求

5.3.2 Linux 设备驱动程序对VGA 设备的支持

5.4 便携式超声探伤设备视频解决方案

5.4.1 硬件需求

5.4.2 Linux 设备驱动程序对LCD 设备的支持

5.5 本章小结

第6章 超声回波信号降噪方法研究

6.1 引言

6.2 自适应FIR 带通滤波器的设计

6.2.1 Matlab 下FIR 滤波器的设计

6.2.2 频率中心预估及自适应带通滤波器的实现

6.3 小波分析在超声回波信号处理中的应用初步

6.4 本章小结

结论

参考文献

附录 自适应带通滤波器源代码（主程序）

攻读学位期间发表的学术论文

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