[发明专利]一种基于USB3.0的彩超射频数字信号采集系统

说明书

技术领域

本发明涉及超声射频数据采集与传输技术领域，尤其涉及一种计算机与彩色多普勒超声医学成像系统之间采用USB3.0（由Intel、微软、惠普、德州仪器、NEC、ST-NXP等企业发布的新一代USB标准）数据传输技术进行超声射频数字信号高速采集与传输的基于USB3.0的彩超射频数字信号采集系统。

背景技术

医用超声诊断设备受到临床单位的普遍欢迎，因为它具有先进的技术性能，能够显示人体不同深度的断层图像，不仅能对人体软组织、脏器成像，而且能够依据多普勒效应对血流进行成像。目前，国外进口的一些高档彩超设备，功能虽然较强，但是价格昂贵，在国内市场普及还需要很长时间。而国产的彩超诊断仪由于其系统结构，控制器性能等方面的限制，无法满足临床诊断和医学研究对超声图像存储、处理、传输等方面的要求。

经由超声数字化前端处理后得到的彩超射频数字信号的带宽能达到400Mbps～600Mbps，为将高带宽的彩超射频数据传入计算机，就必须选用一种合适的计算机总线接口设计彩超射频数字信号采集系统。现有技术中超声射频数字信号的采集和传输主要基于PCI接口来完成，不过基于PCI接口设计的彩超射频数字信号采集系统存在着以下的缺陷：第一，会受限于计算机插槽数量和中断资源，导致传输速度较慢；第二，不便于连接和安装；第三，射频数据传输易受机箱内电磁环境的影响。这些不可避免的缺陷的存在严重抑制了基于PCI总线的彩超射频数字信号采集系统的发展。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种传输速度快、连接方便的基于USB3.0的彩超射频数字信号采集系统。

本发明的目的通过以下技术措施实现：一种基于USB3.0的彩超射频数字信号采集系统，其用于完成彩色多普勒超声医学成像系统中超声射频数字信号的采集与传输，该基于USB3.0的彩超射频数字信号采集系统包括有CPLD（Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件）单元、FIFO（First Input First Output，先进先出）外部缓冲区、USB3.0接口芯片，所述FIFO外部缓冲区的输入端与彩色多普勒超声医学成像系统的超声射频数字信号输出端连接，用于接收来自彩色多普勒超声医学成像系统的超声射频数字信号；所述FIFO外部缓冲区的输出端与所述USB3.0接口芯片的输入接口连接，所述USB3.0接口芯片的输出接口与计算机连接；

所述CPLD单元的输入端与彩色多普勒超声医学成像系统的前端控制信号输出端连接，用于接收来自彩色多普勒超声医学成像系统的前端控制信号；所述CPLD单元的第一逻辑控制信号输出端与所述FIFO外部缓冲区的控制端连接，CPLD单元为FIFO外部缓冲区产生读写逻辑控制信号；所述CPLD单元的第二逻辑控制信号输出端与所述USB3.0接口芯片的输入接口连接，CPLD单元为USB3.0接口芯片的输入接口产生逻辑控制信号。

所述USB3.0接口芯片设置有MCU（Micro Control Unit，微控制单元）模块，所述CPLD单元的中断信号端与所述MCU模块连接，CPLD单元为MCU模块产生系统控制中断信号。

所述USB3.0接口芯片的输入接口为GPIF接口（通用可编程接口）。

所述USB3.0接口芯片的输出接口为USB-PORT（USB端口）。

所述USB-PORT通过USB总线与计算机连接。

所述FIFO外部缓冲区设置有第一FIFO缓存器、第二FIFO缓存器。

所述USB3.0接口芯片的型号为CYUSB3014。

所述CPLD单元为逻辑控制芯片，该逻辑控制芯片的型号为EPM7128AE。