[发明专利]一种基于ZYNQ系列FPGA的超声成像方法

摘要

本发明公开了一种基于ZYNQ系列FPGA的超声成像方法，具体步骤如下：步骤1：用ZYNQ系列FPGA自带的Vivado HLS软件设计超声信号的发射控制以及信号接收的程序，控制超声收发芯片，获取超声成像所需的数据。步骤2：通过Vivado HLS软件，利用ZYNQ内PL部分对接收到的超声回波信号进行处理。步骤3：通过SDK软件，利用ZYNQ内PS部分对处理后的超声回波图像进行成优化并传输给后端。本方法在ZYNQ内实现了超声成像的全过程，有效地提高了控制芯片的集成度，缩小了超声成像设备的体积；同时通过使用Vivado HLS和SDK软件，有效地提高了研发效率，降低了开发的难度，增强了方法的可移植性，很适合应用于便携、无线超声成像设备等小型化产品。

主权项

1.一种基于ZYNQ系列FPGA的超声成像方法，其特征在于所述方法具体步骤如下：步骤1：用ZYNQ系列FPGA自带的Vivado HLS软件设计超声信号的发射控制以及信号接收的程序，控制超声收发芯片，获取超声成像所需的数据；所述步骤1的具体步骤如下：（1a）将若干个阵元进行组合发射超声波，使阵元的发射顺序就满足整序控制要求；（1b）在VivadoHLS中建立Dyn_Focus模块，将延迟数据存放在开辟的ROM中；（1c）先把计算好的加权系数提前存放在变迹ROM中，当回波数据从寄存器中读出时，同步地从变迹ROM中取出各个通道对应的加权系数，两两相乘后相加合成，输出具有加权特性的数据；（1d）对控制超声发射的所有程序进行封装，在Vivado HLS中生成一个Sign_Producing的IP核，并且预留出参数更改的接口，方便程序的移植和调用；步骤2：通过Vivado HLS软件，利用ZYNQ内PL部分对接收到的超声回波信号进行处理，将处理后的超声回波信号封装成IP核；所述步骤2中，超声回波信号处理主要包括数字波束形成、动态滤波、动态范围变换、时间增益控制、帧相关处理、边缘增强处理和伽马变换；步骤3：通过SDK软件，利用ZYNQ内PS部分对处理后的超声回波图像进行成优化并传输给后端；所述步骤3的具体步骤如下：首先在Vivado HLS中调用已经封装好的超声回波信号处理的IP核，编译综合并生成Bitstream；将生成的Bitstream导入到SDK中并进行编译，利用SDK构建Linux嵌入式系统，并安装网络接口对应的驱动程序，通过网络接口将产生的回波图像在后端显示屏上显示；所述ZYNQ内部PS部分与PL部分通过AXI4总线进行互联。