3D超声波成像系统解决方案

时间：2017-03-13 来源：本站人气： 本文是北京坤驰科技有限公司根据某医学超声实验室所提原始需求，提供的定制化的相控阵超声采集存储系统设计方案。

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原始需求：
3D超声波成像系统的基本工作原理为512通道或更多通道组成超声相控阵，同步采集，得到原始数据，通过复杂的算法合成3D图像。从原始数据通过计算机合成3D图像需要数天计算时间。客户希望首先搭建一套硬件平台（原型机），实现512通道同步采集存储系统。为了降低硬件开发复杂度，可先搭建具备128通道的同步采集存储系统，将来扩展到512通道。采集存储系统在3D超声波成像系统中的位置关系如下图所示：

系统功能：
1)具备模拟信号采集功能，至少128通道，可扩展至512通道；
2)所有通道在同一个外触发信号控制下同步采集模拟信号；
3)系统具备采集、存储功能；
4)支持FPGA二次开发；
接口：
1)模拟信号输入通道数至少128，可扩展至512；
2)一个外触发输入信号，LVTTL电平标准；
3)模拟输入差分信号，连接器TBD；
4)一个外采样时钟/外参考时钟输入接口；
模拟采集子系统：
1)ADC垂直分辨率14bit，采样率支持12.5MSPS~50MSPS，采样率软件可配；
2)支持通道间、板卡间同步采集数据；
3)每个采集卡支持32路模拟输入差分信号；
4)由4个采集卡组成128通道，可扩展至512通道；
5)外触发脉冲频率1KHz，每次触发连续采集0.2ms数据，可连续采集8K次触发采集；
6)采集卡前级连接预放大板；
数据传输与存储：
1)采用PCIeGen2X8总线与主板连接；
2)原始数据通过PCIe实时总线上传到PC机内存；
3)支持实时传输，每个采集卡数据传输速率不小于640MB/s；
4)采集卡与内存之间支持不小于10240MB/s的连续传输速率；
5)采集过程中数据先缓存在PC内存中，采集停止后将缓存数据写到文件中；
6)每个采集卡的数据存为不同的文件；
PC机配置：
1)内存容量不小于128GB；
2)支持16个PCIeGen2X8插槽；
3)每个PCIe插槽与CPU之间的传输速率不小于640MB/s；
4)支持所有插槽并行传输数据到PC机内存；
5)支持不小于1TBSSD或者HDD硬盘，支持RAID0结构；
6)采用风冷散热机箱，支持内部散热需求；
7)采用PCIe扩展卡+主板的结构；
8)支持不少于1个USB3.0接口，用于导出原始数据；
9)Windows764bit操作系统；
系统设计：

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