基于Zynq-7000的CT机高压控制系统研究
2019-08-13和晓军
郭 喆,和晓军
(沈阳理工大学 自动化与电气工程学院,辽宁 沈阳 110159)
CT机作为一种疾病诊断及健康检查的医疗辅助设备,目前已广泛应用于临床医学领域.在CT机扫描过程中,高压发生器产生稳定的管电流与管电压,控制球管产生X射线并打到探测器上,从而采集数据并进行图像重建.在此过程中,高压发生器的输出功率、响应速度、稳定性、控制精度等会影响CT机的扫描性能,从而影响扫描图像的质量.近年来,随着科技的发展,高压控制系统正向智能化、集成化和实用化方向飞速发展.同时,嵌入式系统因其良好的实时性、稳定性等,被广泛用于工业制造的各个领域.传统CT机的高压控制部分通常采用FPGA(Field Programmable Gate Array)作为控制中心,逻辑控制方面的设计繁杂且难以调试.Xilinx公司出品的Zynq-7000可扩展平台,集成Cortex-A9核心处理器,改变了传统的分离式FPGA+ARM(Advanced RISC Machines)/DSP(Digital Signal Processing)架构模式,能够提供集成式、高效快速多核处理的小型化解决方案[1].该平台以传统的可编程门阵列FPGA结构为基础,将处理单元和可编程逻辑资源集成在单个芯片上,把复杂的程序设计放在处理器端,以便于研发人员修改与调试.此外,FPGA与ARM之间采用高速内部总线进行通信,使系统处理数据更加迅速、可靠.鉴于此,本文基于黑金AC7020开发板,从定制IP(Intellectual Property)核的设计,到Linux操作系统的移植和驱动程序设计,从整体上实现CT机的高压控制系统,并验证嵌入式系统与FPGA结合的可靠性与灵活性,为Zynq-7000软硬件的协同开发提供借鉴.
1 系统开发平台
与传统上……
