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USB2.0具有使用方便,速度快、連接靈活、成本低等諸多優勢,已廣泛地應用在形形色色的外設與主機的連接中。本文結合實際情況,將USB2.0的接口設計應用于高速成像系統中,解決了現有的數據采集系統的諸多不足。另外,將新型的可編程邏輯器件應用于DMA方式下數據傳輸的控制上,增加了設計的靈活性,增強了高速成像系統的穩定性,縮短了開發周期。當前,由于工藝方面的限制,雙端口存儲器的容量較小,且價格很高,針對上述問題,采用兩個單端口存儲器輪流讀寫的方法,實現了雙端口存儲器的功能,且成本僅為傳統方法的十分之一。設計方案簡化了電路結構,降低了對PC機和本地CPU的要求,是實現高速成像系統數據采集的一種理想途徑。而且,本設計方法不僅適用于醫用內窺鏡系統,也可以擴展于其他要求高速數據采集的場合。

 

經過調試,USB2.0高速成像系統的各項功能已經基本實現,傳輸速率高,系統可靠穩定。為了驗證系統的可行性及準確性,在調試過程中采取了由CPLD內部有規律(1、0間隔)的產生8路數據信號,該信號模擬超聲數據信號經外部SRAM進入計算機內部。系統自行設計了數據采集軟件,對進入計算機內存的數據流進行了讀取、顯示和存儲操作。采集系統將獲取的數據以圖像的形式顯示出來。根據CPLD發送數據的規律性,所得圖像應為黑白條間隔的形式,由圖5知,實驗結果與理論值吻合。

 

對高速成像系統采集數據的可靠性進行了分析,將采集獲取的數據以十六進制的方式顯示出來,由于系統的原始數據信號為八位并行的1或八位并行的0,因而理想中的數據顯示結果應為FF或00。將實際記錄的數據與理想的數據結果進行了比較和分析,得出在USB2.0高速狀態下數據傳輸的準確率可達99.17%。綜上所述,采用這種設計方法在實際中是可行的,理論和實驗結果均表明本文的設計是成功的。