基于FPGA的人体通信中位同步提取电路的设计

根据人体信道特点,以FPGA为平台设计了一种适用于电流耦合型人体通信的全数字锁相位同步提取电路.仿真和测试的结果表明,该电路具有较好的相位跟踪性能,可以达到锁定时间短、相位抖动小、锁相精度高的结果,为讨论人体通信系统的实现与传输方式提供了有效保证.     

中药指纹图谱分析及其FPGA实现

目的:研究用于中药色谱指纹图谱相似性分析的算法及其在FPGA上实现硬化.方法:液相色谱指纹图谱的原始数据存在很多种漂移和数据干扰,在进行相似度分析之前必须去除这些干扰因素,我们使用带阻滤波消除原始信号中的噪声,使用遗传算法实现图谱间指纹峰的匹配,并采用相关系、夹角余玄和相关系数作为相似度判别的标准.上述算法均可移植到FPGA上,借助FPGA内部计算与操作全过程可完全并行化的能力,实现该算法的高速运算操作.结果:经相关领域专家检验,认为夹角余弦与相关系数的评价结果比较接近,欧氏距离测度则具有较好的综合评价能力.结论:用3种相似性测度计算不同批次丹参粉针注射液指纹图谱相似性的结果表明,夹角余弦测度更适于分析评价不同批次间药品质量的稳定性.整套算法能够无缝移植到FPGA硬件架构上,实现中药指纹图谱的现场分析,在中药炮制过程中实时分析炮制情况,指导中药炮制达到最优控制.     

基于FPGA的仪用两相步进电动机细分驱动器的设计

目的：提出了一种采用现场可编程门阵列（FPGA）实现步进电动机恒转矩细分驱动的方法,并主要利用FPGA芯片实现了两相步进电动机细分驱动器的设计。方法：在对两相步进电动机细分驱动原理进行分析研究的基础上,利用FPGA芯片中的嵌入式阵列块（EAB）构成LPM—ROM来存储步进电动机各相细分电流的数据,并把斩波控制电路集成到了FPGA内部。步进电动机采用全桥驱动电路。并选择功耗极低的HIP4081芯片作为H桥驱动芯片。结果：电路通过了仿真．证明了各项功能均能正确实现：实际实现的驱动器也体现了较好的系统稳定性和较高的集成度：简化了应用：只需微控制器提供细分数等参数,就能精确控制步进电动机的运行,特别适用于某些实时控制场合。结论：提出的方法正确、原理清楚、电路可行;实际设计的驱动器可方便地用于仪器中两相步进电动机细分驱动的场合。     

一种基于FPGA的手术导航定位系统的硬件加速方法

光学定位系统是手术导航设备中的核心部件,本文针对基于FPGA自行研制的红外光学定位跟踪系统设计了几种硬件加速方法.使用SoPC作为计算单元的原有系统能够达到亚毫米级别的定位精度,但是定位跟踪速率不足,无法满足实际应用需求.为克服SoPC计算能力较弱的问题,本文使用浮点数自定义指令集、紧密耦合寄存器 （TCM） 和多核处理等几种硬件加速方法,使红外光学定位跟踪系统的三维重建速度获得了明显的提升,实验数据表明速度提升18倍.硬件加速之后的系统性能可以支持高达32个标志点以60fps帧率进行的实时定位和跟踪,满足手术导航系统对运动跟踪速率的要求.     

无线内窥镜的驱动系统设计

介绍了医用电子内窥镜的结构原理以及驱动系统的设计与实现，并主要论述了驱动的方案及其功能，及以FPGA（现场可编程门阵列）为核心的驱动速度及运动方向控制。该微型驱动系统经实验验证。其直线移动速度可在0-10mm／sg围内调节，可平稳灵活地前进、后退及转弯。可编程逻辑器件在步进电机控制中将发挥其可靠性、灵活性等独特的作用。     

基于FPGA的非标准视频转换算法

目的:针对X线设备非标准视频信号无法接驳通用VGA视频接口的现状,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的视频转换算法.方法:在分析了FPGA器件特点及非标准医学视频信号特性的基础上,通过对先进先出存储器(FIFO)中非标准视频A/D采样数据读写时序的控制,使得在每行的有效信号时间段内,输出800个数字采样数据(输出分辨率为800×600、刷新频率60Hz),由输出模块将这800个数字数据与行、场同步信号一起组合成标准的VGA信号.结果:采用VHDL语言在一般的FPGA器件上能够实现非标医学视频信号到标准视频信号的转换算法.结论:实验结果表明,该算法运算速度快,转换效果清晰流畅.     

B超动态滤波器的设计与实现

介绍了利用Altera公司Cyclone系列的EP1C6Q240型FPGA芯片．设计并实现了一个FIR型动态滤波器。文中给出了滤波器的硬件结构图和参数生成的过程．并对使用该动态滤波器的B超成像系统采集的图像和使用常值滤波器的B超成像系统采集的图像进行了比较与分析。     

FPGA在医疗器械中的应用

FPGA是一种用于开发数字电路的功能强大的可编程芯片,具有容量大、系统可靠、便于修改的优点,它的设计主要通过软件进行,且易学易用,因此基于FPGA的开发较之应用传统数字电路和ASIC芯片具有速度快、成本低的特点,已越来越多地应用到数字系统的开发中.另一方面,医疗器械中对数字控制系统有着大量运用,因此,FPGA可以应用在医疗器械的几乎所有领域中.     

基于FPGA的数字X线实时显示处理系统

介绍了一套数字化X射线影像实时处理系统,重点对其中显示处理子系统进行了描述,并讨论了为实现图像的实时显示处理而采取的一些特殊设计.由于选用FPGA及多种优化结构设计,该系统较好地解决了医学图像显示过程中的大数据量处理与高分辨率实时显示等问题.系统具有很强的稳定性与可靠性.     

基于FPGA的实时脉冲信号峰值检测方法

目的：基于现场可编程门阵列（ field programmable gate array ,FPGA）应用平台,提出一种新的脉冲信号峰值检测方法———动态阈值半峰检测法。方法在传统检测方法的基础上,以符合高斯型分布的脉冲信号为检测目标,在检测过程中仅通过保留关于检测脉冲的采样起点、最大值以及脉冲宽度3个检测参数,实现在FPGA平台中针对脉冲峰值的实时快速检测。结果该法解决了传统方法在检测时无法检测基线浮动以及重复检测等问题,检测结果与多项式拟合方法相比,差异性仅为3．2％,与流式细胞仪检测结果相比,差异性为9．3％。结论该方法具有检测速度快,占用内存小,样本缓存少,无需固定阈值的优点,在FPGA应用中可作为一种有效的快速检测方法。