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利用NI FlexRIO開發(fā)高速、緊湊型OCT成像系統(tǒng)

作者: 時間:2011-12-29 來源:電子產品世界 收藏

  下一代方案

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/127621.htm

  為了對新的架構進行原型制作,我們使用通過 LabVIEW FPGA模塊 的 FPGA模塊。 LabVIEW FPGA模塊是一種圖形設計語言,可以無需知道VHDL編碼設計FPGA電路。NI 把可互換、可定制的I/O適配器模塊與PXI或者PXI Express總線中的用戶可編程FPGA模塊結合在一起。

  

圖3 新系統(tǒng)配置

 

  對于I/O,我們使用定制的適配器模塊,把用于數(shù)據(jù)采集的高速ADC(100 MS/秒、12位分辨率)與用于激光掃描器控制的數(shù)模轉換器(DAC)電路(50 kS/秒、12位分辨率)結合在一起。通過使用NI 對新系統(tǒng)進行原型制作,我們能夠快速獲得工作方案并且確定是否需要改動。我們最初使用LabVIEW在主機端開發(fā)算法(FFTs、內插和直流偏移)。在驗證算法之后,這些算法被移至FPGA上,以加快處理性能。而且,由于I/O從為主機電腦提供PCI Express接口的FPGA后端分離,我們可以快速確定需要的硬件變更。 在證實硬件和固件的運行令人滿意后,我們非常有信心地把算法移到了具有相同的規(guī)格、且更易部署的PCI Express板卡上。圖3表示新的系統(tǒng)配置。

  實現(xiàn)更快處理并且減少系統(tǒng)體積

  獲取數(shù)據(jù)后,在FPGA中對數(shù)據(jù)進行處理,并且把數(shù)據(jù)送回至電腦。在把處理從電腦移至FPGA后,我們發(fā)現(xiàn)速度明顯加快,并且明顯提高了視頻顯示率。與以前10幀/秒的圖像顯示率相比,借助新的基于FPGA的系統(tǒng)配置,我們實現(xiàn)了40幀/秒的圖像顯示率,或者說性能提高了四倍。

  我們的系統(tǒng)現(xiàn)在可以更快地顯示物體(包括人體器官和其他移動的樣品)的圖像。而且,新的基于FPGA的系統(tǒng)可以提供實時測量信號處理,通過消除測量和顯示之間的延遲,提高顯示性能。圖4表示成像系統(tǒng)的LabVIEW面板。

  

圖4 ss-otc成像系統(tǒng)面板

 

  在常規(guī)系統(tǒng)配置中,我們需要兩個裝置 – 用于數(shù)據(jù)采集的數(shù)字化儀和用于控制掃描器的D/A 板卡。我們還需要進行額外布線,使裝置同步。借助新的平臺,我們可以在單一模塊中合并數(shù)據(jù)采集并且控制I/O,并且利用FPGA使這兩種功能同步,因此可以更加容易地對系統(tǒng)進行構建、接線和配置。另外,由于不再需要進行額外接線,我們可以節(jié)省空間。

  由于系統(tǒng)體積減少,我們可以人工搬運整個系統(tǒng),增加產品在各種地方中的新應用。



關鍵詞: NI FlexRIO OCT

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