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256 通道超声波图像处理

诊断超音波,通常更多地被称为超声,已成为医学诊断成像的常规环节,是妊娠护理的同义词。超声有助于医生无创观察体内组织,无需患者接触辐射,也无需注射放射对比剂。这使得超声成了所有敏感护理情况下的首选诊断成像技术。

如今,超声波正朝着更高分辨率的图像发展,这些图像可以用 3D 或 4D 显示,并且可以实时显示。这不仅需要同时连接更多换能器通道的能力,还需要每秒处理更多帧数的更高性能处理,从而可帮助医生和超声波操作员获得清晰度比以往任何时候都高的体内图像。此外,这些系统必须以更低成本、更低功耗完成这项工作。

Xilinx 解决方案可帮助超声系统设计人员构建新一代超声系统,其可生成更深入的图像,以更低的成本、更少的功耗生成实时 4D 图像。

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模拟前端

由于 I/O 和带宽的限制、通道同步问题和电源问题,与模拟前端 (AFE) 通信,可能极具挑战性。Xilinx 及其 Xilinx 联盟计划成员针对简单的模拟前端连接拥堵提供创新技术,可帮助通过 Xilinx 收发器及协议(例如 JESD204B)同时连接更多的通道。在 Xilinx 收发器上通过 JESD204B 进行 AFE 通信的优势包括:

  • 更少的信道上有更多的模拟前端通道(每个收发器有 8 个或 16 个通道)
  • 增加了同时读取更多通道的带宽
  • 简化了传统 LVDS 的 PCB 布局
  • 更容易将通道及八进制数与 Xilinx 收发器的内建通道绑定对齐
  • 每八进制更低的功耗

后端处理

当超声只产生分辨率精细粒度很低的 2D 图像时,超声图像处理不像过去那样简单。今天的高分辨率 3D/4D 图像不仅需要更高性能的器件来实时重建超声图像,而且还要能够采用 C 或 OpenCL 等软件语言来构建这些重建算法与技术。

Xilinx 的开创性 FPGA 技术在这方面是无与伦比的,可以加速基于软件的超声图像重建算法。在 Xilinx 的帮助下,超声系统可以达到新的扫描深度以及前所未有的更高图像质量。

Xilinx 的 Vitis™ 统一软件平台有助于算法开发人员完全使用 C/OpenCL 进行开发,使他们能够针对支持 Xilinx 器件的 COTS 平台进行编译,实现最终实时处理,无需转换至 RTL 或设计平台。Xilinx Vitis 软件平台的优势包括:

  • 实时处理 2D/3D/4D 超声图像
  • 基于软件的开发语言,如 C、C++ 和 OpenCL
  • COTS 平台支持即插即用的快速原型设计部署

平台的构建非常可靠,可在超声系统中提供超过 10 年的服务;灵活的 Xilinx FPGA 架构可实现从扫描到图像的最低时延

IP & 参考设计

名称 功能 供货 器件系列支持 供应商
JESD204B 高速接口 高速连接功能 现在 7 系列或更高版本 Xilinx
JESD204B 参考设计 参考设计 现在 7 系列或更高版本 合作伙伴
ArrayFire C/OpenCL 库 硬件优化库 即将 7 系列或更高版本 合作伙伴
Vitis 统一软件平台 基于软件的开发工具 现在 7 系列或更高版本 Xilinx
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