用於x射線平板探測器的片上系統的製作方法
2023-09-11 00:34:40
專利名稱：用於x射線平板探測器的片上系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及X射線平板探測器領域，特別是涉及ー種用於X射線平板探測器的片上系統。
背景技術：
從1995年RSNA推出第一臺平板探測器(Flat Panel Detector, FPD)設備以來，平板探測器技術取得了飛躍性地發展。平板探測技術主要可分為直接和間接兩類。其中，間接能量轉換型FPD主要由閃爍體或螢光體層、具有光電ニ極管作用的非晶矽層及TFT陣列構成，其原理為閃爍體或螢光體層經X射線曝光後，將X射線光子轉換為可見光，而後由具有光電ニ極管作用的非晶矽層將可見光轉換為圖像電信號以獲得數字圖像；直接能量轉換型FPD主要由非晶碘層薄膜半導體陣列構成。由於非晶碘是ー種光電材料，因此經過X射線曝光後可直接形成電子空穴對，即產生相應電信號。 現有用於X射線平板探測器的通信控制系統的架構基本分為MCU+FPGA架構和FPGA架構。其中，在MCU+FPGA架構中，MCU採用現今比較流行的ARM核，主要負責控制整個探測器的工作過程，接收來自上位機的命令協議並將其解析後再執行相應控制指令；FPGA則主要負責接收來自圖像採集系統中的驅動模塊所讀出的圖像數據，並根據MCU解析的命令進行清空、採集、重傳等操作；在FPGA架構中，FPGA負責整個探測器的控制過程，負責解析上位機命令，採集上傳圖像數據。雖然MCU+FPGA架構中將數據和命令部分予以分開，可以保證系統的穩定性和可靠性，但是該架構會增加成本，増加布局難度；而FPGA架構將數據和命令部分融合到同一FPGA晶片中，雖然可以節約成本，節省布局面積，但是會増加時序負擔，同時代碼可靠性及可維護性較差。
發明內容
鑑於以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供ー種系統穩定性及可維護性高的用於X射線平板探測器的片上系統。為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種用於X射線平板探測器的片上系統，其至少包括控制命令傳輸通道，其包括輸入接ロ單元及輸出接ロ單元，用於基於來自連接在輸入接ロ単元的外部設備的控制信號來控制連接在所述輸出接ロ単元的圖像採集系統的運行；圖像傳輸通道，基於所述輸出接ロ単元提供的來自外部設備的控制信號來接收所述圖像採集系統送入的圖像數據，並基幹與所述外部設備的通信協議將接入的圖像數據予以處理後傳輸給所述外部設備。優選地，所述控制命令傳輸通道包括處理器；更為優選地，所述處理器包括具有LMB總線與PLB總線中的ー種或兩種的處理器。
優選地，所述輸入接ロ單元包括RS232接ロ單元；所述輸出接ロ單元包括RS232接
ロ單元。優選地，所述控制命令傳輸通道與所述圖像傳輸通道形成於同一 FPGA晶片上。如上所述，本發明的用於X射線平板探測器的片上系統，具有以下有益效果系統穩定性及可維護性高，開發成本及晶片的設計難度低，而且靈活性和可升級性高等。
圖I顯示為本發明的用於X射線平板探測器的片上系統示意圖。元件標號說明
I片上系統11控制命令傳輸通道111輸入接ロ單元112輸出接ロ單元12圖像傳輸通道2外部設備3圖像採集系統
具體實施例方式以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。請參閱圖I。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所掲示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本發明可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本發明所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本發明所掲示的技術內容得能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本發明可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施的範疇。如圖所示，本發明提供一種用於X射線平板探測器的片上系統。所述片上系統I至少包括控制命令傳輸通道11及圖像傳輸通道12。所述控制命令傳輸通道11包括輸入接ロ單元111及輸出接ロ單元112，用於基於來自連接在輸入接ロ単元111的外部設備2的控制信號，來控制連接在所述輸出接ロ単元112的圖像採集系統3的運行。其中，所述外部設備2包括能發送控制信號且能顯示圖像的設備，優選地，包括但不限於計算機等；所述圖像採集系統3包括但不限於平板探測器等。其中，所述輸入接ロ単元111包括任何ー種能與所述外部設備2連接的接ロ単元，優選地，包括但不限於RS232接ロ単元等；所述輸出接ロ単元112包括任何ー種能與所述圖像採集系統3連接的接ロ單元，優選地，包括但不限於RS232接ロ單元等。具體地，所述控制命令傳輸通道11先根據預定的配置信息來判斷所採用的採集模式，隨後再基於相應的採集模式來來控制連接在所述輸出接ロ単元112的圖像採集系統3的運行。其中，採集模式包括外觸發模式、內觸發模式、及軟觸發模式。例如，當所述控制命令傳輸通道11判斷所採用的採集模式為軟觸發模式後，其通過所述輸入接ロ単元111接收來自所述外部設備2的配置指令，則基於該配置指令配置波特率、有效位數，奇偶校驗位等參數，並加載配置信息到諸如RAM的存儲單元，並通過所述輸出接ロ単元112將相關配置信息加載到所述圖像採集系統3，以便所述圖像採集系統3對採集參數進行相應配置。又例如，當所述控制命令傳輸通道11通過所述輸入接ロ単元111接收來自所述外部設備2的清空指令，則所述控制命令傳輸通道11先通過所述輸出接ロ単元112向所述圖
像採集系統3發送清空命令，並通過所述輸入接ロ単元111向所述外部設備2發送曝光禁止命令，並在檢測清空完成後，再通過輸入接ロ単元111向所述外部設備2發送曝光使能指令。再例如，當所述控制命令傳輸通道11通過所述輸入接ロ単元111接收來自所述外部設備2的採集指令，即為採集暗場本底圖像，則不做曝光處理，通過所述輸出接ロ単元112向所述圖像採集系統3發送採集指令，以便使所述圖像採集系統3至所述圖像傳輸通道12。再例如，當所述控制命令傳輸通道11通過所述輸入接ロ単元111接收來自所述外部設備2的連續採集指令，亦即為採集暗場本底圖像，則不做曝光處理，井根據預定採集間隔時間通過所述輸出接ロ単元112向所述圖像採集系統3實時發送採集指令，以便使所述圖像採集系統3傳輸所採集的圖像信號至所述圖像傳輸通道12。優選地，所述控制命令傳輸通道11包括處理器，更為優選地，包括具有LMB總線、PLB總線、或既有LMB總線又有PLB總線的處理器等，以便能掛載所需的接ロ單元，例如，掛載諸如UART、SPI、USB、SDRAM等通用接ロ單元，又例如，掛載自行設計的接ロ單元等。所述圖像傳輸通道12基於所述輸出接ロ単元112提供的來自外部設備2的控制信號來接收所述圖像採集系統3送入的圖像數據，並基幹與所述外部設備2的通信協議將接入的圖像數據予以處理後傳輸給所述外部設備2。具體地，所述圖像傳輸通道12基於所述輸出接ロ単元112提供的來自外部設備2的採集指令或連續採集指令，來將由所述輸出接ロ単元112送入的圖像數據予以封裝後，再傳輸給所述外部設備2。需要說明的是，本領域技術人員應該理解所述圖像傳輸通道12基幹與所述外部設備2的通信協議來將圖像數據予以封裝的過程，在此不再予以詳述。作為ー種優選方式，前述控制命令傳輸通道與圖像傳輸通道形成於同一 FPGA晶片上。綜上所述，本發明的用於X射線平板探測器的片上系統通過片上(SOPC)技術將控制命令傳輸通道與圖像傳輸通道整合到ー塊FPGA邏輯晶片中，提高了系統的穩定性、可維護性，節省了開發成本，降低了晶片的設計難度；此外，可基於實際情形掛載通用接ロ単元或自行設計的接ロ単元，故，較之現有的MCU+FPGA架構，具有更高的靈活性和可升級性。所以，本發明有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所掲示的精 神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。
權利要求
1.一種用於X射線平板探測器的片上系統，其特徵在於，所述用於X射線平板探測器的片上系統至少包括 控制命令傳輸通道，其包括輸入接ロ単元及輸出接ロ単元，用於基於來自連接在輸入接ロ単元的外部設備的控制信號來控制連接在所述輸出接ロ単元的圖像採集系統的運行； 圖像傳輸通道，基於所述輸出接ロ単元提供的來自外部設備的控制信號來接收所述圖像採集系統送入的圖像數據，並基幹與所述外部設備的通信協議將接入的圖像數據予以處理後傳輸給所述外部設備。
2.根據權利要求I所述的用於X射線平板探測器的片上系統，其特徵在於所述控制命令傳輸通道包括處理器。
3.根據權利要求2所述的用於X射線平板探測器的片上系統，其特徵在於所述處理器包括具有LMB總線與PLB總線中的ー種或兩種的處理器。
4.根據權利要求I所述的用於X射線平板探測器的片上系統，其特徵在於所述輸入接ロ單元包括RS232接ロ單元。
5.根據權利要求I所述的用於X射線平板探測器的片上系統，其特徵在於所述輸出接ロ單元包括RS232接ロ單元。
6.根據權利要求I所述的用於X射線平板探測器的片上系統，其特徵在於所述控制命令傳輸通道與所述圖像傳輸通道形成於同一 FPGA晶片上。
全文摘要
本發明提供一種用於X射線平板探測器的片上系統。該片上系統至少包括控制命令傳輸通道，其包括輸入接口單元及輸出接口單元，用於基於來自連接在輸入接口單元的外部設備的控制信號來控制連接在所述輸出接口單元的圖像採集系統的運行；以及圖像傳輸通道，基於所述輸出接口單元提供的來自外部設備的控制信號來接收所述圖像採集系統送入的圖像數據，並基於與所述外部設備的通信協議將接入的圖像數據予以處理後傳輸給所述外部設備。相較於現有技術，本發明的優點包括系統穩定性及可維護性高，開發成本及晶片的設計難度低等。
文檔編號H04N5/32GK102740004SQ20121022290
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月29日 優先權日2012年6月29日
發明者馮化綱, 徐戈 申請人:上海奕瑞光電子科技有限公司