CN102740004B - 用于x射线平板探测器的片上系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于X射线平板探测器的片上系统。该片上系统至少包括：控制命令传输通道，其包括输入接口单元及输出接口单元，用于基于来自连接在输入接口单元的外部设备的控制信号来控制连接在所述输出接口单元的图像采集系统的运行；以及图像传输通道，基于所述输出接口单元提供的来自外部设备的控制信号来接收所述图像采集系统送入的图像数据，并基于与所述外部设备的通信协议将接入的图像数据予以处理后传输给所述外部设备。相较于现有技术，本发明的优点包括：系统稳定性及可维护性高，开发成本及芯片的设计难度低等。

Description

用于X射线平板探测器的片上系统
技术领域
本发明涉及X射线平板探测器领域，特别是涉及一种用于X射线平板探测器的片上系统。
背景技术
从1995年RSNA推出第一台平板探测器（FlatPanelDetector，FPD）设备以来，平板探测器技术取得了飞跃性地发展。平板探测技术主要可分为直接和间接两类。其中，间接能量转换型FPD主要由闪烁体或荧光体层、具有光电二极管作用的非晶硅层及TFT阵列构成，其原理为：闪烁体或荧光体层经X射线曝光后，将X射线光子转换为可见光，而后由具有光电二极管作用的非晶硅层将可见光转换为图像电信号以获得数字图像；直接能量转换型FPD主要由非晶碘层薄膜半导体阵列构成。由于非晶碘是一种光电材料，因此经过X射线曝光后可直接形成电子空穴对，即产生相应电信号。
现有用于X射线平板探测器的通信控制系统的架构基本分为：MCU+FPGA架构和FPGA架构。其中，在MCU+FPGA架构中，MCU采用现今比较流行的ARM核，主要负责控制整个探测器的工作过程,接收来自上位机的命令协议并将其解析后再执行相应控制指令；FPGA则主要负责接收来自图像采集系统中的驱动模块所读出的图像数据，并根据MCU解析的命令进行清空、采集、重传等操作；在FPGA架构中，FPGA负责整个探测器的控制过程，负责解析上位机命令，采集上传图像数据。
虽然MCU+FPGA架构中将数据和命令部分予以分开，可以保证系统的稳定性和可靠性，但是该架构会增加成本，增加布局难度；而FPGA架构将数据和命令部分融合到同一FPGA芯片中，虽然可以节约成本，节省布局面积，但是会增加时序负担，同时代码可靠性及可维护性较差。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种系统稳定性及可维护性高的用于X射线平板探测器的片上系统。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于X射线平板探测器的片上系统，其至少包括：
控制命令传输通道，其包括输入接口单元及输出接口单元，用于基于来自连接在输入接口单元的外部设备的控制信号来控制连接在所述输出接口单元的图像采集系统的运行；
图像传输通道，基于所述输出接口单元提供的来自外部设备的控制信号来接收所述图像采集系统送入的图像数据，并基于与所述外部设备的通信协议将接入的图像数据予以处理后传输给所述外部设备。
优选地，所述控制命令传输通道包括处理器；更为优选地，所述处理器包括具有LMB总线与PLB总线中的一种或两种的处理器。
优选地，所述输入接口单元包括RS232接口单元；所述输出接口单元包括RS232接口单元。
优选地，所述控制命令传输通道与所述图像传输通道形成于同一FPGA芯片上。
如上所述，本发明的用于X射线平板探测器的片上系统，具有以下有益效果：系统稳定性及可维护性高，开发成本及芯片的设计难度低，而且灵活性和可升级性高等。
附图说明
图1显示为本发明的用于X射线平板探测器的片上系统示意图。
元件标号说明
1片上系统
11控制命令传输通道
111输入接口单元
112输出接口单元
12图像传输通道
2外部设备
3图像采集系统
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
如图所示，本发明提供一种用于X射线平板探测器的片上系统。所述片上系统1至少包括：控制命令传输通道11及图像传输通道12。
所述控制命令传输通道11包括输入接口单元111及输出接口单元112，用于基于来自连接在输入接口单元111的外部设备2的控制信号，来控制连接在所述输出接口单元112的图像采集系统3的运行。
其中，所述外部设备2包括能发送控制信号且能显示图像的设备，优选地，包括但不限于：计算机等；所述图像采集系统3包括但不限于平板探测器等。
其中，所述输入接口单元111包括任何一种能与所述外部设备2连接的接口单元，优选地，包括但不限于：RS232接口单元等；所述输出接口单元112包括任何一种能与所述图像采集系统3连接的接口单元，优选地，包括但不限于：RS232接口单元等。
具体地，所述控制命令传输通道11先根据预定的配置信息来判断所采用的采集模式，随后再基于相应的采集模式来来控制连接在所述输出接口单元112的图像采集系统3的运行。
其中，采集模式包括：外触发模式、内触发模式、及软触发模式。
例如，当所述控制命令传输通道11判断所采用的采集模式为软触发模式后，其通过所述输入接口单元111接收来自所述外部设备2的配置指令，则基于该配置指令配置波特率、有效位数，奇偶校验位等参数，并加载配置信息到诸如RAM的存储单元，并通过所述输出接口单元112将相关配置信息加载到所述图像采集系统3，以便所述图像采集系统3对采集参数进行相应配置。
又例如，当所述控制命令传输通道11通过所述输入接口单元111接收来自所述外部设备2的清空指令，则所述控制命令传输通道11先通过所述输出接口单元112向所述图像采集系统3发送清空命令,并通过所述输入接口单元111向所述外部设备2发送曝光禁止命令，并在检测清空完成后，再通过输入接口单元111向所述外部设备2发送曝光使能指令。
再例如，当所述控制命令传输通道11通过所述输入接口单元111接收来自所述外部设备2的采集指令，即为采集暗场本底图像，则不做曝光处理，通过所述输出接口单元112向所述图像采集系统3发送采集指令，以便使所述图像采集系统3至所述图像传输通道12。
再例如，当所述控制命令传输通道11通过所述输入接口单元111接收来自所述外部设备2的连续采集指令，亦即为采集暗场本底图像，则不做曝光处理，并根据预定采集间隔时间通过所述输出接口单元112向所述图像采集系统3实时发送采集指令，以便使所述图像采集系统3传输所采集的图像信号至所述图像传输通道12。
优选地，所述控制命令传输通道11包括处理器，更为优选地，包括具有LMB总线、PLB总线、或既有LMB总线又有PLB总线的处理器等，以便能挂载所需的接口单元，例如，挂载诸如UART、SPI、USB、SDRAM等通用接口单元，又例如，挂载自行设计的接口单元等。
所述图像传输通道12基于所述输出接口单元112提供的来自外部设备2的控制信号来接收所述图像采集系统3送入的图像数据，并基于与所述外部设备2的通信协议将接入的图像数据予以处理后传输给所述外部设备2。
具体地，所述图像传输通道12基于所述输出接口单元112提供的来自外部设备2的采集指令或连续采集指令，来将由所述输出接口单元112送入的图像数据予以封装后，再传输给所述外部设备2。
需要说明的是，本领域技术人员应该理解所述图像传输通道12基于与所述外部设备2的通信协议来将图像数据予以封装的过程，在此不再予以详述。
作为一种优选方式，前述控制命令传输通道与图像传输通道形成于同一FPGA芯片上。
综上所述，本发明的用于X射线平板探测器的片上系统通过片上（SOPC）技术将控制命令传输通道与图像传输通道整合到一块FPGA逻辑芯片中，提高了系统的稳定性、可维护性，节省了开发成本，降低了芯片的设计难度；此外，可基于实际情形挂载通用接口单元或自行设计的接口单元，故，较之现有的MCU+FPGA架构，具有更高的灵活性和可升级性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种用于X射线平板探测器的片上系统，其特征在于，所述用于X射线平板探测器的片上系统至少包括：
控制命令传输通道，其包括输入接口单元及输出接口单元，用于先根据预定的配置信息判断所采用的采集模式，并随后基于所述采集模式以及来自连接在输入接口单元的外部设备的控制信号来控制连接在所述输出接口单元的图像采集系统的运行；
图像传输通道，基于所述输出接口单元提供的来自外部设备的控制信号来接收所述图像采集系统送入的图像数据，并基于与所述外部设备的通信协议将接入的图像数据予以处理后传输给所述外部设备；
所述控制命令传输通道与所述图像传输通道形成于同一FPGA芯片上。
2.根据权利要求1所述的用于X射线平板探测器的片上系统，其特征在于：所述控制命令传输通道包括处理器。
3.根据权利要求2所述的用于X射线平板探测器的片上系统，其特征在于：所述处理器包括具有LMB总线与PLB总线中的一种或两种的处理器。
4.根据权利要求1所述的用于X射线平板探测器的片上系统，其特征在于：所述输入接口单元包括RS232接口单元。
5.根据权利要求1所述的用于X射线平板探测器的片上系统，其特征在于：所述输出接口单元包括RS232接口单元。
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