CN108761363B - 扫频信号输出方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种扫频信号输出方法和装置，应用于FPGA芯片，所述FPGA芯片中存储有至少一个扫频信号的波形信息，所述方法包括：接收波形选择指令，所述波形选择指令中携带有波形标识；基于预先存储的波形信息和波形标识的对应关系，获取所述波形选择指令中的波形标识对应的波形信息；基于所述波形信息，控制输出扫频信号。本申请技术方案可以减少输出扫频信号所需的数据传输量，并提高扫频信号的输出的准确性和连续性，从而可以输出满足实时性要求的快速扫频信号。

Description

扫频信号输出方法和装置

技术领域

本申请涉及医学影像技术领域，尤其涉及一种扫频信号输出方法和装置。

背景技术

磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)是通过射频场激励人体产生共振现象，实现对人体的组织和结构进行可视化成像的现代医学影像技术。

在磁共振成像系统中，用于产生射频场的射频发射线圈(QBC线圈)是影响磁共振图像质量的关键部件。由于QBC线圈的制作工艺限制，通常需要定期对QBC线圈的频率特性等技术指标进行检测，以保证QBC线圈的技术指标满足特定要求。

与磁共振成像系统在进行磁共振成像时所生成的窄带射频信号不同，在对QBC线圈的技术指标进行检测时所需要的信号通常是扫频信号，以满足频率特性检测的实时性要求。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种扫频信号输出方法和装置，以减少输出扫频信号所需的数据传输量，并提高扫频信号的输出的准确性和连续性。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

第一方面，本申请提供一种扫频信号输出方法，所述方法应用于FPGA芯片，所述FPGA芯片中存储有至少一个扫频信号的波形信息，所述方法包括：

接收波形选择指令，所述波形选择指令中携带有波形标识；

基于预先存储的波形信息和波形标识的对应关系，获取所述波形选择指令中的波形标识对应的波形信息；

基于所述波形信息，控制输出扫频信号。

第二方面，本申请提供一种扫频信号输出装置，所述装置应用于FPGA芯片，所述FPGA芯片中存储有至少一个扫频信号的波形信息，所述装置包括：

接收单元，用于接收波形选择指令，所述波形选择指令中携带有波形标识；

获取单元，用于基于预先存储的波形信息和波形标识的对应关系，获取所述波形选择指令中的波形标识对应的波形信息；

控制单元，用于基于所述波形信息，控制输出扫频信号。

分析上述技术方案可知，采用本申请技术方案，上位机仅需向FPGA芯片发送携带有波形标识的波形选择指令，即可由FPGA芯片基于该波形标识对应的波形信息，控制输出对应的扫频信号，因此上位机与FPGA芯片之间无需传输由扫频信号的参数转化的频率控制字，大量减少了输出扫频信号所需的数据传输量。此外，由于上位机与FPGA芯片之间的数据传输量减少，缩短了上位机与FPGA芯片之间的数据传输时间，因此降低了出现数据误传、漏传等问题的可能性，扫频信号的输出速率得以提高，从而可以输出满足实时性要求的快速扫频信号。

附图说明

图1是相关技术中的一种扫频信号输出系统的示意图；

图2是本申请一示例性实施例示出的一种扫频信号输出方法的流程图；

图3是本申请一示例性实施例示出的一种波形信息的示意图；

图4是本申请一示例性实施例示出的一种扫频信号输出系统的示意图；

图5是本申请一示例性实施例示出的一种扫频信号输出装置所在设备的硬件结构图；

图6是本申请一示例性实施例示出的一种扫频信号输出装置的框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

请参考图1，为相关技术中的一种扫频信号输出系统的示意图。在图1所示的扫频信号输出系统中，通常由上位机在将扫频信号的参数转化为频率控制字后，直接发送给NCO(Numerically Controlled Oscillator，数字控制振荡器)。由NCO根据该频率控制字输出的数字信号，先通过DAC(Digital to Analog Converter，数模转换器)转换为模拟信号，再通过LPF(Low Pass Filter，低通滤波器)过滤掉谐波，即可输出对应的扫频信号。其中，扫频信号的参数通常包括：扫频信号的中心频率、扫频宽度和扫频时间，以及采样率等。

需要说明的是，由扫频信号的参数转化的频率控制字是随时间变化的数值，而并非固定值。因此，采用这种方式，上位机与NCO之间传输的数据量较大。此外，为了保证扫频信号的输出的准确性和连续性，要求上位机与NCO之间的数据传输速率不小于频率控制字的变化速率，否则可能导致数据误传、漏传等问题，因此，扫频信号的输出速率也受到限制。

为了解决上述问题，本申请提供一种扫频信号输出方法，以减少输出扫频信号所需的数据传输量，并提高扫频信号的输出的准确性和连续性，从而可以输出满足实时性要求的快速扫频信号。

请参考图2，为本申请一示例性实施例示出的一种扫频信号输出方法的流程图。该方法可以应用于FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)芯片，该FPGA芯片中存储有扫频信号的多个波形信息。该方法可以包括如下步骤：

步骤201：接收波形选择指令，所述波形选择指令中携带有波形标识。

步骤202：基于预先存储的波形信息和波形标识的对应关系，获取所述波形选择指令中的波形标识对应的波形信息。

步骤203：基于所述波形信息，控制输出扫频信号。

在本实施例中，FPGA芯片中可以预先存储有至少一个扫频信号的波形信息，同时还可以存储有波形信息和波形标识的对应关系。

FPGA芯片可以接收波形选择指令，该波形选择指令可以由上位机发送，也可以由其他与该FPGA芯片相连接的计算机发送，本申请对此不作特殊限制。其中，该波形选择指令中携带有用于确定对应的波形信息的波形标识。

FPGA芯片在接收到上述波形选择指令后，可以基于存储的波形信息和波形标识的对应关系，获取该波形选择指令中的波形标识对应的波形信息。

在获取到上述波形信息后，FPGA芯片可以基于该波形信息，控制输出扫频信号。

在一个可选的实施例中，上述波形信息可以包括根据待输出扫频信号的扫频信号参数生成的调频信号的频率控制字(称为第一频率控制字)。其中，扫频信号参数可以包括：扫频带宽、扫频时间和采样率。

请参考图3，为本申请一示例性实施例示出的一种波形信息的示意图。图3所示的波形信息即为根据扫频带宽为1MHz，扫频时间为1ms，采样率为2MHz的扫频信号参数生成的线性调频信号的第一频率控制字。

FPGA芯片在获取到包括上述第一频率控制字的波形信息后，可以将该第一频率控制字，与待输出扫频信号的中心频率的频率控制字相加，这两者相加得到的频率控制字即为待输出扫频信号的频率控制字(称为第二频率控制字)。后续，FPGA芯片可以根据该第二频率控制字，控制输出对应的扫频信号，即控制输出该待输出扫频信号。

请参考图4，为本申请一示例性实施例示出的一种扫频信号输出系统的示意图。在图4所示的扫频信号输出系统中，FPGA芯片在得到上述第二频率控制字后，可以将该第二频率控制字输入NCO。NCO可以根据该第二频率控制字输出数字信号，后续可以先通过DAC将该数字信号转换为模拟信号，再通过LPF过滤掉其中的谐波，即可实现输出对应的扫频信号。

需要说明的是，在实际应用中，NCO可以通过FPGA芯片实现，即NCO的相关功能可以是由集成在FPGA芯片中电子元器件执行。

在另一个可选的实施例中，由待输出扫频信号的中心频率得到的频率控制字可以存储在FPGA芯片中。在这种情况下，FPGA芯片在获取到上述包括调频信号的第一频率控制字的波形信息后，可以将该第一频率控制字，与本地存储的扫频信号中心频率的控制字相加，得到待输出扫频信号的第二频率控制字，并根据该第二频率控制字，控制输出对应的扫频信号。这样，最终输出的扫频信号可以具有不同的扫频带宽、扫频时间和采样率等参数，但都具有相同的中心频率，即这种方式适用于需要输出多种中心频率相同，但扫频带宽、扫频时间和采样率等参数不同的扫频信号的情况。

在另一个可选的实施例中，由待输出扫频信号的中心频率得到的频率控制字可以携带在上述波形选择指令中。在这种情况下，FPGA芯片在接收到波形选择指令后，除了可以获取到该波形选择指令中的波形标识对应的波形信息，还可以获取到该波形选择指令中携带的扫频信号中心频率的频率控制字。后续，FPGA芯片可以将该波形信息中的调频信号的第一频率控制字，与获取到的该扫频信号中心频率的频率控制字相加，得到待输出扫频信号的第二频率控制字，并基于该第二频率控制字，控制输出对应的扫频信号。这样，最终输出的扫频信号不仅可以具有不同的扫频带宽、扫频时间和采样率等参数，且可以具有不同的中心频率，即这种方式适用于需要输出多种中心频率、扫频带宽、扫频时间和采样率等参数均不同的扫频信号的情况。

当然，在另一个可选的实施例中，上述波形信息也可以包括直接根据待输出扫频信号的中心频率、扫频带宽、扫频时间和采样率得到的频率控制字，该频率控制字即为该待输出扫频信号的第二频率控制字。

FPGA芯片在获取到包括扫频信号的第二频率控制字的波形信息后，可以直接根据该第二频率控制字，控制输出对应的扫频信号。

综合上述实施例可见，采用本申请技术方案，上位机仅需向FPGA芯片发送携带有波形标识的波形选择指令，即可由FPGA芯片基于该波形标识对应的波形信息，控制输出对应的扫频信号，因此上位机与FPGA芯片之间无需传输由扫频信号的参数转化的频率控制字，大量减少了输出扫频信号所需的数据传输量。此外，由于上位机与FPGA芯片之间的数据传输量减少，缩短了上位机与FPGA芯片之间的数据传输时间，因此降低了出现数据误传、漏传等问题的可能性，扫频信号的输出速率得以提高，从而可以输出满足实时性要求的快速扫频信号。

与前述扫频信号输出方法的实施例相对应，本申请还提供了扫频信号输出装置的实施例。

本申请扫频信号输出装置的实施例可以应用在FPGA芯片上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在FPGA芯片的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图5所示，为本申请扫频信号输出装置所在FPGA芯片的一种硬件结构图，除了图5所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的FPGA芯片通常根据该扫频信号输出的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。

请参考图6，为本申请一示例性实施例示出的一种扫频信号输出装置的框图。该装置600可以应用于图5所示的FPGA芯片，该FPGA芯片中存储有至少一个扫频信号的波形信息。该装置600可以包括：

接收单元601，用于接收波形选择指令，所述波形选择指令中携带有波形标识；

获取单元602，用于基于预先存储的波形信息和波形标识的对应关系，获取所述波形选择指令中的波形标识对应的波形信息；

控制单元603，用于基于所述波形信息，控制输出扫频信号。

在一个可选的实施例中，所述波形信息，可以包括：根据扫频信号的扫频带宽、扫频时间和采样率生成的调频信号的第一频率控制字；

所述控制单元603，可以包括：

计算子单元6031，用于将所述第一频率控制字，与扫频信号中心频率的频率控制字相加，得到第二频率控制字；

第一控制子单元6032，根据所述第二频率控制字，控制输出所述扫频信号。

在另一个可选的实施例中，所述扫频信号中心频率的频率控制字，可以存储在所述FPGA芯片中。

在另一个可选的实施例中，所述扫频信号中心频率的频率控制字，可以携带在所述波形选择指令中。

在另一个可选的实施例中，所述波形信息，可以包括：根据扫频信号的中心频率、扫频带宽、扫频时间和采样率得到的第三频率控制字；

所述控制单元603，可以包括：

第二控制子单元6033，用于根据所述第三频率控制字，控制输出所述扫频信号。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种扫频信号输出方法，其特征在于，所述方法应用于现场可编程门阵列FPGA芯片，所述FPGA芯片中存储有至少一个扫频信号的波形信息，所述方法包括：

接收与所述FPGA芯片连接的计算机发送的波形选择指令，所述波形选择指令中携带有波形标识；

基于预先存储的波形信息和波形标识的对应关系，获取所述波形选择指令中的波形标识对应的波形信息；

基于所述波形信息，控制输出扫频信号；

所述波形信息，包括：根据扫频信号的扫频带宽、扫频时间和采样率生成的调频信号的第一频率控制字；

所述基于所述波形信息，控制输出扫频信号，包括：

将所述第一频率控制字，与扫频信号中心频率的频率控制字相加，得到第二频率控制字；

根据所述第二频率控制字，控制输出所述扫频信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扫频信号中心频率的频率控制字，存储在所述FPGA芯片中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扫频信号中心频率的频率控制字，携带在所述波形选择指令中。

4.一种扫频信号输出方法，其特征在于，所述方法应用于现场可编程门阵列FPGA芯片，所述FPGA芯片中存储有至少一个扫频信号的波形信息，所述方法包括：

接收与所述FPGA芯片连接的计算机发送的波形选择指令，所述波形选择指令中携带有波形标识；

基于预先存储的波形信息和波形标识的对应关系，获取所述波形选择指令中的波形标识对应的波形信息；

基于所述波形信息，控制输出扫频信号；

所述波形信息，包括：根据扫频信号的中心频率、扫频带宽、扫频时间和采样率得到的第三频率控制字；

所述基于所述波形信息，控制输出扫频信号，包括：

根据所述第三频率控制字，控制输出所述扫频信号。

5.一种扫频信号输出装置，其特征在于，所述装置应用于FPGA芯片，所述FPGA芯片中存储有至少一个扫频信号的波形信息，所述装置包括：

接收单元，用于接收与所述FPGA芯片连接的计算机发送的波形选择指令，所述波形选择指令中携带有波形标识；

获取单元，用于基于预先存储的波形信息和波形标识的对应关系，获取所述波形选择指令中的波形标识对应的波形信息；

控制单元，用于基于所述波形信息，控制输出扫频信号；

所述波形信息，包括：根据扫频信号的扫频带宽、扫频时间和采样率生成的调频信号的第一频率控制字；

所述控制单元，包括：

计算子单元，用于将所述第一频率控制字，与扫频信号中心频率的频率控制字相加，得到第二频率控制字；

第一控制子单元，用于根据所述第二频率控制字，控制输出所述扫频信号。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述扫频信号中心频率的频率控制字，存储在所述FPGA芯片中。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述扫频信号中心频率的频率控制字，携带在所述波形选择指令中。

8.一种扫频信号输出装置，其特征在于，所述装置应用于FPGA芯片，所述FPGA芯片中存储有至少一个扫频信号的波形信息，所述装置包括：

接收单元，用于接收与所述FPGA芯片连接的计算机发送的波形选择指令，所述波形选择指令中携带有波形标识；

获取单元，用于基于预先存储的波形信息和波形标识的对应关系，获取所述波形选择指令中的波形标识对应的波形信息；

控制单元，用于基于所述波形信息，控制输出扫频信号；

所述波形信息，包括：根据扫频信号的中心频率、扫频带宽、扫频时间和采样率得到的第三频率控制字；

所述控制单元，包括：

第二控制子单元，用于根据所述第三频率控制字，控制输出所述扫频信号。

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