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Nach dem Stand der Technik werden Daten seriell über Vorrichtungen übertragen, welche eine Datenleitung und eine Taktleitung aufweisen. Diese Vorrichtung kann dazu ausgelegt sein, bekannte Zweidrahtübertragungsprotokolle wie SPI oder I2C oder TWI zu verwenden. Eine solche Vorrichtung wird auch als synchroner serieller Zweidraht-Bus bezeichnet. Bei einer solchen Vorrichtung werden die einzelnen Bits hintereinander auf einer Leitung übertragen. Zur Erhöhung der Datenübertragung auf einer solchen Vorrichtung können asynchrone Datenübertragungsprotokolle verwendet werden, bei denen Start- und Stop-Bits verwendet werden müssen, um die einzelnen Datenworte als solche zu kennzeichnen.
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Nach einem alternativen Stand der Technik ist eine Vorrichtung zur parallelen Datenübertragung bekannt, bei der für jedes Bit eines Bytes eine eigene Datenleitung verwendet wird. Eine solche Vorrichtung kann mit einer zusätzlichen Taktleitung versehen sein. Eine solche Vorrichtung ist auf Grund der hohen Anzahl an Drähten für die zu übertragenen Datenmenge aufwendig.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Erhöhung der Datenrate bei synchroner serieller Übertragung, insbesondere für die Steuerung eines Magnetresonanztomographen, anzugeben.
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 hinsichtlich der Vorrichtung zur Datenübertragung und durch den Gegenstand des Anspruchs 9 hinsichtlich des Magnetresonanztomographen gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Datenübertragung umfasst eine Taktleitung und zumindest zwei Datenleitungen, wobei die Vorrichtung dazu ausgelegt ist, dass auf jeder der Datenleitungen Daten seriell übertragen werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, dass sie eine relativ hohe Übertragungsgeschwindigkeit bei vergleichsweise geringem Materialeinsatz ermöglicht. Dabei kann ein einfaches synchrones Datenprotokoll verwendet werden. Eine solche Vorrichtung kann beispielsweise bei der Steuerung eines Magnetresonanztomographen eingesetzt werden.
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Zweckmäßigerweise ist die Vorrichtung zur synchronen Datenübertragung ausgelegt.
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In Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung genau zwei Datenleitungen oder genau drei Datenleitungen oder genau vier Datenleitungen oder genau fünf Datenleitungen oder genau sechs Datenleitungen oder genau sieben Datenleitungen. Bei einer Ausgestaltung mit zwei Datenleitungen können z.B. gerade Bits mit einer ersten Datenleitung und ungerade Bits eines Bytes mit der zweiten Datenleitung übertragen werden. Alternativ ist denkbar die Bits 1 bis 4 eines Bytes mit der ersten Datenleitung zu übertragen und die Bits 5 bis 8 mit der zweiten Datenleitung zu übertragen. Bei einer Ausgestaltung mit vier Datenleitungen könnte z.B. das erste und fünfte Bit über die erste Datenleitung, das zweite und sechse Bit über die zweite Datenleitung, das dritte und siebte Bit über die dritte Datenleitung und das vierte und achte Bit über die vierte Datenleitung übertragen werden. Alternativ ist auch möglich das erste und zweite Bit eines Bytes mit der ersten Datenleitung, das dritte und vierte Bit mit der zweiten Datenleitung, das fünfte und sechste Bit mit der dritten Datenleitung und das siebte und achte Bit mit der vierten Datenleitung zu übertragen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zweckmäßigerweise geeignet, um gerade Bits auf einer ersten Datenleitung und ungerade Bits auf einer zweiten Datenleitung zu übertragen oder um ungerade Bits auf einer ersten Datenleitung und gerade Bits auf einer zweiten Datenleitung zu übertragen.
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Alternativ oder zusätzlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung geeignet, um eine erste Hälfte eines Datenwortes auf einer ersten Datenleitung und die zweite Hälfte auf einer zweiten Datenleitung zu übertragen, wobei ein Datenwort insbesondere 8 Bits oder 16 Bits oder 32 Bits oder 64 Bits aufweist.
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In Ausgestaltung kann die Vorrichtung entweder zur Übertragung von elektrischen Signalen und/oder zur Übertragung von optischen Signalen ausgelegt sein. Dazu sind die Datenleitungen zweckmäßigerweise entweder als Stromleitungen oder zur Übertragung von optischen Signalen als Plastikleitungen oder Glasfaserleitungen ausgelegt.
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Die Vorrichtung kann weiterhin Optokoppler, kapazitive Koppler und/oder magnetische Koppler umfassen. Die vorgenannten Koppler sind zur Übertragung eines Signals zwischen zwei voneinander galvanisch getrennten Stromkreisen geeignet, wobei ein Optokoppler mit einem optischen Sender, z.B. einer Leuchtdiode, und einem optischen Empfänger, z.B. einer Photodiode versehen ist, um ein Signal zu übertragen. Ein kapazitiver Koppler umfasst zumindest einen Kondensator zur Übertragung eines Signals. Bei einem magnetischen Koppler wird ein Signal vorzugsweise zwischen zwei Spulen übertragen. Insbesondere wird für jede Datenleitung je ein Optokoppler, kapazitive Koppler oder magnetische Koppler verwendet, wobei in einer Vorrichtung zweckmäßigerweise alle verwendeten Koppler identisch aufgebaut sind.
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Die Vorrichtung umfasst in einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung einen ersten und/oder einen zweiten Wandler. Ein solcher Wandler kann ein seriell/parallel Wandler sein, der dazu ausgelegt ist, die Daten auf zumindest zwei Datenleitungen aufzuteilen.
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Der erfindungsgemäße Magnetresonanztomograph umfasst zweckmäßigerweise eine Rechnereinrichtung sowie wenigstens eine damit steuerbare Komponente und die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Datenübertragung. Diese Komponente kann beispielsweise eine Gradientenspule sein. Zwischen der Rechnereinrichtung und der steuerbaren Komponente ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung so angeordnet, dass mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Daten von der Rechnereinrichtung zur steuerbaren Komponente übertragen werden können und/oder von der steuerbaren Komponente an die Rechnereinrichtung übertragen werden können. In einem Magnetresonanztomographen sind üblicherweise drei Gradientenspulen vorhanden, so dass jede der Gradientenspulen über die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Datenübertragung, insbesondere über je eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Datenübertragung, mit der Rechnereinrichtung verbunden ist. Auch weitere Komponenten wie ein Gradientenpulsgenerator, eine HF-Spule und/oder ein HF-Generator bzw. ein Empfänger können über die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Datenübertragung beziehungsweise weitere erfindungsgemäße Vorrichtungen zur Datenübertragung mit der Rechnereinheit verbunden sein. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Datenübertragung reduziert, insbesondere halbiert, sich die Anzahl der benötigten Datenübertragungseinrichtungen im Magnetresonanztomographen, was zu einer Kostenreduktion führt.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden.
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Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf die Ausführungsbeispiele der Zeichnungen verwiesen. Es zeigt in einer schematischen Prinzipskizze:
- 1 ein Übertragungsprotokoll für die erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei Datenleitungen.
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In 1 ist ein rechteckiges Taktsignal zu sehen, welches zwischen zwei Zuständen hin und her schaltet. Ein solches Taktsignal mit der Taktleitung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Datenübertragung in einer Ausgestaltung übertragen werden. Synchron mit dem Taktsignal werden Daten auf zwei Datenleitungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Datenübertragung übertragen. Dabei wird jeweils ein ungerades Bit auf einer ersten Datenleitung übertragen und parallel, d.h. zeitgleich, dazu ein zweites Bit auf einer zweiten Datenleitung. Bei der gezeigten Datenübertragung wird pro Taktsignal jeweils ein Bit pro Datenleitung übertragen. Mit dem gezeigten Übertragungsprotokoll wird auf einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Datenübertragung mit zwei Datenleitungen die doppelte Datenmenge pro Zeiteinheit übertragen als bei einer Vorrichtung nach dem Stand der Technik mit lediglich einer Datenleitung.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
