發(fā)布時間：2024-04-19 00:06

　　CT作為一種醫(yī)療輔助設(shè)備廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學領(lǐng)域。隨著CT機硬件設(shè)備的逐漸成熟,電子技術(shù)的快速發(fā)展,其性能不斷提升,外部擴展應(yīng)用變得越來越多,CT機需要兼容更多的硬件設(shè)備。本文針對如何解決CT機擴展硬件間的協(xié)同控制問題進行研究。通過對CT機掃描控制系統(tǒng)可靠性、擴展性等要求的分析研究,提出了控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案�；赯ynq-7000控制芯片搭建硬件平臺,以嵌入式Linux系統(tǒng)作為操作系統(tǒng),采用ROS系統(tǒng)提供的發(fā)布-訂閱模式作為通信架構(gòu),設(shè)計一套完整的CT機掃描控制系統(tǒng)。在Vivado集成開發(fā)環(huán)境下,對掃描控制系統(tǒng)的硬件部分進行設(shè)計,包括Zynq平臺內(nèi)部子系統(tǒng)設(shè)計,外部設(shè)備接口電路設(shè)計,以及硬件控制模塊IP核的設(shè)計。CT掃描控制系統(tǒng)軟件部分設(shè)計,包括搭建交叉編譯環(huán)境,分析Zynq平臺啟動流程,結(jié)合Zynq平臺對嵌入式Linux系統(tǒng)進行移植,完成底層字符設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計,闡述醫(yī)用CT控制程序各模塊結(jié)構(gòu)和執(zhí)行流程。考慮到系統(tǒng)擴展性的要求,控制系統(tǒng)將ROS系統(tǒng)作為通信中間件,采用訂閱主題的異步通信方式,以套接字的形式實現(xiàn)了上位機與硬件平臺之間消息傳遞。論文最后,對掃描控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計、軟件設(shè)...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 與本課題有關(guān)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究工作
第2章 醫(yī)用CT機工作原理及控制
    2.1 CT機結(jié)構(gòu)
    2.2 CT機工作原理
    2.3 CT機掃描控制系統(tǒng)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 掃描控制系統(tǒng)總體設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)需求分析
        3.1.1 功能需求
        3.1.2 性能要求
    3.2 控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    3.3 系統(tǒng)硬件平臺介紹
    3.4 嵌入式操作系統(tǒng)的選擇
    3.5 Zynq平臺的集成開發(fā)環(huán)境
    3.6 本章小結(jié)
第4章 掃描控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
    4.1 Zynq-7000 芯片PS部分子系統(tǒng)設(shè)計
    4.2 Zynq-7000 芯片PL部分子系統(tǒng)設(shè)計
        4.2.1 高壓發(fā)生器控制模塊設(shè)計
        4.2.2 探測器控制模塊設(shè)計
        4.2.3 上準直器控制模塊
    4.3 外部接口電路設(shè)計
    4.4 內(nèi)部接口設(shè)計
        4.4.1 AXI總線介紹
        4.4.2 AXI-lite設(shè)計
        4.4.3 AXI總線互聯(lián)接口
    4.5 硬件系統(tǒng)搭建
    4.6 本章小結(jié)
第5章 掃描控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.1 軟件結(jié)構(gòu)總體設(shè)計
    5.2 Zynq啟動過程分析
    5.3 搭建交叉編譯環(huán)境
    5.4 定制嵌入式Linux操作系統(tǒng)
        5.4.1 啟動引導(dǎo)程序移植
        5.4.2 Linux系統(tǒng)內(nèi)核移植
        5.4.3 設(shè)備樹文件設(shè)計
        5.4.4 Linux根文件系統(tǒng)的制作
    5.5 硬件驅(qū)動模塊設(shè)計
        5.5.1 驅(qū)動程序概述
        5.5.2 驅(qū)動程序開發(fā)
    5.6 ROS通信系統(tǒng)設(shè)計
        5.6.1 ROS系統(tǒng)概念及其平臺
        5.6.2 ROS節(jié)點通訊設(shè)計
        5.6.3 TCP/IP通信協(xié)議設(shè)計
    5.7 醫(yī)用CT控制程序設(shè)計
        5.7.1 控制系統(tǒng)工作流程
        5.7.2 初始化模塊
        5.7.3 命令執(zhí)行模塊
        5.7.4 掃描控制模塊
    5.8 本章小結(jié)
第6章 掃描控制系統(tǒng)測試與驗證
    6.1 硬件測試
    6.2 軟件測試
        6.2.1 Linux系統(tǒng)內(nèi)核測試
        6.2.2 ROS通信功能測試
    6.3 系統(tǒng)測試
        6.3.1 軟件與硬件通道測試
        6.3.2 控制系統(tǒng)運行測試
        6.3.3 系統(tǒng)性能測試
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝



本文編號：3957929