【摘要】：醫(yī)用錄像機(jī)作為微創(chuàng)手術(shù)設(shè)備系統(tǒng)的重要組成部分,目前正廣泛地應(yīng)用于外科手術(shù)中。然而,國(guó)內(nèi)的醫(yī)用錄像機(jī)產(chǎn)品大都被國(guó)外大廠所壟斷,價(jià)格高昂且只具備基本的錄像存儲(chǔ)等功能,無(wú)法滿足目前對(duì)醫(yī)用錄像機(jī)高清化、網(wǎng)絡(luò)化、智能人機(jī)交互等功能需求。本文在研究分析國(guó)內(nèi)外醫(yī)用錄像機(jī)功能及技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案的基礎(chǔ)上,基于Hi3531芯片設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套具備全高清視頻錄制、存儲(chǔ)、播放、網(wǎng)絡(luò)傳輸、智能人機(jī)交互等功能的醫(yī)用高清錄像機(jī)硬件系統(tǒng)。首先分析了當(dāng)前醫(yī)用錄像機(jī)的功能需求,定義了醫(yī)用高清錄像機(jī)的硬件規(guī)格及設(shè)計(jì)指標(biāo),然后進(jìn)行了硬件總體方案的設(shè)計(jì),接著分別設(shè)計(jì)了主板和接口板的電路,包括Hi3531最小系統(tǒng)電路、SATA接口電路、USB接口電路、以太網(wǎng)接口電路、音頻接口電路、DVI和SDI接口電路、STM32控制系統(tǒng)電路及電源電路。其次,分別進(jìn)行了 6層主板和4層接口板的PCB疊層設(shè)計(jì)、布局設(shè)計(jì)、采用高速信號(hào)布線方法進(jìn)行了主板和接口板中的高速信號(hào)的布線設(shè)計(jì)、采用約束驅(qū)動(dòng)布局布線技術(shù)進(jìn)行了 DDR3的布線設(shè)計(jì)、采用數(shù)�；旌闲盘�(hào)布線的工程方法進(jìn)行了音頻模塊電路的布線設(shè)計(jì)、采用電源完整性設(shè)計(jì)的工程方法進(jìn)行了電源與地的布線設(shè)計(jì),給出了 PCB設(shè)計(jì)成果。最后結(jié)合軟件程序?qū)τ布到y(tǒng)做了調(diào)試,并進(jìn)行了全部功能測(cè)試、電壓及紋波測(cè)試、功耗測(cè)試、關(guān)鍵時(shí)鐘信號(hào)測(cè)試和EMC測(cè)試等硬件性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明:本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的醫(yī)用高清錄像機(jī)硬件系統(tǒng)各電源電壓誤差在±10%以內(nèi),系統(tǒng)最大功耗42W,靜電防護(hù)等級(jí)達(dá)到±8KV(接觸放電)、±15KV(空氣放電)要求,通過(guò)了電磁兼容性認(rèn)證測(cè)試,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)均已實(shí)現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TH777
【圖文】：

用ＴＯＥ網(wǎng)絡(luò)加速模塊，更符合本課題對(duì)核心功能處理的需求，因此，本課題方案采用逡逑Ｈｉ３５３１芯片為核心處理器。逡逑Ｈｉ３５３１芯片架構(gòu)如圖２．２所示［２］。主要由處理器子系統(tǒng)、圖像處理子系統(tǒng)、編解碼逡逑子系統(tǒng)和眾多外設(shè)接口等組成。逡逑ＡＲＭ邋Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ邐Ｉｍａｇｅ邋Ｓｕｂｓｙｓｔｅｍ邐逡逑ＨＤＭｆ／逡逑邐邋Ａ９邋ｄｕａｌ邋ｃｏｒｅ（＃}0ｈｚ邐１ＶＳ邋ＥＮＧＩＮＥ邋ＶＧＡ／逡逑＜？邋ＤＤＲＣ＊２邋Ｋ邐邐３２ＫＢ／３２ＫＢＬ１邋Ｃａｃｈｅ邐ＣＶＢＳ／逡逑２５６ＫＢ邋Ｃａｃｈｅ邐邐ｎ邋ｍｉ邋２０逡逑＿蠢睡縫替，－灥幽—逡逑ｒ——ｒｒ＾—１邋邐邐邋８Ｊ１１２ＣＭ：！｜逡逑Ｌ邐１１逡逑Ｆｌａｓｈ邋ｌ／Ｆ邋 邋■■４邐邐＾＾邐逡逑邐邋ＡＭＢＡ３．０邋ＢＵＳ逡逑１邐１邋Ｉ邋１２Ｃ邐卜－－＞邐ｉ

３．１主板原理圖設(shè)計(jì)逡逑３．１．１主板方案設(shè)計(jì)逡逑依據(jù)總體設(shè)計(jì)方案中的主板功能需求，設(shè)計(jì)主板的功能框圖如圖３．１所示。主板以逡逑Ｈｉ３５３１芯片為核心，各模塊功能如下：逡逑ＩＮａｎｄ邐ＳＡＴＡ逡逑ＤＤＲ３Ｘ２邐ＤＤＲ３Ｘ２邐Ｆｌａｓｈ邐ＨＤＤ逡逑邐？？邋邋邋＾￣＾邐￣＾邋￣逡逑Ｘ２逡逑＜ｙ邐邐ｉｚ．邐ｖ邐邋ｊ邐逡逑＝—＾邋ＨＤＭＩ邋ＯＵＴ逡逑ＢＴ１１２０邋Ｘ３邋Ｋ邐＝0邋ＶＧＡ邋ＯＵＴ逡逑Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ邐＼／邐Ｈ１３５３１邐邐逡逑：邐Ａｕｄｉｏ邋ＯＵＴ逡逑＾邐Ａｕｄｉｏ邋ＩＮ逡逑￣￣＾邐２＾邐ＺＳ－Ｚｘ逡逑ｓＬ邐．．．．．．Ｓ７－．．．丨』．Ｘ２邋Ｘ２邋１１逡逑ＪＴＡＧ邋ＲＴＣ邋ＵＡ邋叮邐邐＾逡逑——————邐ＲＴＬ８２１１ＥＧ邋＝逡逑Ｉ邐“邐ＬＣＤ逡逑ＵＳＢ２．０邐ＲＪ４５逡逑圖３．１醫(yī)用高清錄像機(jī)主板功能框圖逡逑最小系統(tǒng)：這里最小系統(tǒng)是指運(yùn)行嵌入式Ｌｉｎｕｘ系統(tǒng)的最小硬件系統(tǒng)。主要由ＣＰＵ逡逑（Ｈｉ３５３１）、存儲(chǔ)系統(tǒng)（ＤＤＲ３、ＮＡＮＤＦｌａｓｈ）、時(shí)鐘、調(diào)試接口、電源等組成；逡逑視頻輸入：接口板傳過(guò)來(lái)的三路視頻信號(hào)通過(guò)ＢＴ１１２０接口進(jìn)入Ｈｉ３５３１芯片；逡逑視頻存儲(chǔ)：Ｈｉ３５３１將接收到的視頻進(jìn)行壓縮編碼，然后通過(guò)ＳＡＴＡ接口存儲(chǔ)至硬盤(pán)。逡逑１３逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2725352