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超声医学设备以其显示方法多样、无创、无痛,特别是观察心血管脏器的血流动力学和探测人体软组织有独到之处,被广泛使用于医学临床诊断的各个方面。一般高频超声常用频段集中在3.5—7.5MHz,在这个频段的超声医疗设备在国内外已经应用的很广泛。大于20MHz的超高频超声相对于一般超声,能更好的显示浅表器内的微小病灶及细小管状结构的病变,而此频段的超声设备被研究的并不多,所以本系统研究20MHz的超高频超声的采集和存储是有重要的学术和应用价值的。针对超高频超声对大数据高速采集和存储的需要,本课题设计了一个基于FPGA的多通道高频信号采集和存储系统。此系统基于Altera StratixIV GX230平台,实时接收两片高速AD9254采集来的超声数据,DDR2 SDRAM作为数据的大容量缓存,利用FPGA自身携带的PCI Express硬核,通过Quartus12.1的Qsys构架搭建了一个通往PC机的高速数据采集存储系统。系统主要完成的工作有:首先,前端采集部分,由两片并联的AD9254芯片间隔交叉采样,实现相对低速的转换芯片采样频率倍频的效果,通过Matlab分析获得了准确的采用数据;其次,后端存储部分,DDR2 SDRAM作为系统主要的外部缓存,往前接纳经过数据重组和异步FIFO的采集数据,往后和基于Qsys构架的PCIe硬核进行高速的DMA传输。采用Modelsim仿真DDR2 SDRAM的读写控制逻辑,忽略内存组模块的固有物理延迟,测试读写带宽达到200MByte/s;再者,系统结合Jungo公司开发的WinDriver驱动基本构架,编写PCIe驱动代码,搭建一个StratixIV界面的DMA测试操作平台,DMA读写测试速率平均为1455MByte/s,同时采用PCIe物理测试软件测试达到5.0GT/s的理想传输带宽。最后,基于对各个功能模块的验证进行最后总系统的调试,采用HOST先读取DDR2 SDRAM外部存储器采集数据然后再写回相应地址数据的方式,测试验证了本系统传输和转存数据的精准性。经过上述调试,成功实现了本系统向HOST存储域传输高速ADC采样数据并且存储的功能。本系统主要的创新点在于:①系统后端的存储系统,将SGDMA的高速传输控制功能模块化成独立IP整合进Quartus11.0新推出的Qsys构架里边,与前端的DDR2SDRAM和终端PC进行数据通讯,实现了数据高效传输和存储系统可移植化的效能。②系统后端存储部分带宽明显高于前端采集部分,由上位机编程决定前端采集子板的时效性,可以选择采集一段数据暂存DDR2 SDRAM作为固定存储,也可以作为一个实时的采集存储一体系统,能够方便32bit的系统及时进行大量数据的解析此系统的成功运行,为今后向8通道、16通道、64通道、甚至是128通道信号采集和存储系统的扩展奠定了良好的技术积累和理论支撑,同时也有着相当广泛的应用前景。