一种超声扫描控制参数下发方法及系统

技术领域

本发明属于超声扫描技术领域，具体涉及一种超声扫描控制参数下发方法及系统。

背景技术

超声系统的每一次发射和接收，都需要各种发射接收参数来指导FPGA的控制动作，比如当前一次发射的发射延时、发射波形、发射孔径大小，当前一次接收用到的接收延时参数、变迹系数等等。这些与发射接收相关的参数，称之为扫描控制参数。每次发射与接收的扫描控制参数都不相同，组成一帧完整超声图像需要的所有扫描控制参数，称之为扫描控制帧。扫描控制帧如何灵活的、有条不紊的下发至各片FPGA直接影响到了整个超声系统功能的可扩展性和调试便利性。

发明内容

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本发明的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本发明的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种超声扫描控制参数下发方法及系统。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种超声扫描控制参数下发方法，包括如下步骤：

在一次扫描循环中，依次存储扫描循环中的多个扫描数据线数据，一个扫描数据线数据用于控制超声系统完成一条扫描线的扫描，一个扫描控制循环用于控制超声系统完成一帧超声图像中所有扫描线的扫描；一个扫描线数据由若干个扫描控制参数组成；每个扫描控制参数都指定一个发射接收控制器中的一个寄存器地址；

选取一个扫描线数据，根据其中的扫描控制参数生成并存储多个扫描控制索引，每个扫描控制索引包括对应扫描控制参数的数量和指定的寄存器地址，一个扫描控制索引对应的扫描控制参数存储于连续若干个寄存器中；

根据扫描控制索引依次将该条扫描线数据中的扫描控制参数写入指定的寄存器中；

重新选取下一个扫描线数据，直到完成本次扫描循环。

作为优选方案，每个扫描控制索引中指定的寄存器地址包括：

指定的发射接收控制器；

该扫描控制索引中第一个扫描控制参数所指定的寄存器地址。

作为优选方案，扫描控制索引还有一个约定值用于表明该条扫描线数据的扫描控制参数下发已经完成，当读取到该约定值时，重新选取下一个扫描线数据。

另一方面，本发明还提供一种超声扫描控制参数下发系统，包括：

发射接收控制器，具有存储扫描控制参数的寄存器，用于根据扫描控制参数指导超声系统的发射与接收动作；

扫描循环存储器，用于存储一个扫描循环中的多个扫描控制参数，一个扫描数据线数据用于控制超声系统完成一条扫描线的扫描，一个扫描控制循环用于控制超声系统完成一帧超声图像中所有扫描线的扫描；一个扫描线数据由若干个扫描控制参数组成；每个扫描控制参数都指定一个发射接收控制器中的一个寄存器地址；

扫描控制索引存储器，用于存储扫描控制索引，每个扫描控制索引对应一条扫描线中指定同一发射接收控制器中连续若干个寄存器地址的扫描控制参数，每个扫描控制索引包括其对应扫描控制参数的数量和指定的寄存器地址；

扫描控制参数存储器，用于存储当前扫描线的扫描控制参数；

控制端，用于选取扫描循环存储器中一个扫描线数据的扫描控制参数存储入扫描控制参数存储器，还用于生成扫描控制索引并将其存储入扫描控制索引存储器；

参数调取控制器，用于根据扫描控制索引存储器中的扫描控制索引调取扫描控制参数存储器中的扫描控制参数，将其下发至发射接收控制器。

作为优选方案，每个扫描控制索引中指定的发射接收控制器的寄存器地址包括：目标发射接收控制器、该索引中第一个扫描控制参数指定的寄存器地址。

作为优选方案，扫描控制索引存储器中存储512个扫描控制索引，每个扫描控制索引包括目标发射接收控制器、扫描控制参数的数量、该索引中第一个扫描控制参数指定的寄存器地址，分别占用高4位、中8位与低20位。

作为优选方案，当参数调取控制器调取的扫描控制索引为预设约定值时，通知控制端选取下一个扫描线数据。

作为优选方案，发射接收控制器与参数调取控制器采用FPGA实现。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

本发明的方法及系统在实现正常扫描参数下发的功能前提下，可以灵活地为研发人员提供扫描配置方案，只需要软件更新扫描控制索引和扫描控制帧，就可以按照指定的规则进行扫描参数的下发。

附图说明

图1是本发明实施例的一种超声扫描控制参数下发系统的结构图；

图2是本发明实施例的一种超声扫描控制参数下发系统中扫描控制帧的存储结构示意图；

图3是本发明实施例的一种超声扫描控制参数下发系统中扫描控制索引存储器与扫描控制参数存储器的对应关系示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

实施例：本实施例的一种超声扫描控制参数下发系统，如图1所示，包括：扫描循环存储器DDR、扫描控制参数存储器LINE_SCD_RAM、扫描控制索引存储器SCD_LIST_RAM、控制端、参数调取控制器FPGA0、发射接收控制器FPGA 1-4。

扫描循环存储器DDR用于依次存储扫描循环中的多个扫描数据线数据，一个扫描数据线数据用于控制超声系统完成一条扫描线的扫描，一个扫描控制循环用于控制超声系统完成一帧超声图像中所有扫描线的扫描；一个扫描线数据由若干个扫描控制参数组成；每个扫描控制参数都指定一个发射接收控制器中的一个寄存器地址，用于指导发射接收控制器进行超声扫描动作。

扫描控制参数存储器LINE_SCD_RAM用于存储当前扫描线的扫描控制参数；

扫描控制索引存储器SCD_LIST_RAM用于存储扫描控制索引，每次例化扫描控制索引存储器SCD_LIST_RAM会在其中建立多个扫描控制索引的区域，上述多个区域中的全部扫描控制索引共同对应一条扫描线数据的全部扫描控制参数。每个扫描控制索引对应一条扫描线中指定同一发射接收控制器中一个或连续多个寄存器地址的扫描控制参数，每个扫描控制索引包括其对应扫描控制参数的数量和该索引中第一个扫描控制参数指定的寄存器地址；

扫描循环存储器DDR与扫描控制参数存储器LINE_SCD_RAM相连接，扫描控制索引存储器SCD_LIST_RAM与扫描控制参数存储器LINE_SCD_RAM相连接，。

控制端用于选中DDR中的一个扫描线数据，将其中的扫描控制参数存储入扫描控制参数存储器LINE_SCD_RAM，还用于生成扫描控制索引并将其存储入扫描控制索引存储器SCD_LIST_RAM，在本实施例中，控制端为PC；

扫描控制参数存储器LINE_SCD_RAM和扫描控制索引存储器SCD_LIST_RAM设于参数调取控制器FPGA 0内部，参数调取控制器FPGA 0用于根据SCD_LIST_RAM中的扫描控制索引将LINE_SCD_RAM中的扫描控制参数下发至发射接收控制器。

发射接收控制器FPGA 1-4分别于FPGA 0连接，用于指导超声系统的发射与接收动作，发射接收控制器根据接收到的扫描控制参数控制发射与接收动作，完成扫描。

本实施例基于上述系统的超声扫描控制参数下发方法为：

首先由控制端将一个扫描控制帧中全部扫描线数据的扫描控制参数发送至扫描循环存储器DDR，在扫描循环存储器DDR中将全部扫描线数据依次存储，扫描控制帧中扫描线数据的存储结构示意图如图2所示，存储以扫描线为单位，将存储空间分为多个Line_SCD，一线Line_SCD中保存一条扫描线的扫描控制参数数据。

控制端将第一条扫描线的全部扫描控制参数发送至扫描控制参数存储器LINE_SCD_RAM存储，并根据其中扫描控制参数的顺序生成多个扫描控制索引SCD_LIST，如图3中的SCD_LIST 0、SCD_LIST 1、SCD_LIST 2……等，每个扫描控制索引都对应该条扫描线中的一个或多个扫描控制参数，若是多个扫描控制参数，则这几个扫描控制参数应连续存储于扫描控制参数存储器LINE_SCD_RAM中并指定一串发射接收控制器中连续的寄存器地址，连续的寄存器地址数与这几个连续的扫描控制参数数量相等。

每个扫描控制索引中包括：该扫描控制索引对应的扫描控制参数数量、连续的扫描控制参数中第一个参数对应的发射接收控制器FPGA编号、第一个参数在FPGA中所指定的寄存器地址。这样，当参数调取控制器FPGA 0调取本条扫描线的扫描线数据时，只需要依次读取扫描控制索引SCD_LIST 0、SCD_LIST 1、SCD_LIST 2，然后根据扫描控制索引中记录的扫描控制参数数量依次向下调取该数量的参数，并根据第一个参数指定的寄存器地址将这几个连续的参数相对应存入连续的寄存器地址中。

对于扫描控制索引，还有一个约定值，当参数调取控制器FPGA 0在依次读取扫描控制索引的过程中，如果读取到该约定值则说明本条扫描线的扫描线数据已经全部读取完毕。随后告知控制器，控制器指导发射接收控制器FPGA1-4根据接收到的扫描控制参数开始本条扫描线的采集，然后控制器重新选取第二条扫描线的扫描控制参数，扫描控制参数存储器LINE_SCM_RAM重新例化，接受第二条扫描线的扫描控制参数，重新开始新一轮参数的下发。以此类推直到本次扫描控制帧的全部扫描线都下发、采集完成，即完成一帧超声图像的采集。

本实施例中的扫描控制索引存储器SCD_LIST_RAM的构建方法和其与扫描控制参数存储器LINE_SCD_RAM的对应关系如图3所示：

首先在扫描控制索引存储器SCD_LIST_RAM中例化512个SCD_LIST存储区域，可以存储512条扫描控制索引SCD_LIST，每条扫描控制索引SCD_LIST的低20位表示其中第一个扫描控制参数SCD_DATA对应的目的寄存器地址，中8位表示当前本条扫描控制索引SCD_LIST对应几个扫描控制参数SCD_DATA，高4位表示要写入的第一个扫描控制参数其地址输入哪一片FPGA。例如：

本实施例中存储了n个SCD_LIST，其中SCD_LIST0＝0x0031_2000，表示SCD_LIST0这条索引对应3个扫描控制参数SCD_DATA，分别为SCD_DATA0、SCD_DATA1、SCD_DATA2，这三个扫描控制参数SCD_DATA对应的目的寄存器地址分别为FPGA 0所在的地址0x12000,0x12004,0x12008。

SCD_LIST1＝0x20213000，表示SCD_LIST1这条索引对应2个扫描控制参数SCD_DATA，分别为SCD_DATA3、SCD_DATA4，这两个扫描控制参数SCD_DATA对应的目的寄存器地址分别FPGA2所在的地址0x13000,0x13004,0x13008。

如此依次读取扫描控制索引，直到读取到SCD_LIST为0xFFFFFFFF时，表明本次扫描控制帧的全部扫描控制参数下发完成，停止读取。

随后，由参数调取控制器FPGA 0将扫描控制参数存储器LINE_SCD_RAM中的扫描控制参数根据扫描控制索引依次下发至对应的寄存器中，以此实现发射接收参数的下发。

上述控制参数下发方法及系统在扫描控制索引的读取中融入了突发的概念，即可以表示从当前SCD_LIST指向的起始地址开始，往后突发下发指定长度的扫描控制参数；扫描控制索引对每一线的扫描控制参数的结构都相同，不仅简化了扫描控制索引的结构，而且具有很好的扩展性，只需修改SCD_LIST和LINE_SCD数据，不改变规定好的数据和存储结构，即可实现灵活配置发射模式。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。