深圳市小眼睛科技有限公司（簡稱：小眼睛科技）是一家以FPGA、嵌入式系統為核心的設計公司，小眼睛科技發布的無線專網通信卡、PCIE采集卡、光纖采集模塊、以及多款FPGA（FPGA+MCU）SOM等行業解決方案已經在合作伙伴中規模量產，方案覆蓋智能航海、音視頻處理、工業控制、網絡通信等多個不同領域。近日，小眼睛科技基于醫療CT圖像采集方案重磅發布，用FPGA為智慧醫療行業賦能。

所謂醫療CT（Computed Tomography，計算機斷層掃描）是一種利用X射線和計算機技術生成人體橫斷面影像的醫學檢查手段。相比普通X光的“壓扁”透視，CT是分層掃描，能發現毫米級病灶，并且輻射可控、檢查快捷，因此，CT已從“高端影像設備”升級為“臨床決策平臺”，在腫瘤、心血管、急診、基層篩查及智能手術全鏈條中，實現更早發現、更快診斷、更低劑量、更普惠支付，成為現代醫療體系不可或缺的基礎設施。

醫療CT圖像采集方案

方案簡介

MES-DMS是小眼睛科技打造的一套用于CT成像設備的數字信號采集系統，系統由三部分構成：數字信號采集板（DCB卡）、PCIe采集板、RCS驅動。數字信號采集板能夠將最多48個探測器（DAS）進行配置并收集圖像信號，收集到完整的一組探測器信號后將數據組幀并通過光纖接口發送給PCIe采集卡，PCIe采集卡收到數據后將數據緩存到DDR中，通知RCS取數；RCS驅動完成應用于FPGA之間的數據傳遞的工作。數字信號采集板和PCIe采集板采用純硬件 FPGA 架構，能夠 7x24 小時穩定工作。

鏈路數據如下所示：

DCB板與PCIe板的外設硬件框架如下圖：

DCB板可通過GPIO控制端口以及can總線接收系統總控的相關控制信號改變工作模式以及監測系統運行狀態。

系統框圖

DCB板

DCB板在系統總主要完成的功能如下：

1. 接收CAN總線上的控制命令；

2. 接收與滑環控制相關的脈沖信號，控制觸發探測器采集射線數據；

3. 對探測器的工作模式及相關參數進行控制；

4. 接收并解析來自探測器輸出的LVDS信號成10bit數據，后做8B/10B解碼解析出探測器輸出的幀信號并校驗數據；

5. 將整組探測器數據按照ID序列進行排列組幀；

6. 將幀數據包進行編碼并做CRC校驗后通過光纖（Serdes）傳輸給PCIe采集卡。

主要包含以下功能模塊（如下圖），其中紫色箭頭為數據流向，黃色箭頭為控制流流向：

7. DCB板具備啟動自檢功能，開機后會對板卡上所有的接口進行自檢測試，自檢測試完成后才進入工作狀態。工作狀態如下圖：

PCIe板

PCIe板在系統總主要完成的功能如下：

1、 接收PCIe下發的寄存器值；

2、 通過光模塊接收來自DCB板的幀數據包，并解析及做數據校驗統計幀的統計結果；

3、 將接收的幀統計結果組合到存儲到DDR的數據幀中，RCS讀到數據幀時可得到傳輸的結果；

4、 CRC的結果透傳給RCS，支持RCS端對幀數據二次校驗；

5、 當在DDR3中存完一幀數據后會變更對應的寄存器值，RCS會通過輪詢的方式獲取到有新幀接收到。

主要包含以下功能模塊如下圖：

PCIe驅動

PCIE RCS驅動負責鏈接數據從FPGA到RCS端側算法，組成部分為以下幾部分：

Customer Definition：客戶RCS自定義部分；

MySemiDebugTools：MySemi自研PCIE調試工具；

Monitor Service：實時監控PCIE數據傳輸，包括數據CRC校驗等操作；

Kernel Interface：Linux Kernel內核部分PCIE user space到kernel space側接口，傳輸PCIE控制命令等；

PCIE Driver：PCIE向設備注冊等驅動操作。

技術優勢

01

探測器可配置

·可配置探測器的數量，4條鏈路均可配置探測器數量；

·可配置探測器的工作模式，切換工作模式以及測試模式；

·可根據滑環轉動配置探測器觸發采集或按照設置時間間隔出發采集；

·可通過CAN總線設置探測器的增益、采樣深度及位寬；

02

運行狀態可實時監控

·可監聽探測器的工作狀態：是否可配置，LVDS傳輸是否誤碼，是否有探測器無數據輸出；

·可統計采集數據幀的錯幀數，以及DAS的錯幀數；

·可統計光纖傳輸上幀數據包的丟包數，錯幀數，以及接收的總幀數；

03

FPGA可釋放RCS的CPU的運行壓力

·PCIe卡上有2GB的緩沖，可適應CPU的取數快慢的現象；

04

光纖傳輸內含CRC校驗

·PCIe卡接收時可實時查看數據傳輸的可靠性。

規格參數