基于嵌入式的便携式B超软件系统的设计与实现

论文摘要

近年来,随着计算机技术和电子技术的发展,出现了越来越多的便携式设备。传统的推车式B超检查仪也向便携式方向发展,于是就出现了便携式B超检查仪。国内各大超声厂商都在竞相开发低成本、多功能、高可靠性、易于维护、容易操作的低价位便携式超声影像系统,并且取得了一定的成果。但是与发达国家相比,还有一定的差距。便携式B超诊断仪由超声探头和主机组成,主机由FPGA+ARM+DSP和外围设备组成。B超图像的采集是通过超声探头扫描人体发出超声信号,将采集到的回波信号转化为数字信号传给FPGA；FPGA接收到前端的原始数据以后,对数据做预处理；做完预处理后将数据发给DSP和ARM,DSP对图像做数字化处理,ARM负责图像的坐标转换和插值处理等后期处理,最终将图像显示出来。此外,ARM还负责系统的操作界面的显示以及对外围设备的控制等。本文的主要内容是在ARM平台上的便携式B超系统终端软件的设计以及B超图像的传输与显示设计,主要包括BootLoader的移植、操作系统的裁剪和移植、文件系统的制作、驱动程序的编写、图像传输接口的设计、图像的显示设计、终端操作界面的设计以及应用系统的移植。本系统设计了图像显示、病历管理、图像处理、电影回放、图像测量、图像打印、网络通信等功能。本系统硬件采用美国TI公司设计的OMAP3530处理器,印度MISTRAL公司制作的OMAP 3530 EVM（评估板）,使用U-Boot作为BootLoader,嵌入式Linux作为操作系统的内核,JFFS2文件系统作为系统的文件系统,使用Qt/Embedded开发图形界面。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内研究现状
• 1.3 本课题的研究背景
• 1.4 本文主要内容
• 1.5 论文章节安排
• 第2章 系统总体设计
• 2.1 系统分析
• 2.2 系统的硬件结构
• 2.3 系统的软件结构
• 2.4 系统的开发模式
• 2.5 系统的设计过程
• 第3章 系统软硬件平台概述
• 3.1 硬件平台概述
• 3.1.1 OMAP3530处理器
• 3.1.2 OMAP3530 EVM
• 3.2 软件平台概述
• 3.2.1 Ubuntu和嵌入式Linux
• 3.2.2 Qt和Qt/Embedded
• 第4章 便携式B超软件运行环境搭建
• 4.1 BootLoader的移植
• 4.1.1 BootLoader和U-Boot
• 4.1.2 U-Boot移植
• 4.2 嵌入式Linux内核的移植
• 4.2.1 Linux内核结构
• 4.2.2 相关文件修改
• 4.2.3 配置和编译内核
• 4.3 文件系统的制作
• 4.3.1 嵌入式文件系统
• 4.3.2 JFFS2文件系统的制作
• 4.3.3 文件系统的改进方案
• 第5章 便携式B超图像传输与显示设计
• 5.1 FPGA与ARM接口设计
• 5.1.1 硬件连接方式
• 5.1.2 DMA传输
• 5.1.3 FPGA驱动程序设计
• 5.2 FPGA预处理与DSP数字化处理
• 5.3 ARM与DSP通信方式
• 5.4 B超图像的坐标转换
• 5.5 B超图像的实时显示
• 第6章 便携式B超终端软件的设计
• 6.1 病历管理模块的设计
• 6.1.1 数据库设计
• 6.1.2 新建病历子模块
• 6.1.3 查询病历子模块
• 6.2 图像处理模块的设计
• 6.2.1 图像缩放子模块
• 6.2.2 图像镜像子模块
• 6.2.3 图像旋转子模块
• 6.3 电影回放模块的设计
• 6.4 图像测量模块的设计
• 6.4.1 椭圆的画法
• 6.4.2 椭圆测量周长和面积
• 6.4.3 轨迹法测量面积
• 6.5 图像打印模块的设计
• 6.6 网络通信模块的设计
• 6.6.1 终端与远程服务器的数据通信
• 6.6.2 终端与终端的数据通信
• 6.7 系统优化技术的研究与实现
• 6.7.1 信号和槽机制研究与实现
• 6.7.2 多线程研究与实现
• 第7章 系统移植和测试
• 7.1 应用程序移植
• 7.1.1 环境配置
• 7.1.2 程序汉化
• 7.2 应用程序测试
• 7.2.1 测试方法与目的
• 7.2.2 测试过程
• 7.2.3 测试结果
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文