一、FIFO在生物医学信号数据采集系统中的应用（论文文献综述）
姚旺[1]（2021）在《回转窑内颗粒分布可视化测量系统开发及验证》文中提出回转窑是工业领域中常用的设备,主要用来对物料颗粒进行物理、化学处理。转筒内的物料随着回转窑的转动而充分混合发生反应,物料的运动状态将直接影响物料颗粒是否能混合均匀,从而影响生产效率。但是回转窑内部物料混合的过程无法直观的看到其分布情况,因此,将回转窑内部的物质进行可视化检测就显得十分重要了。针对不可直观检测回转窑内物质分布的情况,本文中采用电阻抗层析成像（EIT）技术对其内部物质分布进行可视化测量,EIT技术是一种非侵入的新型、快速的测量技术,成本较低、无辐射,适合于工业领域中对物质成像的要求。但是,在本文中是对回转窑内部的物质进行可视化测量的,回转窑在工作的时候是不断地做回转运动的,必须要求测量的仪器可以随回转窑一起运动,因此要求测量的仪器的体积小,并且必须采用无线数据传输方式。在本文中,以EIT成像技术作为理论基础,应用FPGA开发出一套可以进行动态成像的8电极测量系统。本研究开发了半并联EIT检测的软、硬件系统,并进行了测试。首先通过DDS模块产生幅值、频率可调的正弦激励信号并经过D/A芯片将数字信号转换成模拟信号,再通过电压控制电流源模块（VCCS模块）将输出的电压信号转换为电流信号,经过多路复用器模块的选择将电流注入到目标场域的激励电极上,此时,有8路数据采集及数据处理的通道同时采集目标场域中电极上的电压值。采集得到的电压信号通过A/D模块进行信号转换并传输到FPGA进行数据处理,采用傅里叶变换（FFT）对信号进行解调处理,并通过无线传输的方式将数据发送至PC端进行图像的重建。使用Verilog硬件编程语言进行控制逻辑程序的设计,并使用ModelSim仿真软件对各个模块的逻辑程序设计的准确性进行验证。在文中使用LCR阻抗测试仪与基于FPGA的EIT开发系统分别进行静态、动态实验。首先选取不同的激励频率以及测量物质在圆柱形水槽中的不同位置作为实验条件进行静态成像。将LCR阻抗测试仪成像结果与使用基于FPGA的EIT系统成像的结果进行对比,静态实验结果的对比验证了基于FPGA的EIT系统成像的准确性与可行性。其次使用搭建的回转实验台进行动态实验,将尼龙颗粒作为动态实验的测量物质,使用基于FPGA的EIT系统在不同的转速下进行成像。通过动态实验表明基于FPGA的EIT开发系统是能够满足对回转窑内部物质进行成像的要求,因此,可以应用于工业领域。
冯晓艳[2]（2021）在《基于CCD的SPR型塑料光纤折射率检测系统设计》文中研究指明表面等离子体共振（SPR）是用于检测外部环境的变化的一种光学现象,在环境质量检测和生物医学研究等领域获得了广泛的应用。光纤SPR传感器由于规格小、精度高、响应速度快、抗电磁干扰能力强和对环境中折射率变化敏感,已经成为近年来研究的热点。因此,设计了一种D型塑料光纤SPR传感器来检测折射率的变化,同时设计并制作了传感器检测的相关电路,主要工作如下:首先分析了折射率检测系统的工作原理、基本性能以及光纤SPR效应,光学系统的设计选择基于平场全息凹面光栅的光路结构,使用ZEMAX软件确定所需的光学元件参数后,完成建模优化。利用磁控溅射法在抛磨好的D型光纤结构上涂覆50nm厚的金膜,创建D型光纤表面等离子体共振传感器来检测折射率变化。设计并构造以FPGA为核心驱动芯片和CCD为光电探测器的折射率检测系统。根据功能整个电路系统分为CCD驱动、AD转换、FPGA控制和USB通信等模块。选用响应波长范围是200nm-1100nm的线阵CCD探测器TCD1304DG进行光电转化,得到的信号通过AD7667转换为数字信号,利用“软”FIFO进行速率匹配,通过USB通信接口将电路板与上位机连接起来,完成数据的传输。其中FPGA用于完成各个模块的程序控制,而Labview设计的上位机用于进行完成数据的图像化显示。搭建好系统后,使用拟合法进行波长标定,完成“像元位置-波长”的一一对应,最后选用水和Na Cl溶液进行折射率检测。实验结果表明设计的测试系统在400-800nm范围内具有稳定的性能,可以准确测量波长变化,且光栅在660nm附近波长分辨率为2nm,符合设计要求。因此可以根据设计的D型塑料光纤SPR传感器的灵敏度1213nm/RIU,和设计搭建的测试系统对不同溶液的折射率进行检测。
王方雨[3]（2020）在《反射式共聚焦与受激拉曼散射系统显微成像技术研究》文中提出在生物化学、工业材料、医学等基础科学领域,探寻物质的微观结构,越来越需要高分辨率（微米、纳米级）、大视场、视频级成像速度、实时、低成本、易搭建、可三维成像、生物免标记、生物活体成像等特点的光学显微镜。围绕这些问题,本文最终搭建了含有受激拉曼散射显微成像、荧光成像、共聚焦光谱采集的生物活细胞显微成像平台,本文开展的相关研究如下:1.研究了共聚焦显微镜系统结构组成,介绍了光学成像原理特点,研究了光路的4f结构,分析了系统光学放大倍数、光学分辨率、扫描角度、成像面积、针孔大小,各参数之间的关系与推导过程,简要描述了zemax的光学设计过程,同时在变尺度方法评价整机性能方向进行了理论探索与仿真。2.研究了共聚焦显微镜的二维扫描成像机制,以关键器件高频共振振镜和多面体转镜Polygon实现了两种方案。一种是共振振镜与检流计振镜组合完成x-y扫描成像,另一种是Polygon转镜与检流计振镜组合完成x-y扫描成像,并详细了数据采集卡的双触发工作模式（行信号+帧信号）的优点、时序同步关系。3.为了获取较大视场范围图像拼接,共聚焦显微镜中,在x-y面使用了两个步进电机扩大视场,受激拉曼散射显微镜中,x-y面使用了高精度位移台。4.研究了共聚焦显微镜系统中的高频噪声消除、激光器等特殊器件的散热等工程技巧问题。5.研究了受激拉曼散射显微镜,使用商业器件和开源软件二次开发完成了整套系统的搭建,实现了受激拉曼显微镜的活细胞长时间成像装置。本文共聚焦显微镜的研制与受激拉曼显微镜成像平台的搭建过程,在相关行业内具有一定的创新性和工程实用价值。
吕海明[4]（2020）在《人体细胞内外液生物阻抗合成多频检测方法研究》文中提出体液的平衡对于人体健康具有重要意义,通过测量细胞内外液容量评估身体体液总量及分布,在营养状况、运动机能评估以及透析治疗、癌症筛查等众多领域当中广泛使用。而基于生物阻抗谱技术的细胞内外液测量方法具有无创、便捷、快速、可重复等优点,是细胞内外液测量方式中最为常用的一种。本文针对人体细胞内外液生物阻抗多频同步测量技术,研究多频同步激励信号的合成方法,以及信号频率、幅值参数的设计方案,并设计了配套的生物阻抗合成多频检测系统。首先通过了解细胞内外液生物阻抗谱法的测量原理,确定细胞内外液计算方程。然后研究了多频激励信号的合成方法,结合人体生物组织的电气特性与多频激励信号测量原理,设计了一种适合于人体生物阻抗测量的多频激励信号,理论计算与仿真分析结果表明,本文激励信号主谐波功率占比达到63.71%,波峰因数等于1.25,相比传统多频正弦激励方案,本文激励信号设计方案测量误差平均降低1.73%,信号信噪比提高约10dB。然后针对混频激励下生物阻抗的测量特点,设计了配套的测量系统,其中包括逻辑控制模块、多频信号发生模块、信号调理模块、数据传输模块以及上位机软件。逻辑控制模块以FPGA为载体,使用Verilog HDL语言搭建控制逻辑电路,实现对其他模块的控制。多频激励信号通过FPGA内部搭建的DDS产生,然后通过电压电流转换电路转换为恒流输出并注入人体表面。针对响应信号中存在的干扰问题和响应电压幅值微弱的特点,设计了由差分放大和信号滤波电路组成的信号调理模块,并经过模数转换器转换为数字信号传递给FPGA。为了满足阻抗测量数据的实时传输需求,设计了基于USB协议的数据传输系统,实现了测量数据由检测前端到上位机之间的实时传输。同时为了尽可能简化测量操作,在MFC框架下开发了用户图形操作界面,可便捷的实现数据保存与波形显示。实验部分,首先设计了电路模型实验,评估系统测量精度。结果表明,系统阻抗模值误差平均为2.47%,相位误差平均为0.58°,符合预期设计。最后,对10名健康志愿者细胞内外液容量进行测量,结果显示,志愿者平均体液含量为66.20%,“ECW/ICW”平均比值为65.21%,ECW与ICW分别占总体液容量TBW的39.39%与60.60%,均符合参考标准。表明了本文激励信号与系统设计方案用于人体细胞内外液容量多频同步测量的可行性与有效性。
张强[5]（2020）在《基于APSOC的CNN优化设计在先心病分类研究中的应用》文中指出先天性心脏病,简称先心病,是婴儿出生时易患的严重疾病,影响着患儿的发育、成长。先心病的临床诊断分初诊和确诊两个阶段,初诊的筛查主要靠心脏听诊,专业性强,基层医生不易掌握;确诊主要通过超声心动图仪,此设备价格昂贵,需要专业人员操作,目前很难普及到乡镇卫生院。云南为先心病高发区,受限于省内偏远山区的医疗条件,目前先心病的筛查主要依靠省级医疗队下乡完成,基层乡镇卫生院无能力独立完成,传统的先心病筛查方法效率低、成本高,难以覆盖到全省范围。采用数字信号处理和人工智能技术,实现机器辅助诊断是一个具有挑战性的研究课题,本文力图借助嵌入式设备,采用CPU+FPGA异构部署并结合深度学习的方法,对心音信号进行实时采集并分析,可望实现机器辅助听诊的目的。本文首先对心音信号、心电信号的生理、病理性相关知识进行了介绍,结合目前主流的全可编程片上系统（APSOC）异构开发平台,设计了一款基于CPU+FPGA架构的便携式心音心电采集与心音分类的机器辅助初诊设备。本研究以APSOC-Zedboard平台为核心,以软硬件协同工作的方式,实现信号采集与分析。基于CPU架构实现心音信号、心电信号的波形绘制;基于CPU+FPGA异构实现卷积神经网络（CNN）实时分类心音信号,达到集心音心电信号采集与心音信号实时分类的目的。本研究数据采集部分主要依靠APSOC-Zedboard中PS部分的CPU资源,支撑Linux系统运行Qt Creator编译的心音心电采集程序,负责接收STM32采集并上传的心音心电数据,并绘制波形图和存储信号,便于用户可视化数据采集的相关操作。本研究心音数据分析部分以CPU+FPGA异构部署的方式,将PC端训练完整的CNN模型移植到嵌入式平台中,评估出FPGA资源最大化利用的最佳部署方案,实现CNN实时分类心音样本数据。本研究的实验结果表明,数据采集部分实时并行采集的心音心电信号可被心音数据库收纳;CPU+FPGA最佳异构部署方案实现的CNN分类心音样本数据,准确率达到了86%,FPGA资源消耗最高为DSP48E 99%,分类200个心音样本最快耗时0.77秒,可优化封装应用于基层医院的先心病机器辅助初诊。
缪家骏[6]（2020）在《基于FPGA的多生理信号采集与智能分析系统设计》文中指出人民健康问题是一个关系到国计民生的重要问题,近年来涌现出了许多有特色的无创检测人体生理信号的仪器。但是现有产品依然存在许多问题:通用性差,无法模块化扩展;体积大,不便携;智能分析功能不足。所以需要设计可模块化扩展、便携式、智能化的生理信号采集与分析仪器。论文的主要研究工作如下:1、设计与实现了多生理信号采集终端,可用于采集电生理信号（包括心电、肌电等）与非电生理信号（包括脉搏、皮肤电等）。选用TI公司的ADS1298作为电生理信号的模拟前端、ADS101E08S作为通用信号的模拟前端、AFE4400作为光电容积脉搏波的模拟前端,选择USB作为主要通信方式并选用Cypress公司的CY7C68013A作为接口芯片。设计并实现了前端采集电路的硬件与FPGA的逻辑电路,实现了多生理信号采集功能,可作为一个独立的采集仪器使用。该仪器委托了浙江省医疗器械检验研究院参照GB9706.1对其进行了安全性测试,在正常工作温度下与潮湿预处理后的测试中,泄露电流均小于0.001mA,都可耐受最高1500V的试验电压。2、论文在数据采集功能的基础上,基于全可编程芯片ZYNQ设计了智能分析终端,解决了多生理信号采集终端灵活性不高、用户体验不好、不利于算法在板处理的缺点。使用PetaLinux工具定制并移植了嵌入式Linux系统以实现复杂功能的任务调度;设计了字符设备驱动以实现可编程逻辑与处理器系统的双向数据交互功能。在此平台的基础上设计了一个支持向量机分类器以体现其算法在板处理的功能,使用一个公开的字符识别数据集初步验证了其效果。系统测试表明,多生理信号采集终端通过了 SPI通信、USB通信等测试,初步实现了生理信号的采集功能,通过了相关安全测试,证明了其可靠性与安全性;智能分析终端通过了 DMA传输测试,可用于实现生理信号的采集,支持向量机算法在字符识别数据集中的实现效果则证明了算法的在板处理功能。该研究成果将为临床医学、心理学等学术研究领域提供了数据采集与智能分析平台,同时对有特殊需求的专用仪器样机开发有指导意义。
徐智强[7]（2020）在《多参量光声显微成像技术与系统研究》文中研究说明光声成像是一种基于光学激发和超声检测的新兴的混合成像模式,近年来得到了快速的发展,已经成为生物医学成像领域的一个研究热点。多参量光声显微成像技术是光声成像的一种重要实现方式,通过该技术可以对活体生物组织内微血管的多种参量同时进行定量测量,进而实现对被测组织的氧代谢分析。而在多种神经系统疾病和肿瘤的生长过程中常常伴随着异常的氧代谢状况,所以多参量光声显微成像技术在神经学和肿瘤学研究中有着重要的价值,并在临床应用方面有着具有巨大的潜力。然而因为受到成像探头体积笨重、成像扫描方式单一、成像数据计算效率低下等多种因素的影响,多参量光声显微成像技术的应用受到了极大的限制,无法进行临床推广。本文依托国际合作项目,针对多参量光声显微成像技术存在的主要问题和其在生物医学研究与临床诊断中的应用需求,开展了多参量光声显微成像技术与系统研究,从成像系统的硬件结构、扫描方法、数据计算和实时成像共四个方面进行了理论研究和方法设计,通过多个仿体实验和活体动物成像实验对设计内容进行了功能验证和性能评估。本文的主要研究工作包括以下方面:（1）针对不同的成像需求,分别对台式和手持式的多参量光声显微成像系统的硬件结构进行研究。在台式成像系统硬件结构研究中,利用环形超声探测器实现同轴反射探头结构和共聚焦探测方式,通过固定在光学平台上的线性位移平台实现探头的机械扫描,从而满足对生物组织大面积区域的台式多参量光声显微成像需求。在手持式成像系统硬件结构研究中,基于MEMS镜片的扫描光路和基于笼式立方体的超声耦合水槽实现手持式探头结构,利用弱聚焦超声探测器并让聚焦光斑在超声聚焦区域内进行光学扫描实现探头的共聚焦探测方式,从而满足对生物组织小面积区域的手持式多参量光声显微成像需求。通过共聚焦调节实验和分辨率测试实验对上述两套成像系统的信噪比和分辨率进行测试。（2）针对多参量光声显微成像的信号探测和扫描需求,提出光栅扫描方法和实时轮廓扫描方法。在光栅扫描方法中,利用对被测组织的表面进行逐点扫描并同时采用双波长脉冲激光密集激发实现相同分辨率下多种参量值的同时测量。在此基础上,进一步提出实时轮廓扫描方法,以解决光栅扫描方法无法对表面弯曲的组织进行成像的问题。该方法通过在进行光栅扫描的同时进行被测组织表面轮廓的实时计算和成像探头高度的动态调节,从而保证所有成像区域都在探头的共聚焦范围内。在台式成像系统上分别采用上述两种扫描方法对活体小鼠大脑皮质进行大面积成像实验,对两组实验结果进行多种处理和比较,说明光栅扫描时离焦对多个参量测量结果的影响与机理,证明实时轮廓扫描方法的有效性。（3）结合多参量光声显微成像的数据特点和计算需求,研究高速并行计算,以解决成像系统的数据计算效率低问题。针对密集采样点光声信号的相同计算过程,提出基于GPU的成像数据高速并行计算方法;针对算法存在重复计算的问题,采用先计算相关系数表格再提取数据构造相关系数曲线的优化计算方法;针对成像数据的处理流程和依赖关系,采用层级结构对缓存空间和计算资源进行划分,设计包含有多个并行粒度的并行算法结构。在CUDA 9.1软件环境下采用NVIDIA GTX 1080 TI计算硬件对提出的高速并行计算方法进行实验测试,通过多种对比实验对每个计算步骤的加速比进行测试,通过多组测试数据对整体设计的性能进行评估。（4）手持式多参量光声显微成像系统实时成像研究。为了提高手持式探头的扫描速度,结合双轴MEMS镜片的驱动特点和多参量测量原理,提出基于数据重组的快速光栅扫描方法。在统一的开发环境中集成从成像扫描、数据传输、数据计算到结果显示的多个步骤,进行实时成像软件设计;为了实现采样数据的非阻塞式传输,提出多缓存空间轮转的数据传输方式;针对实时成像中成像数据的串行和并行计算需求,提出基于CPU-GPU协同的数据处理方法。通过活体小鼠耳朵和大脑皮质微血管的成像实验,对手持式成像系统的实时成像功能进行验证。
陈昌良[8]（2019）在《三重四极杆质谱仪数据采集系统研究与实现》文中研究说明在分析仪器领域,三重四极杆质谱仪以其检测范围广、定性定量能力强的特点,在临床医学、食品安全等领域广泛应用,但该仪器尚未实现国产商业化。三重四极杆质谱仪数据采集系统的功能是将离子信号进行采集、分析以得到质谱图,所以是仪器的关键技术。本文针对三重四极杆质谱仪研发了一套数据采集系统。本文分析了三重四极杆质谱仪离子信号的特征,根据信号特征和仪器需求,制定了总体方案,并选择Zynq作为主控芯片、设计信号调理电路、采用DDR3存储器、选择千兆以太网用于上下位机通信、匹配了2种数据处理算法。在硬件层面,Zynq是集成了FPGA结构和ARM内核的芯片,具有较高的集成度和性能,应用在三重四极杆质谱仪数据采集系统是一种新的尝试。信号调理电路的功能是将弱电流脉冲信号进行放大、IV转换、电平转换等处理,以达到Zynq采集要求。以太网传输速度可达1000Mbps。DDR3数据速率为1066Mbps。在软件层面,采用模块化设计方法,将系统划分为8个模块。其中,计数器位宽为32位、采样频率为400MHz,FIFO作为内部临时缓存,并利用DMA技术实现Zynq与外部DDR3数据传输。结合Zynq内部PL和PS协同工作特性,将各模块分别进行编程实现和仿真测试。在算法层面,根据采集数据具有时间离散性的特点,选择三次样条插值法进行曲线拟合。根据精准寻峰的需求,选择基于连续小波变换的寻峰算法进行寻峰。利用MATLAB平台实现这两种算法在数据处理中的应用。最后进行了系统测试和验证。在测试实验中进行模拟实验,测试信号为1k Hz～70MHz脉冲信号,实验结果与理论值之间误差≤0.035‰。在验证实验中,进行聚丙二醇标准调谐液进样实验,实验得到质谱图的参数（峰值和半峰宽）全部符合仪器调谐标准。本文设计的数据采集系统速度快、集成度高,解决了三重四极杆质谱仪数据采集系统研发难点,也是仪器整机控制系统的重要组成部分。
文黎波[9]（2019）在《生物电阻抗/超声双模态成像系统设计与实验研究》文中研究指明医学影像技术是以非入侵的方式对人体组织和器官等进行可视化的技术,在当代疾病诊断、人体健康评估等方面发挥了极为重要的作用。电阻抗层析成像（Electrical Impedance Tomography,EIT）和超声层析成像（Ultrasonic Tomography,UT）技术基于不同的物理敏感原理,敏感场的灵敏度分布具有互补性。利用这两种模态的互补优势,实现双模态成像,可达到扩大测量范围和提高图像重建精度的目的,在生物医学领域具有很好的应用前景。为实现EIT/UT双模态成像,通过设计系统结构及功能,实现两种模态测量数据的同步获取及成像,完成的工作为:（1）在总结分析国内外EIT、UT及双模态成像技术发展的基础上,针对生物测试应用的需求,设计了一种可实现同一被测截面电阻抗和超声敏感信息同步采集并进行数据融合的EIT/UT双模态成像系统,充分利用EIT和UT的互补性,实现扩大系统适用范围、提高图像重建精度的目的。（2）在实验室已有EIT系统的基础上,对EIT/UT双模态成像系统结构框架进行设计。所设计的系统由EIT和UT两个子系统构成,分别包含激励单元、通道切换单元、信号调理与数据采集单元和通信与数据传输单元;设计完成信号发生、多路选通、信号滤波、信号放大、AD转换等功能电路;实现EIT和UT两个子系统之间的同步功能。（3）在系统功能电路设计的基础上,实现了系统程序的模块化设计。采用FPGA（Field Programmable Gate Array）技术,设计了时钟管理、激励源控制、通道切换与增益控制、数字解调和数据打包与通信等模块,实现系统的逻辑、时序控制及数据处理等功能。设计实现了计算机数据采集模块,完成电学与超声两种模态数据的采集,并对数据进行校验、解码和保存。（4）针对设计实现的双模态成像系统,采用模型实验测试方法,对系统激励源性能、通道一致性、信噪比进行测试;采用不同大小、位置及电导率的双目标物进行成像实验;采用不同电导率的琼脂模拟人体腹部器官组织、用生鲜猪肉模拟病变,分别进行EIT、UT和双模态系统的人体腹部仿体图像重建,实验结果验证了系统的有效性。
李树东[10]（2019）在《基于FPGA的生物阻抗测量系统及细胞模型的电阻抗图像重建》文中提出生物组织介电特性是生物体的固有属性,指的是生物组织或器官在电磁场中产生的被动电学响应特性。生物阻抗测量技术是利用生物组织介电特性,提取与生物组织或器官生理、病理状况相关的医学信息检测技术,其基本测量方式是通过体表电极向被测对象施加安全激励信号,并使用体表电极检测相应的电压变化,该技术无创、无害、廉价、简单的特点使其具有广泛的应用价值。为获得更丰富的阻抗信息,论文针对传统阻抗仪和实验室现有阻抗测量系统激励模式单一、操作复杂、体积庞大、灵活性差等缺点,设计了基于FPGA的生物阻抗测量系统,该系统具有单频、多频和混频的激励模式,激励频率0～20MHz,最高采样率50MHz,提供上位机运行和脱机运行。同时,为了在进行生物组织阻抗测量前,利用针对性的仿真指导后续研究,论文进行了基于细胞模型的电阻抗图像重建实验。论文的主要工作有:（1）设计了基于FPGA的生物阻抗测量系统硬件电路。硬件电路由FPGA核心电路、电源电路、输出通道电路、前向通道电路和通信与人机交互接口电路五部分组成。设计制作了面积160mmx 130mm,厚度1.5mm的四层PCB。（2）基于硬件电路和Verilog硬件描述语言,利用Quartus Ⅱ和ModelSim,按照“自顶向下,自下而上”的设计原则和底层模块的设计流程,设计了生物阻抗测量系统数字电路。数字电路系统由多个底层功能模块拼接而成,所有底层模块均通过编写测试激励完成了功能仿真验证。（3）进行了系统电源和晶振的输出测试,并将部分底层模块拼接输出配置文件,下载至FPGA中进行了板级验证,实现了软硬件联合测试。（4）采用COMSOL与Matlab联合仿真方法,设计了 16电极的圆形场域模型和频率矩阵,通过数据处理和共轭梯度图像重建算法,进行了 1～500MHz内5个频点的电阻抗图像重建实验。实验结果完全吻合细胞频散理论,且在100MHz时成功区分出正常/异常细胞。
二、FIFO在生物医学信号数据采集系统中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、FIFO在生物医学信号数据采集系统中的应用（论文提纲范文）
（1）回转窑内颗粒分布可视化测量系统开发及验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 研究内容及各章安排 |
| 第二章 EIT系统理论基础 |
| 2.1 EIT系统成像的基本原理及数学描述 |
| 2.2 EIT系统的正问题 |
| 2.2.1 EIT系统的正问题求解 |
| 2.3 EIT系统的逆问题 |
| 2.3.1 Tikhonov正则化算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 EIT测量系统设计 |
| 3.1 FPGA控制模块 |
| 3.1.1 主控FPGA芯片选择 |
| 3.1.2 EIT成像系统方案设计 |
| 3.2 EIT硬件系统设计 |
| 3.3 系统时钟模块设计 |
| 3.4 激励信号生成模块的设计 |
| 3.4.1 DDS产生激励信号 |
| 3.4.2 AD9744数模转换模块 |
| 3.4.3 VCCS电压电流转换模块 |
| 3.4.4 模拟多路复用器设计 |
| 3.5 传感器设计 |
| 3.6 滤波及差分放大电路设计 |
| 3.7 数据采集模块设计 |
| 3.7.1 AD9259的配置 |
| 3.7.2 数据采集方案设计 |
| 3.8 数据处理、存储与发送模块设计 |
| 3.8.1 FFT变换原理 |
| 3.8.2 FFT IP核 |
| 3.8.3 数据缓存与发送模块 |
| 3.9 开发板供电模块设计 |
| 3.10 本章小结 |
| 第四章 EIT系统成像仿真及实验 |
| 4.1 基于COMSOL的EIT成像系统仿真 |
| 4.1.1 建立仿真建模 |
| 4.1.2 仿真条件设置 |
| 4.1.3 仿真结果分析 |
| 4.2 EIT系统的静态成像实验及分析 |
| 4.2.1 LCR阻抗测试仪进行实验 |
| 4.2.2 EIT开发系统进行实验 |
| 4.2.3 实验结果分析 |
| 4.3 EIT系统的动态成像实验及分析 |
| 4.3.1 实验台的设计 |
| 4.3.2 实验条件 |
| 4.3.3 实验结果分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
（2）基于CCD的SPR型塑料光纤折射率检测系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 CCD的国内外研究现状 |
| 1.2.2 SPR传感技术的研究现状 |
| 1.2.3 折射率检测技术的研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 2 测试系统工作原理 |
| 2.1 系统的工作原理及结构 |
| 2.2 CCD的基本原理及结构 |
| 2.2.1 CCD的工作原理 |
| 2.2.2 CCD的基本特性 |
| 2.3 光纤SPR传感理论 |
| 2.3.1 全反射与倏逝波 |
| 2.3.2 表面等离子体波 |
| 2.3.3 光纤SPR传感原理 |
| 2.3.4 光纤SPR传感器激发方式 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 光学系统设计与搭建 |
| 3.1 基于光纤SPR效应的光纤传感器设计 |
| 3.1.1 D型光纤传感原理 |
| 3.1.2 SPR效应的光纤结构制备 |
| 3.2 分光系统的结构设计 |
| 3.2.1 Czerny-Turner系统 |
| 3.2.2 基于平场全息凹面光栅的光学系统 |
| 3.3 平场全息凹面光栅的设计与仿真 |
| 3.4 光学系统的搭建 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 系统硬件设计及实现 |
| 4.1 硬件整体方案介绍 |
| 4.2 CCD驱动模块硬件设计 |
| 4.2.1 线阵CCD选型 |
| 4.2.2 CCD模块的电路设计 |
| 4.3 A/D转换模块硬件设计 |
| 4.3.1 AD芯片选型 |
| 4.3.2 AD转化模块的电路设计 |
| 4.4 FPGA控制模块硬件设计 |
| 4.4.1 控制模块芯片选型 |
| 4.4.2 FPGA外围电路设计 |
| 4.5 USB通信模块硬件设计 |
| 4.5.1 通信接口方案选择 |
| 4.5.2 USB通信电路设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 系统软件设计及实现 |
| 5.1 光电转化模块设计 |
| 5.2 AD转化模块设计 |
| 5.3 FIFO缓存模块设计 |
| 5.4 USB通信模块设计 |
| 5.5 上位机设计 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 系统样机的测试分析 |
| 6.1 测试系统平台搭建 |
| 6.2 数据分析处理 |
| 6.3 波长标定 |
| 6.4 折射率测量实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（3）反射式共聚焦与受激拉曼散射系统显微成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景意义 |
| 1.2 显微镜的发展概况 |
| 1.3 论文组织结构 |
| 第二章 显微镜的基础理论 |
| 2.1 光与生物组织的相互作用 |
| 2.2 激光共聚焦显微镜基本原理 |
| 2.3 国外竞品皮肤反射式共聚焦显微镜概况 |
| 2.4 皮肤组织疾病检测相关技术原理比较 |
| 2.4.1 皮肤镜成像 |
| 2.4.2 超声成像 |
| 2.4.3 光学相干断层成像OCT |
| 2.4.4 双光子成像与二次谐波 |
| 2.4.5 光声成像 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 皮肤共聚焦显微镜光学成像技术 |
| 3.1 共聚焦光路总体设计 |
| 3.1.1 基于共振振镜结构的光路设计 |
| 3.1.2 基于多面镜Polygon的光路设计 |
| 3.2 远心成像光路与照明光路设计 |
| 3.3 参数计算与光学设计仿真 |
| 3.4 变尺度评价方法 |
| 3.4.1 基本推导 |
| 3.4.2 数值仿真 |
| 3.4.3 试验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 共聚焦显微镜的声热传导特性研究 |
| 4.1 结构组成与关键件力学特性分析 |
| 4.2 热特性分析 |
| 4.3 噪声分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 共聚焦显微镜扫描成像控制方法研究 |
| 5.1 组合振镜控制方法 |
| 5.2 数据信号采集模块 |
| 5.3 图像算法处理 |
| 5.3.1 图像畸变校正算法 |
| 5.3.2 图像重建与拼接算法 |
| 5.4 多面体转镜Polygon控制方法 |
| 5.5 成像试验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 受激拉曼散射显微镜系统搭建研究 |
| 6.1 SRS原理 |
| 6.1.1 成像机制 |
| 6.1.2 高光谱与多色成像 |
| 6.1.3 灵敏度与可探测性 |
| 6.1.4 穿透能力 |
| 6.1.5 SRS在生物学领域的应用 |
| 6.2 生物光子显微镜系统平台设计与搭建 |
| 6.2.1 锁相放大器的基本原理 |
| 6.3 活细胞成像装置设计 |
| 6.4 活细胞成像试验 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 图表目录 |
| 致谢 |
| 作者简介及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）人体细胞内外液生物阻抗合成多频检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 课题研究进展和现状 |
| 1.3 课题的主要研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第2章 细胞内外液生物阻抗测量技术 |
| 2.1 生物阻抗检测技术基本理论 |
| 2.1.1 人体组织的等效电路模型 |
| 2.1.2 散频理论 |
| 2.1.3 Cole-Cole理论 |
| 2.2 生物阻抗法测定细胞内外液容量 |
| 2.2.1 细胞内外液生物阻抗测量方法 |
| 2.2.2 人体体液的等效模型 |
| 2.2.3 细胞内外液的计算方法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 合成多频激励信号设计 |
| 3.1 多频激励信号 |
| 3.1.1 四种多频激励信号的对比分析 |
| 3.1.2 多频激励信号的设计原则 |
| 3.2 多频激励信号频率参数设计 |
| 3.2.1 人体生物阻抗的频响特性 |
| 3.2.2 基于双边函数的频率分布方案 |
| 3.3 多频激励信号幅值参数设计 |
| 3.3.1 高频下的幅值衰减问题 |
| 3.3.2 幅值参数设计方案 |
| 3.4 激励信号的波峰因数 |
| 3.4.1 波峰因数的定义 |
| 3.4.2 多频正弦信号波峰因数降低方法 |
| 3.5 激励信号参数分析 |
| 3.5.1 频谱分析 |
| 3.5.2 功率谱分析 |
| 3.5.3 波峰因数 |
| 3.5.4 信号仿真测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 生物阻抗多频检测系统设计 |
| 4.1 系统结构框架 |
| 4.2 激励信号发生模块 |
| 4.2.1 基于FPGA的 DDS设计 |
| 4.2.2 DDS仿真分析 |
| 4.2.3 压控电流源电路设计 |
| 4.3 信号检测模块 |
| 4.3.1 差分放大电路设计 |
| 4.3.2 高通滤波器电路设计 |
| 4.4 数据缓存模块 |
| 4.4.1 FIFO缓存设计 |
| 4.4.2 SDRAM缓存设计 |
| 4.5 数据传输模块 |
| 4.5.1 基于USB协议的数据传输 |
| 4.5.2 EZ-USB FX2 控制逻辑设计 |
| 4.6 系统软件设计 |
| 4.6.1 USB固件程序设计 |
| 4.6.2 基于MFC的应用程序开发 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 实验与结果分析 |
| 5.1 系统硬件性能测试 |
| 5.1.1 板级调试 |
| 5.1.2 激励源性能测试 |
| 5.1.3 电阻模型测试 |
| 5.2 人体细胞内外液测量 |
| 5.2.1 人体细胞内外液测量实验 |
| 5.2.2 细胞内外液容量计算与结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（5）基于APSOC的CNN优化设计在先心病分类研究中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 本文专业词汇及缩略语一览表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景 |
| 1.1.3 课题研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本课题主要工作 |
| 1.4 本文创新点 |
| 1.5 本文的结构安排 |
| 第二章 心音与先心病的诊断概述 |
| 2.1 先心病的临床诊断 |
| 2.2 心音概述 |
| 2.2.1 心音的介绍 |
| 2.2.2 心音数据库 |
| 2.3 心音数据的分析 |
| 2.3.1 心音数据的分割 |
| 2.3.2 心音分类算法 |
| 2.4 基于CNN的心音分类设计 |
| 2.4.1 卷积神经网络概述 |
| 2.4.2 数据格式说明 |
| 2.4.3 CNN的PC端实现 |
| 2.4.4 模型参数的提取 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 卷积神经网络并行性分析 |
| 3.1 CNN算法的硬件实现与硬件加速策略 |
| 3.2 FPGA的缓冲策略 |
| 3.2.1 FPGA的二维卷积 |
| 3.2.2 全缓冲策略 |
| 3.2.3 局部缓冲策略 |
| 3.3 定点量化 |
| 3.3.1 二值神经网络 |
| 3.3.2 三值神经网络 |
| 3.4 隐藏层并行性分析 |
| 3.4.1 动态可配置架构 |
| 3.4.2 隐藏层并行运算分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 APSOC的全局部署方案 |
| 4.1 系统需求分析与硬件架构选择 |
| 4.1.1 系统需求分析 |
| 4.1.2 硬件架构选择 |
| 4.1.3 APSOC平台介绍 |
| 4.2 APSOC软硬件部署 |
| 4.2.1 PS端采集程序设计 |
| 4.2.2 PL端算法硬件加速设计 |
| 4.2.3 PS+PL异构部署 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于Zedboard异构部署CNN分类心音信号 |
| 5.1 HLS预编译CNN |
| 5.1.1 HLS约束说明 |
| 5.1.2 CNN加速器的HLS预编译 |
| 5.2 IP加速器设计与实现 |
| 5.2.1 CNNIP硬核的设计 |
| 5.2.2 CNNIP核的验证 |
| 5.3 SDSoC全局部署CNN |
| 5.3.1 软硬件规划 |
| 5.3.2 主体设计 |
| 5.3.3 添加HLS约束的全局部署 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 APSOC软硬件联合优化调试与分析 |
| 6.1 实验设置 |
| 6.2 实验结果 |
| 6.2.1 数据采集效果 |
| 6.2.2 无FPGA加速CNN的分类效果 |
| 6.2.3 FPGA加速CNN单个卷积层的分类效果 |
| 6.2.4 FPGA加速CNN两个卷积层的分类效果 |
| 6.2.5 FPGA加速CNN三个卷积层的分类效果 |
| 6.3 结果分析 |
| 6.3.1 硬件资源报告分析 |
| 6.3.2 心音分类准确率分析 |
| 6.3.3 时间消耗分析 |
| 6.3.4 APSOC-Zedboard最佳部署 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间完成的科研成果 |
| 致谢 |
（6）基于FPGA的多生理信号采集与智能分析系统设计（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状与发展趋势 |
| 1.3 论文的研究目标与研究内容 |
| 1.3.1 论文的研究目标 |
| 1.3.2 论文的研究内容 |
| 1.3.3 论文章节安排 |
| 2 生理信号的产生机制、特点与系统整体方案设计 |
| 2.1 生理信号的产生机制与特点 |
| 2.1.1 电生理信号的产生机制与特点 |
| 2.1.2 其他生理信号的产生机制与特点 |
| 2.1.3 实现生理信号采集功能的技术难点 |
| 2.2 系统整体方案设计与评估 |
| 2.2.1 系统整体方案设计 |
| 2.2.2 多生理信号采集功能的设计思路分析 |
| 2.2.3 主控方案选择 |
| 2.2.4 通信方案选择 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 多生理信号模拟前端采集电路的硬件设计 |
| 3.1 前端采集板的功能框图 |
| 3.2 电生理信号采集电路设计 |
| 3.3 通用信号采集电路设计 |
| 3.4 脉搏信号采集电路设计 |
| 3.5 USB芯片电路设计 |
| 3.6 供电设计 |
| 3.7 隔离设计 |
| 3.8 外围接口 |
| 3.9 印刷电路板设计 |
| 3.10 本章小结 |
| 4 基于多生理信号模拟前端的FPGA数字逻辑电路设计 |
| 4.1 FPGA内部功能模块设计 |
| 4.2 数据采集IP设计 |
| 4.3 CY7C68013A固件设计与USB通信接口IP设计 |
| 4.3.1 CY7C68013A的固件设计 |
| 4.3.2 USB通信接口IP实现 |
| 4.4 FPGA仿真与验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 多生理信号采集终端的系统集成与验证 |
| 5.1 外壳设计与系统集成 |
| 5.2 模块测试 |
| 5.2.1 SPI接口测试 |
| 5.2.2 USB接口控制IP的时序验证 |
| 5.2.3 USB传输测试 |
| 5.3 整体功能测试 |
| 5.4 安全测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 智能分析终端的实现与算法的在板处理 |
| 6.1 智能分析终端介绍 |
| 6.2 支持向量机算法介绍 |
| 6.3 PL端数字逻辑电路设计 |
| 6.3.1 处理系统IP的配置 |
| 6.3.2 AXIS通信接口IP设计 |
| 6.3.3 SVM分类器的实现 |
| 6.4 PS端软件设计 |
| 6.4.1 Linux开发环境搭建 |
| 6.4.2 基于PetaLinux的嵌入式Linux移植 |
| 6.4.3 基于ZYNQ的字符设备驱动设计 |
| 6.5 智能分析终端测试 |
| 6.5.1 DMA传输测试 |
| 6.5.2 SVM分类器测试 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历 |
| 攻读硕士学位期间的成果 |
（7）多参量光声显微成像技术与系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 光声显微成像技术发展历程和研究现状分析 |
| 1.3.1 光声显微成像技术发展历程 |
| 1.3.2 多参量光声显微成像研究现状 |
| 1.3.3 多尺度光声显微成像研究现状 |
| 1.3.4 多对比度光声显微成像研究现状 |
| 1.3.5 手持式光声显微成像研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容及组织结构 |
| 第2章 多参量光声显微成像系统硬件结构研究 |
| 2.1 光声显微成像相关理论 |
| 2.1.1 光声信号激发原理 |
| 2.1.2 光声成像系统分类 |
| 2.2 多参量光声显微成像系统硬件结构分析 |
| 2.2.1 成像系统硬件组成 |
| 2.2.2 成像系统探头结构 |
| 2.2.3 成像系统扫描器件 |
| 2.3 台式成像系统硬件结构设计 |
| 2.3.1 台式成像系统硬件结构整体设计 |
| 2.3.2 共聚焦调节和分辨率测试实验 |
| 2.4 手持式成像系统硬件结构设计 |
| 2.4.1 手持式成像系统硬件结构整体设计 |
| 2.4.2 手持式探头中扫描光路设计与安装 |
| 2.4.3 手持式探头中水槽结构设计与安装 |
| 2.4.4 共聚焦调节和分辨率测试实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 多参量光声显微成像系统扫描方法研究 |
| 3.1 多参量测量和扫描原理 |
| 3.1.1 原始成像数据定义 |
| 3.1.2 多参量测量原理 |
| 3.1.3 成像探头扫描方法 |
| 3.2 光栅扫描方法研究 |
| 3.2.1 光栅扫描方法设计 |
| 3.2.2 光栅扫描方法实现 |
| 3.2.3 光栅扫描方法实验验证 |
| 3.3 实时轮廓扫描方法研究 |
| 3.3.1 实时轮廓扫描基本原理 |
| 3.3.2 实时轮廓扫描方法设计 |
| 3.3.3 实时轮廓扫描方法实现 |
| 3.3.4 实时轮廓扫描方法仿体实验验证 |
| 3.4 小鼠大脑皮质大面积成像实验 |
| 3.4.1 实验目的 |
| 3.4.2 实验测试 |
| 3.4.3 离焦对最大值投影测量的影响分析 |
| 3.4.4 离焦对血氧饱和度测量的影响分析 |
| 3.4.5 离焦对血液流速测量的影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 多参量光声显微成像系统高速并行计算研究 |
| 4.1 高速并行计算相关理论 |
| 4.1.1 高速并行计算三种模式 |
| 4.1.2 高速并行计算常用硬件架构 |
| 4.2 成像系统高速并行计算方法设计 |
| 4.2.1 基于FPGA的流水线并行计算 |
| 4.2.2 基于GPU的数据并行计算 |
| 4.2.3 方法比较和选择 |
| 4.3 算法分析和并行计算结构设计 |
| 4.3.1 成像算法分析 |
| 4.3.2 相关系数曲线计算方法优化 |
| 4.3.3 并行计算结构设计 |
| 4.4 实验测试与结果分析 |
| 4.4.1 软硬件计算平台说明 |
| 4.4.2 GPU核函数设计和内存分配 |
| 4.4.3 单步计算实现与基础性能测试 |
| 4.4.4 单步计算性能优化 |
| 4.4.5 整体性能测试和结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 手持式多参量光声显微成像系统实时成像研究 |
| 5.1 手持式系统实时成像功能整体设计 |
| 5.2 快速光栅扫描方法研究 |
| 5.2.1 快速光栅扫描基本原理 |
| 5.2.2 快速光栅扫描方法设计和实现 |
| 5.2.3 快速光栅扫描方法仿体实验验证 |
| 5.3 实时成像软件设计 |
| 5.3.1 实时成像软件开发环境 |
| 5.3.2 采样数据非阻塞式传输设计 |
| 5.3.3 基于CPU-GPU协同的数据计算设计 |
| 5.3.4 基于OpenGL的实时显示设计 |
| 5.4 实验测试与结果分析 |
| 5.4.1 实验设计 |
| 5.4.2 实验测试 |
| 5.4.3 实验结果分析与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文的主要工作和创新点 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间的科研成果 |
（8）三重四极杆质谱仪数据采集系统研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外发展动态 |
| 1.2.1 三重四极杆质谱发展状况 |
| 1.2.2 四极杆质谱仪数据采集系统发展 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 第2章 系统总体方案 |
| 2.1 三重四极杆质谱仪原理与结构 |
| 2.1.1 质谱基本原理 |
| 2.1.2 离子源 |
| 2.1.3 四极杆 |
| 2.1.4 真空系统 |
| 2.1.5 检测器模块 |
| 2.2 三重四极杆质谱仪离子信号特征分析 |
| 2.2.1 信号的产生过程 |
| 2.2.2 信号特征 |
| 2.3 数据采集系统研发难点分析 |
| 2.4 系统总体方案 |
| 2.4.1 方案思路 |
| 2.4.2 方案概述 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 芯片选型与外围电路设计 |
| 3.1 Zynq APSo C选型 |
| 3.1.1 Zynq简介 |
| 3.1.2 芯片选型 |
| 3.2 信号调理电路设计 |
| 3.3 以太网模块电路设计 |
| 3.4 缓存电路设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 嵌入式软件设计 |
| 4.1 软件总体设计 |
| 4.1.1 数据采集总体流程 |
| 4.1.2 Zynq内部模块划分 |
| 4.2 采集功能设计 |
| 4.2.1 时钟驱动模块设计 |
| 4.2.2 计数器模块设计 |
| 4.2.3 时序控制模块设计 |
| 4.3 缓存功能设计 |
| 4.3.1 FIFO缓存模块设计 |
| 4.3.2 DDR3 缓存模块设计 |
| 4.4 通信功能软件设计 |
| 4.4.1 AXI4 传输模块设计 |
| 4.4.2 Lw IP传输模块设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 数据采集系统测试与验证 |
| 5.1 数据处理算法简介 |
| 5.1.1 三次样条插值法 |
| 5.1.2 基于连续小波变换寻峰算法 |
| 5.2 系统性能测试实验 |
| 5.3 系统性能验证实验 |
| 5.3.1 聚丙二醇进样实验设计 |
| 5.3.2 采集数据处理 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（9）生物电阻抗/超声双模态成像系统设计与实验研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 符号定义 |
| 角标定义 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 相关技术的发展概况 |
| 1.2.1 电阻抗成像技术研究进展 |
| 1.2.2 超声成像技术研究进展 |
| 1.2.3 电阻抗/超声双模态成像技术研究进展 |
| 1.3 研究问题的提出 |
| 1.4 课题的主要研究工作 |
| 1.5 论文的组织安排 |
| 第2章 电阻抗和超声成像原理与方法 |
| 2.1 EIT工作原理 |
| 2.1.1 生物组织电学特性 |
| 2.1.2 EIT数理基础 |
| 2.2 超声检测原理 |
| 2.2.1 基本声学参数 |
| 2.2.2 超声波与生物组织的作用机理 |
| 2.3 EIT图像重建算法 |
| 2.4 UT图像重建算法 |
| 2.5 EIT/UT双模态图像重建算法 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 电阻抗/超声双模态成像系统设计 |
| 3.1 系统总体结构与工作模式 |
| 3.2 激励单元 |
| 3.2.1 EIT子系统激励源 |
| 3.2.2 UT子系统激励源 |
| 3.3 通道切换单元 |
| 3.3.1 EIT子系统通道切换单元 |
| 3.3.2 UT子系统通道切换单元 |
| 3.4 信号调理与数据采集单元 |
| 3.4.1 EIT子系统信号调理电路 |
| 3.4.2 UT子系统信号调理电路 |
| 3.4.3 AD转换电路 |
| 3.5 通信与数据传输单元 |
| 3.6 PCB设计 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 电阻抗/超声双模态成像系统程序设计 |
| 4.1 系统程序总体框架 |
| 4.2 FPGA程序设计 |
| 4.2.1 时钟管理模块 |
| 4.2.2 激励源控制模块 |
| 4.2.3 通道切换与增益控制模块 |
| 4.2.4 数字解调模块 |
| 4.2.5 数据打包与通信模块 |
| 4.2.6 双模态通信与同步设置 |
| 4.3 计算机数据采集模块设计 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 系统性能测试与成像实验 |
| 5.1 系统测试与实验模型搭建 |
| 5.2 系统性能测试 |
| 5.3 系统成像测试实验 |
| 5.4 人体腹部仿体实验 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（10）基于FPGA的生物阻抗测量系统及细胞模型的电阻抗图像重建（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 生物阻抗测量技术的背景 |
| 1.2 生物阻抗测量技术的应用方向 |
| 1.3 生物阻抗测量技术的研究现状 |
| 1.3.1 生物阻抗理论的研究 |
| 1.3.2 生物组织阻抗特性的研究 |
| 1.3.3 生物阻抗测量系统的研究 |
| 1.4 论文研究目的与工作内容 |
| 1.5 论文组织结构 |
| 2 理论基础 |
| 2.1 生物阻抗测量原理 |
| 2.1.1 生物细胞的结构特点 |
| 2.1.2 生物细胞的电学特性 |
| 2.1.3 生物细胞的频散理论 |
| 2.2 电阻抗成像原理 |
| 2.2.1 电阻抗成像的数学模型 |
| 2.2.2 正问题 |
| 2.2.3 逆问题 |
| 3 基于FPGA的生物阻抗测量系统硬件电路设计 |
| 3.1 FPGA核心电路 |
| 3.1.1 FPGA的选择 |
| 3.1.2 FPGA的外围电路设计 |
| 3.2 电源电路 |
| 3.2.1 18V转±12V |
| 3.2.2 5V转±6V |
| 3.2.3 5V转-5V |
| 3.2.4 5V转3.3V、2.5V和1.2V |
| 3.3 输出通道电路 |
| 3.3.1 数模转换 |
| 3.3.2 I-V转换 |
| 3.3.3 幅值调节 |
| 3.3.4 压控电流源 |
| 3.4 前向通道电路 |
| 3.4.1 差分转单端 |
| 3.4.2 可编程放大 |
| 3.4.3 采样前处理 |
| 3.4.4 模数转换 |
| 3.5 通信与人机交互接口电路 |
| 3.5.1 通信接口 |
| 3.5.2 人机交互接口 |
| 3.6 PCB设计 |
| 3.6.1 设计流程与注意事项 |
| 3.6.2 阻抗测量系统的PCB |
| 4 基于FPGA的生物阻抗测量系统数字电路设计 |
| 4.1 Verilog设计流程与开发环境 |
| 4.1.1 设计流程 |
| 4.1.2 开发环境 |
| 4.2 信号发生模块 |
| 4.2.1 DAC驱动模块 |
| 4.2.2 DDS信号生成模块 |
| 4.2.3 激励模式选择模块 |
| 4.3 信号采集模块 |
| 4.3.1 采样控制模块 |
| 4.3.2 数据缓存模块 |
| 4.4 数据处理模块 |
| 4.4.1 数字正交解调模块 |
| 4.4.2 其他模块 |
| 4.5 系统通信模块 |
| 4.5.1 数据发送模块 |
| 4.5.2 数据接收模块 |
| 4.5.3 命令解析模块 |
| 4.6 人机交互接口驱动模块 |
| 4.6.1 按键消抖模块 |
| 4.6.2 显示驱动模块 |
| 5 系统性能测试 |
| 5.1 电源与晶振测试 |
| 5.1.1 电源测试 |
| 5.1.2 晶振测试 |
| 5.2 软硬件联合测试 |
| 5.2.1 激励输出测试 |
| 5.2.2 信号采集测试 |
| 5.2.3 串口通信测试 |
| 6 细胞模型的电阻抗图像重建 |
| 6.1 软件环境搭建 |
| 6.2 图像重建过程 |
| 6.2.1 空间维度、物理场接口与研究类型 |
| 6.2.2 创建模型与参数设置 |
| 6.2.3 网格剖分与场域求解 |
| 6.2.4 循环激励与电压测量 |
| 6.2.5 数据处理与图像重建 |
| 6.3 图像重建结果与分析 |
| 6.3.1 单目标物图像重建结果 |
| 6.3.2 双目标物图像重加结果 |
| 6.3.3 分析与讨论 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 论文的创新点 |
| 7.3 论文的不足之处 |
| 7.4 工作展望 |
| 8 参考文献 |
| 9 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
| 10 致谢 |
| 附录 |
四、FIFO在生物医学信号数据采集系统中的应用（论文参考文献）
- [1]回转窑内颗粒分布可视化测量系统开发及验证[D]. 姚旺. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]基于CCD的SPR型塑料光纤折射率检测系统设计[D]. 冯晓艳. 中北大学, 2021(09)
- [3]反射式共聚焦与受激拉曼散射系统显微成像技术研究[D]. 王方雨. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020
- [4]人体细胞内外液生物阻抗合成多频检测方法研究[D]. 吕海明. 沈阳工业大学, 2020(01)
- [5]基于APSOC的CNN优化设计在先心病分类研究中的应用[D]. 张强. 云南大学, 2020
- [6]基于FPGA的多生理信号采集与智能分析系统设计[D]. 缪家骏. 浙江大学, 2020(02)
- [7]多参量光声显微成像技术与系统研究[D]. 徐智强. 武汉理工大学, 2020
- [8]三重四极杆质谱仪数据采集系统研究与实现[D]. 陈昌良. 天津大学, 2019(01)
- [9]生物电阻抗/超声双模态成像系统设计与实验研究[D]. 文黎波. 天津大学, 2019(01)
- [10]基于FPGA的生物阻抗测量系统及细胞模型的电阻抗图像重建[D]. 李树东. 天津科技大学, 2019(07)