基于XSCALE内核的医学影像处理嵌入式系统设计

论文摘要

在医学领域,医学影像处理技术的发展无论对临床诊断和治疗,还是对理论教学和科研都起着重要作用。通过对医学影像处理理论及嵌入式系统开发的学习与研究,提出了一种基于Intel XScale的嵌入式医学影像处理系统设计方案。从嵌入式医学影像处理系统的理论基础展开研究,介绍了医学影像处理系统和嵌入式系统的基本概念。在Intel XScale体系结构的基础上,设计了以XSCALE为内核的PXA255处理器作为CPU的医学影像处理系统硬件平台。首先,介绍了系统的硬件设计。医学影像处理系统以PXA255处理器的最小系统为核心,扩展了程序存储器、数据存储器、UART串口、USB和以太网接口。分别对各部分电路进行了详细描述,包括电路的基本原理,所使用芯片的简要介绍,以及对应的电路实际原理图。然后,对医学影像处理系统的软件设计进行了具体说明,分引导加载程序,Linux设备驱动程序和应用程序三个部分详细讨论了系统软件构成原理和实现方法。最后给出了医学影像处理系统的原型。医学影像处理嵌入式系统工作稳定,具有较好的应用性和可扩展性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 医学影像处理概述
• 1.3 嵌入式系统概述
• 1.4 论文的研究内容及安排
• 第二章 医学影像处理系统的体系结构
• 2.1 医学影像处理系统
• 2.1.1 嵌入式医学影像处理系统结构
• 2.1.2 嵌入式环境对医学影像处理应用的要求
• 2.1.3 系统中实现的医学影像处理算法简介
• 2.2 ARM 体系结构概述
• 2.2.1 ARM 体系结构的特点
• 2.2.2 ARM 处理器模式
• 2.2.3 XScale 微处理器
• 2.3 小结
• 第三章 医学影像处理系统的硬件设计
• 3.1 系统硬件整体结构
• 3.2 最小系统设计
• 3.3 外部存储器
• 3.3.1 数据存储器
• 3.3.2 程序存储器
• 3.4 通信接口设计
• 3.4.1 UART 和USB 接口
• 3.4.2 以太网接口
• 3.5 小结
• 第四章 医学影像处理系统的软件设计
• 4.1 医学影像处理系统软件整体结构
• 4.2 Boot Loader
• 4.2.1 Boot Loader 的概念
• 4.2.2 Boot Loader 的功能框架
• 4.3 Linux 设备驱动程序的开发
• 4.3.1 Linux 网络驱动的框架
• 4.3.2 Linux 网络驱动的加载方法
• 4.3.3 Linux 网络驱动的设计
• 4.4 医学影像处理算法实现
• 4.4.1 中值滤波
• 4.4.2 边缘检测
• 4.4.3 迭代阈值分割
• 4.5 小结
• 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间参加的科研和发表的论文