梯度波形發(fā)生器上DSP32C的功能研究與設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn).pdf

1、本文研究了磁共振成像譜儀中的關(guān)鍵部件梯度波形發(fā)生器的原理，并實(shí)現(xiàn)其上的數(shù)字信號(hào)處理器——DSP32C的功能。這些研究工作為我國自行開發(fā)譜儀提供了寶貴的資料。主要研究工作包括以下內(nèi)容：首先，從研究譜儀的原理和結(jié)構(gòu)入手，分析了梯度波形發(fā)生器MR3040的原理、結(jié)構(gòu)以及信號(hào)流。其次，在研究了DSP32C的結(jié)構(gòu)和軟件開發(fā)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過邏輯分析儀獲得了DSP32C運(yùn)行時(shí)的寶貴數(shù)據(jù)，確定了它在梯度波形發(fā)生器上的功能是計(jì)算變換矩陣，以及變換矩陣的

2、物理含義。再次，提出了兩種實(shí)現(xiàn)DSP32C功能的方案，并對(duì)方案進(jìn)行了對(duì)比分析。方案一：用FPGA實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理器DSP32C，實(shí)現(xiàn)芯片替換，但是該方案難度較大、工期較長；方案二：用DSP(DigitalSignalProcessor，數(shù)字信號(hào)處理器)+FPGA(FieldProgrammableGateArray，現(xiàn)場可編程門陣列)實(shí)現(xiàn)DSP32C在梯度波形發(fā)生器上的功能，實(shí)現(xiàn)功能替換。DSP+FPGA結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)靈活、有較強(qiáng)

3、的通用性，適于模塊化，從而提高算法的效率，同時(shí)開發(fā)周期短、系統(tǒng)易于維護(hù)和擴(kuò)展。因此選擇了方案二來實(shí)現(xiàn)DSP32C的替換。在設(shè)計(jì)過程中，DSP芯片選擇了AD公司的ADSP-21160，F(xiàn)PGA選擇了Xilinx公司的Spartan-Ⅱ系列芯片。最后，完成了DSP模塊和FPGA模塊的設(shè)計(jì)。給出了DSP模塊的加載、中斷、初始化等設(shè)計(jì)方案和FPGA模塊的角度參數(shù)傳遞功能的設(shè)計(jì)方案。最后，給出了作為階段性成果的關(guān)鍵模塊的程序清單和模擬仿真波形圖。