醫(yī)療成像系統(tǒng)快速樣機制造指南

FPGA 擁有許多設(shè)計靈活性，讓開發(fā)人員可以嘗試一些新的想法，降低了系統(tǒng)開發(fā)早期存在的風(fēng)險。由于 FPGA 可以通過軟件進行再配置，設(shè)計人員可以節(jié)省開發(fā)時間，能夠?qū)?FPGA 編程以適應(yīng)某些改動的同時演示基于硬件的處理過程，而這些改動是最初設(shè)計產(chǎn)品規(guī)格時所沒有想到的。

使用 FPGA進行樣機制造的一個挑戰(zhàn)是，利用傳統(tǒng)的硬件描述語言（例如：VHDL 等）對某個系統(tǒng)進行編程是一件非常耗時的工作，從而加長了項目的計劃時間線。但是，開發(fā)工具的一些最新進展讓我們可以將高級圖形工具用于總體系統(tǒng)設(shè)計，從而使 FPGA 編程變得更加高效。在適當(dāng)情況下，它可使用現(xiàn)有的 VHDL IP（Xilinx CORE Generator™、內(nèi)部開發(fā)、第三方等）。若使用正確，這些工具可以實現(xiàn)非?？焖俚脑拖到y(tǒng)開發(fā)，這樣算法和硬件性能便都能得到評估和改進。

Diagnostic Sonar 的開發(fā)團隊利用美國國家儀器公司的工具制造出了其系統(tǒng)樣機。這些工具包括使用 LabVIEW™ FPGA 組件編程的 NI FlexRIO™ 模塊化 FPGA 硬件，它是一種圖形設(shè)計語言，可用于設(shè)計 FPGA 電路，并且無需知道 VHDL 編碼知識。NI FlexRIO 把可交換、可定制 I/O 適配器組件和一個用戶可編程 FPGA 組件，一起組合到一個 PXI 或者 PXI Express 機架內(nèi)。Virtex 系列 Xilinx FPGA 用在電路板上，目的是達到醫(yī)療成像等應(yīng)用要求的 I/O 和信號處理性能。Diagnostic Sonar 公司過去使用 FPGA 開發(fā)電路板，但現(xiàn)在 NI FlexRIO 更能吸引他們，因為他們想使用熟悉的優(yōu)秀硬件來制造樣機，而這些硬件已經(jīng)包括了許多用于 I/O 連接、PCI Express 總線接口和 DRAM 通信的基礎(chǔ)組件。自己在內(nèi)部開發(fā)這些組件會花費大量的時間，并且會轉(zhuǎn)移開發(fā)人員的注意力，讓其無法專心致力于產(chǎn)品的創(chuàng)新，而產(chǎn)品的最大附加值正是創(chuàng)新。

圖 2 NI FlexRIO 是一個產(chǎn)品實例，它將用戶可編程 FPGA 和高度集成的 TI AFE與可定制 I/O 結(jié)合