CMOS图像通道在超声诊断仪中的应用

4 系统软件设计

本控制系统是基于上述硬件平台和嵌入式Linux操作系统开发设计的。首先在硬件平台上实现嵌入式Linux操作系统内核和文件系统的移植，并实现对外设硬件的底层驱动。应用程序采用模块化设计，其中功能模块设计主要包括GUI(Graphical User Interface)和WebServer程序设计，应用模块主要包括采集模块子程序，LCD显示模块子程序，打印模块子程序，SD卡存储子程序，以太网传输子程序等。本文重点对罔像通道相关程序做出论述。

如图3，设计CSI RxFIFO中的图像数据通过专用总线通道②送人PRP，DMA通道①被内部逻辑控制器关断。因此在CSI和PRP的驱动程序中，CSI和PRP的初始化代码应作如下修改：

CSI初始化：


本设计初始安装分辨率为640 x 480的LCD．如上设置初始化后，图像数据将由CSI RxFIFO进入PRP处理。为了使上层用户在不改变设备文件的前提下，直接利用CSI设备文件描述符，采用如下代码将CSI设备文件的虚拟地址映射为PRP输出的物理地址，用户就可以直接从CSI设备文件中读取经PRP处理后的图像数据。


通过如上驱动程序的修改，用户就可以编写应用程序实现对PRP处理后的图像数据进行送显和存储。应用程序的程序概图如图5所示：


图4 CMOS接口输入的图像信息时序图


图5 图像髓示和存储稷序框图

5 测试结果

本文设计的控制系统经测试，诊断图像实时显示的帧率可以达到20‰，大于便携式B超图像10帧／s的帧率要求．且LCD观察图像画面清晰。采用RGB565格式的标准位图保存诊断图像信息，每张图片的数据大小为：
640 * 480 * (5+6+5)／8=614400 bytes
使用1G的SD卡作为外部存储设备，可以存储1747张诊断图片。完全满足便携式诊断设备的要求和实际诊断情况的需要。

6 结论

本设计采用ARM9E为核心的Freescale i.MX21芯片作为便携式超声诊断仪中央处理器，利用其内置的CMOS图像传感器通道，将超声图像采集模块输入的图像信息实时的显示出来，并根据需要对显示的图像进行保存。经测试，该控制系统工作稳定可靠，满足了常规的诊断需要，具有较高的实用价值。

本文作者创新点：本文采用的专用高速CMOS图像传输通道将超声诊断图像输入控制系统并进行处理。在软硬件都满足需求的基础上给出了详细的设计实现，说设计的系统在诊断图像的显示帧率、显示画面清晰度方面都达到了很好的效果。为同类系统设计、升级和改进打下了良好的基础。

本项目产业化后投入市场，年经济效益可达1000万元。

作者：冉焱    来源：《微计算机信息》(嵌入式与SOC)2009年第25卷第2-2期