VITACON VitaScan PD Benutzer- Und Servicehandbuch Seite 27

www.vitacon.com
Funktionsbeschreibung
Der IVBM VUFE ist ein Einzelelement-
Ultraschallscanner mit elektronischem
Modul und Scanmechanik, der in einen
Handscanner passt und folgende
Hauptfunktionen aufweist:
• USB-Kommunikationsschnittstelle für
Computer
• Ultraschall-Pulsgenerator
• Ultraschallempfänger und
Signalverarbeitung
• Motorsteuerung und Positionierung
des Ultraschallwandlerelements
Das Modul wird in analoger und digitaler
Hardware, FPGA-Konfiguration und
Mikrocontroller-Firmware realisiert.
Das Folgende sind die Hauptteile des
Entwurfs:
•
Mikrocontroller
• FPGA
• Netzteil
• USB
• Kraftfahrer
• Analoger Empfänger und Sender
Mikrocontroller
Der Mikrocontroller ist der Master im
IVBM VUFE-Modul und steuert alle
Funktionen und die Sicherheit. Es ist
auch eine Kommunikationsschnittstelle
zwischen der Sonde und dem Computer.
Der Mikrocontroller ist in Bezug auf den
Computer ein Slave und kommuniziert nur
auf Befehl des Computers.
Betriebszustände des Mikrocontrollers:
Einschalten:
Beim normalen Einschalten wird ein
Selbsttest und ein Initiierungsvorgang
gestartet. Die FPGA-Konfiguration wird
gelöscht und die Konfiguration muss vom
Computer heruntergeladen werden, bevor
die Ultraschallerfassung beginnen kann.
Die Positionen der Wandlerelemente
werden initialisiert.
Beim Einschalten mit gedrücktem
Druckknopf wechselt das Modul in den
Modus „PROGRAM" und wartet über
die USB-Verbindung auf ein Firmware-
Upgrade. Dies ist eine Wartungsfunktion
VitaScan PD
Benutzer- und Servicehandbuch
und sollte nur von geschultem
Servicepersonal verwendet werden.
Leerlauf:
Im Ruhezustand wartet das Modul auf
einen Befehl vom Computer oder der
Drucktaste. Der Stromverbrauch wird auf
ein absolutes Minimum reduziert.
Pre-Scan:
Im Pre-Scan-Modus bewegt das Modul
den Wandler-Sweep-Motor kontinuierlich
zwischen den Endpositionen, und
Ultraschalldaten für einen Vektor werden
an jeder definierten Position an den
Computer übertragen. Der Rotationsmotor
ist in der Ausgangsposition geparkt. Dies
gibt dem Computer die Möglichkeit, ein
"Live" -Bild der Blase zu präsentieren,
sodass die VitaScan v.2-Sonde an
die richtige Position gebracht werden
kann, bevor ein vollständiger Scan mit
Volumenberechnung durchgeführt wird.
Kompletter Suchlauf:
Im Full-Scan-Modus bewegt das Modul
den Wandler-Sweep-Motor von einer
Endposition zur anderen und überträgt an
jeder definierten Position Ultraschalldaten
für einen Vektor an den Computer.
Der Rotationsmotor bewegt sich dann
einen Schritt und es wird ein neuer
Sweep durchgeführt. Wenn sich der
Rotationsmotor insgesamt um 180 Grad
bewegt hat und der Computer eine Anzahl
von Vektoren empfangen hat, die einen
Satz definieren.
FPGA:
Das FPGA (Field Programmable
Gate Array) ist für die gesamte
Signalverarbeitung im IVBM VUFE-Modul
verantwortlich.
Der Mikrocontroller konfiguriert das
FPGA mit Bitstream-Daten und
Konfigurationsdaten, die vom Computer
empfangen werden.
Der Mikrocontroller initiiert durch
ein Triggersignal eine „Ultraschall-
Erfassungssequenz". Das FPGA erzeugt
einen Ultraschallimpuls gemäß den
Konfigurationsdaten, empfängt das Echo
und sendet nach der Signalverarbeitung
Daten für den Vektor an den Mikro-
controller.
24
Seite