Aplicação da tecnologia de controle digital ao gerador ultrassônico

1. o gerador ultrassônico é controlado pelo microcomputador de chip único de alta qualidade AVR

O microcomputador de chip único tem as vantagens de velocidade rápida, função forte, alta eficiência, tamanho pequeno, desempenho confiável, forte capacidade anti-interferência, etc., e é amplamente utilizado em vários sistemas de controle. A CPU do microcomputador de chip único passou pelo processo de desenvolvimento de 4, 8,16, 32 a 64 bits. No transdutor ultrassônico usado em um médico , microcomputador de chip único é usado principalmente para aquisição de dados e processamento de operação, regulação de tensão e corrente, geração de sinal PWM, monitoramento de status do sistema e auto-diagnóstico de falhas, etc. Geralmente é operado como o chip de controle principal de todo o circuito e completa várias funções abrangentes. Coopere com o conversor e o módulo do poder para realizar a modulação da largura do pulso.

2. O gerador ultrassônico é controlado por DSP

Os processadores de sinal digitais são uma nova geração de processadores programáveis que subiram rapidamente nos últimos anos. Integra gerador ultrassônico e buffer de taxa de transmissão, fornece porta serial síncrona de alta velocidade e porta serial assíncrona padrão, e alguns on-chip também integra circuitos de conversão de amostra / retenção e A / D, e fornece saída de sinal PWM. Comparado com microcomputador de chip único, DSP tem uma CPU mais rápida. Maior integração e maior capacidade de memória. DSP é um computador fino do sistema de instrução, a maioria das instruções pode ser concluída em um ciclo e pode ser concluída em um ciclo de instrução através da tecnologia de processamento paralelo. Ao mesmo tempo, o DSP adota uma estrutura melhorada de Harvard com programa independente e espaço de dados, permitindo o armazenamento simultâneo de programa e dados. Built-in multiplicador de hardware de alta velocidade, adicionando pipeline multi-estágio. Ele tem poder de computação de dados de alta velocidade. O microcontrolador é um computador complexo do sistema de instrução, a maioria das instruções precisa 2-3 ciclos de instrução para completar. O microcomputador de chip único adota a estrutura de Neumann, programas e dados são armazenados no mesmo espaço, e instruções ou dados só podem ser acessados separadamente ao mesmo tempo. A ALU do microcontrolador só pode fazer a adição, e a multiplicação precisa ser implementada pelo software, por isso precisa tomar mais ciclos de instrução e a velocidade é relativamente lenta.

3. O gerador ultrassônico é controlado por FPGA

O array programável da porta do campo é usado em dispositivos reconfiguráveis, e suas funções lógicas internas podem ser ajustadas arbitrariamente conforme necessário. Tem as vantagens de alta integração, velocidade de processamento rápida e alta eficiência. Sua estrutura é dividida principalmente em três partes: bloco lógico programável, módulo de E/S programável e conexão interna programável. Como o nível de integração do FPGA é muito grande, uma parte do FPGA pode ter apenas milhares de portas equivalentes e dezenas de milhares ou centenas de milhares de portas equivalentes, então uma parte do FPGA pode realizar lógica muito complexa. Substitua um circuito composto por múltiplos circuitos integrados e componentes discretos. Com a ajuda da linguagem de descrição de hardware para projetar o sistema, usando três níveis de descrição de hardware e estilo de design top-down, a descrição dos três níveis de simulação mista, de modo que possa ser conveniente para o projeto de circuito digital, em confiabilidade, volume, custo tem vantagens consideráveis. Comparativamente falando, o DSP é adequado para ocasiões com baixa taxa de amostragem e alta complexidade de software. No entanto, o controle FPGA do gerador ultrassônico é mais vantajoso quando o sistema tem alta taxa de amostragem, alta taxa de dados, poucas operações condicionais e tarefas relativamente fixas.