Applicazione della tecnologia di controllo digitale al generatore ultrasonico

1. Il generatore ultrasonico è controllato dal microcomputer a chip singolo di AVR di alta qualità

Il microcomputer a chip singolo ha i vantaggi di velocità veloce, forte funzione, alta efficienza, piccola dimensione, prestazione affidabile, forte capacità anti-interferenza, ecc., ed è ampiamente usato in vari sistemi di controllo. La CPU del microcomputer singolo chip ha attraversato il processo di sviluppo da 4, 8,16, 32 a 64 bit. Nel trasduttore ultrasonico utilizzato in un medico , il microcomputer singolo chip è utilizzato principalmente per l'acquisizione dei dati e l'elaborazione del funzionamento, la regolazione della tensione e della corrente, la generazione del segnale PWM, il monitoraggio dello stato del sistema e l'autodiagnosi dei guasti, ecc. È generalmente operato come chip di controllo principale di tutto il circuito e completa varie funzioni complete. Cooperare con il convertitore e il modulo di potenza per realizzare la modulazione della larghezza di impulso.

2. Il generatore di ultrasuoni è controllato da DSP

I processori di segnale digitali sono una nuova generazione di processori programmabili che sono cresciuti rapidamente negli ultimi anni. Integra il generatore ultrasonico baud rate e il buffer, fornisce la porta seriale sincrona ad alta velocità e la porta seriale asincrona standard e alcuni sul chip integra anche i circuiti di conversione di A/D e di campionamento/hold e fornisce l'uscita del segnale PWM. Rispetto al microcomputer singolo chip, DSP ha una CPU più veloce. Maggiore integrazione e maggiore capacità di memoria. DSP è un computer sottile del sistema di istruzione, la maggior parte delle istruzioni può essere completata in un ciclo e può essere completata in un ciclo di istruzione attraverso la tecnologia di elaborazione parallela. Allo stesso tempo, DSP adotta una struttura Harvard migliorata con programma indipendente e spazio dati, consentendo l'archiviazione simultanea di programma e dati. Moltiplicatore hardware ad alta velocità incorporato, aggiungendo pipeline multistadio. Ha potenza di calcolo dati ad alta velocità. Il microcontrollore è un computer complesso del sistema di istruzione, la maggior parte delle istruzioni hanno bisogno di 2-3 cicli di istruzione per completare. Il microcomputer a chip singolo adotta la struttura di Neumann, i programmi e i dati sono memorizzati nello stesso spazio e le istruzioni o i dati possono essere accessibili solo separatamente allo stesso tempo. L'ALU del microcontrollore può fare solo addizione, e la moltiplicazione deve essere implementata dal software, quindi ha bisogno di prendere più cicli di istruzione e la velocità è relativamente lenta.

3. Il generatore di ultrasuoni è controllato da FPGA

L'array del cancello programmabile del campo è utilizzato in dispositivi riconfigurabili e le sue funzioni logiche interne possono essere impostate arbitrariamente secondo necessità. Ha i vantaggi di alta integrazione, velocità di elaborazione veloce e alta efficienza. La sua struttura è divisa principalmente in tre parti: blocco logico programmabile, modulo I/O programmabile e connessione interna programmabile. Poiché il livello di integrazione di FPGA è molto grande, un pezzo di FPGA può avere fino a migliaia di porte equivalenti e fino a decine di migliaia o centinaia di migliaia di porte equivalenti, quindi un pezzo di FPGA può realizzare logiche molto complesse. Sostituire un circuito composto da più circuiti integrati e componenti discreti. Con l'aiuto del linguaggio di descrizione hardware per progettare il sistema, utilizzando tre livelli di descrizione hardware e stile di progettazione top-down, la descrizione dei tre livelli di simulazione mista, in modo che possa essere conveniente per la progettazione di circuiti digitali, in affidabilità, volume, costo ha notevoli vantaggi. Comparativamente parlando, DSP è adatto per occasioni con bassa frequenza di campionamento e elevata complessità del software. Tuttavia, il controllo FPGA del generatore ad ultrasuoni è più vantaggioso quando il sistema ha un'alta velocità di campionamento, un'alta velocità dei dati, poche operazioni condizionali e attività relativamente fisse.