CT探测器数据采集嵌入式实战 · 课程目录

01CT探测器概述

CT成像原理简介
探测器在CT系统中的角色
探测器类型与结构

02探测器核心元件

闪烁体材料与特性
光电二极管(PD)工作原理
模数转换器(ADC)选型

03数据采集系统架构

前端电子学(FEE)设计
模拟信号链路径
数字信号处理流程

04SPI总线通信

SPI协议基础
多从机级联配置
高速SPI设计要点与调试

05LVDS高速接口

LVDS标准与电气特性
数据串行化与解串行
时钟恢复与数据对齐

06FPGA逻辑设计

FPGA在采集卡中的角色
Verilog基础与模块划分
状态机设计实例

07ADC驱动与配置

ADC初始化流程
寄存器配置实战
采样率与分辨率权衡

08数据缓存与FIFO

异步FIFO设计原理
同步FIFO应用场景
数据乒乓操作

09DMA传输技术

DMA控制器工作原理
描述符链模式
在CT数据流中的应用

10PCIe接口通信

PCIe协议概述
DMA与PCIe协同
驱动层数据交互

11实时操作系统(RTOS)

FreeRTOS任务管理
中断与任务同步
在采集任务中的应用

12多通道同步采集

通道间延迟校准
触发同步机制
多板卡同步方案

13噪声分析与抑制

噪声源分类(热噪声、量化噪声)
硬件滤波设计
数字滤波算法

14动态范围与增益控制

自动增益控制(AGC)原理
可编程增益放大器(PGA)配置
动态范围优化

15温度补偿技术

温度对探测器的影响
温度传感器集成
软件补偿算法

16坏像素检测与校正

坏像素定义与分类
检测算法实现
校正表生成与更新

17数据校验与纠错

CRC校验原理
汉明码纠错
在数据链路中的应用

18采集参数配置

曝光时间设置
帧率控制
能量积分模式选择

19数据流控制与背压

背压机制原理
流控协议设计
防止数据溢出

20上位机通信协议

自定义协议设计
命令帧与数据帧格式
心跳与超时处理

21固件升级与远程维护

Bootloader设计
固件加密与校验
远程升级流程

22电磁兼容性(EMC)设计

EMC基本概念
PCB布局布线要点
屏蔽与接地技术

23电源完整性设计

电源树规划
LDO与DC-DC选型
去耦电容配置

24时钟树设计

时钟抖动与相位噪声
时钟分配芯片选型
多时钟域同步

25硬件调试工具

示波器使用技巧
逻辑分析仪抓取
频谱分析仪应用

26性能测试与标定

信噪比(SNR)测试
调制传递函数(MTF)测量
一致性标定

27故障排查与案例分析

常见硬件故障
软件逻辑Bug定位
实际案例复盘

28系统集成与联调

子系统对接
整机联调流程
性能优化迭代

29医疗法规与安全

IEC 60601标准简介
辐射安全要求
软件验证与确认

30未来趋势与技术展望

光子计数探测器
深度学习在CT中的应用
下一代采集架构