FPGA方案在医疗设备控制和药物研发中的实战案例

发布时间：2025-01-8 阅读量：6505 来源: 我爱方案网作者: bebop

FPGA 是可以先购买再设计的“万能”芯片。FPGA （Field Programmable Gate Array）现场可编程门阵列，是在硅片上预先设计实现的具有可编程特性的集成电路，它能够按照设计人员的需求配置为指定的电路结构，让客户不必依赖由芯片制造商设计和制造的 ASIC 芯片。广泛应用在医疗设备、通信、汽车电子、工业控制、航空航天、数据中心等领域。

在医疗设备方面，FPGA方案以灵活、低风险的方式成功实施系统设计，同时提供了最佳的成本效率和增值的差异化功能，延长了医疗保健应用的生命周期，包括诊断成像、电子医疗、治疗和生命科学与医院设备。

本文将介绍FPGA芯片的常见应用场景及方案网平台上架的紫光同创Logos系列（PGL50H-6IFBG484）、Xilinx XC7A35T图像处理FPGA开发板，它们都是即插即用的方案PCBA，非常方便工程师开发设计。

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紫光同创高带宽、高存储工业控制开发板

方案基于紫光同创 logos 系列 FPGA（PGL50H-6IFBG484）开发，具有高数据带宽、高存储容量的特点，适用于高速数据通信、处理、采集等方面的应用，方案交互时钟频率最高到 400MHz, DDR3 的数据位宽 32bit，总数据带宽高达25600（800×32）Mbps；4 路 HSST 高速收发器，每路速度高达6.375Gb/s，适合用于光纤、PCIe 数据通信；外围接口丰富，满足全方位的开发需求。

Xilinx XC7A35T（赛灵思）图像处理FPGA开发板

方案基于Xilinx（赛灵思）生产的Artix-7系列可编程逻辑器件（FPGA)XC7A35TFGG484-21，支持2路HDMI接口，均支持输入和输出，通信接口丰富，支持1路千兆以太网、1路USB UART、USB2.0接口及ATK模块接口，方案可以用于图像的采集、处理和显示，例如高清视频处理和医学图像处理等应用。在人工智能领域，该方案可以用于神经网络的实现和加速，例如卷积神经网络和循环神经网络等算法的实现。

基于阿尔特拉EP4CE10 的视频监控FPGA开发板

方案主控基于阿尔特拉（Altera）的CycloneIV 系列 EP4CE10F17C8N芯片，逻辑单元数10320，最大IO口179个，支持蓝牙、千兆以太网通信，方案还配备了一个音频编解码芯片以及一个摄像头接口，可以用于实现视频处理功能，如视频编码、解码、图像处理等，可以用于数字电视、监控系统、视频会议等应用。

以下是FPGA方案在医疗设备应用中的几个主要案例：

医学影像处理：FPGA可以用于加速医学影像的处理，如CT扫描、MRI等大型医学影像数据的实时处理和后处理。通过并行计算和优化算法，FPGA可以快速处理大量的影像数据，提高诊断的准确性和效率。
生物信号处理：在医疗领域中，经常需要采集和处理各种生物信号，如心电图、脑电图等。FPGA可以用于实时处理这些生物信号，进行滤波、放大、数字化等操作，从而提高信号的质量和可靠性。
.医疗设备控制：FPGA可以用于控制各种医疗设备，如监护仪、呼吸机、血液透析机等。通过编程和控制FPGA，可以实现设备的自动化和智能化，提高设备的性能和可靠性。
药物研发：FPGA也可以用于药物研发领域，如通过模拟生物分子的结构和行为来加速新药的开发过程。此外，FPGA还可以用于快速分析和处理大量的药物筛选数据。
医疗通信：医疗系统需要快速、可靠的数据传输和交换。FPGA可以实现高效的医疗通信协议和网络架构，保障医疗信息的实时传输和处理。
脑电波和神经信号处理：在神经科学和脑机接口领域，FPGA能够用于处理复杂的脑电波和神经信号数据流。这些应用需要实时分析神经信号以辅助诊断或控制外部设备，FPGA的高性能计算能力和并行处理能力使其成为理想的选择。