基于CPU+GPU异构架构的超高速超声成像装置及方法

摘要

本发明公开了一种基于CPU+GPU异构架构的超高速超声成像装置及方法，FPGA控制探头发射多角度的平面波超声信号到待测生物组织上，并将接收的数据进行模数转换和预放大处理；经过预处理后的大量数据，通过高速PCIe通道传递到CPU中；在CPU中实现对数据的波束合成，并对人机交互等功能进行实现；GPU读取CPU在内存中的数据，利用其并行计算能力和可变帧率平面波复合技术将信号进行复合和解调，实现超高速成像。本发明采用高集成度的发射接收方案和统一的数据采集架构简化前端，并将波束合成模块移至后端进行，不仅进一步对前端进行精简，还充分运用后端处理能力，充分发挥系统性能。

主权项

一种基于CPU+GPU异构架构的超高速超声成像装置，由探头、前端和后端三部分构成，其特征在于所述前端由Tx/Rx模拟接口、A/D和预放大模块和FPGA组成，后端由CPU、由DDR3和SSD组成的存储模块和GPU组成，其中：(1)所述FPGA的逻辑控制模块控制探头发射多个角度平面波穿透待测生物组织，产生射频回波信号，探头切换至接收模式；(2)所述Tx/Rx模拟接口进行接收，并通过A/D和预放大模块进行预处理之后,通过FPGA的PCIe接口模块将数据传递到后端CPU中；(3)所述CPU串行执行前端数据的波束合成，再通过DDR3缓存将处理完的数据传递给GPU，并将数据存储进SSD；(4)在GPU中实现多个平面波的可变帧率复合以及解调，并对Color模式、B模式、PW模式成像进行实现。