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基于VHDL的EDA技术在医学中的应用

? 2018年05月23日 11:17 ? 次阅读

0 引言

美高梅官网,金沙网投领导者,金沙网投网站,金沙网投开户 www.tongshi-cn.com VHDL超高速集成电路硬件描述语言是随着集成电路系统化和高度集成化逐步发展起来的,是一种用于数字系统设计、测试,面向多领域、多层次的IEEE标准硬件描述语言。它从20世纪70年代作为电路设计工具诞生于美国国防部至今,已经成为十分流行的硬件描述工具,并且为大多数EDA工具所支持。随着电子技术的不断进步,数字系统的设计正朝着高速度、大容量、小体积的方向发展。传统的自底而上的模式已不能满足芯片和系统的设计要求。为了提高设计效率,能够简化设计流程,大幅降低设计难度的VHDL设计方法受到广泛关注。VHDL与其他传统集成电路描述语言相比,具有明显优势:

(1)功能强大,描述力强??捎糜诿偶?、电路级甚至系统级的描述、仿真和设计。

(2)可移植性好。对于设计和仿真工具及不同的平台均可采用相同的描述。

(3)研制周期短,成本低。

(4)可以延长设计的生命周期。

(5)具有电路仿真与验证功能,用户甚至不必编写相量测试即可进行源代码级调试。设计者能够跳过电路实验,直接对各种方案进行比较和选择,使设计效率得以提高。

(6)对设计的描述具有相对独立性。

(7)语言标准、规范,易于共享和复用。

目前,VHDL渗透了电子技术及其相关的各个工业领域,在工业设计中发挥着日益重要的作用。在世界范围内,关于VHDL在多个领域尤其在芯片,系统设计方面的应用研究已经取得众多瞩目成果。

而将VHDL与医学相结合,势必成为电子自动化设计(EDA)一个全新的研究方向,本文主要研究将EDA通过VHDL应用于医学,以对脉搏的测量为例,以实现数字系统对人体多种生理活动及生理反应的直观精确测量。

1 实验设计

1.1 EDA技术在医学教学中脉搏测量中的应用探讨

在临床诊断,护理学等中介绍脉搏的测量时认为脉搏很容易在手腕掌面外侧跳动的桡动脉上摸到,也可测量颈部的颈动脉或腹股沟的股动脉。其测量方法是病员手臂放于舒适位置,用食指,中指,无名指的指腹端按压在桡动脉表面,一般病员默数半分钟。将所测的脉率乘以2便是一分钟的脉数,异常病人测一分钟。成年人的脉搏在安静状态下每分钟是60~80次。如少于60次是心动过缓。但训练有素的运动员,脉搏有时也在60次以下,这正是心脏健康有力的表现。如超过100次是心动过速。体力活动或情绪激动时,脉搏可暂时增快,发烧时脉搏也增快。一般是体温每升高1℃,脉搏就增加10~20次。此法只能粗略计算脉搏跳动。如将VHDL语言应用其中,便可以通过EDA实验箱中的七段数码管直观准确地看到一分钟的计数结果,并与之前通过医学教材讲授方法测出结果相比对,从而判定测量的正确与否。

1.2 设计思路

将脉搏信号通过脉搏传感器采集进入计算机,而后作为输入信号,而此信号作为脉冲信号,即如时钟信号一般,当输入时计数器开始计数,如下面设计一个十进制计数器的VHDL描述便可用来对所采集的脉搏信号计数。

1.3 VHDL设计流程

VHDL流程设计如图1所示。

基于VHDL的EDA技术在医学中的应用

现在,计算机辅助工程软件的供应商已把日益通用的硬件描述语言VHDL作为其CAD或EDA软件输入与输出的标准,其中ALTEKA公司提供的综合工具Max+PlusⅡ,具有全面的逻辑设计能力,从编辑、综合、布线到仿真、下载都十分方便。

2 设计方案与结果分析

VHDL语言设计十进制计数器的源程序:
 

基于VHDL的EDA技术在医学中的应用

在程序输入完成后,经Max+PlusⅡ中的Compiler编译通过后,可用STImulator进行仿真,查看仿真结果,如图2所示。

基于VHDL的EDA技术在医学中的应用

也可以加入七段显示译码器的VHDL设计来通过实验箱的七段数码管扫描显示计数结果仿真结果如图3所示。

代码如下:
 

基于VHDL的EDA技术在医学中的应用

基于VHDL的EDA技术在医学中的应用

最终实现的顶层文件原理图如图4所示。
 

基于VHDL的EDA技术在医学中的应用

顶层文件设计如图4所示,通过该文件可以实现译码,下载到EDA实验箱时,便可于实验箱的数码管上读出相应的脉搏数,如图5所示。

基于VHDL的EDA技术在医学中的应用

VHDL语言与医学内容的结合,除了应用于脉搏的测量,还可应用于心跳及呼吸等的测量,以及受人体对声、光刺激后的生理反应时间的测定等。电子自动化设计(EDA)及其相关技术,在医学领域具有巨大的应用前景,有待进一步的研究和发掘。

3 结语

VHDL是一种随着电子技术的不断发展,为满足电路系统化和高度集成化要求而发展起来的一种新型硬件描述语言。VHDL具有广泛的应用范围,在芯片及电路系统设计等方面发挥着日益重要的作用。以VHDL为核心的EDA技术应用于医学,能直观准确的测量人体的脉搏心跳,呼吸等生理活动,以及受到外界刺激的生理反应等,在医学领域存在广阔的发展空间,随着进一步的探索和实践,必将对医学的发展起到极大的推动作用。

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发表于 2018-03-23 16:56 ? 588次阅读
数字IC设计流程及工具介绍

vhdl和verilog的区别_vhdl和ver...

VHDL全名Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware ...

发表于 2018-03-23 16:43 ? 430次阅读
vhdl和verilog的区别_vhdl和ver...

首台质子治疗用机器人治疗床交付上海瑞金医院

首台 质子 治疗用机器人治疗床已完成临床调试并交付 上海瑞金医院 ,负责机器人治疗床研发的沈阳通用机...

发表于 2018-03-22 16:38 ? 1477次阅读
首台质子治疗用机器人治疗床交付上海瑞金医院

医疗保健行业人工智能市场前景可期 三年内有望达到...

据埃森哲对3000多名消费者的调查显示,五分之一的美国消费者已经在使用“基于人工智能”的医疗保健服务...

发表于 2018-03-20 16:20 ? 1197次阅读
医疗保健行业人工智能市场前景可期 三年内有望达到...

MasSpec 探测笔:20 秒内快速诊断癌症组...

该研究团队研发出了一种能够在手术过程中实时探测癌症组织的 MasSpec 探测笔,这种装置在本周的 ...

发表于 2018-03-20 15:32 ? 388次阅读
MasSpec 探测笔:20 秒内快速诊断癌症组...

HP三款产品医用产品可以承受杀菌清洗

HP专门推出了医用PC全家桶,包含HP EliteOne 800医用一体机、HP 27寸临床诊疗显示...

发表于 2018-03-20 15:08 ? 365次阅读
HP三款产品医用产品可以承受杀菌清洗

认知时代如何影响半导体与EDA行业?

商业模式不断转变(以制造为中心到无晶圆模式),产业链分工继续延伸(系统设计厂商、IP厂商),终端应用...

发表于 2018-03-20 14:30 ? 214次阅读
认知时代如何影响半导体与EDA行业?

HIMSS18年会报告:未来3年医疗人工智能或将...

本周,埃森哲在拉斯维加斯举行的HIMSS18年会上发布了一份新报告,称到2021年医疗保健 人工智能...

发表于 2018-03-14 15:26 ? 208次阅读
HIMSS18年会报告:未来3年医疗人工智能或将...

医疗行业未来将可能维持持续增长趋势

 随着医疗设备在人们日常保健应用比例的提高,产品在不断降低成本的同时,最值得关注的还是安全性、可靠性...

发表于 2018-03-13 09:26 ? 3900次阅读
医疗行业未来将可能维持持续增长趋势

一个超实用的EDA工具,免费的EDA工具

Scheme-it参考设计库(Design Starters)预存了近200个参考设计文件,包含了原...

发表于 2018-03-12 16:17 ? 1776次阅读
一个超实用的EDA工具,免费的EDA工具

eda是什么技术_eda为什么又叫单片机

本文开始详细的阐述了eda是什么技术以及eda的设计方法,其次阐述了eda的设计技巧,详细的分析了e...

发表于 2018-03-12 11:40 ? 1102次阅读
eda是什么技术_eda为什么又叫单片机

eda简易密码锁的设计方案汇总(三款eda简易密...

本文主要介绍了eda简易密码锁的设计方案汇总(三款eda简易密码锁的设计原理图详解)。利用EDA工具...

发表于 2018-03-10 09:40 ? 587次阅读
eda简易密码锁的设计方案汇总(三款eda简易密...

大佬:李老教你如何学习EDA,学习FPGA,学习西方先进的电子技术!

发表于 2018-03-02 11:32 ? 670次阅读
大佬:李老教你如何学习EDA,学习FPGA,学习西方先进的电子技术!

从EasyEDA到立创EDA,国产电路设计软件到...

作为一款以“一个易用的工具来连接工程师与供应链,降低学习门槛,为工程师节约时间”为宗旨的EDA工具。...

发表于 2018-02-26 13:36 ? 305次阅读
从EasyEDA到立创EDA,国产电路设计软件到...

基于FPGA/CPLD的嵌入式VGA显示系统设计

VGA(Video GraphICs Array)即视频图形阵列,是IBM在1987年随PS/2机(...

发表于 2018-02-08 06:44 ? 356次阅读
基于FPGA/CPLD的嵌入式VGA显示系统设计

用VHDL语言设计数据传输系统中的HDB3编码器

将基于VHDL的HDB3编码用在光纤通信系统中作为误码仪测试误码的HDB3转换器,能满足实际测试的需...

发表于 2018-02-08 04:38 ? 2936次阅读
用VHDL语言设计数据传输系统中的HDB3编码器

基于FPGA的可选择不同频率的音频发生器设计方案

EDA技术是指以计算机为工作平台,融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果,进...

发表于 2018-02-08 03:45 ? 235次阅读
基于FPGA的可选择不同频率的音频发生器设计方案

这些过孔周围的填充是怎么画出来的

发表于 2018-02-07 16:53 ? 913次阅读
这些过孔周围的填充是怎么画出来的

了解一些基础的、用来处理数据的集成电路芯片

可是,这么多芯片,按照功能分类,有专门用于计算的、有专门用于控制的、有专门用于存储的……按照集成电路...

发表于 2018-02-07 12:52 ? 2860次阅读
了解一些基础的、用来处理数据的集成电路芯片

Cadence-V16.5-安装破解说明及具体步...

由于skill 语言提供编程接口甚至与C 语言的接口,所以可以以Cadence 为平台进行扩展用户,...

发表于 2018-02-07 10:42 ? 2084次阅读
Cadence-V16.5-安装破解说明及具体步...

从EasyEDA到立创EDA 国产电路设计软件到底做了那些努力?

发表于 2018-02-06 11:15 ? 1070次阅读
从EasyEDA到立创EDA 国产电路设计软件到底做了那些努力?

埋藏式心脏复律除颤器(ICD)的基本结构与功能详...

ICD由脉冲发生器和电极导线两部分组成。脉冲发生器的主要构件包括电池、感知与起搏线路和电容器。电池供...

发表于 2018-02-06 05:17 ? 735次阅读
埋藏式心脏复律除颤器(ICD)的基本结构与功能详...

你听说过可以诊断癌症的手机应用吗?

估计你手机里都装满了愤怒的小鸟、切水果,甚至各种打发时间的应用,但你听说过可以诊断癌症的手机应用吗?...

发表于 2018-02-03 14:26 ? 355次阅读
你听说过可以诊断癌症的手机应用吗?

小型医疗电子设备植入式心律转复除颤器:能持续地监...

植入式心律转复除颤器是一种小型电池供电设备,能持续地监控患者的心脏节律。当探测到心动过速或心脏骤停时...

发表于 2018-02-03 14:23 ? 352次阅读
小型医疗电子设备植入式心律转复除颤器:能持续地监...

无线技术即将在医疗领域掀起一场革命,未来将是怎样...

无线技术即将在医疗领域掀起一场革命。未来,看病将不再是一件痛苦的事情。 试想这样一个世界:你的药箱注...

发表于 2018-02-03 14:13 ? 693次阅读
无线技术即将在医疗领域掀起一场革命,未来将是怎样...

激光在眼科领域的应用及其原理分析

激光眼科领域 激光虽然已在医学领域的各个方面得到了普遍的应用,但在眼科领域的应用最为广泛而深入。这是...

发表于 2018-02-03 14:04 ? 428次阅读
激光在眼科领域的应用及其原理分析

??!求助?。?!VHDL的LCD12864数字动态显示竟然错误!

发表于 2018-01-29 18:30 ? 480次阅读
??!求助?。?!VHDL的LCD12864数字动态显示竟然错误!