ARM工控核心板在血液分析儀中的應用

2021-06-29 03:14:02 字數 1418 閱讀 6120

血液分析儀利用探針自動抽取血樣,通過控制主機板的處理得到分析結果。分析結果可在分析儀中儲存、顯示,亦可通過內建印表機直接將各項引數列印後存檔。

控制主機板主要功能需求:

usb介面,外接u盤、滑鼠,擴充套件usb介面印表機;

sd卡,儲存分析結果;

乙太網,連線伺服器,實現資料上傳;

外部擴充套件匯流排,擴充套件fpga,用於電機控制;

gpio,支援中斷,用於fpga與主控板通訊通知;

多國語言支援。

探針撞針與定位精度低

血液分析過程主要依靠多隻電機的運動控制,撞針、取樣失敗、取樣誤差大將直接導致分析過程失敗、分析結果不可取,這些問題是全自動血液分析儀首要解決的。在微控制器、can匯流排與fpga中,時序精度最高的為fpga,使用fpga可從根本上解決撞針、定位精度低等問題,但如何選擇高效的通訊介面掛接fpga?如何快速、實時的響應控制指令並操作fpga輸出精準且恰當的電機驅動時序?

廣泛應用的印表機卻不支援嵌入式作業系統

客戶沒有找到一款a4紙印表機可以直接支援嵌入式作業系統,做為全自動血液分析儀的必備功能,印表機的驅動成為了產品開發中的一道屏障。

雙屏顯示閃屏與顯示內容偏離液晶顯示區域

出於使用者體驗的考慮,客戶產品採用lvds+vga雙屏顯示的設計方案,實際除錯過程中出現lvds液晶閃屏、lvds顯示內容偏離液晶顯示區域、vga液晶無顯示等現象。雙屏顯示對於x86平台下的桌面系統,支援十分容易,但常規arm平台、嵌入式系統卻很難支援,不同的液晶、不同的解析度對時鐘頻率、行同步、幀同步等顯示引數的要求各不相同。

針對客戶的功能需求與設計難點,zlg致遠電子推薦支援linux系統的m3517工控核心板,協助客戶快速完成產品開發,專案框圖如圖2所示。

外部擴充套件匯流排控制fpga

m3517提供最高26位位址線、16位資料線,匯流排時鐘頻率最高達166mhz,解決與fpga通訊資料傳輸速度和頻寬限制的問題。嵌入式linux系統與fpga通過中斷的方式通知資料傳遞,解決控制指令響應與反饋處理實時性的問題。擴充套件匯流排應用示意如圖3所示。

採用嵌入式linux系統,移植開源的印表機驅動

各印表機廠商對windows系統與桌面linux系統的支援較為全面,同時也提供桌面linux系統下的驅動程式原始碼。該專案中,推薦客戶採用usb介面的印表機,在linux系統驅動的基礎上進行修改移植,使之能夠在嵌入式linux下驅動印表機。同時,嵌入式linux系統核心需要增加支援usb列印的核心元件。

雙屏採用相同解析度,優先支援lvds液晶

arm處理器常規僅1路lcd控制器,嵌入式作業系統亦無法比擬桌面系統豐富的圖形功能。該專案雙屏顯示的需求,lvds液晶與vga液晶採用相同解析度,顯示驅動中顯示引數的配置,在兼顧vga液晶的前提下,優先支援lvds液晶,在驅動調整的最後一步,觸發vga液晶控制器的自動調整功能,實現雙屏顯示的有效支援。解決閃屏與顯示內容偏離液晶顯示區域等問題。

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