电子设备的制作方法

专利2026-05-15  11


本技术涉及信号处理,更具体地涉及一种电子设备。


背景技术:

1、随着通信技术的不断提高,信号处理技术越来越多地应用到各个应用场景中。

2、在很多应用场景中,涉及多通道信号的采集。例如,在超声成像设备中,为了实现更好的图像效果,用于接收图像信号的阵元理论上越多越好,这就需要较多的信号采样通道。现有的超声成像设备一般包括64通道以上,甚至256通道及以上。超声成像设备中,一般选择低电压差分信号(lvds)接口接收采样信号。假设每个模数转换模块(adc)包括8个通道,并且超声成像设备包括128阵元,则该超声成像设备需要16个adc,总共有16对帧时钟信号(fclk)、16对数据始终信号(dclk)以及128对数据(data)信号。

3、为了使每个采样通道的数字信号对齐,需要保证所有通道的信号线等长。这给硬件布局布线带来了较大挑战。例如,在现有的超声成像设备中,由于阵元数太多,往往无法做到所有信号通道的信号线等长,这样难以避免不同信号采样通道在硬件电路中不同布线位置和走线长度导致的信号数据错乱。

4、一些现有电子设备中,利用信号处理装置外部的系统时钟信号,使采样通道的数字信号对齐。这种电子设备内由于连接信号处理装置的不同信号线较多,也难以保证信号数据传输的准确性。此外,因为外部的系统时钟信号的引入,也需要信号处理装置设置有大量输入输出管脚资源来支持,这要求选择大容量管脚的器件,增加了硬件成本。


技术实现思路

1、考虑到上述问题而提出了本实用新型。

2、根据本实用新型一个方面,提供了一种电子设备,包括:时钟发生器、模数转换模块和可编程门阵列,可编程门阵列包括时钟管理器和信号处理模块;模数转换模块包括多个通道,模数转换模块用于利用多个通道自外部装置接收模拟信号并将模拟信号转换为数字信号;时钟管理器连接时钟发生器,时钟管理器用于基于来自时钟发生器的基础时钟信号生成第一时钟信号;信号处理模块连接模数转换模块和时钟管理器,信号处理模块用于接收来自模数转换模块的每个通道的数字信号并且基于第一时钟信号将所有通道的数字信号对齐,以获得信号数据。

3、示例性地,可编程门阵列还包括连接在时钟管理器和信号处理模块之间的时钟缓冲器,用于对时钟管理器输出的第一时钟信号进行缓冲处理,以将经缓冲的第一时钟信号输出给信号处理模块。

4、示例性地,时钟管理器是锁相环。

5、示例性地,时钟管理器是多模式时钟管理器。

6、示例性地,第一时钟信号包括第二时钟信号和第三时钟信号,信号处理模块包括与模数转换模块中的通道一一对应的信号处理通道,每个信号处理通道包括依次串联连接的差分转单端模块、延时调整模块和串转并模块;差分转单端模块用于将来自模数转换模块的数字信号转换为单端信号;延时调整模块用于基于第二时钟信号对单端信号进行延时,以生成对齐的单端信号;串转并模块用于基于第三时钟信号将对齐的单端信号转换为并行信号,以获得信号数据。

7、示例性地,信号处理模块还包括双沿转单沿模块,双沿转单沿模块连接在延时调整模块和串转并模块之间,双沿转单沿模块用于将对齐的单端信号分为两路信号并输入给串转并模块。

8、示例性地,电子设备还包括缓存器,缓存器连接信号处理模块的输出端和时钟管理器,缓存器用于基于第一时钟信号缓存信号数据。

9、示例性地,缓存器是先入先出缓存器。

10、示例性地,电子设备还包括寄存器,寄存器连接信号处理模块的输出端和时钟管理器,寄存器用于基于第一时钟信号寄存信号数据。

11、示例性地,电子设备是超声成像设备,超声成像设备还包括超声探头和处理器,超声探头与模数转换模块连接,用于采集并将用于成像的模拟信号输出给模数转换模块;处理器与信号处理模块连接,处理器用于利用信号数据生成超声图像。

12、在上述电子设备中,通过利用可编程门阵列中的时钟管理器,将生成的第一时钟信号输入至其中的信号处理模块,以使信号处理模块中的每个通道的数字信号对齐。该电子设备有效地利用了可编程门阵列内部的时钟管理器,从而可以有效地减少硬件电路中由外部时钟信号传输所需要的信号线的数量。在无需可编程门阵列外部的时钟信号线的基础上,无需同一个模数转换模块的信号线连接到可编程门阵列的同一分组内的输入输出信号线上,大大降低了布线的压力。总之,该电子设备能够保证信号数据传输的准确性。此外,因为可编程门阵列由内部的时钟管理器提供时钟信号控制,所以无需过多输入输出管脚,降低了电子设备的硬件成本。

13、上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本实用新型的具体实施方式。



技术特征:

1.一种电子设备,其特征在于,包括:时钟发生器、模数转换模块和可编程门阵列,所述可编程门阵列包括时钟管理器和信号处理模块;

2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述可编程门阵列还包括连接在所述时钟管理器和所述信号处理模块之间的时钟缓冲器,用于对所述时钟管理器输出的第一时钟信号进行缓冲处理,以将经缓冲的第一时钟信号输出给所述信号处理模块。

3.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述时钟管理器是锁相环。

4.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述时钟管理器是多模式时钟管理器。

5.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述第一时钟信号包括第二时钟信号和第三时钟信号,

6.根据权利要求5所述的电子设备,其特征在于,所述信号处理模块还包括双沿转单沿模块,所述双沿转单沿模块连接在所述延时调整模块和所述串转并模块之间,所述双沿转单沿模块用于将所述对齐的单端信号分为两路信号并输入给所述串转并模块。

7.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括缓存器,所述缓存器连接所述信号处理模块的输出端和所述时钟管理器,所述缓存器用于基于所述第一时钟信号缓存所述信号数据。

8.根据权利要求7所述的电子设备,其特征在于,所述缓存器是先入先出缓存器。

9.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备还包括寄存器,所述寄存器连接所述信号处理模块的输出端和所述时钟管理器,所述寄存器用于基于所述第一时钟信号寄存所述信号数据。

10.根据权利要求1至9任一项所述的电子设备,其特征在于,所述电子设备是超声成像设备,所述超声成像设备还包括超声探头和处理器,


技术总结
本申请的实施例提供一种电子设备。该电子设备包括:时钟发生器、模数转换模块和可编程门阵列,可编程门阵列包括时钟管理器和信号处理模块;模数转换模块包括多个通道,模数转换模块用于利用多个通道自外部装置接收模拟信号并将模拟信号转换为数字信号;时钟管理器连接时钟发生器,时钟管理器用于基于来自时钟发生器的基础时钟信号生成第一时钟信号;信号处理模块连接模数转换模块和时钟管理器,信号处理模块用于接收来自模数转换模块的每个通道的数字信号并且基于第一时钟信号将所有通道的数字信号对齐,以获得信号数据。该电子设备布线难度小,能够保证信号数据传输的准确性。

技术研发人员:明平光
受保护的技术使用者:深圳开立生物医疗科技股份有限公司
技术研发日:20231124
技术公布日:2024/6/26
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