A hozzád hasonló olvasók támogatják a MUO-t. Amikor a webhelyünkön található linkek használatával vásárol, társult jutalékot kaphatunk. Olvass tovább.

Az elmúlt években a Field Programmable Gate Arrays (FPGA-k) nagy feltűnést keltettek a technológiai iparban, mivel képesek nagy teljesítményű számítástechnikai megoldásokat nyújtani összetett problémákra. A precíziós fegyverektől a fejlett kommunikációs rendszerekig az FPGA-k gyorsan válnak a legjobb megoldásokká a képességeiket bővíteni kívánó iparágak számára.

De talán az egyik legizgalmasabb terület, ahol az FPGA-k változást hoznak, az az orvostudomány, ahol igen élvonalbeli technológiák tervezésére használják, amelyek átalakítják az orvosi tervezést felszerelés.

Nézzük meg, miért válnak előtérbe az FPGA-k az orvostudomány területén.

Mik azok az FPGA-k és miért fontosak?

A Field-Programmable Gate Array (FPGA-k) olyan integrált áramkörök, amelyek programozhatók és újraprogramozhatók különböző funkciók ellátására, így rendkívül sokoldalúak és sokféle célra használhatók alkalmazások. Az FPGA-k konfigurálható logikai blokkok tömbjéből állnak, amelyek mindegyike egy sor keresőtáblát tartalmaz, flip-flopok és egyéb digitális logikai komponensek, amelyek bármilyen digitális logika megvalósítására programozhatók funkció.

instagram viewer

Ezek egy fontos technológia, amely forradalmasította a digitális elektronika területén, rugalmasságot biztosítva és költséghatékony alternatívája az egyedi tervezésű alkalmazás-specifikus integrált áramköröknek (ASIC) és mikroprocesszorok.

Ellentétben az ASIC-ekkel, amelyeket egy adott funkcióra terveztek, és ha egyszer már nem módosíthatók gyártott, az FPGA-k szükség szerint átprogramozhatók különböző feladatok végrehajtásához vagy változtatások végrehajtásához a dizájn. Emiatt az FPGA-k ideálisak új digitális áramkörök prototípus-készítéséhez és teszteléséhez, valamint olyan alkalmazásokhoz, amelyek gyakori frissítést vagy módosítást igényelnek.

Az FPGA-kkal való munka egyik legfontosabb kihívása az összetettségük. Egyedi digitális áramkörök tervezése FPGA-khoz magas fokú digitális elektronikai és programozási szakértelmet igényel. Számos eszköz és erőforrás áll azonban rendelkezésre, amelyek segítenek a tervezőknek FPGA-k létrehozásában és programozásában, beleértve a szoftverfejlesztő készleteket, szimulációs eszközöket és online közösségeket.

Ha több hátteret szeretne, mi is bemutattuk mik azok az FPGA-k és mire használják őket.

Az FPGA-k szükségességének megértése az orvosi technológiában

Annak szükségessége fejlettebb orvosi technológiák soha nem volt nagyobb, és az FPGA-k kulcsszereplővé válnak ezen a területen. A pontosabb orvosi képalkotástól a valós idejű életjel-figyelésig az FPGA-k erejét a fejlett orvosi rendszerek fejlesztésére használják fel.

Ugyanakkor a krónikus betegségek növekvő elterjedése és a népesség elöregedése fokozott nyomást gyakorolt ​​az egészségügyi ágazatra, hogy hatékonyabb és hatékonyabb kezelési lehetőségeket dolgozzanak ki.

Az orvostudomány területén a közelmúltban elért eredmények rávilágítottak az FPGA-alapú rendszerek fontosságára. Például az orvosi képalkotó technológiák egyre összetettebbé válnak, és egyre nagyobb feldolgozási teljesítményt igényelnek a pontos eredmények eléréséhez.

Ha már ismerős, az FPGA-k, mint pl Virtex FPGA és Spartan FPGA családok, ideálisak számos orvosi alkalmazáshoz, beleértve a diagnosztikai, monitorozási és terápiás rendszereket.

Sok heves vita zajlott a készítői közösségeken belül, sőt a Redditen is az FPGA technológia terén elért figyelemre méltó fejlődésről. A barkácsolás szerelmesei egyre inkább felismerik ezekben a nagymértékben testreszabható rendszerekben rejlő hatalmas lehetőségeket, és feltárják az általuk kínált lehetőségeket.

Az FPGA-k használatának előnyei orvosi alkalmazásokban

Az FPGA-k képesek nagy mennyiségű adat valós időben történő feldolgozására alacsony késleltetéssel és nagy pontossággal. Például az FPGA-kat mágneses rezonancia képalkotó (MRI) gépekben használják a jelek feldolgozására. a szkenner tekercseit, valamint a számítógépes tomográfiai (CT) szkennereket valós idejű képalkotáshoz újjáépítés.

Az FPGA-k másik előnye, hogy képesek több funkciót egyetlen eszközbe integrálni. Ez nagyon fontos az orvosi alkalmazásokban, ahol a hely- és energiafogyasztás kritikus tényezők. Például az FPGA-k használhatók több érzékelő, jelfeldolgozó egység és egységek integrálására kommunikációs interfészek egyetlen eszközbe, csökkentve a teljes méretét és energiafogyasztását orvosi eszközök.

Az FPGA-k emellett nagyfokú rugalmasságot is kínálnak, lehetővé téve a fejlesztők számára, hogy módosítsák és optimalizálják az orvosi eszközök funkcionalitását még a telepítés után is. Ez fontos azoknál az orvostechnikai eszközöknél, amelyeket új funkciókkal kell frissíteni, vagy módosítani kell, hogy megfeleljenek a páciens speciális igényeinek. Ezenkívül az FPGA-k távolról is újraprogramozhatók, így a fejlesztők anélkül javíthatnak hibákat vagy adhatnak hozzá új funkciókat, hogy fizikailag hozzá kellene férniük az eszközhöz.

Rakétatudománynak tűnhet, ha elkezdjük az FPGA-kat, de több száz projekt van, amelyeket elindíthat – még ma is. Ráadásul a Xilinxnek van egy nagyon sokoldalú szoftvere, az úgynevezett Vivado, és számos kezdő készlet, amelyek megfelelő dokumentációval rendelkeznek.

Itt van egy projekt, amit kipróbálhatsz:

Az orvostudomány forradalmasítása

Az FPGA-k nagy teljesítményű és rugalmas technológiát kínálnak az orvosi alkalmazásokhoz, így népszerű választássá teszik őket az egészségügyi ipar innovatív eszközfejlesztéséhez. Az FPGA-t használó innovatív és kifinomult orvosi eszközökben rejlő lehetőségek végtelenek, izgalmas lehetőségeket kínálva az egészségügy jövője számára.