Разработка модуля usb интерфейса для сбора данных в мини pet-сканере для животных

М. В. АЛЮШИН, А. В. АЛЮШИН, МЬЯТ ВИН ТУН,

А. В. ВИЛИСОВ, Г. Г. ШИМЧУК1, С. Г. КУТУЗОВ1

Московский инженерно-физический институт (государственный университет),

1ГНЦ РФ Институт теоретической и экспериментальной физики
им. , Москва

РАЗРАБОТКА МОДУЛЯ USB ИНТЕРФЕЙСА ДЛЯ СБОРА ДАННЫХ В МИНИ PET-СКАНЕРЕ ДЛЯ ЖИВОТНЫХ

Рассмотрены основные принципы разработки модуля USB интерфейса для сбора данных в мини PET-сканера для животных. Показаны перспективы создания полномасштабного отечественного PET–сканера.

В настоящее время актуальной является проблема создания мини РЕТ-сканера для животных на основе современных технологических возможностей, в первую очередь, в области микроэлектроники и нанотехнологий. Среди основных требований, предъявляемых к мини РЕТ-сканеру, следует выделить:

- возможность использования полученных методических, технических и технологических решений, а также созданных программных средст для создании полномасштабного РЕТ-сканера для человека,

- переход от использования классических ФЭУ к твердотельным детекторам, например, на основе соединений CdZnTe,

- использование для построения системы сбора данных преимущественно высокоскоростных последовательных линков, обеспечивающих в настоящее время пропускную способность до 1-10Гб/с (USB2.0, SATA, Ethernet, UW USB),

- применение современных СБИС со структурой система на кристалле (SOC) для минимизации стоимости разрабатываемых аппаратных средств обработки данных в реальном масштабе времени.

На рисунке показана разработанная структура системы сбора данных для мини PET-сканера на основе USB интерфейсов с различной пропускной способностью – от 12Мб/с до 480Мб/с (USB 1.1/USB2.0).

Основными узлами системы сбора являются:

- USB 1.1 интерфейсы, предназначенные для передачи данных от модулей АЦП со скоростью до 12Мб/с, что соответствует загрузке каждого канала ФЭУ порядка 104-105 событий в секунду,

- USB 2.0 HUB для объединения потоков данных от 4-10 интерфейсов USB 1.1 с общей скоростью передачи данных до 480Мб/с, что соответствует суммарной загрузке каналов до 105-106 событий в секунду,

- высокоскоростной адаптер/процессор PCI/PCI-X для обработки данных от 50-100 ФЭУ с пропускной способностью до 1-10Гб/с, что позволит обрабатывать для всей системы до 106-107 событий в секунду.

Рис. Структурная схема системы сбора данных
в мини PET-сканере на основе USB интерфейсов

В качестве прототипа высокоскоростного адаптера/процессора PCI/PCI-X в настоящее время используется модуль ЦОС ADP160QPCI со специализированной картой ADM-DIO32, осуществляющий первичную сортировку данных и построение двумерных гистограмм событий.

Таким образом, использование стандартных интерфейсных узлов USB дает возможность упростить систему сбора данных, а также обеспечить требования по ремонтопригодности и взаимозаменяемости модулей системы.

Список литературы

1.  Спецпроцессор предварительной обработки сданных ПЭТ / , , // Электроника, микро - и наноэлектроника. Сб. научи, трудов. М.:МИФИ, 2001.-С.235-237.