传输与存储

传输与存储（共7篇）

传输与存储 篇1

0引言

云计算能够为用户提供更加虚拟化的资源服务,在虚拟模式下,用户不需要对资源进行创建与管理,而是可以通过付费的方式使用云计算服务。云计算发展趋势良好,但是从理论与实际出发,云计算面临着安全威胁,尤其在数据安全方面。因此,云计算安全管理是云计算的保障,尤其在为用户提供服务方面,在实际的云计算中,不仅需要改变云计算中的数据传输,还要对存储安全进行改革。

1云计算

1.1概念

云计算以Internet为基础,存储内容以及运算并不运行在计算机或者服务器中,主要分布在Internet上的计算机上。换言之, 云计算在数据计算中起到搬运的作用,将原来个人计算机、数据控制中心中执行任务的有效转移Internet上,然后由用户共享的计算中心对数据搬运任务进行总结与处理,最终能够实现计算机软、硬件的功能,例如,对计算数据资源的安装、维护以及配置等服务。云计算也可以被看作是并行计算、分布式计算以及网格计算的发展与延续,但是云计算与网络计算的区别在于,云计算更加的致力于计算、存储以及应用资源的共享,而后者则侧重于解决计算上以及资源的分配问题。对于用户而言,能够吸引用户集中精力自己的业务,达到降低成本的效果。在实际的云计算中, 云用户能够按照数据协议上传数据,将数据以密文方式存储在服务器中,从而保证数据的安全。

1.2云计算的特点

规模大,云计算是一种分布式的计算形式,规模大是云计算的首要特征,尤其在数据服务上,实现方式较多。例如在经济规模中的云计算处理技术。

虚拟化,云计算的虚拟化特点主要表现在,将各个层次的功能进行封装,最终成为一个抽象实体,向各个层次的数据用户提供云端服务,该环节中每一个技术都能够通过虚拟化技术实现。 在任意位置,用户都能利用各种终端技术,从云中获取相应的应用的数据服务,不需要对具体实现与位置进行了解。

可靠性,云计算技术的高速发展,大部分取决于云服务市场的发展趋向,而云服务业务的不断拓展,依赖于云服务的数据可靠性。因此,在云计算中,必须采取一定的措施,对云服务进行可靠性保护,由此可见,可靠性在云计算技术中地位突出。

2数据传输与存储安全问题

2.1身份认证存在的问题

对用户的身份验证主要有三种方式,第一,用户知道密码; 第二,用户本身特征,例如指纹与声音等;第三,用户独特物品。 目前,智能卡认证和口令认证都是常见认证方式,例如,网银中的口令、电子口令卡、用户口令以及USB KEY方式都是在多种因素基础上的数据认证策略。

其中,智能卡、口令的双因子认证机制共同使用前两种认证方式。在实际的登录系统中,用户需要正确的ID,同时用户需要有服务器发放的智能卡,用户才能通过认证。但是在这样的过程中,智能卡只对服务器的身份进行验证,并没有对服务平台的安全性进行验证,不能完全保证服务器的安全状态,有可能造成用户个人隐私被泄露的问题。因此,身份验证中应该双向的,验证要完整。

2.2安全问题

在云计算中,我们应该充分保证数据在传输过程中不被非法分子破译与获取,其次,需要对用户上传到云环境中的应用程序和数据进行加密存储,确保数据在计算与运行中的安全。数据信息的加密与解密是对数据安全的保证,其中非对称的加密算法安全性比较高,但是在加密与解密过程中数据处理速度慢,只能局限于少量数据的加密,相反,对称数据加密算法效率高,原因在于对称密钥的存储问题上。由于加解密以及数字签名都需要相应的密钥来完成,因此使得密钥产生以及存储成为云环境中安全保障。

3数据传输与存储安全技术分析策略

3.1身份认证技术分析

对于云计算中的身份认证技术问题,首先,需要在云服务器中引入安全芯片,其中,安全芯片的主要功能就是能够为用户提供密码功能,增加用户身份认证的稳定性;其次,用户在获取智能卡之后,由云服务器生成AIK密钥,此时云服务器向CA申请AIK证书。当用户向云服务器发送认证时,云服务器能够对用户相关信息进行验证,将AIK证书签名信息发送给用户,完成用户的基本要求。接下来,用户对AIK证书的有效性展开CA验证, 主要利用AIK公钥验证数据真实性,并根据日志来确定平台的可信性。以上过程中就完成了用户与云服务器的双向认证。

3.2安全问题技术分析

用户上传数据之前会对数据加密,在安全模型中,每一个应用程序都能生成一对RSA非对称密钥PKAPP/SKapp,还能生成一个对称密钥AES。最初用户需要向虚拟机管理器提交程序注册请求。然后,用户通过模型提供的加密工具对程序和数据文件进行对称密钥与不对称加密,并将加密处理的文件传送到服务器的终端。

在这样的过程中,最重要的是对密钥的存储。其中提高用户信息安全的有效措施就是将用户的私钥存储在智能卡中,保证用户信息不被他人窃取;另外,用户的私钥、应用程序都保存在VMM内存中,这一模块的内存不能被OS以及应用程序访问, 提高密钥存储的安全性能。此外,云服务器具有备份数据的功能, 在云计算中,合法或者非法的数据复制不能对数据安全造成威胁。

3.3系统的可行性分析

3.3.1抗攻击性

云端用户数据登录过程中,用户向云服务器发送消息,信息内容中包含时间截T1,其中,时间截的有效利用是避免攻击产生的有效措施。然后,在可信云服务器发送命令,并加入命令版本号,用户能够自动生成维护命令的128位增加数版本。

3.3.2抗云内部人员攻击

在用户注册的过程中,h(PW+n)来代替PW向云服务器提交信息,云服务器的内部人员不能直接得到用户的密码。此时用户产生的随机数n并没有泄露给云服务器,内部人员不能对h(PW+n)进行攻击,信息在云端进行传输时都是以加密形式存在,不会被交换到磁盘或者设备中。

3.3.3抗服务攻击

在用户登录过程中,用户需要云服务器提供的智能卡,只有在输入用户名和密码之后,用户才能对服务器身份进行验证,并能对平台进行访问,如果攻击者不能通过相关的账号验证,那么将不能发动服务攻击。

3.3.4抗假信息攻击

如果攻击者占据两台服务器,其中真假各半,那么他将会利用不可信的服务器欺骗用户,并发动攻击。在系统中,云服务器利用AIK私钥对PCRS进行签名,如果攻击者没有可信平台私钥, 则不能完成签名操作。

4结论

综上所述,随着科技不断发展,人们对云用户以及云服务器交互的实际应用,提出了数据传输和存储安全方向的问题。本文结合云计算的功能特点,对数据传输以及存储安全做出了有针对性的问题解决,并提出了数据传输以及存储安全所采用的关键技术。云用户与服务器在交互数据前,需要相互验证身份,才能得到通信密钥,以此来保证数据传输安全。

参考文献

[1]毛宇.面向移动云计算的数据安全保护技术研究[D].广东工业大学,2013.

[2]余琦.云计算环境下数据安全多维防护体系的研究与设计[D].广东工业大学,2013.

[3]曾文英.面向移动环境的数据存储管理方法关键技术研究[D].华南理工大学,2011.

[4]刘邵星.云计算中数据安全关键技术的研究[D].青岛科技大学,2014.

[5]陆宏亮.移动云环境下基于终端上下文信息的数据保护研究[D].国防科学技术大学,2011.

医学影像存储与传输系统的研究 篇2

信息技术是现代文明的基础, 信息技术的发展直接影响着社会生产力和综合国力的变化, 在医学图像管理领域, 传统的、基于胶片的影像管理资料是一种集中式管理模式, 住院病人的影像资料一般保存在科室, 出院后交由病人自己保存。此方式低效、不易统一管理, 已经成为阻碍医院信息一体化的重要瓶颈之一。而计算机技术和通信技术的迅猛发展, 为医学图像的数字化采集、存储、管理、处理、传输及有效利用提供数字技术基础已成为现实。

医学影像存储与传输系统PACS系统是放射学、影像医学、数字化图像技术、计算机技术及通信技术的集合;他将图像资料转化为计算机数字形式, 通过高速计算设备及通信网络, 完成对图像信息的采集、存储、管理、处理及传输等功能, 使图像资料得以有效管理和充分利用。

1 PACS的数据标准DICOM

在PACS的研究过程中, 由于医疗设备厂家生产的不同, 造成与各种设备有关的医学图像存储格式、传输方式千差万别, 使得医学影像信息在不同系统、不同应用之间的交换受到严重阻碍。为此, 美国数字成像及通信标准委员会ACR-NEMA在参考其他相关国际标准的基础上, 联合推出了医学数字图像存储于通信标准, 即DICOM标准, 并发展成为医学影像学领域的国际通用标准。

DICOM标准具有良好的扩展性。该标准由多部分构成, 可以单独对某部分进行扩充。经过不断改进, 现在已发展到了DICOM3.0标准, 主要由16部分构成。

2 PACS与HIS的融合

医院信息管理系统 (hospital information system, RIS) 广泛使用HL7标准, 而PACS系统将DICOM3.0作为图像文件标准, 因此, 采集计算机需要先把成像设备获得的图像文件编码成标准图像文件, 然后存储到PACS图像数据库中。

1) HL7

HL7 (health level seven) 是医疗信息交换标准, 由信息、信息段、字段和表等4部分构成, 在OSI模式中属于最高层即应用层。HL7的宗旨是开发和研制医院数据信息传输协议及标准, 规范临床医学和管理信息格式, 降低医院信息系统互连的成本。随着HL7应用的日益广泛, 完全可以做到医院信息系统 (HIS) 和医用仪器及设备之间数据的无障碍交换。

具体方案是:

(1) HIS发送待检查的病人信息, 接收到信息后进行待诊病人的查询;

(2) 录入病人相关信息, 保存到放射信息管理系统 (RIS) 数据库中, 并将收费信息以HL7的方式发送到HL7服务器, 由HIS对数据进行处理;

(3) 在医生诊断完报告后, 将诊断信息保存到RIS数据库中, 并将诊断信息以HL7的方式发送到HL7的服务器, 由HIS对数据进行处理。

2) 非标准图像的采集和转换

临床医学图像包括静止图像和运动图像。静止图像又分为符合DICOM3.0标准的数字数据、非标准的数字数据和非标准数字数据 (如胶片) 三类。对于符合DICOM3.0标准的数字图像, 可直接与采集计算机相连。对于非标准数字数据, 则设计者需要获得设备生产厂商关于数据结构和接口协议的详细说明, 将接收到的非标准数据转化为标准数据, 才能设计应用软件。对于胶片这类非数字图像, 可以使用专用扫描仪直接得到数字图像, 或者用摄像头获得模拟输出, 然后用帧捕捉的方式将其转换成数字图像。

4 系统流程

系统采用集中管理模式, 有一个功能强大的中央管理系统及中央影像储存系统服务于有PACS设备和影像, 提供集中、全面的系统运行和管理服务, 大大提高了系统的集成性、安全性和稳定性[1]。

(1) 预约登记信息输入:

临床医师在其工作站上提出检查申请;门诊收费或住院部护士工作站进行医嘱确认。病人信息一经录用, 其他工作站可直接从系统数据库检查申请预约登记中自动提取, 无需重新录入。

(2) 采集影像:

将电子申请单送到影像设备, 直接采集影像, 自动转发至影像中心服务器;若设备不支持WORKLIST的DICOM设备, 可通过分诊台自动获取电子申请单中的信息, 由设备操作人员手动录入到DICOM设备的图像工作站中, 然后采集影像, 自动转发至影像中心服务器。

(3) 发送、处理影像:

自动将影像转发至影像中心服务器, 使用系统中图像处理功能, 对图像进行处理、存储、打印。

(4) 书写诊断报告:

初级医师在诊断工作站阅片并书写诊断报告, 在此过程中, 可获得HIS中病人病历、医嘱、检查结果等信息。确认报告后, 高级医师阅片、审核报告并打印或发送至临床科室。

5 结束语

如何管理占据医院信息量80%以上的医疗影像信息是实现医院信息化的重要问题。PACS可实现医院内所有影像设备乃至不同医院影像之间的相互操作, 未来也可根据所形成的区域PACS组建本地区、跨地区广域网的PACS网路, 实现全社会医学影像资源的共享。

摘要：医学影像存储与传输系统 (PACS) 综合运用了放射学、影像医学、数字化图像技术、计算机技术及通信技术, 快速、准确、实时提供有效的医学图像综合信息。本文阐述了PACS数据传送标准, 进一步研究了PACS和HIS的数据融合, 从而实现了PACS系统的整体工作流程。

关键词：PACS,DICOM,HL7

参考文献

[1]殷亚萍.医学影像存档与通信系统的分析研究[J].计算机与网络, 2008 (14) :61-62.

[2]赵贵军, 张大波.PACS系统中的DICOM标准概述[J].微计算机, 2006 (16) :296-298.

传输与存储 篇3

1研究背景

某硬件测试平台如图1所示,主要由上位机、 EZ - USB FX2、FPGA以及3片NORFLASH构成。其中,作为主控制器的FPGA选用了Xilinx Virtex - 6系列的XC6VLX130T芯片。USB芯片选用了Cypress公司的CY7C68053芯片。NORFLAH存储则选用3片容量为2 Gbit由Micron公司生产的P30系列芯片,用于大容量调制数据的存储。高速数据缓存选用3片由Samsung公司生产容量为2 Gbit的DDR3芯片,用于缓存高速并行调制数据。3片AD9910工作于并行调制模式,用于产生3通道高速调制波形。PC机运行基于C#编写的上位机。

2SLAVEFIFO的FPGA接口设计

CY7C68053外部集成 的配置灵 活的大端 点FIFO[],如图2所示,能使数据在片上和片外高速传输,其具有以下特性: 利用CY7C68053 CPU的外部数据通路,直接与外部主控逻辑连接; “块FIFO”的结构保证了USB和FIFO之间数据的瞬时传输或提交; 具有多功能接口,SLAVE FIFO接口或GPIF接口、异步或同步时钟接口、外部或内部时钟等[]。这些端点FIFO可根据数据传输带宽的需要进行不同的配置,如双缓冲、三缓冲和四缓冲等。其中,双缓冲是指一个缓冲区用于USB数据的缓冲,与此同时,外部控制器可操作同一端点的另一个缓冲区。

图3表示了CY7C68053的SLAVE FIFO接口以及与FPGA的连接示意图,其中EP2、EP4、EP6和EP8均可作为输 入或输出 端点进行 数据的传 输。其中, FLAGS为FIFO的标志引脚,用于报告FIFO的状态, 如“满”和“空”状态。SLOE、SLRD、SLWR、PKTEND、 和FIFOADR[1∶ 0]为控制引脚,分别表示FD输出使能、读端点FIFO、写端点FIFO、IN包发送控制和端点FIFO选择控制。IFCLK为时钟接口。

根据系统需求,CY7C68053的固件程序采用同步读写操作,将EP2设置为输出端点,512 Byte双倍缓冲,总线宽度16 bit; 将EP6设置为输入端点,512 Byte双倍缓冲,总线宽度16 bit; 采用内部IFCLK时钟。SLAVE FIFO的读写操作时序如图4所示。在写时序中,在SLWR有效的下一个时钟上升沿,数据锁存至SLAVE FIFO,完成数据的写入。在读时序中,SLOE有效后,SLAVE FIFO中的第一个数据被读出,此后使能SLRD依次读出SLAVE FIFO中的其他数据。为简化设计,SLOE和SLRD可同时使能,完成数据的读出。

3NORFLASH控制器的设计与实现

P30系列是Micron公司最新 一代的65纳米FLASH芯片,有64 Mbit到2 Gbit的可选存储容 量。 在本设计中,使用了P30系列中的PC28F00BP30EF芯片,存储容量2 Gbit,采用512 Byte缓冲编程模式对NORFLASH进行写入 操作,按页读取 的模式读 取NORFLASH中的数据[]。PC28F00BP30EF的主要设备控制信号如图5所示。

其中,A表示27位地址总线; DQ为16位设备数据总线; CLK、CE、ADV、OE、WE、WP和WAIT分别表示同步时钟输入、片选、地址锁存、输出使能、写使能、写保护和输出数据有效信号。PC28F00BP30EF提供了完备的命令用户接口( CUI) ,用户只需将操作命令写入CUI,由片上写状态机( WSM) 对所有的擦除和编程算法进行处理,即可对设备进行擦除以及读写操作。

表1给出了部分操作命令编码及其总线周期,其中,SRD表示状态寄存器( SR) 的数据,用于显示设备当前的忙或准备状态,以及用户操作遇到的错误信息等; N表示缓冲编程模式中缓冲器的大小,N≤512 Byte。

根据NORFLASH读写时序进行状态机设计的关键在于,对各个操作信号的保持建立时间进行有效的控制。NORFLASH的写时序如图6所示,WE#在上升沿锁存地址和数据。WE # 有效的最小保持时间为50 ns,到WE#升高,数据和地址总线需要至少50 ns的建立时间。异步页读时序如图7所示,ADV#锁存页初始地址所需的保持时间至少10 ns,地址锁存后,数据写入片内缓冲区最多需要105 ns,之后累加变化地址后4位即可依次读取16 Byte数据。

根据上文对于SLAVE FIFO和NORFLASH操作时序的描述,本文基于Verilog HDL硬件描述语言[9], 采用时序状态机实现了大容量调制数据的存储和传输,如图8所示。由于对NORFLASH的操作,需要频繁地向CUI写入命令,故将状态机中所有需要向CUI写入命令的状态复用为“WRFSH”状态,以达到简化设计和提高状态机效率的目的。同样,用于读取SR来判断设备状态的“RDSR”状态也采用了相同的设计方法。

状态机工作流程分为读和写两个进程。在读NORFLASH进程中。首先,在“RDFSH”状态中向CUI写入读阵列命令( 0XFF) ; 然后,状态机在“LATCHADDR”状态中锁存页初始地址; 最终由“OUTPUTDATA”状态输出读取数 据。在写NORFLASH进程中。首先,在 “UNLOCK”状态中对将要进行擦写的存储空间进行解锁操作,需要注意的是,此时WP#需要保持无效状态; 然后,在“ERASE ”状态中向CUI写入擦除 命令 ( 0X20) 和擦除确认命令( 0XD0) ,接下来,在“RDSR” 状态中判 断擦除是 否成功,若擦除成 功,由 “EP2STATE”状态判断SLAVE FIFO的状态标志; 最终,由“BUFFERPRO”状态和“WRBUFFER”状态配合, 将SLAVE FIFO中的数据采用缓冲编程的方式写入NORFLASH中,至此整个擦写过程结束。在擦除和缓冲编程的命令写入CUI后,NORFLASH内部状态机进行相关算法的操作,文中只需检测SR即可判断擦除或编程是否成功或失败,若失败则需根据SR的值判断失败的原因,并反馈给系统。

由于系统需要,设计将每片NORFLASH进行了存储空间的划分,每片划分为16段。因此,本文设计的控制模块除了SLAVE FIFO和NORFLASH的地址、控制和数据接口,还给顶层模块预留了段地址输入接口、 操作模式选择输入接口,方便顶层模块对NORFLASH和SLAVE FIFO之间的数据传输进行控制,如图所示, 大幅提高了系统的灵活性和可操作性。

4测试与分析

将工程文件添加至Xilinx ISE 14. 4中进行综合实现,并生成Bit文件下载至FPGA,利用在线调试工具Chip Scope进行信号的抓 取验证,其中采样时 钟采用CY7C68053输出的48 MHz时钟。本文进行了两种数据传输模式的测试: NORFLASH的写入测试,如图9所示; NORFLASH数据的读取验证,如图10所示。

在图9数据写入过程中,状态机向CUI写入0XE8和01FF后,NORFLASH进入缓冲编程模式,状态机控制SLOE( SLRD) 信号拉低,读取SLAVE FIFO中的数据,配合WE#信号,锁存地址和数据,缓冲区被写满 ( 512 Byte) 后,写入缓冲编程确认命令0XD0,NORFLASH内部状态机开始运行编程算法将512 Byte的数据写入NORFLASH中,状态机检测SR的值判断编程是否结束。如此反复,直至NORFLASH被写满。

在状态机的设计中,采用计数器对保持时间和建立时间进行控制。本设计中,WE#信号有效的保持时间、以及数据和地址到WE#信号上升沿的保持时间, 均为3个时钟周期62. 5 ns,大于NORFLASH所需的至少50 ns,从图中可看出,建立时间和保持时间均满足要求,数据被正常写入。

在图10数据读出过程中,状态机控制ADV#锁存页初始地址后,地址依次累加输出16字页数据,同时控制SLWR信号,将读出的数据写入SLAVE FIFO中。 如此反复,直至读取完NORFLASH所有地址的数据。

在异步按页读取的过程中,ADV#有效时的保持时间至少要为10 ns,才能锁存地址; 在地址锁存后,页数据在NORFLASH中被读出并缓存至内部缓冲区,该过程最长需要105 ns。从图中可看出,ADV#的保持时间显然大于10 ns,为保证设计的可靠性,在本设计的状态机中将等待页数据缓冲完毕的时间设置为6个时钟周期125 ns。从图中可看出,数据顺利读出。

从图9和图10中可看出,控制信号完 全符合SLAVE FIFO和NORFLASH对时序的要求。经过多次测试,NORFLASH的写入速度可达36. 5 MB /min,读出速度160 MB /min,传输速率完全符合系统需求。上位机将读取的数据与源数据进行比对,比对结果数据完全一致,表明状态机工作正常且稳定可靠。

5结束语

根据实际的工程需要,基于NORFLASH解决了在AD9910并行调制模式中,大容量相位、频率和幅度调制数据的存储和传输问题。通过对SLAVE FIFO和NORFLASH的介绍,基于FPGA设计了控 制SLAVE FIFO和NORFLASH数据双向传输的状态机,经过多次测试状态机工作稳定可靠。测试结果证明了该数据传输状态机的可行性,且因其用户接口简单,具有较好的可移植性,目前已应用于工程实践中。

摘要：针对在高速调制波形产生过程中大容量调制数据传输和存储的问题,提出了基于Virtex-6 FPGA采用USB设备和NORFLASH进行大容量数据传输与存储的设计方案。采用Verilog HDL硬件描述语言设计了SLAVE FIFO控制接口,以及NORFLASH擦写、读取控制器,实现了USB设备与NORFLASH之间6 Gbits的大容量数据的存储和回放验证。硬件测试结果表明,所设计的控制器工作稳定可靠,且具有较好的可移植性。

传输与存储 篇4

随着现代医学的发展, 医院诊疗工作越来越多地依赖现代化的检查结果。像X光检查、CT、MRI、超声、胃肠镜、血管造影等影像学检查的应用越来越普遍。在传统的医学影像系统中, 影像的存储介质是胶片、磁带等, 其耗材成本支出高, 存放、查找、借阅难, 且由于信息资源不能共享, 难以避免病人重复检查等问题, 使得病人检查费用居高不下。因此, 传统的医学影像管理已经无法适应新型医疗卫生服务的要求, 采用数字化影像管理方法来解决这些问题已迫在眉睫。目前, 虽然有部分医院已经开始对医疗影像的数字化管理, 在医院内部实现了这些资源的共享, 但跨院间的信息共享尚不能实现。

鉴于此, 区域PACS平台的业务建设将紧紧围绕“完善公共卫生和医疗服务体系、合理配置医疗卫生资源”的重点进行, 预期本项目实施后, 将达到以下效果:

从社会角度, 通过实现对医学影像检查设备资源的合理配置、整合与共享, 从而节省医疗资源的重复设置, 减少医疗设备投资浪费。通过率先在联网医院的范围内建立区域内居民“以人为本”的诊疗信息资料库, 为将来实现区域医疗信息化打下基础。另外, 通过减少对传统影像胶片的使用, 从而降低对环境的污染。

从病人角度, 实现在某一家医院进行过检验检查后, 即可在联网范围内的其它医院调阅到相关的影像图像和报告。从而避免病人在多家医院的重复检验检查, 降低医疗费用支出负担, 缓解“看病难、看病贵”矛盾。通过诊疗信息的交换共享, 方便就医者在某医院内以及联网医院范围跨医院的诊疗。

从临床医生角度, 实现对病人历史诊疗资料、医学影像检查资料的跨院调阅, 便于掌握病人病历和诊疗的整体情况, 为提高医疗服务的质量创造条件, 减少误诊或错诊的可能性。此外, 通过整体上把握病人的病史资料, 从而方便了对疑难病症实现专家会诊、实现对医学科学专题研究等提供有效信息和有利手段。

区域医疗信息交换共享在国内外受到了普遍关注, 国内各地纷纷出台了相应的建设项目和计划方案。国际上一些基于IHE解决方案的项目已经或者正在进行中, 从技术架构上理解这些项目对我国区域医疗信息共享交换有重要意义。

基于区域医疗共享的PACS用于将患者分布在各级医院中的诊疗信息、检验检查结果和医学影像进行基于国际IHE规范的共享交换和协同医疗。通过构造区域内部的医学影像信息交换平台, 以实现区域内医院的医学影像资源的共享与整合。此平台是卫生主管部门推动双向转诊和远程医疗的关键技术辅助手段, 可以有效地避免患者重复检查, 远程诊断咨询或者远程会诊, 远程教学和医学继续教育, 区域内部医学影像资源共享或者医院内部PACS系统的互联互通, 远程医学影像质量控制等。

该系统的研发和推广使用, 可以很大提高医院医疗技术水平, 实现高档设备, 优质医疗资源等信息共享和远程诊断等, 同时也会产生很大的社会效益和经济效益。

2 系统总体设计

根据影像图像和报告数据交换的特点及其功能需求, 影像数据中心系统架构设计遵循以下原则:

开放性。可与各医院异构PACS系统集成互联通信;可逐步将各级医院的影像纳入进行存储管理和应用。

标准化。遵循国际医疗影像信息共享技术架构框架文件IHE XDS–I;遵循医学影像通信标准D ICOM和其它相关医疗标准 (如HL7等) ;支持常用各类DICOM图像的共享交换和相应的通信传输语法。

可管理性。具有对所有共享影像进行中心注册管理功能;能对所有图像进行集中式存储备份。

安全性。在图像提交、传输和查询中提供数据私密性和完整性保护;符合DICOM有关数据通信安全性和使用可追踪性要求;系统具有容灾设计和快速灾难恢复能力。

根据以上原则, 通过研究集中分布系统架构具有的诸多优点, 完全适合区域共享的需求。采用集中分布系统架构能够:

(1) 集中与分布式相结合的架构, 合理利用了已有的医院资源, 同时又增加了数据的获取渠道, 平衡利用有限网络带宽资源;

(2) 影像数据中心系统的中心节点和医院节点自动互为备援数据在医院和中心异地备份;

(3) 在医院前置机正常工作的前提下, 整体架构将为分布式。

医院间共享数据尤其是医学影像的共享成为越来越迫切的需求。如图1所示, 显示了医学影像共享的一般需求:

影像仪器端传入各医院端PACS服务器中, 经过医院端前置服务器对影像进行数据匹配后, 定时通过DICOM通讯方式传到医学影像数据中心PACS应用服务器。中心端PACS应用服务器在收到影像资料的同时在数据库服务器中建立对应影像数据的索引, 在索引服务器中建立病人影像检查的索引。因此本共享系统主要分为中心PACS服务系统, 医院PACS系统, 和工作站系统。

(1) 区域PACS数据中心。建立一个影像数据中心, 连接区域内所有医院, 用于存储病人在就诊过程中所产生的所有文字信息和影像, 存储设备部署在中心医院。各医院生产的数据存储在本地, 同时, 为影像数据中心提供一个备份数据。

(2) 区域PACS信息共享与交换平台。建立一个区域PACS信息共享与交换平台, 采用Web方式发布到各个医院临床工作站, 可以与医院HIS或电子病历系统进行嵌入式集成, 方便医护人员使用。在该平台上, 医生可以完成会诊和转诊业务。同时, 也可以借助此平台实现患者在各医院之间的影像信息共享和调阅。

(3) 应用系统及接口。遵循IHE技术框架, 采用国际标准的HL7接口和DICOM接口与各相关系统进行通讯。区域PACS信息交换平台可支持多个接口组的方式, 每个接口组按照医院数据量的大小来确定连接一家或者多家医院, 避免由于数据量过大而对接口吞吐量造成影响。

建立影像业务患者个人唯一索引机制, 进而建立患者病案资料档案库。

(4) 共享流程

(1) 医院C工作站向数据中心搜索A医院PACS系统的病人数据;

(2) 中心服务器返回确认数据可用, 并返回数据列表;

(3) 医院C工作站根据列表直接请求A医院PACS系统取回病人的医学影像、报告等。

3 系统功能

3.1 中心PACS服务系统

中心PACS服务系统是区域共享系统的关键, 负责存储各医院PACS系统信息, 经过用户认证的医院工作站客户端可以通过WCF服务取得可访问的各医院PACS系统信息, 直接访问获取远程数据列表和DICOM影像。中心服务系统包括系统数据库信息管理、医院信息增删改管理、访问量统计、访问控制、用户认证、远程WCF获取访问量、WCF获取访问列表信息。中心PACS服务系统的层次方框图如图2所示。

3.2 医院PACS系统

医院PACS系统管理和存储了医院服务器的全局信息, 包括了设备管理、网关管理、工作站管理、用户管理、系统信息管理、DICOM上传请求监听、DICOM下载请求监听等。可以医院内部独立使用, 必要时与外部医院进行图像传输。

3.3 医生工作站系统

工作站系统是医生终端使用, 它提供了:DICOM影像获取模块, 主要有读取本地DICOM列表、读取远程DICOM列表、获取可访问医院列表、远程下载DICOM影像等功能;DICOM影像操作模块, 主要有图像旋转、图像放大、图像测量、图像灰度调节、图像亮度调节、放置各种标签等功能;诊断报告编写模块, 包括获取编写模板、保存报告到数据库等功能;工作站信息管理模块, 包括了各种模板管理 (如报告词条、报告标题、检查方法的管理) 、工作站系统配置 (如修改密码、数据库配置) 等功能。

3.4 主要功能模块

(1) 医院PACS信息管理模块

此模块是中心服务系统提供的进行各医院服务器信息的管理, 加入局域网共享的医院需要在这个中心服务器中登记, 增删改操作正确完整后点击保存按钮将一次性保存到数据库中, 并触发添加访问权限和记录访问量, 减少与数据库的交互。

(2) 医院访问控制模块

此模块主要实现各医院之间的访问控制, 通过设置访问权可以控制对其他医院是否可见, 从而实现访问控制。

(3) 设备管理模块

此模块是医院PACS系统提供对医院内各个相关网络设备的管理, 可以设置医院内网关、各科室影像上传设备、医生终端工作站等。

(4) DICOM请求侦听模块

DICOM请求侦听模块的设计使用DICOM标准中的SCP、SCU两个服务, 其中SCP是服务提供者, SCU是服务使用者。在模块设计中, 所要做的是在需要对远程图像进行获取的时候, 开启SCU服务, 查询远程服务端是否开启服务并进行验证, 验证成功后才发送接收图像的C-GET请求。而在需要将文件传输至远程客户端的时候, 则需要开启SCP服务来为远程客户端提供传输服务。接收的图像将存在本地指定目录中, 以方便医生的查看和诊断。

(5) DICOM列表获取模块

医生工作站可以获取本地DICOM影像列表, 和本医院可访问的其他医院的DICOM影像列表, 下载远程DICOM影像列表将调用中心服务器提供的WCF服务, 获取的可访问医院列表中包含了远程下载该医院DICOM影像列表的信息。

(6) DICOM远程下载模块

医生工作站可以通过SCP、SCU服务向医院PACS系统提供的DICOM图像进行远程接收。接收的图像将存在本地指定目录中, 以方便医生的查看和诊断。

(7) DICOM影像操作模块

此模块是医生工作端提供对图像处理以方便医生对图像进行更细致的查看和诊断, 其中包括了图像旋转、图像放大、图像锐化、测量长度、测量角度、调节灰度、放置各类标签, 以及设置显示窗口的数量。

(8) 诊断报告编辑模块

此模块是医生工作端提供医生对患者报告进行浏览、编写的功能。报告是医生对患者病情的描述, 是对患者诊断的重要依据。医生可以在允许的情况下下载患者在其他医院的诊断报告, 如果是在本医院的新检查, 可以编写对患者此次检查的报告, 以记录病情以及提供其他医院的医生查看。并且模块提供了各类报告编写模板, 增加医生工作效率, 医生也可以保存自己的模板。

4 结束语

笔者采用集中与分布式相结合的架构, 合理利用了已有的医院资源, 同时又增加了数据的获取渠道, 平衡利用有限网络带宽资源, 较好的解决了共享的问题, 在实际应用中取得了较好的效果。

参考文献

[1]石琳.以SOAP协议为基础的Web Service安全机制分析[J].科技致富向导, 2011, (30) .

[2]吕海燕, 李华伟, 车晓伟, 王丽娜.数据元注册方法研究与应用[J].电子设计工程, 2011, (19) .

[3]张冰波, 宋荣华.基于Web services的分布式信息检索机制的研究[J].软件导刊, 2011, (7) .

[4]罗爱静, 平静波.区域卫生信息化建设探讨[J].医学与哲学 (人文社会医学版) , 2011, (7) .

[5]伍枫, 胥悦雷.基于UDDI的服务注册中心的研究与优化[J].现代电子技术, 2011, (12) .

[6]李维, 陈祁.基于IHE PIX的MPI研究及其在医院的应用分析[J].医疗卫生装备, 2011, (6) .

[7]马文虎, 刘友华, 翟油华.基于IHE的医学影像信息系统集成研究与实现[J].信息技术与信息化, 2011, (2) .

[8]刘俊梅.医院信息系统的现状及其发展趋势[J].解放军护理杂志, 2011, (7) .

[9]宇文姝丽, 杨小平.电子病历存储模式研究[J].医学信息学杂志, 2011, (3) .

传输与存储 篇5

1 医院影像存储与传输系统 (PACS)

1.1 医院影像存储与传输系统简介 (PACS)

影像存储与传输系统 (PACS) 主要包括放射科、B超室、内镜室、病理科等在内的所有影像设备全部联网, 是实现数字化医院发展的一个重要的环节。该系统能实现医技科室数字化存储, 能比较快捷地存储、检索、显示、处理与复制图像, 从而节约了存储的空间, 降低成像成本, 进一步实现了图像资源的共享, 丰富了医师的诊断信息。PACS系统分为三个工作站, 包括CT、DR影像诊断;常规X影像诊断;高分辨灰阶显示等。 (1) 患者详细信息查询。在医院中该系统的使用者可根据多种条件的关键词对患者的信息查询。 (2) 图像显示方式及处理:该系统可以共同操作单个或者多个图像, 可对图像共同显示、放大、缩小以及漫游, 还可以对图像的拷贝、快速传递、同步显示、诊断报告以及多角度观察诊断进行管理。 (3) 诊断报告书写:该系统可文图一体化打印输出, 在实际工作过程中不断积累报告模板, 能提高书写报告的速度。 (4) 视频采集系统可采集模拟B超、内镜等支持模拟信号输出的设备的原始图像。并将原始图像格式转成为DICOM3.0, 在各科终端服务器上可直接观看图像和诊断报告, 免除胶片拷贝, 为医师提供标准的诊断报告格式, 方便医师快捷地书写规范的诊断报告, 让临床医师在最短的时间内得到影像资料[2]。

2 医院信息系统 (HIS)

医院信息系统 (HIS) 简介:我们医院信息系统 (HIS) 建立于2002年8月, 医院信息系统 (HIS) 采用的是星型网络拓扑结构。网络操作系统医院采用的是Windows2000和SQL Server2000, 客户端则都采用WindowsXP以上操作系统。目前。全院有3台Lenovo服务器以及100台左右的客户端。其应用软件主要包括三大模块: (1) 以经济信息管理为主的模块; (2) 以医疗信息管理为主的模块; (3) 以行政、后勤、设备管理为主的模块

以下是医院信息 (HIS) 系统与医技科室影像存储与传输 (PACS) 系统的主要功能[3]: (1) 预约登记; (2) 多功能查询; (3) 统计和分析。

3 实现PACS和HIS系统的融合

影像中心登记工作站通过输入患者的编号直接从HIS系统中调出患者的信息;临床科室等影像中心以外的科室通过融合在HIS系统中的PACS部分功能模块或者使用单独的PACS浏览端程序可以直接从PACS系统调出图像、报告等信息。

3.1

医院的HIS系统是专门提供患者信息的, 是由放射科内部统一医学影像学编号的, 申请录入后的患者信息会自动与数字化影像整合, 自动形成未完成的工作任务列表, 医师将会利用HIS与PACS对影像进行数字化阅片、诊断从而完成PACS和HIS的真正无缝融合, 实现医院范围内医学影像图像共享, 临床科室直接通过普通PC机以Web方式来查阅患者影像以和检验报告, 进一步缩短了诊断时间, 且节省了胶片用量[4]。

3.2 患者信息的综合查询系统

利用查询系统所提供的关键字来检索患者的信息, 非常方便且快捷。其中关键字包括患者的姓名, 年龄, 性别, 编号, 疾病的名称等等。这个系统还可以显示个人和科室任意一个时间段里的工作的量以及经济效益等等。

3.3 光盘存档系统

将系统里面存的图像数据刻到DVD或者是CD (650M) 的光盘里面, 这样就能够使图像的原始数据得到永久的保存。每一个盘的容量可以存差不多2500幅512×512矩形图的这样一个图像的数据。服务中心留一份已经刻录好的光盘备用, 各个科室保存一个和自己专业相关的光盘, 以方便查阅相关资料。

4 对比分析

传统工作模式需要经过医师开处方-药房划价-收费处记账收费-医技科室做相应的检查的程序, 如果因机器损耗或不能正常给患者做检查, 则检查处方要退回科室及收费处退费, 工作繁琐, 甚至可能影响医师对患者的正确诊断及治疗。PACS实施运行后, 取得了明显的成效。费用节约可观, 减少了胶片的消耗, 缩短了患者在医院的滞留时间, 从检查到出结果仅需十几分钟, 极大的提高了工作效率。建立高效率、无胶片化的PACS, 已经成为医技科室和临床各科广泛关注的热点[5]。

4.1 急诊影像检查等待时间

医院影像存储与传输系统建成以后, 急诊影像检查总计等待时间平均值比以往减少了64%, 建成以后的等待时间平均为22min, 由此可见, PACS系统减少了急诊患者的等待时间, 对急诊患者治疗具有重要意义。

4.2 数据信息的保存

医院影像存储与传输系统信息的保存率超过90%, 信息软片保存率为100% (图像信息) , 质量控制信息为100% (QC) , 可查询比率 (胶片所放位置) 99.9%。

4.3 胶片用量和图像检索

节省的胶片是82%, 用手工来操作胶片查询的话, 用的时间大概是半个小时, 但是PACS建成以后呢, 查询的时间不到30s, 提高了大概95%的效率。

4.4 统计分析

逐一对工作的数量、检查的费用以及疾病等几种报表来进行统计, 用手工统计的话时间大概是380min, 填写表格和制作表格总用需要65min, 计算机来处理并打印出来, 只需要25分钟, 统计的速度是手工来操作的20倍, 统计的量越大, 速度的差异就越发的明显。

5 结论

医院PACS系统在医院影像存储与传输系统中结合HIS系统的应用, 减少了胶片的消耗, 缩短了患者在医院的滞留时间, 规范了医院流程, 带来了明显的经济效益。信息网络系统在我院的建设和落成, 更为完整的展现了医院各科室的工作流程。信息网络系统的组建体现出三个优点: (1) 提高了医院服务的标准和质量, 使医院的管理制度大大完善。 (2) PACS与HIS等系统趋于完善, 数字化医院 (E-Hospital) 的创建会在不久的将来得以实现。 (3) 为医院的长远发展打好基础, 促进医院的数字化发展[6,7]。

参考文献

[1]姬玉莎, 姬烨, 石立力.数字化医院的就医模式的现状与发展[J].当代医学, 2007 (1) :43-44.

[2]罗敏, 王小林, 罗松, 等.图像存储及传输系统综合布线和网络系统的设计[J].中华放射学杂志, 2002, 36 (8) :493-497.

[3]梁珂.利用计算机网络技术持续改进医疗质量[J].中国数字医学, 2007, 2 (11) :21-22.

[4]李贵祥, 王放.HlS和PACS的融合方法[J].北京生物医学工程, 2004, 23 (3) :212-214.

[5]黎伟强.信息系统促进医院管理和效益提高[J].医学信息学, 2006 (19) :276.

[6]刘长生, 盂松.医院信息系统 (HlS) 和PACS[J].电脑知识与技术, 2004 (5) :94-96.

基于邮件传输协议的远程存储系统 篇6

关键词：远程存储,SMTP,POP3,多线程

随着信息化进程的快速推进,许多重要的数据要求在整个信息系统中实现共享或备份。所以远程存储系统市场需求越来越大。传统远程存储系统性价比低。本文提出的基于SMTP和POP3协议的远程存储系统能够使系统成本降到最低。此种系统利用互联网上广大的免费邮件服务器作为的主要的数据存储载体,结合数据分割、压缩算法,通过SMTP和POP3邮件传送协议,将数据以电子邮件的方式分散存储于不同的电子邮件服务器中。

这种以电子邮件服务器为基础的远程存储系统采用C/S模式,分为客户机和服务器两个层次,客户机为用户使用的个人计算机,只需具备互联网连接能力,服务器无需专门配置,利用互联网络中任何可正常通过SMTP和POP3协议访问的邮件服务器作为系统服务器。

系统的工作过程主要分上传和下载两个过程。上传过程中,客户端首先获得本地要上传的目录文件列表,将该列表加入到远程虚拟目录结构中,然后对本地每个文件分割为小数据块,并记录下其在虚拟目录结构中的对应位置。随后数据块通过SMTP线程上传至服务器,为加快数据传输速度,需要同时启动多个发送线程连接服务器,最终文件就以多个邮件的形式存储在远程邮件服务器中。下载过程,客户端软件需要搜索服务器上的邮件信息列表,根据邮件主题或特定标志,对照参考本地已经下载的数据块,确定要下载的邮件,启动多个下载线程,获取邮件,然后从邮件中提取出数据块。下载同时要对已下载的数据块检测,如某个文件所有数据块均已经下载完毕,则需要将其合并重组,还原为文件,存入本地目录结构中。

由上面工作过程可见,最重要的一步是数据的分割重组,其必要性主要是因为SMTP协议中规定“文本行的最大长度,包括回车符和为透明性增加的字符不得超过1000个字符;接收缓冲区最多可以容纳100个接收者”,另外多线程发送可以把不同数据块同时传送到不同服务器上,这样可以提高效率和程序并行性。分割的大小太大,服务器将不接受;过小的数据块势必造成邮件服务器上邮件过多,从而降低了系统效率;另外,部分服务器还对服务器上一次所能POP得到的邮件数目做了限制,这也使得邮件不能太多,即数据块不能太小。通过实验程序多次模拟统计,将文件块大小限定在500KB左右是比较合适的。

采用压缩算法对数据块进行无损压缩可以使数据块变小,提高整个系统的工作效率。

系统采用多线程方式工作,由一个主线程,多个发送线程和接受线程。主线程负责用户交互、邮箱管理、数据分割重组等;接受线程通过POP3协议与POP3服务器建立连接,接受邮件,提取数据块;发送线程通过SMTP协议将包含有数据块的邮件发送到指定的邮箱。合理线程数量既能保证较快的下载速度,又不至于占用太多的内存和CPU资源。

实际应用表明,本系统可以做到屏蔽各个邮件服务器的差异,使用户像操作本地硬盘一样操作远程存储服务器上的数据文件,仅需一个客户端就可以实现可靠的数据远程备份,成本极低。但系统传输速度上由于受到复杂的用户网络环境的影响较大,能够满足小型部门或个人的需要。对譬如数据安全、数据冗余等问题还需要进一步的丰富和改进。

参考文献

[1]王月,贾卓生.网络存储技术的研究与应用[J].计算机技术与发展,2006(6):2～3.

[2]Robert Spalding[著],郭迅华,等[译].存储网络完全手册[M].北京:电子工业出版社,2004:93～97.

[3]周敬利,胡鸣,余胜生.网络存储性能改进的文件系统实现方法[J].小型微型计算机系统,2006(3):1～4.

[4]穆振海,唐建清.多线程在C++Builder中的实现[J].桂林航天工业高等专科学校学报,2004(1).

传输与存储 篇7

1 总体方案设计

在VSP存储系统中，测井数据由井下的采集节点传输给井上的采集站再通过有线网络传输给PC机。所得到的测井数据通过串口从PC机发送给FPGA，再由FLASH写控制器将测井数据写入FLASH，最后FLASH读控制器将烧写到FLASH中的数据读出并通过串口发送到PC机与原始测井数据进行比较。如图1所示。

系统以FPGA为核心，实现串口收发、FLASH的读、写、擦除操作以及整个系统的控制协调功能。首先PC机控制开关选择器产生FLASH擦除命令使能信号并通过擦除模块完成FLASH擦除操作。当PC机接收到测井数据并以字节形式完成串口数据的发送后，开关选择器启动UART接收模块和写模块将接收到的测井数据写入FLASH。为了检验烧写到FLASH中的测井数据是否正确，FLASH写模块将测井数据写入FLASH后，开关选择器启动读模块并将从FLASH读取到的测井数据通过UART发送模块发送给PC机。最后通过串口调试工具将接收到的测井数据与原始测井数据进行比较，以保证测井数据正确写入。

2 顶层模块方案设计

采用Cyclone IV系列FPGA[4,5]，以自顶向下的设计方法设计UART控制FLASH进行存储的顶层模块，顶层模块组要由波特率发生器模块、UART接收模块、UART发送模块和FLASH模块组成。如图2所示。

2.1 波特率发生器模块

波特率发生器实际上就是一个分频器[6]，它给发送模块和接收模块提供发送数据接和收数据的基准时钟，这里分别定义为sclk(9 600 bps)和rclk(16×9 600 bps)，波特率发生器产生的分频时钟rclk是sclk的16倍是为了在接收数据时能够精确地采样以提取异步的串行数据。由于FPGA的系统时钟为50 MHz,RS-232通信的波特率为9 600，即50×10[6]/9 600=5 208，故采用偶数分频得到sclk，由50×10[6]/9 600×16=325，故采用奇数分频得到rclk。仿真如图3所示。

2.2 发送模块

发送模块的功能实际上就是对并行数据的缓存并进行并/串转换，然后将数据输出。发送模块采用FSM的方法，状态转移图如图4所示。整个发送模块的状态机包括3个状态:idle、send和stop。idl为空闲状态，复位后发送模块就处于这一状态并不断检测起始信号。若检测到txd的跳变，则立即进入send状态。在send状态中按波特率依次发送帧数据且遵循帧格式为1位起始位、8位数据位和1停止位。然后进入stop状态检测停止位，等待一定时间后直接跳到idle状态。仿真发送数据01010101如图4所示。

2.3 接收模块

整个接收模块在其内部状态机的驱动下完成相应的逻辑功能，状态转移图如图6所示。复位后UART接收模块处于r＿start状态，在此状态下状态机等待rxd由逻辑1变为逻辑0的电平跳转从而判断UART数据帧的开始。检测到起始位后状态机转入r＿center状态，当检测到rxd由逻辑0变成逻辑1时进入r＿wait状态，在r＿wait状态保持信号值不变并等待记满16个采样时钟后判断8个有效比特是否发送完毕，如果是则转到r＿sample，否则，跳转回r＿wait状态并等待数据发送。r＿sample状态即数据位采样检测，完成后无条件转入r＿wait状态，仿真接收数据01010101如图7所示。

2.4 FLASH模块

2.4.1 FLASH读、写、擦除操作

Spansion公司的S29AL016D[7]芯片有70 ns和90 ns两个速度等级，可充分满足FPGA的工作时序要求。根据芯片的操作命令表和时序图通过编写FSM即可实现FLASH的读、写、擦除操作。FLASH存储器字节编程命令和整片擦除命令如表1、2所示。

FLASH写操作时序如图8所示，在PA(向待定的地址)中写入PD(待定的数据)时片选信号CE一直为低。FLASH存储器实现写操作需要4个总线周期并且每个总线周期占4个时钟周期。第一个时钟周期Addr和Data有效，第二时钟周期WE被拉低同时地址被锁存，第4个时钟周期WE被拉高，此时数据被锁存从而完成一个字节的写操作。当完成4个总线周期的写操作后，若检测到RYBY变低即可以将OE拉低进入读操作。

2.4.2 FLASH读、写、擦除的编程实现

对FLASH读、写和擦除操作就是按照规定的时序传送指令序列并查询相应的状态位从而判断FLASH内部执行指令的工作状态[8]，其状态转移图如图9所示。Flash空闲或上电时处于idle状态。当接收到有效的外部操作指令后，Flash状态机控制器进入判决状态并在判决状态中完成对外部操作指令的识别。然后对Flash进行相应的写、读和擦除操作，验证了依次向地址0h00004f中写、读和擦除数据0h0f，仿真如图10、图11、图12所示。

3 接口电路设计

FLASH是一种非易失型存储器，在VSP数据存储系统中采用Spansion公司的S29AL016D以帧数据格式存储测井数据，以便根据需要随时读取。该芯片具有存储容量大，速度快，功耗低，掉电后数据不丢失且可选择性进行8位或16位数据操作等优点。电路与PC机通过RS232串行接口链接并采用MAX3232对UART进行RS232的电平转换。在本系统设计中采用8位数据总线系统，FPGA与FLASH以字节方式进行数据交换。接口电路如图13所示。

4 结论

本文介绍了基于FPGA的UART控制FLASH存储系统的设计，重点描述了系统总体方案的实现、硬件电路设计以及各个模块的设计。本文将基于FPGA的UART控制FLASH系统结构进行了模块化分解并采用状态机对核心电路部分进行了描述，使控制逻辑直观简单，大幅度提高了设计效率。该存储系统设计方法将FPGA、FLASH与UART相结合并已成功应用于VSP测井领域，实践证明了该存储系统的稳定性和实用性。

参考文献

[1] 胡刚,何正勤,叶太兰.浅VSP技术应用研究进展.工程地球物理学报,2009;6(3):282—288

[2] 杨大柱.基于FPGA的UART电路设计与仿真.微计算机信息,2007;23(5):212—215

[3] 周治良,刘俊,张斌珍.基于FPGA及FLASH的数据采集存储系统设计.微计算机信息,2007;23(3):91—94

[4] Cyclone device handbook.Altera Crop,2004

[5] 夏宇闻.Verilog数字系统设计教程.2版.北京:北京航空航天大学出版社,2003

[6] 贾子申,李淑清,王冠雅,等.基于FPGA的UART控制器设计.电子测量技术,2008;31(3):82—84

[7] S29AL016D90TFI020Handbook.http://www.analog.com/datasheet.2004