基于FPGA+MPU+MCU全自动血细胞分析仪解决方案

全自动血细胞分析仪是医院临床检验应用非常广泛的仪器之一，用来检测红细胞、血红蛋白、白细胞、血小板等项目。是基于电子技术和自动化技术的全自动智能设备，功能齐全，操作简单，依托相关计算机系统在数据处理和数据分析等方面具有出色表现，可同时进行多个参数的可靠分析，通过联网互通和交互式触摸屏可以实现线上信息共享等功能，被广泛应用在医院临床检验中。

全自动血细胞分析仪硬件系统主要分三条线，首先是数据线，以FPGA处理器为主，主要用于原始数据的高速采集和获取；其次是控制线，以MCU处理器为主，主要实现对各个外设部件的驱动控制及传感器数据的检测；最后是人机交互线，以MPU处理器为主，作为主控中心进行各模块的协调管理和资源调度，同时完成数据的处理、结果可视化以及人机交互。

全自动血细胞分析仪硬件系统
 全自动血细胞分析仪功能系统可以分信号处理系统、驱动控制系统、主控系统等部分，各大系统是连接整机的桥梁，与机械、软件、液路都直接关联。

l 信号处理系统：获取激光散射光信号后对其进行光电转换，然后通过模拟放大和滤波处理，主要是滤除杂波把信号调理成适合AD转换的信号进行模数转换，将数字信号给到FPGA进行处理和存储。

l 驱动控制系统：驱动控制系统主要包含控制、检测和功率驱动三个功能，接受主控系统的命令，按照预定协议产生驱动逻辑信号；检测是为控制提供反馈信息，目的是为了控制；功率驱动把驱动逻辑信号转换为功率信号，带动功率部件。

l 主控系统：主控系统作为整个系统的核心，一方面通过UART发送控制指令给到驱动控制系统，驱动控制系统的MCU执行电机、电磁阀、泵等外设的控制操作。另一方面通过SPI/PCIE发送采集指令信号给到信号控制系统FPGA进行数据采集，数据采集处理后通过SPI/PCIE上传到主控系统进行数据处理和分析。分析结果一方面通过触摸显示系统进行结果展示和打印，另一方面通过网络上传医院LIS或HIS系统。

全自动血细胞分析仪系统架构图
 全自动血细胞分析仪解决方案，可以一板满足硬件系统的三大处理器需求。FPGA+MPU+MCU三芯合一，可以极大降低客户硬件成本和硬件设计难度，并提供丰富的开发资源，可以加速产品开发进程。

l 满足高速数据采集需求

搭载的Xilinx Artix-7对标Zynq 7010的FPGA资源，满足【信号处理系统】的高速数据采集的需求。

l 领先的数据处理和人机交互能力

i.MX8M Mini的4个Cortex-A53内核能够提供出色的数据处理能力和人机交互界面，满足【主控系统】的数据处理、任务调度和人机交互要求。

l 实时的检测和控制功能

i.MX8M Mini的1个Cortex-M4内核能提供传感器数据检测和实时的控制功能，满足【驱动控制系统】的实时外设驱动和检测数据采集需求。

l 高速通信能力

MPU与FPGA之间采用PCIE高速通信，高达200~300MB/S的通信能力，满足数据的快速传输需求。