us4R开放式超声研究平台

是针对软件定义超声(SDR)优化的研究平台，并围绕GPU处理构建。2017年，我们开发了具有128TX/32RX通道的高密度超声前端模块(us4OEMTM)，可作为可扩展超声扫描仪的构建模块。今天，我们介绍us4RTM，一个的2D和3D超声数据采集和实时处理平台。
us4RTM是对原超声平台系统的重大升级。它利用的电子解决方案，既提供改进的模拟信号调理(更好的信噪比，更高的采样率等)，又提高了原始射频数据采集的数字吞吐量。与此同时，该平台相当小，耗电更少。
us4RTM是可扩展的TX和RX通道的数量-具有128-1024TX和128-256 RX。该系统*支持1024个单元的面阵探头的连接，为实时3D提供了新的可能性。超声波数据采集子系统通过PCIe gen3接口进行优化升级。对于应用程序，该系统可以支持到外部PC的两个PCIe 16通道数据链路-导致聚合数据带宽为32GB/s。直接访问原始射频数据(如。信道数据)和GPU上的实时软件处理为超声算法和方法的研究和评估提供了许多可能性。该系统是完软件可编程的-包括发送/接收方案和处理功能。

软件工具CUDA/OpenCL可以用来开发和集成新的算法到平台的处理框架中。us4RTM可用于医学成像和无损检测应用的研发，并作为教育工具和演示平台

软件部分

us4RTM是完软件可编程使用提供的软件开发工具包(SDK)，可在Github上查看。SDK提供了一个用于数据采集和流媒体的低级API，以及数字信号处理GPU内核示例。可以从任何C/ c++环境轻松访问低级API。Matlab?和Python同样支持。

详细参数：

TX

通道数:256

中心频率：0-20MHz

延时分辨率：7.5ns

可编程脉冲发射器电压：180Vpp 正负2A

大脉冲重复频率：100KHz

RX

通道数：256

频率范围：0-50MHz

可编程抗混叠滤波器:10,15,20,30,50MHz

放大器增益：

可编程LNA:24,18,12db

压控衰减器：40db

可编程放大器增益：24，30db

总信号链增益：54db（大）

TGC更新率：1MHz

射频采样：12位@80MSPS

原始数据缓冲：每通道128MB

外部同步

传感器：

传感器探头数量：1-2

探头：ESAOTE,VERMON,ULTRASONIX

定制探头：任何超声探头都可以使用定制设计的PVCB模块连接，可提供对应探头适配器。

原始射频数据流数据速率：2x16GB/s PCIe3.0

PC配置：

主机一台

CPU:单/双 Intel@Xeon

RAM:>=32GB

GPU插口：1-2

PCIe插口：1-2

软件开发工具包：

API支持:C/C++,python,Matlab

处理框架：TBD

GPU内核（直接可以使用）：SAT,PWI，BFR

产品特色：

1. 产品摒弃了传统硬件波束形成而使用了软件波束形成（SDR）。系统提供实时采集和处理原始超声信号，完开源的软件开发工具支持C/C++，Python和Matlab 接口。

2. 我们的超声成像和回波信号获取帧率高可以达到20000帧/秒，采样率为65MSPS，通过外接2根PCIE Gen3 x 16GB线实时传输速度高达32GB/秒，可以进行实时超声信号处理。另外设备目前兼容1024个阵元的面阵探头使3D成像研究成为可能。

3.US4US目前还与NVIDIA直接合作，所有的解决方案都基于当前的US4R研究平台的集成和扩展。特别是在：Jetson Xavier, Clara AGX系列共同开发以GPU的高性能数字信号处理和AI深度学习为主的新的硬件/软件解决方案和应用。

具体应用：

彩色多普勒实现

实现:MATLAB

超声弹性成像