“MathWorks咨询服务帮助我们在Simulink中对信号和图像处理管道进行建模，运行仿真以验证其是否能够生成高质量的图像，然后在FPGA上实施设计，同时确保我们获得了下次自己完金宝app成工作的专有技术。”
约翰·贝克，红外线
有脂质核心斑块(LCP)的患者更容易患冠状动脉疾病(CAD)，这是美国等发达国家的头号杀手。为了帮助心脏病专家检测LCP, Infraredx开发了TVC成像系统™。TVC成像系统是fda批准的唯一用于LCP检测的医疗设备。它将近红外光谱(NIRS)和血管内超声(IVUS)结合在一个单冠状动脉导管中，提供血管组成和结构的信息。
Infraredx聘请MathWorks咨询服务公司，利用MATLAB加速TVC成像系统中IVUS信号和图像处理算法的开发和FPGA实现®，S金宝appimulink®，以及HDL Coder™。“在我们与MathWorks Consulting Services合作的第一个项目中，我们通过为核心IVUS算法生成HDL，将开发时间缩短了一半，”Infraredx首席成像科学家何志华博士说。“更重要的是，顾问们教会了我们如何通过使用Simulink和HDL编码器在未来的项目中加速FPGA的实现。”金宝app
Infraredx通过为Intel编写的HDL代码实现了其IVUS系统的第一个版本®(原阿尔特拉®)旋风分离器。虽然代码是可操作的，但手工编码并不是一个可行的长期解决方案。红外线团队依靠承包商对HDL进行增强和修复。这种安排减缓了发展速度，使红外科学家无法快速评估其算法的新想法。此外，最初的实现消耗了FPGA上几乎所有的乘法器和其他资源，几乎没有为红外计划的改进滤波器和其他功能留下任何空间。
“我们有能力开发图像处理和信号处理算法，但我们缺乏在FPGA上实现它们的HDL熟练程度，”Infraredx首席电气工程师Dave Erickson说。“外部公司愿意提供帮助，但他们希望从头到尾为我们完成工作。我们的目标是在内部发展专业知识，这样我们就可以自己完成工作。”
Infraredx与MathWorks咨询服务公司合作，以加快下一代IVUS系统的开发和FPGA实现。MathWorks顾问提供培训，使红外工程师和科学家能够在产品的未来版本中使用Simulink和HDL编码器。金宝app
红外线科学家和工程师在MATLAB中开发了他们的初始算法。红外线科学家和MathWorks咨询服务团队基于这些算法创建了Simulink模型，使用Simulink块实现FIR滤波器、IIR滤波器以及信号和图像处理管道的其他元素。他们进行了仿真，并通过将Simulink模型的输出与MATLAB算法产生的输出进行比较，金宝app验证了Simulink模型。
使用定点设计器™, 他们将浮点Simulink模型转换为定点，并执行位真实模拟，以评估精度调整对图像质量的影响。金宝app
该团队向红外线管理层演示了经验证的模型。在这一里程碑上，管理层承诺使用HDL编码器进行FPGA实现。
为了在Cyclone FPGA上实现设计，团队生成了VHDL®代码来自Simulink模型金宝app和HDL编码器。然后，他们优化了模型，添加了多个同步时钟，以最有效地利用可用的FPGA资源。
该小组通过将其输出与MATLAB仿真结果进行比较，验证了FPGA实现。
红外线科学家和工程师独立工作，完成了IVUS系统的第三个版本，包括更高的图像分辨率、更高的穿透深度和增强的组织特征。该小组目前正在使用Simulink和HDL编码器持续改进TVC成像系统。金宝app
开发时间缩短了几个月“我们的IVUS处理管道的第一个版本花了六个月的时间开发，”何博士说，“使用Simulink和HDL编码器，第二代在三个月内完成，第三代在六周内完成。”金宝app
提高HDL代码效率．生成的HDL使用了与手写HDL相同数量的乘数，同时减少了9%的逻辑和3%的内存。“HDL编码器使我们能够添加大量的功能——包括两倍多的滤波器——并且仍然适合我们的设计在相同的FPGA上，”Infraredx的首席软件工程师John Beck说。
掌握内部FPGA实现技能．“在MathWorks Consulting Services的帮助下，我们的算法开发人员和图像处理专家现在知道如何在FPGA上实现他们的想法，”Erickson说。“在Simulink中模拟设计变化，生成HDL，并在FPGA上在30分钟内进行实时测试，这是一个巨大的优势。”金宝app
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