本发明专利技术公开了一种基于无损压缩数据传输技术的高速程序控制器，包括控制程序解释器，用于对核磁共振脉冲序列控制数据进行分析；无损数据压缩模块，用于通过静态表与动态表结合的流压缩算法对控制数据进行无损压缩生成二进制码流并输出到通信接口；通信接口，用于将二进制码流传输给无损数据解压缩模块；无损数据解压缩模块，用于对二进制码流进行解压缩，并将解压缩之后的数据填充到执行控制器中；执行控制器，用于根据解压缩之后的数据输出对应的控制数据。本发明专利技术能够有效地减小控制数据的传输流量，进而提高传输效率，具有较好的压缩效果,能够满足扫描时间间隔较短的核磁共振实验需求,具有较高的数据传输速率，并且易于扩展。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高速程序控制领域，具体涉及一种基于无损压缩数据传输技术的高速程序控制器，适用于磁共振仪器中脉冲序列控制等控制程序数据重复性较高的控制器。
技术介绍
脉冲序列发生器是磁共振谱仪等仪器设备的核心部件之一，其功能是产生核磁共振实验所需要的脉冲序列，用于精确地控制仪器中发射机、接收机和梯度发生器等部件的协调工作。产生脉冲序列需要一组包含事件和对应延时的控制数据，控制数据中的事件用来产生相应的电平去控制核磁共振仪器中相关部件的工作状态，延时则用来确定该工作状态所保持的时间。目前，核磁共振脉冲序列的产生首先是由计算机软件根据脉冲序列控制程序生成 包含事件和延时的控制数据，然后将这些控制数据按照一定的通信协议直接进行封装，分别发送到每一个脉冲序列执行控制器中；当启动信号有效时，脉冲序列执行控制器对接收到的控制数据进行解析后输出相应的脉冲。当需要进行多次扫描时，计算机重复上述过程，将当前扫描所需要的脉冲序列数据再次发送给脉冲序列执行控制器。这种方式不对转换后的脉冲序列数据作任何处理，直接发送给脉冲序列执行控制器，由于脉冲序列控制器事件执行周期在IOOns量级，当脉冲序列比较复杂时，数据量很大，将会耗费很长的时间来传输数据；特别是当相邻两次扫描的时间间隔很短时，向执行控制器中写入脉冲序列数据的时间过长将导致核磁共振实验无法完成；另一方面，控制数据在传输过程中不能发生任何错误。因此，现代核磁共振仪器往往需要采用复杂的高速高可靠数据链路来传输数据。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种基于无损压缩数据传输技术的高速程序控制器，能够有效地减小控制数据的传输流量，进而提高传输效率，具有较好的压缩效果，能够满足扫描时间间隔较短的核磁共振实验需求，具有较高的数据传输速率，并且易于扩展。本专利技术的上述目的通过以下技术方案实现 一种基于无损压缩数据传输技术的高速程序控制器，包括 控制程序解释器，用于对核磁共振脉冲序列控制数据进行解析，生成控制数据输出到无损数据压缩模块； 无损数据压缩模块，用于通过静态表与动态表结合的流压缩算法对控制数据进行无损压缩，并将静态表与压缩后的数据转换成二进制码流输出到通信接口 ； 通信接口，用于将二进制码流传输给无损数据解压缩模块； 无损数据解压缩模块，用于对二进制码流进行解压缩，并将解压缩之后的数据填充到执行控制器中；以及 执行控制器，用于根据解压缩之后的数据输出对应的控制数据。如上所述的控制程序解释器包括第一输入数据缓存模块和数据解析模块，核磁共振脉冲序列控制数据通过第一输入数据缓存模块进行缓冲后输入到数据解析模块进行解析。如上所述的无损数据压缩模块包括压缩模块和输出编码模块， 压缩模块，用于将数据解析模块输出的解析数据通过静态表与动态表结合的流压缩算法对控制数据进行无损压缩， 输出编码模块，用于对无损压缩之后的数据转换成二进制码流。如上所述的通信接口包括第一通信接口模块和第二通信接口模块，第一通信接口模块接收二进制码流并发送给第二通信接口模块，第二通信接口模块接收从第一通信接口 模块传输的二进制码流并转换成并行数据传输给无损数据解压缩模块。如上所述的无损数据解压缩模块包括第二输入数据缓存模块和解压缩模块， 第二输入数据缓存模块，用于接收并行数据并进行缓存，缓存后的并行数据发送给解压缩模块， 解压缩模块，用于对并行数据进行解压缩，将解压缩后的并行数据填充到执行控制器。如上所述的执行控制器包括主执行控制器和从执行控制器， 主执行控制器和从执行控制器均接收解压缩后的并行数据，主执行控制器发送同步信号到从执行控制器，从执行控制器在同步信号的控制下与主执行控制器同步生成被控模块信号给被控模块。如上所述的第一通信接口模块通过以太网交换机将二进制码流发送给第二通信接口模块。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点 1、有效地减小了控制数据的传输流量，提高了传输效率，能够满足扫描时间间隔较短的核磁共振实验需求，经测试，容量为I. 7 MB的脉冲序列数据，采用本专利技术进行传输后，数据传输效率是现有方案的10 12倍； 2、数据压缩模块采用静态与动态表结合的流压缩算法对控制数据进行无损压缩，不依赖于输入数据格式，具有较好的压缩效果，并且压缩效果不受压缩文件大小的影响，更适用于实时的数据压缩； 3、使用流方式压缩的数据经过解压缩之后即可生成二进制代码，由执行控制器硬件直接执行，不需要对控制数据进行复杂度高的解析，加快了执行的速度； 4、控制数据的生成与压缩由控制程序解释器完成，主机不直接参与，能够为主机提供更多处理其他任务的时间； 5、每一个执行控制器与控制程序解释器之间通过独立的数据传输线连接，具有较高的数据传输速率，并且易于扩展。附图说明图I为本专利技术的原理示意 图2为控制程序解释器、无损数据压缩模块和通信接口实现的原理框 图3为通信接口、无损数据解压缩模块和执行控制器实现的原理框 图4为通信接口包含以太网交换机的原理示意图。图中，I-控制程序解释器；101-第一输入数据缓存模块；102-数据解析模块；2-无损数据压缩模块；201_压缩模块；202_输出编码模块；301-第一通信接口模块；302-第二通信接口模块；4_无损数据解压缩模块；401_第二输入数据缓存模块；402_解压缩模块；501-主执行控制器；502_从执行控制器。具体实施例方式以下结合附图对本专利技术的技术方案作进一步详细描述。实施例I 一种基于无损压缩数据传输技术的高速程序控制器，包括 控制程序解释器1，用于对核磁共振脉冲序列控制数据进行解析，生成控制数据输出到无损数据压缩模块2 ； 无损数据压缩模块2，用于通过静态表与动态表结合的流压缩算法对控制数据进行无损压缩，并将静态表与压缩后的数据转换成二进制码流输出到通信接口 ； 通信接口，用于将二进制码流传输给无损数据解压缩模块4 ； 无损数据解压缩模块4，用于对二进制码流进行解压缩，并将解压缩之后的数据填充到执行控制器中；以及 执行控制器，用于根据解压缩之后的数据输出对应的控制数据。控制程序解释器I包括第一输入数据缓存模块101和数据解析模块102，核磁共振脉冲序列控制数据通过第一输入数据缓存模块101进行缓冲后输入到数据解析模块102进行解析。无损数据压缩模块2包括压缩模块201和输出编码模块202， 压缩模块201，用于将数据解析模块102输出的解析数据通过静态表与动态表结合的流压缩算法对控制数据进行无损压缩， 输出编码模块202，用于对无损压缩之后的数据转换成二进制码流。通信接口包括第一通信接口模块301和第二通信接口模块302，第一通信接口模块301接收二进制码流并发送给第二通信接口模块302，第二通信接口模块接收从第一通信接口模块301传输的二进制码流并转换成并行数据传输给无损数据解压缩模块4。无损数据解压缩模块4包括第二输入数据缓存模块401和解压缩模块402， 第二输入数据缓存模块401，用于接收并行数据并进行缓存，缓存后的并行数据发送给解压缩模块402， 解压缩模块402，用于对并行数据进行解压缩，将解压缩后的并行数据填充到执行控制器。执行控制器包括主执行控制器501和从执行控制器502， 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于无损压缩数据传输技术的高速程序控制器，其特征在于，包括：控制程序解释器（1），用于对核磁共振脉冲序列控制数据进行解析，生成控制数据输出到无损数据压缩模块（2）；无损数据压缩模块（2），用于通过静态表与动态表结合的流压缩算法对控制数据进行无损压缩，并将静态表与压缩后的数据转换成二进制码流输出到通信接口；通信接口，用于将二进制码流传输给无损数据解压缩模块（4）；无损数据解压缩模块（4），用于对二进制码流进行解压缩，并将解压缩之后的数据填充到执行控制器中；以及执行控制器，用于根据解压缩之后的数据输出对应的控制数据。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘朝阳，张志，
申请(专利权)人：中国科学院武汉物理与数学研究所，
类型：发明
国别省市：
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