2026年全国大学生电子设计竞赛,如果选择‘基于FPGA的超声成像模拟前端信号处理系统’,在实现超声回波信号的接收、放大、ADC采集和数字波束合成时,如何利用FPGA的并行计算能力实现实时、高分辨率的图像重建?有哪些关键算法和硬件优化技巧?
我们团队对医疗电子感兴趣,今年电赛想挑战一下超声成像方向的题目。计划用FPGA作为核心处理器,处理超声探头返回的模拟信号(经AFE后)。我知道核心难点在于数字波束合成(DBF),需要处理多通道数据,进行延迟叠加,计算量很大。想请教:1. 在FPGA上实现实时波束合成,通常采用什么架构(比如全并行、部分并行)?2. 如何优化定点运算和存储访问来满足实时性要求?3. 除了波束合成,前端还需要实现哪些关键信号处理步骤(如滤波、包络检测)?有没有一些开源的参考设计或论文可以学习?