本申請(qǐng)根據(jù)35U.S.C.§119(e)要求于2014年10月8日提交的代理人案卷號(hào)為B1348.70012US00并且標(biāo)題為“Parameter Loader for Ultrasound Probe and Related Apparatus and Methods”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)62/061,613的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并至本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于控制可編程超聲探頭的架構(gòu)和方法。

背景技術(shù)：

超聲成像系統(tǒng)通常包括通過(guò)模擬電纜連接至主機(jī)的超聲探頭。超聲探頭由主機(jī)控制以發(fā)射和接收超聲信號(hào)。處理所接收的超聲信號(hào)以生成超聲圖像。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)的方面涉及用于超聲探頭的參數(shù)加載器，并且涉及相關(guān)設(shè)備和方法。超聲探頭可以包括可編程數(shù)字電路，其允許在操作期間一次或更多次地指定超聲探頭的各種操作特性。例如，管理超聲探頭的發(fā)送和/或接收操作的數(shù)字電路可以被編程為選擇所生成的波形的特性、信號(hào)延遲的特性或?qū)λ邮盏某曅盘?hào)執(zhí)行的數(shù)字處理的特性。在至少一些實(shí)施方式中，參數(shù)加載器被包括在超聲探頭中，并且用于存儲(chǔ)用于對(duì)超聲探頭的數(shù)字電路進(jìn)行編程的參數(shù)數(shù)據(jù)以及將參數(shù)數(shù)據(jù)加載至數(shù)字電路中。

在一些實(shí)施方式中，超聲探頭的可編程電路被布置成耦接在一起的類(lèi)似模塊以允許共享參數(shù)數(shù)據(jù)。參數(shù)加載器可以將參數(shù)數(shù)據(jù)提供給一個(gè)或更多個(gè)超聲模塊，其可以根據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)動(dòng)作和/或?qū)?shù)數(shù)據(jù)傳遞給超聲探頭的其他超聲模塊。與可替選的方法相比，這樣的配置可以有助于相對(duì)于更大數(shù)量的模塊來(lái)縮放超聲探頭，可以通過(guò)將設(shè)計(jì)集中在模塊級(jí)而不是系統(tǒng)級(jí)來(lái)簡(jiǎn)化超聲探頭的電路的設(shè)計(jì)，可以在超聲探頭的電路之間提供數(shù)據(jù)的高效通信，并且可以減少電路占據(jù)的面積。

本申請(qǐng)的各個(gè)方面提供了一種操作超聲探頭和超聲探頭的參數(shù)加載器以減少存儲(chǔ)在超聲探頭上并加載至超聲探頭的可編程數(shù)字電路中的參數(shù)數(shù)據(jù)量的方法。例如，可以利用多個(gè)電路部件之間的參數(shù)數(shù)據(jù)的冗余以減少超聲探頭的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸要求。例如，當(dāng)多個(gè)電路部件在激勵(lì)事件期間和/或多個(gè)激勵(lì)事件之間使用相同的參數(shù)值時(shí)，冗余可以在單個(gè)激勵(lì)事件內(nèi)出現(xiàn)。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，描述了一種設(shè)備，其包括超聲探頭，該超聲探頭包括多個(gè)模塊，所述多個(gè)模塊包括第一模塊和第二模塊。第一模塊和第二模塊中的每個(gè)模塊包括發(fā)送電路、至少一個(gè)超聲元件和接收電路。第一模塊和第二模塊彼此耦接并且被配置成將參數(shù)數(shù)據(jù)從第一模塊傳遞至第二模塊。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種設(shè)備，其包括超聲探頭，該超聲探頭包括可編程電路和耦接至可編程電路并被配置成存儲(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，描述了一種將數(shù)據(jù)提供給超聲探頭的方法。超聲探頭包括以菊花鏈配置鏈接的多個(gè)可尋址超聲模塊。該方法包括：創(chuàng)建包括數(shù)據(jù)和多個(gè)可尋址超聲模塊中的第一超聲模塊的地址兩者的包(packet)，并且將包依次發(fā)送至多個(gè)可尋址超聲模塊。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，提供了一種將數(shù)據(jù)提供給超聲探頭的方法，該探頭包括以菊花鏈配置鏈接的多個(gè)可尋址超聲模塊。該方法包括：創(chuàng)建包，并且將包依次發(fā)送至多個(gè)可尋址超聲模塊。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，描述了一種方法，其包括利用超聲探頭執(zhí)行第一采集，該第一采集包括為超聲探頭的多個(gè)超聲模塊中的第一超聲模塊設(shè)置數(shù)字值。該方法還包括利用超聲探頭執(zhí)行第二采集，該第二采集包括為多個(gè)超聲模塊中的第二超聲模塊設(shè)置在第一采集期間為第一超聲模塊所設(shè)置的數(shù)字值。

附圖說(shuō)明

將參考以下附圖描述本申請(qǐng)的各個(gè)方面和實(shí)施方式。應(yīng)當(dāng)理解，附圖不一定按比例繪制。出現(xiàn)在多個(gè)附圖中的項(xiàng)在它們出現(xiàn)的所有附圖中由相同的附圖標(biāo)記表示。

圖1A示出了可以包括參數(shù)加載器并且可以實(shí)現(xiàn)本文所描述的方面的超聲探頭的示例。

圖1B示出了超聲探頭的部件被分離在多個(gè)基板之間的圖1A的超聲探頭的變型。

圖2示出了耦接至主機(jī)的超聲探頭的示例。

圖3示出了具有耦接在一起的多個(gè)相似超聲模塊且包括可編程電路的超聲探頭的示例。

圖4示出了更詳細(xì)的且以菊花鏈配置耦接的圖3的超聲探頭的多個(gè)超聲模塊。

圖5示出了包括被配置成將參數(shù)數(shù)據(jù)加載至超聲探頭的可編程電路的參數(shù)加載器的超聲探頭的控制電路的示例。

圖6示出了包括可以由如結(jié)合圖5描述的參數(shù)加載器進(jìn)行編程的可編程電路的超聲探頭發(fā)送信道的示例。

圖7示出了包括可以由如結(jié)合圖5描述的參數(shù)加載器進(jìn)行編程的可編程電路的超聲探頭接收信道的示例。

具體實(shí)施方式

本申請(qǐng)的方面涉及一種超聲探頭參數(shù)加載器以及以下方法，其用于將參數(shù)數(shù)據(jù)加載至可編程超聲探頭上以及用于在超聲探頭的部件之間傳送參數(shù)數(shù)據(jù)。這些方面源于但不受限于期望提供能夠執(zhí)行各種復(fù)雜成像功能同時(shí)可經(jīng)由商業(yè)可用的數(shù)字連接連接至主機(jī)的可編程超聲探頭。與將大多數(shù)(如果不是全部)控制、發(fā)送和接收電路放置在主機(jī)中的一些超聲系統(tǒng)相比，期望具有包含控制、發(fā)送和接收電路或者這些部件中的至少一些的超聲探頭。在超聲探頭上包括這樣的部件有助于經(jīng)由相對(duì)簡(jiǎn)單的數(shù)字連接——不同于通常用于將傳統(tǒng)的超聲探頭連接至主機(jī)的復(fù)雜且昂貴的模擬電纜——將探頭連接至各種主機(jī)(例如，膝上型計(jì)算機(jī)或個(gè)人數(shù)字助理(PDA))。這反過(guò)來(lái)增加了除由相對(duì)復(fù)雜且昂貴的常規(guī)系統(tǒng)提供的超聲技術(shù)以外的超聲技術(shù)的可達(dá)性。

為了實(shí)現(xiàn)能夠在例如支持具有高分辨率和幀速率的多個(gè)超聲成像模式方面執(zhí)行醫(yī)學(xué)相關(guān)超聲成像的通用超聲探頭，探頭可以被配置有可編程電路。可編程電路可以包括控制、發(fā)送和/或接收電路，并且可編程特性可以提供對(duì)操作特征(如所使用的成像模式和對(duì)由超聲探頭接收的超聲信號(hào)執(zhí)行的處理類(lèi)型)的控制。雖然這樣的可編程性在提供給超聲探頭的能力方面是有益的，但是在需要在某時(shí)以如下方式向超聲探頭提供編程數(shù)據(jù)方面也出現(xiàn)潛在的問(wèn)題：不負(fù)面地影響性能，并且考慮先前描述的用于允許超聲探頭連接至各種主機(jī)的連接類(lèi)型。

盡管一種用于將這樣的數(shù)據(jù)提供給可編程超聲探頭的方法是每當(dāng)需要時(shí)就將每個(gè)數(shù)據(jù)從主機(jī)發(fā)送至超聲探頭，但是申請(qǐng)人已經(jīng)理解這樣的暴力技術(shù)是不切實(shí)際的，例如因?yàn)樗粫?huì)隨著超聲探頭的換能元件的數(shù)量和分辨率的增加而縮放。因此，本申請(qǐng)的方面提供了以下結(jié)構(gòu)和方法，其有助于將參數(shù)數(shù)據(jù)智能且高效地加載至超聲探頭上以及提供超聲探頭上的參數(shù)數(shù)據(jù)的高效通信。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，超聲探頭包括可編程電路和存儲(chǔ)用于對(duì)超聲探頭的可編程電路進(jìn)行編程的參數(shù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器。在一些實(shí)施方式中，存儲(chǔ)在超聲探頭的存儲(chǔ)器中的參數(shù)數(shù)據(jù)可以表示對(duì)超聲探頭的可編程電路進(jìn)行編程所需的所有數(shù)據(jù)，但是在其他實(shí)施方式中，超聲探頭的存儲(chǔ)器僅存儲(chǔ)所需的參數(shù)數(shù)據(jù)的子集，并且另外的參數(shù)數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在如主機(jī)中的單獨(dú)的存儲(chǔ)器中。在一些實(shí)施方式中，參數(shù)加載器也包括在超聲探頭中，并且操作以將參數(shù)數(shù)據(jù)從超聲探頭的存儲(chǔ)器加載至可編程電路中。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，參數(shù)數(shù)據(jù)被加載至超聲探頭上并且被重復(fù)用于多個(gè)采集事件。申請(qǐng)人已經(jīng)理解，用于對(duì)超聲探頭的可編程電路進(jìn)行編程的某些參數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)多個(gè)成像模式和采集可以是共同的，因此可以通過(guò)以下方式來(lái)促進(jìn)超聲探頭的高效操作：在超聲探頭上存儲(chǔ)某些參數(shù)數(shù)據(jù)并且在多個(gè)成像模式或采集中重復(fù)使用它，而不是重復(fù)地將相同的參數(shù)數(shù)據(jù)加載至超聲探頭上。以該方式，可以減少需要從主機(jī)發(fā)送至超聲探頭的數(shù)據(jù)量，這可以有助于實(shí)現(xiàn)期望的幀速率、減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求、以及增大與主機(jī)的通信效率以及其他操作特性。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，可編程超聲探頭的電路被分組成以便于模塊之間的數(shù)據(jù)通信的方式耦接在一起的可重復(fù)模塊。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，可重復(fù)模塊被布置在陣列中。例如，盡管應(yīng)當(dāng)理解，菊花鏈配置僅是線性陣列配置的一個(gè)非限制性示例，并且可以使用其他陣列配置，但是超聲模塊可以以菊花鏈配置(或環(huán)形網(wǎng)絡(luò))耦接，并且可以操作以將數(shù)據(jù)從一個(gè)超聲模塊傳遞至下一個(gè)超聲模塊。因?yàn)槟K可以是相同的或至少基本上相同的，所以模塊可以是可重復(fù)的。模塊的電路可以包括控制電路、發(fā)送電路和/或接收電路。如下面更詳細(xì)描述的，可重復(fù)電路模塊的使用可以便于超聲探頭的縮放(通過(guò)添加更多相同或基本相同的模塊)，并且還可以增大電路之間的數(shù)據(jù)的高效通信。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，使用數(shù)據(jù)包和基于數(shù)據(jù)包的通信技術(shù)來(lái)控制可編程超聲探頭。在一些實(shí)施方式中，超聲探頭包括被分組成可尋址模塊的電路，其可以包括例如發(fā)送電路和接收電路。數(shù)據(jù)包可以被發(fā)送至超聲模塊，并且可以包括標(biāo)識(shí)超聲模塊中的一個(gè)或更多個(gè)超聲模塊的地址。具有由一個(gè)或多個(gè)包標(biāo)識(shí)的地址的一個(gè)或多個(gè)超聲模塊可以對(duì)這樣的一個(gè)或多個(gè)包進(jìn)行操作，而那些與一個(gè)或多個(gè)包的地址不匹配的超聲模塊可以將一個(gè)或多個(gè)包傳遞至另一個(gè)超聲模塊。

在一些實(shí)施方式中，超聲探頭是包含上述方面的一個(gè)或更多個(gè)方面的芯片上超聲探頭。超聲探頭可以包括超聲換能器和可編程電路，如可編程發(fā)送電路和/或可編程接收電路。超聲探頭的可編程電路在一些實(shí)施方式中可以包括在與超聲換能器相同的基板上，或者在可替選的實(shí)施方式中可以包括在單獨(dú)的基板上。

本申請(qǐng)的方面涉及制造本文所述類(lèi)型的超聲探頭和電路。例如，制造超聲探頭可以包括在超聲探頭上形成參數(shù)加載器和存儲(chǔ)器。參數(shù)加載器和存儲(chǔ)器可以形成在與超聲探頭的多個(gè)超聲換能器相同的基板上，或者在一些實(shí)施方式中可以形成在單獨(dú)的基板上。

在下面進(jìn)一步描述上面描述的方面和實(shí)施方式以及另外的方面和實(shí)施方式。因?yàn)楸旧暾?qǐng)?jiān)谶@方面不限制，所以可以單獨(dú)地、全部一起、或者以?xún)蓚€(gè)或更多個(gè)的任何組合來(lái)使用這些方面和/或?qū)嵤┓绞健?/p>

為了提供上下文并便于解釋本申請(qǐng)的各個(gè)方面，現(xiàn)在將結(jié)合可應(yīng)用于這樣的探頭的參數(shù)的具體示例來(lái)描述超聲探頭的具體示例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)的各方面比現(xiàn)在描述的具體超聲探頭和超聲參數(shù)應(yīng)用得更廣泛。

參考圖1A，超聲探頭100包括超聲換能器的一個(gè)或更多個(gè)換能器布置(例如，陣列)102、發(fā)送(TX)電路104、接收(RX)電路106、定時(shí)和控制電路108、信號(hào)調(diào)節(jié)/處理電路110、以及/或者接收接地信號(hào)(GND)和電壓基準(zhǔn)(VIN)信號(hào)的電力管理電路118。如下面將參照?qǐng)D5更詳細(xì)地描述的，超聲探頭100可以包括用于將參數(shù)加載至超聲探頭的其他電路中的參數(shù)加載器107。參數(shù)加載器107可以是定時(shí)和控制電路108的一部分，或者在其他實(shí)施方式中可以是分離的。通常，定時(shí)和控制電路108可以包括用于控制發(fā)送電路104和接收電路106的操作的合適的電路。可選地，如果要使用超聲探頭100提供高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)，則可以包括高強(qiáng)度聚焦超聲(HIFU)控制器120。

在圖1A所示的實(shí)施方式中，所有示出的部件形成在單個(gè)半導(dǎo)體管芯(或基板或芯片)112上，因此所示實(shí)施方式是芯片上超聲裝置的示例。然而，并不是所有實(shí)施方式在這方面都受到限制。此外，雖然所示示例示出了TX電路104和RX電路106兩者，但是在可替選的實(shí)施方式中，可以使用僅TX電路或僅RX電路。例如，這樣的實(shí)施方式可以在超聲探頭分別被操作為僅發(fā)送裝置或僅接收裝置的環(huán)境中使用，該僅發(fā)送裝置用于發(fā)送聲信號(hào)，該僅接收裝置用于接收已經(jīng)通過(guò)被超聲成像的對(duì)象發(fā)送或由被超聲成像的對(duì)象反射的聲信號(hào)。

超聲探頭100還包括向主機(jī)串行輸出數(shù)據(jù)的串行輸出端口114。超聲探頭100還可以包括接收時(shí)鐘信號(hào)CLK并將時(shí)鐘信號(hào)CLK提供給定時(shí)和控制電路108的時(shí)鐘輸入端口116。

作為圖1A的配置的替選，圖1B示出了超聲探頭的部件被分在兩個(gè)基板中的實(shí)施方式。如圖所示，超聲探頭122包括其上設(shè)置有或形成有專(zhuān)用集成電路(ASIC)126的第二基板124。下面結(jié)合圖5進(jìn)一步描述ASIC126的示例，并且ASIC 126的示例可以例如包括參數(shù)加載器107。包括參數(shù)數(shù)據(jù)的控制數(shù)據(jù)可以由ASIC 126發(fā)送至半導(dǎo)體管芯112上的部件，并且作為示例，成像數(shù)據(jù)可以從信號(hào)調(diào)節(jié)/處理電路110發(fā)送至ASIC 126。在一些實(shí)施方式中，可選的緩沖存儲(chǔ)器140包括在半導(dǎo)體管芯112上，并且成像數(shù)據(jù)在其到ASIC 126的途中通過(guò)緩沖存儲(chǔ)器140。

圖2示出了超聲探頭可以連接至主機(jī)的方式的示例以及主機(jī)的示例。出于說(shuō)明的目的，超聲探頭100被示為用于研究對(duì)象202。超聲探頭100可以經(jīng)由連接205耦接至主機(jī)204，該連接205在所示示例中是有線連接并且可以連接至超聲探頭100的串行輸出端口114和時(shí)鐘輸入端口116(圖1A所示)。連接205可以是數(shù)字連接，例如是與商業(yè)數(shù)字電子設(shè)備通常一起使用的類(lèi)型，如通用串行總線(USB)電纜、Thunderbolt或火線。在一些實(shí)施方式中，盡管可替選的無(wú)線連接可以用于短距離和/或長(zhǎng)距離通信，但是連接205仍可以是無(wú)線的，例如是連接。主機(jī)204可以是計(jì)算機(jī)(例如，如圖所示的膝上型計(jì)算機(jī)或臺(tái)式計(jì)算機(jī))、個(gè)人數(shù)字助理、智能電話、平板或其他計(jì)算設(shè)備，并且可以包括其上可以顯示超聲圖像的顯示屏幕206。

如前所述，根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面的超聲探頭包括以模塊化配置布置的電路。圖3中示出了一個(gè)示例，其表示圖1A的超聲探頭100的非限制性實(shí)施方式。

超聲探頭300包括布置成兩行(或列，取決于取向)的多個(gè)超聲模塊302。在該非限制性示例中，每行有72個(gè)這樣的超聲模塊，為超聲探頭300提供總共144個(gè)這樣的超聲模塊302。在該示例中，超聲模塊彼此相同，每個(gè)超聲模塊包括發(fā)送電路、超聲換能器和接收電路。在所示的非限制性示例中，如圖3的插圖所示，對(duì)于每個(gè)超聲模塊302的總共64個(gè)超聲元件308，超聲模塊302分別包括兩列32個(gè)超聲元件308，因此在本文中被稱(chēng)為2×32模塊。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)的各方面不限于具有任意特定數(shù)量的超聲元件的超聲模塊，并且2×32模塊是出于說(shuō)明的目的而描述的示例。

每行的超聲模塊302被耦接成使得數(shù)據(jù)(例如，參數(shù)數(shù)據(jù))可以從一個(gè)超聲模塊302轉(zhuǎn)移至相鄰的超聲模塊302。如下面結(jié)合圖4進(jìn)一步描述的，盡管替選實(shí)施方式是可行的，如替選的陣列配置，但是耦接仍可以是菊花鏈配置(環(huán)形網(wǎng)絡(luò))。數(shù)據(jù)304如下面結(jié)合圖5進(jìn)一步描述的參數(shù)數(shù)據(jù)被提供給超聲模塊302的每行的第一超聲模塊302，并且全局時(shí)鐘信號(hào)306被提供給所有超聲模塊302。全局時(shí)鐘信號(hào)可以是任何合適的時(shí)鐘頻率，其非限制性示例為200MHz。數(shù)據(jù)輸出307由超聲模塊302提供，并且在一些實(shí)施方式中可以表示收集的原始數(shù)據(jù)或經(jīng)處理的成像數(shù)據(jù)。

如前所述，超聲模塊可以包括除一個(gè)或更多個(gè)超聲換能器之外的電路。在一些實(shí)施方式中，超聲模塊302可以包括一個(gè)或更多個(gè)波形生成器(例如，兩個(gè)波形生成器、四個(gè)波形生成器等)、編碼電路、延遲網(wǎng)格電路和/或解碼電路。可以是超聲模塊302的一部分的電路的這些示例是說(shuō)明性的而不是限制性的，因?yàn)槌暷K可以另外地或可替選地包括任何其他合適的電路。

超聲元件308可以包括一個(gè)或更多個(gè)超聲換能器310(本文中也稱(chēng)為“換能器單元”)。換句話說(shuō)，超聲換能器310可以被分組在一起以形成超聲元件308。在圖3所示的實(shí)施方式中，每個(gè)超聲元件308包括被布置為具有四行和四列的二維陣列的16個(gè)超聲換能器310。然而，應(yīng)當(dāng)理解，超聲元件308可以包括任何合適數(shù)量的超聲換能器(例如，一個(gè)、至少兩個(gè)、至少四個(gè)、至少16個(gè)、至少25個(gè)、至少36個(gè)、至少49個(gè)、至少64個(gè)、至少81個(gè)、至少100個(gè)、1至200個(gè)、大于200個(gè)、數(shù)千個(gè)等)。

超聲換能器310可以是任何合適類(lèi)型的超聲換能器，其包括電容微加工超聲換能器(CMUT)或壓電換能器。如果超聲探頭要包括集成電路和超聲換能器，則可以使用CMUT。

雖然超聲探頭300包括144個(gè)模塊，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以包括任何合適數(shù)量的超聲模塊(例如，至少兩個(gè)模塊、至少十個(gè)模塊、至少100個(gè)模塊、至少1000個(gè)模塊、至少5000個(gè)模塊、至少10000個(gè)模塊、至少25,000個(gè)模塊、至少50,000個(gè)模塊、至少100,000個(gè)模塊、至少250,000個(gè)模塊、至少500,000個(gè)模塊、兩個(gè)至一百萬(wàn)個(gè)模塊等)。隨著超聲模塊的數(shù)量增加，由本申請(qǐng)的各方面提供的益處中的一些益處更容易實(shí)現(xiàn)。

圖4更詳細(xì)地示出了超聲探頭300的超聲模塊302(專(zhuān)注于來(lái)自超聲探頭300的單個(gè)行的超聲模塊302)之間的連接。為了簡(jiǎn)化討論，將模塊302標(biāo)識(shí)為模塊72、模塊71……模塊1。每個(gè)超聲模塊302包括耦接至超聲模塊302的超聲元件408和另外的電路的移位寄存器402、多路復(fù)用器404和解碼器406。如圖所示，一個(gè)超聲模塊302(例如，模塊72)的多路復(fù)用器404的輸出耦接至相鄰超聲模塊302(例如，模塊71)的移位寄存器402的輸入。以該方式，盡管可以使用如其他陣列配置的其他配置，但是超聲模塊302以菊花鏈布置以使得數(shù)據(jù)能夠從一個(gè)超聲模塊傳播到另一個(gè)超聲模塊(例如，從模塊72到模塊71)。

在操作中，將數(shù)據(jù)304提供給第一超聲模塊302(例如，在該非限制性示例中的模塊72)，并且在一些情況下，如下文進(jìn)一步描述的，然后將數(shù)據(jù)304從第一超聲模塊302傳遞至菊花鏈中的后續(xù)超聲模塊。例如，可以將數(shù)據(jù)304最初提供至模塊72、從模塊72提供至模塊71、從模塊71提供至模塊70(未示出)，以這樣的方式繼續(xù)提供至模塊1。根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，由超聲探頭來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)被分組為包的基于包的通信。因此，數(shù)據(jù)304可以被布置在提供給超聲模塊302的包中。包可以包括任何合適長(zhǎng)度的地址字段、操作碼和數(shù)據(jù)字段。包可以包括與超聲探頭的操作的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)相關(guān)的數(shù)據(jù)(例如，在數(shù)據(jù)字段中)。在一些實(shí)施方式中，可以生成特定于特定類(lèi)型的參數(shù)的包，而在其他實(shí)施方式中，可以生成將兩個(gè)或更多個(gè)參數(shù)的值分組在一起的包，例如以將與共同功能(例如，對(duì)波形生成器進(jìn)行編程)相關(guān)的參數(shù)分組在一起。特別是當(dāng)可控參數(shù)的數(shù)量大時(shí)，后一種方法可以促進(jìn)高效的通信并且通過(guò)不需要針對(duì)每個(gè)參數(shù)類(lèi)型的單獨(dú)類(lèi)型的包來(lái)簡(jiǎn)化系統(tǒng)。

擴(kuò)展上述超聲模塊302的一般操作，可以將數(shù)據(jù)304提供給超聲探頭的第一超聲模塊302(例如，模塊72)。然后，可以發(fā)生三個(gè)操作中的一個(gè)操作。超聲模塊302可以對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行操作，而不將包傳遞至后續(xù)模塊。這在具有數(shù)據(jù)304的數(shù)據(jù)包僅用于第一超聲模塊時(shí)發(fā)生。可替選地，第一超聲模塊(例如，模塊72)可以在沒(méi)有修改的情況下將數(shù)據(jù)包傳遞至菊花鏈中的后續(xù)超聲模塊302(例如，模塊71)。這在數(shù)據(jù)包不旨在用于第一超聲模塊時(shí)發(fā)生。作為另一選擇，第一超聲模塊302(例如，模塊72)可以對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行操作，對(duì)其進(jìn)行修改，然后將其傳遞至后續(xù)超聲模塊(例如，模塊71)。存在多種原因使這可能發(fā)生，但現(xiàn)在描述兩個(gè)示例用于說(shuō)明。

在一些實(shí)施方式中，超聲模塊302可以使其地址由合適的數(shù)據(jù)包來(lái)編程。例如，數(shù)據(jù)包可以被發(fā)送至超聲探頭的第一超聲模塊302(例如，模塊72)，從而指示超聲模塊302將其地址設(shè)置為特定值。第一超聲模塊302(例如，模塊72)可以這樣做，但是然后可以通過(guò)改變地址(例如，遞減地址)并將經(jīng)修改的數(shù)據(jù)包發(fā)送至鏈中的下一個(gè)超聲模塊302(例如，模塊71)來(lái)修改數(shù)據(jù)包。下一個(gè)超聲模塊302(例如，模塊71)可以接收經(jīng)修改的數(shù)據(jù)包，根據(jù)在經(jīng)修改的數(shù)據(jù)包中指定的(遞減的)地址來(lái)設(shè)置其地址，修改數(shù)據(jù)包的地址，并且將進(jìn)一步修改的數(shù)據(jù)包發(fā)送至下一個(gè)超聲模塊302(例如，模塊70，未示出)。該過(guò)程可以繼續(xù)進(jìn)行，直到所有超聲模塊302設(shè)置了其地址為止。

作為第二示例，在一些實(shí)施方式中，根據(jù)特定功能，給定參數(shù)的值可以隨超聲模塊302而不同。例如，超聲模塊302的電路部件的延遲值可以根據(jù)給定的函數(shù)如線性增加函數(shù)而不同。盡管超聲探頭的一種操作方式是針對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送具有不同延遲值和適當(dāng)超聲模塊地址的單獨(dú)數(shù)據(jù)包，但是替選實(shí)施方式是將初始數(shù)據(jù)包發(fā)送至超聲探頭的第一超聲模塊302(例如，模塊72)，并且使該超聲模塊對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行操作，而且在將修改的數(shù)據(jù)包發(fā)送至鏈中的下一個(gè)超聲模塊302(例如，模塊71)之前根據(jù)函數(shù)(例如，線性增加函數(shù))修改數(shù)據(jù)包。

可以通過(guò)在超聲模塊302的超聲元件408和電路中包括合適的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)超聲模塊302對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行操作而且在將數(shù)據(jù)包發(fā)送至后續(xù)超聲模塊之前修改數(shù)據(jù)包的情況。例如，可以包括合適的數(shù)字邏輯以執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)功能。

數(shù)據(jù)304的包可以經(jīng)由每個(gè)超聲模塊302的相應(yīng)移位寄存器402提供給超聲模塊302。接收包的超聲模塊302的解碼器406從包中解碼地址，并且確定包的地址是否匹配(或者以其他方式暗示)特定超聲模塊302。例如，模塊72的解碼器406對(duì)所接收的包的地址進(jìn)行解碼，并且確定該地址是否標(biāo)識(shí)模塊72。如果是，則將該數(shù)據(jù)提供給該超聲模塊302的超聲元件408和電路，該超聲模塊302基于數(shù)據(jù)進(jìn)行操作并且提供來(lái)自超聲模塊302的多路復(fù)用器404所產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)409。另一方面，如果數(shù)據(jù)304的包的地址不暗示接收包的特定超聲模塊302，如由該超聲模塊的解碼器406所確定的，則數(shù)據(jù)從移位寄存器402直接移位至多路復(fù)用器404并且從多路復(fù)用器404傳遞至后續(xù)超聲模塊302，而該特定超聲模塊的超聲元件408和電路沒(méi)有作用于該數(shù)據(jù)。例如，模塊72可以確定數(shù)據(jù)包不旨在用于模塊72，因此可以將包提供給模塊71的移位寄存器，而不對(duì)其作用。以這樣的方式，取決于由解碼器406提供給給定超聲模塊的多路復(fù)用器404的控制信號(hào)410，超聲模塊302可以在一些情況下執(zhí)行通過(guò)功能。

因?yàn)榭梢詫⑾嗨苹蛳嗤某暷K302添加至菊花鏈，而不需要重新設(shè)計(jì)大部分信令架構(gòu)，所以圖3和圖4中所示的超聲探頭的模塊化性質(zhì)簡(jiǎn)化了裝置的縮放。也就是說(shuō)，超聲模塊302的結(jié)構(gòu)和信令線對(duì)于所有超聲模塊是相同的，并且因此可以以超聲模塊級(jí)來(lái)設(shè)計(jì)。在圖4的實(shí)施方式中，向所有超聲模塊302單獨(dú)(并行地)提供僅時(shí)鐘信號(hào)306，并且因此以系統(tǒng)級(jí)來(lái)設(shè)計(jì)僅時(shí)鐘信號(hào)306。

即使超聲模塊302(例如，模塊72、模塊71……模塊1)在一些實(shí)施方式中具有不同的地址以支持如上所述的基于地址的通信，它們?nèi)钥梢允窍嗤摹＠纾谝恍?shí)施方式中，超聲模塊302的地址不硬連線到電路中，而是用于設(shè)置超聲模塊302的比較器寄存器，其然后將所設(shè)置的地址與所接收的數(shù)據(jù)包中的地址進(jìn)行比較以確定是否針對(duì)該特定超聲模塊對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行了尋址。

使用如圖3和圖4所示的模塊化結(jié)構(gòu)也提供了簡(jiǎn)單驗(yàn)證的益處。也就是說(shuō)，對(duì)于超聲探頭的大多數(shù)(如果不是全部)功能，可以在模塊級(jí)而不是系統(tǒng)級(jí)驗(yàn)證超聲探頭的精確操作。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，超聲模塊302的構(gòu)造允許使用相同的移位寄存器用于數(shù)據(jù)的輸入和輸出。因此，可以避免更復(fù)雜的設(shè)計(jì)。

可以使用各種結(jié)構(gòu)來(lái)將參數(shù)數(shù)據(jù)加載至超聲探頭的可編程電路中。根據(jù)一個(gè)方面，可以使用專(zhuān)用硬件。在至少一些實(shí)施方式中，硬件可以是超聲探頭的一部分。例如，如前所述，本申請(qǐng)的一個(gè)方面提供了一種具有參數(shù)加載器和存儲(chǔ)器的超聲探頭，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)用于對(duì)超聲探頭的可編程電路(如先前描述的超聲模塊302的可編程電路)進(jìn)行編程的參數(shù)數(shù)據(jù)。圖5示出了電路的示例，該電路可以是超聲探頭的一部分，并且可以包括存儲(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器以及被配置成控制將參數(shù)數(shù)據(jù)加載至可編程電路中的參數(shù)加載器。圖5表示參數(shù)加載器和存儲(chǔ)器是與超聲探頭的超聲換能器陣列分離的ASIC的一部分的示例，并且因此表示圖1B的ASIC 126的實(shí)現(xiàn)方式的非限制性示例。然而，應(yīng)當(dāng)理解，在一些實(shí)施方式中，執(zhí)行參數(shù)加載功能的硬件可以不是ASIC的一部分。例如，在其他示例中，在一些實(shí)施方式中可以使用現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)或單獨(dú)的主機(jī)。

圖5的ASIC 500包括：處理器502、用于處理器502的存儲(chǔ)器503、具有存儲(chǔ)器506的參數(shù)加載器504、與主機(jī)(未示出)進(jìn)行信號(hào)509通信(發(fā)送和接收)的主機(jī)通信模塊508、以及超聲元件通信模塊510。耦接在參數(shù)加載器504與超聲元件通信模塊510之間的是具有多路復(fù)用器516的定時(shí)定序器514。參數(shù)加載器504被配置為多路復(fù)用器516以及觸發(fā)包生成器518和讀取包生成器520的輸入。以這樣的方式，定時(shí)定序器514可以選擇是否將參數(shù)數(shù)據(jù)、觸發(fā)包或讀取包發(fā)送至超聲元件通信模塊510以傳送至超聲元件芯片(例如，圖1B中的半導(dǎo)體管芯112)。由超聲元件芯片輸出并由ASIC 500在超聲元件通信模塊510處接收的數(shù)據(jù)可選地提供給數(shù)據(jù)填充器(padder)530，然后提供給用于與主機(jī)通信的主機(jī)通信模塊508。

ASIC 500還包括存儲(chǔ)可以執(zhí)行的采集序列的序列存儲(chǔ)器512以及存儲(chǔ)識(shí)別序列存儲(chǔ)器512中的哪些序列將由超聲探頭執(zhí)行的信息的序列處理單元隊(duì)列532。ASIC 500還可以包括鎖相環(huán)(PLL)522，其接收時(shí)鐘輸入信號(hào)CLOCK并且輸出提供給ASIC 500的各種部件的時(shí)鐘信號(hào)。復(fù)位控制電路528被包括來(lái)控制處理器502的復(fù)位，并且可以由通過(guò)總線524提供的復(fù)位信號(hào)RESET來(lái)控制。ASIC 500的部件之間的通信可以通過(guò)總線524和526來(lái)執(zhí)行。

處理器502控制ASIC 500的功能，其包括參數(shù)加載器504的操作。為了執(zhí)行期望的成像模式，執(zhí)行一個(gè)或更多個(gè)采集的序列，該序列被存儲(chǔ)在序列存儲(chǔ)器512中并且通過(guò)序列處理單元隊(duì)列532來(lái)排隊(duì)。采集又可以各自指定一個(gè)或更多個(gè)加載記錄(在本文中也簡(jiǎn)稱(chēng)為“加載”)的性能。加載記錄包括引用存儲(chǔ)在參數(shù)加載器504的存儲(chǔ)器506中的參數(shù)數(shù)據(jù)的指針。處理器502配置并啟動(dòng)參數(shù)加載器504。取決于正在執(zhí)行的采集事件的類(lèi)型，處理器502可能需要多次啟動(dòng)參數(shù)加載器504，以經(jīng)由定時(shí)定序器514和超聲元件通信模塊510完成將必要參數(shù)數(shù)據(jù)從參數(shù)加載器504加載至超聲探頭的可編程電路中。

參數(shù)加載器504可以是結(jié)合處理器狀態(tài)機(jī)操作的硬件模塊，該處理器狀態(tài)機(jī)處理將參數(shù)數(shù)據(jù)從參數(shù)加載器加載至超聲元件通信模塊510中以將其發(fā)送至超聲探頭的超聲模塊。存儲(chǔ)用于對(duì)超聲探頭(例如，超聲模塊302)的可編程電路進(jìn)行編程的參數(shù)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器506可以由主機(jī)(例如，主機(jī)204)經(jīng)由主機(jī)通信模塊508初始加載作為信號(hào)509的一部分。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器506中的數(shù)據(jù)可以是原始二進(jìn)制數(shù)據(jù)，其在一些實(shí)施方式中可以按原樣被加載至超聲探頭的可編程電路中，或者在替選實(shí)施方式中可以被處理以生成期望的配置數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器506中的參數(shù)數(shù)據(jù)可以例如用指針來(lái)索引，因此在一些實(shí)施方式中不需要按定義的順序或格式存儲(chǔ)。

取決于包括在超聲探頭中的可編程電路，存儲(chǔ)器506可以存儲(chǔ)并且參數(shù)加載器504可以加載與各種參數(shù)相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施方式中，可編程電路的類(lèi)型取決于超聲探頭的期望功能，因此本申請(qǐng)的各方面不限于具有任何特定類(lèi)型的可編程電路的超聲探頭。例如，如果期望在由超聲探頭生成的波形的類(lèi)型方面提供靈活性，則可以設(shè)置可編程波形生成器。所使用的波形生成器的確切類(lèi)型不限制本文所述的各種方面。在一些實(shí)施方式中，可以設(shè)置可編程延遲元件或可編程延遲網(wǎng)格(表示多個(gè)延遲元件的網(wǎng)絡(luò))以允許靈活地設(shè)置由超聲探頭生成的波形的延遲特性。在一些實(shí)施方式中，可能期望超聲探頭的接收功能的可變性，并且因此可以包括可編程接收電路，如可編程ADC、可編程濾波器和/或可編程調(diào)制器以及其他可能示例。結(jié)合圖6和圖7描述了可編程發(fā)送和接收電路的非限制性示例以說(shuō)明參數(shù)數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在參數(shù)加載器504的存儲(chǔ)器506中的參數(shù)的類(lèi)型。

主機(jī)通信模塊508提供ASIC 500(以及因此ASIC 500是其一部分的超聲探頭)與主機(jī)如圖2的主機(jī)204之間的信號(hào)509的通信。作為非限制性示例，當(dāng)超聲探頭經(jīng)由USB連接器耦接至主機(jī)時(shí)，主機(jī)通信模塊508可以是USB橋模塊，并且信號(hào)509可以是能夠通過(guò)USB連接器傳送的類(lèi)型。

超聲元件通信模塊510提供ASIC 500與包括超聲模塊如本文先前描述的超聲模塊302的超聲元件芯片(未示出)之間的通信。任何合適的通信模塊可以被設(shè)置為超聲元件通信模塊510，其示例包括低電壓差分信號(hào)(LVDS)模塊。通信可以采取數(shù)據(jù)511的形式，其可以例如包括結(jié)合圖3描述的數(shù)據(jù)304和數(shù)據(jù)輸出307以及其他可能的數(shù)據(jù)類(lèi)型。

定時(shí)定序器514控制由超聲探頭執(zhí)行的成像活動(dòng)的定時(shí)。在一些實(shí)施方式中，定時(shí)定序器514包括狀態(tài)機(jī)，并且還包括配置有三個(gè)輸入端的多路復(fù)用器516。狀態(tài)機(jī)可以用于控制多路復(fù)用器516關(guān)于多路復(fù)用器的哪個(gè)輸入被通過(guò)，并且數(shù)據(jù)可以從ASIC 500流傳輸至超聲元件芯片。在一些實(shí)施方式中，盡管替選實(shí)施方式是可行的，但是可以根據(jù)Avalon Streaming規(guī)范(參見(jiàn)加利福尼亞州圣何塞的Altera公司)來(lái)流傳輸數(shù)據(jù)。觸發(fā)包生成器518生成觸發(fā)包，其可以被提供給超聲元件芯片以觸發(fā)成像操作。讀取包生成器520可以是生成讀取請(qǐng)求包的狀態(tài)機(jī)，所述讀取請(qǐng)求包控制從超聲探頭的超聲模塊卸載數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在描述ASIC 500的操作的示例，盡管應(yīng)當(dāng)理解，替選操作方式是可行的。最初，將復(fù)位信號(hào)RESET提供給復(fù)位控制電路528以引起處理器502的復(fù)位。然后，包括在信號(hào)509中的一個(gè)或更多個(gè)命令經(jīng)由主機(jī)通信模塊508從主機(jī)(圖5中未示出)發(fā)送至處理器502，從而指示處理器502執(zhí)行存儲(chǔ)在序列存儲(chǔ)器512中的特定序列。序列處理單元隊(duì)列532對(duì)來(lái)自序列存儲(chǔ)器512的所選序列進(jìn)行排隊(duì)，其指示處理器502如何對(duì)超聲元件芯片進(jìn)行配置和操作以執(zhí)行期望的成像操作。例如，由處理器502訪問(wèn)的序列存儲(chǔ)器512中的序列的加載記錄包括引用存儲(chǔ)在參數(shù)加載器504的存儲(chǔ)器506中的參數(shù)數(shù)據(jù)的指針。基于加載記錄的指針，處理器502提示參數(shù)加載器504生成具有參數(shù)數(shù)據(jù)的所需數(shù)據(jù)包。然后，經(jīng)由超聲元件通信模塊510將所涉及的參數(shù)數(shù)據(jù)加載至可編程電路(例如，在超聲元件芯片上)以對(duì)超聲探頭進(jìn)行操作。下面進(jìn)一步描述參數(shù)數(shù)據(jù)的示例。然后，由超聲元件芯片產(chǎn)生并從超聲元件芯片接收的數(shù)據(jù)經(jīng)由超聲元件通信模塊510被提供給ASIC 500，然后被提供給數(shù)據(jù)填充器530和主機(jī)通信模塊508以提供給主機(jī)。

圖6以框圖形式示出了包括可編程部件(例如，發(fā)送電路104)的超聲探頭的發(fā)送信道的示例。發(fā)送信道600包括波形生成器602、延遲元件604、脈沖發(fā)生器606和超聲元件608。這些部件中的一個(gè)或更多個(gè)部件可以是可編程的，使得操作超聲探頭可以涉及將參數(shù)數(shù)據(jù)提供至這樣的部件。例如，作為非限制性示例，波形生成器602和/或延遲元件604可以是可編程的。作為另一個(gè)具體示例，因?yàn)槔缬刹ㄐ紊善?02生成的波形的頻率、幅度、相位和/或變化率可以通過(guò)設(shè)置波形生成器的寄存器來(lái)選擇，所以可以控制由波形生成器602生成的波形。類(lèi)似地，延遲元件604可以是可編程的。在圖6所示的非限制性實(shí)施方式中，延遲元件604分別從波形生成器602接收波形，但在其他實(shí)施方式中，延遲元件604可以耦接在一起例如以形成延遲網(wǎng)格，在延遲網(wǎng)格中波形可以從一個(gè)延遲元件傳遞至另一個(gè)延遲元件。可以通過(guò)設(shè)置延遲元件的參數(shù)值來(lái)對(duì)延遲元件的如下操作特征進(jìn)行編程：如延遲量、哪個(gè)方向傳遞波形(例如，傳遞至右側(cè)相鄰的延遲元件或向前傳遞至左側(cè)相鄰的延遲元件等)、以及是否向脈沖發(fā)生器提供波形。

圖7示出了可以被包括為超聲探頭的接收信道的一部分的模擬和數(shù)字電路的示例(例如，接收電路106)。例如，圖1A的RX電路106和/或信號(hào)調(diào)節(jié)/處理電路110可以包括圖7所示的部件。應(yīng)當(dāng)理解，圖7的部件表示非限制性示例，并且可以與本申請(qǐng)的各方面一致地實(shí)現(xiàn)替選部件和布置。

如圖7所示，可以設(shè)置接收控制開(kāi)關(guān)702，并且當(dāng)超聲探頭在接收模式下操作時(shí)可以關(guān)閉接收控制開(kāi)關(guān)702。模擬處理塊704可以包括有例如低噪聲放大器(LNA)706、可變?cè)鲆娣糯笃?VGA)708和低通濾波器(LPF)710。在一些實(shí)施方式中，VGA 708可以例如經(jīng)由時(shí)間增益補(bǔ)償(TGC)電路來(lái)調(diào)節(jié)。LPF 710提供所采集的信號(hào)的抗混疊(anti-aliasing)。在一些實(shí)施方式中，LPF 710可以例如包括具有大約5MHz的頻率截止的2階低通濾波器。然而，其他實(shí)施方式是可行的且被考慮。

接收電路還可以包括ADC 712。ADC 712可以是例如10比特、12比特、20Msps、40Msps、50Msps或80Msps ADC。

在一些非限制性實(shí)施方式中，接收電路還可以包括數(shù)字電路，其包括圖7的實(shí)施方式。如圖所示，可以包括數(shù)字正交解調(diào)(DQDM)電路714、累加器716、平均存儲(chǔ)器718和輸出緩沖器720。累加器716和平均存儲(chǔ)器718一起可以形成平均電路722。

DQDM電路714可以例如被配置成將接收信號(hào)的數(shù)字化版本從中心頻率向下混頻到基帶，然后對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行低通濾波和抽取。DQDM 714可以例如包括混頻器塊、低通濾波器(LPF)和抽取器電路。所示電路可以通過(guò)從接收信號(hào)中去除頻率來(lái)允許帶寬的無(wú)損(或有損)減少，從而顯著減少需要由信號(hào)調(diào)節(jié)/處理電路110處理并從管芯112卸載的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的量。

雖然已經(jīng)結(jié)合圖6和圖7描述了關(guān)于超聲探頭的發(fā)送和接收功能的可編程電路部件，但是應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)的各方面可以應(yīng)用的超聲探頭可以另外包括可編程電路，其不特定于超聲探頭的發(fā)送或接收功能。例如，定時(shí)電路和通用控制電路(例如，定時(shí)和控制電路108)也可以是超聲探頭的一部分，并且可以包括一個(gè)或更多個(gè)可編程特征。因此，存儲(chǔ)器506可以存儲(chǔ)并且參數(shù)加載器504也可以加載與這些其他類(lèi)型的電路相關(guān)的參數(shù)數(shù)據(jù)。

根據(jù)前述討論應(yīng)當(dāng)理解，超聲探頭可以包括各種電路(模擬和數(shù)字)，因此取決于哪些電路部件包括在該探頭中以及什么操作模式正在執(zhí)行，可能需要各種參數(shù)來(lái)對(duì)給定的超聲探頭進(jìn)行編程。為了清楚起見(jiàn)，現(xiàn)在提供參數(shù)數(shù)據(jù)可以被存儲(chǔ)和加載至超聲探頭上的參數(shù)的非限制性示例的簡(jiǎn)要總結(jié)。

在一些實(shí)施方式中，超聲探頭可以包括可編程波形生成器。對(duì)波形生成器編程可以涉及指定以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或更多項(xiàng)：波形延遲；波形幅度；波形持續(xù)時(shí)間(波形的總長(zhǎng)度)；波形包絡(luò)；波形的初始相位；波形的初始頻率；調(diào)頻(chirp)率(如果要生成調(diào)頻)；逆變位(逆變波形)；以及編碼激勵(lì)(使得能夠移位調(diào)頻率參數(shù)以與編碼激勵(lì)一起使用的比特)。

在一些實(shí)施方式中，可編程延遲元件或延遲網(wǎng)格可以被提供作為超聲探頭的一部分。可編程特征的類(lèi)型將取決于所使用的可編程延遲元件的具體類(lèi)型。出于說(shuō)明的目的，可以假設(shè)延遲元件被耦接至脈沖發(fā)生器并且包括具有多個(gè)存儲(chǔ)位置的緩沖器或其他存儲(chǔ)器。在這樣的情況下，延遲元件的可編程特征的示例可以包括：寫(xiě)入選擇，其選擇延遲元件存儲(chǔ)器的哪個(gè)位置來(lái)寫(xiě)入數(shù)據(jù)；讀取選擇，其選擇從延遲元件存儲(chǔ)器的哪個(gè)位置讀取數(shù)據(jù)；脈沖發(fā)生器使能(其啟用可以耦接至延遲元件的脈沖發(fā)生器)；延遲元件使能(其啟用或禁用延遲元件本身)；以及逆變位(其使由延遲元件延遲的信號(hào)(例如，波形)逆變)。

操作為超聲探頭的接收功能的一部分的部件也可以是可編程的。例如，如前所述，超聲探頭可以包括DQDM模塊、LPF、數(shù)據(jù)平均塊和樣本存儲(chǔ)器。可以設(shè)置與一個(gè)或更多個(gè)這樣的部件相關(guān)聯(lián)的參數(shù)。例如，關(guān)于數(shù)據(jù)平均塊，可以設(shè)置如位移、字?jǐn)U展和累加的參數(shù)。還可以設(shè)置存儲(chǔ)器的可變位寬存儲(chǔ)器包。

如前面結(jié)合圖5所描述的，超聲探頭可以包括定序器(例如，定時(shí)定序器514)，其可以至少部分地控制超聲探頭的操作的定時(shí)。可編程的定序器定時(shí)值的示例包括：發(fā)送觸發(fā)包的時(shí)間；發(fā)送第一讀取包的時(shí)間；處理器(例如，ASIC 500的處理器502)被中斷以開(kāi)始生成用于下一次采集的參數(shù)數(shù)據(jù)的時(shí)間；采集應(yīng)該結(jié)束且計(jì)數(shù)器應(yīng)該被復(fù)位(例如，至零)的時(shí)間；以及參數(shù)加載器(例如，參數(shù)加載器504)應(yīng)該完成生成參數(shù)數(shù)據(jù)的時(shí)間。

上述參數(shù)的示例不是限制性的，因?yàn)楸旧暾?qǐng)的各個(gè)方面可以申請(qǐng)那些特定部件和/或參數(shù)是否被特定超聲探頭所涉及。此外，在其他實(shí)施方式中可以使用替選的或另外的電路和參數(shù)。

如根據(jù)前述討論應(yīng)當(dāng)理解的，操作可編程超聲探頭可以涉及大量參數(shù)的設(shè)置。例如，完全指定超聲探頭的操作可以涉及針對(duì)超聲模塊302中的每個(gè)超聲模塊設(shè)置多個(gè)(例如，多于五個(gè)、多于10個(gè)、多于50個(gè)、多于100個(gè)、5至200個(gè)或者任意其他合適數(shù)量)參數(shù)。如結(jié)合圖3描述的，考慮到超聲探頭可以包括許多這樣的模塊，結(jié)果可能是需要為超聲探頭指定數(shù)千個(gè)參數(shù)值。進(jìn)一步通過(guò)提供在可能需要設(shè)置不同參數(shù)值的多個(gè)不同成像模式下操作的混合以及參數(shù)的數(shù)量和參數(shù)值可能對(duì)如下能力提出挑戰(zhàn)：實(shí)時(shí)將參數(shù)值從主機(jī)發(fā)送至超聲探頭的能力以及/或者將所有需要的參數(shù)數(shù)據(jù)單獨(dú)存儲(chǔ)在參數(shù)加載器的存儲(chǔ)器中的能力。因此，本申請(qǐng)的各方面涉及如下技術(shù)：用于減少要從主機(jī)傳送至超聲探頭的參數(shù)數(shù)據(jù)的量，以及用于減少要存儲(chǔ)在超聲探頭上并加載至可編程電路中的參數(shù)數(shù)據(jù)的量。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，可以指定至少一些參數(shù)數(shù)據(jù)并且將其視為要提供給超聲探頭的所有超聲模塊的全局?jǐn)?shù)據(jù)。如本文所使用的，全局參數(shù)數(shù)據(jù)是對(duì)于超聲探頭的所有模塊都相同的數(shù)據(jù)，而局部參數(shù)數(shù)據(jù)是特定于模塊的參數(shù)數(shù)據(jù)，并且因此對(duì)于相同的參數(shù)，局部參數(shù)數(shù)據(jù)可以根據(jù)不同模塊所需的參數(shù)數(shù)據(jù)而不同。將某些參數(shù)數(shù)據(jù)處理為全局?jǐn)?shù)據(jù)可以減少要生成并加載至超聲探頭的可編程電路中的參數(shù)數(shù)據(jù)的量。現(xiàn)在在超聲探頭的波形生成器的上下文中描述示例，盡管全局參數(shù)數(shù)據(jù)與局部參數(shù)數(shù)據(jù)之間的區(qū)別以及使用全局參數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)減少數(shù)據(jù)生成和存儲(chǔ)要求可以應(yīng)用于超聲探頭的其他可編程電路。

出于說(shuō)明的目的，假設(shè)超聲探頭的每個(gè)波形生成器(例如，每個(gè)超聲模塊302的兩個(gè)波形生成器)可以針對(duì)以下參數(shù)被編程：波形延遲；波形幅度；波形持續(xù)時(shí)間(波形的總長(zhǎng)度)；波形包絡(luò)；波形的初始相位；波形的初始頻率；調(diào)頻率(如果要生成調(diào)頻)；逆變位(逆變波形)；以及編碼激勵(lì)(使得能夠移位調(diào)頻率參數(shù)以與編碼激勵(lì)一起使用的比特)。對(duì)于至少一些成像模式，許多這樣的參數(shù)對(duì)于所有波形生成器可以具有相同的值。例如，在一些模式如B模式成像的一些形式中，除延遲參數(shù)之外，所有參數(shù)可以是全局的，該延遲參數(shù)對(duì)于每個(gè)超聲模塊或每個(gè)超聲模塊中的每個(gè)波形生成器可以具有單獨(dú)的值。盡管其他模式在這方面可以是相同的，但是這樣的操作模式的示例是二維(2D)成像模式。在一些模式中，除可以由超聲模塊改變的延遲參數(shù)和波形幅度參數(shù)之外，所有參數(shù)可以具有全局值。這樣的模式的示例是具有變跡(apodization)的2D成像模式。在一些模式中，延遲值、初始頻率和初始相位可以因超聲模塊而不同，而其余的波形生成器參數(shù)對(duì)于所有超聲模塊可以是相同的。在這些模式中，初始頻率和相位的調(diào)節(jié)可以提供對(duì)延遲的精細(xì)控制，并且因此這樣的模式可以被認(rèn)為是“精細(xì)延遲”模式。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，超聲探頭的參數(shù)加載器如參數(shù)加載器504可以從其內(nèi)部存儲(chǔ)器(例如，存儲(chǔ)器506)生成和發(fā)送全局參數(shù)，而局部參數(shù)可以從超聲探頭的序列存儲(chǔ)器(例如，序列存儲(chǔ)器512)依次讀取。以這樣的方式，與甚至對(duì)于全局參數(shù)為每個(gè)超聲模塊302生成單獨(dú)的參數(shù)值相比，由存儲(chǔ)器506存儲(chǔ)并由參數(shù)加載器504加載的參數(shù)數(shù)據(jù)會(huì)較小。隨著全局參數(shù)的數(shù)量增加，數(shù)據(jù)節(jié)省也增加。

作為示例，在精細(xì)延遲模式中，參數(shù)如波形幅度、調(diào)頻率、波形長(zhǎng)度、是否逆變波形以及是否要生成編碼激勵(lì)可以具有全局值。相比之下，波形延遲參數(shù)、初始波形相位參數(shù)和初始頻率參數(shù)可以具有因超聲元件而不同的局部值。在一些實(shí)施方式中，參數(shù)加載器(例如，參數(shù)加載器504)可以從其內(nèi)部存儲(chǔ)器(例如，存儲(chǔ)器506)讀取全局值，并且將它們發(fā)送至超聲探頭的超聲元件。隨后，參數(shù)加載器可以生成并向超聲模塊發(fā)送如下包，其被尋址到特定超聲模塊并且包括用于那些超聲模塊的局部參數(shù)值。

雖然一些參數(shù)可以具有局部值或全局值，但是在一些實(shí)施方式中，對(duì)于除超聲探頭的一個(gè)超聲模塊以外的所有超聲模塊，給定參數(shù)可以具有相同的值。在這樣的實(shí)施方式中，用于該給定參數(shù)的數(shù)據(jù)包可以指定除一個(gè)超聲模塊之外的所有超聲模塊。因此，僅未指定的一個(gè)超聲模塊可能無(wú)法對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行操作。此外，在一些實(shí)施方式中，包可以旨在用于一組超聲模塊。在這樣的情況下，包可以例如通過(guò)包括起始地址和終止地址兩者來(lái)指定超聲模塊的地址范圍。地址落在由起始地址和終止地址限定的范圍內(nèi)的超聲模塊可以對(duì)包進(jìn)行操作。為了確定包是否旨在用于給定模塊，該模塊可以包括合適的電路以將其自己的模塊地址與由包指定的范圍進(jìn)行比較。這樣的電路可以包括在圖4所示的超聲模塊302的超聲元件408和電路中。這樣的電路可以包括例如合適的數(shù)字邏輯。包對(duì)多個(gè)但不是全部超聲模塊進(jìn)行尋址的這種操作方式在具有大量超聲模塊的超聲探頭中可以是特別有利的。

如前所述，在一些實(shí)施方式中，兩個(gè)或更多個(gè)參數(shù)的值可以被分組成單個(gè)數(shù)據(jù)包，因此包可以包括僅全局參數(shù)、僅局部參數(shù)或者全局參數(shù)與局部參數(shù)的組合。作為示例，假設(shè)具有可編程波形生成器(其可以被編程以控制波形延遲、所生成的波形是否是編碼激勵(lì)以及是否逆變波形等其他特征)的超聲探頭，這些參數(shù)的值可以被分組成公共數(shù)據(jù)包。這可以進(jìn)行例如以便于高效的系統(tǒng)操作。例如，進(jìn)一步假設(shè)使用14位來(lái)指定波形延遲值，用單個(gè)位來(lái)指定編碼激勵(lì)控制，并且用單個(gè)位來(lái)指定是否逆變波形的控制，則與必須為這三個(gè)參數(shù)中的每個(gè)參數(shù)創(chuàng)建唯一包相比，可以生成單個(gè)16位包以包括所有三個(gè)值。因此，與針對(duì)每個(gè)參數(shù)生成唯一包類(lèi)型的方案相比，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)，隨著參數(shù)的數(shù)量增加，簡(jiǎn)化的重要性會(huì)增加。因?yàn)閷?duì)于每個(gè)參數(shù)具有唯一的包類(lèi)型可以允許更精確地控制什么數(shù)據(jù)被生成和傳送，所以隨著簡(jiǎn)化，靈活性降低。

在多個(gè)參數(shù)被分組到公共包中的一些實(shí)施方式中，分組可以基于共同功能。考慮到剛剛描述的波形生成器延遲、編碼激勵(lì)控制和波形逆變控制的示例，這三個(gè)參數(shù)共享對(duì)波形生成器進(jìn)行編程的共同功能。然而，通過(guò)將兩個(gè)或更多個(gè)參數(shù)一起分組到公共包中來(lái)操作超聲探頭的方法不限于具有共同功能的分組參數(shù)。

前述示例還示出了數(shù)據(jù)包如何可以包括局部參數(shù)和全局參數(shù)兩者。考慮上述利用超聲探頭執(zhí)行2D成像且除波形延遲的差異之外的波形生成器參數(shù)對(duì)于所有超聲模塊都相同的示例，使用單個(gè)包類(lèi)型來(lái)傳送波形延遲的參數(shù)值、逆變位和編碼激勵(lì)位將表示包包括全局參數(shù)(逆變位和編碼激勵(lì)位)和局部參數(shù)(波形延遲)的情況。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，可以通過(guò)利用超聲探頭的特定操作模式的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)參數(shù)數(shù)據(jù)生成和存儲(chǔ)的節(jié)省。作為示例，根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，超聲探頭的操作模式允許為列內(nèi)的所有超聲元件指定相同的波形。例如，超聲探頭可以與可以在超聲波束的仰角(elevation)方向上提供聚焦的聲透鏡一起使用。因此，列內(nèi)的超聲元件可以發(fā)送相同的波形，這允許為包括那些超聲元件的超聲模塊指定較少的參數(shù)值。例如，假設(shè)結(jié)合圖3描述的超聲陣列大小，與如果超聲模塊的列內(nèi)的超聲元件用于生成不同波形相比，可能需要少六十四倍的唯一配置參數(shù)來(lái)完全指定超聲探頭的操作。更具體地，并且作為非限制性示例，可以為兩個(gè)相鄰的2×32模塊(例如，在圖3中相對(duì)于彼此以左右配置布置的圖3的兩個(gè)模塊302)定義延遲網(wǎng)格參數(shù)，然后對(duì)所有這樣的72個(gè)相鄰模塊進(jìn)行重復(fù)，從而導(dǎo)致所需參數(shù)數(shù)據(jù)的顯著減少。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，通過(guò)實(shí)施如下方案來(lái)減少由參數(shù)加載器(例如，參數(shù)加載器107或504)存儲(chǔ)的參數(shù)值的數(shù)量：使用超聲換能器陣列的列和行的索引來(lái)生成參數(shù)值。例如，對(duì)于一些成像模式，如B模式或多普勒模式，其中，除延遲參數(shù)和波形幅度參數(shù)之外的所有電路參數(shù)可以具有全局值，特定參數(shù)的值可以以列變化與行變化分離的方式隨超聲換能器陣列的列和行而不同。在這樣的情況下，可以為每行和每列分配給定參數(shù)的值，并且可以通過(guò)適當(dāng)?shù)亟M合該行的值和該列的值來(lái)計(jì)算用于特定超聲元件的參數(shù)的值。

作為非限制性示例，可以為超聲換能器陣列的列和行指定波形延遲值τ，并且給定超聲元件的波形延遲值τ可以由行的波形延遲值與列的波形延遲值的和來(lái)指定。例如，位于第5行、第108列的超聲元件的波形延遲值可以等于τ₅+τ₁₀₈，其中，τ₅是第5行的波形延遲，并且τ₁₀₈是第108列的波形延遲。

雖然求和是組合的一個(gè)示例，但是可以使用將值進(jìn)行組合的其他方式，如乘法。例如，可以為超聲換能器陣列的行和列指定波形幅度值，并且給定超聲元件的波形幅度可以是將該行的波形幅度乘以該列的波形幅度的乘積。作為具體示例，位于第5行、第108列的超聲元件的波形幅度可以等于A₅A₁₀₈，其中，A₅是分配給第5行的波形幅度，而A₁₀₈是分配給第108列的波形幅度。

與為超聲探頭的每個(gè)超聲元件存儲(chǔ)參數(shù)值相比，使用根據(jù)索引參數(shù)數(shù)據(jù)值的減少集生成參數(shù)數(shù)據(jù)的這些方式，參數(shù)加載器可以存儲(chǔ)更少的參數(shù)數(shù)據(jù)。然而，成本是在這樣的實(shí)施方式中參數(shù)加載器應(yīng)當(dāng)包括用于執(zhí)行組合功能的合適的電路，如加法器電路、乘法電路等。組合索引的參數(shù)數(shù)據(jù)值的方式的其他示例包括邏輯功能，如OR和XOR功能。可以包括合適的電路以在需要時(shí)執(zhí)行這樣的功能。

本申請(qǐng)的各方面還提供了多個(gè)事件之間的參數(shù)數(shù)據(jù)的減少。為了形成單個(gè)超聲圖像幀，通常執(zhí)行多個(gè)事件。在一些實(shí)施方式中，每個(gè)事件可以涉及唯一的參數(shù)數(shù)據(jù)集。因此，所執(zhí)行的事件的數(shù)量越大，所需的參數(shù)數(shù)據(jù)越多。然而，申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，參數(shù)數(shù)據(jù)值中的冗余在至少一些成像模式中跨事件存在，并且這樣的冗余可以用于減少超聲探頭的參數(shù)加載器需要生成和存儲(chǔ)的參數(shù)數(shù)據(jù)的量。

一個(gè)這樣的示例在延遲在事件之間移位時(shí)發(fā)生。例如，在如B模式聚焦掃描的成像模式中，特定事件期間用于特定超聲元件(或可替選地，超聲模塊)的配置參數(shù)可以與一個(gè)或更多個(gè)在先事件用于不同超聲元件(或超聲模塊)的配置參數(shù)中的至少一些配置參數(shù)相同。也就是說(shuō)，由超聲探頭生成的波形延遲可以沿著超聲探頭的超聲元件傳播或橫向移位。因此，根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施方式，可以將長(zhǎng)于指定單個(gè)事件所需的參數(shù)數(shù)據(jù)的一組參數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在序列存儲(chǔ)器中，并且參數(shù)加載器可以在執(zhí)行后續(xù)事件時(shí)在序列存儲(chǔ)器內(nèi)的不同偏移處開(kāi)始。

根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面，在超聲探頭中包括一個(gè)或更多個(gè)計(jì)數(shù)器，以便于減少生成和存儲(chǔ)的參數(shù)數(shù)據(jù)的量。例如，如10位計(jì)數(shù)器的線性計(jì)數(shù)器可以被包括在參數(shù)加載器中，并且可以計(jì)算用于生成平面波的波形延遲值。計(jì)數(shù)器可以在每個(gè)超聲元件位置之后遞增以計(jì)算適當(dāng)?shù)难舆t值。以這樣的方式，延遲值不需要存儲(chǔ)在參數(shù)加載器的存儲(chǔ)器(例如，存儲(chǔ)器506)中。當(dāng)在方位(azimuth)方向上生成平面波時(shí)可以執(zhí)行這樣的操作。類(lèi)似地，線性計(jì)數(shù)器可以用于橫向方向以設(shè)置超聲模塊的讀取參數(shù)和寫(xiě)入?yún)?shù)。

計(jì)數(shù)器也可以用于生成三維平面波的環(huán)境中。例如，除上述線性計(jì)數(shù)器之外，可以包括第二計(jì)數(shù)器以限定平面波斜率。該第二計(jì)數(shù)器可以在每個(gè)超聲模塊(或其他配置單元)之后遞增，并且可以例如在給定數(shù)量的配置單元之后如在每16個(gè)配置單元之后被復(fù)位。平面波的延遲值可以是來(lái)自?xún)蓚€(gè)計(jì)數(shù)器的值的和。在一些實(shí)施方式中，一個(gè)或更多個(gè)計(jì)數(shù)器可以包括小數(shù)位，例如以允許更精細(xì)的延遲步驟被指定。在一些實(shí)施方式中，這些更精細(xì)的延遲可以被截?cái)嗷蛏崛搿４送猓瑧?yīng)當(dāng)理解，計(jì)數(shù)器表示計(jì)算延遲的方式的非限制性示例。替選實(shí)施方式包括使用中央處理單元(CPU)或算術(shù)邏輯單元(ALU)。

本申請(qǐng)的各方面可以提供一個(gè)或更多個(gè)益處，其中一些益處已經(jīng)在前面描述過(guò)。現(xiàn)在描述這些益處的一些非限制性示例。應(yīng)當(dāng)理解，并非所有方面和實(shí)施方式都必須提供現(xiàn)在描述的所有益處。此外，應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)的各方面可以為現(xiàn)在描述的那些方面提供另外的益處。

本申請(qǐng)的方面允許在不同于主機(jī)的超聲探頭上存儲(chǔ)參數(shù)數(shù)據(jù)。可以使用超聲探頭上的參數(shù)加載器將參數(shù)數(shù)據(jù)高效且精確地加載至超聲探頭的數(shù)字可編程電路中。可以使用可尋址的基于包的通信將參數(shù)數(shù)據(jù)高效地傳送至超聲探頭的相關(guān)超聲模塊，并且超聲模塊可以耦接在一起以促進(jìn)參數(shù)數(shù)據(jù)的共享。此外，可以通過(guò)利用本文所描述的各個(gè)方面來(lái)減少在超聲探頭上生成和存儲(chǔ)的參數(shù)數(shù)據(jù)的量。

根據(jù)本申請(qǐng)的各方面的超聲探針可以容易地縮放并且允許簡(jiǎn)單的操作驗(yàn)證。例如，已經(jīng)描述了超聲探頭的電路(的至少一些)被分組為可重復(fù)模塊的方面。因此，可以通過(guò)添加另外相同的模塊來(lái)容易地縮放超聲探頭，而不需要系統(tǒng)級(jí)的重大重新設(shè)計(jì)。此外，在這樣的情況下，可以基本上在模塊級(jí)執(zhí)行超聲探頭的操作的驗(yàn)證。

與替選的探頭設(shè)計(jì)相比，還可以減少超聲探頭的功率需求。例如，與使用基于多路復(fù)用器的方法相比，使用被配置成陣列(例如，如菊花鏈的鏈)的超聲模塊可以允許模塊之間的更少的布線，從而允許功率降低。類(lèi)似地，與基于多路復(fù)用器的設(shè)計(jì)相比，如本文所描述的全局包分布的使用可以更高效。

根據(jù)本申請(qǐng)的各方面，超聲模塊消耗的面積也可以相對(duì)小。例如，本文所述的一些實(shí)施方式包括具有多個(gè)寄存器的超聲模塊，所述多個(gè)寄存器隨著超聲模塊的數(shù)量線性地縮放。相比之下，如果要利用基于多路復(fù)用器的設(shè)計(jì)，則所涉及的寄存器的數(shù)量會(huì)更大，例如隨超聲模塊的數(shù)量二次方地縮放。

與替選實(shí)施方式相比，還可以簡(jiǎn)化超聲探頭的定時(shí)操作的各方面。例如，超聲模塊的操作的定時(shí)可以在超聲模塊內(nèi)同步。這樣的方案可以避免對(duì)任何全局觸發(fā)線的需要。

因此，已經(jīng)描述了本公開(kāi)內(nèi)容中闡述的技術(shù)的若干方面和實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易想到各種改變、修改和改進(jìn)。這樣的改變、修改和改進(jìn)旨在在本文所描述的技術(shù)的精神和范圍內(nèi)。例如，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易地想到，用于執(zhí)行功能和/或獲得結(jié)果和/或本文所述的一個(gè)或更多個(gè)優(yōu)點(diǎn)的各種其他裝置和/或結(jié)構(gòu)，并且每個(gè)這樣的變型和/或修改被認(rèn)為在本文所述的實(shí)施方式的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到或能夠使用僅僅常規(guī)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定本文所述的具體實(shí)施方式的許多等同物。因此，應(yīng)當(dāng)理解，前述實(shí)施方式僅以示例的方式給出，并且在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)，發(fā)明的實(shí)施方式可以以不同于具體描述的方式來(lái)實(shí)踐。此外，如果本文所述的特征、系統(tǒng)、制品、材料、元件和/或方法不相互矛盾，則這樣的兩個(gè)或更多個(gè)特征、系統(tǒng)、制品、材料、元件和/或方法的任意組合被包括在本公開(kāi)內(nèi)容的范圍內(nèi)。

上述實(shí)施方式可以以許多方式中的任一種來(lái)實(shí)現(xiàn)。涉及過(guò)程或方法的性能的本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)或更多個(gè)方面和實(shí)施方式可以利用可由裝置(例如，計(jì)算機(jī)、處理器或其他裝置)執(zhí)行的程序指令來(lái)執(zhí)行或控制過(guò)程或方法的性能。在這方面，各種發(fā)明構(gòu)思可以體現(xiàn)為編碼有一個(gè)或更多個(gè)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì))(例如，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器、一個(gè)或更多個(gè)軟盤(pán)、壓縮光盤(pán)、光盤(pán)、磁帶、閃存、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列或其他半導(dǎo)體裝置中的電路配置或者其他有形計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì))，所述一個(gè)或更多個(gè)程序在一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)或其他處理器上執(zhí)行時(shí)執(zhí)行實(shí)現(xiàn)上述各種實(shí)施方式中的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施方式的方法。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是便攜式的，使得存儲(chǔ)在其上的程序可以被加載至一個(gè)或更多個(gè)不同計(jì)算機(jī)或其他處理器上，以實(shí)現(xiàn)上述方面中的各種方面。在一些實(shí)施方式中，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是非暫態(tài)介質(zhì)。

術(shù)語(yǔ)“程序”或“軟件”在本文中在一般意義上用于指代任何類(lèi)型的計(jì)算機(jī)代碼或計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令集，其可以用于對(duì)計(jì)算機(jī)或其他處理器進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)如上所述的各種方面。另外，應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)一個(gè)方面，在被執(zhí)行時(shí)執(zhí)行本公開(kāi)內(nèi)容的方法的一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)程序不需要駐留在單個(gè)計(jì)算機(jī)或處理器上，而是可以以模塊化方式分布在多個(gè)不同的計(jì)算機(jī)或處理器之間以實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)方面。

計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可以以許多形式如程序模塊由一個(gè)或更多個(gè)計(jì)算機(jī)或其他裝置執(zhí)行。通常，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類(lèi)型的例程、程序、對(duì)象、部件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。通常，在各種實(shí)施方式中，可以根據(jù)需要組合或分配程序模塊的功能。

此外，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以以任何合適的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以被示為具有通過(guò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的位置關(guān)聯(lián)的字段。可以同樣地通過(guò)為在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中具有以下位置的字段分配存儲(chǔ)而實(shí)現(xiàn)這樣的關(guān)系：該位置傳達(dá)字段之間的關(guān)系。然而，可以使用任何合適的機(jī)制(包括通過(guò)使用指針、標(biāo)簽或在數(shù)據(jù)元素之間建立關(guān)系的其他機(jī)制)來(lái)建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的字段中的信息之間的關(guān)系。

當(dāng)在軟件中實(shí)現(xiàn)時(shí)，軟件代碼可以在無(wú)論是設(shè)置在單個(gè)計(jì)算機(jī)中還是分布在多個(gè)計(jì)算機(jī)中的任何合適的處理器或處理器集合上執(zhí)行。在一些實(shí)施方式中，本文所描述的處理器可以是虛擬處理器。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，作為非限制性示例，可以以如機(jī)架安裝式計(jì)算機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)或平板計(jì)算機(jī)的多種形式中的任一種來(lái)體現(xiàn)計(jì)算機(jī)。另外，計(jì)算機(jī)可以嵌入在如下通常不被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)但具有適當(dāng)處理能力的裝置中：包括個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、智能電話或任何其他合適的便攜式或固定電子裝置。

此外，計(jì)算機(jī)可以具有一個(gè)或更多個(gè)輸入和輸出裝置。這些裝置可以用于呈現(xiàn)用戶(hù)接口等。可以用于提供用戶(hù)接口的輸出裝置的示例包括用于輸出的視覺(jué)呈現(xiàn)的打印機(jī)或顯示屏幕以及用于輸出的聽(tīng)覺(jué)呈現(xiàn)的揚(yáng)聲器或其他聲音生成裝置。可以用于用戶(hù)接口的輸入裝置的示例包括鍵盤(pán)以及指點(diǎn)裝置，如鼠標(biāo)、觸摸板和數(shù)字化平板。作為另一示例，計(jì)算機(jī)可以通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別或以其他可聽(tīng)格式來(lái)接收輸入信息。

這樣的計(jì)算機(jī)可以由如下任何合適形式的一個(gè)或更多個(gè)網(wǎng)絡(luò)互連：包括局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)如企業(yè)網(wǎng)絡(luò)以及智能網(wǎng)(IN)或因特網(wǎng)。這樣的網(wǎng)絡(luò)可以基于任何合適的技術(shù)，并且可以根據(jù)任何合適的協(xié)議進(jìn)行操作，并且可以包括無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、有線網(wǎng)絡(luò)或光纖網(wǎng)絡(luò)。

此外，如所描述的，一些方面可以被體現(xiàn)為一個(gè)或更多個(gè)方法。作為方法的一部分而執(zhí)行的動(dòng)作可以以任何合適的方式排序。因此，可以構(gòu)造以以下不同于所示的順序執(zhí)行動(dòng)作的實(shí)施方式，其可以包括同時(shí)執(zhí)行即使在說(shuō)明性實(shí)施方式中示出為順序動(dòng)作的一些動(dòng)作。

如本文定義和使用的所有定義應(yīng)當(dāng)理解為控制字典定義、通過(guò)引用并入的文獻(xiàn)中的定義和/或所定義術(shù)語(yǔ)的普通含義。

除非清楚地相反指示，否則如本文在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的不定冠詞“一”和“一個(gè)”應(yīng)當(dāng)理解為是指“至少一個(gè)”。

如本文在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中使用的短語(yǔ)“和/或”應(yīng)當(dāng)被理解為是指這樣連接的元素(即，在一些情況下結(jié)合地存在并且在其他情況下分離地存在的元素)中的“任一個(gè)或兩個(gè)”。用“和/或”列出的多個(gè)元素應(yīng)當(dāng)以相同的方式解釋?zhuān)矗绱私Y(jié)合的元素中的“一個(gè)或更多個(gè)”。除由“和/或”子句具體標(biāo)識(shí)的元素之外，可以可選地存在其他元素，無(wú)論與具體標(biāo)識(shí)的那些元素相關(guān)還是不相關(guān)。因此，作為非限制性示例，當(dāng)結(jié)合開(kāi)放式語(yǔ)言如“包括”使用時(shí)，對(duì)“A和/或B”的引用在一個(gè)實(shí)施方式中可以指僅A(可選地包括除B之外的元素)，在另一個(gè)實(shí)施方式中指僅B(可選地包括除A之外的元素)，在又一個(gè)實(shí)施方式中指A和B兩者(可選地包括其他元素)等。

如本文在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中使用的，在參考一個(gè)或更多個(gè)元素的列表中的短語(yǔ)“至少一個(gè)”應(yīng)當(dāng)理解為是指從元素列表中的任何一個(gè)或更多個(gè)元素所選擇的至少一個(gè)元素，但不一定包括元素列表內(nèi)具體列出的每個(gè)元素中的至少一個(gè)，并且不排除元素列表中的元素的任何組合。該定義還允許元素可以可選地存在，而不是短語(yǔ)“至少一個(gè)”所指的元素列表中具體標(biāo)識(shí)的元素，無(wú)論與具體標(biāo)識(shí)的那些元素相關(guān)還是不相關(guān)。因此，作為非限制性示例，“A和B的至少一個(gè)”(或等同地，“A或B中的至少一個(gè)”，或等同地“A和/或B中的至少一個(gè)”)可以在一個(gè)實(shí)施方式中指至少一個(gè)、可選地包括多于一個(gè)、A、不存在B(并且可選地包括除B之外的元素)；在另一個(gè)實(shí)施方式中指至少一個(gè)、可選地包括多于一個(gè)、B、不存在A(并且可選地包括除A之外的元素)；在又一個(gè)實(shí)施方式中指至少一個(gè)、可選地包括多于一個(gè)、A以及至少一個(gè)、可選地包括多于一個(gè)、B(并且可選地包括其他元素)等。

此外，本文使用的措辭和術(shù)語(yǔ)是出于描述的目的，并且不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是限制性的。本文中使用的“包括”、“包含”或“具有”、“含有”、“涉及”及其變體意味著包括其后列出的項(xiàng)目及其等同物以及另外的項(xiàng)目。

在權(quán)利要求中以及在上述說(shuō)明書(shū)中，所有過(guò)渡性短語(yǔ)如“包含”、“包括”、“攜帶”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“由……構(gòu)成”等應(yīng)當(dāng)理解為開(kāi)放式的，即，意味著包括但不限于。只有過(guò)渡性短語(yǔ)“由...組成”和“基本上由......組成”分別是封閉或半封閉的過(guò)渡性短語(yǔ)。