基于EDA技术的经络感传测试系统
|
摘要
现代电子设计技术的核心已日趋转向基于计算机的电子设计自动化技术,即EDA技术。EDA技术就是依赖功能强大的计算机,在EDA工具软件平台上,对以硬件描述语言HDL为系统逻辑描述手段完成的设计文件,自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、布局布线以及逻辑优化和仿真测试,直至实现既定的电子线路系统功能。
人类社会已进入到高度发达的信息化时代,行业之间的界限已经模糊。EDA技术的发展给非电子行业提供了新的契机,极大程度上的推动了各行各业的发展。
经络学说是中医学分析人体生理、病理和对疾病进行诊疗的主要依据之一经络学说的作用在于解释病理变化、协助疾病诊断,以及指导临床治疗三个方面,它贯穿于中医生理、病理、诊断及预防的各个方面,一直有效地指导着中医各科特别是针灸的临床实践,但是其具体过程和机制尚不能用现代科学语言全面系统的表达。
本文采用微波传输理论解释经络感传的现象,将两者进行比对,构建了经络传导模型；以现代EDA技术为依托构建了FPGA红外测试、激发系统；通过使用LPM_ROM宏功能模块,再加以流水线技术的使用和时钟双边沿的数据读取,实现速度和资源占用折衷的设计处理,该系统进行了硬件乘法器算法设计,提高了乘法器速度,可以实现在线实时检测对人体操作点施加红外照射后,整条相关经络的温度变化,这对研究和分析人体经络感传过程具有积极的意义,也为EDA技术在医用电子学上的应用提供了一个新思路。
The core of modern electronic design and technology has been turned to the electronic design automatic technology which is based on the computer. Being dependent on the powerful computer, EDA tools can complete compilation, logic minimization, division, synthesis, layout routing, logical optimizes, simulation testing and establish system function, to design files which were described by means of HDL
Human society has entered into a highly developed industry information age, boundaries have blurred between different industries. EDA technological development provides new opportunities for the electronic industries; it contributed a large extent development to all walks of life.
Meridian theory is one of the main bases used in analyzing the physiology, the pathology and the diagnosis of disease. The role of meridian theory lies in three aspects, the diagnosis of disease, the assistance of pathological diagnosis, and the guide of clinical treatment. It is through each aspect, traditional physiology, pathology, diagnosis and prevention of disease. It has been the effective guide of acupuncture and clinical practice. Modern research thinks meridian system as the human grid system which is a comprehensive control system, but the specific process and mechanism can't be explained with modern scientific language expression.
However, electromagnetic wave, most of whose properties are similar with meridian theory, can be used to emulate the meridian phase. By implementing LPM_ROM Mega function as memory to achieve 4*4 multiplier, using pipelining, and accessing data in both rising edge and falling edge, a compromise can be arrived between high speed and high resources. Using microwave transfer theory to explain the meridian phenomenon and constructing the FPGA infrared test system can help the human to research and analyze the transmission process of meridian.
人类社会已进入到高度发达的信息化时代,行业之间的界限已经模糊。EDA技术的发展给非电子行业提供了新的契机,极大程度上的推动了各行各业的发展。
经络学说是中医学分析人体生理、病理和对疾病进行诊疗的主要依据之一经络学说的作用在于解释病理变化、协助疾病诊断,以及指导临床治疗三个方面,它贯穿于中医生理、病理、诊断及预防的各个方面,一直有效地指导着中医各科特别是针灸的临床实践,但是其具体过程和机制尚不能用现代科学语言全面系统的表达。
本文采用微波传输理论解释经络感传的现象,将两者进行比对,构建了经络传导模型；以现代EDA技术为依托构建了FPGA红外测试、激发系统；通过使用LPM_ROM宏功能模块,再加以流水线技术的使用和时钟双边沿的数据读取,实现速度和资源占用折衷的设计处理,该系统进行了硬件乘法器算法设计,提高了乘法器速度,可以实现在线实时检测对人体操作点施加红外照射后,整条相关经络的温度变化,这对研究和分析人体经络感传过程具有积极的意义,也为EDA技术在医用电子学上的应用提供了一个新思路。
The core of modern electronic design and technology has been turned to the electronic design automatic technology which is based on the computer. Being dependent on the powerful computer, EDA tools can complete compilation, logic minimization, division, synthesis, layout routing, logical optimizes, simulation testing and establish system function, to design files which were described by means of HDL
Human society has entered into a highly developed industry information age, boundaries have blurred between different industries. EDA technological development provides new opportunities for the electronic industries; it contributed a large extent development to all walks of life.
Meridian theory is one of the main bases used in analyzing the physiology, the pathology and the diagnosis of disease. The role of meridian theory lies in three aspects, the diagnosis of disease, the assistance of pathological diagnosis, and the guide of clinical treatment. It is through each aspect, traditional physiology, pathology, diagnosis and prevention of disease. It has been the effective guide of acupuncture and clinical practice. Modern research thinks meridian system as the human grid system which is a comprehensive control system, but the specific process and mechanism can't be explained with modern scientific language expression.
However, electromagnetic wave, most of whose properties are similar with meridian theory, can be used to emulate the meridian phase. By implementing LPM_ROM Mega function as memory to achieve 4*4 multiplier, using pipelining, and accessing data in both rising edge and falling edge, a compromise can be arrived between high speed and high resources. Using microwave transfer theory to explain the meridian phenomenon and constructing the FPGA infrared test system can help the human to research and analyze the transmission process of meridian.
引文
[1]周兴汉,潘文裕,雷道振.EDA工具的发展及使用[J].计算机与现代化.1999年,第2期：32-35
[2]李志超.经络实质研究的综合思考.人天科学研究[J].1999年,第8期：39-41
[3]王志红,何裕民.从经络的认知发生学说起[J].浙江中医学院学报.2004年,第2期：14-15
[4]谢浩然.经络气道的验证研究.中国针灸[J].2002年,第22期：599-602
[5]侯湘,钟庆英.磁场与经络[J].生物磁学.2000年,第2期：8-9
[6]李文忠.针尖下的场在物质电场、磁场、穴位场物理学探要与经络感传效应[J].中国医学创新.2009年,第19期：171-172
[7]刘树芬.磁疗与经络—浅析磁场疗法与经络传感的作用[J].生物磁学.2000年,第3期：43-45
[8]冯盛才.探索经络之谜的可贵尝试—评《人体经络动力学导论——对传统中医“气”运行机制的探索[J].中华中西医学杂志.2007年,第4期：53-53
[9]薛玉国.经络动力学与人天观.大自然探索[J].1989年,第8期：119-125
[10]刘芳,王雪峰,杨贵将.用现代系统论审视中医的整体观[J].中医药学刊.2006年,24卷1期：112-114
[11]黄再银.FPGA的工作原理及其应用[J].电子世界.2003年,第2期：47-49
[12]胥京宇.FPGA:机遇与挑战并存[J].世界电子元器件.2005年,第4期：12-14
[13]周奇勋,王勉华,乐春峡.基于FPGA的VHDL语言设计优化[J].仪器仪表学报.2003年,Z1期：595-598
[14]周瑗,杨丽华.用VHDL自顶向下设计数字密码锁[J].北京化工大学学报.2000年,第2期：97-99
[15]潘松,黄继业.EDA技术实用教程[M].北京,科学技术出版社.2006年.13-21.
[16]卢六沙.经络感传·神经传导[J].针灸临床杂志.1997年,第1期：10-11
[17]任达甫.激发经络感传提高针刺疗效[J].中国针灸.1996年,第6期：43-44
[18]徐振华,林庆学.‘从经络感视现象探讨经络循行的两个问题[J].中医药动态.1995年,第3期：30-31
[19]单桂敏.艾炙防治春季多发病[J].中华养生保健.2010年,第3期：59-59
[20]魏红沁,丁春华,张晴.艾灸治疗高脂血症临床观察[J].上海针灸杂志.2009年,第12期：698-699
[21]确杰,布丽根.艾灸疗法的应用[J].中国民族医药杂志.2008年,第12期：28-28
[22]陈日新,康明非.腧穴热敏化艾灸新疗法[M].北京,人民卫生出版社.2007年.20-30
[23]董燕.低频脉冲并远红外线治疗肥胖症79例[J].现代中西医结合杂志.2007年,第21期：3051-3051
[24]赵威,黄仰模.系统性红斑狼疮的中医药研究进展[J].中医药学刊.2006年,第2期：290-292
[25]杜少辉,付友金,陈肖君等.远红外线热层析系统对老年病中医诊断的运用[J].中医药通报.2008年,第4期：26-28
[26]Wayne Wolf.现代VLSI电路设计[M].北京,科学出版社.2002年.215-275
[27]于林韬.8051VHDL设计及FPGA实现[J].长春理工大学学报.2004年,第2期：72-74
[28]张志杰,汪翔.如何解决FPGA电路设计中的毛刺问题[J].世界电子元器件.2004年,第11期：68-69
[29]于展鹏,倪宏伟.VHDL设计中电路简化问题的探讨[J].经济技术协作信息.2003年,第6期：27-27
[30]张伟功.用VHDL开发FPGA[J].微电子学与计算机.2001年,第2期：45-48
[31]高也陶,时善全,曹晓哲.循经传感磁疗贴的磁场强度变化研究[J].中华医学研究杂志.2004年,第6期：500-502
[32]罗玉龙,李波,赵沁平.一种类比知识表示与逻辑描述[J].计算机学报.1995年,第12期：893-900
[33]潘云鹤.形状设计思维过程的模式[J].浙江大学学报.1993年,第3期：32-35
[34]杨莉,李玉山,王燕云.电子设计自动化工具集成与异构数据接口[J].计算机集成制造系统-CIMS.2002年,第5期：413-416
[35]习建华,魏洪,夏天等.用VHDL实现多媒体通信复接设备[J].电子工程师.2000年,第1期：14-15
[36]王家村,李琳,陈勇生.Actel FPGA在单片机系统中的应用[J].国外电子元器件.2002年,第11期：27-29
[37]宋晶晶.基于FPGA的信号源设计与实现[J].无线电工程.2003年,第4期：27-29
[38]李博文,杨学友,李慧娟.VHDL在高速图像采集系统中的应用设计[J].单片机与嵌入式系统应用.2003年,第1期：58-59
[39]刘嘉新,付金霞,苏健民.用FPGA实现快速傅立叶变换[J].信息技术.2006 年,第2期：57-60
[40]刘国栋,陈伯孝,陈多芳.FFT处理器的FPGA设计[J].航空计算技术.2004年,第3期：101-104
[41]祝利勇,张永瑞.视频运动检测系统的FPGA实现[J].电子科技.2007年,第6期：5-8
[42]蔡江洪,史小军,朱为等.利用FT245BM实现FPGA与PC机的USB通讯[J].电子器件.2005年,第1期：132-134
[43]陈志文.利用FPGA取代ASSP更经济[J].世界电子元器件.2000年,第12期：22-23
[44]刘勤让,邬江兴.总线数据宽度可配置DDR传输的FPGA设计与实现[J]计算机工程与应用.2005年,第12期：102-103
[45]吴敏,何贵翔.程控经络感传仪治疗原发性痛经[J].中国针灸.2002年,第2期：109-109
[46]许平.针刺足三里诱发感传临床观察[J].河南中医.2000年,第6期：55-56
[47]V. A. Kalinnikov. Application of multiple-valued logic in digital technology. Instruments and Experimental Techniques.2006, Volume 49, Number 6: 743-751.
[48]Marco Lanuzza, Paolo Zicari, Fabio Frustaci. An Efficient and Low-Cost Design Methodology to Improve SRAM-Based FPGA Robustness in Space and Avionics Applications. Lecture Notes in Computer Science.2009, Volume 5453:74-84.
[49]Lilian Bossuet, Guy Gogniat, Wayne Burleson. Dynamically configurable security for SRAM FPGA bitstreams. International Journal of Embedded Systems.2006, Volume 2, Number 1-2:73-85.
[50]Gustavo Sutter, Jean-Pierre Deschamps, Gery Bioul. Power Aware Dividers in FPGA. Lecture Notes in Computer Science.2004, Volume 3254:574-584.
[51]Khalil Dayo, Abdul Qadeer Khan Rajput, Bhawani S. Chowdhry. Impact of Cluster Size on Efficient LUT-FPGA Architecture for Best Area and Delay Trade-Off. Communications in Computer and Information Science.2009, Volume 20:243-252.
[52]Reiner W. Hartenstein, Rainer Kress, Helmut Reinig. A new FPGA architecture for word-oriented datapaths. Lecture Notes in Computer Science./1994, Volume 849: 144-155.
[53]Dalia Dagher, Iyad Ouaiss. Storage Allocation for Diverse FPGA Memory Specifications. Lecture Notes in Computer Science.2004, Volume 3203:606-616.
[2]李志超.经络实质研究的综合思考.人天科学研究[J].1999年,第8期：39-41
[3]王志红,何裕民.从经络的认知发生学说起[J].浙江中医学院学报.2004年,第2期：14-15
[4]谢浩然.经络气道的验证研究.中国针灸[J].2002年,第22期：599-602
[5]侯湘,钟庆英.磁场与经络[J].生物磁学.2000年,第2期：8-9
[6]李文忠.针尖下的场在物质电场、磁场、穴位场物理学探要与经络感传效应[J].中国医学创新.2009年,第19期：171-172
[7]刘树芬.磁疗与经络—浅析磁场疗法与经络传感的作用[J].生物磁学.2000年,第3期：43-45
[8]冯盛才.探索经络之谜的可贵尝试—评《人体经络动力学导论——对传统中医“气”运行机制的探索[J].中华中西医学杂志.2007年,第4期：53-53
[9]薛玉国.经络动力学与人天观.大自然探索[J].1989年,第8期：119-125
[10]刘芳,王雪峰,杨贵将.用现代系统论审视中医的整体观[J].中医药学刊.2006年,24卷1期：112-114
[11]黄再银.FPGA的工作原理及其应用[J].电子世界.2003年,第2期：47-49
[12]胥京宇.FPGA:机遇与挑战并存[J].世界电子元器件.2005年,第4期：12-14
[13]周奇勋,王勉华,乐春峡.基于FPGA的VHDL语言设计优化[J].仪器仪表学报.2003年,Z1期：595-598
[14]周瑗,杨丽华.用VHDL自顶向下设计数字密码锁[J].北京化工大学学报.2000年,第2期：97-99
[15]潘松,黄继业.EDA技术实用教程[M].北京,科学技术出版社.2006年.13-21.
[16]卢六沙.经络感传·神经传导[J].针灸临床杂志.1997年,第1期：10-11
[17]任达甫.激发经络感传提高针刺疗效[J].中国针灸.1996年,第6期：43-44
[18]徐振华,林庆学.‘从经络感视现象探讨经络循行的两个问题[J].中医药动态.1995年,第3期：30-31
[19]单桂敏.艾炙防治春季多发病[J].中华养生保健.2010年,第3期：59-59
[20]魏红沁,丁春华,张晴.艾灸治疗高脂血症临床观察[J].上海针灸杂志.2009年,第12期：698-699
[21]确杰,布丽根.艾灸疗法的应用[J].中国民族医药杂志.2008年,第12期：28-28
[22]陈日新,康明非.腧穴热敏化艾灸新疗法[M].北京,人民卫生出版社.2007年.20-30
[23]董燕.低频脉冲并远红外线治疗肥胖症79例[J].现代中西医结合杂志.2007年,第21期：3051-3051
[24]赵威,黄仰模.系统性红斑狼疮的中医药研究进展[J].中医药学刊.2006年,第2期：290-292
[25]杜少辉,付友金,陈肖君等.远红外线热层析系统对老年病中医诊断的运用[J].中医药通报.2008年,第4期：26-28
[26]Wayne Wolf.现代VLSI电路设计[M].北京,科学出版社.2002年.215-275
[27]于林韬.8051VHDL设计及FPGA实现[J].长春理工大学学报.2004年,第2期：72-74
[28]张志杰,汪翔.如何解决FPGA电路设计中的毛刺问题[J].世界电子元器件.2004年,第11期：68-69
[29]于展鹏,倪宏伟.VHDL设计中电路简化问题的探讨[J].经济技术协作信息.2003年,第6期：27-27
[30]张伟功.用VHDL开发FPGA[J].微电子学与计算机.2001年,第2期：45-48
[31]高也陶,时善全,曹晓哲.循经传感磁疗贴的磁场强度变化研究[J].中华医学研究杂志.2004年,第6期：500-502
[32]罗玉龙,李波,赵沁平.一种类比知识表示与逻辑描述[J].计算机学报.1995年,第12期：893-900
[33]潘云鹤.形状设计思维过程的模式[J].浙江大学学报.1993年,第3期：32-35
[34]杨莉,李玉山,王燕云.电子设计自动化工具集成与异构数据接口[J].计算机集成制造系统-CIMS.2002年,第5期：413-416
[35]习建华,魏洪,夏天等.用VHDL实现多媒体通信复接设备[J].电子工程师.2000年,第1期：14-15
[36]王家村,李琳,陈勇生.Actel FPGA在单片机系统中的应用[J].国外电子元器件.2002年,第11期：27-29
[37]宋晶晶.基于FPGA的信号源设计与实现[J].无线电工程.2003年,第4期：27-29
[38]李博文,杨学友,李慧娟.VHDL在高速图像采集系统中的应用设计[J].单片机与嵌入式系统应用.2003年,第1期：58-59
[39]刘嘉新,付金霞,苏健民.用FPGA实现快速傅立叶变换[J].信息技术.2006 年,第2期：57-60
[40]刘国栋,陈伯孝,陈多芳.FFT处理器的FPGA设计[J].航空计算技术.2004年,第3期：101-104
[41]祝利勇,张永瑞.视频运动检测系统的FPGA实现[J].电子科技.2007年,第6期：5-8
[42]蔡江洪,史小军,朱为等.利用FT245BM实现FPGA与PC机的USB通讯[J].电子器件.2005年,第1期：132-134
[43]陈志文.利用FPGA取代ASSP更经济[J].世界电子元器件.2000年,第12期：22-23
[44]刘勤让,邬江兴.总线数据宽度可配置DDR传输的FPGA设计与实现[J]计算机工程与应用.2005年,第12期：102-103
[45]吴敏,何贵翔.程控经络感传仪治疗原发性痛经[J].中国针灸.2002年,第2期：109-109
[46]许平.针刺足三里诱发感传临床观察[J].河南中医.2000年,第6期：55-56
[47]V. A. Kalinnikov. Application of multiple-valued logic in digital technology. Instruments and Experimental Techniques.2006, Volume 49, Number 6: 743-751.
[48]Marco Lanuzza, Paolo Zicari, Fabio Frustaci. An Efficient and Low-Cost Design Methodology to Improve SRAM-Based FPGA Robustness in Space and Avionics Applications. Lecture Notes in Computer Science.2009, Volume 5453:74-84.
[49]Lilian Bossuet, Guy Gogniat, Wayne Burleson. Dynamically configurable security for SRAM FPGA bitstreams. International Journal of Embedded Systems.2006, Volume 2, Number 1-2:73-85.
[50]Gustavo Sutter, Jean-Pierre Deschamps, Gery Bioul. Power Aware Dividers in FPGA. Lecture Notes in Computer Science.2004, Volume 3254:574-584.
[51]Khalil Dayo, Abdul Qadeer Khan Rajput, Bhawani S. Chowdhry. Impact of Cluster Size on Efficient LUT-FPGA Architecture for Best Area and Delay Trade-Off. Communications in Computer and Information Science.2009, Volume 20:243-252.
[52]Reiner W. Hartenstein, Rainer Kress, Helmut Reinig. A new FPGA architecture for word-oriented datapaths. Lecture Notes in Computer Science./1994, Volume 849: 144-155.
[53]Dalia Dagher, Iyad Ouaiss. Storage Allocation for Diverse FPGA Memory Specifications. Lecture Notes in Computer Science.2004, Volume 3203:606-616.