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螺旋锥束CT(计算机断面成像)是一种目前在世界上广泛采用的医疗影像系统。精确螺旋锥束CT三维成像技术可以直接对肿瘤的解剖结构进行精确成像并定位,因而是目前解决实际临床肿瘤定位的最有效的技术之一。但是精确螺旋锥束CT三维成像技术具有巨大的运算量,采用普通的计算机需要很长的计算时间,采用FPGA作为硬件加速器,可以快速地完成精确螺旋锥束CT三维成像的计算。本文作为对实验室项目螺旋锥束CT图像三维重建的FPGA硬件加速系统中的PCI Express(以下简称PCIe)DMA子系统的研究,主要目标是解决运算中遇到的海量数据的传输问题。具体研究上位机内存和FPGA硬件加速器DDR2内存之间的数据传输通道,采用PCIe总线和DMA方式完成原始数据从上位机内存到加速器的DDR2内存的高速传输,以满足硬件加速器运算过程中对于数据传输速率的要求。本文首先阐述了螺旋锥束CT三维重建FPGA硬件加速系统的工作原理,接着在分析PCIe DMA子系统在整个加速系统中的所起作用的基础上划分了其功能。对PCIe DMA控制器进行了架构设计,划分了控制模块CTR_CTRL、核心寄存器组、接收引擎RX_Engine、发送引擎TX_Engine等子模块,用Verilog硬件描述语言对其进行了RTL级描述,并搭建了PCIe DMA控制器的测试平台进行功能仿真。其次,在研究基于WinDriver的PCIe DMA控制器驱动程序的开发原理和方法的基础上,针对三维重建加速系统的要求,结合PCIe DMA控制器的功能和核心寄存器组的含义,在微软VC6.0的平台下设计了相应的驱动程序。最后,建立了PCIe DMA子系统的软硬件验证环境并对其进行了FPGA的系统测试。测试的结果表明PCIe DMA控制器能实现预期的功能,性能也达到系统的要求。