架構的示意圖;
[0031]圖4為根據本發明一個實施例的基因測序儀的控制方法的流程圖;
[0032]圖5為根據本發明一個具體實施例的基因測序儀的控制裝置對多畫幅基因圖片采集過程的控制流程圖。
【具體實施方式】
[0033]下面詳細描述本發明的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,旨在用于解釋本發明,而不能理解為對本發明的限制。
[0034]目前,基因測序儀中的控制器架構會導致基因測序的流程時間過長,基因測序儀的通量過低。
[0035]舉例來說,圖1為相關技術中基因測序儀中的控制器架構的示意圖。如圖1所示,其中,I’為PC控制器,2’為RS232/USB通信接口,3’為嵌入式控制器,4’為激光器單元I/O接口,5’為相機單元USB接口,6’為激光器單元,7’為相機單元,8’為液路單元,9’為運動平臺單元,10’為液路單元RS232接口,11’為運動平臺單元RS232接口。
[0036]如圖1所示的基因測序儀的控制器架構在測序過程中,PC控制器I’需要依據UI (User Interface,用戶界面)設置的參數對測序流程進行控制。嵌入式控制器2’需要通過RS233或USB接口從PC控制器I’讀取控制指令,并進行解析后對相應的單元進行控制,需要進行多次通信,導致通信延遲,各個單元難以快速響應。另外,各個器件之間的通信主要是通過RS232串口進行數據交互,通信時間以及狀態查詢時間過長,尤其是在測序過程中尋找大量重復執行的步驟,這無疑會導致整個測序時間過長。
[0037]因此,為了降低基因測序過程的時間,提高基因測序儀的通量,本發明提出一種基因測序儀基因測序儀的控制裝置、方法和基因測序儀。
[0038]下面參考附圖描述根據本發明實施例的基因測序儀的控制裝置、方法和基因測序儀。
[0039]圖2為根據本發明一個實施例的基因測序儀的控制裝置的結構示意圖。
[0040]如圖2所示,該基因測序儀的控制裝置,包括:第一控制器10、隨機存儲器20和第二控制器30。
[0041]具體地,第一控制器10用于發送初始化指令。
[0042]在本發明的一個實施例中,初始化指令包括初始化參數,用于對基因測序儀中的各個器件進行初始化配置。第一控制器10可將初始化指令發送至第二控制器30,以通過第二控制器30對初始化指令進行基因測序儀中的各個器件進行初始化配置。
[0043]在本發明的一個實施例中,第一控制器10可以是PC控制器。
[0044]隨機存儲器20用于存儲測序流程控制信息。
[0045]其中,測序流程信息可包括基因測序過程中的各個控制參數、控制條件等,可為預先設定好的,并預先存儲在隨機存儲器20中。具體地,舉例來說,用戶可通過基因測序儀的UI界面設置好測序流程控制信息,并將設置好的測序流程控制信息存儲在隨機存儲器20中。
[0046]應當理解,本發明對隨機存儲器的類型不做限定。舉例來說,隨機存儲器的類型可以是 RAM (Rand Access Memory 隨機隨機存儲器)、SRAM (Static RAM)或 DRAM (DynamicRAM)等。
[0047]第二控制器30與第一控制器10和隨機存儲器20分別相連,第二控制器30用于接收初始化指令,并根據初始化指令對基因測序儀中的各個器件進行初始化配置,以及從隨機存儲器20讀取測序流程控制信息,并根據測序流程控制信息控制基因測序儀中的各個器件工作。
[0048]在本發明的一個實施例中,第二控制器30中具有專用電壓轉換電路,可實現對基因測序儀中各個器件的電壓支持,提高系統集成度,簡化了基因測序儀的結構。
[0049]在本發明的實施例中,第二控制器30在接收到初始化指令后,可對初始化指令進行解析,并根據解析結果中的初始化參數對基因測序儀中的各個器件進行初始化配置。以運動平臺單元為例,初始化配置可包括對移動誤差、速度設置、運動模式設置、加速度設置等參數的設置。在對基因測序儀的各個器件進行初始化配置后,第二控制器30可監測基因測序儀中各個器件的工作狀態,并根據檢測到的工作狀態從隨機存儲器20讀取測序流程控制信息,并根據測序流程控制信息中的控制參數對基因測序儀中各個器件進行控制。
[0050]在本發明的實施例中,第二控制器20可通過地址總線、數據總線以及用于開啟隨機存儲器20的數據讀取功能的使能控制器與隨機存儲器20相連。由此,在基因測序的過程中,第二控制器可從隨機存儲器20中讀取預先存儲的測序流程信息,并且隨機存儲器20的讀取速度更快,因而,相對于相關技術中來說,減少了第二控制器30與第一控制器10的交互次數,而通過與讀取效率更高的隨機存儲器20進行交互,大大降低了基因測序過程的時間,尤其是其中生物芯片的多畫幅基因圖片采集過程的時間,從而提高了基因測序儀的通量。
[0051]在本發明的實施例中,為保證基因測序過程的精度以及基因圖像信息的準確性,第二控制器30可通過狀態反饋控制方式對基因測序儀中的各個器件進行狀態檢測和精密控制。具體地,在本發明的一個實施例中,第二控制器30具有第一類通信接口和第二類通信接口。其中,第一類通信接口可為串行接口,第二類通信接口可為I/o接口。從而可通過第一類通信接口與第二類通信接口接收各器件的狀態反饋信息。
[0052]第二控制器30可通過第一類通信接口接收初始化指令,并在對初始化指令解析后,根據解析結果通過第一類通信接口對基因測序儀中的各個器件進行初始化配置。具體地,在對基因測序儀中各個器件進行初始化配置時,第二控制器30可通過第一類通信接口向各個器件分別發送狀態查詢命令,并對各個器件返回的命令進行判斷,以確定是否完成初始化配置。
[0053]第二控制器30可通過第二類通信接口與基因測序儀中各個器件相連,特別是在基因圖像采集過程中需要多次重復進行操作的液路單元、相機單元、運動平臺單元以及激光器單元等器件,可通過第二類通信接口實時快速地監測基因測序儀中的各個器件的工作狀態,并可通過第二類通信接口向基因測序儀中的各個器件發送控制指令,實現快速控制。在通過第二類通信接口對基因測序儀中各個器件進行控制時,第二控制器30可通過第二類通信接口與外圍驅動電路完成各部件TTL(晶體管-晶體管邏輯電平)脈沖控制與TTL脈沖狀態監控。通過微秒級響應速的TTL脈沖信號度能夠使各個器件快速響應。相較于相關技術中通過串口進行通信中,1Bit的數據量至少需要幾十乃至上百微秒級,通過第二類通信接口的TTL脈沖進行狀態監測和控制,縮短了每次控制操作的通信時間,尤其是對于重復執行的操作,多次重復之后通信時間的縮短則更為顯著,大大減少了基因測序過程所需的時間,從而提高了基因測序儀的通量。
[0054]在本發明的實施例中,由于在基因測序中,多畫幅基因圖片的采集過程需要對液路單元、相機單元、運動平臺單元以及激光器單元等多次控制,因此,下面以液路單元、相機單元、運動平臺單元以及激光器單元為例進行說明。
[0055]具體地,第二控制器30可通過4個第二類通信接口與相機單元進行連接。其中,I個第二類通信接口與相機單元的使能端相連接,I個第二類通信接口與相機單元的拍照觸發端連接,I個第二類通信接口與相機單元的狀態端連接,I個第二類通信接口與相機單元的曝光時間控制端連接。
[0056]第二控制器30可通過4個第二類通信接口分別與兩個激光器模塊進行連接。其中,2個第二類通信接口分別與2個激光器的使能觸發端相連接,2個第二類通信接口輸出PffM(Pulse Width Modulat1n,脈沖寬度調制)波,并通過低通濾波電路產生直流信號分別對2個激光器進行輸出功率調節,從而分別控制兩個激光器的光照強度。
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