超声诊断技术具有安全、方便、无损、廉价等优点,但是传统的超声诊断仪存在着体积大、功耗高的缺点。便携式数字超声诊断仪基于嵌入式硬件平台和嵌入式操作系统,与传统的超声诊断仪相比,它的成本低、功耗低,并能获得更高的性能。而且它能够对超声视频图像信号进行多种数字信号处理,使图象质量进一步提高,并为战场救护和远程医疗打下基础,发展前景十分乐观。本文首先以超声诊断原理及超声诊断仪的结构为起点,着重描述了超声信号处理流程中各个子模块功能的设计,同时对可编程逻辑器件的结构特点、基本设计原则及设计流程也作了探讨。然后研究并设计了分布式算法、中值滤波算法和时域递归算法,并将这些算法应用至FPGA中的详细实现方法和在超声信号和视频图像处理子模块中。在此基础上,本文详细探讨并设计了一种便携式数字超声成像系统的硬件方案,该系统由具有实时超声视频采集和图像预处理功能的FPGA子系统和基于ARM处理器的嵌入式子系统组成。其中FPGA子模块以FPGA为核心,由数字波束合成器、动态滤波器、视频图像帧存控制模块、图像低级别处理模块、DMA通道和FPGA配置电路组成。嵌入式子系统以32位高性能ARM微处理器S3C2410X为硬件核心,扩展了网络接口、USB接口和RS232串口等外围通用接口;以嵌入式实时操作系统LINUX为软件平台进行图像处理。最后,本文探讨了多媒体协处理器在LCD显示中的应用。该成像系统充分利用了FPGA芯片和ARM微处理器高性能、低功耗、低成本的优势,发挥了操作系统LINUX可移植性好、开发成本低的优点,为便携式数字超声诊断仪的设计提供了一个经济实用的解决方案。