一张图带你了解行李扫描仪内核系统解剖.doc

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1、一张图带你了解行李扫描仪内核系统解剖X射线行李扫描仪，想必大家并不陌生了，在车站、机场已经成了一种必备设施。X射线检查常用于行李的安检扫描，例如机场的托运和手提行李检查。由于在生活中常见，所以我们对它的外部构造并不陌生，像电机、触摸盘、RS-232等等，这次主要针对其内部-内核进行分析…X射线行李扫描仪原理：当待验物品须经过X射线辐射，穿过物品却未被吸收的辐射将被收集在影像探测器（通常为光电二极管）面阵上，这些探测器输出需要特殊信号调节的超低电平电流，并且需要高分辨率数据转换器来达到必需的分辨率以正确显现被扫描的物品。此信号调节有时包含在单片数据采集解决方案中，正如精密模数转换器（ADC

2、）附带电流-至-电压（I-to-V）转换的情况一样。其它时候，离散的极低电流/噪声前端放大器测量并放大影像探测器面阵的输出电流，然后驱动独立的电压输入ADC…X射线行李扫描仪框图：内核系统包括：一、DSP处理器DSP处理器可用于成像重构，利用影像探测器面阵接收的信号生成扫描物品的图像①高性能单核DSP：TMS320C6452：最高性能的定点数字信号处理器一款C64x+DSP，在900MHz的时钟速率具有高达72亿每秒（MIPS）的指令性能，DSP内核具有高速控制器的操作灵活性和阵列处理器的数值能力。同时该器件还具有专用硬件逻辑，片上存储器和额外的片上外设类似于其他C6000DSP平台的设

3、备。核心采用了两级缓存的架构，具有可编程中断/事件生成模式，复用等外设…特性：1．具有1000Mbps以太网交换机子系统与管理数据输入/输出（MDIO）模块和两个SGMII端口2．具有32位33/66MHz，3.3V外设组件互连（PCI）主/从接口，符合PCI2.3规范3．具有增强型直接存储器存取控制器、4个64位通用定时器和多通道音频串行端口②多核DSPTMS320C6474：多核数字信号处理器基于第三代高性能，先进的VelociTI™德州仪器开发的超长指令字（VLIW）架构③ARM9，可编程DSPTMS320DM6446：达芬奇数字媒体片上系统充分利用了TI的DaVinci™技术，以

4、满足下一代嵌入式设备的网络媒体编码和解码应用处理的需求二、放大器将用于ADC的影像探测器面阵的低至中频信号放大需要采用超低电流和噪声放大器。这些通常是实现所需的宽动态范围的限幅组件。由于信号幅度各有不同，通常需要一个低噪声的互阻抗放大器（TIA）①低噪声放大器OPA211：低噪声、低功耗，精密运算放大器该系列的精密运算放大器，实现了3.6毫安的电源电流及非常低的噪声密度。同时还提供轨到轨输出摆幅，从而最大限度地提高动态范围。由于其可以提供700ns的建立时间，以16位精度在整个10V输出摆幅。结合仅125μV的失调和0.35μV/℃温度漂移，使得其适用于驱动高精度的16位ADC或缓冲的高

5、分辨率输出DAC…特性：1.极低的电压和低电流噪声，高速和宽输出摆幅，使这些器件在PLL的环路滤波器的放大器应用中成了最佳选择2.±2.25V至±18V，+4.5V至+36V的宽电源电压范围3.可在小型DFN-8（采用3mmx3mm）和MSOP-8和SO-8封装②全差分放大器THS4130：具有关断功能的全差动输入/输出低噪声放大器③电压反馈放大器OPA2835（中文资料）：双路、超低功耗、轨至轨输出、负轨输入、VFB放大器三、转换器①Δ-Σ类型的ADC通常具有集成电流-至-电压（I-to-V）转换，可用于将低电平电流转换为被计算元件处理的数据信息。②当单独的前端放大器提供电流-至-电压

6、（I-to-V）转换时，通常需要使用电压输入ADC。③同时DAC是阵列最常用的的创建基础接收ADCADS5263（中文资料）：四通道16位、100MSPS84.6dBSNRADC这款器件使用CMOS工艺技术和创新型电路技术，被设计用来在低功耗下运行，并且在4Vpp满量程输入时提供极高的SNR性能。同时包括一个平均模式，在此模式中，可将两个通道（或四个通道）平均来改进SNR。可以实现输入通道和LVDS输出引脚间灵活映射的可编程映射器模块。这有助于大大减少LVDS输出路径选择的复杂程度，并且有可能通过减少印刷电路板的层数来获得更加廉价的系统电路板…特性：1.有一个14位低功耗模式，在这个模式

7、下，此器件运行为一个四通道14位ADC。与16位模式相比，此部件的能耗大约为一半2.ADC输入通道与低压差分信令（LVDS）输出引脚间的可编程映射-简化了电路板设计3.多种测试模式以验证现场可编程栅极阵列（FPGA）/接收器的数据捕捉四、电源管理供采集系统用于控制系统电源①DC/DC控制器（外部开关）TPS40054：宽输入（8V-40V）最高频率1MHz的同步降压控制器，仅用作源控制器该器件属于高电压，宽输入（8V至40V），同步