基于fpga的超声波数据采集系统

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1、大连理工大学硕士学位论文基于FPGA的超声波数据采集系统姓名：齐桂卿申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：杨建华20081201大连理工人学硕十学位论文摘要超声波探伤作为一种重要的无损检测技术已经在国防工业、机械制造等领域获得了广泛应用。现有的便携式超声波探伤系统通常采用单片机或DSP实现方案，软件设计非常复杂，实现难度大，代码移植和重用比较困难，因此不便于系统的升级和维护。近年来，嵌入式技术在许多领域的应用日益广泛，在超声波无损检测领域有着广阔的应用前景。本文提出了一种基于嵌入式技术的新型便携式、可存储的超声波探伤系统方案。该方案以汕头超声仪器研究所的CTS一2

2、2A超声探伤仪为基础，采用“ARM+FPGA”硬件架构和嵌入式Linux操作系统相结合的设计思想，解决了该探伤仪只能实时显示探伤波形而无记忆功能的缺陷。为了解决超声波探伤中的高速数据处理问题，方案采用了Samsung公司的嵌入式处理器$3C2410X和Altera公司的Cyclone系列的FPGA作为系统的硬件平台，其中FPGA用来作为高速数据的缓冲，将高达30M的高速采集数据转换成ARM可以读取和存储的低速数据；而在ARM端，成功地将嵌入式Linux操作系统移植到该平台上，并开发出相应的GPIO、USB、LCD等驱动程序；同时，还完成了探伤仪的闸门产生电路，从硬件上实现了对采

3、集数据的压缩。最后，由ARM处理器将采集到的数据通过USB存储到一个大容量硬盘中，再由上位机将采集的数据从硬盘中读出并还原为波形信号以供分析，这样就实现了数据的存储和离线分析。关键词：ARM；FPGA；嵌入式Linux；超声波探伤基丁二FPGA的超声波数据采集系统TheUltrasonicDataAcquisition’SystemBasedonFPGAAbstractUltrasonicexaminationiSallimportanttechnologyofnondestructivetest．ItiSappliedinmanyareassuchastheindustryo

4、fnationaldefenceandmachinerymanufacturing．Mostexistingportableultrasonicflawdetectionsystemsadoptmicro．controllororDSP．Inthisaase，Softwaredesignusuallycomplex．anditiSdimculttoreuseandtransplantcode，whichleadtotheinconvenientofupgradeandmaintenanceofsystems．Inrecentyears，theEmbeddedTechnology

5、getawiderangeofapplicationsinmanyareas，ithasbroadapplicationprospectsInthefieldofultrasonicTechnologyofNondestructiveTest，Thispaperintroducesanewportableultrasonicflawdetectionsystemswhichintegratestoragefunction．111isprogramimprovetheultrasonicflawdetectorproducedbyShantouUltrasonicInstrume

6、ntsInstitute．Thisprogramadoptsthe“ARM+FPGA”HardwarearchitectureandthelinuxOS．anditmakeupforthelackofstoragefunction．Inordertoprocesshigh-speedultrasonicsignal，thesystemselectsCyclone-seriesFPGAandembeddedprocessor$3C2410producedbyAlteraandSamsungrespectively．Theformerisusedtobeabuffermemo珂，w

7、hichcantransf01T11high．speeddataflawtoLow．speeddataflawwhichcarlbereceivedbyS3C2410．ThelatterprocessthedatafromFPGAmodel．andthelinuxOSiSTransplantedtoit．Thissystemincludesacircuittoproducestrobeaswell．itplayanimportantroleindatacompression．Atlast，t