X射線探測與前端處理模塊測試系統(tǒng)開發(fā)研究.pdf

1、作為重慶大學(xué)ICT（Industrial Computed Tomography）研究中心自主開發(fā)研究的關(guān)鍵技術(shù)，X射線探測與前端處理模塊是工業(yè)X-CT系統(tǒng)中的核心組成部分，其中部分器件是委托國外企業(yè)加工完成的。隨著工業(yè)CT需求量增大，X射線探測與前端處理模塊的需求也隨之增加，有時購買的進(jìn)口模塊與ICT中心研發(fā)的工業(yè)CT系統(tǒng)實際需求不太一致，因此有必要對每個模塊的性能進(jìn)行測試，以確保滿足CT系統(tǒng)的要求。
　　 針對此需求，本課題

2、開發(fā)研制了一種測試系統(tǒng)，能對上述模塊進(jìn)行測試，并將測試數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)保存顯示供用戶分析，以起到實時監(jiān)控和跟蹤模塊生產(chǎn)過程的作用。測試系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集傳輸模塊與上位機(jī)用戶測試軟件兩大部分。根據(jù)這兩部分的功能和性能要求，論文中首先確定了系統(tǒng)的硬軟件方案，然后分別對這兩部分計進(jìn)行了詳細(xì)介紹，最后對系統(tǒng)進(jìn)行了測試。
　　 硬件方面，設(shè)計了一套采集傳輸測試板卡，主要采用FPGA+USB2.0技術(shù)，分別利用了FPGA并行采集數(shù)據(jù)和US

3、B2.0高速實時傳輸數(shù)據(jù)的特點。FPGA選用了Altera公司的Cyclone EP1C6T144C8N，USB芯片選用了Cypress公司的EZ-USB FX2 CY7C68013A。在數(shù)據(jù)采集傳輸過程中，F(xiàn)PGA為系統(tǒng)主控制器，USB2.0芯片工作于從屬 FIFO模式，首先由FPGA控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器將從探測模塊獲得的模擬信號數(shù)字化，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到USB的端點緩沖區(qū)，再由USB芯片將數(shù)據(jù)批量傳輸給上位機(jī)。
　　 軟件方面，設(shè)計

4、了FPGA數(shù)字邏輯、USB固件程序、USB驅(qū)動程序以及上位機(jī)應(yīng)用程序。在FPGA邏輯設(shè)計中，采用自頂向下的設(shè)計方法，在Quartus II軟件平臺下使用Verilog HDL語言編寫程序；USB固件程序和驅(qū)動程序的開發(fā)則是在Cypress公司提供的程序框架基礎(chǔ)上進(jìn)行編寫；上位機(jī)應(yīng)用程序使用VC6.0作為開發(fā)環(huán)境，采用多線程技術(shù)開辟了界面顯示和數(shù)據(jù)接收兩個線程，并通過WIN32API函數(shù)的I/O控制碼與USB驅(qū)動程序進(jìn)行交互。