基于UDP協(xié)議的工業(yè)CT數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)應(yīng)用研究——Altera FPGA實(shí)現(xiàn)方案.pdf

1、工業(yè)CT(ICT)技術(shù)，是自動(dòng)控制、通信工程、機(jī)械工程、光電技術(shù)及圖像處理等等多學(xué)科的集合，亦即計(jì)算機(jī)斷層掃描成像技術(shù)，應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品的無(wú)損檢測(cè)和探傷，是目前最佳的檢測(cè)技術(shù)手段。隨著高新科學(xué)技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，對(duì)工業(yè)CT的各方面性能要求也隨之提高，尤其是數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和傳輸速度有了更高的要求。
　　 目前工業(yè)CT探測(cè)采集傳輸系統(tǒng)探測(cè)器數(shù)量多、傳輸距離長(zhǎng)、數(shù)據(jù)量大的趨勢(shì)越來(lái)越顯著，本課題根據(jù)實(shí)際工程應(yīng)用需求，研究和設(shè)計(jì)了基于U

2、DP協(xié)議的工業(yè)CT高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。系統(tǒng)采用以太網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速、遠(yuǎn)距離傳輸，其數(shù)據(jù)傳輸率高，使用方便，傳輸距離遠(yuǎn)；在數(shù)據(jù)處理方面，F(xiàn)PGA是處理高速數(shù)據(jù)的首選，其優(yōu)點(diǎn)在于處理效率高，有較強(qiáng)的通用性、適于模塊化設(shè)計(jì)。目前絕大部分對(duì)以太網(wǎng)控制器芯片和FPGA之間的數(shù)據(jù)通信都是采用單片機(jī)或者ARM等微控制器來(lái)進(jìn)行的，這樣相對(duì)來(lái)說(shuō)就增加了系統(tǒng)的成本，同時(shí)系統(tǒng)啟動(dòng)速度較慢，且還占用較多的系統(tǒng)資源，造成較大浪費(fèi)。
　　 以太網(wǎng)傳輸層有兩

3、種不同的協(xié)議：TCP協(xié)議和UDP協(xié)議，UDP協(xié)議相對(duì)于TCP協(xié)議具有協(xié)議簡(jiǎn)單，傳輸高效，實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)。因此，系統(tǒng)把FPGA和以太網(wǎng)控制芯片直接連接，將片上系統(tǒng)移植到FPGA中，由FPGA編程實(shí)現(xiàn)基于UDP協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸控制，完成與上位機(jī)的通信。FPGA芯片采用Altera公司cyclone I系列的EPIC6T144C8；以太網(wǎng)控制器芯片采用Intel公司的LXT972，提供10/100M的速度選擇模式，支持MⅡ接口。
　　

4、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案可分為硬件電路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)兩部分。硬件電路設(shè)計(jì)通過(guò)Protel DXP軟件工具來(lái)完成電路原理圖和PCB板繪制：程序設(shè)計(jì)部分一方面利用Verilog HDL語(yǔ)言完成了對(duì)數(shù)據(jù)的協(xié)議封裝及傳送，并進(jìn)行相應(yīng)程序的編譯、綜合、仿真；另一方面實(shí)現(xiàn)了基于Windows Socket的上位機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)。
　　 系統(tǒng)針對(duì)工業(yè)CT數(shù)據(jù)的高速、實(shí)時(shí)性長(zhǎng)距離傳輸要求，具有集成度高，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，充分了發(fā)揮FPGA主控芯片和UDP