高速可靠的工業(yè)CT數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、工業(yè)CT(Industrial Computed Tomography)技術(shù)被譽為當今工業(yè)領(lǐng)域最佳的無損檢測技術(shù)。工業(yè)CT系統(tǒng)通常由射線源、機械掃描系統(tǒng)、探測器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)、屏蔽設(shè)施等部分組成。隨著工業(yè)CT機分辨率以及檢測對象尺寸需求提高，探測器出來的數(shù)據(jù)量會越來越大。這將對工業(yè)CT的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的實時性和數(shù)據(jù)處理速度提出了更高的要求。
　　 本課題主要是研究和設(shè)計基于ARM9和FPGA的高速可靠的工

2、業(yè)CT數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。論文完成了基于ARM+FPGA架構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的硬件設(shè)計，以及ARM-Linux平臺下的AHB總線驅(qū)動程序的開發(fā)和網(wǎng)絡(luò)應用程序的設(shè)計。并利用Microsoft VC設(shè)計了上位機通信測試軟件，完成了數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的驗證工作。
　　 論文首先對工業(yè)CT數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的性能進行了分析，確定系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計方案。而后，針對工業(yè)CT數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的特點，分別從硬件和軟件兩方面入手，闡述了基于ARM9處理器和FPGA芯片的

3、高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的硬件設(shè)計方法，以及基于ARM-Linux平臺下的設(shè)備驅(qū)動程序和應用程序的設(shè)計，最后對系統(tǒng)的性能進行了測試。
　　 硬件方面以ARM9和FPGA為平臺，ARM9處理器采用了Samsung公司的S3C2410，F(xiàn)PGA采用Altera公司的EP1C6Q240C8。在FPGA平臺上，首先利用串并轉(zhuǎn)換的思想將數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)傳過來的多路串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)，接著再將這些并行數(shù)據(jù)存入多個FIFO中，然后通過FPGA的時序邏

4、輯將這些FIFO掛載到ARM系統(tǒng)的AHB總線上，實現(xiàn)了ARM和FPGA共享存儲器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)就使得ARM處理器可以直接讀取這些FIFO的數(shù)據(jù)，從而大大提高了數(shù)據(jù)的傳輸速度。
　　 軟件方面為了有效管理和運用TCP/IP協(xié)議來進行可靠的傳輸數(shù)據(jù)，我們在ARM處理器上運行了Linux操作系統(tǒng)。并在S3C2410平臺上實現(xiàn)了基于Linux操作系統(tǒng)的AHB總線的設(shè)備驅(qū)動程序設(shè)計和基于Socket的網(wǎng)絡(luò)應用程序設(shè)計。實現(xiàn)了數(shù)據(jù)通過