八通道探伤系统硬件平台方案搭建

探伤系统是嵌入式系统，并且需要能够支持嵌入式 Linux 操作系统的运行。系统在硬件上需要支持 USB、串口、网口等多种外设，软件上需要提供各种复杂的功能，还要同时处理八通道探伤数据，这对整个系统的运算能力和逻辑控制能力都有很高的要求。目前应用广泛的 ARM 处理器作为本系统的微处理器。

s3c2410x 是一款基于 ARM920T 内核的 16/32 位 RISC 嵌入式微处理器。该处理器具有工作频率高、实时性强、片内外围电路丰富、价格低廉等特点，最主要的是，它支持嵌入式 Linux操作系统，完全符合本方案的设计要求。

探伤系统的模拟前端采用了 40M,10bit 的高速 A/D 采样，并且八路通道可以同时进行数据采集。如果 ARM 直接对这么高的数据流进行分析和处理，就现有技术而言这种实现方式有较大难度。而且，一般用户感兴趣的只是集中在有限时间段内的回波信号峰值和宽度。另外，探伤系统需要同时对八路通道的检测数据进行监控，并对缺陷数据进行实时声光报警。如果八通道实时报警功能完全交由软件实现，将会给处理器造成很大的负担。基于以上考虑，本方案决定采用一块 FPGA 芯片，对高速 A/D 采样数据进行一些预处理算法。包括八通道高速数据流的压缩，八通道缺陷检测硬件报警模块，报警数据的存储和传输等。报警功能的复杂运算由硬件来实现，可以明显提高检测效率。此外，FPGA 还负责检波方式的实现，以及为众多外围设备提供外部设备地址译码和逻辑控制。

探伤系统的数字部分的硬件平台方案为 ARM+FPGA，其中 ARM 芯片为 s3c2410x 处理器，负责外设的统一管理和探伤数据的后期处理。FPGA 系统负责八通道高速采样数据的预处理以及一些逻辑控制等功能。