基于PCI Express總線工業(yè)CT數(shù)據(jù)采集卡的開發(fā).pdf

1、無損檢測技術(shù)是產(chǎn)品質(zhì)量控制中不可缺少的基礎(chǔ)技術(shù)，隨著產(chǎn)品復(fù)雜程度增加和對安全保證的要求，無損檢測技術(shù)在產(chǎn)品質(zhì)量控制中發(fā)揮著越來越重要的作用，已成為保證軍工產(chǎn)品質(zhì)量的有力手段。由于它能在無損狀態(tài)下快速、清晰、準(zhǔn)確地檢測被測對象的結(jié)構(gòu)組成、裝配狀況、缺陷等性質(zhì)，具有其它檢測手段所不具備的優(yōu)勢，因而得到了越來越廣泛的應(yīng)用。工業(yè)CT和醫(yī)療CT等民用無損檢測的應(yīng)用就是無損檢測的典型例子。
　　 工業(yè)CT檢測工件時(shí)，需要實(shí)時(shí)、快速地采集大量

2、被檢測工件計(jì)算機(jī)圖像重建所需的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中用于圖像重建。三維工業(yè)CT技術(shù)的發(fā)展、錐束射線掃描方式的應(yīng)用、工業(yè)CT通道數(shù)的增加，對數(shù)據(jù)采集速度不斷提出更高的要求。PCI總線由于總線頻率低、數(shù)據(jù)吞吐量難以提高到更高的層次等缺陷，難以滿足工業(yè)CT技術(shù)不斷發(fā)展的要求。在這種情況下，PCI Express總線技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。PCIExpress總線是一能滿足未來各種計(jì)算和通信平臺(tái)的互連而設(shè)計(jì)的高性能的、通用的第三代I/O總線。它在繼承PCI總

3、線的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，用可升級的全串行總線取代了PCI的并行總線技術(shù)，并通過先進(jìn)的對點(diǎn)互連技術(shù)、基于開關(guān)的技術(shù)和封包協(xié)議提供了許多新的性能和特性。
　　 論文分析了工業(yè)CT多通道數(shù)據(jù)采集原理和PCI Express總線規(guī)范；在對已有PCI Express x1實(shí)驗(yàn)板調(diào)試和PCI Express總線理論認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集卡；對實(shí)現(xiàn)PCI Express總線的兩種方案進(jìn)行了分析比較，選擇采用低成本FPGA+PCI Exp

4、ress硬核方案設(shè)計(jì)了PCI Express x1總線的數(shù)據(jù)采集卡。采用Xilinx內(nèi)嵌PCI Express硬核的XC5VLX20T FPGA作為主控芯片，選用美國Sipex公司的SP26LV431為差分輸出驅(qū)動(dòng)芯片，對于數(shù)據(jù)的差分信號接收選用Sipex公司的SN65LVDS32芯片，采用了Agilent公司生產(chǎn)的CMOS高速光耦合器HCPL0721作光電隔離芯片，首次基于單通道PCI Express總線設(shè)計(jì)了512通道工業(yè)CT數(shù)據(jù)采