飞泰数字式超声波探伤仪优势

数字式探伤仪器生产的重点是如何高速量化模拟信号和对采集的数据进行实时的数字信号处理。其实在数据高速采集方面，FPGA就具有先天优势，独特的并行处理能力，基于FPGA设计数据采集、预处理、数据缓存单元等具有高实时性、功耗小的优势。并且Spartan-3E系列芯片能够以标准产品级的价格微控制器、数字信号处理功能，并且支持多达18种的I/O标准，广泛适用于各类消费类数字电子平台的建立。装置的人机对话界面基于ARM9微处理器，触摸屏技术和彩色LCD显示技术设计，在Qtopia视窗环境中运行并显示。整个界面简洁美观，并且省去传统的模拟外接键盘，因此维护及操作都更为方便。

飞泰设计了基于FPGA与ARM的脉冲反射式超声波数字探伤装置。具体包括以下三方面。

（1）设计了超声波脉冲发射及接收电路。采用3级AD603组成接收信号程控放大器，增益的控制由FPGA来完成。根据需要选择带宽为30MHz，增益范围为0dB~120dB。

（2）使用FPGA实现了信号采集、信号运算与处理及外围电路控制等功能。它与AD9244以50MHz的采样速率对信号进行采集，在信号运算与处理中，利用数字滤波技术设计了频带为0.5MHz~10MHz的FIR带通滤波器。同时为了检测分析需要对信号进行频域变换。构建了串口单元与ARM通信传输数据，并通过外电路控制单元控制外围电路。

（3）使用ARM9开发板设计了超声波探伤装置的显示及控制面板应用程序。它采用触摸屏技术，对装置的工作参数及显示模式进行设置，同时可观测信号的时域及频域波形。

整体来说，装置设计还有许多有待改进的地方。装置中采用串口通信方式在ARM和FPGA之间传递数据和用户控制指令，这种方式应用普遍，当传输数据量不大，系统的实时性是满足的，然而当装置应用升级，需要大量传输数据时效率较低。在这种情况下，可以考虑采用ARM与FPGA共用存储器方式来实现数据传递。S3C2440存储控制器提供有访问外部存储器的控制信号，32位处理器的寻址空间有4G，S3C2440把低1G的寻址空间划分为8块。存储器扩展便要应用这8块地址空间，这8块空间均可支持ROM、SRAM并且最后的一段地址是可变的，其地址与第6块结束地址首尾相连，如果使用SDRAM必须把地址映射到最后这两块空间上。那么要实现ARM与FPGA的数据高速交换，只需要把双口RAM一端与ARM相连，并把地址映射到ARM寻址空间中，相当于作为内存使用，而FPGA端连接双口RAM另一端即可。此外，限于资料和实验条件，我们没能在ARM中建立一个具有针对性的超声波检测参数数据库，当资料齐备时，在现有软件程序基础上添加相应的数据、参数以及数据处理函数也是方便的。以该装置为基础，将大量的检测知识和经验，存储到ARM中，通过具有推理机制的智能程序，使之能够对缺陷信号进行系统的判断，即所谓的专家系统。