X射線探測(cè)與前端處理模塊測(cè)試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究.pdf

1、作為重慶大學(xué)ICT（Industrial Computed Tomography）研究中心自主開(kāi)發(fā)研究的關(guān)鍵技術(shù)，X射線探測(cè)與前端處理模塊是工業(yè)X-CT系統(tǒng)中的核心組成部分，其中部分器件是委托國(guó)外企業(yè)加工完成的。隨著工業(yè)CT需求量增大，X射線探測(cè)與前端處理模塊的需求也隨之增加，有時(shí)購(gòu)買(mǎi)的進(jìn)口模塊與ICT中心研發(fā)的工業(yè)CT系統(tǒng)實(shí)際需求不太一致，因此有必要對(duì)每個(gè)模塊的性能進(jìn)行測(cè)試，以確保滿(mǎn)足CT系統(tǒng)的要求。
　　 針對(duì)此需求，本課題

2、開(kāi)發(fā)研制了一種測(cè)試系統(tǒng)，能對(duì)上述模塊進(jìn)行測(cè)試，并將測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)保存顯示供用戶(hù)分析，以起到實(shí)時(shí)監(jiān)控和跟蹤模塊生產(chǎn)過(guò)程的作用。測(cè)試系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集傳輸模塊與上位機(jī)用戶(hù)測(cè)試軟件兩大部分。根據(jù)這兩部分的功能和性能要求，論文中首先確定了系統(tǒng)的硬軟件方案，然后分別對(duì)這兩部分計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)介紹，最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。
　　 硬件方面，設(shè)計(jì)了一套采集傳輸測(cè)試板卡，主要采用FPGA+USB2.0技術(shù)，分別利用了FPGA并行采集數(shù)據(jù)和US

3、B2.0高速實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。FPGA選用了Altera公司的Cyclone EP1C6T144C8N，USB芯片選用了Cypress公司的EZ-USB FX2 CY7C68013A。在數(shù)據(jù)采集傳輸過(guò)程中，F(xiàn)PGA為系統(tǒng)主控制器，USB2.0芯片工作于從屬 FIFO模式，首先由FPGA控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器將從探測(cè)模塊獲得的模擬信號(hào)數(shù)字化，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送到USB的端點(diǎn)緩沖區(qū)，再由USB芯片將數(shù)據(jù)批量傳輸給上位機(jī)。
　　 軟件方面，設(shè)計(jì)

4、了FPGA數(shù)字邏輯、USB固件程序、USB驅(qū)動(dòng)程序以及上位機(jī)應(yīng)用程序。在FPGA邏輯設(shè)計(jì)中，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，在Quartus II軟件平臺(tái)下使用Verilog HDL語(yǔ)言編寫(xiě)程序；USB固件程序和驅(qū)動(dòng)程序的開(kāi)發(fā)則是在Cypress公司提供的程序框架基礎(chǔ)上進(jìn)行編寫(xiě)；上位機(jī)應(yīng)用程序使用VC6.0作為開(kāi)發(fā)環(huán)境，采用多線程技術(shù)開(kāi)辟了界面顯示和數(shù)據(jù)接收兩個(gè)線程，并通過(guò)WIN32API函數(shù)的I/O控制碼與USB驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行交互。