基于CPLD技術(shù)的多通道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及其應(yīng)用的飛速發(fā)展，工業(yè)計(jì)算機(jī)斷層掃描成像(IndustrialComputedTomography——簡(jiǎn)稱工業(yè)CT或ICT)的圖像分辨率要求越來越高、數(shù)據(jù)量急劇增加。因此，獲取高分辨率、大容量的工業(yè)CT圖像對(duì)傳輸速率提出了更高的要求。多通道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)是每一個(gè)工業(yè)CT圖像處理系統(tǒng)必不可少的環(huán)節(jié)，是獲取圖像信息、研究圖像內(nèi)容的基礎(chǔ)。 如何實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)這些龐大的數(shù)據(jù)是工業(yè)CT要解決的重要問題之一，這涉及到總線

2、、采集與存儲(chǔ)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、系統(tǒng)級(jí)軟件設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)。在工業(yè)CT中，設(shè)計(jì)基于CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice——復(fù)雜可編程邏輯器件)的多通道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)是準(zhǔn)確獲取工業(yè)CT圖像數(shù)據(jù)工作的難點(diǎn)，而編制多通道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序是Windows編程中最復(fù)雜、最深?yuàn)W的工作。 由于數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展，CPLD器件獲得了廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)中大量采用了PLD(Programmable

3、LogicDevice——可編程邏輯器件)，以緩解元器件數(shù)量過多、印制板面積過大以及因此而引起的穩(wěn)定性和可靠性較差的問題。設(shè)計(jì)中采用了Altera公司的CPLD器件，實(shí)踐證明，采用CPLD器件的系統(tǒng)設(shè)計(jì)提高了系統(tǒng)的可靠性、靈活性和保密性?？朔到y(tǒng)中的有關(guān)數(shù)據(jù)傳輸速率、可靠性等方面的問題，以及提高數(shù)據(jù)傳輸過程中抗干擾能力等方面的問題。 本文介紹了工業(yè)CT系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，主要針對(duì)CD-650BX工業(yè)CT機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集與存

4、儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先討論了PCI(PeripheralComponentInterconnect——外圍部件互連)總線高速多通道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)硬件接口設(shè)計(jì)方法，然后深入討論了基于Windows系統(tǒng)核心態(tài)結(jié)構(gòu)機(jī)制基礎(chǔ)上的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)方法，最后討論了CD-650BX的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)整個(gè)多通道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析、采用CPLD技術(shù)設(shè)計(jì)硬件內(nèi)核、繪制原理圖、編制了設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，為多通道數(shù)據(jù)采集與存儲(chǔ)系統(tǒng)