基于S3C2440微处理器的工业超声探伤仪设计与实现
系统中选用S3C2440处理器,内嵌ARM920T核。本设计应用了这款芯片的诸多特点:高达203MHz的主频;内部集成LCD控制器 ;3路异步串行通信接口;内置看门狗定时电路及实时时钟;内部集成两路USB host和一路USBdevice;对嵌入式Linux良好的支持等。
在超高速数据采集方面,本系统中选用的Spartan-3结构与Virtex-II类似,1.2V内核,其在超高速数据采集和信号处理方而有着明显的优势。 仪器性能方面,为了保证数字超声探伤仪0.01mm的检测精度和0~6000mm可变探测范围,在FPGA中主要进行如下数字信号处理:
◆ 60MHz硬件采样速率通过四次移相时钟处理,实现等效240MHz高采样率
◆ 数字滤波,程控带通FIR滤波器保证对0.5MHz~15MHz回波信号的良好数字滤波
◆ 数字检波,包括正向、负向、双向及RF检波
◆ 智能提取(提取点动态分配算法以保证显示波形的水平线性)
◆ 实时探伤报警(硬件报警闸门)
在仪器功能方面,充分利用ARM+Linux嵌入式系统的优势,扩展网络、USB等丰富接口,使得仪器可以实现PC机端Windows下的上位机软件和探伤仪上的LCD同步实时显示,随时下载探伤参数和上传探伤数据与图片,并使机器能连接U盘、移动硬盘、USB打印机等诸多设备。
本设计采用最新的Linux内核(Linux2.6.16),系统在响应速度、驱动功能等诸多方而都远远优于传统的2.4内核。在本项目开发过程中,采用的是网络文件系统;在最终的产品上,采用的是在DOC(MTD)上的ext2文件系统。
系统硬件资源分配
总线分配
S3C2440地址总线内部是32位(4G),外部27位(128M)。数据总线宽度为32位。当外设芯片与CPU相接时,主控计算机的数据总线宽度可设置为32位、16位或8位模式。设置是在BWSCON寄存器中的DW位实现的。各外部设备的总线接法如表1所示。
外部地址空间分配
S3C2440提供8路片选,nGCS[0~7],每个片选都指定了固定的地址,每个片选固定间隔为128MB。
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