基于DSP的超声检测系统高速数据采集压缩卡设计.PDFVIP

维普资讯 24 基于DSP的超声检测系统高速数据采集压缩卡设计 基于DSP的超声检测系统高速数据采集压缩卡设计 Design ofHighSpeed Sampling and CompressionCard Based on DSP in Ultrasonic Detecting System 王 晔 赵兴群 (东南大学生物科学与医学工程学院，江苏 南京 210096) 摘 要 首先以A型超声检测系统为例介绍了超声检测的基本原理及对数据压缩的需求，并指出由逻辑 电路构成的数据采集 压缩部分存在的缺点，针对于此设计了以TMS320F2812DSP芯片为核心的高速数据采集压缩卡 ，并使用模拟信号进行了 验证 ，获得 了良好的效果。 关键词：A型超声检测系统，数据压缩，DSP，TMS320F2812 Abstract This paperintroducesthe theoryandthe requirementsto data compressing ofultrasound detectorsystem firstly，withA— mode ultrasound detectorsystem asan example，and indicatesthe limitation ofthe Data Sampling and Compression part， which is constructed by logiccircuit．A HighSpeed DataSampling and CompressionCard withTMS320F2812．a DSPchip is designed，asitscore，anddesigned experimenttotestthiscard．Goodeffecthasbeenachieved Keywords：A—mode ultrasonic detectorsystem。datacompression，DSP，TM$320F2812 1 超声检测系统对数据采集压缩 的需求 种 ，采用了高性能的静态CMOS技术 ，最高频率为 150MHz， 根据扫描和成像方式的不 同，可以分为 A型、B型、M型。以 DSP核电压为 1．9V，l／O 口电压为 3．3V，处理速度可达 150MIPS A型 (A—mode，amplitudemodulationmode)超声检测为例 ， 指令周期为 6．67ns。采用 了8级流水线的工作方式，结构上采用 它利用超声波的反射特性来获得检测物 内部的信息。工业上 ，常 哈佛总线结构，程序与数据空间分开 ，可同时访问，并且可以在一 用于金属材料的无损检测 ，即检测金属 内部可能存在的气泡 ，裂 个指令周期内完成一次乘法和加法。主要片上资源有 ： 缝等缺陷，称为超声探伤仪。本文所设计的数据采集压缩卡即为 1)128K 16位片上 FLASH、18K{16位片上 SRAM、4K 工业用超声探伤仪 的一个组成部分 。 {16位片上 BootROM； 传统的A型超声检测系统为模拟系统 ，通过示波器看到随 2)外部存储器接 口合计高达 1M，可编程的等待状态和读 ／ 时间(深度)变化 的回波信号，无需进行数据压缩 。但随着数字技 写选通脉冲时序 ，以及三个完全独立的片选信号； 术的发展，传统的A超模拟系统与数字技术结合产生了模数结 3)支持PLL系数的动态修改，拥有片上振荡器和看门狗模块； 合的A超系统，此类系统通常是在完成模拟检波之后 ，即通过