基于S3C2440微處理器的工業(yè)超聲探傷儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　系統(tǒng)中選用S3C2440處理器，內(nèi)嵌ARM920T核。本設(shè)計(jì)應(yīng)用了這款芯片的諸多特點(diǎn)：高達(dá)203MHz的主頻；內(nèi)部集成LCD控制器 ；3路異步串行通信接口；內(nèi)置看門(mén)狗定時(shí)電路及實(shí)時(shí)時(shí)鐘；內(nèi)部集成兩路USB host和一路USBdevice；對(duì)嵌入式Linux良好的支持等。

　　在超高速數(shù)據(jù)采集方面，本系統(tǒng)中選用的Spartan-3結(jié)構(gòu)與Virtex-II類似，1.2V內(nèi)核，其在超高速數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理方而有著明顯的優(yōu)勢(shì)。 儀器性能方面，為了保證數(shù)字超聲探傷儀0.01mm的檢測(cè)精度和0～6000mm可變探測(cè)范圍，在FPGA中主要進(jìn)行如下數(shù)字信號(hào)處理：

　　◆ 60MHz硬件采樣速率通過(guò)四次移相時(shí)鐘處理，實(shí)現(xiàn)等效240MHz高采樣率

　　◆ 數(shù)字濾波，程控帶通FIR濾波器保證對(duì)0.5MHz～15MHz回波信號(hào)的良好數(shù)字濾波

　　◆ 數(shù)字檢波，包括正向、負(fù)向、雙向及RF檢波

　　◆ 智能提取（提取點(diǎn)動(dòng)態(tài)分配算法以保證顯示波形的水平線性）

　　◆ 實(shí)時(shí)探傷報(bào)警（硬件報(bào)警閘門(mén)）

　　在儀器功能方面，充分利用ARM+Linux嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)、USB等豐富接口，使得儀器可以實(shí)現(xiàn)PC機(jī)端Windows下的上位機(jī)軟件和探傷儀上的LCD同步實(shí)時(shí)顯示，隨時(shí)下載探傷參數(shù)和上傳探傷數(shù)據(jù)與圖片，并使機(jī)器能連接U盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)、USB打印機(jī)等諸多設(shè)備。

　　本設(shè)計(jì)采用最新的Linux內(nèi)核（Linux2.6.16），系統(tǒng)在響應(yīng)速度、驅(qū)動(dòng)功能等諸多方而都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的2.4內(nèi)核。在本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，采用的是網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)；在最終的產(chǎn)品上，采用的是在DOC（MTD）上的ext2文件系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)硬件資源分配

　　總線分配

　　S3C2440地址總線內(nèi)部是32位（4G），外部27位（128M）。數(shù)據(jù)總線寬度為32位。當(dāng)外設(shè)芯片與CPU相接時(shí)，主控計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)總線寬度可設(shè)置為32位、16位或8位模式。設(shè)置是在BWSCON寄存器中的DW位實(shí)現(xiàn)的。各外部設(shè)備的總線接法如表1所示。

　　外部地址空間分配

　　S3C2440提供8路片選，nGCS[0～7]，每個(gè)片選都指定了固定的地址，每個(gè)片選固定間隔為128MB。