基于LabVIEW和FPGA的超声波探伤数据处理系统设计

• 作者: 谭群林 张东方 夏浪 胡亮 钟盛
• 来源期刊: 控制与信息技术
• 学科: 交通运输
• 关键词: 无损探伤 超声波 滤波器 IP核 LabVIEW FPGA FPGA IP集成节点
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 控制理论与应用|Control Theory &Application
• 页码范围: 12-21
• 页数: 10页
• 分类号: U213.4+2
• 语种: 中文
• DOI: 10.13889/j.issn.2096−5427.2022.02.003

摘要

FPGA在通信、控制、数据采集、信号处理、图像视频处理方面都有着广泛应用;LabVIEW FPGA是一种开发效率高、代码可读性好、库函数丰富的嵌入式图形化开发环境,主要支持National instrument公司的FPGA板卡.为满足多通道、高宽带和大吞吐率的应用要求,同时达到使用LabVIEW开发自主设计的FPGA板卡来降本增效的目的,文章设计了一种超声波探伤数据处理系统,其采用FPGA搭建系统硬件架构,采用LabVIEW搭建底层软件架构.文章全面阐述了基于FPGA搭建DDR3内存、Flash存储器、双千兆以太网、编码器、超声激励、超声数据采集、UART收发器及接口互连(I2C)等硬件电路的构建原理,系统地介绍了基于LabVIEW设计DDR3读写、以太网通信、超声数据信号处理等并行线程的顶层构建方法,详细描述了Socket CLIP、IP Node技术实现LabVIEW与底层硬件之间的互联互通.最后以实际应用案例论证了用LabVIEW开发自研的FPGA板卡的可行性,一方面,采用该系统可节约60％的硬件成本,缩小30％～50％的PCB面积;另一方面,成功实现了LabVIEW下创建自研FPGA目标机的应用模式,它不仅可以发挥LabVIEW图形化编程的高效性能,而且还可以发挥自研FPGA板卡带来的超高性价比,提升60％的开发效率.