CN202049136U

CN202049136U - 一种多通道高速并行超声波在线探伤通信系统

Info

Publication number: CN202049136U
Application number: CN2011200877227U
Authority: CN
Inventors: 史晓非; 梁德群; 贺斌
Original assignee: Dalian Maritime University
Current assignee: Dalian Maritime University
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2011-11-23
Anticipated expiration: 2021-03-30

Abstract

本实用新型公开了一种多通道高速并行超声波在线探伤通信系统。包括：用于接收来至前端的超声波回波数据、判伤和底波耦合数据，同时将其按指定机制存储到外部存储器（200）中，在指定时间内将数据从外部存储器（200）中读出并通过与上位机的通信端口向上位机传输，通过与上位机的通信端口读取上位机发来的参数给通信模块（100）；所述通信模块（100）通过控制总线、地址总线及数据总线与每个外部存储器（200）连接。本实用新型可以有效解决目前多通道高速并行超声波在线探伤系统数据通信的数据阻塞问题，实现数据的可靠、完整传输。

Description

一种多通道高速并行超声波在线探伤通信系统

技术领域

本实用新型涉及无损检测特别是超声波探伤领域，或其他高速并行数据处理技术领域。

背景技术

在无损检测领域，超声波探伤是其中一个重要的应用方向。超声波探伤分为模拟和数字两种系统，目前国内超声波探伤系统模拟居多，从使用方便角度，数字探伤系统正逐渐成为主流。数字探伤系统分为手动和在线探伤两种，而数字在线探伤系统都注重探伤方法和装置，未注意到当遇到通道数很多且要求并行工作时，多路并行探伤数据与上位机通信阻塞的问题。

发明内容

本实用新型的目的：针对上述技术问题，基于存储器缓冲思想，提出一种多通道高速并行超声波在线探伤通信系统，解决并行通信的数据阻塞问题。

采用的技术方案：提供一种多通道高速并行超声波在线探伤通信系统，包括：若干并联的外部存储器及通信模块；所述通信模块通过控制总线、地址总线及数据总线与每个外部存储器连接，所述通信模块与探伤数据处理单元进行数据通信。。

通信模块接收来至前端的超声波回波数据、判伤和底波耦合数据，同时将其按指定机制存储到外部存储器中，在指定时间内将数据从外部存储器中读出并通过与上位机的通信端口向上位机传输，通过与上位机的通信端口读取上位机发来的参数；所述通信模块通过控制总线、地址总线及数据总线与每个外部存储器连接。

其中，所述通信模块包括：CPU子模块、存储子模块、存储器管理子模块、存储器控制器子模块及与上位机通信子模块；所述CPU子模块、存储子模块、存储器管理子模块及与上位机通信子模块通过数据线依次连接；所述存储器管理子模块通过地址总线及数据线与存储器控制器子模块连接。

CPU子模块控制其它各子模块的数据和参数流动，通知存储子模块开始和结束存储前面采样压缩判伤等的数据存储时刻和持续时间，读取与上位机通信子模块的参数，为新的探伤过程提供更新参数，通知存储器管理子模块写入或读出数据的时机；存储子模块接到CPU子模块通知，存储当前探伤周期前面采样压缩后的数据和判伤耦合等结果；存储器管理子模块实现读写两个任务的管理；其中，写任务：接到CPU子模块通知，将存储器子模块的数据以指定频率写入存储器控制器子模块；读任务：从存储器控制器子模块中读取数据；存储器控制器子模块接收存储器管理子模块指令，实现对指定外部存储器的读写操作；与上位机通信子模块接收上位机发送来的参数和向上位机发送探伤的回波数据。

其中，所述外部存储器为两个，分别通过控制总线、地址总线及数据总线与存储器控制器子模块连接；则存储器管理子模块在写任务进行时同时给存储器控制器子模块指令，读取另一个外部存储器的数据。

其中，所述外部存储器为一个，通过控制总线、地址总线及数据总线与存储器控制器子模块；则存储器管理子模块等写入任务结束后，从存储器控制器子模块中读取数据。

其中，所述与上位机通信子模块直接连接以太网口、USB接口、串口、或通用IO口。

其中，所述外部存储器是SRAM、SDRAM或DDR SDRAM各系列所有的SDRAM。

有益的技术效果：本实用新型可以有效解决目前多通道高速并行超声波在线探伤系统数据通信的数据阻塞问题，实现数据可靠、完整传输目的。

附图说明

图1 是本实用新型实施例的通信模块与外部的存储器连接结构图。

图2是本实用新型实施例的通信模块内系统框架图。

图3是本实用新型实施例两个外部存储器的通信模块内探伤数据存储并向上位机传输流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

（1）系统硬件结构：

全数字超声波在线探伤系统通常包括N个单元，每个单元都能够独立实现超声波的探伤过程，每个单元M个通道，每个通道对应一个发射接收通路，N和M的个数选择根据实际需要确定。每个单元M个通道循环探伤，N个单元之间并行工作。在每个单元中，除了控制模块和判伤模块，就是通信模块。通信模块100与外部的存储器200连接如图1所示。存储器可以是SRAM或SDRAM或DDR SDRAM各系列。从回波存储容量考虑，存储器可以是一个，也可以是两个，超过两个也可以，但会带来控制、地址和数据总线个数的成倍增长。通信模块主要接收来至前端的超声波回波数据、判伤和底波耦合等数据，同时将其按指定机制存储到存储器中，在指定时间内将数据从存储器中读出并通过与上位机的通信端口向上位机传输，通信模块同时还可以通过与上位机的通信端口读取上位机发来的参数。

（2）通信模块结构组成：

参照图2，通信模块包括：CPU子模块110、存储子模块120、与上位机通信子模块150、存储器管理子模块130和存储器控制器子模块140共五部分。

CPU子模块110：总体控制其它各子模块的数据和参数流动，起控制作用。通知存储子模块开始和结束存储前面采样压缩判伤等的数据存储时刻和持续时间。读取与上位机通信子模块的参数，为新的探伤过程提供更新参数。通知存储器管理子模块写入或读出数据的时机。

存储子模块120：接到CPU子模块通知，存储当前探伤周期前面采样压缩后的数据和判伤耦合等结果。

存储器管理子模块130：实现读写两个任务的管理。写任务：接到CPU子模块通知，将存储子模块的数据以指定频率写入存储器控制器子模块。读任务：若外部存储器为两个，可以在写任务进行时同时给存储器控制器子模块指令，读取另一个存储器的数据；若存储器为一个，则等写入任务结束后，从存储器控制器子模块中读取数据。存储器控制器子模块140：控制外部存储器读写的控制器，可以为一个或两个。接收存储器管理子模块指令，实现对指定外部存储器的读写操作。

与上位机通信子模块150：主要实现接收上位机发送来的参数和向上位机发送探伤的回波数据。

与上位机通信子模块可以直接连接以太网口，或USB接口，或串口，或通用IO口。

（3）系统工作过程描述：

假设全数字超声波在线探伤系统包括N个单元并行工作，每个单元M个通道，每个通道工作时间为W微秒。若当前通道探伤占用时间为K微秒，则剩余通信时间为W-K微秒。

请参照图3，本实用新型的工作方法包括两大部分描述：（A）单元之间通信实现方法；（B）每个单元内通信实现方法。

（A）单元之间通信实现方法：

首先N个单元独立或同时接收上位机发来的用于探伤的参数，然后在其中一个核心单元或外部单元的协调下统一在相同时刻开始工作，每个单元工作过程相同，但是通信单元根据上位机的指令分批顺序将探伤回波数据传回上位机，当前单元将回波数据传回上位机后应立即接收上位机发来的更新参数，若没有也需等待指定间隔时间。当一个单元探伤结束，则应将外部存储器的数据发送完成，该单元才能停止工作，等待新的任务。

（B）每个单元内通信实现方法：

每个单元由M个通道构成，每个通道工作过程相同，现将每个通道的通信方法进行说明。首先通过图2与上位机通信子模块接收上位机传来的参数，等单元间同步信号开始探伤，探伤后数据开始顺序存储到存储子模块中，当回波数据和伤等数据存储完后，启动存储器管理子模块，查询存储器状态，当可写后，将存储子模块数据通过存储器管理子模块传递给存储器控制子模块，进行写操作。读操作可以分一个或两个外部存储器分别说明，当每个单元只有一个外部存储器时，读操作是在写操作之后立即进行，CPU子模块检查与上位机通信子模块数据需要更新后，通知存储器管理子模块进行读操作，将读取数据送到与上位机通信子模块，根据上位机指令，向上位机传输；当每个单元有两个外部存储器时，CPU子模块检测与上位机通信子模块数据传输状态，如已数据传输完成，则从具有读状态的存储器控制器子模块读取数据送到与上位机通信子模块，等待上位机指令，向上位机传输。每个单元与上位机通信子模块在向上位机传输一次回波后，需等待指定时间，用于接收上位机的更新参数，如有参数更新，则存储在与上位机通信子模块中，如没有，则等待指定时间后，进入向上位机传输回波数据状态。

（4）关键技术描述：

1、在一个通道工作时间内的读写机制：

若外部存储器为一个时，读操作在当前存储器写操作之后进行，在当前通道工作时间到达前结束。

若外部存储器为两个时，读操作不受写操作限制，随时可以进行读操作。

2、参数和回波数据与上位机通信的机制：

N个单元和上位机之间通信，无论是参数还是回波数据，应以上位机指令为准。

（5）核心思想或创新点：

由于多个单元并行工作，各单元数据都通过一个传输通道上传，若无缓存将导致数据传输阻塞，本实用新型利用每个单元添加存储器作为缓存的思想，可以有效解决这种通信数据堵塞问题。

以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种多通道高速并行超声波在线探伤通信系统，其特征在于，所述多通道高速并行超声波在线探伤通信系统包括：若干并联的外部存储器（200）及通信模块（100）；所述通信模块（100）通过控制总线、地址总线及数据总线与每个外部存储器（200）连接，所述通信模块（100）与探伤数据处理单元进行数据通信。

2.根据权利要求1所述的多通道高速并行超声波在线探伤通信系统，其特征在于，所述通信模块（100）包括：CPU子模块（110）、存储子模块（120）、存储器管理子模块（130）、存储器控制器子模块（140）及与上位机通信子模块（150）；所述CPU子模块（110）、存储子模块（120）、存储器管理子模块（130）及与上位机通信子模块（150）通过数据线依次连接；所述存储器管理子模块（130）通过地址总线、控制总线及数据线与存储器控制器子模块（140）连接。

3.根据权利要求2所述的多通道高速并行超声波在线探伤通信系统，其特征在于，外部存储器（200）为两个，分别通过控制总线、地址总线及数据总线与存储器控制器子模块（140）连接。

4.根据权利要求2所述的多通道高速并行超声波在线探伤通信系统，其特征在于，外部存储器（200）为一个，并通过控制总线、地址总线及数据总线与存储器控制器子模块（140）连接。

5.根据权利要求2所述的多通道高速并行超声波在线探伤通信系统，其特征在于，所述与上位机通信子模块（150）直接连接以太网口、USB接口、串口、或通用IO口。

6.根据权利要求1所述的多通道高速并行超声波在线探伤通信系统，其特征在于，所述外部存储器（200）是SRAM、SDRAM或DDR SDRAM。