卢伟雄，曾松德，李怀胜，钟清华

（华南师范大学物理与电信工程学院，广州510006）

便携式超声探伤系统设计❋

卢伟雄，曾松德，李怀胜，钟清华

（华南师范大学物理与电信工程学院，广州510006）

为克服传统超声探伤系统设计复杂以及电路调试困难等缺点，介绍了一种以Altera公司的Cyclone IIFPGA为处理核心的设计方案。利用NIOS II软处理内核构建SOPC嵌入式系统，使用IP核技术，结合超声传感器实现探伤系统的软硬件协同设计，灵活高效，有利于缩短设计迭代周期。实验结果表明，该系统能够实现数据实时采集和复杂算法处理，具有体积小、成本低和可靠性高等特点，能够有效分析判断缺陷的位置和特征。

超声探伤；FPGA处理器；SOPC技术；IP核；实时采集；缺陷分析

1 引 言

超声波检测作为一种重要的无损检测方法，通过将超声波耦合到被检测对象，并获取其中的透射波、反射波，分析被测对象的内部结构，适用于产线质量监控、现用设备和关键零部件的缺陷分析［1］。目前，在便携式超声波探伤仪设计中，大多数以FPGA＋DSP或者FPGA＋ARM为核心，但DSP的串行指令执行方式，使探伤仪的工作速度和效率大打折扣；使用ARM嵌入式系统可开发友好的图形用户界面，但系统电路复杂，设计成本较高［2］。随着可编程片上系统（System on a Programmable Chip， SOPC）日益成熟，在FPGA中构建嵌入式处理器内核，软硬件协同设计，具有功耗低、体积小、成本低、可靠性高等优点，系统控制灵活，调试方便。

Altera公司提供的NIOS II软处理内核，支持32位宽的指令和数据总线，通过存储器拓展接口，可访问片内和片外存储器，以支持程序运行，非常适合网络、数据处理等应用背景的嵌入式系统。……