朱 浩 张大朋 李钦思

(南瑞集团公司国网电力科学研究院，江苏 南京 211000)

Microblaze软核在超声测流系统中的应用

朱 浩 张大朋 李钦思

(南瑞集团公司国网电力科学研究院，江苏 南京 211000)

在大流量测量系统中，通常需要由多个不同体系架构的CPU来协同完成测流。针对多CPU系统的复杂性，采用单片高性能FPGA，实现了从超声传播时间测量、信号分析、数据通信到图形展示的所有功能。在FPGA内部，通过例化MicroBlaze软核处理器，减少了对外部器件的依赖，降低了系统开发复杂度，使系统运行更加稳定、可靠。应用结果表明，FPGA不仅可以简化系统、降低成本，其动态可配置特性使产品具有更强的适应能力。

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超声波流量计无可动部件，可以实现非接触高精度测量，具有量程宽、无压损、成本对口径变动不敏感等优点，在石油化工、污水处理、工业及生活用水等领域有着广泛的应用前景[1]，同时也是大口径水流量测量的最佳技术选择[2]。

由于复杂的外界环境干扰[3]，特别是在大口径水流量测量中，干扰会使超声波接收信号发生波动，轻则产生静态漂移问题[4]，严重的可能出现测量错误，甚至无法完成测量工作。

为实现超声测流功能，系统大都需要采用多CPU协同完成。如用复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD)对高频超声信号进行采集，用DSP完成数字信号分析，用ARM实现测值显示、数据通信等人机接口功能，再加上RAM、FLASH、电源等外围配套芯片，整个测流系统将显得相当复杂。……