基于PXIe的软X射线相机多通道数据采集系统设计的任务书.docx

基于PXIe的软X射线相机多通道数据采集系统设计的任务书
一、背景
随着现代科学技术的快速发展，大量的数据采集和高速处理需求越来越普遍。在许多领域，如材料科学、生命科学和工业制造等，通过X射线技术可以提取一些重要的信息，以进行更深入的理解和探索。由于软X射线提供了具有高分辨率、非破坏性和非侵入性见解，因此软X射线成为了人们广泛应用于工程领域的一种方法。软X射线相机广泛应用于生物学、材料科学、物理学、化学等许多领域。
软X射线相机通过采集并分析被扫描对象产生的软X射线来获取有关目标物体内部结构、成分和其他有用信息的3D模型。软X射线相机产生的数据可以被用于检测质量、异常和其他参数，并且可以帮助研究人员进行材料结构、工艺和生态研究等。
软X射线相机的数据采集和处理需要大量的计算资源和高速的数码转换等技术支持，因此，采集系统设计是必要的。采集系统可以提供实时数据分析，加快实验过程，缩短研究时间，避免数据错误等。
PXIe技术已被广泛应用于测试和测量领域，由于其高速率、稳定性及可扩展性得到了认可。本系统采用PXIe技术，结合国产化高速ADC卡和高品质的特种光机及前端信号调控技术实现了对软X射线相机多通道数据采集的需求。
二、任务
本任务的主要目的是设计一套基于PXIe的软X射线相机多通道数据采集系统。此系统是使用软X射线相机获得的数据，通过PXIe总线到达主机计算机的关键环节。以下是系统的主要功能。
1.实现备份存储
2.实现多通道数据采集
3.高速异步存储
4.实现流数据处理传输
5.实现高速信号整理操作
三、主要模块设计
1.总线模块
本系统采用PXIe总线模块，包括信号开关和封装，用于连接嵌入总线的子模块和操作系统。
2.数据采集模块
本系统的数据采集模块包括高速采样和数据同步存储。HBM公司的高速ADC卡、FPGA的开发板和光学系统的前端部分被选择。ADC卡使用英特尔公司的FPGA芯片。<br>
3.数据处理和计算模块
此模块的主要任务是进行数据采集；高速异步记录；基于实时操作系统（RTOS）的软件设计；流式数据传输等。用于避免数据丢失或不稳定的现象。
主要硬件设备：PMC勘探计算机、1GB以太网控制器、XilinxVirtex-IIProFPGA开发板等。用几种方法处理和集成这些硬件设备，以满足系统的需求。
4.控制模块
此模块用于管理和控制数据采集和处理模块的状态和操作。主要包括控制个别采集模块的状态、控制多个采集模块的关键参数、控制同步、开始和停止存储功能、控制数据输出模块等。
五、总结
基于PXIe技术的软X射线相机多通道数据采集系统设计的完整情况.受时限和条件的限制，本任务只是实现了软X射线相机的数据采集。但总体来说，这个系统是非常平稳的，功能齐全，为研究人员提供了一个关键的工具来收集高质量的数据，加速模型建立和分析，提高实验效率。