1 系统组成
整个系统的组成如图l所示。当启爆电路在DSP和FPGA的控制下启爆时，感应线圈取出启爆电流，首先是高速数据采集与存储电路，以FPGA为核心，对数据进行高速采集与存储。数据存储完毕，FPGA发信号告知DSP采集完毕，开始对采集的数据进行相关的处理。DSP对信号处理的内容：首先对信号滤波，然后进行必要的时域和频域分析，提取相关的信号特征，包括持续时间、信号带宽、峰值、功率、能量等。处理完的数据通过USB口传送到计算机，继而进行专业的相关分析。这里如果采用高速DSP进行数据采集，对于DSP的运算能力是一种浪费。而在高速数据采集方面，FPGA有单片机和DSP无法比拟的优势。FPGA时钟频率高，内部时延小；全部控制逻辑由硬件完成，速度快，效率高．因此有图l所示的系统组成。

2 硬件电路
2．1 高速数据采集与存储电路
为了能够对作用时间为μs级的电火工品的启爆电流进行实时监测，采用了由一些大规模集成电路芯片构成的高速数据采集与存储电路，如图2所示。

电火工品无损耗检测的主要内容是对启爆电流的测量。
电火工品的启爆电流作用时间为μs级。XCS30是Xilinx公司基于SRAM技术的FPGA芯片，由它发出指令对电容Cl充电并启爆电火工品DT。非接触式感应线圈作为启爆电流的探测装置，取出电压。前端调理电路一是扩大可测信号的幅度范围，设置放大器，对小信号进行放大，以保证足够的动态范围；二是为了不给被测信号带来影响，输入端应有较高的输入阻抗。在实验中测到的电压带有噪声，于是通过滤波器将噪声滤掉。但这样处理以后，信号的驱动能力下降，以至于A／D不能正确地采样，于是加了一级跟随器，增强驱动能力，这样A／D就可以正确地采样了。
XCS30的主要任务是：④控制可控硅D1的导通，使电容器C1充电；②控制可控硅D2的导通，使电火工品启爆；③在D2导通的同时，启动A／D转换，以实现A／D采样与启爆信号的同步；④产生地址信号，将A／D输出的数据存储到SRAM中；⑤判断SRAM的存储空间是否已满，以便结束A／D采样，并输出CLKR信号，通知图3所示的数据处理与传输电路，读取SRAM中的数据。其中①与②两项任务是在DSP的控制下进行的，如同3所示，即XCS30接收到DSP的指令后才能完成上述两项任务。DSP经过XCS30而控制Dl和D2导通的原因，是为了提高负载的驱动能力。也就是说，XCS30的驱动能力比DSP强，可以可靠地使可控硅Dl和D2导通。

实际使用时，数据采集与存储电路所达到的主要性能是：①采样速率达到40 Msps，即采样间隔25 ns；②存储器容量为512KB；③被采样信号的最大持续时间为12．8 ms。

3 软件设计
图2所示电路的核心器件是XCS30，前述5项功能是通过VHDL实现的，其流程如图4(a)所示。图中CHG和FIR分别是发给XCS30，并使其发送对电容Cl充电和启爆电火工品DT的指令；ENCODE是启动A／D转换的信号；WR是写SRAM的信号，地址值A=7FFFFh表示SRAM已满。这时XCS30输出CLKR信号，表明采样和存储过程已经结束。
图4(a)分为4个功能模块：产生发火信号、分频器、频率选择器、地址分配器。图4(b)为DSP程序流程。
编写VHDL程序并在ISE7．1中的仿真波形如图5所示。

4 小 结
DSP的优势有：数据处理能力强，高速度运算，能实时完成复杂计算，单周期多功能指令，丰富的串口资源。利用DSP强大的数据处理能力和高运行速度的优势，可以提高分析系统的精度和实时性，满足监测系统的更高的性能要求。由于将DSP与FPGA等高新的芯片运用到该系统中，一片可以实现许多功能，蹦此减少了使用的其他器件，精简了主板系统；特别是增加功能比较方便，只需修改软件。这样，相对降低了整个系统的成本，而且增强了整个系统的性能。