工业ct系统软件架构基础

《工业ct系统软件架构基础》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、工业CT系统软件架构基础　　摘要：工业CT扫描成像包含了试件运动扫描与投影数据重建计算两个重要步骤。这就要求工业CT扫描成像系统软件必须即能灵活地控制硬件，又能高效地处理数据。因此，工业CT扫描成像系统软件架构的设计应满足此要求。据此，本文针对编程语言环境与处理数据类型的选择以及硬件的虚拟方法等软件架构基础性问题进行了详细讨论。得出了以C语言作为编程语言、选择整型数据和浮点型数据进行处理以及利用C语言中的条件预编译语句进行硬件虚拟的结论。　　关键词：工业CT软件架构编程语言数据类型虚拟硬件　　中图

2、分类号：TP311文献标识码：B文章编号：1007-9416（2016）05-0000-00　　Abstract：IndustrialComputedTomography（ICT）includestwoimportantsteps：scanofthemovingspecimensandreconstructionfromtheprojectiondata.ThatmeansthesoftwareofICTsystemmustbeflexibletocontrolthehardwareandeffi

3、cienttoprocessthedata.Therefore，thedesignofthesoftwarearchitectureforICTsystemshouldmeettherequirementsabove.Accordingtothis，thefundamentalissuesofthesoftwarearchitecturearediscussedinthispaper：theprogramminglanguageenvironment，theprocessingdatatypese

4、lectionandthemethodsforhardwarevirtualization.4Andtheconclusionsare：usingClanguageastheprogramminglanguageofICTsystem，choosingintegerandfloating-pointtypeastheprocessingdatatypesandhardwarevirtualizationbytheprecompiledstatementsofClanguage.　　Keywords

5、：industrialcomputedtomography，softwarearchitecture，programminglanguage，datatype，hardwarevirtualization　　1引言　　工业CT扫描成像系统是一种精密复杂的光学成像系统，其扫描成像过程包含了试件运动扫描与投影数据重建计算两个重要步骤。这就要求其管理者（软件）高效地处理数据，并且灵活地控制硬件。所有语言都有其技术瓶颈，一般说来，低级语言的编程效率较低但运行效率较高，高级语言编程效率较高而运行效率较低，各

6、高级语言的库又侧重不同的应用。整型数据由于占用空间较小，其存储和传输的成本较低，且有利于图像灰度统计运算及显示；但很多投影数据重建算法又要求数据为浮点型。工业CT扫描成像系统中涉及较多硬件，由于设备供货周期和调试场地等因素的影响，调试软件的计算机通常无法同某些（或全部）硬件设备连接，虚拟硬件技术可以让计算机在调试某个硬件或算法软件时，得到其它所有硬件的虚拟的合理反馈信息。因此，必须合理选择编程的语言环境与所处理的数据类型，并适当进行硬件虚拟。　　2选择编程语言4　　机器语言是唯一不需要翻译而直接被

7、计算机识别的程序设计语言[1]，它是最低级的编程语言，可实现对计算机所有的操作，所有其它的语言都要由编译器编译成机器语言才能运行。汇编语言是机器语言的助记符，它将机器语言用有意义的英文字母缩写替代，可读性较好。它的级别、实现操作、运行效率均与机器语言相同，但也要编译器将其编译成机器语言才能运行。　　除了汇编语言和机器语言，其它的编程工具都是高级语言。从汇编语言开始有库的概念，用户也可以自定义子函数，只不过高级语言中的库针对更具体的处理对象。　　LabView的库中有很多控制硬件的专业控件[2，3]

8、，便于快速生成硬件控制代码，且按钮美观，是控制硬件的良好编程工具，但其处理数据的速度很慢。与之相反，Fortran（FormulaTranslate的缩写[4]）是数值计算的良好工具，其语法和数据结构运算（如直接对数组和复数进行运算）都是为便于数值计算而专门设计[5]，能够高效地实现CT所需的投影数据重建的运算，但它控制硬件能力很差。　　控制硬件和数据处理效率都很高的高级语言是C语言（含C++和VisualC++[6]）。它是高级语言中的最低级的编程语言，具有如下特点：　　有强大的