本论文所研究的复合式无损检测，是将超声、涡流、漏磁和磁记忆检测结合起来，以嵌入式系统作为信号处理的软硬件平台，采用可编程硬件通过系统重构来提高系统的硬件并行度，为检测系统的信号处理进行硬件加速；以动态、静态磁场的测量为手段，统一了涡流、漏磁以及磁记忆检测等电磁无损检测的信号传感。论文研究对无损检测技术与检测仪器的发展具有重要的学术价值和实际意义。 论文根据制造业发展中质量控制的需求、存在的问题以及无损检测的研究现状，结合各种无损检测的原理、特点以及每种检测方式自身的局限性和应用范围，将几种检测方式结合起来对材料进行深入的检测分析，解决单一检测方式不能满足的全面检测的需求。相控阵与多通道超声检测在硬件上是一致的，其差别在于相控阵发射和接收的时序控制算法的不同，采用不同的探头与发射、接收算法可以实现不同的功能；采用巨磁阻传感器设计的阵列涡流/磁一体化探头，统一了涡流检测、漏磁检测和磁记忆检测这几种电磁无损检测中动态磁场和静态磁场的传感与测量，简化了系统设计。 针对当前嵌入式系统设计的局限性，论文基于软件无线电思想设计的嵌入式复合检测系统的功能通过软件进行定义，检测系统具有高的灵活性和重用性，成为一个通用的信号传感、处理以及通讯的软硬件平台。 针对数字解调中幅值、相位计算现有算法的局限性，论文提出了适合于硬件计算的逐次逼近相位旋转算法，该算法简单、快速，不仅可以应用到超声、涡流检测的信号处理，还可以应用到通讯、雷达等其它需要求解幅值和相位的各种系统当中去。涡流检测的激励信号从最初的单频正弦发展到多频正弦后，又采用脉冲信号作为激励源，今后还可能采用其它波形的激励，论文基于DDS原理设计了涡流检测任意波形激励，统一了激励信号源的设计，简化了激励源的处理，能满足当今及以后涡流检测的发展需求。对宽动态范围的超声信号采用数字正交锁相放大处理，证明其在微弱信号检测方面的优秀的能力和效果，并分别介绍了漏磁检测和磁记忆检测的信号处理方法。论文采用可重构硬件通过系统重构来提高检测系统的硬件并行度，满足信号处理中的高计算量需求。通过软件无线电定义的系统功能的不同模式之间采用静态重构，模式内部根据信号处理的速度、资源、时序逻辑等采用动态重构，动态、静态相结合的重构方式提高了复合式检测系统的灵活性，重构系统通过并行运算为密集计算加速。论文改进了FPGA内常系数卷积运算的分布式算法结构，改进的结构以串行结构的资源占用量获取了完全流水线并行结构的计算性能，并通过重构实现变系数、变阶数的卷积运算，将分布式算法推广到变参数的卷积运算中。最后，论文通过对焊缝采用超声、涡流、漏磁和磁记忆方法进行全面检测，证明了复合式检测对于全面质量监控的作用，阵列涡流／磁一体化探头和涡流检测任意波形激励系统对于提高检测效率的作用，采用软件无线电思想设计的嵌入式检测系统功能通过软件进行灵活设定，满足不同的检测需求，系统具有体积、功耗和性能的综合优势。