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激光诱导等离子体光谱技术(Laser Induced Plasma Spectroscopy,LIPS)是产生于激光和材料相互作用的发射光谱的一类定量分析技术,其优点包括测量过程无破坏、实时测量、恶劣环境中实现几十米外的远程测量,为了实现以上三点及对钢水成分实时在线监测和精确控制的要求,势必要做到数据的高速传输及实时显示。首先本论文根据系统的功能需求介绍了课题的研究背景及意义,通过对比USB、Camera Link、IEEE1394、以太网等数据传输方式的传输速度和传输距离,本文选择了传输速度更高、传输距离更远、与现有网络能够兼容的千兆以太网作为数据传输的媒介;人机交互的功能选择绝大多数计算机及屏幕都具备的VGA接口及鼠标外设来实现。其次设计了以xc6slx16处理芯片为核心的数据传输及人机交互系统。随着科学技术的发展,图像数据传输及人机交互的速度要求也越来越高,传统的以单片机、ARM等做为核心的处理系统倍感乏力,而FPGA的发展为我们提供了新方法和新思路。本论文采用Xilinx的Spartan-6 xc6slx16作为核心处理芯片,在文章中对该芯片及其它Spartan-6系列芯片的芯片的制造工艺、逻辑资源及IO资源做了简单的介绍,并对FPGA的开发流程做了详细的介绍。再次,根据本系统的特点及功能需要对UDP/IP协议栈做了一些调整用VERILOG HDL硬件描述语言进行编写,下载到FPGA行实现了数据的以太网收发及人机交互。数据传输功能以UDP/IP协议的结构特点为依据设计多个子模块,根据UDP/IP各层的功能设计出UDP发送接收模块、IP发送接收模块、MAC子层发送接收模块、CRC校验生成模块,人机交互部分根据VGA显示原理及时序要求设计了DDR3读写控制模块及VGA显示模块,根据USB2.0协议及ISP1362芯片的功能设计出了鼠标控制模块,最后由顶层模块将各个子模块例化共同实现系统功能。最后用仿真工具Modelsim对各个子模块及顶层模块进行仿真,通过抓包工具Wireshark对系统进行丢包测试,运行系统来检测光谱图能否在显示器上显示及鼠标外设能否实现数据的提取,验证系统整体功能。激光诱导等离子光谱仪是国内首台通过激光诱导光谱成像来分析钢水离子成分的仪器,仪器中的数据通信及人机交互与以往的研究有很大不同,UDP/IP协议栈及VGA显示部分都有精简,是本文的一个创新点。