小型PLC的数据配置与ARM-FPGA总线接口的研制

来源 :广西科技大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:hoko0428
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本课题研究的是一种基于ARM+FPGA构架的小型PLC系统。其中,FPGA部分负责完成定时、计数、输入输出、多操作位逻辑运算等功能,ARM部分负责对PLC指令的静动态编译,以及对自身存储器和FPGA各功能模块的数据配置。ARM与FPGA相互协作,实现了对PLC指令的执行。本课题在已有的研究成果的基础上,主要研究PLC数据配置的方式方法,设计PLC的ARM-FPGA总线接口及总线协议,以及PLC的异常处理机制,并对所设计的PLC系统进行优化和完善。主要取得了以下成果:(1)完成了PLC数据配置的设计。设计了静态编译的数据结构,对静态编译后的PLC指令采用变长的顺序存储方式,有效解决了PLC指令的运行效率和存储空间问题。按照一定的格式设计了定时器和计数器参数,以及跳转地址的存储方式,解决了ARM对FPGA中定时器和计数器的初始化配置工作,以及跳转类指令的转移地址的配置问题。针对基本指令和应用指令,根据动态编译的结果转换为FPGA所需数据格式,通过ARM-FPGA总线对FPGA进行数据配置,并根据FPGA内各功能模块的运算结果,对ARM内软元件及相应的存储区域进行了动态的数据配置。(2)设计了ARM-FPGA总线接口,并制定了ARM-FPGA总线协议。根据设计的双口RAM的特点与ARM与FPGA进行数据交换的需求,设计了基于ARM外部存储器总线接口的ARM-FPGA总线并行接口。根据FPGA内设计的各功能模块的特点,以及PLC基本指令和应用指令的特点制定了ARM与FPGA间数据传输的格式,为实现ARM-FPGA高效通信奠定了基础。(3)设计了PLC的API接口、SHELL命令及异常处理机制,完善了PLC系统的功能。设计了PLC的异常处理器,可以捕获PLC系统在运行时出现的异常并进行相应的处理,保证PLC的安全运行。为方便PLC的开发,设计了外部设备和ARM主机进行通信的统一的API接口,为人机界面、上位机、手持编程器等外部设备应用层通信协议的实现提供统一的标准。设计了PLC的SHELL命令,可通过SHELL对PLC进行管理和控制,并且通过SHELL命令可以查看系统异常的具体信息,有利于系统调试。(4)完成PLC系统数据配置、ARM-FPGA通信等功能的测试。通过对PLC系统执行指令的测试结果表明PLC系统能够正确的完成在静动态编译对ARM和FPGA的数据配置;ARM-FPGA总线能够实现ARM-FPGA协调、高效地通信;设计的API接口功能上能够满足PLC与人机界面、上位机的通信的需求;设计的SHELL命令能够查看并设置PLC的状态;设计的异常处理器能够有效的捕获并收集系统中出现的异常,并作出相应的处理。
其他文献
阶段性测试是检验教与学的重要衡量手段之一,试卷讲评则是考后明晰教学成果与改进教学的重要媒介。试卷讲评是初中语文教学中的重要一环,一方面体现在其自身差缺补漏的作用,
随着欧美等发达国家纷纷表示要采取碳关税措施,碳关税问题可能成为今后影响国际经贸关系的热点。国际碳关税的发展趋势反映了发达国家保障本国利益,重新布局世界经济的真实意
对处在新时代背景下的思想政治教育来说,它不再以一门简单的理论学科存在,而是振兴中华民族、实现"中国梦"的有效思想途径。本文就十九大精神做出细致的解析与概括,并在此基
我国《刑法》有十三条规定了国有公司、企业或其工作人员犯罪的情况,但是如何认定公司、企业为国有,以及工作人员是否为国有公司、企业工作人员,在理论界有所争议,在实践中也
目的:探讨健脾化瘀片对2型糖尿病胰岛素抵抗患者在降糖、调脂、提高胰岛素敏感性等方面的作用。方法:入选病例为2型糖尿病伴高胰岛素血症,中医证属脾肾不足、痰瘀互结的患者
目的:通过临床流行病学调查建立慢性胃炎中医湿证诊断标准,并寻找与慢性胃炎中医湿证相关性较好的临床症状和体征及舌脉象客观指标。方法:采用流行病学与数理统计的方法对慢
本文对判断和决策研究领域所发现的跨文化差异进行了回顾。鉴于大多数判断和决策的跨文化研究都集中于对亚洲和西方文化的比较,本文也主要关注这方面的研究发现。具体来说,本
如何克服Web监控系统响应速度慢,页面表达简单,交互性差的缺点,一直是监控系统开发人员不懈努力的目标。基于传统的HTTP请求/响应模式,即使应用AJAX技术实现异步请求和局部页
经济全球化背景下,越来越多的央企开展海外业务运营。面对复杂多变的舆论环境,央企有必要系统性开展海外公共关系,提高海外传播力,进而提升形象。本文以格鲁尼格的卓越公关理