CN112904776A - 一种基于fpga的plc接口扩展结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及PLC控制技术领域，具体是一种基于FPGA的PLC接口扩展结构，包括相互连接的MCU模块和FPGA模块，所述FPGA模块上连接有至少一个脉冲传输模块；所述MCU模块包括MCU存储端口，所述FPGA模块包括FPGA存储单元，所述MCU存储端口与所述FPGA存储单元之间通过总线连接。使用FPGA芯片，将其接在MCU的存储端口上，PLC中的MCU模块将FPGA当做存储器件使用，而通过多FPGA编程和搭配脉冲传输模块，有效解决了PLC中的MCU的I/O口数量不足的问题。
Description
技术领域
本发明涉及PLC控制技术领域，尤其涉及一种基于FPGA的PLC接口扩展结构。
背景技术
PLC(可编程逻辑控制器)是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
在使用PLC的过程中，常常需要同时对多组数据进行处理，以适应具体应用的需要；随着PLC本体本身的功能增多，而MCU芯片的普通I/O口总有上限，但具体应用的输出口要求越来越多，且MCU需要同时对多个脉冲输出口做连续处理。
普通的MCU输出口扩展方式，利用MCU原有的普通I/O口通过数据缓存器、锁存器等芯片增加I/O口数量。不但减少了MCU的可利用资源，减少了其他功能可利用的资源，且这些扩展的I/O口无法同时作为连续输出口使用，另外随着I/O口扩展数量的增加，器件布板需要占用大量的PCB面积。
因此，急需一种新的方案来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种基于FPGA的PLC接口扩展结构，使用FPGA芯片，将其接在MCU的存储端口上，PLC中的MCU模块将FPGA当做存储器件使用，而通过多FPGA编程和搭配脉冲传输模块，有效解决了PLC中的MCU的I/O口数量不足的问题。
上述目的是通过以下技术方案来实现：
一种基于FPGA的PLC接口扩展结构，包括相互连接的MCU模块和FPGA模块，所述FPGA模块上连接有至少一个脉冲传输模块；
所述MCU模块包括MCU存储端口，所述FPGA模块包括FPGA存储单元，所述MCU存储端口与所述FPGA存储单元之间通过总线连接。
进一步地，所述FPGA模块还包括FPGA控制单元、FPGA输入单元和FPGA输出单元；
所述脉冲传输模块包括脉冲输入单元和脉冲输出单元；
所述脉冲输入单元与所述FPGA输入单元连接，所述脉冲输出单元与所述FPGA输出单元连接。
进一步地，所述总线包括数据总线、地址总线和控制总线。
有益效果
本发明所提供的一种基于FPGA的PLC接口扩展结构，有如下优点：
1、简化结构，以一片FPGA芯片，替换原有的多片数据缓存器、锁存器芯片；
2、减少了器件布板时需要占用的PCB面积，提高了电路集成度；
3、MCU模块的I/O口不再作为脉冲输出口使用，这部分的资源可以再分配给其他外设，提高了MCU模块的资源利用率；
4、相较于脉冲输出数据都在MCU中处理和执行操作，搭配FPGA的MCU，FPGA对于MCU做为一个存储设备使用，具体的脉冲输出执行操作在FPGA内完成，有效节省了MCU的内部资源使用，提高了MCU的资源使用率。
附图说明
图1为本发明所述一种基于FPGA的PLC接口扩展结构的第一视角结构示意图。
附图标记
1-MCU模块、11-MCU存储端口、2-FPGA模块、21-FPGA存储单元、22-FPGA控制单元、23-FPGA输入单元、24-FPGA输出单元、3-脉冲传输模块、31-脉冲输入单元、32-脉冲输出单元
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种基于FPGA的PLC接口扩展结构，包括相互连接的MCU模块1和FPGA模块2，所述FPGA模块2上连接有至少一个脉冲传输模块3；
所述MCU模块1包括MCU存储端口11，所述FPGA模块2包括FPGA存储单元21，所述MCU存储端口11与所述FPGA存储单元21之间通过总线连接。
作为本实施例的优化，所述FPGA模块2内设置有FPGA控制单元22、FPGA输入单元23和FPGA输出单元24；所述脉冲传输模块3内设置有脉冲输入单元31和脉冲输出单元32；所述脉冲输入单元31用于与所述FPGA输入单元23连接，所述脉冲输出单元32用于与所述FPGA输出单元24连接。
具体的，所述脉冲输入单元31将接收的脉冲信号传输到所述FPGA输入单元23中，在所述FPGA控制单元22的控制下，所述FPGA输入单元23将接受的脉冲信号存储到所述FPGA存储单元21内，供所述MCU模块1访问；
所述MCU模块1将相关数据通过总线写入到所述FPGA存储单元21内，所述FPGA控制单元22提取该脉冲数据并通过所述FPGA输出单元24传输到所述脉冲输出单元32中，实现对外部连接设备的控制。
本实施例中，所述总线包括数据总线、地址总线和控制总线。
以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于FPGA的PLC接口扩展结构，其特征在于：包括相互连接的MCU模块和FPGA模块，所述FPGA模块上连接有至少一个脉冲传输模块；
所述MCU模块包括MCU存储端口，所述FPGA模块包括FPGA存储单元，所述MCU存储端口与所述FPGA存储单元之间通过总线连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的PLC接口扩展结构，其特征在于：所述FPGA模块还包括FPGA控制单元、FPGA输入单元和FPGA输出单元；
所述脉冲传输模块包括脉冲输入单元和脉冲输出单元；
所述脉冲输入单元与所述FPGA输入单元连接，所述脉冲输出单元与所述FPGA输出单元连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的PLC接口扩展结构，其特征在于：所述总线包括数据总线、地址总线和控制总线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110080783.9A CN112904776A (zh) | 2021-01-20 | 2021-01-20 | 一种基于fpga的plc接口扩展结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110080783.9A CN112904776A (zh) | 2021-01-20 | 2021-01-20 | 一种基于fpga的plc接口扩展结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112904776A true CN112904776A (zh) | 2021-06-04 |
Family
ID=76117883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110080783.9A Pending CN112904776A (zh) | 2021-01-20 | 2021-01-20 | 一种基于fpga的plc接口扩展结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112904776A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114253189A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-29 | 南京科远智慧科技集团股份有限公司 | 一种plc控制器的远程i/o模块及其配置方法 |
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2021
- 2021-01-20 CN CN202110080783.9A patent/CN112904776A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114253189A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-29 | 南京科远智慧科技集团股份有限公司 | 一种plc控制器的远程i/o模块及其配置方法 |
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