[发明专利]一种中型PLC系统

权利要求书

1.一种中型PLC系统，其特征在于，包括处理器，处理器包括第一CPU、第二CPU和FPGA，第一CPU运行Linux系统软件，管理外设、处理通信数据和与上位机交互；第二CPU中运行PLC软件系统，执行PLC用户程序、管理扩展模块和进行运动控制轨迹规划；FPGA负责运动控制指令执行、本地IO管理、扩展总线管理和EtherCat协议解析。

2.根据权利要求1所述的中型PLC系统，其特征在于，第一CPU与第二CPU之间通过128位宽的高速AXI总线互联。

3.根据权利要求1所述的中型PLC系统，其特征在于，包括以太网接口、USB接口、RS485接口、SD卡接口、高速IO接口和CAN接口，以太网接口、USB接口、RS485接口、SD卡接口、高速IO接口和CAN接口接第一CPU。

4.根据权利要求1所述的中型PLC系统，其特征在于，包括DDR3存储器和Qspi Flash存储器，DDR3存储器挂接在Altera SoC处理器的DDR控制器下，作为第一CPU和第二CPU执行代码和数据存储器，同时作为第一CPU与第二CPU交互数据的缓存区；Qspi Flash存储器挂接在Altera SoC处理器的Flash控制器下，用来存储所有的系统软件，系统上电后系统引导程序自动从Qspi Flash存储器中加载系统软件。

5.根据权利要求1所述的中型PLC系统，其特征在于，FPGA包括运动控制模块、扩展总线协议解析模块、通信协议解析模块、IO接口模块和CPU接口模块；运动控制模块接收第二CPU下发的运动轨迹和速度、加速度、加加速度和轴间插补关系数据，进行运动速度、运动轨迹的精确规划，并控制多个轴同时单步或协同运动，反馈定位轴当前的运动状态，进行异常处理；扩展总线协议解析模块在系统上电时通过扩展总线对扩展模块编址，然后在收到第二CPU的配置信息后依次配置各个扩展模块的配置区使其正常工作，配置完成后就按周期刷新扩展模块工作区的数据，将扩展模块的最新状态存放在FPGA内的RAM缓存区中供第二CPU读取；IO接口模块管理处理器的本地IO接口，进行输入输出滤波，或者向第二CPU发起中断；CPU接口模块负责FPGA与第一CPU、第二CPU的数据交互、外设共享管理。

6.根据权利要求1所述的中型PLC系统，其特征在于，包括扩展模块和扩展总线，扩展模块包括IO扩展模块、定位轴扩展模块、高速计数扩展模块、AD/DA特殊功能模块和通信扩展模块；扩展总线采用高速差分Qspi总线结合单编址线、同步线和复位线组成，扩展总线由FPGA管理。

7.根据权利要求1所述的中型PLC系统，其特征在于，所述的处理器是Altera SoC处理器。