[发明专利]一种基于FPGA的PLC接口扩展结构

说明书

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。

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。