可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller, PLC）出現(xiàn)于19世紀70年代，它是從傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來，從第一臺PLC由美國數(shù)字設備公司研制出來，到現(xiàn)在種類繁多的PLC，它們的功能和性能不斷增強。市場上對高性能PLC的需求也越來越旺盛，但是由于PLC體系架構的固有性質(zhì)，要提高執(zhí)行速度必須降低掃描周期，所以大部分PLC廠商會選擇更高速度的CPU來突破這個瓶頸，但是更有效的辦法是直接打破現(xiàn)有串行體系架構，采用完全并行化的執(zhí)行方式，把梯形圖程序轉化成可以并發(fā)執(zhí)行的VHDL程序是更好的選擇。本文通過大量研究國內(nèi)外PLC并行編譯相關論文，提出把梯形圖程序轉化到VHDL程序的方法。首先，提出邏輯表達式作為梯形圖程序轉化到VHDL的中間語言，其中采用后序遍歷算法和深度優(yōu)先搜索算法生成表達式語句。其次，采用依賴分析算法生成VHDL運行時的并行時鐘信息，并且提出資源依賴分析策略，通過控制依賴、數(shù)據(jù)依賴、功能依賴逐層分解的依賴分析算法，在進一步提高執(zhí)行速度的同時能對FPGA資源有一定優(yōu)化。然后，以分時復用和二層狀態(tài)機作為VHDL的執(zhí)行架構，以依賴分析后的并行信息作... 

【文章來源】：杭州電子科技大學浙江省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

并行編并行編譯的過程可以分為四個部分，預處子程序；前端處理是將源程序轉化為更適合的

圖 2.4 梯形圖到 VHDL 轉換框架.2 LD‐VHDL 實現(xiàn)方案 .2.1 梯形圖預分析 梯形圖是串行化的編程語言，它在執(zhí)行時按照“從上至下，從左至右”的固定順序，我們不可能直接把其轉化為目標語言，那么我們有必要對其先進行預處理，預處理完成分功能：多輸出梯級轉化為單輸出，生成邏輯表達式，信號分析和包裝。從梯形圖得到的數(shù)據(jù)是 AOV 圖，它是以圖的方式來表達梯形圖的邏輯，必須把 AOV化為可以在程序中分析的對象，即梯形圖對象、梯級對象、元件指令對象，接下來就可其進行功能分析。) 多輸出轉化為單輸出梯形圖的梯級包含有很多可以執(zhí)行的指令，每一個主梯級還可以嵌入很多梯級，形成的梯級結構，它們的執(zhí)行順序也是以先上后下的順序執(zhí)行，這樣就會形成在這多個梯級

3 梯形圖語言 標準 PLC 問世不久，編程語言并沒有統(tǒng)一的表達和使用形式，例如能圖和指令語言；而美國的公司則使用梯形圖語言較廣泛。這編程的極大困難，如果他們使用不同的產(chǎn)品，那么就必須使用購不同的編程工具，那么帶來的是不必要的資源浪費[47]。年代，國際電工技術委員會 IEC 制定了可編程控制器的統(tǒng)一[48]。它本身只是作為 PLC 編程的一種指導，并不是強制性的規(guī)這樣的標準，該標準還使客戶和制造商通過測試可以評估一個。該標準的軟件模型包含組態(tài)、資源、任務、程序、功能塊以 IEC61131-3 標準已經(jīng)是工業(yè)控制領域和其它相關領域的發(fā)展程語言兩個部分組成，兩者之間的關系如下圖所示：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于AOV圖及二叉樹的梯形圖與指令表互換算法[J]. 葛芬,吳寧.  南京航空航天大學學報. 2006(06)
[2]流水線技術在用FPGA實現(xiàn)高速DSP運算中的應用[J]. 周政海,鄧先燦.  杭州電子工業(yè)學院學報. 2002(04)

博士論文
[1]程序并行識別方法及應用研究[D]. 閆昭.吉林大學 2009



本文編號：3393777