ARM+FPGA构建的嵌入式安全PLC提升工业控制可靠性

本文主要探讨了基于ARM+FPGA的嵌入式安全PLC设计，针对传统PLC系统在工业控制过程中存在的系统结构限制和处理器性能问题，这些问题可能导致系统在长时间运行后出现惯性停机，从而影响工业生产的稳定性。为了提升工业控制的可靠性和减少系统失效的风险，研究者提出了一种创新的解决方案。 设计的核心是采用高性能的双处理器架构，即ARM+FPGA，这种组合能够提供更高的处理能力和并行计算能力，有效解决传统PLC的瓶颈。硬件方面，设计了一种1002D双通道异构冗余安全体系结构，每个通道都配备了独立的安全电路，确保即使一个通道出现故障，另一个通道仍能保持系统的正常运行。此外，还设计了安全诊断电路，通过交叉检测机制实时监控系统的运行状态，增强了系统的健壮性。 软件系统则分为编译系统和执行系统两部分。编译系统负责将用户编写的PLC程序转换成机器可执行的目标代码，这是实现功能的基础。执行系统则是实际运行这些目标代码，完成工业控制任务。这种分离的设计方法有助于提高软件的灵活性和维护性。 关键词包括ARM（一种广泛应用的微控制器架构）、FPGA（现场可编程门阵列，提供定制化的硬件逻辑），冗余结构（确保系统的可靠性），以及1002D，这可能是特定的一种设计或技术，用于增强系统的安全性和效率。这篇论文旨在通过结合ARM+FPGA的优势，构建出一个嵌入式安全PLC系统，以适应工业控制领域对高可靠性和安全性日益增长的需求。