ARM7与FPGA在工业控制中的应用：多通道检控解决方案

"本文探讨了在工业控制领域中如何利用ARM7处理器（如Atmel的AT91FR40162）与FPGA（如ALTERA的Cyclone II）相结合来扩展多通道故障检测和命令控制能力。通过两者的协同工作，可以克服传统CPU芯片接口限制的问题，有效实现复杂的工业控制系统。文中详细介绍了系统的结构连接以及各部分的功能，包括ARM与FPGA之间的通信方式，以及故障检测和命令控制的实现机制。" 在工业控制环境中，系统经常需要执行多通道故障检测和多通道命令控制任务，这要求控制器具有强大的并行处理能力。然而，传统的CPU芯片往往因为外部接口数量有限，无法直接满足这样的需求。在这种情况下，ARM7处理器和FPGA的组合成为了一个理想的选择。Atmel的AT91FR40162 ARM7处理器以其高性能和丰富的外设接口，搭配ALTERA的Cyclone II FPGA，可以实现更灵活、可扩展的解决方案。 系统架构设计中，ARM7处理器与FPGA之间通过数据总线、地址总线和读写控制线紧密连接，允许快速高效的数据交换。ARM7负责高级控制逻辑和与终端PC的通信，通常通过串口进行。而FPGA，作为一种可编程逻辑器件，被用来扩展I/O接口，实现对目标设备的命令控制总线和故障检测总线的管理。 故障检测部分，系统采用定时中断循环查询的方式，由ARM7控制器定期读取FPGA中各检测通道的状态。通过地址总线译码锁定通道，数据总线传输信息，然后在ARM内部进行判断，最终将状态报告给远程终端。为了避免因短暂干扰导致的错误报警，系统并未使用故障中断，而是依赖定时查询，确保只有持续的故障状态才会被报告。 命令控制部分，ARM7接收来自主控端的控制指令，通过地址总线和数据总线将这些命令发送到FPGA，FPGA再将这些命令转发到相应的目标设备，实现对设备的精确控制。这种方式保证了控制命令的准确性和实时性。 ARM7与FPGA的结合使得工业控制系统能够应对复杂多变的环境，提供灵活的故障检测和命令控制方案，同时也降低了系统设计的复杂度和成本。这种技术在现代工业自动化和智能制造中有着广泛的应用前景。