基于狀態(tài)機的PLC處理器設計研究.pdf

1、隨著PLC應用的迅速發(fā)展，PLC對處理器的要求也隨之不斷提高。PLC需要處理器像商用處理器那樣越來越廉價，像DSP處理器那樣數據處理能力越來越強，特別是需要處理器具備工業(yè)應用現場上的實時處理性能。本文對現有PLC及其處理器的發(fā)展現狀、發(fā)展方向、工作方式、工作需求進行了大量的研究和分析，在此基礎上，設計了一款針對于PLC應用的實時性高效率的處理器——基于狀態(tài)機的PLC處理器。經過研究，筆者在本文中提出了高效率處理器理念和狀態(tài)機群理念，并將

2、狀態(tài)機群理念作為本論文的創(chuàng)新點。
　　高效率處理器理念就是，以盡量少的程序代碼完成盡量多的數據處理，其具體描述指標是MDPS（Millions of Data Per Second，每秒多少百萬數據）和DIR（Data Instructions Ratio，數據指令比）；狀態(tài)機群理念就是通過主狀態(tài)機-從狀態(tài)機的狀態(tài)機群來實現較為復雜而重復的具體的數據處理操作（8051單片機的SFR部分，就是 CPU控制下的一種可配置狀態(tài)機群）；避

3、免重復取指令造成的總線占用，以獲得比RISC更高的數據處理效率，比DSP更高的靈活性；通過數組加法和鏈表搜索的算例作了具體的詳細解釋。
　　本文完成了基于狀態(tài)機的PLC處理器的如下設計：處理器架構設計（操作集成的數組加法和鏈表搜索）；指令系統(tǒng)設計（程序計數器設計、取指令操作設計、指令集設計、指令碼設計、特殊功能寄存器設計）；并且運用Verilog HDL硬件描述語言編程實現了，主從狀態(tài)機、狀態(tài)機群、狀態(tài)機群的存儲器、狀態(tài)機處理器指