基于VxWorks的嵌入式實時PLC設(shè)計
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為了更好地支持實時運行系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)一般要引入操作系統(tǒng)，嵌入式操作系統(tǒng)(如Windows CE，VxWorks 等)為實時運行系統(tǒng)提供了啟動代碼、串行通訊接口、內(nèi)存操作(malloc/free)、ANSI 標準庫、1ms 的時鐘滴答、調(diào)試接口等服務(wù)。如果實時運行系統(tǒng)整合了相應(yīng)的功能，系統(tǒng)也可以不引入操作系統(tǒng)。我們所采用的嵌入式實時系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖2所示，其實時操作系統(tǒng)采用VxWorks。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/151857.htm
了其通信性能，實時能力大大提高，同時此結(jié)構(gòu)具有完全開放性，高度兼容性，極佳的可擴展性，使得自動控制系統(tǒng)的設(shè)計不受硬件的限制，可以有效地提高PLC 的運行速度和可靠性，并且支持多任務(wù)的控制策略。另外相應(yīng)的從嵌入式處理的設(shè)計與和BSP 改造方面，也做了相應(yīng)的優(yōu)化處理。
3、基于PPC 的嵌入式處理器設(shè)計
VxWorks 系統(tǒng)運行在基于PPC 的MPC860 處理器上，并作了一些有關(guān)改造以適應(yīng)實時PLC 的現(xiàn)場總線的通信要求。主要包括4 個主要模塊（如圖3）：PowerPC 核心，系統(tǒng)接口單元(SIU)，通信處理模塊(CPM)和快速以太網(wǎng)控制器(FEC)。
系統(tǒng)接口單元(SIU)集成幾乎所有32-bit 處理器系統(tǒng)的常用功能。MPC860 采用32 位內(nèi)部總線，可以支持8，16 或32 位的外設(shè)和存儲器，同時SIU 提供功耗管理、復(fù)位控制、PowerPC減法器、PowerPC 時鐘基準以及實時時鐘等功能。其內(nèi)存控制器可以控制多達8 個存儲體，同時只需通過很少的電路就可實現(xiàn)與DRAM，SRAM，F(xiàn)lash 以及其它外圍設(shè)備的無縫連接，同時DRAM 接口支持8，16 和32 位的端口，DRAM 控制器提供頁模式下的突發(fā)傳送訪問；
提供4 個16 位通用定時器或者2 個32 位定時器；同時系統(tǒng)集成單元集成了總線監(jiān)控、軟件看門狗、系統(tǒng)節(jié)電模式、時鐘合成、實時時鐘、復(fù)位控制以及支持IEEE 1149.1 調(diào)試方式JTAG等。
通信處理模塊(CPM)具有更強大的通信處理能力，擁有獨立的簡單指令集通信處理器(RISC)，能夠完成低層次任務(wù)以及DMA 控制，使得PowerPC 內(nèi)核能夠空閑出來處理高層次的實時任務(wù)，從而降低了系統(tǒng)頻率，減少功耗。
內(nèi)嵌的 FEC 模塊與IEEE 802.3 兼容，支持10-和100-Mbps 連接。不僅完成了以太網(wǎng)協(xié)議中的MAC 控制功能，并且使用了突發(fā)傳送DMA，從而減少了系統(tǒng)總線的負荷。而FEC內(nèi)部接的收和發(fā)送FIFO 通過將所有的沖突碰撞局部化到FEC 內(nèi)部而進一步減輕總線的負荷。FEC 采用獨立的發(fā)送緩存描述符和接收緩存描述符來完成具體的收發(fā)存取。可支持Modbus，CAN，EIP 等現(xiàn)場總線的應(yīng)用。
4、BSP 的改造
BSP 即Board Support Package，通常指針對具體的硬件平臺，用戶所編寫的啟動代碼和部分設(shè)備驅(qū)動程序的集合。BSP 是一個VxWorks 內(nèi)核運行的基礎(chǔ)。
4.1 BSP 與VxWorks 的層次關(guān)系在 VxWorks 中，將BSP 簡單描述成介于底層硬件環(huán)境和VxWorks 之間的一個軟件接口。
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