plc與PLD關(guān)于大多數(shù)操控行業(yè)的朋友們與單片機(jī)愛(ài)好者，都不是生疏的名詞?？墒悄私馑鼈兊摹耙蛔种睢眴幔考偃缒鷮?duì)此感興趣，就請(qǐng)看看小編今日介紹的內(nèi)容。

1.可編程操控器(PLC)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)操控應(yīng)用而規(guī)劃制作的。前期的可編程操控器稱作可編程邏輯操控器，簡(jiǎn)稱PLC，它首要用來(lái)替代繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯操控。跟著技能的開(kāi)展，這種設(shè)備的功用已經(jīng)大大超越了邏輯操控的規(guī)模，因而，今日這種設(shè)備稱作可編程操控器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)的簡(jiǎn)稱混雜，所以將可編程操控器簡(jiǎn)稱PLC(ProgRammableLogicController)。

PLC的首要特點(diǎn)

高可靠性、豐富的I/O接口模塊、選用模塊化結(jié)構(gòu)、編程簡(jiǎn)略易學(xué)、安裝簡(jiǎn)略，修理便利

PLC的功用

邏輯操控、守時(shí)操控、計(jì)數(shù)操控、步進(jìn)(次序)操控

PID操控

數(shù)據(jù)操控：PLC具有數(shù)據(jù)處理才能。

通訊和聯(lián)網(wǎng)

其它：PLC還有許多特別功用模塊，適用于各種特別操控的要求，如：定位操控模塊，CRT模塊。

2.PLD是可編程邏輯器材(ProgramableLogicDevice)的簡(jiǎn)稱，fpga是現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FieldProgramableGateArray)的簡(jiǎn)稱，兩者的功用根本相同，只是實(shí)現(xiàn)原理略有不同，所以咱們有時(shí)能夠疏忽這兩者的差異，統(tǒng)稱為可編程邏輯器材或PLD/FPGA。

PLD是電子規(guī)劃領(lǐng)域中最具活力和開(kāi)展前途的一項(xiàng)技能，它的影響一點(diǎn)點(diǎn)不亞于70年代單片機(jī)的發(fā)明和運(yùn)用。PLD能做什么呢？能夠毫不夸張的講，PLD能完結(jié)任何數(shù)字器材的功用，上至高性能cpu,下至簡(jiǎn)略的74電路，都能夠用PLD來(lái)實(shí)現(xiàn)。

PLD好像一張白紙或是一堆積木，工程師能夠經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的原理圖輸入法，或是硬件描繪語(yǔ)言自由的規(guī)劃一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)軟件仿真，咱們能夠事先驗(yàn)證規(guī)劃的正確性。在pcb完結(jié)以后，還能夠利用PLD的在線修正才能，隨時(shí)修正規(guī)劃而不必改動(dòng)硬件電路。運(yùn)用PLD來(lái)開(kāi)發(fā)數(shù)字電路，能夠大大縮短規(guī)劃時(shí)刻，削減PCB面積，進(jìn)步系統(tǒng)的可靠性。

典型的PLD由一個(gè)“與”門(mén)和一個(gè)“或”門(mén)陣列組成，而任意一個(gè)組合邏輯都能夠用“與一或”表達(dá)式來(lái)描繪，所以，PLD能以乘積和的方式完結(jié)大量的組合邏輯功用.這一階段的產(chǎn)品首要有PAL(可編程陣列邏輯)和GAL(通用陣列邏輯)。

關(guān)于可編程邏輯器材，規(guī)劃人員可利用價(jià)格低廉的軟件工具快速開(kāi)發(fā)、仿真和測(cè)試其規(guī)劃。然后，可快速將規(guī)劃編程到器材中，并當(dāng)即在實(shí)際運(yùn)行的電路中對(duì)規(guī)劃進(jìn)行測(cè)試。原型中運(yùn)用的PLD器材與正式生產(chǎn)終究設(shè)備(如網(wǎng)絡(luò)路由器、DSL調(diào)制解調(diào)器、DVD播放器、或轎車導(dǎo)航系統(tǒng))時(shí)所運(yùn)用的PLD完全相同。這樣就沒(méi)有了NRE成本，終究的規(guī)劃也比選用定制固定邏輯器材時(shí)完結(jié)得更快。

選用PLD的另一個(gè)要害長(zhǎng)處是在規(guī)劃階段中客戶可根據(jù)需求修正電路，直到對(duì)規(guī)劃作業(yè)感到滿足為止。這是因?yàn)镻LD基于可重寫(xiě)的存儲(chǔ)器技能--要改動(dòng)規(guī)劃，只需求簡(jiǎn)略地對(duì)器材進(jìn)行從頭編程。一旦規(guī)劃完結(jié)，客戶可當(dāng)即投入生產(chǎn)，只需求利用終究軟件規(guī)劃文件簡(jiǎn)略地編程所需求數(shù)量的PLD就能夠了。

下面以FPGA為例進(jìn)行介紹PLD的編程原理。

編程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以陣列方式分布在FPGA中，編程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元陣列結(jié)構(gòu)如下圖所示。存儲(chǔ)單元為5管SRAM結(jié)構(gòu),只要一根位線。其中T管為本單元操控門(mén)，由字線操控。數(shù)據(jù)以串行方式移入移位寄存器，而地址移位寄存器次序選中存儲(chǔ)單元的一根字線，當(dāng)某列字線為高電平時(shí),該列存儲(chǔ)單元的T管導(dǎo)通，然后與位線接通，在寫(xiě)信號(hào)操控下將數(shù)據(jù)移位寄存器中一個(gè)字的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)各列位線寫(xiě)入該列存儲(chǔ)單元。

編程數(shù)據(jù)依照必定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)方式組成數(shù)據(jù)流裝入FPGA中，編程數(shù)據(jù)流由開(kāi)發(fā)軟件主動(dòng)生成。開(kāi)發(fā)軟件將規(guī)劃轉(zhuǎn)化成網(wǎng)表文件，它主動(dòng)對(duì)邏輯電路分區(qū)、布局和布線和校驗(yàn)FPGA的規(guī)劃，然后按PROM格局產(chǎn)生編程數(shù)據(jù)流并構(gòu)成編程數(shù)據(jù)文件，最后還可將編程數(shù)據(jù)文件存入PROM中。

編程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元陣列結(jié)構(gòu)

現(xiàn)在一般把一切超越某一集成度(如1000門(mén)以上)的PLD器材都稱為cpld。CPLD由可編程邏輯的功用塊環(huán)繞一個(gè)可編程互連矩陣構(gòu)成。由固定長(zhǎng)度的金屬線實(shí)現(xiàn)邏輯單元之間的互連，并添加了I/O操控模塊的數(shù)量和功用。能夠把CPLD的根本結(jié)構(gòu)當(dāng)作由可編程邏輯陣列(LAB)、可編程I/O操控模塊和可編程內(nèi)部連線(PIA)等三部分組成。

1).可編程邏輯陣列(LAB)可編程邏輯陣列又若干個(gè)可編程邏輯宏單元(LogicMacroCell，LMC)組成，LMC內(nèi)部首要包括與陣列、或陣列、可編程觸發(fā)器和多路選擇器等電路，能獨(dú)登時(shí)裝備為時(shí)序或組合作業(yè)方式。

1)乘積項(xiàng)同享結(jié)構(gòu)在CPLD的宏單元中，假如輸出表達(dá)式的與項(xiàng)較多，對(duì)應(yīng)的或門(mén)輸入端不夠用時(shí)，能夠借助可編程開(kāi)關(guān)將同一單元(或其他單元)中的其他或門(mén)與之聯(lián)合起來(lái)運(yùn)用，或者在每個(gè)宏單元中供給未運(yùn)用的乘積項(xiàng)給其他宏單元運(yùn)用。

(2)多觸發(fā)器結(jié)構(gòu)前期可編程器材的每個(gè)輸出宏單元(OLMC)只要一個(gè)觸發(fā)器，而CPLD的宏單元內(nèi)一般含兩個(gè)或兩個(gè)以上的觸發(fā)器，其中只要一個(gè)觸發(fā)器與輸出端相連，其余觸發(fā)器的輸出不與輸出端相連，但能夠經(jīng)過(guò)相應(yīng)的緩沖電路反應(yīng)到與陣列，然后與其他觸發(fā)器一起構(gòu)成較雜亂的時(shí)序電路。這些不與輸出端相連的內(nèi)部觸發(fā)器就稱為“隱埋”觸發(fā)器。這種結(jié)構(gòu)能夠不添加引腳數(shù)目，而添加其內(nèi)部資源。

(3)異步時(shí)鐘前期可編程器材只能實(shí)現(xiàn)同步時(shí)序電路，在CPLD器材中各觸發(fā)器的時(shí)鐘能夠異步作業(yè)，有些器材中觸發(fā)器的時(shí)鐘還能夠經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)選擇器或時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行選擇。此外，OLMC內(nèi)觸發(fā)器的異步清零和異步置位也能夠用乘積項(xiàng)進(jìn)行操控，因而運(yùn)用更加靈敏

2).可編程I/O單元(IOC)

CPLD的I/O單元(Input/OutputCell，IOC)，是內(nèi)部信號(hào)到I/O引腳的接口部分。根據(jù)器材和功用的不同，各種器材的結(jié)構(gòu)也不相同。因?yàn)殛嚵行推鞑囊话阒灰倭繋讉€(gè)專用輸入端，大部分端口均為I/O端，并且系統(tǒng)的輸入信號(hào)一般需求鎖存。因而I/O常作為一個(gè)獨(dú)立單元來(lái)處理.

3).可編程內(nèi)部連線(PIA)

可編程內(nèi)部連線的作用是在各邏輯宏單元之間以及邏輯宏單元和I/O單元之間供給互連網(wǎng)絡(luò)。各邏輯宏單元經(jīng)過(guò)可編程連線陣列接收來(lái)自輸入端的信號(hào)，并將宏單元的信號(hào)送目的地。這種互連機(jī)制有很大的靈敏性，它允許在不影響引腳分配的情況下改動(dòng)內(nèi)部的規(guī)劃。

總結(jié)：二者最大的差異就是操控邏輯，PLC為固定邏輯器材(經(jīng)過(guò)改動(dòng)軟件實(shí)現(xiàn)功用)，而PLD為可變邏輯器材(經(jīng)過(guò)改動(dòng)內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)功用)。別的，PLC一般用于缺點(diǎn)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)電的場(chǎng)合(主動(dòng)化專業(yè)的朋友們必定很了解)，例如大型機(jī)床的操控、機(jī)械手的操控。而PLD首要用于仿真電路等集成電路前期規(guī)劃作業(yè)，與缺點(diǎn)類操控。

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