嵌入式系統(tǒng)及嵌入式PLC

1、嵌入式系統(tǒng)與嵌入式PLCPLC嵌 入 式 系 統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)的定義及特點(diǎn) 嵌入式處理器 嵌入式操作系統(tǒng) 嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)嵌入式系統(tǒng)的定義IEE定義：嵌入式系統(tǒng)是用來(lái)控制、監(jiān)視或輔助設(shè)備、機(jī)器或工廠運(yùn)行的裝置。“嵌入式”一詞表明嵌入式系統(tǒng)是以上大規(guī)模系統(tǒng)中不可或缺的一部分。一般定義：嵌入式系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)軟件與硬件的綜合體，它是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁減，從而能夠適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用中對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等嚴(yán)格要求的專業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)以及 電子技術(shù)與各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用結(jié)合的產(chǎn)物。（2）嵌入式系

2、統(tǒng)是面向產(chǎn)品、面向特定應(yīng)用的（3）嵌入式系統(tǒng)的升級(jí)換代和具體的產(chǎn)品同步進(jìn)行的。有較長(zhǎng)生命周期（4）嵌入式系統(tǒng)軟件一般固化在存儲(chǔ)器或單片機(jī)上（5）嵌入式系統(tǒng)本身并不具備在其上進(jìn)行進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的能力，在設(shè)計(jì)完成后，用戶如果修改其中的程序，須借助于一套開(kāi)發(fā)工具和環(huán)境。（6）嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員是各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的專家。（7）對(duì)成本、可靠性和實(shí)時(shí)性有特殊的要求。嵌入式處理器 嵌入式系統(tǒng)的核心是各種類型的嵌入式處理，根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界微處理器的品種總量已達(dá)1000多種，流行的體系結(jié)構(gòu)有30多個(gè)系列，根據(jù)其現(xiàn)狀，嵌入式處理器可以分為： (1)嵌入式微處理器 (2)嵌入式微控制器 (3)嵌入式DSP處理器 (4

3、)嵌入式片上系統(tǒng)（1）嵌入式微處理器 概念：是通用計(jì)算機(jī)中的CPU。在應(yīng)用中，將微處理器裝配在專門設(shè)計(jì)的電路板上，只保留和嵌入式應(yīng)用有關(guān)的母板功能，大幅度減小了系統(tǒng)體積和功耗。特點(diǎn)：在工作溫度、抗電磁干擾、可靠性等方面一般都做了各種增強(qiáng)。和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相比，嵌入式微處理器具有體積小、重量輕、成本低、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，但是在電路板上必須包括ROM、RAM、總線接口、各種外設(shè)等器件，從而降低了系統(tǒng)的可靠性，技術(shù)保密性也較差。主要類型：Am186/88、386EX、SC-400、Power PC、68000、MIPS、ARM系列等。（2）嵌入式微控制器 定義：嵌入式微控制器又稱單片機(jī)，是將整個(gè)計(jì)算機(jī)

4、系統(tǒng)集成到一塊芯片中。一般以某一種微處理器內(nèi)核為核心，芯片內(nèi)部集成ROM/EPROM、RAM、總線、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、I/O、串行口、A/D、D/A等各種必要功能和外設(shè)。特點(diǎn)：與嵌入式微處理器相比，微控制器的最大特點(diǎn)是單片化，體積大大減小，從而使功耗和成本下降、可靠性提高。微控制器是目前嵌入式系統(tǒng)工業(yè)的主流。主要類型：比較有代表性的通用系列包括8051、MCS-251、MCS-96/196/296、68300等。另外還有許多半通用系列如：支持USB接口的MCU 8XC930/931、C540；支持I2C、CAN-Bus、LCD及眾多專用MCU和兼容系列。目前MCU占嵌入式系統(tǒng)約70的市場(chǎng)份額。（3

5、）嵌入式DSP處理器 特點(diǎn)：DSP處理器對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使其適合于執(zhí)行DSP算法，編譯效率較高，指令執(zhí)行速度也較高。應(yīng)用領(lǐng)域：在數(shù)字濾波、FFT、譜分析等運(yùn)算量較大方面，DSP算法正在大量進(jìn)入嵌入式領(lǐng)域，DSP應(yīng)用正從在通用單片機(jī)中以普通指令實(shí)現(xiàn)DSP功能，過(guò)渡到采用嵌入式DSP處理器。主流產(chǎn)品：Texas Instruments的 TMS320系列和Motorola的DSP56000系列。TMS320系列處理器包括用于控制的C2000系列，移動(dòng)通信的C5000系列，以及性能更高的C6000和C8000系列。DSP56000目前已經(jīng)發(fā)展成為DSP56000，DSP56100，D

6、SP56200和DSP56300等幾個(gè)不同系列的處理器。（4）嵌入式片上系統(tǒng)（SOC） 定義：依托當(dāng)前快速發(fā)展的半導(dǎo)體工藝在一個(gè)硅片上實(shí)現(xiàn)一個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng)，System On Chip（SOC）。特點(diǎn)：各通用處理器內(nèi)核將作為SOC設(shè)計(jì)公司的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，用戶只需定義出整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，除個(gè)別無(wú)法集成的器件以外，大部分均可集成到一塊或幾塊芯片中去，應(yīng)用系統(tǒng)電路板將變得很簡(jiǎn)潔，有體積小、功耗低、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)。SOC類型：分為通用和專用兩類。通用系列包括Siemens的TriCore，Motorola的M-Core，某些ARM系列器件等。專用SOC一般專用于某個(gè)或某類系統(tǒng)中，不為一般用戶所知。代表性的產(chǎn)品

7、是Philips的Smart XA，它將XA單片機(jī)內(nèi)核和支持超過(guò)2048位復(fù)雜RSA算法的CCU單元制作在一塊硅片上，形成一個(gè)可加載JAVA或C語(yǔ)言的專用的SOC，可用于公眾互聯(lián)網(wǎng)如Internet安全方面。 嵌入式操作系統(tǒng) 嵌入式處理器是一個(gè)復(fù)雜的高技術(shù)系統(tǒng)，要在短時(shí)間內(nèi)掌握并開(kāi)發(fā)出所有功能是很不容易的，而市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)則要求產(chǎn)品能夠快速上市，這一矛盾要求嵌入式處理器能夠有容易掌握和使用的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，嵌入式操作系統(tǒng)為嵌入式應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)提供了良好的基礎(chǔ)和開(kāi)發(fā)平臺(tái)。目前主流的嵌入式操作系統(tǒng)有： (1)VxWorks (2)Windows Embedded (3)Uc/OS- (4)Linux （1

8、）VxWorks VxWorks操作系統(tǒng)是美國(guó)WindRiver公司于1983年設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的一種嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)，是Tornado嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境的關(guān)鍵組成部分。良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開(kāi)發(fā)環(huán)境，在嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)領(lǐng)域逐漸占據(jù)一席之地。VxWorks具有可裁剪微內(nèi)核結(jié)構(gòu)；高效的任務(wù)管理；靈活的任務(wù)間通訊；微秒級(jí)的中斷處理；支持POSIX 1003.1b實(shí)時(shí)擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)；支持多種物理介質(zhì)及標(biāo)準(zhǔn)的、完整的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等。但價(jià)格昂貴開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本較高。(2)Windows Embedded Microsoft Windows CE是一個(gè)高效率的多平臺(tái)操作系統(tǒng)，它

9、不是削減的Windows 95版本，而是從整體上為有限資源的平臺(tái)設(shè)計(jì)的多線程、完整優(yōu)先權(quán)、多任務(wù)的操作系統(tǒng)。特點(diǎn)：模塊化設(shè)計(jì)允許它對(duì)于從掌上電腦到專用的工業(yè)控制器的用戶設(shè)備進(jìn)行定制。但操作系統(tǒng)的基本內(nèi)核對(duì)內(nèi)存要求較高需要至少200KB的ROM。而嵌入式操作系統(tǒng)就運(yùn)行在有限的內(nèi)存中，因此就對(duì)操作系統(tǒng)的規(guī)模、效率等提出了較高的要求。同時(shí)沒(méi)有開(kāi)放的源代碼，使應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員很難實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的定制，另外版權(quán)許可費(fèi)也是廠商不得不考慮的因素。應(yīng)用：從SEGA的DreamCast游戲機(jī)到現(xiàn)在許多高價(jià)掌上電腦，都采用了Windows CE。(3)C/OS c/OS是著名的源代碼公開(kāi)的實(shí)時(shí)內(nèi)核，是專為嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)的，

10、可用于8位，16位和32位單片機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)。它是在原版本c/OS的基礎(chǔ)上做了重大改進(jìn)與升級(jí)，并有了近十年的使用實(shí)踐，有許多成功應(yīng)用該實(shí)時(shí)內(nèi)核的實(shí)例。主要特點(diǎn)：公開(kāi)源代碼，容易就能把操作系統(tǒng)移植到各個(gè)不同的硬件平臺(tái)上;可移植性，絕大部分源代碼是用C語(yǔ)言寫的以便于移植到其他微處理器上；可固化，可裁剪性，有選擇的使用需要的系統(tǒng)服務(wù)，以減少所需的存儲(chǔ)空間；占先式,多任務(wù)的實(shí)時(shí)內(nèi)核，函數(shù)調(diào)用與服務(wù)的執(zhí)行時(shí)間具有其可確定性，不依賴于任務(wù)的多少。(4)Linux 其最大的特點(diǎn)是源代碼公開(kāi)并且遵循GPL協(xié)議，在近些年成為研究熱點(diǎn)，據(jù)IDG預(yù)測(cè)嵌入式Linux將占未來(lái)兩年的嵌入式操作系統(tǒng)份額的5

11、0%。其源代碼公開(kāi)，有大量的應(yīng)用軟件可用。其中大部分都遵從GPL是開(kāi)放源代碼和免費(fèi)的。可以稍加修改后應(yīng)用于用戶自己的系統(tǒng)。內(nèi)核精悍，運(yùn)行所需資源少，十分適合嵌入式應(yīng)用。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)在應(yīng)用數(shù)量上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了各種通用計(jì)算機(jī)，一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備中就包含了5-10個(gè)嵌入式微處理器，鍵盤、鼠標(biāo)、軟驅(qū)、硬盤、顯示卡、顯示器、網(wǎng) 卡、Modem、聲卡、打印機(jī)、掃描儀、數(shù)字相機(jī)、USB集線器等均是由嵌入式處理器控制的。在制造工業(yè)、過(guò)程控制、通訊、儀器、儀表、汽車、船舶、航空、航天、軍事裝備、消費(fèi)類產(chǎn)品等方面均是嵌入式計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。 嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)和各

12、個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后的產(chǎn)物，這一點(diǎn)就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、應(yīng)用高度分散、不斷 創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。 今天嵌入式系統(tǒng)帶來(lái)的工業(yè)年產(chǎn)值已超過(guò)了1萬(wàn)億美元。嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 1、產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)(1)、處理器發(fā)展趨向低成本、高集成度與低功耗(2)、低端的8位微控制器和高端的32位、64位微處理器將成為嵌入式處理器的主流 2、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)(1)、軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)將成為未來(lái)改變嵌入式系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)格局的技術(shù)動(dòng)力(2)、跨平臺(tái)技術(shù)應(yīng)用日益廣泛 3、產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)(1)芯片設(shè)計(jì)廠商與應(yīng)用企業(yè)開(kāi)展更廣范圍的合作將成為推動(dòng)自身業(yè)務(wù)的方式(2)、嵌入式CPU將成為重要投資領(lǐng)域(3)、芯片設(shè)計(jì)將吸引更多風(fēng)

13、險(xiǎn)投資者的眼光(4)、嵌入式軟件將成為未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn) 嵌 入 式 PLC 一種面向工業(yè)控制的嵌入式系統(tǒng)微內(nèi)核 嵌入式PLC的概念 嵌入式PLC的功能規(guī)劃 嵌入式PLC軟件平臺(tái)的硬件環(huán)境設(shè)計(jì) 嵌入式PLC軟件平臺(tái)的內(nèi)核設(shè)計(jì) 嵌入式PLC中的CAN網(wǎng)絡(luò)通信嵌入式PLC的概念嵌入式PLC是指在特定的控制裝置中實(shí)現(xiàn)PLC（Programmable Logic Controller）編程語(yǔ)言的解釋、執(zhí)行，使特定裝置在自身專用功能基礎(chǔ)上具有PLC的基本功能。嵌入式PLC軟件平臺(tái)的設(shè)計(jì)思路是：將嵌入式PLC軟件平臺(tái)規(guī)劃在一個(gè)芯片組（嵌入式PLC的硬件環(huán)境）中，在此基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)基于軟件平臺(tái)的微內(nèi)核。該平臺(tái)提供

14、除了給用戶梯形圖直接嵌入和網(wǎng)絡(luò)互連外，用戶在該軟件平臺(tái)上，根據(jù)自己的開(kāi)發(fā)對(duì)象，可以方便快捷地進(jìn)行硬件和軟件的擴(kuò)充和設(shè)計(jì)，提高開(kāi)發(fā)效率。嵌入式PLC的功能規(guī)劃開(kāi)發(fā)的基于CAN總線的嵌入式PLC的軟件平臺(tái)功能體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：(1)梯形圖語(yǔ)言功能(2)通信功能(3)用戶驅(qū)動(dòng)接口功能（1 1）梯形圖語(yǔ)言功能）梯形圖語(yǔ)言功能 用梯形圖編寫PLC邏輯控制程序,運(yùn)算處理程序,滿足數(shù)字量控制,模擬量控制的需要. 用梯形圖設(shè)置CAN網(wǎng)絡(luò)主從站設(shè)置及地址設(shè)置,引用 CAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)編程. 用梯形圖實(shí)施RS485網(wǎng)絡(luò)通信的數(shù)據(jù)組織和任務(wù)調(diào)度,如,RS485主從站設(shè)置,地址設(shè)置,任務(wù)級(jí),報(bào)文數(shù),報(bào)文長(zhǎng)度等參

15、數(shù)設(shè)置. 用梯形圖進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信(CAN通信和RS485通信)監(jiān)控,如監(jiān)控設(shè)備是否脫線,工作時(shí)正確報(bào)文流量及錯(cuò)誤報(bào)文地址等.（2 2）通信功能）通信功能 考慮到當(dāng)前控制系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)和嵌入式PLC的各方面的需求，平臺(tái)規(guī)劃管理兩個(gè)串口（RS232和RS485）及一個(gè)CAN接口的通信。每個(gè)接口都有相關(guān)的協(xié)議棧，實(shí)現(xiàn)在不同的狀態(tài)下的通信功能。 UART0:下載及監(jiān)控接口在用戶嵌入編程狀態(tài)下（PRO），下載用戶驅(qū)動(dòng)程序在設(shè)置狀態(tài)下（SET），下載梯形圖在運(yùn)行狀態(tài)下（RUN），連接HMI/IPC監(jiān)控控制對(duì)象 UART1:RS485網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)置狀態(tài)下（SET），傳輸CANBUS網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)運(yùn)行狀態(tài)下（RUN

16、），構(gòu)建主從式RS485網(wǎng)絡(luò) CANBUS:EASYV1.00主體網(wǎng)絡(luò)接口加載CANEV1.00協(xié)議，構(gòu)建主從式結(jié)構(gòu)的CANBUS網(wǎng)絡(luò)（3 3）用戶驅(qū)動(dòng)接口功能）用戶驅(qū)動(dòng)接口功能為滿足用戶DI/DO、AI/AO處理及用戶專用功能（如高速對(duì)象）設(shè)計(jì)而準(zhǔn)備的用戶程序嵌入接口，包括七個(gè)基本嵌入接口及多個(gè)中斷入口。七個(gè)基本嵌入接口如下：USER_CONFIG: 用戶I/O配置程序入口USER_START:用戶上電初始化程序入口USER_SET_INIT:用戶設(shè)置初始化程序入口USER_RUN_INIT:用戶運(yùn)行初始化程序入口USER_STEP:用戶軟中斷程序入口（響應(yīng)時(shí)間100us） USER_SCA

17、N:用戶演算周期掃描程序入口USER_TMS:用戶2.5ms定時(shí)運(yùn)行程序入口 中斷入口：中斷包括系統(tǒng)中斷及用戶中斷。其中系統(tǒng)中斷是用戶不可干預(yù)的，用戶中斷則是用戶通過(guò)中斷完成與系統(tǒng)實(shí)時(shí)上異步的各類事件處理。系統(tǒng)占用中斷資源：T0、T1、T2、T3及UART0、UART1、CAN用戶能用的中斷：除系統(tǒng)占用的中斷源以外的CPU提供的中斷，用戶均可以使用。嵌入式嵌入式PLCPLC軟件平臺(tái)的硬件環(huán)境設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)的硬件環(huán)境設(shè)計(jì)（1）原理框圖原理框圖 圖1 嵌入PLC軟件平臺(tái)的芯片組的原理框圖其中：供電，5V 200mA，RAM掉電保護(hù)5年；CPU，C8051F040；I/O擴(kuò)展能力，32 I/O可復(fù)用成

18、SPI、I2C接口及外中斷、外計(jì)數(shù)、AD等；4路12位精度AD，100 KPS；2路12位精度DA，100 KPS；通信接口：支持RS232，RS485，CAN總線網(wǎng)絡(luò)通信。嵌入式嵌入式PLCPLC軟件平臺(tái)的硬件環(huán)境設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)的硬件環(huán)境設(shè)計(jì)（2 2）外觀尺寸及外形圖）外觀尺寸及外形圖 圖2嵌入PLC軟件平臺(tái)的芯片組的外形圖及尺寸嵌入式嵌入式PLCPLC軟件平臺(tái)的內(nèi)核設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)的內(nèi)核設(shè)計(jì)（1 1）嵌入式）嵌入式PLCPLC軟件平臺(tái)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)軟件平臺(tái)的內(nèi)核結(jié)構(gòu)嵌入式PLC是一種實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的操作系統(tǒng)軟件，總體結(jié)構(gòu)包括三個(gè)層面,如圖3所示。 嵌入式PLC內(nèi)核它完成實(shí)時(shí)任務(wù)調(diào)度，梯形圖語(yǔ)言解 釋、執(zhí)

19、行、通訊等基本功能，并提供二次開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)接口； 二次開(kāi)發(fā)程序通過(guò)內(nèi)核提供的外掛任務(wù)，使用內(nèi)核開(kāi)發(fā)各種面向具體對(duì)象個(gè)性化差異化的驅(qū)動(dòng)程序； 終端應(yīng)用程序指面向工藝流程控制的梯形圖語(yǔ)言編程； 圖3嵌入式PLC內(nèi)核總體結(jié)構(gòu)嵌入式嵌入式PLCPLC軟件平臺(tái)的內(nèi)核設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)的內(nèi)核設(shè)計(jì)（2 2）嵌入式嵌入式PLC PLC 的任務(wù)管理的任務(wù)管理 EASYV1.00系統(tǒng)的中斷任務(wù)管理定時(shí)器T0，產(chǎn)生2.5ms時(shí)基。中斷占用時(shí)間小于50usUART0:串口0字節(jié)處理中斷程序。中斷占用時(shí)間小于25us UART1:串口1字節(jié)處理中斷程。中斷占用時(shí)間小于25us CANBUS：CANBUS總線中斷程序。中斷占用時(shí)間

20、小于50us 系統(tǒng)的四個(gè)中斷在1ms內(nèi)綜合占用時(shí)間小于200us，即占用CPU機(jī)時(shí)20以內(nèi)嵌入式嵌入式PLCPLC軟件平臺(tái)的內(nèi)核設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)的內(nèi)核設(shè)計(jì)（2 2）嵌入式嵌入式PLC PLC 的任務(wù)管理的任務(wù)管理 CANBUS任務(wù)調(diào)度A A、任務(wù)級(jí)、任務(wù)級(jí)EASYV1.00規(guī)劃CAN網(wǎng)絡(luò)為主從式結(jié)構(gòu)，為提高主從節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)交換的實(shí)時(shí)性，將數(shù)據(jù)交換速度分為四個(gè)任務(wù)級(jí)：0級(jí)任務(wù)：100ms,1級(jí)任務(wù)：200ms,2級(jí)任務(wù)：400ms,3級(jí)任務(wù)：800ms。0級(jí)任務(wù)每100ms執(zhí)行一次，信道富余量留給下一級(jí)任務(wù),1級(jí)任務(wù)每200ms執(zhí)行一次，在0級(jí)信道富余量下執(zhí)行2、3級(jí)任務(wù)依此類推。B B、任務(wù)阻塞處理

21、、任務(wù)阻塞處理由于用戶CANBUS報(bào)文數(shù)量在分配任務(wù)時(shí)不確定及現(xiàn)場(chǎng)干擾等因素造成某級(jí)任務(wù)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成，系統(tǒng)自動(dòng)追加一個(gè)任務(wù)周期時(shí)間。如0級(jí)任務(wù)100ms到時(shí)沒(méi)有完成，則下一個(gè)100ms繼續(xù)處理0級(jí)任務(wù)，再將信道富余量留給下一級(jí)任務(wù)。C C、報(bào)文流量估計(jì)、報(bào)文流量估計(jì)EASYV1.00中CAN報(bào)文速度約1ms，每一個(gè)收發(fā)為2ms，理論收發(fā)報(bào)文流量產(chǎn)每秒500個(gè)，建議用戶每級(jí)報(bào)文數(shù)小于25個(gè)。嵌入式嵌入式PLCPLC軟件平臺(tái)的內(nèi)核設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)的內(nèi)核設(shè)計(jì)(3) UART1(3) UART1任務(wù)調(diào)度任務(wù)調(diào)度A A、任務(wù)級(jí)、任務(wù)級(jí)UART1串口1支持主從式結(jié)構(gòu)的RS485網(wǎng)絡(luò)，報(bào)文交換速度分為兩

22、個(gè)任務(wù)級(jí)。0級(jí)占用2/3時(shí)間，1級(jí)占用1/3時(shí)間，即0級(jí)每交換兩個(gè)報(bào)文，1級(jí)交換1個(gè)報(bào)文。B B、流量估計(jì)、流量估計(jì) 串口0讀報(bào)文時(shí)間 =(38+X*2)*1ms . 串口0寫報(bào)文時(shí)間 =(30X*2)*1ms.X為傳輸字節(jié)數(shù). 不帶任務(wù)級(jí)的理論報(bào)文流量：其中，m為讀報(bào)文數(shù)，n為寫報(bào)文數(shù)。建議:1級(jí)任務(wù)報(bào)文盡可能短，0級(jí)任務(wù)報(bào)文盡可能少，則實(shí)時(shí)性較好。嵌入式嵌入式PLCPLC軟件平臺(tái)的內(nèi)核設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)的內(nèi)核設(shè)計(jì)(4) (4) 用戶嵌入任務(wù)調(diào)度用戶嵌入任務(wù)調(diào)度USER-CONFIG、USER-START、USER-SET-INIT、USER-RUN-INIT為四個(gè)非實(shí)時(shí)部分嵌入的程序，而USER

23、-STEP、USER-SCAN、USER-TMS則直接影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，用戶另行嵌入的中斷在異步狀態(tài)下占用CPU時(shí)間，其調(diào)度上建議如下：USER_STEP:處理100us級(jí)軟實(shí)時(shí)任務(wù)USER_SCAN:處理I/O、AI/AOUSER_TMS:處理硬實(shí)時(shí)任務(wù)，程序占用時(shí)間 應(yīng)小于40us用戶中斷：每1ms小于100us。當(dāng)大于500us 時(shí)，有可能產(chǎn)生系統(tǒng)崩潰嵌入式嵌入式PLCPLC軟件平臺(tái)的內(nèi)核設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)的內(nèi)核設(shè)計(jì)（5 5）嵌入式）嵌入式PLC PLC 的存儲(chǔ)管理的存儲(chǔ)管理 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間EASYV1.00數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間包括C8051F040 CPU內(nèi)存及外擴(kuò)64K帶掉電保護(hù)的RAM。這些存儲(chǔ)單元分為系統(tǒng)占用區(qū)、用戶嵌入?yún)^(qū)及PLC資源區(qū)三部分。用戶獨(dú)立數(shù)據(jù)區(qū)PLC資源區(qū)系統(tǒng)占用區(qū) 程序存儲(chǔ)空間EASYV1.00程序存儲(chǔ)空間為CPU的64K FLASH，嵌入式PLC的程序存儲(chǔ)空間的分配為：系統(tǒng)程序區(qū)