开源PLC所使用的总线

maxhelen · 发表于 2011-7-6 09:41:04

我想问下做过该开源PLC的大牛同志们，不知道你们的PLC能够下挂数字量输入输出之类的模块吗？
如果可以的话，我想问问使用的PLC扩展总线是什么啊？是自己定义的还是使用的现有的类似CAN，IIC之类的总线啊？
我现在想自己设计一个扩展总线，想要保证总线速率在10M以上，从机模块采用300M左右的FPGA，现在的问题是：
1：我采用的是串行同步总线，即有三根线，一根是SCLK，一根是CS，一根是DATA，我不知道这个SLCK究竟是采用外部固定的时钟信号，比如说10MHz的晶振提供的方波信号呢，还是自己手动控制SCLK引脚呢？如果是前者的话，如何能保证数据的有效长度和位置一定和时钟线匹配？如果是后者的话，那怎么保证自己的总线速率是在10M以上的呢？还是说这个速率根本就是不固定的？
2：关于模块的连接方式，我采用的是级联方式，但是我觉得从速度上来说，并行总线的速度明显是要快一些的，为什么大家都不采用呢？是因为占用的引脚过多吗？

麻烦斑竹大大和各位大牛同志们帮帮忙，要中期答辩了。。哭啊·谢谢了

oldtom · 发表于 2011-7-6 09:45:50

研究生？不容易啊。
背板总线在PLC的实现中，我也觉得是个难点。上次老王他们提了一个采用交换机里面的背板总线设计思路。
我也觉得不错。但是后来和我们单位的交换机研发部门沟通了下，好像难度比较大。

Appcat · 发表于 2011-7-6 09:52:36

既然是下挂，还要考虑级联，三根线的总线就和两根线的没啥区别了，地址还是要从机自己匹配的。自己设计的总线，加上地址匹配，冲突处理，纠错等等下来，未必真的比现在成为国际标准的总线好。所以，做产品和项目，自然是选择已经有标准的总线，但是做论文，做学问，自然是可以探讨一下，自己设想的，做做实验，未尝不可。
PLC不是交换机，不需要那么快的速度和那么宽的背板带宽。

maxhelen · 发表于 2011-7-6 12:17:37

回复【2楼】Appcat 苹果猫
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恩，的确如您所说的，产品还是使用现有的总线会更加可靠。只是毕设要求的，没办法，要是全部都使用现有的就没有什么原创性的东西了。因为采用的是级联的方式（上面说错了，不是下挂式，不好意思），冲突处理还好说，纠错采用的CRC16，现在主要是要解决通信的问题

maxhelen · 发表于 2011-7-6 12:20:01

回复【1楼】oldtom
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我现在做到的情况是发送出来的波形是正确的，但是接收的结果不对，我不知道是因为我采用proteus仿真出现的问题，还是程序的毛病，现在还在找，另外，能麻烦您把我上面的第一问解答一下吗？对于这个问题我真的很疑惑

oldtom · 发表于 2011-7-6 13:42:06

你这个和SPI很像啊！

maxhelen · 发表于 2011-7-6 15:18:04

回复【5楼】oldtom
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SPI总线是用下挂式的，这样的问题在于如果下挂的模块多的话，其管脚的驱动能力会不够，并且需要加入复杂的竞争机制，我是用的级联的方式，但是总的来说，通信的方式同SPI是类似的
如果串行通信能够通信成功的话，我就改成并行的，这样应该也是同样可以实现的，也可以加快速度

ljt8015 · 发表于 2011-7-6 15:58:34

并行总线如何？

maxhelen · 发表于 2011-7-6 16:10:45

回复【7楼】ljt8015
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应该也是可以的，读取并行总线应该是和读取串行总线的一位是一样的，所以只要串行能通，并行应该是没有问题的

oldtom · 发表于 2011-7-6 16:54:26

级联的方式不明白，工作原理和SPI有啥区别？

如果在产品中应用，我们是不会采用这种自定义的方式实现。
主要是MCU里面不好处理。
我们此前是用CAN做背板，功能都能满足要求，不过就是速率有点低。
低端的也有用IIC来做的。

这种自定义的总线，工作原理基本上都是主CPU去轮询各个IO模块吧？
不过有一个地方，不知道你是如何考虑，就是如果IO模件发生中断，需要主动通知主CPU。

maxhelen · 发表于 2011-7-6 17:05:02

回复【9楼】oldtom
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PLC的背板总线中CAN的确是用的比较多的，稳定性也很高，就是速度跟不上，这种自定义的总线一来是为了提高传输的速度，二来就是为了在自己做的小型系统里面也能使用，能兼容其他一些小型PLC。因为现在有些小型PLC采用的都是三根串联线的方式，所以希望以后能做到跟他们兼容(西门子的兼容不了啊~哎)。毕设中也要自己能开发一个小型PLC，能带上自己的输入输出模块。工作方式是由输入输出模块自己主动的给PLC上传数据，而不需要轮询，当然PLC也可以主动的要求模块反馈信息等等。
连接方式是参考如图：

(原文件名:级联.jpg)

下挂式（SPI）是这样的

(原文件名:下挂.jpg)

redriver · 发表于 2011-8-3 12:11:11

对PLC不大了解。
直接使用CAN，以太网等总线可以不？以太网的速度快，可以到100M bps，物理层的寻址不用自己考虑。上层协议可以使用IP+TCP（UDP），如果不想太复杂的话，可以自己在MAC层上封装自己的协议。

martinz · 发表于 2011-8-12 16:52:10

以太网，CAN是外部总线。看上面说的是PLC扩展模块的总线。这种实现方式很多种

zhaoghsea · 发表于 2011-8-12 18:31:23

485或者SPI吧

开源PLC所使用的总线

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