ARM+FPGA组成的计数器装置及其实现方法

摘要

本发明提供一种以ARM微处理器为控制核心、FPGA为计数处理的计数器装置，包括：ARM控制模块、存储器模块、FPGA计数器模块、双口RAM模块、SDRAM掉电保护模块、电源模块。ARM控制模块以ARM微处理器为控制核心，对各模块处理和控制；双口RAM模块分别与FPGA计数器模块和ARM控制模块连接，实现两模块的数据传输；FPGA计数器模块以计数器控制器为核心，完成增计数器和增/减计数器判断、计数处理及实时计数参数传输；电源模块提供工作电源，SDRAM掉电保护模块对计数动态参数掉电保护；本发明还提供一种实现计数器的方法；本发明计数操作不占用PLC用户程序执行时间，可实现不同类型和数量的计数器。

主权项

一种ARM+FPGA组成的计数器装置，其特征在于：该计数器装置是以嵌入式ARM微处理器为控制核心、以FPGA进行计数处理，包括：ARM控制模块（Ⅰ）、存储器模块（Ⅱ）、FPGA计数器模块（Ⅲ）、SDRAM掉电保护模块（Ⅵ）、电源模块（Ⅴ）以及双口RAM模块（Ⅳ）；所述ARM控制模块（Ⅰ）分别与上述存储器模块（Ⅱ）、FPGA计数器模块（Ⅲ）、双口RAM模块（Ⅳ）、SDRAM掉电保护模块（Ⅵ）及电源模块（Ⅴ）连接，以嵌入式ARM微处理器为控制核心，构建嵌入式实时操作系统，进行多任务管理和通信管理，实现对装置中各个模块信息的处理和控制；所述存储器模块（Ⅱ）用于存储操作系统及系统程序的目标代码映像文件、用户程序的处理信息、以及为计数器装置数据的处理和通信提供空间；所述双口RAM模块（Ⅳ）分别与所述FPGA计数器模块（Ⅲ）和所述ARM控制模块（Ⅰ）连接，以实现所述ARM控制模块（Ⅰ）与所述FPGA计数器模块（Ⅲ）之间的数据传输；所述FPGA计数器模块（Ⅲ）用于判断计数器的类型，实施与计数设定值的比较及计数运算，通过对所述双口RAM模块（Ⅳ）的读写控制，将计数器的状态传送至所述ARM控制模块（Ⅰ）；所述SDRAM掉电保护模块（Ⅵ）与所述FPGA计数器模块（Ⅲ）连接，用于避免在电源切换过程中存储器内容的变化，并应用其中的电源为动态参数存储器供电；所述电源模块（Ⅴ）为上述ARM控制模块（Ⅰ）、存储器模块（Ⅱ）、FPGA计数器模块（Ⅲ）、SDRAM掉电保护模块（Ⅵ）及双口RAM模块（Ⅳ）提供变压电源；所述SDRAM掉电保护模块（Ⅵ）包括相互连接的SDRAM计数器动态参数存储器和SDRAM掉电保护电路，该SDRAM掉电保护模块（Ⅵ）在电源切换过程中应用所述SDRAM掉电保护电路的电源为所述SDRAM计数器动态参数存储器供电，以避免所述SDRAM计数器动态参数存储器内容发生变化。