[发明专利]一种自主可控工业控制装置

说明书

本申请涉及一种自主可控工业控制装置，包括编程器，所述编程器与通信单元连接，并通过通信单元与内核单元进行通信；所述模拟信号单元、供电电源单元以及开关量单元分别与内核单元进行连接；所述供电电源单元给通信单元、模拟信号单元、开关量单元、内核单元提供电源；所述模拟信号单元包括模拟信号输入模块和模拟信号输出模块；所述内核单元包括MCU芯片、FPGA芯片、SRAM芯片和NOR Flash芯片，所述MCU芯片执行工业控制程序、FPGA芯片执行逻辑运算及工业控制对象的状态监视，NOR Flash芯片用于系统的报文及用户参数设置，SRAM芯片用于存放通信数据。满足在高密度模拟信号采集与高速脉冲输入与输出控制领域中使用。

技术领域

本申请涉及工业控制装置技术领域，具体涉及一种自主可控工业控制装置。

背景技术

在工业控制领域，工业控制器模块为核心单元，当前大部分工业控制器模块硬件架构如下图1所示，MCU负责执行新型工业控制器模块程序同时，还要处理模拟信号、开关量信号及通讯等外设会占用MCU的大量资源，不满足在高密度模拟信号采集与高速脉冲输入与输出控制领域中使用。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种自主可控工业控制装置，满足在高密度模拟信号采集与高速脉冲输入与输出控制领域中使用。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本申请实施例提供一种自主可控工业控制装置，包括编程器、通信单元、模拟信号单元、供电电源单元、开关量单元以及内核单元，

所述编程器与通信单元连接，并通过通信单元与内核单元进行通信；

所述模拟信号单元、供电电源单元以及开关量单元分别与内核单元进行连接；

所述供电电源单元给通信单元、模拟信号单元、开关量单元、内核单元提供电源；

所述模拟信号单元包括模拟信号输入模块和模拟信号输出模块；所述内核单元包括MCU芯片、FPGA芯片、SRAM芯片和NOR Flash芯片，所述MCU芯片执行工业控制程序、FPGA芯片执行逻辑运算及工业控制对象的状态监视，NOR Flash芯片用于系统的报文及用户参数设置，SRAM芯片用于存放通信数据。

所述通信单元包括RS232串口芯片、RS485串口芯片、CAN总线芯片以及太网芯片，所述供电电源单元给MCU芯片、NOR Flash芯片、SRAM芯片以及以太网芯片提供3.3V电源，给RS232串口芯片与CAN总线芯片提供5V电源。

所述MCU芯片与SRAM芯片以并行总线实现数据传输；MCU芯片与FPGA芯片、NORFlash芯片均采用以SPI总线方式实现数据传输，开关量单元的IO单元由FPGA芯片的GPIO口直接控制。

所述MCU芯片的RTC时钟晶振为32.768KHz，系统时钟晶振为25MHz，BOOT0引脚通过电阻R4接电源地，MCU芯片复位引脚通过2K电阻上拉，同时复位引脚对电源地并联10UF电容，MCU芯片通过拨码开关识别站点号。

所述FPGA芯片与MCU芯片通过SPI4总线连接实现数据传输，FPGA芯片晶振为有源50MHz，MCU芯片通过SPI总线监视FPGA芯片工作状态，并通过PF10引脚控制FPGA芯片的硬件复位引脚RECONFIG实现MCU芯片对FPGA芯片控制。

所述NOR Flash芯片与MCU芯片的SPI0总线连接实现数据传输，NOR Flash芯片的片选1、3与7引脚通过10K电阻上拉+3.3VD电源。

所述SRAM芯片与MCU芯片以并行总线方式实现传输，SRAM芯片的运行访问时间为10ns提高MCU芯片实时运算速度。

所述模拟信号单元的模拟信号输入模块ADC芯片采用CL1606芯片，CL1606芯片与MCU芯片以标准SPI总线方式实现数据传输；