[00147526]并行操作逻辑运算及其控制器

逻辑运算是每一种CPU所具有的功能,ARM微处理器也是如此,对于具有位处理功能的微处理器,比如以8051为内核的系列单片机,AVR系列单片机等,设计有位处理器实现位逻辑运算,在位处理器中设置一个位单元为位累加器,位逻辑运算操作都是一个位单元内容与另一个位单元内容进行逻辑操作,位累加器作为目的操作数位单元,或源操作数位单元,所以2个位单元内容进行逻辑操作运算时,首先需要将一个位单元的内容传输给位累加器,然后再进行位逻辑运算;而且每次只能够执行2个位单元内容的逻辑运算;小型可编程控制器（PLC）是以位逻辑运算命令为主的控制装置,如果应用AVR系列单片机或以8051为内核的系列单片机作为小型PLC的控制核心芯片,执行小型PLC用户程序时,执行一条逻辑运算命令需要进行一次判断操作码,然后根据操作码的操作功能调用一次对应的逻辑运算子程序,运算结果存放在位累加器中,直到执行输出类命令,影响了命令的执行速度;而应用FPGA设计小型PLC时,将逻辑运算器作为PLC系统CPU的一个部分,PLC系统控制器按照逻辑运算命令要求发送参与操作的位信息,如果运算结果是下一条逻辑运算命令结果,则运算结果返回逻辑运算器一个输入端的暂存器中,否则将运算结果传输至该运算结果所对应的位单元中,没有充分应用FPGA并行操作的特点。 为了解决上述技术问题,自主研制一种并行操作逻辑运算及其控制器,其技术方案是：应用FPGA的并行处理功能设计硬连接电路,一种并行操作逻辑运算及其控制器,包括命令译码与操作位存储模块、脉冲分配器模块、多操作位逻辑运算控制模块、双操作位逻辑运算控制模块、时序控制模块、先进后出位单元堆栈和输出控制器;目的在于提供一种能够自主完成PLC逻辑命令所要求功能的并行操作逻辑运算及其控制器;该并行操作逻辑运算及其控制器应用FPGA设计硬连接控制电路,在系统WR作用下存储命令和多操作位,并在内部时序脉冲控制下自主完成命令的操作;同时充分应用FPGA的并行操作处理功能,一条指令完成多操作位的逻辑运算,尤其适用于PLC的逻辑运算,实现逻辑命令操作与PLC用户程序执行过程的并行操作。 有益效果和特点： （1）逻辑运算具有自主控制功能。并行操作逻辑运算及其控制器在脉冲分配器的时序脉冲作用下自主完成逻辑命令的操作,实现逻辑命令操作与PLC用户程序和其他任务的执行过程的并行操作。 （2）读出运算结果简单快捷。系统在执行输出类命令过程中,系统只需要2个时钟即可读出输出结果,提高了操作速度。 （3）可并行执行多操作位的逻辑运算。充分利用了FPGA并行操作的功能,提高了操作速度。