工控技术中FPGA的应用_工业控制_

工控技术中FPGA的应用

2014/8/18 11:23:19

随着科技的进展，生产机台走向更高度的自动化，对工控技术以及产品在不断有新的要求。工控技术升级已是大势所趋。

走向智能化，FPGA地位提升

工业控制技术趋势包括非中心化的架构、功能整合的小型化设计、实时同步的链接性、多轴向运作的精密控制、功能性安全的提升，以及对特殊应用的弹性平台支持等。

更高度的功能整合能让设计更单纯、成本降低，也有助缩小产品尺寸，因而成为工控设备的大势所趋。在此情况下，离散型的系统设计已不符需求，高整合度的SoC、ASIC，甚至是兼具弹性和整合性的FPGASoC，才能展现设计优势。

受惠于工业控制开始走向自动化，拥有弹性设计特性的FPGA也已广泛应用到工控系统的各个环节当中，在工控嵌入式系统的应用上，FPGA的可程序化逻辑特性，让它比其他ASIC或SoC有更大的设计弹性。

FPGA是处理并行运算的理想选择，因为FPGA是直接使用硬件来实现算法，可以提供相当低的延迟。另外，将FPGA结合到运算架构中也同时提高了嵌入式系统的灵活性。

PLC技术持续演进

这几十年来，PLC可程序逻辑控制器（ProgrammableLogicController；PLC）一直都是工厂自动化和工业程控组成的一部分。从简单的照明功能到环境系统、再到化学加工等各种应用领域，皆离不开PLC控制。

PLC的技术不断进化，已从原先只有电路逻辑控制的功能，逐步加入时序控制、模拟控制、多机通信等更多功能，甚至出现整合工业计算机（采用嵌入式操作系统）与PLC架构的PC-BASE控制器，能透过数字或模拟输入/输出模块控制机器设备、制造处理流程、及其它控制模块的电子系统。

对于PLC控制器的基本要求是必须够灵活并可配置，以满足不同工厂和应用的需求。但这已不够，郭嘉豪表示，新世代的工业控制系统对PLC提出了更为艰辛的任务要求，不仅希望能够更具高效能、体积更小和更高功能灵活性，以及内建保护功能，还要能防止潜在的破坏性静电放电（ESD）、电磁干扰和射频干扰（RFI/EMI），以及恶劣的工业环境中常见的大幅值瞬态脉冲。

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