专利名称：作为可编程逻辑控制器的可重编程快速擦写存储器微控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种快速擦写存储器，更具体地涉及一种可重编程快速擦写存储器微控制器。可将该快速擦写存储器配置为可编程逻辑控制器。
背景技术：
目前市场上的可编程逻辑控制器一般具有一种共同的体系结构。典型地，控制器CPU包括一个用于在操作系统的监控下执行用户程序的微处理器，该微处理器可能添加有一个客户控制指令处理器(布尔处理器)，用于存储用户和操作系统数据的随机存取数据存储器(RAM)，用于存储用户程序的备有电池的RAM或非易失性EEPROM，以及用于存储操作系统软件的固化ROM或EPROM。
一般在通用的计算机中准备用户程序，然后以符号的形式装载到PLC中。一般通过一个串行通讯协议来进行装载，尽管有时使用一个可移动的存储器盒装芯片来省略这一步骤。在PIC中，通过编译程序将符号代码转换为可执行代码。包含在系统中的软件必须被永久地存储在ROM中，其中有配合执行的实际操作系统，用来支持用户程序和数据的传输的通讯软件，以及将符号用户程序转换为可执行形式的编译程序。
操作系统必须协调通讯、编译和程序执行功能。这就要求一些操作系统的熟练度来响应通讯事件、队列/解除队列延迟任务以及程序模式和运行模式之间的管理模式转换。编译程序和通讯软件功能可能很大，大大地扩大到超出控制用户程序的执行所需的永久存储器需求。
目前引入的采用低成本设计的模式采用含有与微处理器同在一个单独的芯片上的数据RAM和操作系统ROM的微控制器。用户程序包含在一个外部存储设备中备有电池的RAM、EPROM或EEPROM可能被加到基本单元作为可移动的存储器盒装芯片。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决前面所述问题的存储器。在本发明中可编程逻辑控制器的功能设置在物理上可分离的单元中。这些物理上可分离的单元包括一个程序执行装置或控制装置，其功能被限制为通过用户逻辑程序定序，以及一个提供编程能力功能的通讯/编程装置。
将微处理器、RAM和可编程快速读写存储器EPROM结合在一个单独封装中的微控制器实现可编程执行装置的逻辑核心。该封装的外部管脚可以最大限度地用于编程控制任务的I/O功能，并且不需被微处理器用于对外部存储装置的访问。在这一体系中删除了外部存储装置、数据/地址总线、缓冲器等，从而减小了控制功能元件的尺寸和成本。
通讯/编程装置在一个分离的封装中提供了外部通讯和从符号形式到二进制代码的用户程序的转换，并将这些代码装载到程序执行装置中所需的所有功能。通过对可重编程存储器的逻辑控制的直接操作将这些二进制代码编程到程序执行装置的可重编程存储器中。通过微控制器上的双用途管脚来执行些控制，当执行用户程序时，这些管脚用来作控制器的主任务I/O功能元件。
作为具有一个不同操作系统的替代，装载到微控制器的二进制代码包括带有一个系统支持内核的符号用户控制程序的编译。该内核提供基于被用户看作服务功能的时间的支持，监视定时器维护，以及在每一个用户程序排序完成后重新启动用户程序。
下面的方框图表示程序执行装置的简图。该图示出，作为不重要的辅助特征，一个监视定时器功能元件，用于禁止控制器上的输出失败以及输入和输出的光隔离。通讯/编程装置包括一个微处理器或微控制器，与足够的RAM和ROM一起来处理给定的任务，一个通用计算机可用的通讯口，以及连接到可以对可编程执行装置的ROM编程的编程口的控制线。
本发明的有益效果在于减少了实现可编程逻辑控制器的大多数常用部分所需的部件，从而降低了成本。仅仅是程序开发所需的通讯和固件的编译以及存储硬件的负担被从程序执行装置删除。通讯和程序编译工具包括在分离的编程装置中，通过它用户可以使用可编程装置的单独实例来对潜在的大量的可编程执行装置进行编程。
在现有的可编程逻辑控制器中，通讯和编译的这些所含功能一般消耗上万个存储的二进制代码的字节。将这些功能从程序执行装置中删除对于为只有几百个字节的用户程序所设计的控制器来说代表着硬件上很大的节约。
附图1表示本发明。
具体实施例方式
在这一发明中可编程逻辑控制器的功能设置在物理上可分离的单元中。这些物理上可分离的单元包括一个程序执行装置或控制装置，其功能被限制为通过用户逻辑程序定序，以及一个提供编程能力功能的通讯/编程装置。
如附图1所示，将微处理器12、RAM14和可编程快速读写存储器EROM16结合在一个单独封装中的微控制器10实现可编程执行装置的逻辑核心。该封装的外部管脚20可以最大限度地用于编程控制任务的I/O功能，并且不需被微处理器用于对外部存储装置的访问。在这一体系中删除了外部存储装置、数据/地址总线、缓冲器等，从而减小了控制功能元件的尺寸和成本。
通讯/编程装置在一个分离的封装中提供了外部通讯和从符号形式到二进制代码的用户程序的转换，并将这些代码装载到程序执行装置中所需的所有功能。通过对可重编程存储器的逻辑控制的直接操作将这些二进制代码编程到程序执行装置的可重编程存储器中。通过微控制器上的双用途管脚来执行些控制，当执行用户程序时，这些管脚用来作控制器的主任务I/O功能元件。
作为具有一个不同操作系统的替代，装载到微控制器的二进制代码包括带有一个系统支持内核的符号用户控制程序的编译。该内核提供基于被用户看作服务功能的时间的支持，监视定时器维护，以及在每一个用户程序排序完成后重新启动用户程序。
下面的示意图1表示简明的，但是独创的程序执行装置。该图示出，作为不重要的辅助特征，一个监视定时器22功能元件，用于禁止控制器上的输出失败以及输入和输出的光隔离24。通讯/编程装置包括一个微处理器或微控制器，与足够的RAM和ROM一起来处理给定的任务，一个通用计算机可用的通讯口，以及连接到可以对可编程执行装置的ROM编程的编程口的控制线。
本发明的有益效果在于减少了实现可编程逻辑控制器的大多数常用部分所需的部件，从而降低了成本。仅仅是程序开发所需的通讯和固件的编译以及存储硬件的负担被从程序执行装置删除。通讯和程序编译工具包括在分离的编程装置中，通过它用户可以使用可编程装置的单独实例来对潜在的大量的可编程执行装置进行编程。
在现有的可编程逻辑控制器中，通讯和编译的这些所含功能一般消耗上万个存储的二进制代码的字节。将这些功能从程序执行装置中删除对于为只有几百个字节的用户程序所设计的控制器来说代表着硬件上很大的节约。
权利要求
1.一种可编程逻辑控制器，包括单片微控制器；在所述的单片微控制器内部的内部RAM；以及在所述的单片微控制器内部的内部可重编程只读存储器，该内部可重编程只读存储器用来存储用于实现可编程逻辑控制器功能的用户程序。
2.一种用于引导可编程逻辑控制器的可编程逻辑控制器程序，包括用户程序；以及操作所述可编程逻辑控制器所需的系统定序和协调指令，其中所述的用户程序和系统定序和协调指令被一起编译到所述可编程逻辑控制器的一个单独执行的固件模块中，不需要外部操作系统。
3.一种可编程逻辑控制器系统，包括具有可重编程存储器的程序执行装置并且它的功能被限制为可编程逻辑控制器的程序执行；以及提供编程能力功能的可分离通讯/编程装置，其中所述通讯/编程装置在一个分离的封装中提供了外部通讯以及用于控制所述可编程逻辑控制器从符号形式到二进制代码的用户程序的转换，并将这些代码装载到程序执行装置中所需的所有功能并且其中通过所述可重编程存储器的逻辑控制的直接操作将所述二进制代码编程到所述程序执行装置的所述可重编程存储器中。
全文摘要
可编程逻辑控制器的功能被设置在物理上可分离的单元中。这些物理上可分离的单元包括一个程序执行装置，或控制装置，它的功能被限制为通过用户逻辑程序定序，以及一个提供编程能力功能的通讯/编程装置。将微处理器、RAM和可编程快速读写存储器EPROM结合在一个单独封装中的微控制器实现编程执行装置的逻辑核心。
文档编号G06F15/76GK1460216SQ00814967
公开日2003年12月3日 申请日期2000年10月26日 优先权日1999年10月26日
发明者A·麦克努特 申请人:西门子能量及自动化公司