基于powerpc的高性能嵌入式工业控制器的研究与开发

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1、基王￡Q型竺!=￡￡鲍直性鱼邑遨△盘王些控剑墨鲍盈窒生五塞⑧论文作者签名：指导教师签名：论文评阅人1：(直室)评阅人2：(直宣2评阅人3：(直宣2评阅人4：菱垃∑直级王猩』!心逝、江生控笾丕避俭直4基公虱评阅人5：答辩委员会主席：昱俊∑婴究旦∑浙江太堂控壶』丕委员1：袒雪娃∑塾援∑直!!匝太电氢当自动丝王猩堂院委员2：王越丝∑副教援∑虫国让量堂院扭电堂瞳委员3：委员4：委员5：答辩日期：7Author’SsignaSupervisor’SsigThesisreviewer1：Thesisreviewer2：Th

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3、foraldefence：2012．3．10L]浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谓}意。。学位论文作者签名：印窄南签字同期：加仁年多月／。R学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解浙江太堂有权保留并向国家有关部门或机构送

4、交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：签字日期：劲f2年匀帮暗多月p日导师签名签字日期：年月同●致谢在硕士研究生生涯即将结束之际，我首先要感谢我的导师黄文君研究员。在两年多的学习期间，黄老师在学习，工作、生活各方面给我无微不至的关怀和悉心的指导，使我在各方面均衡成长．从课题的选取、资料的搜集、再到内容的指导、直至论文的写

5、作与修改，无不凝聚着老师的心血。黄老师渊博的知识、严谨的科学态度，宽厚待人的学者风范，对科学研究的高度责任心和求是精神，这些为人师表的美德对我的学习和工作产生重要影响，将会使我受益终身。在此，谨向黄老师致以深深的敬意和衷心的感谢!衷心感谢金建祥教授、冯冬芹教授、徐巍华副教授等各位老师在学习和生活上给予我的指导与帮助。衷心感谢实验室师兄师姐李德文、边俊、曹煜泓、张伟益、李晶晶、宓宵凌等。感谢同学姚梦凯、袁积德、黄震，钱益舟、周芸以及师弟师妹实验室每一个人在生活上和学习上给予我的无私帮助，另外感谢浙江中控谭平、何伟

6、挺、章晓春、陆卫军、何宇化、江竹轩、白雪源、杜佳燕等同事对我的帮助。感谢我的室友张礼广、詹源、帅鸥，近三年来，我们彼此互相激励，共同进步。谢谢你们与我一起分享这段美好而令人难忘的时光。最后要特别感谢我的家人在我求学期间给与我最坚定的支持。你们在精神和物质上给与我无微不至的关怀，是我永远的精神支柱。衷心感谢每一个关心和帮助过我的老师、同学和朋友!谢谢你们!刘常清2012年1月于浙大求是园l摘要集散控制系统DCS(DistributedControlSystem)中的工业控制器是整个DCS的核心，它负责数据的处理和

7、交互，其性能直接影响了整个系统的实时性、可靠性等综合性能。国内现有DCS控制器存在运算能力较弱、通信效率较低、掉电数据保存有缺陷等关键问题已难以满足当前大型流程工业的需求。本文结合新型DCS研究课题，设计并实现了新的高性能工业控制器，重点解决上述问题。本文的主要工作：(1)在运算性能上，本文控制器采用了高性能的PowerPC处理器与高速、可靠的DDR2SDRAM主内存，解决了现有控制器中处理器运算速率低下，主内存SDRAM数据率低、不可靠的问题。通过对PowerPC处理器关键技术与高速内存技术的深入研究，对影响

8、其运算性能的关键模块进行了优化设计，提高了控制器的运算能力。(2)在通信速率上，本文采用冗余的千兆工业以太网提高了控制器与上层系统网的通信效率；采用冗余的百兆工业以太网提高了控制器与下层现场控制网的通信效率；在控制器间冗余通信方面，采用了高速的PCI．Express总线技术，解决了现有串行接口通信速率低下的问题，大大提高了通信的效率。通过对上述通信技术的深入研究与分析，从硬件与软件角度