Model i implementacja dwurdzeniowego sterownika programowalnego opartego na maszynie wirtualnej

• Autorzy: Hubacz Marcin , Sadolewski Jan , Trybus Bartosz

Identyfikatory

DOI

10.14313/PAR_253/93

Warianty tytułu

EN

Model and Implementation of a Dual-Core Programmable Controller Based on a Virtual Machine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono koncepcję, model semantyczny oraz prototypową implementację dwurdzeniowego sterownika programowalnego. Koncepcja budowy sterownika obejmuje równoległe przetwarzanie dwóch programów wykonawczych za pośrednictwem maszyny wirtualnej, wykorzystując wspólny obszar pamięci zmiennych globalnych. Zaprezentowany model przedstawia formalny opis wykonywania przenaszalnych programów binarnych powstałych na podstawie języków normy IEC 61131-3 w środowisku programistycznym CPDev. Przedstawiona architektura opisuje działanie maszyny wirtualnej za pomocą abstrakcyjnych obiektów algebraicznych. Rozwiązanie zaimplementowane zostało w języku C/C++ na dwurdzeniowej platformie mikrokontrolerowej.

EN

The concept, semantic model, and prototype implementation of a dual-core programmable controller have been presented. The controller’s design concept involves parallel processing of two execution programs through a virtual machine, utilizing a shared memory area for global variables. The presented model provides a formal description of the execution of portable binary programs created based on the languages of the IEC 61131-3 standard in the CPDev programming environment. The architecture described outlines the operation of the virtual machine using abstract algebraic objects. The solution has been implemented in C/C++ on a dual-core microcontroller platform.

Słowa kluczowe

PL

PLC; IEC 61131-3; model formalny; maszyna wirtualna

EN

PLC; IEC 61131-3; formal model; virtual machine

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Automatyki i Pomiarów PIAP
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Robotyka
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 28, nr 3
• Strony: 93--99
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Hubacz Marcin

• Politechniki Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Katedra Informatyki i Automatyki, ul. Wincentego Pola 2, 35-021 Rzeszów

• https://orcid.org/0000-0002-2748-1145

autor

Sadolewski Jan

• Politechniki Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Katedra Informatyki i Automatyki, ul. Wincentego Pola 2, 35-021 Rzeszów

• https://orcid.org/0000-0001-7370-9027

autor

Trybus Bartosz

• Politechniki Rzeszowska, Wydział Elektrotechniki i Informatyki, Katedra Informatyki i Automatyki, ul. Wincentego Pola 2, 35-021 Rzeszów

• https://orcid.org/0000-0002-4588-3973

Bibliografia

• 1. Becker M., Sandström K., Behnam M., Nolte T., A Many-Core Based Execution Framework for IEC 61131-3. [In:] Proceedings of the IECON 2015 - 41 st Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, Yokohama, Japan, 2015, DOI: 10.1109/IECON.2015.7392805.
• 2. Cisek J., Mikluszka W., Swider Z., Trybus L., A Low-Cost DCS with Multifunction Instruments and CAN Bus, „IFAC Proceedings Volumes”, Vol. 34, No. 29, 2001, 64-69, DOI: 10.1016/S1474-6670(17)32794-5.
• 3. Gordon M., The Denotational Description of Programming Languages, Springer-Verlag, New York, 1979.
• 4. Hubacz M., Trybus B., Data Alignment on Embedded CPUs for Programmable Control Devices, „Electronics”, Vol. 11, No. 14, 2022, DOI: 10.3390/electronics11142174.
• 5. Hubacz M., Trybus B., Dual-Core PLC for Cooperating Projects with Software Implementation, “Electronics”, Vol. 12, No. 23, 2023, DOI: 10.3390/electronics12234730.
• 6. John K.H., Tiegelkamp M., IEC 61131-3: Programming Industrial Automation Systems, Springer, Berlin/Heidelberg, Germany, 2010.
• 7. Papaspyrou N.S., Denotational semantics of ANSI C, “Computer Standards & Interfaces”, Vol. 23, No. 3, 2001, 169-185, DOI: 10.1016/S0920-5489(01)00059-9.
• 8. Sadolewski J., Trybus B., Compiler and virtual machine of a multiplatform control environment, “Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences”, Vol. 70, No. 2, 2022, DOI: 10.24425/bpasts.2022.140554.
• 9. Schmidt D., Denotational Semantics: A Methodology for Language Development. Kansas State University, Department of Computing and Information Sciences, Manhattan, 1997.
• 10. Slonneger K., Kurtz B.L., Formal Syntax and Semantics of Programming Languages: A Laboratory-Based Approach, Addison-Wesley Publishing Company, 1995.
• 11. Stoy J., Denotational Semantics: The Scott-Strachey approach to programming language theory, Massachusetts Institute of Technology, 1979.
• 12. Trybus B., Development and Implementation of IEC 61131-3 Virtual Machine, „Theoretical and Applied Informatics”, Vol. 23, No. 1, 2011, 21-35.
• Inne źródła
• 13. [www.beckhoff.com/en-en/products/ipc/embedded-pcs/cx8200-arm-cortex-a53/] - CX8200|Embedded PC Series (Compact Controller). Beckhoff Automation (1 grudnia 2023).
• 14. [www.phoenixcontact.com/en-gb/products/plcs-controllers-and-i-os/automation-technology-for-plcnext-technology] - Automation Technology for PLCnext Technology. Phoenix Contact (1 grudnia 2023).
• 15. [www.openampproject.org/] - The OpenAMP Project (1 grudnia 2023).
• 16. [www.xilinx.com/products/silicon-devices/soc/zynq-7000.html] - Zynq 7000 SOC. AMD (XILINX) (1 grudnia 2023).
• 17. Lindholm T., Yellin F., Bracha G., Buckley A., The Java® Virtual Machine Specification, Oracle America, 2013.
• 18. Thai T.L., Lam H., .NET Framework Essentials, O’Reilly Media, 2001
• 19. ECMA-335 Standard Common Language Infrastructure (CLI), ECMA, Geneva, 2012.
• 20. Barendregt H., Barendsen E., Introduction to Lambda Calculus, 2000, [ftp://ftp.cs.ru.nl/pub/CompMath.Found/lambda.pdf].
• 21. [https://datasheets.raspberrypi.com/rp2040/rp2040-data-sheet.pdf] - RP2040 Datasheet (1 grudnia 2023).