DETERMINATION OF THE DEVELOPMENT DIRECTIONS OF CONTROL DEVICES WITH PARALLEL ARCHITECTURE BASED ON FPGA
DOI:
https://doi.org/10.26906/SUNZ.2023.1.069Keywords:
programmable logic controller of parallel action, FPGA controller, Residue Number System (RNS), technological visual programming (TVP)Abstract
Topicality. Currently, the use of control devices and structures with parallel architecture to create control systems for responsible processes is not a rare phenomenon. At the same time, they are practically not used to create control systems for ordinary industrial objects and processes. Thus, the improvement of control devices with parallel architecture to improve their characteristics, which will allow them to be more widely used in the creation of control systems for ordinary (industrial, or even household) objects, is an urgent task. The goal of this work is the formation of requirements and directions for the improvement of control structures with parallel architecture, for the creation of modern PLC of parallel action based on FPGA, with extended functionality. The subject of research is the direction of development of control devices of parallel operation based on FPGA. As a result of the research carried out by the authors, the shortcomings of control devices with a parallel architecture were determined, which prevent their wide application for the construction of control systems of industrial facilities. Two main directions of development and improvement PLC of parallel action based on FPGA have been identified. Conclusions. Two main directions of development and improvement of parallel-action PLC based on FPGA have been identified, which are as follows: improvement of the internal structure of the parallel-action FPGA controller for the implementation of internal user-programmable timers and counters; construction and introduction to the structure of the FPGA controller of parallel action of the internal special processor in the RNS, for the implementation of arithmetic operations performed in one cycle of discrete automatic time.Downloads
References
Бовчалюк С. Я. Развитие архитектуры ПЛК параллельного действия: от абстрактной модели параллельного автомата, до инженерной реализации безопасного ПЛИС-контроллера / С. Я. Бовчалюк, И. А. Фурман, М. Л. Малиновский // Енергетика та комп’ютерно-інтегровані технології в АПК. 2016. – №. 2 (5). – С. 62-66.
Бовчалюк С. Я. Новая информационная технология логического управления в энергетике и на транспорте / С. Я. Бовчалюк // Системи управління, навігації та зв’язку. –2007. – Вип. 3 – С. 47-51.
Фурман И. А. Научно-технические основы создания и промышленного применения параллельных логических контроллеров на программируемых БИС с матричной структурой : дис. … докт. техн. наук: 05.13.05 / Фурман Ілля Олександрович. – К., 1989. – 197 с.
Бовчалюк С. Я. Модели, методы и средства информационной технологии параллельного логического управления объектами железнодорожной автоматики: дис. … канд. техн. наук: 05.13.06 / Бовчалюк Станіслав Ярославович. – Харьков, 2008. –203 с.
Бовчалюк С. Я. Совершенствование математической модели и архитектуры логических управляющих автоматов параллельного действия / С. Я. Бовчалюк, И. А. Фурман // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2006. – №3(59). – С. 72–76.
Бовчалюк С. Я. Вдосконалення алгоритму функціонування програмованого логічного контролера паралельної дії / С. Я. Бовчалюк, І. О. Фурман // Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті. – 2007. – №2 (64). – С. 38–42.
Бовчалюк С. Я. Безпечний ПЛІС-контролер паралельної дії, як інтелектуальне ядро Smart Grid / С. Я Бовчалюк, С. О. Тимчук, І. О. Фурман [та ін.] // Проблеми енергозабезпечення та енергозбереження в АПК України: Вісник ХНТУСГ імені Петра Василенка, вип. 187. – Харків, 2017. – С. 51–53.
Stanislav Bovchaliuk. The Architecture of Fuzzy Logic Automat of Parallel Action for the Intelligent Smart Grid Networks / S. Bovchaliuk, S.Tymchuk, S. Shendryk, V. Shendryk // New Technologies, Development and Application III. NT 2020. Lecture Notes in Networks and Systems, vol. 128. Springer, – 2020. – P. 462–468.
Фурман И. А. Перспективы развития структуры и технологии применения параллельных логических контроллеров / И. А. Фурман // Электротехника. – 1990. - №4. – С. 98-100.
Бовчалюк С. Я. HDL-модель програмованого логічного керуючого автомата паралельної дії / С. Я. Бовчалюк, І. О.Фурман // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. – 2007. – №6 (25). – С. 202–205.
Бовчалюк С. Я. Технічна реалізація промислового зразка ПЛІС-контролера паралельної дії / С. Я. Бовчалюк, И. А.Фурман, М. С. Деренько [та ін.] // Вісник ХНТУСГ імені Петра Василенка, вип. 87. – Харків, 2009. – С. 126–127.
Фурман И. А. Технологическое визуальное программирование – новое средство автоматизации разработки программного обеспечения ПЛК / И. А.Фурман, С. А. Колесников // ІКСЗТ. – 2003. – № 4. – С. 46–48.
Бовчалюк С. Я. Концепція реалізації програмних засобів інформаційної технології паралельного логічного керування / С. Я. Бовчалюк // Проблеми енергозабезпечення та енергозбереження в АПК України: Вісник ХНТУСГ імені Петра Василенка, вип. 102 – Харків, 2010. – С. 83–84.
Development and study of technological visual programming of logic control problems / Ilya Furman, Stanislav Bovchaliuk, Alexander Allashev, Aleksey Piskarev // Eastern-European Journal of Enterprise technologies, – 2017. – № 6/2 (90). –P. 23–31.
Бовчалюк С. Я. Перспективи побудови інтелектуальних мереж SMART GRID базі ПЛІС-технологій / С. Я. Бовчалюк, С.О. Тимчук, . О. М. Піскарьов [та ін.] // Вісник Вінницького політехнічного інституту. –2017. – №5 (134). – С. 80–85.
Бовчалюк С. Я. Концепція побудови автомата паралельної дії із нечіткою логікою для формування інтелектуального ядра SMART GRID / С. Я. Бовчалюк, С. О.Тимчук // Енергетика та комп’ютерно-інтегровані технології в АПК.– 2017. – № 1(6). – С . 76–79.
Акушский, И. Я., Юдицкий Д. И. Машинная арифметики в остаточных классах: М., Радио и связь, 1968. 444 с.
Краснобаєв В. А. Основні властивості непозиційної системи числення у класі лишків і їх вплив на структуру та принципи реалізації арифметичних операцій комп’ютерної системи / В. А. Краснобаєв, С. О. Кошман, В. М. Курчанов [та ін.] // Системи управління, навігації та зв’язку, 2019. – Вип. 2(54) – С. 114-118.
Фурман И. А., Малиновский М. Л., Краснобаев В. А., Бовчалюк С. Я., Кошман С. А. Концепция, методы и средства моделирования на ПЛИС контроллеров и процессоров с параллельной архитектурой / И. А. Фурман, В. А Краснобаев, С. Я. Бовчалюк [та ін.] // Автомобильный транспорт, вып. 16. – Харьков, 2005. С. 338–341.
Жихарев В.Я. Методы и алгоритмы реализации арифметических операций в классе вычетов / В.Я. Жихарев, Юнес Эль Хандасси, В.А. Краснобаев // Открытые информационные технологии и компьютерные интегрированные технологии. – Х.: НАКУ (ХАИ). – 2003. Вып. 20. – С. 84-101.
Жихарев В.Я. Влияние системы счисления на надёжность ЭВМ. / В.Я. Жихарев, Я.В. Илюшко, В.А. Краснобаев // Радіоелектронні і комп’ютерні системи. – 2004. - №1(5). С. 98-104.
