書接上回，我們上次以Codesys為例，介紹了其PC端的安裝和Target配置，今天我們繼續(xù)聊聊
PLC的基本原理和實現(xiàn)方法。突然想到之前有個重要的問題沒有跟大家介紹，從實現(xiàn)方式上講，PLC分編譯型和解釋型，Codesys是編譯型的，而某寶上200多元的“三菱仿”是解釋型的，其實這“三菱仿”某寶上20元就能買到全套原理圖及PCB和源碼。
這兩條技術(shù)路線還是有比較大的區(qū)別，其中最大的區(qū)別就是IDE生成的文件是否可以在PLC設備端直接執(zhí)行，編譯型的可以直接運行，而解釋型生成的是中間文件，其主要包含命令碼和操作碼，PLC在獲取中間文件后會根據(jù)預先定義好的命令碼來執(zhí)行相應的操作。以后有時間我們分析下那20元的代碼。今天我們先以編譯型為例，來剖析其內(nèi)部的工作原理。
| 區(qū)別 | 編譯型 | 解釋型 |
|---|
| 執(zhí)行效率 | 高 | 低 |
| 開發(fā)難度 | 大 | 小 |
| 跨平臺運行 | 難 | 易 |
| 反編譯源文件 | 難 | 一般 |
| 無擾下裝 | 難 | 易 |
| 防克隆 | 好 | 差 |
1. 編譯型PLC
編譯型PLC本質(zhì)上就是PC端IDE（如之前介紹的Codesys）生成的固件或者二進制文件可以直接在PLC設備端運行，這就要求PC端IDE要集成相關(guān)的編譯器。為了更容易說明這個問題，我們以開源PLC軟件Beremiz為例講解：
Beremiz的上位機的核心由3部分組成：PLCOpen Editor，MatIEC，GCC
| 組件 | 功能 |
|---|
| PLCOpen Editor | 為用戶提供編程界面和配置信息 |
| MatIEC | 將用戶基于IEC61131-3程序轉(zhuǎn)為C語言文件 |
| GCC | 將MatIEC轉(zhuǎn)換的C文件編譯鏈接為可執(zhí)行的二進制代碼或elf文件 |
Codesys對比Beremiz其實沒有本質(zhì)區(qū)別，可以理解為Codesys PC端 = PLCOpen Editor MatIEC GCC，核心過程是一致的，都是先將用戶程序、配置信息編譯到Image中，只是這個過程都在Codesys PC端內(nèi)部處理了，并沒有打開讓用戶看。不過，我們還是可以從一些文件中看到一些端倪。在Project目錄中可以看到一個bin文件(不同的target目標文件不同)
用二進制工具打開后，可以看到如下內(nèi)容，第一個字是保留字，第二個字是Image的地址，第三個字是初始化函數(shù)指針
不同的平臺可以選擇不同的編譯器，在目標設置中可以看到它支持的處理器平臺：
眼尖的小伙伴會看到Intel StrongARM，這是個什么鬼，Intel還有ARM產(chǎn)品么？還真有，Intel XScale系列產(chǎn)品是以ARMv4/ARMv5TE內(nèi)核為基礎的增強型ARM，不過后來停產(chǎn)了，由于ARM9用的ARMv4T內(nèi)核與其指令兼容，所以理論上Codesys V2.x也是支持ARM9的。
2. Runtime System
Codesys/Beremiz編譯好固件后是怎么運行在PLC設備端的呢？這就要請出今天的主角Runtime System(RTS)。由于沒有公開的資料，所以只能以
Beremiz為例向大家介紹其中的奧秘。下圖就是RTS核心的一些功能：
| PLC RTS | 功能 |
|---|
| IO | 主要指CPU本體所帶的IO通道，常見的有DI, DO, AI, AO, PWM, PTO, HCI等等 |
| Dbg Server | 主要用于和PC端通訊，獲取下載用戶程序，登錄/注銷調(diào)試模式，調(diào)試模式下讀/寫變量，示波器等功能 |
| Library | 庫分兩種，內(nèi)部庫是用戶通過IEC61131編寫的供其他用戶使用，外部庫是寫在RTS中并提供頭文件給PC端 |
| User Code Interface | RTS的主要功能，配合PC端來運行用戶的程序 |
| Backplane Bus | 背板總線主要用于控制擴展的IO，常見的協(xié)議有Modbus、Profibus等等 |
RTS有一個非常簡單的主循環(huán)，首先初始化MCU外設，然后加載用戶代碼并初始化變量，最后進入While(1)循環(huán)：IO輸入->用戶代碼執(zhí)行->IO輸出->處理服務
2.1 User Code Interface
既然是用戶接口，我們先來看看相關(guān)代碼，Beremiz會將用戶代碼插入到對應的main.c中，然后進行編譯：
接口是通過下面結(jié)構(gòu)體與RTS進行交互的：
typedef struct
{
uint32_t * sstart;
app_fp_t entry;
//App startup interface
uint32_t * data_loadaddr;
uint32_t * data_start;
uint32_t * data_end;
uint32_t * bss_end;
app_fp_t * pa_start;
app_fp_t * pa_end;
app_fp_t * ia_start;
app_fp_t * ia_end;
app_fp_t * fia_start;
app_fp_t * fia_end;
//RTE Version control
//Semantic versioning is used
uint32_t rte_ver_major;
uint32_t rte_ver_minor;
uint32_t rte_ver_patch;
//Hardware ID
uint32_t hw_id;
//IO manager data
plc_loc_tbl_t * l_tab; //Location table
uint32_t * w_tab; //Weigth table
uint16_t l_sz; //Location table size
//Control instance of PLC_ID
const char * check_id; //Must be placed to the end of .text
//App interface
const char * id; //Must be placed near the start of .text
int (*start)(int ,char **);
int (*stop)(void);
void (*run)(void);
void (*dbg_resume)(void);
void (*dbg_suspend)(int);
int (*dbg_data_get)(unsigned long *, unsigned long *, void **);
void (*dbg_data_free)(void);
void (*dbg_vars_reset)(void);
void (*dbg_var_register)(int, void *);
uint32_t (*log_cnt_get)(uint8_t);
uint32_t (*log_msg_get)(uint8_t, uint32_t, char*, uint32_t, uint32_t*, uint32_t*, uint32_t*);
void (*log_cnt_reset)(void);
int (*log_msg_post)(uint8_t, char*, uint32_t);
}
plc_app_abi_t;
初始化加載用戶代碼，PLC_APP_BASE就是用戶Image在MCU中對應的Flash地址
uint8_t plc_load_app()
{
uint8_t ret = 0;
if(plc_app_is_valid())
{
plc_curr_app = ((plc_app_abi_t *)PLC_APP_BASE);
plc_app_cstratup();
ret = 1;
}
else
{
plc_curr_app = (plc_app_abi_t *) 
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