計(jì)算機(jī)控制第1章

計(jì)算機(jī)限制

ComputerControl課程支配講課32學(xué)時(shí)試驗(yàn)8學(xué)時(shí)上機(jī)6學(xué)時(shí)成果記載方法閉卷考試70%作業(yè)和出勤10%試驗(yàn)20%參考書盛珣華，李潤梅編著.計(jì)算機(jī)限制系統(tǒng).清華高校出版社.2007緒方勝彥著，劉君華譯.離散時(shí)間限制系統(tǒng).西安交通高校出版社，1990.袁本恕編著.計(jì)算機(jī)限制系統(tǒng).中國科學(xué)技術(shù)高校出版社，1988.KatsuhikoOgata.現(xiàn)代限制工程.電子工業(yè)出版社，2000.施保華,楊三青,周鳳星.計(jì)算機(jī)限制技術(shù).華中科技高校出版社.2007.教材《數(shù)字控制》徐麗娜編著，科學(xué)出版社《計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》王艷主編，教材科印刷第1章緒言——數(shù)字限制（又稱計(jì)算機(jī)限制）課程為自動(dòng)限制及相關(guān)專業(yè)學(xué)生講授線性定常數(shù)字限制系統(tǒng)分析與綜合的一些基本方法，其理論基礎(chǔ)為線性離散時(shí)間系統(tǒng)理論。限制理論發(fā)展歷史20世紀(jì)40~60年頭，“古典限制理論”時(shí)代。主要針對(duì)線性定常系統(tǒng)，解決單輸入單輸出問題。接受傳遞函數(shù)、頻率特性、根軌跡為基礎(chǔ)的頻域分析方法。對(duì)非線性系統(tǒng)，分析接受的相平面法一般不超過兩個(gè)變量。20世紀(jì)60~70年頭，“現(xiàn)代限制理論”。隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，推動(dòng)了狀態(tài)空間法的應(yīng)用，其可以解決多輸入多輸出問題。系統(tǒng)可以是線性的、定常的，也可以是非線性的、時(shí)變的。20世紀(jì)70年頭至今，向“大系統(tǒng)理論”和“智能限制”方向發(fā)展。“大系統(tǒng)理論”是用限制和信息的觀點(diǎn)，探討各種大系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、限制方法；“智能限制”是探討與模擬人類智能活動(dòng)及其限制與信息傳遞過程的規(guī)律，研制仿人智能限制。動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)連續(xù)系統(tǒng)離散系統(tǒng)線性系統(tǒng)非線性系統(tǒng)確定性系統(tǒng)隨機(jī)系統(tǒng)正常系統(tǒng)奇異系統(tǒng)單變量系統(tǒng)多變量系統(tǒng)定常系統(tǒng)時(shí)變系統(tǒng)確知系統(tǒng)不確知系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)分類圖計(jì)算機(jī)限制的發(fā)展歷史（一）數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視限制系統(tǒng)DA&SCS（DataAcquisionandSupervisoryControlSystem）

計(jì)算機(jī)限制系統(tǒng)在20世紀(jì)50年頭起先出現(xiàn)，由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)硬件條件的限制，限制系統(tǒng)是基于模擬限制器實(shí)現(xiàn)的，計(jì)算機(jī)只是作為限制系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備，負(fù)責(zé)對(duì)限制系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行采集、加工和分析處理，此時(shí)的計(jì)算機(jī)限制系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)或監(jiān)視限制系統(tǒng)。由于這種系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)并不干脆參與系統(tǒng)限制，因此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，平安牢靠。（二）干脆數(shù)字限制系統(tǒng)DDC

（DirectDigitalControl）隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的日益提高，出現(xiàn)了干脆數(shù)字限制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的模擬限制器被計(jì)算機(jī)構(gòu)成的數(shù)字限制器所取代。在DDC限制系統(tǒng)里，傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)與計(jì)算機(jī)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接方式，傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過模擬輸入/輸出通道與計(jì)算機(jī)構(gòu)成的數(shù)字限制器之間進(jìn)行模擬/數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換，計(jì)算機(jī)干脆參與系統(tǒng)的限制及信息處理。DDC是計(jì)算機(jī)限制技術(shù)中最常用的方法之一，其優(yōu)點(diǎn)是敏捷性大、牢靠性高，可以實(shí)現(xiàn)較困難的限制規(guī)律，如最優(yōu)限制、魯棒限制、模糊限制等。生產(chǎn)過程模擬輸入通道模擬輸出通道數(shù)控計(jì)算機(jī)鍵盤、顯示器打印機(jī)等外部設(shè)備直接數(shù)字（DDC）控制系統(tǒng)示意圖具有兩級(jí)計(jì)算機(jī)限制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)SCC，其底層計(jì)算機(jī)限制系統(tǒng)為執(zhí)行實(shí)時(shí)限制任務(wù)的DDC系統(tǒng)，高層計(jì)算機(jī)限制系統(tǒng)為具有強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理實(shí)力的計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)。（三）計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)SCC

（SupervisoryComputerControl）計(jì)算機(jī)監(jiān)督系統(tǒng)直接數(shù)字控制系統(tǒng)（四）分布式限制系統(tǒng)DCS

(DistributedControlSystems)隨著限制系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，在20世紀(jì)70年頭又出現(xiàn)了分布式限制系統(tǒng)DCS，又稱集散限制系統(tǒng)。其特點(diǎn)是接受層次化的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行分散限制、管理集中。分布式限制系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)監(jiān)督限制系統(tǒng)、干脆數(shù)字限制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)多級(jí)限制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是應(yīng)用于大規(guī)模困難系統(tǒng)或生產(chǎn)過程的一種比較完善的限制與管理系統(tǒng)。分布式限制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖局域網(wǎng)LAN操作員工作站1#過程控制站N#過程控制站傳感器執(zhí)行器傳感器執(zhí)行器被控對(duì)象/生產(chǎn)工程工程師工作站監(jiān)控工作站網(wǎng)間連接器第一代DCS或PLC等（五）網(wǎng)絡(luò)限制系統(tǒng)

(NetworkedControlSystems，NCS)“NetworkedControlSystems，NCSs”最早于1998年出現(xiàn)在馬里蘭高校G.C.Walsh的論著中。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和限制科學(xué)的日益發(fā)展與交叉滲透，限制系統(tǒng)已由封閉的集中體系漸漸向開放分布式體系發(fā)展。很多困難的限制系統(tǒng)如無線網(wǎng)絡(luò)機(jī)器人、遠(yuǎn)程遙控操作、基于Internet的遠(yuǎn)程教學(xué)和試驗(yàn)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、航空航天系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)等，其本質(zhì)上都可歸結(jié)為基于網(wǎng)絡(luò)的限制系統(tǒng)，或者稱為網(wǎng)絡(luò)限制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)限制系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)在通信網(wǎng)絡(luò)上建立閉環(huán)限制回路，因此NCS中的網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)廣義的范疇，包括了現(xiàn)場(chǎng)總線，工業(yè)以太網(wǎng)、無線通信網(wǎng)絡(luò)、甚至Internet等。

1.1數(shù)字限制系統(tǒng)概述數(shù)字限制系統(tǒng)是以數(shù)字計(jì)算機(jī)作為數(shù)字限制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)連續(xù)對(duì)象（或過程）的閉環(huán)限制，因此也稱為計(jì)算機(jī)限制系統(tǒng)。

本書闡述如下幾部分內(nèi)容：數(shù)字限制系統(tǒng)建模與分析；數(shù)字限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（或稱綜合）；數(shù)字限制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)；高速采樣數(shù)字限制系統(tǒng)的建模與分析、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的模擬閉環(huán)限制系統(tǒng)如下圖所示，其限制器由模擬器件構(gòu)成。數(shù)字限制系統(tǒng)是以數(shù)字計(jì)算機(jī)作為數(shù)字限制器，單回路計(jì)算機(jī)限制系統(tǒng)如下圖所示。

1.1.1系統(tǒng)組成與功能數(shù)字限制系統(tǒng)由硬件與軟件兩大部分組成。假如將執(zhí)行機(jī)構(gòu)和測(cè)量元件的對(duì)象特性并入被控對(duì)象或過程，則單輸入單輸出單位反饋數(shù)字限制系統(tǒng)的硬件框圖如圖1-1-1所示。A-AnalogueD-Digital采樣開關(guān)A/D數(shù)字控制器D/A保持器對(duì)象或過程r(t)e(t)u(t)y(t)實(shí)時(shí)時(shí)鐘模擬輸入通道模擬輸出通道離散狀態(tài)連續(xù)狀態(tài)產(chǎn)生脈沖序列作采樣信號(hào)連續(xù)信號(hào)離散信號(hào)離散信號(hào)連續(xù)信號(hào)圖1-1-1單位反饋數(shù)字控制系統(tǒng)硬件框圖e*(t)[e(kT)][u(kT)]u*(t)1硬件部分?jǐn)?shù)字限制系統(tǒng)硬件部分由五部分組成：（1）連續(xù)被控對(duì)象（或過程）：工作于連續(xù)狀態(tài)，輸入輸出是連續(xù)量。（2）數(shù)字限制器：工作于離散狀態(tài)，輸入輸出是數(shù)字量，由數(shù)字計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。（3）模擬輸入通道：由采樣開關(guān)、A/D轉(zhuǎn)換器兩個(gè)環(huán)節(jié)組成，完成由連續(xù)量到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。（4）模擬輸出通道：由D/A轉(zhuǎn)換器、保持器兩個(gè)環(huán)節(jié)組成，完成由數(shù)字量到連續(xù)量的轉(zhuǎn)換。（5）實(shí)時(shí)時(shí)鐘：產(chǎn)生脈沖序列，定時(shí)限制采樣開關(guān)的閉合，限制A/D、D/A轉(zhuǎn)換器的輸出。須要說明的是：數(shù)字限制系統(tǒng)的閉環(huán)限制與連續(xù)系統(tǒng)的閉環(huán)限制相同點(diǎn)是數(shù)字限制系統(tǒng)也接受反饋限制，可以使系統(tǒng)的響應(yīng)對(duì)外部干擾和系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)變更不敏感，這一點(diǎn)與連續(xù)系統(tǒng)閉環(huán)反饋限制相同；不同的是：系統(tǒng)只依據(jù)采樣時(shí)刻，即離散時(shí)間點(diǎn)上的過程變量值進(jìn)行工作，也就是說數(shù)控系統(tǒng)只是在采樣時(shí)刻處為閉環(huán)限制；在采樣時(shí)刻之間，數(shù)控系統(tǒng)處于開環(huán)限制。由于數(shù)控計(jì)算機(jī)的離散時(shí)間性質(zhì)，故采樣是數(shù)字限制系統(tǒng)的基本特征。數(shù)字（計(jì)算機(jī)）限制系統(tǒng)又稱為采樣數(shù)據(jù)系統(tǒng)。2軟件部分

（在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)限制規(guī)律）主程序：系統(tǒng)初始化設(shè)置；限制子程序：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、限制算法、限制量的輸出和存儲(chǔ)。數(shù)控系統(tǒng)的功能為：在數(shù)字計(jì)算機(jī)限制下，每隔一個(gè)采樣周期T，對(duì)連續(xù)偏差信號(hào)e(t)進(jìn)行采樣，經(jīng)由模擬輸入通道轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送入計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)（數(shù)字限制器）依據(jù)限制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，求得限制量輸出，由模擬輸出通道轉(zhuǎn)換成連續(xù)量去限制被控對(duì)象（或過程），使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)、穩(wěn)態(tài)特性達(dá)到預(yù)期的指標(biāo)。控制子程序控制量的輸出和存儲(chǔ)YN開始主程序：初始化設(shè)置數(shù)據(jù)采集控制算法采樣?圖1-1-2數(shù)字限制系統(tǒng)軟件流程1.1.2數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)程序限制：易于修改，變更限制規(guī)律不需修改硬件，通過修改限制子程序就可以滿足不同的限制要求。因此相對(duì)于連續(xù)限制系統(tǒng)更具有敏捷性。精度高：模擬限制器的精度由硬件確定，同一批次的元器件可能具有不同的性能，例如電阻、電容的標(biāo)稱值和實(shí)際測(cè)量值會(huì)有不同，達(dá)到高精度很不簡(jiǎn)潔，元器件的價(jià)格隨精度不同變更很大；而數(shù)字限制器的精度與計(jì)算機(jī)的限制算法和字長有關(guān)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就已經(jīng)確定了。穩(wěn)定性好：數(shù)控計(jì)算機(jī)只有“0”、“1”狀態(tài)，抗干擾實(shí)力強(qiáng)，不象電阻、電容等受外界環(huán)境影響較大。軟件復(fù)用：硬件不能復(fù)用，子程序卻可以，所以具有可重復(fù)性。而且計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和軟件都可以更新?lián)Q代。分時(shí)限制：可同時(shí)限制多系統(tǒng)、多通道。而模擬限制器只能完成單通道限制。圖1-1-4多路模擬輸入/輸出通道示意圖模擬輸出模擬輸入多路開關(guān)反多路開關(guān)A/DD/A數(shù)字計(jì)算機(jī)控制數(shù)控系統(tǒng)的缺點(diǎn)、局限性實(shí)時(shí)性：數(shù)控系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度、A/D與D/A采樣速度、限制算法等多種因素確定其采樣頻率上限。信號(hào)的處理：離散系統(tǒng)的采樣頻率下限受到采樣定理的限制，在輸入信號(hào)頻率不滿足采樣定理時(shí)得到的采樣信號(hào)會(huì)產(chǎn)生頻率混迭現(xiàn)象。數(shù)控系統(tǒng)一般須要進(jìn)行連續(xù)信號(hào)與數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，因此系統(tǒng)性能受到A/D與D/A性能的影響，包括實(shí)時(shí)性、精度等。最終須要指出的是，連續(xù)限制系統(tǒng)與數(shù)控系統(tǒng)各有優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)用時(shí)接受何種限制方式需考慮價(jià)格比、運(yùn)用環(huán)境、牢靠性、體積等多種實(shí)際狀況。可作為數(shù)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)限制器的微計(jì)算機(jī)種類越來越多，如：臺(tái)式機(jī)、PLC、單片機(jī)、嵌入式計(jì)算機(jī)、ARM、PLD、DSP等。設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，須要從以下幾個(gè)指標(biāo)來選擇微型機(jī)：速度、字長、指令系統(tǒng)、輸入/輸出限制方式及容量等等；在實(shí)際應(yīng)用中，還要考慮高牢靠性、可維護(hù)性、微型化要求等等。多種微計(jì)算機(jī)舉例（一）通用計(jì)算機(jī)（臺(tái)式機(jī)）

軟、硬件通用，多種軟、硬件支持，配套設(shè)備完善。但作為數(shù)字限制器整體的實(shí)時(shí)處理速度不是很快，確定于全部部件的速度。（二）單片機(jī)單片機(jī)是指一個(gè)集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個(gè)完整計(jì)算機(jī)所須要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、困難的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。當(dāng)前運(yùn)用的單片機(jī)種類繁多，有Zilog公司的Z8系列單片機(jī)，Intel公司的51系列單片機(jī)，Atmel公司的AVR單片機(jī)，Motorola公司的M68系列單片機(jī)、Cygnal公司的C8051F系列單片機(jī)等。單片機(jī)比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的微機(jī)。單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年頭末，經(jīng)驗(yàn)了SCM、MCU、SoC三大階段。SCM即單片微型計(jì)算機(jī)（SingleChipMicrocomputer）階段，主要是為尋求單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)；MCU即微限制器（MicroControllerUnit）階段，為了滿足嵌入式應(yīng)用，擴(kuò)展了對(duì)象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對(duì)象的智能化限制實(shí)力；專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了片上系統(tǒng)SoC（SystemonChip）化趨勢(shì)，就是尋求將應(yīng)用系統(tǒng)研制在一塊芯片上。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)將會(huì)有更大的發(fā)展。（三）PLC可編程序限制器適用于工業(yè)自動(dòng)化限制，平安牢靠，比較完善，但價(jià)格較貴，體積較大。（四）DSP芯片

——特地的可編程數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP芯片是特地的可編程數(shù)字信號(hào)處理芯片，接受哈佛總線結(jié)構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)具有獨(dú)立的存儲(chǔ)空間，有著各自獨(dú)立的程序總線和數(shù)據(jù)總線，結(jié)構(gòu)困難，但數(shù)據(jù)處理實(shí)力大大提高，有可以實(shí)現(xiàn)特處用途（如FFT、FIR濾波、卷積）的特地DSP芯片。它不僅具有可編程性，而且其實(shí)時(shí)運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)以千萬條困難指令程序，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通用微處理器，是數(shù)字化電子世界中日益重要的電腦芯片。它的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理實(shí)力和高運(yùn)行速度，是最值得稱道的兩大特色，所以DSP多用于需高速實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理的場(chǎng)合（如圖形處理，大規(guī)模數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)算）。（五）嵌入式計(jì)算機(jī)嵌入式計(jì)算機(jī)一般指非PC機(jī)系統(tǒng)，它是以應(yīng)用為中心，軟硬件可裁減，適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、牢靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴(yán)格要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。具有軟件代碼小、高度自動(dòng)化、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，特殊適合于要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)的體系。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)等組成，它是可獨(dú)立工作的微型計(jì)算機(jī)。如PC/104計(jì)算機(jī)，高度模塊化設(shè)計(jì)，通過棧接的方式可以為嵌入式應(yīng)用供應(yīng)高集成度的CPU模塊、電源模塊、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通訊等模塊。因?yàn)榭梢宰灾鬟x擇須要的模塊棧接入系統(tǒng)，因此系統(tǒng)搭建具有很大的敏捷性；雖然整體體積比PC機(jī)小得多，但軟件結(jié)構(gòu)可以與IBMPC/AT體系完全兼容。嵌入式計(jì)算機(jī)PC/104液晶顯示器PC/104標(biāo)準(zhǔn)供應(yīng)與PC總線在體系結(jié)構(gòu)、硬件和軟件上的完全兼容。接受CMOS器件，功耗低；棧接結(jié)構(gòu)，特別緊湊堅(jiān)實(shí)。已有的PC/104模塊為構(gòu)造嵌入式系統(tǒng)供應(yīng)了種類繁多的各種構(gòu)件，它的高集成性和可模塊化的結(jié)構(gòu)適用于多種應(yīng)用。（六）可編程邏輯器件PLD

（Programmablelogicdevice）PLD是做為一種通用集成電路生產(chǎn)的，它的邏輯功能依據(jù)用戶對(duì)器件編程來確定。一般的PLD的集成度很高，足以滿足設(shè)計(jì)一般的數(shù)字系統(tǒng)的須要。這樣就可以由設(shè)計(jì)人員自行編程而把一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)“集成”在一片PLD上，而不必去請(qǐng)芯片制造廠商設(shè)計(jì)和制作專用的集成電路芯片。目前常用的PLD產(chǎn)品主要有：1、現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列FPLA（Fieldprogrammablelogicarray）2、可編程陣列邏輯PAL（Programmablearraylogic）；3、通用陣列邏輯GAL（Genericarraylogic）；4、困難可編程邏輯器件CPLD（ComplexProgrammableLogicDevice）；5、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA（fieldprogrammablegatearray）。其中CPLD和FPGA的集成度比較高，有時(shí)又把這兩種器件稱為高密度PLD。FPGA是在PAL、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。它是作為專用集成電路（ASIC）領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)的，既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點(diǎn)。FPGA的基本特點(diǎn)主要有：1）接受FPGA設(shè)計(jì)ASIC電路，用戶不須要投片生產(chǎn)，就能得到合用的芯片。2）FPGA可做其它全定制或半定制ASIC電路中的試樣片。3）FPGA內(nèi)部有豐富的觸發(fā)器和I／O引腳。4）FPGA是ASIC電路中設(shè)計(jì)周期最短、開發(fā)費(fèi)用最低、風(fēng)險(xiǎn)最小的器件之一。5）FPGA接受高速CHMOS工藝，功耗低，可以與CMOS、TTL電平兼容?？梢哉f，F(xiàn)PGA芯片是小批量系統(tǒng)提高系統(tǒng)集成度、牢靠性的最佳選擇之一。1.2數(shù)字限制對(duì)計(jì)算機(jī)（系統(tǒng)）的要求1.2.1實(shí)時(shí)限制在一個(gè)采樣周期T內(nèi)必需完成如下操作：1.數(shù)據(jù)采集：采樣，A/D轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)輸入的時(shí)間△t1；2.程序運(yùn)行求出限制量的時(shí)間△t2；3.限制量的輸出和存儲(chǔ)時(shí)間△t3。則為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)限制，必需有1.2.2對(duì)計(jì)算機(jī)（系統(tǒng)）的要求硬件支持1.CPU、內(nèi)存、中斷、指令系統(tǒng)等；2.實(shí)