根据给定的文件信息，以下是关于“基于FPGA的大型养路机械程序控制器的设计”这一主题的知识点：
1. FPGA的应用领域
FPGA（现场可编程门阵列）是一种可以通过编程来实现特定功能的半导体集成电路。由于其可编程特性，FPGA在高速数字信号处理、通信设备、数据存储、图像处理和航空航天等多个领域有着广泛的应用。在本篇文章中，FPGA被应用在铁路大型养路机械的控制器设计中，用于实现快速的逻辑运算和复杂控制。
2. 大型养路机械及捣固车介绍
大型养路机械是铁路维护和养护过程中不可或缺的机械设备，主要用于铁路轨道的检测、维护和修复。捣固车是一种特定的养路机械，能够在铁路轨道维修过程中完成拨道、起道、捣固、夹持、液压走行和制动等一系列动作，是铁路运输线路维护的重要工具。
3. 控制系统的组成
传统的捣固车程控系统一般采用进口的一位机系统来实现逻辑运算，其中核心芯片为工业控制单元MC14500。该芯片由于停产多年且难以找到替代品，导致现有的程控主机板经常出现不稳定的问题，因此需要对程序控制器进行升级。
4. 基于FPGA+AVR单片机的控制器设计
为解决上述问题，文章提出了一种基于FPGA+AVR单片机的新型程序控制器系统。该设计将原本一位机系统内的所有功能集成到FPGA芯片内，通过VHDL语言编程实现原系统内核及外围电路。AVR单片机负责读取和发送程控数据，实现了对作业系统的稳定控制。
5. 硬件与软件设计
新型程序控制器硬件以FPGA和AVR单片机为核心，利用FPGA实现程序控制器内核逻辑，并在FPGA内部形成两个双口RAM，对程控信号进行分类存储。AVR单片机读取双口RAM中的程控数据，根据规则组合后通过CAN总线和RS-232串口发送出去。文章详细介绍了硬件设计和软件设计，并强调该控制器已在多种捣固车上稳定运行，展示了其应用效果。
6. 通信接口的集成
新型控制器引入了CAN总线和RS-232串口通信接口，使得控制器不仅能够完全兼容原程控主机板，而且能够与其他系统进行通信。这一点对于大型养路机械远程诊断系统和捣固车作业保护系统尤为重要，可实现系统的远程控制和状态监控。
7. 程控主机板的内部结构
传统的程控主机板通过地址总线、数据线和控制总线等与板内各类电路组件交换信息，包括数据选择器、锁存器、外部输入/输出板、子程序板、定时器板等。这些组件共同作用，获取作业系统各部件的工作状态，按照固化在ROM里的作业程序进行逻辑运算，最终控制作业系统的各个部分。
8. 文献的出版信息
文章由陈荣和谭海波撰写，发表在《企业技术开发》2015年第34卷第7期，文章编号为1006-8937(2015)07-0015-04，其DOI为10.14165/***ki.hunansci.2015.07.005。
9. 作者背景
文章作者之一的陈荣，1978年生于四川简阳，拥有硕士学位，是一名工程师。他的研究方向为铁路大型养路机械电气系统，展示了其在该领域的专业背景和研究兴趣。
10. 研究意义和应用前景
文章所介绍的基于FPGA的大型养路机械程序控制器，不仅解决了现有控制器不稳定的问题，而且通过使用主流硬件技术，提高了系统的兼容性和扩展性。这种控制器的应用将有助于提高铁路养护作业的效率和质量，具有重要的实用价值和良好的市场应用前景。
以上知识点涵盖了文章标题和描述中提到的所有核心概念，并详细介绍了FPGA在养路机械程序控制器设计中的应用、硬件和软件设计的具体内容、新型控制器的技术特点以及其在铁路大型养路机械领域的应用价值。
