ARM与FPGA作为两种广泛应用于嵌入式系统的微处理器，各有所长。ARM处理器擅长于执行控制层面的任务，因其强大的CPU核心以及丰富的软件生态而被广泛应用于复杂控制算法的处理。而FPGA（现场可编程门阵列）则以其并行处理能力和灵活的硬件可配置性，被广泛应用于高速信号处理与定制化逻辑实现。
将ARM处理器与FPGA结合组成可编程逻辑控制器（PLC）的结构，是为了利用两者在处理速度和逻辑配置方面的互补性。在通信系统中，PLC扮演着控制信号和数据流的关键角色。ARM处理器可以负责系统控制、协议处理等软件层面的任务，而FPGA则可以用来实现特定的硬件加速功能，比如数字信号处理、数据加密解密、接口协议转换等。这种结构能够在保证高效处理的同时，还保持了系统的灵活性和可扩展性。
在设计ARM+FPGA组成的PLC通信系统时，需要重点考虑以下几个方面：
1. 系统架构设计：首先需要确定ARM和FPGA各自承担的角色，以及它们之间如何高效交互。设计时可能会涉及数据总线、控制总线以及内存映射等技术，确保ARM处理器可以有效地利用FPGA提供的硬件加速功能。
2. 接口设计：ARM与FPGA之间的通信接口设计至关重要。通常需要设计高速的通信接口，比如AHB、APB、AXI等，以满足数据传输速度和实时性的要求。在一些对信号质量要求较高的应用中，甚至可能需要设计专用的高速差分信号接口。
3. 实时性与可靠性：PLC在工业通信系统中要求具有极高的实时性和可靠性。因此，设计通信系统时，必须确保数据处理和传输的实时性，以及整个系统的稳定性和故障自恢复能力。
4. 软件和固件的开发：ARM处理器需要运行操作系统以及相应的应用程序，而FPGA则需要编写相应的硬件描述语言（HDL）代码来实现硬件逻辑。在设计过程中，ARM处理器的软件开发和FPGA的固件开发需要并行进行，并在系统集成时进行充分的测试和调试。
5. 系统集成与测试：ARM和FPGA的结合使用，系统集成和测试阶段是一个挑战。需要检查ARM处理器与FPGA之间的通信是否稳定，数据是否能正确快速地传输，以及系统在各种工作条件下是否能够正常运行。
在实际的通信系统设计中，ARM+FPGA的结合模式已成为一种趋势，特别是在那些对实时性、并行处理能力和定制化功能有高要求的场合。例如，在工业控制、通信基站、高性能计算、航空航天以及医疗设备等领域，此类PLC结构被广泛应用。
通过深入研究ARM和FPGA在PLC通信系统设计中的应用，可以挖掘出更多提升系统性能、优化成本和提高可靠性的方法。随着技术的进步，可以预见ARM和FPGA的结合使用将会进一步发展，并逐渐深入到更多高科技应用领域中去。
