动机

传统的工业控制器以PLC为主，PLC基于专用硬件和专用软件构成。虽然很稳定，但也存在芯片方案老旧，编程语言局限（局限于 IEC61131‑3）以及定制开发灵活性差的问题。

现在PLC发展出现了新的趋势，出现了两种新形态的“PLC”控制器：

软PLC

硬件使用通用的商用处理器，软件基于实时操作系统或者实时内核构建。常见的产品有倍福公司的TwinCAT生态以及CODESYS软件集团的CODESYS生态。

混合PLC

硬件使用通用商用处理器+专用PLC芯片的异构架构。在通用商用处理器上运行一种实时操作系统，例如Vxworks， Linux RT，在PLC芯片上运行传统PLC软件，使用传统的PLC生态进行开发。代表的产品是三菱自动化推出的MXR500L系列产品。

无论是哪种形态，新形态的“PLC”的芯片算力得到空前提高，并且拥有海量内存和磁盘资源，搭载的实时操作系统也对开发者开放。

开发者不仅可以使用厂商提供的API接口对PLC运行时或者PLC硬件进行互操作，也可以使用海量开源资源进行灵活的定制开发。一些以前难以在PLC上部署的功能也能实现：

• 复杂的自动化算法，例如最优控制，模型预测控制这种算法可以直接部署到PLC上；
• 数据采集，数据分析，数据库等应用也能部署到PLC上；
• 可以开发各种定制通讯协议以及界面；

实时操作系统带来了高度的灵活性，也带来了比较高的开发门槛，大部分控制工程师和电气工程并不具备直接开发实时应用的能力，直接给一个操作系统直接开发业务逻辑往往有点困难。

所以我想开发一款中间件，工作在操作系统和控制业务逻辑中间，将操作系统和业务逻辑解耦。

目标平台

嵌入式平台

例如三菱的MXR500L，或者其他预装Linux RT和Codesys的ARM based控制器。建议搭建交叉编译环境进行开发。

PC平台

任何预装Linux RT和Codesys的工控PC。建议直接使用本地资源进行编译和开发。

搭建开发平台

搭建交叉编译环境

以下假设本地平台：x86_64-linux-gnu，目标平台是aarch64-linux-gnu。

安装Linux系统

在PC上安装Linux系统或者使用虚拟机安装Linux，Linux版本务必与目标机的Linux版本一致。

将用户添加到sudoers组

使用终端执行以下命令：

su - root
usermod -aG sudo r2h

安装交叉编译工具链

联机后，使用终端执行以下命令：

sudo apt-get update
sudo apt-get install crossbuild-essential-arm64

安装 GDB

联机后，使用终端执行以下命令：

sudo apt-get update
sudo apt-get install gdb-multiarch

安装 GDB Server

下载源文件并解压

GMP & MPFR

https://gcc.gnu.org/pub/gcc/infrastructure/

GDB

https://ftp.gnu.org/gnu/gdb/

编译 GMP

进入 GMP 源文件目录后运行以下代码来生成 makefile：

./configure --prefix=/home/r2h/tools/build/gmp --host=aarch64-linux-gnu

使用以下命令进行编译：

make
make install

编译 MPFR

进入 MPFR 源文件目录后运行以下代码来生成 makefile：

./configure \
--prefix=/home/r2h/tools/build/mpfr\
--host=aarch64-linux-gnu \
--with-gmp=/home/r2h/tools/build/gmp

--with-gmp：指定已安装的 GMP 库路径

使用以下命令进行编译：

make
make install

编译 GDB Server

进入 GDB 源文件目录后运行以下代码来生成 makefile：

./configure \
--prefix=/home/r2h/tools/build/gdb\
--host=aarch64-linux-gnu\
--with-gmp=/home/r2h/tools/build/gmp\
--with-mpfr=/home/r2h/tools/build/mpfr

--with-gmp：指定已安装的 GMP 库路径

--with-mpfr：指定已安装的 MPFR 库路径

使用以下命令进行编译：

make all-gdbserver
make install-gdbserver

复制到目标机

在 GDB 目录后使用 scp 命令将 gdbserver 传送至目标机（以三菱MXR500L为例）：

scp gdbserver mxr@192.168.3.3:/home/mxr

验证

使用 SSH 远程登录到目标机，查看 gdbserve r的版本可以验证 gdbserver 是否可以正常工作：

ssh mxr@192.168.3.3
./gdbserver --version

安装 Eclipse IDE for C/C++ Developers

Eclipse IDE for C/C++ Developershttps://www.eclipse.org/downloads/packages/release/2026-09/r/eclipse-ide-cc-developers使用 Eclipse IDE 新建 Cross-Compile Project 即可进行开发和调试程序了。需要注意几点：

• 根据目标机平台设置相应的 prefix，例如ARM64平台，通常可以设置为 aarch64-linux-gnu- ；
• 正确设置 Connection，通常使用 SSH；
• 正确设置 GDB Debugger 路径，通常是 /usr/bin/gdb-multiarch；
• 正确设置 GDB Server 路径，该路径指示调试器如何在目标机中找到 GDB Server，用户应使用 SCP 将 GDB Server 复制到这个路径所指示的目录中；

允许root用户通过SSH登录目标机

为了方便调试，避免权限问题导致的一些问题，应该让目标机允许 root 用户通过 SSH 登录，我们可以通过修改目标机上的 sshd_config 文件实现：

sudo vim /etc/ssh/sshd_config
PermitRootLogin yes
service ssh restart

搭建本地编译环境

 安装 Eclipse IDE for C/C++ Developers

Eclipse IDE for C/C++ Developershttps://www.eclipse.org/downloads/packages/release/2026-09/r/eclipse-ide-cc-developers使用 Eclipse IDE 新建 Empty Project 即可进行开发和调试程序了。