通信层

      应用开发层和硬件设备层之间的通讯是由CODESYS中的网关服务器来实现的，CODESYS网关服务器中安装了OPC服务器。

      CODESYS 网关服务器。作用在应用开发层和硬件设备层之间，可以使用TCP/IP协议或通过CAN等总线实现远程访问，是CODESYS开发工具包不可分割的一部分。

CODESYS OPC服务器。对基于CODESYS进行编程的控制器，无需考虑所使用的硬件CPU，已经集成并实现了OPC V2.0规范的多客户端功能，且能同时访问多个控制器。

3、设备层

      在使用基于IEC 61131-3标准的编程开发工具CODESYS对一个硬件设备进行操作前，硬件供应商必须要在设备层预先安装CODESYS的实时核（CODESYS Runtime）。同时，也可以通过使用CODESYS的可选组件：如CODESYS目标可视化编程模块或网络可视化编程模块来实现功能上的扩展。

4、CODESYS软件架构中各层关系

      CODESYS代码执行机制是编译执行，用户在开发层编写完成的IEC程序通过集成的编译器编译为二进制代码，再通过以太网或串口下载至设备层中，Zui终该应用程序中的文件已经被转为二进制代码存放在目标设备中，根据用户设定的执行方式循环执行对应程序。

　　机器人的控制，像数控机床一样，对实时性有要求，因此我们选择的操作系统zuihao是实时操作系统（RTOS）。遗憾的是，我们经常用的操作系统都不是实时的，例如Windows和Linux。实时操作系统有两种实现方式：
　　1. 放弃通用的操作系统，从底层重新开始设计，代表性的有VxWorks、QNX、WinCE、μC/OS、LynxOS等；这种方式的缺点是所有的任务都是实时的，即使任务本身没有实时的必要，例如网络访问、文件系统访问，因此你得专门开发适用于这种操作系统的应用程序，工作量可能比较大。VxWorks在军事和工业应用较多，例如被应用于战斗机和火箭上。VxWorks留下了一个空白，这就是车载领域，现在这个市场被QNX占据了。
　　2. 通过对通用的操作系统打补丁（添加扩展），使其具备实时性，代表性的有Windows RTX、Xenomai、RT Linux、RTAI，这种方式的缺点是，对实时任务的支持（资源）没有第一种方式多；
　　考虑到Windows和Linux这两款操作系统的用户较多，CoDeSys推出了相应的实时补丁（RTE），为用户免去了改造的烦恼。想了解更多的CoDeSys Runtime信息可以阅读官方的文档。
　　CoDeSys runtime如果不安装在操作系统之上，则需要其自己备有简单的调度程序。CoDeSys自带的调度程序比较简单，有两种：
　　1　Embedded Scheduler 这种是简单的轮询，一个任务结束前另一个任务不能运行，任务之间不能抢占，实际上这种方式并不是实时的；
　　2　Timer Scheduler 为每个任务分配一个定时器，定时触发；
　　CoDeSys给机器人厂家开发控制器带来了便利，但是依靠CoDeSys这类商业软件打造自己的控制器产品也存在不少的缺点：
　　1　底层算法不公开
　　CoDeSys集成的运动控制组件、总线协议栈都是封装好的，用户无法了解其内部细节，也无法针对自己的具体需求进行定制优化，只能简单地调用。用户只能依附于CoDeSys平台，难以形成自己的技术。
　　2　功能有限，难以扩展
　　现在以机器视觉、人工智能、自动驾驶等为代表的新技术突飞猛进，而工业控制上的很多技术仍然停留在20年前。以移动机器人中的导航场景为例，基于视觉或者激光的导航方法需要采集大量的数据并对其进行处理，其中涉及相当多的矩阵计算。而现在PLC只能进行落后的一维数字计算，难以实现复杂的算法。与人工智能圈子喜欢开源的风格正好相反，工业控制圈子相互封闭，谁都不肯开放自家的函数库，开源函数库很少，就连Zui基本的滤波算法、矩阵计算都要自己从头开始写。而且，guojibiaozhunIEC提供的标准函数太过有限，完全无法适应新的场景，急需扩展。
　　3 成本高、难以更新
　　商业软PLC成本动不动几十万，这还不包括各种总线通信库、运动控制库、可视化库，这些仍需单独购买，而且需要从售出产品上提成，对于小团队来说成本难以接受。由于完全依赖CoDeSys，客户自己产品硬件的升级换代需要重新定制移植，导致成本增加。这让笔者想起来曾经微软给手机打造的操作系统Windows Phone，微软在移动端是如何一步步作死的呢？其中关键的一条就是向手机厂商收取高额的授权费，可能微软当大爷当惯了，而且更不要脸的是给用户设置障碍，同一款手机系统不能连续升级。

　　GEB Automation也推出了与CoDeSys类似的软PLC，支持编程、调试、仿真，面向OEM的产品售价9500美元，比CoDeSys好的是一次性付费不再收取单机提成，可以移植到常用的硬件平台，其IDE基于Eclipse开发。