一種新的IEC31131-3語言編譯器中間結構的設計方案

0 引言

　　IEC61131—3組態軟件是分布式控制系統中的上位軟件，是工程師與系統的接口，可完成控制系統中現場設備運行的邏輯組態，從而實現對系統的控制。隨著PLC與DCS系統的應用日趨廣泛，IEC6113l一3已經在工業自動化中建立了牢固的國際標準，國內外大部分工業自動化廠商都有提供基于國際標準IEC6113l一3的IEC組態編程系統，IEC組態軟件的研發已經成為工業自動化廠商的核心技術。IEC組態軟件的實現原理之一是將前端用各種組態語言(ST，LD，FBD，SFC，IL)編寫的程序轉化成中間結構，再由組態軟件編譯后端根據不同的硬件平臺信息將中間結構編譯成在該平臺上可執行的目標文件。組態軟件編譯部分的中間結構是組態軟件IEC語言前端與組態軟件編譯后端的主要接口。好的中間結構可使IEC語言前端做到與目標機器無關，而不依賴于目標機器平臺，同時可節省IEC語言前端的翻譯工作。現今編譯程序使用的中間結構有很多種形式，常見的有逆波蘭式、三元式、四元式和樹形結構，本文介紹一種基于三叉樹鏈表的中間結構。

　　1 總體設計思想

　　基于樹形結構的中間結構是現今大多數編譯器中間結構的主流設計方案，比如GCC、LCC、TCC等均使用二叉樹或者多又樹作為其中間結構。本文介紹的是一種三叉樹的設計方案。該方案中，以中間結構表示的高級語言程序單元就是三叉語法樹節點組成的多層森林，每一層森林都是一個一維雙向鏈表，鏈表中的每個“節點”稱之為語法樹(一棵三叉樹)，而每棵語法樹的節點則稱之為樹節點。其中，程序單元以POU(程序組織單元)為翻譯單位。

　　每個三叉樹節點包括的信息主要有語法樹的操作、節點類型、指向三個子樹的指針、鏈表前項與后項指針、關聯符號指針等。樹節點結構體的數據結構表示如下：

　　其中，語法操作表示該節點可以完成什么樣的“運算”。語法分析樹的語法操作符可以分為分別是POU節點操作符、語句操作符和表達式操作符三種類型，這三種類型的語法操作符將在下一節詳細介紹，通常可以語法分析樹的語法操作來區分不同的語法分析樹。

　　類型是指當前語法分析樹所代表的語法操作的類型。