PLC在用户程序执行过程中，需要频繁的对输出映像存储器进行读写位信息和数据的操作，由于ARM微处理器没有位处理指令，需要添加专用程序用于位信息处理，高速位信息输出操作和数据按4位一组在输出映像存储器的读写操作。这样，对输出映像存储器进行读写处理过程中，ARM微处理器需要执行多条指令，对PLC用户程序的执行速度产生影响。本课题提出应用FPGA设计PLC输出控制器的硬连接电路解决PLC对输出映像存储器和输出端口的控制，先研制位信息输出控制核和数据输出控制核，然后设计构成PLC输出控制器。研究主要取得了以下成果：（1）完成位信息输出控制核和数据输出控制核的整体结构、操作命令、命令字格式、工作时序、功能模块等方案的制定。（2）完成位信息输出控制核的设计。控制核由命令地址控制、写入位信息存储、位信息读写控制、高速输出位信息控制器、输出映像存储器、脉冲分配器和PLC输出端口与输出锁存器七个功能模块组成。控制核获取命令和位信息后，启动内部时序自主完成位信息的读写和高速输出操作。控制核分别根据Y编码高四位和低二位的寻址方式完成位信息的读写操作。（3）完成数据输出控制核的设计。控制核由命令地址控制、数据转换存储器、数据传送控制、PLC输出映像存储器、数据锁存器与输出端口、脉冲分配器六个功能模块组成。控制核获取命令字和数据后，启动内部时序自主完成数据的读取、写入或输出操作。控制核根据Y编码高四位和Y组值的寻址完成4位一组数据在输出映像存储器的读写操作。（4）在完成位信息输出控制核和数据输出控制核设计调试的基础上，设计由九个功能模块组成，具备2个控制核所有功能的PLC输出控制器，对数据总线控制方式进行了设计。（5）完成仿真、实验验证方案的制定，在Actel公司的ProASIC3A3P1000芯片上进行功能仿真、时序仿真和测试，验证了基于FPGA的PLC输出控制核及控制器从功能到硬件的可行性。