IEC 61499是用於分佈式工業過程測量與控制系統(IPMCSs)功能塊的標準。該標準的名稱表明了兩個重要的概念
-分佈式工業過程測量與控制系統
(IPMCSs)表明該標準針對的是工業分佈式系統-由多臺設備通過網絡構成的系統。相比之下，IEC61131 PLC 標準針對的是單臺設備的編程。也許有人會產生一些疑惑，PLC 不是也可以通過網絡構成分佈式控制系統麼？這兩個標準有什麼區別呢？其中主要的差別就在與IEC61499 標準將分佈式系統當作一個整體來考慮。在IEC61499 的概念之下，整體地定義系統，設備和資源。設計一個完整的基於功能塊網絡的應用程序，然後將這個網絡分解成爲若干段，映射到相應的設備上去。通俗地講，基於IEC61131 標準的分佈式系統要爲每一個設備編寫不同的程序，以及設備之間的通信協議。而基於IEC61499 標準的分佈式系統只編寫一個大的控制程序，然後分段映射到各個設備上運行。而且系統的調試，部署和監控都有以一個整體來加以考慮的。第一次接觸IEC61499 標準是我就喫驚地感受到它的制定者真是一個大膽的想法。這將大大地簡化了分佈式系統的編程，部署和運維。在後來的具體實驗中，也的確感受到了這一點。編寫一個多臺設備構成的一個跑馬燈控制系統，半個小時就搞定的了，而且應用程序修改起來十分的方便。
在上圖中示意了由多個個設備構成的分佈式系統（圖中只畫出了兩個設備）。設計者編寫了一個由FB1 到FB5 構成的功能塊網絡，實現的他希望在這個系統上實現的控制程序。在IEC61499 的開發工具（通常我們稱之爲IEC6499 開發環境IDE）中，藉助於圖形編輯工具輸入這個功能塊網絡。然後通過映射將功能塊FB1映射到設備1，將FB2 映射到設備2.。等等。由於FB1 和FB2 分佈部署在兩個設備上，功能塊之間的連線表示的數據傳輸要通過網路來實現。因此，開發工具在映射是會自動地插入通信服務功能塊SUB和PUB。在IEC61499 中功能塊通信是通過這種訂閱（SUB）/發佈（PUB）機制來實現的。
完成映射之後，開發環境會將系統部署到各個設備上。所謂部署，就是通過網絡將功能塊網絡段下載到設備中。每個設備中都已經預先運行了一個IEC61499 運行時（runtime）。它負責執行下載的功能塊網絡段。並且通過過程接口（process interface） 與設備的硬件接口打交道。
-功能塊（Function block）
功能塊是一個軟件的功能單元。它採用圖形化表示。通過功能塊圖形之間的連線，實現一個功能塊網絡形式的應用程序。下面就是一個LED 閃爍程序的功能塊網絡。
這張圖看上去和硬件設計的原理圖十分相似，E_CYCLE 相當於一個時鐘發生器，它產生一個週期爲一秒鐘的信號。E_SWITCH 是一個2選1 電路，E_SR 類似於數字電路的RS 觸發器。它和E_SWITCH構成了一個除 2 電路。在Q端將產生一個週期爲2 秒的方波脈衝信號。QX 是一個硬件接口功能塊。將脈衝信號在第4個GPIO 上，控制LED 閃爍。將該功能塊映射到一個設備上。一旦部署成功，LED 就會不停地閃爍。
相信具有數字電路基礎的讀者都能夠看懂上面的“原理圖”，雖然我是一個軟件工程師，但是也十分喜歡這樣硬件的（hardware-like）功能表達方式。編寫程序就像搭試電路那樣具有成就感和真實感。
IEC61499 標準中，定義了少量的基本功能塊。IEC61499 的開發環境會提供更多的功能塊庫。專業的IEC61499 軟件
因此，一個完整的IEC61499 軟件系統包括了開發環境，運行時程序和功能塊庫組成。下面是一個著名的IEC61499 開源項目4DIAC 的系統組成。
在我們的研究項目中。我們在Windows /ubuntu 上運行4DIAC的開發環境X86 PC的Ubuntu OS ，全志Arm的H6 ，瑞芯微的RK3399 已經樹莓PI3 上面運行4DIAC 的forte 運行時。
IEC61499 參考模型
在第一篇中，我們已經提及了工業軟件中模型的重要性，下面我們就來詳細地瞭解IEC61499 是如何通過模型來定義它的各種模型的。
在IEC61499 標準中，定義瞭如下幾種模型
系統模型(system model)
設備模型(device model)
資源模型(resource model )
應用模型（Application model）
功能塊模型（function block model）
分佈式模型（distribution model）
管理模型（management model）
操作狀態模型（operational state models）
我們先了解前四種模型，後面再詳細地研究其它的模型。
系統模型
爲了IEC61499 的目的，一個工業過程測量和控制系統的模型是一組相互連接的設備構成，相互之間通過網絡通信。通信網絡由網段和鏈接構成。設備通過鏈接接入網段。
IPMCS 完成的功能在模型中稱爲應用（Application），它可以駐留在一個設備中，例如應用C 。或者能分佈在幾個設備中。比如應用A和應用B。比如，一個應用可以由一個或者多個控制環路構成，在這些環中，一個設備採集輸入數據，另外一個設備完成過程控制，而輸出轉換在第三個設備中完成。
可以看出，在IEC61499 中，應用（Application）就是基於功能塊網絡的應用程序。在中文翻譯時，直接使用“應用”表示應用程序，有時會引起語義的混淆。所以在我的文章中，有時會使用“應用程序”來表示“應用”一詞。
在前面已經提到過，設備可以是X86 PC，也可以是各種基於Arm 的小型計算機，比如樹莓PI。
設備模型
從圖2 可以看出，一臺設備至少有一個接口（interface），亦即過程接口或者通信接口；也包含零個或者多個資源
“過程接口”提供了物理過程（模擬測量和離散IO 等）和資源之間的映射，與物理過程交換的信息以數據或者事件的形式呈現給資源。
通信接口提供了資源之間通過通信網絡交換信息的映射。由通信接口提供的服務包括：
通信的信息表達成數據或者事件給資源
附加服務包括支持程序設計，配置和診斷。
資源模型
IEC61499 標準中資源的概念是比較難以理解的，因爲它不像設備，網絡那麼直觀。在標準中，定義爲資源由功能單元（functional unit）構成，而在holobloc 網站的文檔中，資源稱之爲提供在分佈式系統中運行應用程序所需要服務的“工作馬力（workhorses ）”。在4DIAC 項目中，當添加一個設備時，自動在該設備下面產生了一個資源，除了修改一個名稱之外，沒有更多的編輯。資源可以理解爲是設備中支撐應用程序的軟件單元(supporting software uint）模型。也可以將資源理解爲應用的運行環境的模型。資源模型對設備的硬件和網絡接口進行了抽象。它們主要包括
過程映射
完成應用與過程接口數據和事件的映射。映射由專門爲此目的的服務接口功能塊建模。
通信映射
完成應用與通信接口之間的數據和事件映射。映射由專門爲此目的的服務接口功能塊。建模。
調度
執行應用中功能塊之間的數據傳輸，遵循下列時間和順序的需要
產生事件
功能塊的相互連接
調度信息，例如週期和優先級。
資源是IEC61499 設備中的運行時（runingtime）程序來實現的。所以在IEC61499的開發環境中並沒有太多對資源的產設定。初學者可以不太去糾結資源到底是什麼。
應用模型
應用（程序）由功能塊網絡和它們的參數構成，它的節點是功能塊或者子應用。網絡分支是數據和事件連接線；
子應用（程序）是子應用（程序）類型的實例。子應用和應用類似，由功能塊網絡，應用名稱，子應用和功能塊對象的名稱構成。可以建立分層標識符，唯一地標識系統中的每一個功能塊對象。應用分佈在一個或者多個設備中的若干資源中。
前面我們已經提到過，應用是整個分佈式系統的應用，他分成爲若干段，分別部署到各個設備中。
在下一篇中，我們會詳細的研究IEC61499 的功能塊。會對IEC61499 應用具有更深刻的理解。