(57)【要約】      （修正有）【課題】プログラマブルコントローラを構成する専用プロセッサ、汎用プロセッサ、及び、メモリの３つの部品の全てを１つのＬＳＩに内蔵したプログラマブルコントローラを提供する。【解決手段】数値制御工作機械の動作を規定するシーケンスプログラムの中の所定の第１の命令を実行する第１のプロセッサである専用プロセッサ１１、前記シーケンスプログラムの中の、前記第１のプロセッサで実行できない第２の命令を実行する第２のプロセッサである汎用プロセッサ１２、前記シーケンスプログラムのオブジェクトコード及び演算処理の対象となる入出力データを格納するためのメモリ１３で構成されるプログラマブルコントローラは、専用プロセッサ１１及び汎用プロセッサ１２及びメモリ１３が１つのＬＳＩ１０に内蔵され、ＬＳＩ１０の内部でバス１４により接続される。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
数値制御工作機械において、該数値制御工作機械の動作を規定するシーケンスプログラムの中の所定の第１の命令を実行する第１のプロセッサ、前記シーケンスプログラムの中の、前記第１のプロセッサで実行できない第２の命令を実行する第２のプロセッサ、前記シーケンスプログラムのオブジェクトコード及び演算処理の対象となる入出力データを格納するためのメモリで構成されるプログラマブルコントローラにおいて、
前記第１のプロセッサ及び前記第２のプロセッサ及び前記メモリを１つのＬＳＩに内蔵し、前記ＬＳＩ内部でバス接続することを特徴とするプログラマブルコントローラ。
【請求項２】
前記バス接続は、前記第１のプロセッサと前記第２のプロセッサの間、前記第１のプロセッサと前記メモリの間、前記第２のプロセッサと前記メモリの間を専用バスで接続することを特徴とする請求項１に記載のプログラマブルコントローラ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、工作機械を制御する数値制御装置に用いられるプログラマブルコントローラにおけるハードウェアに関する。
【背景技術】
【０００２】
プログラマブルコントローラのハードウェア９０は、一般に、図３に示されるように、主に、専用プロセッサ９１、汎用プロセッサ９２、メモリ９３の３つの部品で構成される。専用プロセッサ９１は、１ビットのデータに対して演算処理を行う等の、単純であるが、汎用プロセッサ９２で行った場合、数十サイクルを要する命令を、このような演算処理に特化した回路構成をとることにより数サイクルで実行することができる。汎用プロセッサ９２は、専用プロセッサ９１では処理できない複雑な命令を実行する。また汎用プロセッサ９２ではプログラムカウンタのセット、プログラム実行開始フラグのセット等の専用プロセッサ９１の制御も行う。
【０００３】
また、メモリ９３には、汎用プロセッサ９２及び専用プロセッサ９１が処理するシーケンスプログラムのオブジェクトコードの格納、シーケンスプログラムによる演算処理の対象となる入出力データの格納、及び、汎用プロセッサ９２がシーケンスプログラムを実行する際のワークメモリの用途がある。なお、メモリ９３は用途に応じて複数個に分けても良い。
【０００４】
特許文献１には、専用プロセッサ９１である基本命令処理専用プロセッサと汎用プロセッサ９２である機能命令処理専用プロセッサを備えたプログラマブルコントローラが開示されている。また、特許文献２には、専用プロセッサ９１を専用ＬＳＩ、汎用プロセッサ９２をＣＰＵとして備えたプログラマブルコントローラが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１７５１１５号公報
【特許文献２】特開２００９−１１６４４５号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
工作機械を制御する制御装置の高性能化と価格を抑えることが求められており、プログラマブルコントローラにおいて、高性能化し、かつ、ハードウェアを構成する部品点数を減らすことにより低価格化することがより強く求められている。プログラマブルコントローラは、従来、これら専用プロセッサ、汎用プロセッサ、及び、メモリの３つの構成要素がプリント板に実装され、プリント板上の配線によりバス接続されていた。  
プログラマブルコントローラを高性能化（プログラム処理の高速化）するためには、専用プロセッサ９１、汎用プロセッサ９２、メモリ９３を接続するバスのバス幅を拡大する、または、バスの動作速度を上昇させる必要があるが、専用プロセッサ９１、汎用プロセッサ９２、メモリ９３をプリント板上の配線（バス９４）によりバス接続する従来方式では、バス幅拡大、動作速度上昇により、以下のような問題が発生する。  
●プリント板上の配線が増え、信号同士の同期をとるために配線長やインピーダンスを合わせる必要があるため、プリント板設計が難しくなる。  
●プリント板上の配線が増えた場合、または、バスの動作速度が上昇した場合、回路の誤動作の原因となるクロストークや、ＥＭＩノイズが発生し易くなる。  
他方、プログラマブルコントローラを低価格化するためには安価な部品を採用するしかなく、これは高性能化（部品が高価）の方向とは相反する。  
以上により、従来の構成ではプログラマブルコントローラの高性能化と低価格化を両立させるのが困難であるというデメリットがある。
【０００７】
そこで、本考案の目的は、プログラマブルコントローラを構成する専用プロセッサ、汎用プロセッサ、及び、メモリの３つの部品の全てを１つのＬＳＩに内蔵したプログラマブルコントローラのハードウェアを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の請求項１に係る考案は、数値制御工作機械において、該数値制御工作機械の動作を規定するシーケンスプログラムの中の所定の第１の命令を実行する第１のプロセッサ、前記シーケンスプログラムの中の、前記第１のプロセッサで実行できない第２の命令を実行する第２のプロセッサ、前記シーケンスプログラムのオブジェクトコード及び演算処理の対象となる入出力データを格納するためのメモリで構成されるプログラマブルコントローラにおいて、前記第１のプロセッサ及び前記第２のプロセッサ及び前記メモリを１つのＬＳＩに内蔵し、前記ＬＳＩ内部でバス接続することを特徴とするプログラマブルコントローラである。  
請求項２に係る考案は、前記バス接続は、前記第１のプロセッサと前記第２のプロセッサの間、前記第１のプロセッサと前記メモリの間、前記第２のプロセッサと前記メモリの間を専用バスで接続することを特徴とする請求項１に記載のプログラマブルコントローラである。
【考案の効果】
【０００９】
本考案により、プログラマブルコントローラを構成する専用プロセッサ、汎用プロセッサ、及び、メモリの３つの部品の全てを１つのＬＳＩに内蔵したプログラマブルコントローラのハードウェアを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本考案に係るプログラマブルコントローラの実施形態のハードウェア構成を説明する図である。
【図２】本考案に係るプログラマブルコントローラの他の実施形態のハードウェア構成を説明する図である。
【図３】従来のプログラマブルコントローラのハードウェア構成を説明する図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
本考案のプログラマブルコントローラは、プログラマブルコントローラを構成する３つの部品（専用プロセッサ、汎用プロセッサ、及び、メモリ）の全てをカスタムＬＳＩに内蔵し、これにより前記プログラマブルコントローラのハードウェアを構成する。
【００１２】
以下、本考案の実施形態を図面と共に説明する。  
＜実施形態１＞
ＬＳＩ１０は、内部に図１に示されるように、数値制御工作機械において、該数値制御工作機械の動作を規定するシーケンスプログラムの中の所定の第１の命令を実行する第１のプロセッサである専用プロセッサ１１、前記シーケンスプログラムの中の、前記第１のプロセッサで実行できない第２の命令を実行する第２のプロセッサである汎用プロセッサ１２、前記シーケンスプログラムのオブジェクトコード及び演算処理の対象となる入出力データを格納するためのメモリ１３を備えたプログラマブルコントローラである。
【００１３】
１つのＬＳＩ１０内に内蔵された前記第１のプロセッサである専用プロセッサ１１及び第２のプロセッサである汎用プロセッサ１２及び、前記メモリ１３は、前記ＬＳＩ内部でバス１４により相互に接続されている。
【００１４】
ここで、実施形態１における上記３つの要素の機能について説明する。  
専用プロセッサ１１は、１ビットのデータに対して演算処理を行う等の、単純であるが、汎用プロセッサ１２で行った場合、数十サイクルを要する命令を、このような演算処理に特化した回路構成をとることにより数サイクルで実行することができる。この専用プロセッサ１１で実行する命令が実用新案登録請求の範囲の第１の命令に対応する。
【００１５】
汎用プロセッサ１２は、専用プロセッサ１１では処理できない複雑な命令を実行する。また汎用プロセッサ１２ではプログラムカウンタのセット、プログラム実行開始フラグのセット等の専用プロセッサ１１の制御も行う。この汎用プロセッサ１２で実行する命令が実用新案登録請求の範囲の第２の命令に対応する。
【００１６】
メモリ１３には、汎用プロセッサ１２及び専用プロセッサ１１が処理するシーケンスプログラムのオブジェクトコードの格納、シーケンスプログラムによる演算処理の対象となる入出力データの格納、及び、汎用プロセッサがシーケンスプログラムを実行する際のワークメモリの用途がある。
【００１７】
＜実施形態２＞
ＬＳＩ２０は、内部に図２に示されるように、数値制御工作機械において、該数値制御工作機械の動作を規定するシーケンスプログラムの中の所定の第１の命令を実行する第１のプロセッサである専用プロセッサ２１、前記シーケンスプログラムの中の、前記第１のプロセッサで実行できない第２の命令を実行する第２のプロセッサである汎用プロセッサ２２、前記シーケンスプログラムのオブジェクトコード及び演算処理の対象となる入出力データを格納するためのメモリ２３を備えたプログラマブルコントローラである。
【００１８】
実施形態２は、実施形態１のバス１４による接続に替えて、前記第１のプロセッサである専用プロセッサ２１と前記第２のプロセッサである汎用プロセッサ２２の間を専用バス２４、前記第１のプロセッサである専用プロセッサ２１と前記メモリ２３の間を専用バス２６、前記第２のプロセッサである汎用プロセッサ２２と前記メモリ２３の間を専用バス２５でそれぞれ接続するマルチレイヤーバスを用いる。
【００１９】
ここで、実施形態２における上記３つの要素の機能について説明する。  
専用プロセッサ２１は、１ビットのデータに対して演算処理を行う等の、単純であるが、汎用プロセッサ２２で行った場合、数十サイクルを要する命令を、このような演算処理に特化した回路構成をとることにより数サイクルで実行することができる。この専用プロセッサ２１で実行する命令が実用新案登録請求の範囲の第１の命令に対応する。
【００２０】
汎用プロセッサ２２は、専用プロセッサ２１では処理できない複雑な命令を実行する。また汎用プロセッサ２２ではプログラムカウンタのセット、プログラム実行開始フラグのセット等の専用プロセッサ２１の制御も行う。この汎用プロセッサ２２で実行する命令が実用新案登録請求の範囲の第２の命令に対応する。
【００２１】
メモリ２３には、汎用プロセッサ２２及び専用プロセッサ２１が処理するシーケンスプログラムのオブジェクトコードの格納、シーケンスプログラムによる演算処理の対象となる入出力データの格納、及び、汎用プロセッサがシーケンスプログラムを実行する際のワークメモリの用途がある。
【００２２】
そして、上述した実施形態１，２に示されるプログラマブルコントローラによって、高性能化と低価格化という本考案の目的を達成することができる。
（高性能化）
●ＬＳＩ内部に組み込まれた専用プロセッサ、汎用プロセッサ、及び、メモリの間を接続するバスを従来の外部バスより高速で動作させることができる。  
●ＬＳＩ内部に組み込まれたバスに関しては、コストに影響を与えずに、バス幅を拡大することができる。  
●コストに影響を与えずに、マルチレイヤーバスを導入することができる。  
●外来のＥＭＩノイズの影響を受けにくくなる。また、本ハードウェア自体も外部にノイズの影響を与えにくくなる。  
なお、マルチレイヤーバスは、前述したように、ＬＳＩに内蔵した部品全てで共有するバスではなく、２つの部品間を専用バスで接続する方式であって、２者以上でバスを共有する場合のような排他処理回路が不要となるため高速なバスアクセスが可能となる。
【００２３】
（低価格化）
従来３つの部品（専用プロセッサ、汎用プロセッサ、及び、メモリ）で構成されていたハードウェアを１つの部品で構成することにより、  
●部品そのもののコスト削減  
●部品の実装費の削減  
●実装面積の削減（即ちプリント板小型化）  
を実現することができる。
（信頼性向上）
複数個の部品をプリント板に実装しこれをプリント板上の配線で接続する従来の形態を、複数個の部品を１チップのＬＳＩにまとめこれをプリント板に実装する形態にすることにより、プリント板の部品実装不良に起因する不具合が発生する可能性が大幅に減少し製品の信頼性向上に繋がる。
【００２４】
（プリント基板開発工数の削減）  
専用プロセッサ、汎用プロセッサ、及び、メモリの全てを１チップのＬＳＩに内蔵し、これでプログラマブルコントローラを構成することにより、プリント板上の配線パターンが削減されるため、プリント板の開発工数が削減される。また、ＬＳＩの内部では、微細な配線が可能であり、また、ＬＳＩ化することにより専用プロセッサ、汎用プロセッサ、及び、メモリは、これ以外の周辺回路と分離されるため、高性能化による問題は発生しにくくなる。
【００２５】
なお、上述したように専用プロセッサ、汎用プロセッサ、及び、メモリを全て１チップのＬＳＩに内蔵するのではなく、専用プロセッサと汎用プロセッサを１つのＬＳＩに搭載する構成であっても、従来技術に比較して上記の効果を達成することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１０  ＬＳＩ
１１  専用プロセッサ
１２  汎用プロセッサ
１３  メモリ
１４  バス
２０  ＬＳＩ
２１  専用プロセッサ
２２  汎用プロセッサ
２３  メモリ
２４  専用バス
２５  専用バス
２６  専用バス
９１  専用プロセッサ
９２  汎用プロセッサ
９３  メモリ
９４  バス
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003182245.tif 000005