(57)【要約】複数個のプロセッサ（２０ｉ）と、シリアルデータ構成を備えたデータ通信用のデータバス（１００）とから成るデータ処理装置であって、前記複数個のプロセッサ（２０ｉ）が、それぞれ並列接続方式でデータバス（１００）に連結可能で、さらに前記データバス（１００）を経由して、前記複数個のプロセッサ（２０ｉ）の１個によって実行されるデータ通信が、すなわち好ましくはこのプロセッサ（２０ｉ）をプログラミングすることが、このプロセッサ（２０ｉ）に対しては許容されるが、前記複数個のプロセッサ（２０ｉ）の前記１個を除くすべてのプロセッサ（２０ｊ）に対しては阻止される。
2004535001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のプロセッサ（２０ｉ）と、シリアルデータ構成を備えたデータ通信用のデータバス（１００）とから成るデータ処理装置であって、
前記複数個のプロセッサ（２０ｉ）が、それぞれ並列接続方式でデータバス（１００）に連結可能であって、さらに
前記データバス（１００）を経由して、前記複数個のプロセッサ（２０ｉ）の１個によって実行されるデータ通信が、すなわち好ましくはこのプロセッサ（２０ｉ）をプログラミングすることが、このプロセッサ（２０ｉ）に対しては許容されるが、前記複数個のプロセッサ（２０ｉ）の前記１個を除くすべてのプロセッサ（２０ｊ）に対しては阻止されることを特徴とするデータ処理装置。
【請求項２】
データバス（１００）を経由して、複数個のプロセッサ（２０ｉ）の１個によって実行されるデータ通信に対して、この１個のプロセッサ（２０ｉ）はデータバス（１００）に連結され、他方、前記複数個のプロセッサ（２０ｉ）の前記１個を除くすべてのプロセッサ（２０ｊ）は、データバス（１００）から分離されることを特徴とする請求項１記載のデータ処理装置。
【請求項３】
各プロセッサ（２０ｉ）の各々とデータバス（１００）との間に、それぞれ１個の切換え回路要素（１２０ｉ）を備え、前記切換え回路要素（１２０ｉ）が前記個々のプロセッサ（２０ｉ）をデータバス（１００）に連結させるか、あるいはデータバス（１００）から分離させることを特徴とする請求項１または２記載のデータ処理装置。
【請求項４】
複数個のプロセッサ（２０ｉ）が、フィールドバス（３０）を経由して並列接続方式で制御可能であることを特徴とする請求項３記載のデータ処理装置。
【請求項５】
プロセッサ（２０ｉ）の各々に制御回路要素（１１０ｉ）が付属され、この制御回路要素（１１０ｉ）が、フィールドバス（３０）を経由して制御信号を受理することにより、切換え回路要素（１２０ｉ）を経由してプロセッサ（２０ｉ）をデータバス（１００）に連結させ、あるいはそのデータバス（１００）から分離させることを特徴とする請求項４記載のデータ処理装置。
【請求項６】
フィールドバス（３０）を経由して、並列接続方式で制御される複数個のプロセッサ（２０ｉ）と、直列データ構成によってデータ通信を実行するための１個のデータバス（１００）とから成るデータ処理装置であって、前記複数個のプロセッサ（２０ｉ）は、それぞれ並列接続方式によってフィールドバス（３０）に連結されると共に、データバス（１００）にも連結され、かつ
前記複数個のプロセッサ（２０ｉ）の１個により、前記データバス（１００）を経由してデータ通信を実行するために、前記プロセッサ（２０ｉ）がデータバス（１００）に連結され、他方、前記複数個のプロセッサの前記１個を除くすべてのプロセッサ（２０ｊ）は、データバス（１００）から分離されることを特徴とするデータ処理装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項記載のデータ処理装置により、好ましくはロボットに対する駆動制御方法。
【請求項８】
複数個のプロセッサ（２０ｉ）と、シリアルデータ構成を備えたデータ通信用のデータバス（１００）とを使用して実行され、前記複数個のプロセッサ（２０ｉ）は、それぞれが並列接続方式によりデータバス（１００）に連結されて成るデータ通信方法であって、
（ａ）データバス（１００）を経由して、前記複数個のプロセッサ（２０ｉ）の内の１個に対してデータ通信を許容する過程と、
（ｂ）データバス（１００）を経由するデータ通信を、前記複数個のプロセッサの前記１個を除くすべてのプロセッサ（２０ｊ）に対して同時に阻止する過程と
から成ることを特徴とするデータ通信方法。
【請求項９】
データバス（１００）を経由して、複数個のプロセッサ（２０ｉ）の内の１個に対して実行されるデータ通信は、前記１個のプロセッサ（２０ｉ）をプログラム制御することであることを特徴とする請求項８記載のデータ通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数個のプロセッサと、シリアルデータ構成を備えたデータ通信用のデータバスとから成るデータ処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動装置は、多くの場合、制御電子回路を備えた１個の駆動制御機構、制御電子回路、１個の動力伝達機構、および１個の電動機より成る。特に複雑な装置、例えば移動方向に複数個の自由度を備えたロボットの場合等では、狭い空間に前記種類の複数個の駆動装置を搭載する可能性が少なくない。
【０００３】
図１の図示は、駆動制御回路１０Ａ，１０Ｂ，．．．．，他を備えた従来技術に周知のロボット用の駆動装置を示す。駆動制御回路１０ｉ（但しｉ＝Ａ，Ｂ，．．．．とする）は、マイクロ制御回路（すなわち、マイクロプロセッサであり、以下プロセッサとする）２０ｉを備え、さらに例えば電動機あるいは電動機と動力伝達機構とによって制御される（図１中で矢印２５ｉの方向に制御される）。各々のプロセッサ２０ｉは、それぞれフィールドバス３０に接続され、それを介してプロセッサ２０ｉの各々を中央制御回路５０によって集中的に制御させることができる。前記フィールドバス３０に対して、ここでは、例えば特に自動車分野で公知のＣＡＮ（制御区域回路網）バス構成が使用される。
【０００４】
プロセッサ２０ｉが未だ構成されていない限り、あるいは、それを個々にあるいはまとめて構成し直す必要がある場合は、それぞれにつき、外部からの進入が、対応する１個または複数個のマイクロプロセッサ２０ｉに対して実行されねばならない。それはプロセッサ２０ｉの構成が、フィールドバス３０を経由してでは不可能だからである。プロセッサ２０ｉは、フィールドバス３０を駆動するためには、出来る限り少数の駆動ソフトウェアを使用する。
【０００５】
外部からプロセッサ２０ｉへの進入を防止し、これによってプログラミングに要する手間を低減させるために、プログラミングされるプロセッサ２０ｉを個別のデータバス４０ｉによって、すなわち、特にＲＳ２３２−インタフェースに見られるような点から点への構成を持ったシリアルデータバスにより作動させることができる。これにより、それぞれのプログラミングするプロセッサ２０ｉに対して、図１に図示の通り、中央プログラミング装置６０からのデータバス４０ｉの伝達が必要となる。
【０００６】
プロセッサ２０ｉをプログラミングするためにデータバス４０ｉを付加することにより、プログラミングするための経費が明らかに低減され、かつプロセッサ２０ｉが個々に自在にプログラミングされることが可能となるという利点はあっても、データバス４０ｉを個々に導入することにより、正に配線経費が増加するのであり、例えばロボットアームの場合の如く、特に僅かな空間しか利用できないような場合には、多くの場合実際的ではないことが明らかになる。必要なデータバス４０ｉの数は、その都度加算されるので、きわめて急速に現存する余地が使い尽くされ、この余地の必要性に対応して、プロセッサ２０ｉにおいて、その都度１個のデータバス４０ｉが付加され、それによって自由なプログラミングを可能にするという選択が実行されなければならない。
【発明の開示】
【０００７】
この発明にとっての課題は、特にロボット応用のための、複数個の駆動回路を備えた駆動装置を形成し、その場合、駆動回路がいずれも自由にプログラミング可能であって、高度の用途においても、装置の簡易化に適応できるようにすることにある。
【０００８】
前記課題は、複数個のプロセッサが、それぞれ並列接続方式でデータバスに接続可能で、さらに前記データバスを経由して前記複数個のプロセッサの１個によって実行されるデータ通信が、すなわち好ましくはこのプロセッサをプログラミングすることが、このプロセッサに対しては許容されるが、前記複数個のプロセッサの前記１個を除くすべてのプロセッサに対しては、阻止されることによって解決される。
【０００９】
この発明に対応して、複数個のマイクロプロセッサの各々は、プロセッサを制御するためにはフィールドバスによって、さらにまたプロセッサをプログラミングするためにはシリアルデータバスによって、いずれの場合でも並列の接続形態で連結される。ここで各マイクロプロセッサには制御回路と切換回路とが付随している。プロセッサの内の或る１個をプログラミングするためには、それに付随する制御回路がフィールドバスを経由して制御され、その結果、対応する切換回路を作動させ、よってデータバスを経由して対応するプロセッサへのデータ通信が可能となる。このデータバスを経由して接続された他のすべてのマイクロプロセッサは、それに対応する制御回路および切換回路によりこのデータバスから同時に一斉に遮断され、その結果、単にプログラミングすべきプロセッサの１個によって実行されるデータ通信だけが可能となる。この場合、前記対応するプロセッサのプログラミングは、シリアルデータバスを経由して実行される。
【００１０】
したがって、この発明によれば、シリアルバスをマイクロプロセッサへ導入するのは、パラレル接続の形態で実行されるのであるとは言っても、この発明の場合は、プログラミングされるべきプロセッサをデータバスに接続させ、一方、他の（プログラミングされない）プロセッサは、すべて同時に同じデータバスから遮断されるようにするという過程があってこそ、はじめて任意の１個のマイクロプロセッサをプログラミングさせるためのシリアルデータ伝送が、確実かつ何らの障碍もなく実行できることが保障されるのである。さらに他の１個のプロセッサをプログラミングするためには、これが適切にデータバスに接続されると共に、他のすべてのプロセッサはデータバスから遮断される。
【００１１】
かくして１個のマイクロプロセッサは、引き続いて順次に簡単かつ自由自在に、外部から何らの干渉を必要としないでプログラミングされる。同時にデータバスがパラレル接続形態であることにより、必要な導線量が最少に節減され、その結果、例えばロボット応用ように、ケーブル付設のためのスペース要件においての格段の制限を伴う応用でさえも可能になる。
【００１２】
したがって、この発明によれば、フィールドバスと、マイクロプロセッサの各々に付設された制御回路と切換回路との協同作用により、たとえパラレルの接続形態であっても、複数個のプロセッサの或る１個によるデータ通信の実行のために、シリアルのデータバスが、本質的に正確に前記１個のプロセッサにシリアル接続形態で付属されるようにできると共に、前記１個を除いた他のすべてのプロセッサは、前記同じシリアルのデータバスから本質的に遮断されるようにすることができる。つまり換言すれば、この発明は、伝送バスがパラレル接続の場合であっても、シリアルなデータ構造に対してシリアルなバス接続を可能にするのである。
【００１３】
よって明らかに、この発明は、単に駆動装置あるいはロボット応用に限定されるものではなく、むしろそれは複数個のプロセッサ（例えばマイクロ制御装置あるいはマイクロプロセッサ）が単一のフィールドバスを経由して制御され、またシリアルデータ構成で他のデータバスを経由して複数個のプロセッサで実行されるデータ通信（例えばプログラミングするために）のような場合において、一般的に広範囲の用途が可能なのである。よって、この発明のさらに他の応用分野は、特にプリンタ、包装機械、医療工学、半導体製造等である。
【００１４】
この発明の、その他の利点、特徴および独自性を、以下記載の好適な実施例および図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
（実施例１）
図２は、特にロボット応用のための駆動制御回路の実例に対して、この発明による好適な実施例の一つを例示する。図１に図示と同様に、図２による制御装置も、複数個の駆動制御回路１０ｉ（ｉ＝Ａ，Ｂ，．．．，とする）を備える。駆動制御回路１０ｉの各々はパラレル接続形態でフィールドバス３０に接続され、それを介して集中的に中央制御回路５０によって制御される。
【００１６】
さらに、駆動制御回路１０ｉの各々は、シリアルデータ構成を持ったデータバス１００とパラレル接続形態で接続され、これを経由して駆動制御回路１０ｉの内の１個へのデータ通信が実行可能である。図２の実施例において、データバス１００ならびにフィールドバス３０は、中央制御回路５０に接続され、これは集中制御の他にデータ交換および駆動制御回路１０ｉのプログラミングに貢献する。ただし中央制御回路５０の代わりに、データバス１００もまた個々のデータ交換および／またはプログラミング回路と接続される必要はない。
【００１７】
図２から知られる通り、フィールドバス３０およびデータバス１００は、相互に完全にパラレルに構成されることが可能なので、これらは体系的に集約されて、例えば共通のケーブル線条として敷設されることができる。
【００１８】
駆動制御回路１０Ｂに対する図２の右側の拡大図表示から認識される通り、駆動制御回路１０ｉは、１個のプロセッサ２０ｉを備え、それは例えば電動機あるいは電動機と動力伝達機構の制御に使用することができる（これを矢印２５ｉで示す）。但し明らかなことは、この発明による構造は、一般にあるいはロボット工学においての駆動制御回路の応用に限定されるのではなく、むしろ次記のような装置に、すなわち例えば、複数個のマイクロプロセッサあるいは他の適切なプログラミング可能な構成部材が、単一のフィールドバスによって制御可能で、かつシリアルデータ構造を持ったデータバスによってプログラミング可能であるような装置に応用されるのである。
【００１９】
プロセッサ２０ｉと並行して、駆動制御回路１０ｉは、制御回路要素１１０ｉおよび切換え回路要素１２０ｉとを備える。制御回路要素１１０ｉはフィールドバス３０に連結されると共に、プロセッサ２０ｉへの制御出力端子１３０ｉと、切換え回路要素１２０ｉへの要求出力端子１４０ｉとを備える。切換え回路要素１２０ｉは、一面側でデータバス１００に、他面側ではプロセッサ２０ｉに連結されている。切換え回路要素１２０ｉは、要求出力端子１４０ｉを経由して制御され、この場合、プロセッサ２０ｉは切換え回路要素１２０ｉにより、データバス１００に接続されるか、あるいはデータバス１００から遮断される。
【００２０】
通常の駆動の場合には、駆動制御回路１０ｉはフィールドバス３０を経由して制御され、対応する制御信号がフィールドバス３０から各制御回路要素１１０ｉを経由して所属するプロセッサ２０ｉへ、制御出力端子１３０ｉを経由してさらに伝達される。
【００２１】
プロセッサ２０ｉをプログラミングするために、所属する制御回路要素１１０ｉが、フィールドバス３０を経由して対応する要求信号を捕捉し、それを、あるいはそれから誘導された信号を要求出力端子１４０ｉにセットさせる。この要求信号により、切換え回路要素１２０ｉがプロセッサ２０ｉをデータバス１００へ接続させ、その結果、中央制御回路５０とプロセッサ２０ｉとの間のデータ通信がデータバス１００を経由して実行される。
【００２２】
制御回路要素１１０ｉに対して要求信号が伝達されると同時に、他の制御回路要素１１０ｊ（ｉ＝Ａ，Ｂ，．．．，、ただしｊ≠ｉとする）が対応する遮断信号を受理し、所属の切換え回路要素１２０ｊを経由してプロセッサ２０ｊをデータバス１００から遮断させる。
【００２３】
遮断信号に代わって、対応する駆動制御回路１０ｊに対する要求信号が存在しないことから、明らかに、対応するプロセッサ２０ｊがデータバス１００から分離されると結論できるのである。そこで例えば基本的には、すべてのプロセッサ２０は、切換え回路要素１２０ｉによってデータバス１００から分離され、駆動制御回路１０ｉの１個に対して正（あるいは負）の要求信号の場合にのみ所属のプロセッサ２０ｉが切換え回路要素１２０ｉを経由してデータバス１００に接続されるのである。
【００２４】
フィールドバス３０は、好ましくはＣＡＮ（制御区域回路網）−バスで、またデータバス１００は好ましくはＲＳ２３２−データバスである。
【００２５】
制御回路要素１１０ｉの各々に接続されたフィールドバス３０を経由して、プロセッサ２０ｉを、好ましくはプログラミングに対するブートストラップモードにより、反転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来公知のロボット用の駆動回路図
【図２】この発明による、特にロボット用の駆動回路のプログラミング用の回路図
【符号の説明】
【００２７】
１０ｉ  駆動制御回路
２０ｉ  プロセッサ
２０ｊ  プロセッサ
３０    フィールドバス
１００    データバス
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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