(57)【要約】【課題】モータ駆動などの制御システムコントローラとして使用するには、ＡＤ変換機能、ＰＷＭ出力などの入出力機能、タイマー機能などの処理能力を有する従来型のＭＰＵで現代ベクトル制御理論を具現化するには、高速演算機能が大幅に不足するといった課題を解決する。【解決手段】少なくとも３相ＰＷＭ波形生成機能１３、割り込み機能１８、ＡＤ変換機能１４、通信機能１５、タイマー機能１９と外部入出力端子２０とを有するＭＰＵにおいて再構築可能な演算処理コア１０を備えたことで、モータ制御に関する高速演算処理とシステム制御上に発生する各種の演算処理とをより明確に機能分離を行うことができるので、システム全体の処理速度が大幅に高速化し、容易により高精度のかつ高速な現代モータ制御技術を具現化することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３相ＰＷＭ波形生成機能と割り込み機能とＡＤ変換機能と通信機能とタイマー機能とを有し、入出力端子を備えたＭＰＵコアにおいて再構築可能な演算処理コアを備えた複合型集積装置。
【請求項２】
前記再構築可能な演算処理コアは、複数の展開制御機能設定情報を有し、モータ運転状態に応じて、その展開制御機能設定情報を切り替えることを特徴とする請求項１に記載の複合型集積装置。
【請求項３】
前記再構築可能な演算処理コアは、あらかじめ展開制御機能設定情報が書き込まれたメモリから定期的に読み出し、再構築可能な演算処理アレイに再書き込みを行うことを特徴とする請求項１に記載の複合型集積装置。
【請求項４】
前記再構築可能な演算処理コアの展開制御機能設定情報の展開アレイとして規模の異なる展開アレイを有し、一方にはモータ制御に関する演算処理を展開し、他方にはシステム制御上に発生する各種の演算処理を展開することを特徴とする請求項１に記載の複合型集積装置。
【請求項５】
前記請求項１〜４のいずれか１項に記載の複合型集積装置を具備したモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、再構築可能な（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ）演算処理コアを搭載し、モータ駆動制御機能を具備した複合型集積装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の再構築可能な集積回路装置は、ダイナミックに再構築可能な集積回路装置では、加算器、乗算器、比較器などの機能を有するＡＬＵや、遅延回路、カウンタなどの組み合わせを有するプロセッサエレメントがあらかじめ複数個設けられ、さらにプロセッサエレメント間を接続するネットワークが設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図２は、特許文献１に記載された従来の再構成可能な集積回路装置を示すシステム構成図である。図２に示すように、再構築可能な演算処理コアな集積回路装置は、内部メモリ１、２と、再構築可能なプロセッサエレメントアレイ３と、制御ユニット４とを有する。
【０００４】
プロセッサエレメントアレイ３は、複数のプロセッサエレメントＰＥと、その間を接続するプロセッサエレメント間ネットワーク４とで構成される。また、制御ユニット４は、シーケンサ５とコンフィグレーションデータメモリ６とを有し、この制御ユニット４からのコンフィグレーションデータＣＤによって、プロセッサエレメントアレイ３は任意の演算状態に動的に構築される。
【０００５】
したがって、コンフィグレーションデータＣＤを変更することで、プロセッサエレメントアレイ３は、異なる演算状態に再構築される。
【０００６】
また、外部メモリＥ−ＭＥＭからは、例えばダイレクトメモリアクセスによりデータが内部メモリ１に転送され、そのデータに対してプロセッサエレメントアレイ３内に構築された演算状態が所定のデータ処理を行い、その処理結果が内部メモリ２から外部メモリＥ−ＭＥＭにデータが転送されから構成されている。
【０００７】
また、再構築可能なプロセッサエレメントアレイ３の内部の構成は、図３に示すような構成となっている。このプロセッサエレメントアレイ３は、それぞれ２つの入力端子ＩＮａ、ＩＮｂと、出力端子ＯＵＴと、並列に設けられクロックＣＬＫに同期してそれぞれの演算処理を行う複数の演算ユニットＡＵ１〜ＡＵｎと、入出力端子と演算ユニットＡＵ１〜ＡＵｎの入出力ポートとを任意に接続するプロセッサエレメント内ネットワークＮＷ１、ＮＷ２とを有する。
【０００８】
また、各演算ユニットは、演算器ＡＬとクロックに同期して演算器ＡＬの出力をラッチするレジスタＲｅｇとを有し、原則として１クロックサイクルのレイテンシで演算結果を出力する。ただし、演算器ＡＬが複雑な処理を要する場合は複数クロックサイクルのレイテンシで演算結果を出力する場合もある。
【０００９】
複数の演算ユニットは、異なる演算処理を行うユニットをそれぞれ１個ずつまたは複数個ずつ有する。この演算ユニットの種類と個数の組み合わせは、より回路の使用効率が高められるように選択される。
【００１０】
後で具体例として説明するとおり、プロセッサエレメント内には、シフト・マスク演算ユニット、乗算演算ユニット、累積加算演算ユニット、ＡＬＵ演算丸め演算ユニットなど
が、所定の組み合わせで所定の個数ずつ設けられるものである。
【特許文献１】特開２００７−９４８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記従来の構成では、演算処理機能は独立した演算器を保有し、かつ再構築可能な演算処理機能を有し、演算処理を高速にほぼ１クロックで処理できる機能を保有し非常に高い処理能力を有するものであるが、モータ駆動などの制御システムコントローラとして使用するには、ＡＤ変換機能、ＰＷＭ出力などの入出力機能、タイマー機能などの処理能力が大幅に不足し、その有益な高速演算機能をいかすことができないという課題を有していた。
【００１２】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、再構築可能な演算処理コアとモータ駆動制御機能を具備した複合型集積装置を具現化し、高速演算機能をモータ制御と一体化し、容易に現代モータ制御技術を具現化し、提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記従来の課題を解決するために、本発明の複合型集積装置は、少なくとも３相ＰＷＭ波形生成機能と割り込み機能とＡＤ変換機能と通信機能とタイマー機能とを有し、入出力端子を備えたＭＰＵコアにおいて再構築可能な演算処理コアを備えたものである。
【００１４】
これによって、現代モータ駆動制御に要する制御処理機能などの高速ベクトル演算処理を再構築可能な演算処理コアにて処理し、モータ制御の３相ＰＷＭ波形生成機能、割り込み機能、ＡＤ変換機能、通信機能、タイマー機能と入出力端子を具備することにより、低速かつ実時間処理が必要となるモータ制御機能と高速の演算処理との機能分離を行うことができるので、容易に現代モータ制御技術を具現化することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の再構築可能な演算処理機能を有する複合型集積装置によれば、高速制御演算処理とシステム制御をともに高速化処理できるので現代モータ制御技術を容易に具現化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
第１の発明は、少なくとも３相ＰＷＭ波形生成機能と割り込み機能とＡＤ変換機能と通信機能とタイマー機能とを有し、入出力端子を備えたＭＰＵコアにおいて再構築可能な演算処理コアを備えたものである。これにより、低速かつ実時間処理が必要となるモータ制御機能と高速の演算処理との機能分離を行うことが可能となり、容易に現代モータ制御技術を具現化することができる。
【００１７】
第２の発明は、第１の発明において、複数の展開制御機能設定情報を有し、モータ運転制御の状態に応じて、その展開制御機能設定情報を切り替えるものである。これにより、常にそのモータ運転制御の状態に応じた最適化が具現化可能となり、必要な応じた運転制御を実現することができる。
【００１８】
第３の発明は、第１または第２の発明において、あらかじめ展開制御機能設定情報が書き込まれたメモリから定期的に読み出し、再構築可能な演算処理アレイに再書き込みを行うことを特徴とするものである。これにより、外来ノイズなどによる展開制御機能設定情報が誤生成されたり、不正な書き込みが行われたりしても、自己修正することが可能となり、安定した制御を行うことができる。
【００１９】
第４の発明は、第１〜３の発明のいずれか１つにおいて、再構築可能な演算処理コアの展開制御機能設定情報の展開アレイとして規模の異なる展開アレイを有し、一方にはモータ制御に関する演算処理を展開し、他方にはシステム制御上に発生する各種の演算処理を展開するものである。これにより、低速かつ実時間処理が必要となるモータ制御機能と高速の演算処理との機能分離を行うことができるので、容易に現代モータ制御技術を具現化することができる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態による再構築可能な演算処理機能を有する複合型集積装置のシステム構成図である。
【００２２】
図１において、再構築可能な演算処理コア１０は、前記特許文献１と同等の機能を具備した再構成可能な集積回路機能でありものでありシステムバス１１と接続されており、ＲＩＳＣプロセッサであるＭＰＵ機能１２と接続されている。
【００２３】
またシステムバス１１には、３相モータ駆動用ＰＷＭ生成機能１３、アナログ信号をデジタルデータ化し、ＭＰＵへ取り込むＡＤ変換機能１４、他のプロセッサなどとの通信機能１５、入出力コントローラ機能１６、プログラムおよびデータ収納用のメモリ機能１７、外部信号による割り込みコントローラ機能１８、タイマー機能１９、および物理的な外部入出力端子２０などから構成されている。
【００２４】
以上のように構成された再構築可能な演算処理機能を有する複合型集積装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２５】
まず、高速の演算処理に関しては、再構築可能な演算処理コアで演算処理を行い、一方、低速かつ実時間処理が必要となるモータ制御はＭＰＵで行うことにより機能分離を行う。
【００２６】
以上のように、本実施の形態においては複合型集積装置では、ＲＩＳＣ型のＭＰＵと再構築可能な演算処理コアを、システムバスを共用化する複合型集積装置とすることにより、高速の演算処理に関しては、再構築可能な演算処理コアで演算処理を行い、低速かつ実時間処理が必要となるモータ制御はＭＰＵで行うことにより機能分離することが可能となり、ベクトル制御などの現代モータ制御技術を具現化することができる。
【００２７】
また、本実施の形態では、コンフィグレーションデータメモリ上に複数の展開制御機能設定情報を有し、モータ運転状態に応じて、最適な制御演算データを展開制御機能設定情報を切り替えることにより、モータの種類、運転状態、負荷の変化や変化する運転状態に対して最適な制御演算を行うことが可能となり、モータの運転状態に応じて、刻々と変化するベクトル制御アルゴリズムなどのモータ制御方式を変更することもできる。
【００２８】
また、本実施の形態のコンフィグレーションデータメモリ上の展開制御機能設定情報を定期的に読み出し、再構築可能な演算処理アレイに再書き込みを行うことにより、特に、運転中の展開制御機能設定情報が常に正しいものに書き換えられることなり、制御の誤動作や停止などといった制御システムの制御の質を高めることができる。
【００２９】
また、本実施の形態の再構築可能な演算処理コアの展開制御機能設定情報の展開アレイとして規模の異なる複数の展開アレイを有し、一方にはモータ制御に関する演算処理を展
開し、他方には従来いわゆる積和演算機能やＤＳＰ機能で処理されていたシステム制御上に発生する各種の演算処理を展開することを特徴とすることにより、モータ制御に関する高速演算処理とシステム制御上に発生する各種の演算処理とをより明確に機能分離を行うことができるので、システム全体の処理速度が大幅に高速化し、容易により高精度のかつ高速な現代モータ制御技術を具現化することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明にかかる再構築可能な演算処理機能を有する複合型集積装置は、高速制御演算処理とシステム制御をともに高速化処理できるので現代モータ制御技術を容易に具現化が可能となるので、モータ制御用インバータ装置の制御用集積回路等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態における複合型集積装置のシステム構成図
【図２】従来の再構成可能な集積回路装置のシステム構成図
【図３】従来のプロセッサエレメント構成図
【符号の説明】
【００３２】
１０  再構築可能な演算処理コア
１１  システムバス
１２  ＭＰＵ機能
１３  ３相モータ駆動用ＰＷＭ生成機能（３相ＰＷＭ波形生成機能）
１４  ＡＤ変換機能
１５  通信機能
１６  入出力コントローラ機能
１７  プログラムおよびデータ収納用のメモリ機能
１８  外部信号による割り込みコントローラ機能（割り込み機能）
１９  タイマー機能
２０  外部入出力端子
【図１】
2009146329.tif 000003
【図２】
2009146329.tif 000004
【図３】
2009146329.tif 000005