CN202075595U - 具有多重控制系统的多工处理器 - Google Patents

Abstract

一种具有多重控制系统的多工处理器，具有多个晶粒以及具有与每一晶粒连接的连接元件，其中，第一晶粒嵌入第一处理单元及第二处理单元，所述第一处理单元用以处理第一系统的指令解析与接收，进而管理第一系统的即时监控与运算，而第二处理单元用以处理第二系统的指令解析与接收，进而管理第二系统的即时监控与运算，另外，在第二晶粒嵌入运动控制单元，所述运动控制单元用以控制第一系统及第二系统的运动参数，并驱动第一系统装置及第二系统装置的动作。

Description

具有多重控制系统的多工处理器

技术领域

本实用新型涉及一种具有多重控制系统的多工处理器，特别是指一种使工具机各机构同时作动，减少机构间运动时的作动空档，进而增加生产量的具有多重控制系统的多工处理器。 

背景技术

随着科技技术的飞跃成长，带领人类进入便利舒畅的生活，也引领工具机的研究不断地向前迈进，近年来工具机越来越符合人性化的需求，不仅操作简易化而且智慧化，因此如何开发一个使用上更精确、更迅速、功能更强大更可靠的工具机，自然而然成为开发者所努力的目标。 

台湾工具机产业在历经多年的研究与发展，经政府辅导协助下，已吸引众多厂商纷纷投入生产与制造，并具有一定的竞争力，工具机的成功发展也带动了零组件业的蓬勃发展，如工业控制器亦因此形成聚落。在工具机业界多年采用下，规模逐渐扩大，并逐渐外销欧美，形成在国内外市场均具有竞争力的企业。 

在工具机的生产设备中，其品质的优劣往往影响生产量的关键所在，但目前市面上所使用的工具机生产设备中，各部位的机构大多以点对点的方式进行运动，以动作相互关联的两机构(第一机构、第二机构)而言，第一机构运动时间表示第一机构经由加速、等速、减速后完成第一机构所负责的动作，于是第二机构方可启动；当第一机构的动作停止时，通过工具机设备中的传感器(Sensor)检测到第一机构的动作已完成或停止，随即告知相对应的第二机构方可开始动作，使其接着完成第二机构运动时间，经 由如此设计方可确保动作相互关联的两机构不会发生相互碰撞、干涉等情况发生，但也相对地增加两个动作所需的时间，导致设备的生产量因此受到限制。 

由此可见，上述现有工具机仍有诸多缺点，现有的工具机的生产设备因为使用点对点的运动方向，而造成生产量将受到限制，实非一良善的设计，而亟待加以改良。 

本实用新型的设计人鉴于上述现有的具有多重控制系统所衍生的各项缺点，乃亟思加以改良创新，并提出一种简易且低成本的解决方法，使其相关的各机构同时作动，减少机构间运动时的作动空档，进而增加生产量的具有多重控制系统的多工处理器。 

发明内容

本实用新型的主要目的即在于提供一种具有多重控制系统的多工处理器(Multi-processor)，使其工具机各机构同时作动，并利用通信界面作为资料沟通界面，减少机构间运动时的作动空档，进而增加生产量的具有多重控制系统的多工处理器。 

本实用新型的次一目的在于提供一种具有多重控制系统的多工处理器，使其工具机各机构同时作动，并利用存储器单元作为资料沟通界面，减少机构间运动时的作动空档，进而增加生产量的具有多重控制系统的多工处理器。 

可达成上述实用新型目的的具有多重控制系统的多工处理器，具有多个晶粒以及具有与每一晶粒连接的连接元件，其中，第一晶粒嵌入第一处理单元及第二处理单元，所述第一处理单元处理程序中第一系统的指令解析与接收，进而管理第一系统的即时监控与运算，而第二处理单元处理程序中第二系统的指令解析与接收，进而管理第二系统的即时监控与运算，在第二晶粒嵌入运动控制单元，所述运动控制单元控制第一系统及第二系 统的运动参数，并驱动第一系统装置及第二系统装置的动作。 

实施时，所述第一处理单元及第二处理单元以通信界面作资料传输界面。 

实施时，所述第一处理单元及第二处理单元间，还包括有暂存的存储器单元作为资料传输界面，所述的存储器单元所提供的存储器空间能提供第一处理单元与第二处理单元能够以此存储器空间中作为沟通界面。 

实施时，所述运动控制单元与第一系统装置及第二系统装置通过脉冲指令、电压指令或数字通信进行装置控制。 

实施时，所述第二晶粒进而包括嵌入逻辑控制单元，所述逻辑控制单元用以执行程序中的逻辑控制参数，以同时执行处理运动控制与时序控制来驱动装置的动作。 

实施时，所述逻辑控制单元亦解析程序中的逻辑控制参数，以执行程序中的逻辑控制参数，以作为输入/输出的时序控制，配合执行运动控制参数以控制第一系统装置及第二系统装置的动作。 

实施时，所述第一晶粒进而包含视频图形阵列，视频图形阵列用以处理视频图像的运算。 

实施时，所述第一晶粒进而包含网络单元，网络单元用以处理网络通信的运算。 

本实用新型所提供的具有多重控制系统的多工处理器，与其他现有技术相互比较时，更具有以下的优点： 

一、具有简易且低成本的优点，使其相关的各机构同时作动，减少机构间运动时的作动空档，进而增加生产量的具有多重控制系统的多工处理器。 

二、第一系统与第二系统通过存储器单元或通信界面作为沟通界面，不会发生相互碰撞、干涉等情况发生，相对地减少两个动作所需的时间， 进而增加产品的生产量。 

附图说明

图1A为本实用新型具有多重控制系统的多工处理器的示意图； 

图1B为本实用新型具有多重控制系统的多工处理器的以动态存储器作为核心沟通界面的示意图； 

图1C为本实用新型具有多重控制系统的多工处理器以通信界面作为核心沟通界面的示意图； 

图2为图1的多工处理器其第二晶粒再嵌入逻辑控制单元的示意图； 

图3为多工处理器其第一晶粒再嵌入视信图形阵列的示意图； 

图4为图3的多工处理器其第二晶粒再嵌入逻辑控制单元的示意图； 

图5为多工处理器其第一晶粒再嵌入网络单元的示意图； 

图6为图5的多工处理器其第二晶粒再嵌入逻辑控制单元的示意图； 

图7为多工处理器其第一晶粒再嵌入视频图形阵列与网络单元的示意图； 

图8为图7的多工处理器其第二晶粒再嵌入逻辑控制单元的示意图。 

附图标记说明：1-处理器；11-第一晶粒；12-第二晶粒；21-第一处理单元；22-第二处理单元；23-存储器单元；24-通信界面；3-运动控制单元；4-连接元件；5-逻辑控制单元；6-视频图形阵列；7-网络单元；8-第一系统；81-第一系统装置；9-第二系统；91-第二系统装置。 

具体实施方式

请参阅图1A，本实用新型所提供的具有多重控制系统的多工处理器1，主要包括有： 

具有多个晶粒以及具有与每一晶粒连接的连接元件4的封装基板，其中，第一晶粒11嵌入第一处理单元21及第二处理单元22，所述第一处理 单元21受程序执行以处理程序中第一系统8的指令解析与接收，进而管理第一系统8的即时监控与运算，而第二处理单元22受程序执行以处理程序中第二系统9的指令解析与接收，进而管理第二系统9的即时监控与运算，另外，在第二晶粒12嵌入运动控制单元3，所述运动控制单元3受程序执行以控制第一系统8及第二系统9的运动参数，并驱动第一系统装置81及第二系统装置91的动作；其中，所述运动控制单元3与第一系统装置81及第二系统装置91通过脉冲指令(Pulse command)、电压指令(Voltagecommand)或数字通信进行装置控制，本实用新型的实施例并不只局限单一输出格式。 

图1B为另一实施例，所述第一处理单元21及第二处理单元22间，更包括有暂存的存储器单元23作为资料沟通界面，其所提供存储器空间能提供第一处理单元21与第二处理单元22可从此存储器空间中作为沟通界面，所述存储器单元23可以是动态随机存取存储器(DRAM)亦或者快闪存储器(Flash memory)等其他存储器单元23，本实用新型实施例并不只局限单一种存取存储器。 

图1C为又一实施例，所述第一处理单元21及第二处理单元22间，更包括有以通信界面24作为资料沟通界面；上述的通信界面24简单来说就是将第一处理单元21及第二处理单元22设成具有主元件/从元件(Master/Slave)关系，在这边要说明的是，两个处理单元无论哪者是主元件/从元件皆可，又主元件为时脉的提供者，可发起读取从元件或写入从元件作业。上述所提到的通信界面24以固定时脉做封包资料的更新与交换，确保参数传送的同步性。 

本实用新型的多工处理器1为实现对称多处理架构，其能在嵌入运动控制单元3的第二晶粒12进行运动控制进程的同时，又能于第一晶粒11并行执行不同的进程。第一处理单元21处理非即时控制的程序，而第二处理单元22处理即时控制的程序，运动控制命令则由运动控制单元3来专责 处理，此种分工架构有效减少第一处理单元21的运算负担，使得处理器1对于运动控制的运算更有效率。尤其因运动控制单元3的存在，有效地因应了工具机的高速运动命令及回授补偿的计算，即时完成运动控制需求。使得本实用新型的处理器1能更快速且弹性地变更的使用者需求，直接动态调整运动。 

如图2所示，本实用新型的第二晶粒12嵌入运动控制单元3与逻辑控制单元5，所述运动控制单元3执行程序中的运动参数，所述逻辑控制单元5则执行程序中的逻辑控制参数，使第二晶粒12同时执行多工处理，以便能兼顾运动控制与顺序(时序)控制来驱动第一系统装置81及第二系统装置91的动作。所述运动控制单元3能连结逻辑控制单元5来执行逻辑控制时序，以设定所述逻辑控制单元5的输入/输出时序控制，配合执行运动控制参数以控制第一系统装置81及第二系统装置91的动作，且所述逻辑控制单元5亦解析程序中的逻辑控制参数，以执行程序中的逻辑控制参数，以作为驱动第一系统装置81及第二系统装置91时序控制的命令输入。 

图3为多工处理器1上的视频图形阵列6处理视频图像运算的应用，其中，第一晶粒11更包含视频图形阵列6。视频图形阵列6专门用以处理视频图像的运算，当输入的程序中内含视频图像资料的运算，皆由视频图形阵列6负责运算处理，可有效减少第一处理单元21的运算负担，使得运动控制单元3的整体运作更有效率。而图4为图3的多工处理器1其嵌入运动控制单元3的第二晶粒12再嵌入逻辑控制单元5的示意图，其逻辑控制单元5其工作原理亦与上述说明相同。 

图5为多工处理器1上的网络单元7处理网络通信运算的应用，所述网络单元7系由一以太网(Ethernet)或一异步传输标准界面(RS232)、一RS422、一RS485或一控制器局部网(CONTROLLER AREA NETWORK，CAN)总线所构成，专门用以处理网络通信的运算，当输入的程序包含网络通信资料时，其运算就由网络单元7来专门处理，利用网络单元7来做 即时资料互通。图6为图5的多工处理器1其具有运动控制单元3的第二晶粒12内再嵌入逻辑控制单元5的示意图，其逻辑控制单元5其工作原理亦与上述说明相同。 

图7为多工处理器1上的视频图形阵列6与网络单元7处理视频图像与网络通信的运算，其显示第一晶粒11上更包含视信图形阵列6与网络单元7，而视信图形阵列6与网络单元7的功能如上所述，为一多处理架构，其能在进行运动控制进程的同时，又能并行执行视频图像资料的运算与处理网络通信的运算的进程，以达多处理架构功效的处理器1。图8为图7的多工处理器1其具有运动控制单元3的第二晶粒12再嵌入逻辑控制单元5的示意图，其逻辑控制单元5其工作原理亦与上述说明相同。 

本实用新型所提供的具有多重控制系统的多工处理器1，与其他现有技术相互比较时，更具有以下的优点： 

一、具有简易且低成本的优点，使其相关的各机构同时作动，减少机构间运动时的作动空档，进而增加生产量的具有多重控制系统的多工处理器1。 

二、第一系统8与第二系统9透过存储器单元23或通信界面24作为沟通界面，不会发生相互碰撞、干涉等情况发生，相对地减少两个动作所需的时间，进而增加产品的生产量。 

上列详细说明是针对本实用新型的一可行实施例的具体说明，惟所述实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本实用新型的专利范围中。 

Claims (8)

1.一种具有多重控制系统的多工处理器，具有多个晶粒以及具有与每一晶粒连接的连接元件，其特征在于，第一晶粒嵌入第一处理单元及第二处理单元，所述第一处理单元处理程序中第一系统的指令解析与接收，进而管理第一系统的即时监控与运算，而第二处理单元处理程序中第二系统的指令解析与接收，进而管理第二系统的即时监控与运算，在第二晶粒嵌入运动控制单元，所述运动控制单元控制第一系统及第二系统的运动参数，并驱动第一系统装置及第二系统装置的动作。

2.根据权利要求1所述的具有多重控制系统的多工处理器，其特征在于，所述第一处理单元及第二处理单元以通信界面作资料传输界面。

3.根据权利要求1所述的具有多重控制系统的多工处理器，其特征在于，所述第一处理单元及第二处理单元间，还包括有暂存的存储器单元作为资料传输界面，所述的存储器单元所提供的存储器空间能提供第一处理单元与第二处理单元能够以此存储器空间中作为沟通界面。

4.根据权利要求1所述的具有多重控制系统的多工处理器，其特征在于，所述运动控制单元与第一系统装置及第二系统装置通过脉冲指令、电压指令或数字通信进行装置控制。

5.根据权利要求1所述的具有多重控制系统的多工处理器，其特征在于，所述第二晶粒进而包括嵌入逻辑控制单元，所述逻辑控制单元用以执行程序中的逻辑控制参数，以同时执行处理运动控制与时序控制来驱动装置的动作。

6.根据权利要求5所述的具有多重控制系统的多工处理器，其特征在于，所述逻辑控制单元亦解析程序中的逻辑控制参数，以执行程序中的逻辑控制参数，以作为输入/输出的时序控制，配合执行运动控制参数以控制第一系统装置及第二系统装置的动作。

7.根据权利要求1所述的具有多重控制系统的多工处理器，其特征在于，所述第一晶粒进而包含视频图形阵列，视频图形阵列用以处理视频图像的运算。

8.根据权利要求1所述的具有多重控制系统的多工处理器，其特征在于，所述第一晶粒进而包含网络单元，网络单元用以处理网络通信的运算。

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