JP2000092149A - 入出力装置駆動システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信のトラフィックを抑えながら、高い制御
精度を要する入出力装置にも対応できるシリアル通信に
よる入出力装置駆動システムを提供する。 【解決手段】 機器制御用ＣＰＵ１と入出力装置４ａ〜
４ｎを駆動するドライブモジュール３ａ〜３ｎとの間の
データの授受を、Ｉ／Ｏアクセスコントローラ２を介し
て通信線ＤＡＴを用いてポーリングによるシリアル通信
を行う。このとき優先度を設定しておき、優先度別にＩ
／Ｏアクセスコントローラ２とドライブモジュール３ａ
〜３ｎとの間で通信を行う。高い制御精度を要する入出
力装置に対応するドライブモジュールとの通信の優先度
を高くすることによって、高い制御精度を要する入出力
装置と優先的に通信を行い、制御精度を確保することが
できる。また、低い制御精度の入出力装置について通信
量を減らし、トラフィックを抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気機器に設けら
れた入力装置や出力装置と制御装置とを結線した配線シ
ステムにおいて、シリアルデータの送受信によって入出
力装置を駆動制御する入出力装置駆動システムに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】電気機器、例えば画像出力装置において
は、画像出力装置各部の動作状態がセンサやスイッチ等
の多数の入力装置により検出され、また、この検出状態
に応じてモータやソレノイド、クラッチ等の多数の出力
装置が制御される。このような入力装置の状態検出及び
出力装置の制御といった入出力装置の駆動制御は、一般
にＣＰＵが搭載されるメイン基板により行われている。
そしてこのメイン基板から各入出力装置に対し、それぞ
れ独立した配線を施している。この配線の数は近年の高
機能化とともに増大している。それに伴い、作業性、保
守性、安全性等が悪化している。

【０００３】この問題を解決するため、例えば特開平４
−２６２４４２号公報に記載されているように、メイン
基板上にシリアル通信の機能を設け、また入出力装置側
の駆動基板にもシリアル通信の機能を設けて、メイン基
板と駆動基板の間でシリアルデータの送受信を行う構成
が記載されている。さらに多数の入出力装置に対応する
ため、メイン基板から複数の入出力装置や複数の駆動基
板をシリアル通信線路によってディジーチェーン式に接
続した技術が知られている。これらの技術によれば、シ
リアル通信により各入出力装置のデータをやりとりする
ので、配線数を大幅に削減することができる。

【０００４】この場合の通信の方式の一つとして、通信
路上のキャリアを確認した後、各入出力装置のデータの
授受を行う方式がある。しかし一般的に、このキャリア
を確認して通信を行う方式は、複雑な回路を必要とし高
価な構成になりやすい。

【０００５】また別の方式として、例えば特開平５−１
３５２５８号公報などに記載されているように、クロッ
ク信号に同期して各入出力装置のデータを順次シフトさ
せてデータの授受を行う方式もある。この方式では、上
述のキャリアを確認して通信を行う方式に比べて比較的
安価に構成できる。しかしこの方式は、入出力装置が通
信線上に配設された順番に順次データをシフトして転送
されていくので、特定の入出力装置とだけ通信したり、
入出力装置によって通信回数が異なるような用途には向
かない。

【０００６】さらに別の方式として、ポーリングにより
一定周期で各入出力装置のデータの授受を行う方式もあ
る。この方式も、上述のキャリアを確認して通信を行う
方式に比べて比較的安価に構成できる。この方式では、
ポーリングの際に呼び出す入出力装置の登録または削除
を行うだけで入出力装置の増減に対応できる。

【０００７】しかしながら、電気機器、例えば複写機等
においては、高い制御精度を要する入出力装置と低い制
御精度でもかまわない入出力装置とがある。このため、
高い制御精度に対応しようとすると時間当たりのポーリ
ング回数が多く必要となり、通信のトラフィックが増え
ることになる。その分、通信速度を早くすればトラフィ
ック増加にも対応できるが、対応できる通信速度にも限
界がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、通信のトラフィックを抑え
ながら、高い制御精度を要する入出力装置にも対応でき
るシリアル通信による入出力装置駆動システムを提供す
ることを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、入出力装置と
の間でシリアル通信を行って、複数の入出力装置の駆動
制御を行うが、このとき各入出力装置の優先度に関する
情報を制御情報として記憶手段に記憶させておくことが
できる。データ処理手段は、計時手段によって与えられ
るタイミングに従って、シリアル通信手段を介して、例
えばポーリングによってパケット通信を行う。このと
き、記憶手段に記憶されている制御情報中の優先度に関
する情報に応じて選択的に入出力装置に対するポーリン
グを実施する。

【００１０】例えば高い制御精度を要する入出力装置に
は高い優先度を設定し、低い制御精度でよい入出力装置
には低い優先度を設定しておく。そして優先度の高い、
高精度の制御を必要とする入出力装置については短いポ
ーリングで通信し、優先度の低い、それほど制御精度を
必要としない入出力装置についてはサイクルの長いポー
リングで通信する。このようにして、ポーリング方式の
シリアル通信によって、装置全体の配線量を削減すると
ともに、駆動制御の精度の異なる入出力装置にも対応で
きる。さらに、駆動制御の精度に応じた入出力装置との
通信を行うことによって、通信のトラフィックを抑える
ことができる。

【００１１】なお計時手段は、例えば優先度に応じた複
数のタイミングを生成することができる。この複数のタ
イミングに従って、データ処理手段は優先度に関する情
報に従った入出力装置との通信を行えばよい。また、優
先度の異なる入出力装置に対する通信が重なった場合に
は、優先度に応じて、例えば優先度の低い入出力装置と
の通信を遅らせればよい。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の入出力装置駆動
システムの実施の一形態を示す概略ブロック図である。
図中、１は機器制御用ＣＰＵ、２はＩ／Ｏアクセスコン
トローラ、３ａ〜３ｎはドライブモジュール、４ａ〜４
ｎは入出力装置である。機器制御用ＣＰＵ１は、所定の
手続きに従って全体の制御を行う制御手段である。機器
制御用ＣＰＵ１から、アドレスバス、データバス等を介
してＩ／Ｏアクセスコントローラ２が接続されている。

【００１３】Ｉ／Ｏアクセスコントローラ２は、機器制
御用ＣＰＵ１とバス接続されているとともに、機器制御
用ＣＰＵ１に対する割り込み線も接続されている。ま
た、各ドライブモジュール３ａ〜３ｎとの間でシリアル
データを送受信するための通信線ＤＡＴ、および、シリ
アル転送のためのクロックＣＬＫが接続されており、機
器制御用ＣＰＵ１と各ドライブモジュール３ａ〜３ｎと
の間のデータの送受信を仲介する通信制御手段として機
能する。さらにこの例では、ドライブモジュール３ａ〜
３ｎに電源を供給する電源Ｖ１ラインおよび入出力装置
４ａ〜４ｎ（特に出力装置）に電源を供給する電源Ｖ２
ラインも接続されており、図示しない電源供給部との間
で電源の制御も行う。もちろん、電源Ｖ１，Ｖ２、通信
線ＤＡＴ、クロックＣＬＫのための接地線ＧＮＤも接続
されている。電源Ｖ１は、モータやクラッチなどの出力
装置を駆動するための電源である。例えば２４Ｖ程度の
電源ラインとすることができる。また電源Ｖ２は、各ド
ライブモジュール３ａ〜３ｎを動作させるとともに、セ
ンサなどの入力装置や出力装置の一部の駆動に用る電源
である。例えば５Ｖ程度の電源ラインとすることができ
る。なお、電源Ｖ１，Ｖ２については、ドライブモジュ
ール３ａ〜３ｎ、入出力装置４ａ〜４ｎに電源供給部か
ら直接供給されていてもよい。

【００１４】ドライブモジュール３ａ〜３ｎは、それぞ
れに接続されている入出力装置４ａ〜４ｎを駆動する駆
動手段として機能する。接続されている機器がセンサな
どの入力装置の場合には、その入力装置を駆動するとと
もに、Ｉ／Ｏアクセスコントローラ２からの要求に応じ
て入力装置から得られたデータをＩ／Ｏアクセスコント
ローラ２に転送する。また、接続されている機器がモー
タやクラッチなどの出力装置の場合には、Ｉ／Ｏアクセ
スコントローラ２から送られてくるデータに従ってこれ
らの出力装置を駆動制御する。

【００１５】各ドライブモジュール３ａ〜３ｎはシリア
ルに接続されている。接続されるドライブモジュール３
ａ〜３ｎの台数は任意であるが、Ｉ／Ｏアクセスコント
ローラ２によって特定できる台数、例えば１６台あるい
は２５６台など、所定の台数以内に限定される。また、
通信線ＤＡＴの長さなどによって制約を受ける場合もあ
る。

【００１６】また、各ドライブモジュール３ａ〜３ｎに
は、それぞれについて１以上の入出力機器を接続するこ
とが可能である。図１に示した例では、ドライブモジュ
ール３ａに入力装置であるセンサが入出力装置４ａとし
て接続され、ドライブモジュール３ｂに出力装置である
モータが入出力装置４ｂとして接続され、ドライブモジ
ュール３ｎに出力装置であるクラッチが入出力装置４ｎ
として接続されている。もちろん、本発明はこれらの例
に限られるものではなく、各種の入力装置、出力装置を
任意のドライブモジュールに接続することが可能であ
る。この例では図示したように入力装置が接続されるド
ライブモジュール３ａと出力装置が接続されるドライブ
モジュール３ｂ，３ｃ，３ｎを設けている。もちろん、
１つのドライブモジュールに入力装置と出力装置を接続
することも可能である。

【００１７】図２は、Ｉ／Ｏアクセスコントローラの構
成の一例を示すブロック図である。図中、１１はアドレ
スデコーダ部、１２はメモリ部、１３はタイマ部、１４
はデータ処理部、１５はシリアルポート部、１６はパラ
レルポート部、１７は割り込みポート部である。このＩ
／Ｏアクセスコントローラ２は、機器制御用ＣＰＵ１と
は、アドレスバス及びデータバスを介して接続されてい
る。アドレスデコーダ部１１は、アドレスバスで指示さ
れたアドレスに従い、メモリ部１２ヘの書込みアドレス
を制御する。

【００１８】メモリ部１２は、大きく分けて制御レジス
タ部と、Ｉ／Ｏマップ部からなる。制御レジスタ部に
は、Ｉ／Ｏアクセスコントローラ２の各種動作のための
制御情報が格納される。またＩ／Ｏマップ部には、シリ
アルポート部１５から通信線ＤＡＴによりシリアル通信
を行うドライブモジュール３ａ〜３ｎを介して接続され
る入出力装置４ａ〜４ｎと、パラレルポート部１６にパ
ラレル通信線によって接続される図示しない入出力装置
の制御情報が格納される。この制御情報の中には、各入
出力装置の優先度に関する情報が含まれている。優先度
は、各ドライブモジュール３ａ〜３ｎごと、あるいは後
述する出力用または入力用の通信ターミナルごと、また
は、各入出力機器ごとに設定可能に構成することができ
る。

【００１９】タイマ部１３は、ポーリングを行うタイミ
ング信号を所定の間隔で生成してデータ処理部１４に対
して出力する計時手段として機能する。このタイミング
信号は、複数の時間間隔で生成することもできる。

【００２０】データ処理部１４は、機器制御用ＣＰＵ１
等からのメモリ部１２へのデータの書込に応じてシリア
ルポート部１５またはパラレルポート部１６にデータを
出力する。この時、シリアルポート部１５ヘの出力にお
いて、データ処理部１４は出力するデータをパケット化
してから通信を行う。また、データ処理部１４は、シリ
アルポート部１５またはパラレルポート部１６からデー
タを入力し、入力されたデータをメモリ部１２のＩ／Ｏ
マップ部に書き込む。この時、制御レジスタ部の内容、
またはフラグ等の指示に従って、割り込みポート部１７
からの出力を行う。シリアルポート部１５よりＩ／Ｏデ
ータを入力する時、データ処理部１４は、タイマ部１３
から出力されるタイミング信号に従い、定期的にポーリ
ングを行ってパケットを入手し、パケットを分解する。
パラレルポート部１６よりデータが入力されると、デー
タ処理部１４はフィルタリング処理を行い、チャタリン
グやバウンディングなどを除去し、また入力されたデー
タの変化などを検知する。

【００２１】シリアルポート部１５は、通信線ＤＡＴお
よびクロックＣＬＫに接続されており、図１に示した各
ドライブモジュール３ａ〜３ｎとの間でシリアル通信を
行う。なお、シリアルポート部１５に接続されるシリア
ル通信線は１本に限らず、複数本とすることができる。
また、パラレルポート部１６には、直接、入出力機器が
接続され、これらの入出力機器との間でデータの送受信
を行う。このパラレルポート部１６に接続される入出力
機器は、このＩ／Ｏアクセスコントローラ２と同じ基板
上、あるいはその近傍といった、配線量が比較的許容さ
れる位置に配置されている。割り込みポート部１７は、
機器制御用ＣＰＵ１の割り込み端子等に接続され、デー
タ処理部１４の指示に従って機器制御用ＣＰＵ１に割り
込みをかける。

【００２２】なお、図２に示した構成では、電源Ｖ１，
Ｖ２を制御する構成を示していないが、例えばシリアル
ポート部１５によりこれらの電源Ｖ１，Ｖ２も制御した
り、あるいは電源制御部を別に設けて制御するように構
成することができる。もちろん、上述のように電源Ｖ
１，Ｖ２についてはＩ／Ｏアクセスコントローラ２で制
御しない構成でもよい。

【００２３】図３は、出力装置が接続されたドライブモ
ジュールの構成の一例を示すブロック図である。図中、
２１は出力用通信ターミナル、２２はラッチ＆判定部、
２３は自アドレス保持部、２４は出力データ保持部、２
５はドライバ部、２６はアドレス設定部である。ここで
は、例えばモータやソレノイド、クラッチなどの出力装
置がドライブモジュールに接続されている場合の構成例
を示している。出力装置が接続された例えばドライブモ
ジュール３ｂ、３ｃ、３ｎ等では、出力用通信ターミナ
ル２１を内蔵している。出力用通信ターミナル２１は、
単体で基板に搭載できる構成とするとよい。

【００２４】出力用通信ターミナル２１には、ラッチ＆
判定部２２、自アドレス保持部２３、出力データ保持部
２４などを有している。ラッチ＆判定部２２は、クロッ
クＣＬＫに同期して通信線ＤＡＴにより伝送されてくる
データをラッチし、受信パケットの正常受信の判定や、
自アドレス保持部２３に保持されているアドレスと受信
パケットのアドレスとを比較して自装置宛てか否かの判
定を行い、受信パケットのヘッダにより動作を決定す
る。また、ラッチ＆判定部２２は、パケットを正常受信
すると、Ｉ／Ｏアクセスコントローラ２に対し、返信の
パケットを送信する。受信パケットが出力データを含む
場合、出力データを出力データ保持部２４に格納する。

【００２５】ドライバ部２５は、出力データ保持部２４
に格納されたデータに基づいて、ドライブモジュールに
接続されている出力装置を駆動する。アドレス設定部２
６は、ラッチ＆判定部２２で受信パケットを取り込むた
めのアドレスを設定する。設定したアドレスは自アドレ
ス保持部２３に保持される。なお、設定するアドレス
は、シリアル通信線に接続されているすべてのドライブ
モジュールあるいは入出力機器において一意である必要
がある。しかし、設定するアドレスは１つに限らず、例
えば出力機器が複数接続されていれば、各出力機器に対
応した複数のアドレスを設定してもよい。

【００２６】図４は、入力装置が接続されたドライブモ
ジュールの構成の一例を示すブロック図である。図中、
３１は入力用通信ターミナル、３２はラッチ＆判定部、
３３は自アドレス保持部、３４は入力データ保持部、３
５はフィルタ部、３６はドライバ部、３７はアドレス設
定部である。ここでは、例えばセンサやスイッチなどの
入力装置がドライブモジュールに接続されている場合の
構成例を示している。入力装置が接続された例えばドラ
イブモジュール３ａ等では、入力用通信ターミナル３１
を内蔵している。入力用通信ターミナル３１は、単体で
基板に搭載できる構成とするとよい。

【００２７】入力用通信ターミナル３１には、ラッチ＆
判定部３２、自アドレス保持部３３、入力データ保持部
３４、フィルタ部３５などを有している。ラッチ＆判定
部３２は、クロックＣＬＫに同期して通信線ＤＡＴによ
り伝送されてくるデータをラッチし、受信パケットの正
常受信の判定や、自アドレス保持部３３に保持されてい
るアドレスと受信パケットのアドレスとを比較して自装
置宛てか否かの判定を行い、受信パケットのヘッダによ
り動作を決定する。また、ラッチ＆判定部３２は、パケ
ットを正常受信すると、Ｉ／Ｏアクセスコントローラ２
に対し、入力データ保持部３４が保持しているデータを
パケット化して送信する。

【００２８】ドライバ部３６は、ドライブモジュールに
接続されている入力装置を駆動してデータを取得する。
取得したデータは、入力用通信ターミナル３１のフィル
タ部３５においてチャタリングやバウンディングを除去
するためのフィルタリング処理が施され、入力データ保
持部３４に格納される。なお、フィルタ部３５における
フィルタリング処理によって入力されたデータの変化を
検出し、変化が検出された場合に、そのデータを入力デ
ータ保持部３４に格納するように構成してもよい。

【００２９】アドレス設定部３７は、ラッチ＆判定部３
２で受信パケットを取り込むためのアドレスを設定す
る。設定したアドレスは自アドレス保持部３３に保持さ
れる。なお、設定するアドレスは、シリアル通信線に接
続されているすべてのドライブモジュールあるいは入出
力機器において一意である必要がある。しかし、設定す
るアドレスは１つに限らず、例えば出力機器が複数接続
されていれば、各出力機器に対応した複数のアドレスを
設定してもよい。

【００３０】なお、上述の例ではドライブモジュールに
出力用通信ターミナル２１または入力用通信ターミナル
３１のいずれかを配置した例を示したが、１つのドライ
ブモジュールに出力装置と入力装置が接続されている場
合には、出力用通信ターミナル２１と入力用通信ターミ
ナル３１の両方を配置してもよい。また、出力用通信タ
ーミナル２１および入力用通信ターミナル３１は、個々
の出力装置、入力装置に対応づけて設けるほか、いくつ
かの出力装置、入力装置に共用するように構成してもよ
い。

【００３１】図５は、Ｉ／Ｏアクセスコントローラと各
通信ターミナルとの間でやりとりされるパケットの一例
の説明図である。図５（Ａ）がＩ／Ｏアクセスコントロ
ーラ２から各出力用通信ターミナル２１および各入力用
通信ターミナル３１に配信されるパケットを、また図５
（Ｃ）がＩ／Ｏアクセスコントローラ２から各出力用通
信ターミナル２１に配信されるパケットを、さらに図５
（Ｅ）がＩ／Ｏアクセスコントローラ２から各入力用通
信ターミナル３１に配信されるパケットを、それぞれ示
している。また、図５（Ｂ）が出力用通信ターミナル２
１および入力用通信ターミナル３１からＩ／Ｏアクセス
コントローラ２に対し送信されるパケットを、また図５
（Ｄ）が出力用通信ターミナル２１からＩ／Ｏアクセス
コントローラ２に対して送信されるパケットを、さらに
図５（Ｆ）、（Ｇ）が入力用通信ターミナル３１からＩ
／Ｏアクセスコントローラ２に対して送信されるパケッ
トを、それぞれ示している。

【００３２】なお、先頭の「ＳＴ」はスタートビット
を、最後の「ＳＰ」はストップビットをそれぞれ示して
いる。また、パケットのエラーチェックのために、それ
ぞれヘッダ、アドレス、およびデータがある場合にはデ
ータの反転データを付加している。エラーチェックのた
めの情報は、このような反転データ以外の方式によるデ
ータであってもよい。

【００３３】図５（Ａ）に示すアドレス確認要求パケッ
トは、各出力用通信ターミナル２１の自アドレス保持部
２３および各入力用通信ターミナル３１の自アドレス保
持部３３に設定されているアドレスの確認を要求するた
めのパケットである。このパケットがアドレス確認要求
パケットであることを示すヘッダとともに、確認するア
ドレスの情報を付加している。このパケットがＩ／Ｏア
クセスコントローラから送信されると、パケット内のア
ドレスと一致するアドレスが設定されている出力用通信
ターミナル２１または入力用通信ターミナル３１におい
て受信され、受信した通信ターミナルから図５（Ｂ）に
示すアドレス確認応答パケットがＩ／Ｏアクセスコント
ローラに返送される。このパケットも、アドレス確認応
答パケットであることを示すヘッダと、一致したアドレ
スの情報を含んでいる。Ｉ／Ｏアクセスコントローラ２
は、このアドレス確認応答パケットを受信すると、その
アドレスが使用されていることを認識してポーリングを
行う機器として登録することができる。

【００３４】図５（Ｃ）に示すデータ出力要求パケット
は、指定されたアドレスが設定されている出力用通信タ
ーミナル２１に対して、データを送出するためのパケッ
トである。なお、ヘッダにはこのパケットがデータ出力
要求パケットであることを示すコードが含まれている。
このパケットを受け取った出力用通信ターミナルでは、
アドレスが自アドレス保持部２３に保持されていれば、
パケットからデータを取り出して出力データ保持部２４
に保持させた後、このデータに従ってドライバ部２５に
より接続されている出力装置を駆動する。また、図５
（Ｄ）に示すデータ出力応答パケットをＩ／Ｏアクセス
コントローラ２に対して返送する。このパケットも、デ
ータ出力応答パケットであることを示すヘッダと、一致
したアドレスの情報を含んでいる。Ｉ／Ｏアクセスコン
トローラ２は、このデータ出力応答パケットにより、出
力装置に対するデータが正常に受け取られたことを検知
する。

【００３５】図５（Ｅ）に示すデータ入力要求パケット
は、指定されたアドレスが設定されている入力用通信タ
ーミナル３１に対して、入力装置によって取得されたデ
ータの送出を要求するパケットである。なお、ヘッダに
はこのパケットがデータ入力要求パケットであることを
示すコードが含まれている。このパケットを受け取った
入力用通信ターミナル３１では、アドレスが自アドレス
保持部３３に保持されていれば、入力データ保持部３４
に保持されているデータを、ヘッダおよびアドレスとと
もに図５（Ｆ）に示すデータ入力応答パケットとしてＩ
／Ｏアクセスコントローラ２に対して返送する。このと
き、入力データ保持部３４に保持されているデータに変
化がない場合には、通信データ量を削減するとともに、
Ｉ／Ｏアクセスコントローラの処理を軽減するため、デ
ータを含まない図５（Ｇ）に示すデータ入力応答パケッ
トをＩ／Ｏアクセスコントローラ２に対して返送する。
なお、図５（Ｆ）または（Ｇ）のいずれのデータ入力応
答パケットであるかは、ヘッダにより識別される。

【００３６】図５（Ｆ）に示すデータ入力応答パケット
を受け取ったＩ／Ｏアクセスコントローラ２は、パケッ
ト内のデータを取り出し、メモリ部１２に格納する。こ
のとき、例えば割り込みポート部１７から機器制御用Ｃ
ＰＵ１に対して割り込みをかけてもよい。機器制御用Ｃ
ＰＵ１は、メモリ部１２から入力装置で取得されたデー
タを読み出せばよい。なお、Ｉ／Ｏアクセスコントロー
ラ２が図５（Ｇ）に示すデータ入力応答パケットを受け
取った場合には、データに変更がないのでメモリ部１２
への格納などは行わない。いずれのデータ入力応答パケ
ットを受け取った場合も、図５（Ｅ）に示すデータ入力
要求パケットが正常に送られ、応答が返送されたことを
確認することができる。

【００３７】次に本発明の入出力装置駆動システムの実
施の一形態における動作の一例について説明する。以下
の説明では、制御情報としてＩ／Ｏアクセスコントロー
ラ２のメモリ部１２に保持される優先度は、簡単のため
３段階であるとする。また、優先度１が最も優先され、
次に優先度２が優先され、優先度３は優先度１，２より
優先されないことを示す。ここでは、優先度１に入力用
通信ターミナル３１、優先度２に出力用通信ターミナル
２１、優先度３に入力用通信ターミナル３１がそれぞれ
設定されているものとする。もちろん、これらは一例で
あって、任意に優先度を設定することができるし、同じ
優先度で入力用通信ターミナル３１と出力用通信ターミ
ナル２１が設定されていてもよい。

【００３８】図６は、本発明の入出力装置駆動システム
の実施の一形態におけるＩ／Ｏアクセスコントローラに
よる初期化処理の動作の一例を示すフローチャートであ
る。初期化処理は、Ｉ／Ｏアクセスコントローラ２にア
ドレスバスおよびデータバスを介して接続される機器制
御用ＣＰＵ１からの指示によって行われる。

【００３９】Ｓ４１で電気機器のパワーオン等により機
器制御用ＣＰＵ１から初期化が要求されると、Ｉ／Ｏア
クセスコントローラ２の初期化を行うため、Ｓ４２で各
ドライブモジュール３ａ〜３ｎに供給されるクロックＣ
ＬＫ、電源Ｖ１、電源Ｖ２の供給を停止し、Ｉ／Ｏアク
セスコントローラ２の初期化によって各ドライブモジュ
ールが誤動作しないようにしておく。

【００４０】Ｓ４３でＩ／Ｏアクセスコントローラ２の
制御レジスタ部に対し、各種の制御情報の設定を行う。
設定する項目としては、例えば、シリアルポートに対す
る通信クロックの設定、シリアルポートに接続されるド
ライブモジュールに含まれる通信ターミナル数の設定、
シリアルポートに接続されるドライブモジュールに含ま
れる各通信ターミナルが出力用であるか入力用であるか
の設定、シリアルポートに接続されるドライブモジュー
ルに含まれる各通信ターミナルの優先度の指定、優先度
毎のポーリング間隔の設定、入力機器から入力されたデ
ータを割り込みとしてＣＰＵに出力するために割り込み
出力するＩ／Ｏの指定等がある。なお、シリアルポート
部１５に複数のシリアルポートが設けられている場合に
は、上述の設定を各シリアルポートごとに行うことにな
る。

【００４１】Ｓ４４でクロックＣＬＫと電源Ｖ２をドラ
イブモジュールに含まれる通信ターミナルに対し、供給
を開始する。このクロックＣＬＫと電源Ｖ２の供給開始
によって、出力用通信ターミナル２１および入力用通信
ターミナル３１は動作可能状態となり、Ｉ／Ｏアクセス
コントローラ２との通信が可能となる。この時点では電
源Ｖ１が供給されていないので、例えば動力系の出力装
置などは動作せず、初期化時におけるこれらの出力装置
の誤動作を防いでいる。

【００４２】Ｓ４５で各シリアルポートに接続されるド
ライブモジュールに含まれる各通信ターミナルに対し、
それぞれポーリングによりアドレスの確認を行う。例え
ば図５（Ａ）に示したアドレス確認要求パケットをＩ／
Ｏアクセスコントローラ２から送出し、そのパケット中
のアドレスを有する通信ターミナルでこれを受け取る。
そして受け取った通信ターミナルから図５（Ｂ）に示す
アドレス確認応答パケットをＩ／Ｏアクセスコントロー
ラ２に返送することによって、アドレスの確認を行うこ
とができる。このアドレスの確認の判定をＳ４６で行
い、通信ターミナルが返すアドレスに誤りがあればＳ５
０でエラー処理を行う。また、問題がなければ、次のス
テップＳ４７に進む。

【００４３】Ｓ４７で入力装置および出力装置のイニシ
ャライズを行う。例えば入力装置から現在の状態を取得
したり、出力装置に対して初期化のためのデータを転送
する。このイニシャライズに失敗したことをＳ４８で確
認するとＳ５０でエラー処理を行う。また、問題なくイ
ニシャライズが終了すると、Ｓ４９で電源Ｖ１の供給を
開始して、動作準備完了となる。

【００４４】図７は、Ｉ／Ｏアクセスコントローラから
優先度に従って出力装置へシリアル出力する際の動作の
一例を示すフローチャートである。上述のように、ここ
では出力用通信ターミナル２１は優先度２に設定されて
いるものとする。Ｓ５１でＩ／Ｏアクセスコントローラ
２は、機器制御用ＣＰＵ１からアドレスバスおよびデー
タバスを介してＩ／Ｏアクセスコントローラ２のメモリ
部１２内のＩ／Ｏマップ部にデータの書込みが発生した
か否かを監視している。Ｉ／Ｏマップ部へのデータの書
き込みが発生し、それがシリアルポートにより駆動され
る出力装置に対するものであれば、Ｓ５２で優先度２フ
ラグをセットし、優先度２の通信が存在することを同じ
シリアルポートにおける他の優先度に対し知らせる。Ｓ
５３でＩ／Ｏマップ部に書き込まれたデータを転送すべ
き出力用通信ターミナル２１のアドレスと、その出力用
通信ターミナル２１で駆動されるデータとにより、例え
ば図５（Ｃ）に示したようなデータ出力要求パケットを
生成する。

【００４５】Ｓ５４で同じシリアルポートにおける優先
度１フラグがセットされているか確認する。もし、この
優先度１フラグがセットされていれば、この優先度２の
通信よりも優先度の高い通信が存在することを示してい
る。そのため、優先度１の通信が終了して優先度１フラ
グが解除されるまで待つ。

【００４６】優先度１フラグがセットされていなけれ
ば、Ｓ５５に進み、同じシリアルポートにおいて送信が
行われているか否かを確認し、送信中であればＳ５４に
戻り、送信が終了するのを待つ。送信中でなければ、Ｓ
５６に進み、Ｓ５３で作成したデータ出力要求パケット
の送信を開始する。Ｓ５７で送信先からの例えば図５
（Ｄ）に示すようなデータ出力応答パケットの返信が来
ない場合や返信に誤りがあった場合など、通信エラーの
判断を行い、再送するか否かを決定する。再送する場合
には、Ｓ５４からを繰返す。

【００４７】問題なく通信が行えた場合には、Ｓ５８に
進み、他に送信すべきパケットがあるか否かを判定す
る。他に送信すべきパケットがある場合、Ｓ５４に戻
る。他に送信すべきパケットがない場合は、Ｓ５９で優
先度２フラグをクリアして、優先度２の通信が完了した
ものとする。その後、Ｓ５１に戻ってメモリ部１２のＩ
／Ｏマップ部への書き込みを監視する。

【００４８】図８は、Ｉ／Ｏアクセスコントローラから
優先度に従って優先度１の入力装置からデータを入力す
る際の動作の一例を示すフローチャートである。上述の
ように、ここでは入力用通信ターミナル３１は優先度１
および優先度３の２種類の設定がなされているが、ここ
では優先度１で通信を行う場合の例を示している。Ｓ６
１でメモリ部１２の制御レジスタ部に設定されている時
間に基づいてタイマ部１３が起動される。設定時間が経
過すると、Ｓ６２で優先度１フラグをセットし、優先度
１の通信があることを同じシリアルポートにおける他の
優先度に対し知らせる。

【００４９】Ｓ６３でメモリ部１２の制御レジスタ部に
設定されている制御情報をもとに優先度１の入力用通信
ターミナルのアドレスを得て、例えば図５（Ｅ）に示す
ようなデータ入力要求パケットを生成する。

【００５０】Ｓ６４で同じシリアルポートにおいて送信
が行われているか否かを確認し、送信中であればそのま
ま待機する。送信中でなければ、Ｓ６３で生成したデー
タ入力要求パケットをＳ６５で送信する。Ｓ６６で送信
先からの例えば図５（Ｆ）または図５（Ｇ）に示すよう
なデータ入力応答パケットの返信が来ない場合や返信に
誤りがあった場合など、通信エラーの判断を行い、再送
するか否かを決定する。再送する場合には、Ｓ６４に戻
って送信を繰返す。

【００５１】通信に問題がなければ、Ｓ６７に進み、受
け取ったデータ入力応答パケットの内容に従って、受け
取ったデータをメモリ部１２のＩ／Ｏマップ部ヘ書き込
んだり、メモリ部１２内の制御レジスタ部に設定された
制御情報に従って割り込みポート部１７から機器制御用
ＣＰＵ１に対して割込み出力の処理などを行う。

【００５２】Ｓ６８で他に送信すべきパケットがあるか
否かを判定し、他に送信すべきパケットがある場合、Ｓ
６４に戻って他のパケットの送信を行う。他に送信すべ
きパケットがない場合は、Ｓ６９で優先度１フラグをク
リアし、優先度１のデータ入力処理を終了する。そし
て、次のデータ入力に備え、Ｓ６１に戻って設定時間の
経過を待つ。

【００５３】図９は、Ｉ／Ｏアクセスコントローラから
優先度に従って優先度３の入力装置からデータを入力す
る際の動作の一例を示すフローチャートである。ここで
は優先度３の入力用通信ターミナル３１からデータを取
得する場合の例を示している。Ｓ７１でメモリ部１２の
制御レジスタ部に設定されている時間に基づいてタイマ
部１３が起動される。設定時間が経過すると、Ｓ７２で
優先度３フラグをセットし、優先度３の通信があること
を同じシリアルポートにおける他の優先度に対し知らせ
る。

【００５４】Ｓ７３でメモリ部１２の制御レジスタ部に
設定されている制御情報をもとに、優先度３の入力用通
信ターミナル３１のアドレスを得て、例えば図５（Ｅ）
に示すようなデータ入力要求パケットを生成する。

【００５５】Ｓ７４で同じシリアルポートにおける優先
度１フラグまたは優先度２フラグがセットされているか
否かを確認する。もし、これらのフラグがセットされて
いれぱ、この優先度３のデータ入力よりも優先させるべ
き通信が存在していることを示す。そのため、これらの
優先度の高い通信が終了し、優先度１フラグ、優先度２
フラグが解除されるまで待つ。

【００５６】優先度１フラグおよび優先度２フラグとも
立っていなければ、Ｓ７５に進み、同じシリアルポート
において送信が行われているか否かを確認する。送信中
であればＳ７４に戻り、通信が終了するのを待つ。送信
中でなければ、Ｓ７３で作成したデータ入力要求パケッ
トをＳ７６で送信する。Ｓ７７で送信先からの例えば図
５（Ｆ）や図５（Ｇ）に示すようなデータ入力応答パケ
ットの返信が来ない場合や返信に誤りがあった場合な
ど、通信エラーの有無を判断し、再送するか否かを決定
する。再送する場合には、Ｓ７４に戻って再送処理を行
う。通信に問題がなければ、Ｓ７８に進み、受け取った
データ入力応答パケットの内容に従って、受け取ったデ
ータをメモリ部１２のＩ／Ｏマップ部ヘ書き込む。

【００５７】Ｓ７９で他に送信すべきパケットがあるか
否かを判定し、他に送信すべきパケットがある場合、Ｓ
７４に戻って他のパケットの送信を行う。他に送信すべ
きパケットがない場合は、Ｓ８０で優先度３フラグをク
リアし、優先度３のデータ入力処理を終了する。そし
て、次のデータ入力に備え、Ｓ７１に戻って設定時間の
経過を待つ。

【００５８】図１０は、出力用通信ターミナルにおける
返信処理の一例を示すフローチャートである。Ｉ／Ｏア
クセスコントローラ２によってパケットが送信された場
合、出力用通信ターミナル２１では、図１０に示すよう
な処理を行う。すなわち、Ｓ８１でＩ／Ｏアクセスコン
トローラ２から送られてきたパケットが正常に受信でき
たか否かを判定し、パケットが正常に受信できなかった
場合には、そのままパケットの受信待ちの状態に戻る。

【００５９】正常にパケットが受信できたら、そのパケ
ット中のアドレスを解析し、Ｓ８２で自アドレス保持部
２３に保持されている自アドレスと比較して、自通信タ
ーミナル宛のパケットか否かを判定する。自通信ターミ
ナル宛のパケットでない場合には、何もしない。すなわ
ち、パケット中で指定されているアドレスを有する通信
ターミナルのみがパケットに対する処理を行う。

【００６０】自通信ターミナル宛のパケットであった場
合には、パケットのヘッダにより受信したパケットがデ
ータ出力要求パケットであることを確認した後、パケッ
ト中のデータを出力データ保持部２４に保持させ、ドラ
イバ部２５に受け取ったデータに応じた出力装置の駆動
を行わせる。

【００６１】また、データ出力要求パケットを受信した
ことをＩ／Ｏアクセスコントローラ２に知らせるため、
Ｓ８３で自アドレスを用いて例えば図５（Ｄ）に示すよ
うなデータ出力応答パケットを生成し、Ｓ８４でＩ／Ｏ
アクセスコントローラ２に返送する。これによって一連
のパケットの受信処理を終了する。その後、Ｓ８１へ戻
って次のパケットの到着を待つ。

【００６２】図１１は、入力用通信ターミナルにおける
返信処理の一例を示すフローチャートである。Ｉ／Ｏア
クセスコントローラ２によってパケットが送信された場
合、入力用通信ターミナル３１では、図１１に示すよう
な処理を行う。すなわち、Ｓ９１でＩ／Ｏアクセスコン
トローラ２から送られてきたパケットが正常に受信でき
たか否かを判定し、パケットが正常に受信できなかった
場合には、そのままパケットの受信待ちの状態に戻る。

【００６３】正常にパケットが受信できたら、そのパケ
ット中のアドレスを解析し、Ｓ９２で自アドレス保持部
３３に保持されている自アドレスと比較して、自通信タ
ーミナル宛のパケットか否かを判定する。自通信ターミ
ナル宛のパケットでない場合には、何もしない。すなわ
ち、パケット中で指定されているアドレスを有する通信
ターミナルのみがパケットに対する処理を行う。

【００６４】自通信ターミナル宛のパケットであった場
合には、パケットのヘッダにより受信したパケットがデ
ータ入力要求パケットであることを確認した後、Ｓ９３
で入力データ保持部３４に保持されているデータが変化
したか否かを判定する。データが変化していない場合に
は、Ｓ９４で自アドレスをもとに例えば図５（Ｇ）に示
すようなデータ入力応答パケットを生成する。入力デー
タ保持部３４に保持されているデータが変化した場合に
は、Ｓ９５で自アドレスおよび入力データ保持部３４に
保持されているデータをもとに、例えば図５（Ｆ）に示
すようなデータ入力応答パケットを生成する。

【００６５】そして、Ｓ９４またはＳ９５で作成したパ
ケットをＳ９６でＩ／Ｏアクセスコントローラ２に対し
て返送する。これによって一連のパケットの受信処理を
終了する。その後、Ｓ９１へ戻って次のパケットの到着
を待つ。

【００６６】図１２は、本発明の入出力装置駆動システ
ムの実施の一形態における動作の具体例を説明するタイ
ミングチャートである。この具体例では、入力用通信タ
ーミナル３１及び出力用通信ターミナル２１の１シリア
ルポート当たりの接続可能最大数を１６個とし、優先度
１の入力用通信ターミナル３１が２個、優先度２の出力
用通信ターミナル２１を１個、優先度２の入力用通信タ
ーミナル３１を１３個、接続されているものとする。ま
た、優先度１はタイマ部１３によりｌｍｓ毎にポーリン
グされ、優先度３は同じくタイマ部１３により５ｍｓ毎
にポーリングが開始して、５ｍｓ以内にポ−リングが終
了するように制御している。

【００６７】区間Ａではパケットの送受信が失敗せず、
再送がまったく行われていない場合を示している。優先
度１の入力用通信ターミナル３１に対しては、１ｍｓご
とにポーリングが実施され、ほぼ等間隔でデータの取得
が行われる。

【００６８】また、優先度２の出力用通信ターミナル２
１に対する通信は、機器制御用ＣＰＵ１がデータの送信
を要求したときにパケット通信が発生するため、不定期
的に通信が行われる。例えば区間Ａの最初の時点で出力
用通信ターミナル２１に対するデータの送信要求が発生
した場合、優先度１の入力用通信ターミナル３１からの
データの取得のタイミングと一致してしまう。このよう
な場合には、優先度１の入力用通信ターミナル３１から
のデータ取得が優先され、その処理が終了した後に、こ
の優先度２の出力用通信ターミナル２１に対するデータ
出力処理が開始される。

【００６９】さらに優先度３の入力用通信ターミナル３
１に対しては、５ｍｓごとにポーリングを行うが、区間
Ａの最初の時点では優先度１の入力用通信ターミナル３
１に対するデータ取得処理、および、優先度２の出力用
通信ターミナル２１に対するデータ出力処理とタイミン
グが一致する。この場合、優先度１および優先度２の処
理が優先され、これらの処理が終了した後に、この優先
度３の入力用通信ターミナル３１に対するデータ取得処
理が行われる。

【００７０】このようにして、例えば高い制御精度を要
する入力装置を優先度１に設定しておけば、短い間隔に
よってポーリングを行い、データを取得することができ
る。また、低い制御精度でよい入力装置については優先
度３を設定していることにより、優先度１の入力装置よ
りも長い間隔によってポーリングを行ってデータを取得
し、通信線のトラフィックを抑えることができる。

【００７１】また、図１２の区間Ｂでは、１つの通信タ
ーミナルに対し、再送を含む最悪計３回の通信が行われ
た場合を示している。この場合も区間Ｂの最初の時点で
優先度１の入力用通信ターミナル３１からのデータ取得
処理と、優先度２の出力用通信ターミナル２１へのデー
タ出力処理と、優先度３の入力用通信ターミナル３１か
らのデータ取得処理が重なる。まず優先度１の入力用通
信ターミナル３１からのデータ取得処理が実行され、次
に優先度２の出力用通信ターミナル２１へのデータ出力
処理が実行される。

【００７２】その後、優先度３の入力用通信ターミナル
３１からのデータ取得処理が実行されるが、１３台の入
力装置に対応したデータ取得処理を１台ずつ行ってゆく
間に、優先度１の入力用通信ターミナル３１からのデー
タ取得処理の時間となる。この場合、優先度１の処理に
ついては図８のＳ６２において優先度１フラグをセット
した後、送信中のためＳ６４で待ち状態となる。また、
優先度３の処理については、ある１つの優先度３の入力
用通信ターミナル３１との通信が終了した時点で、図９
のＳ７９からＳ７４へ戻り、優先度１フラグを検出して
待ち状態に移る。優先度１の処理は、送信中の待ち状態
から抜け、図８のＳ６５における送信処理を開始するこ
とができる。このようにして、優先度３の通信中でも、
優先度１の通信を優先して行うことができる。

【００７３】この例ではその後、同様に優先度２のデー
タ出力の要求が発生したため、優先度１の通信が終了し
た後、優先度２の通信を実行している。優先度２の通信
では、図７に示すＳ５４で優先度１の通信が終了したこ
とを確認後、Ｓ５６における通信を実行している。優先
度３の通信は、図９のＳ７４において優先度２フラグが
クリアされるまで待つことになる。優先度２の通信が終
了した後、優先度３の通信が再開する。すなわち、図９
に示すＳ７４における他の優先度の処理が終了したこと
を確認し、Ｓ７６における通信を実行する。

【００７４】その後も、優先度３の入力用通信ターミナ
ル３１のすべてに対する通信が終了する前に、優先度１
および優先度２の通信が発生し、その都度、優先度３の
通信を中断し、優先度１および優先度２の通信を優先し
て行う。優先度３の通信は、５ｍｓ間隔で行われるの
で、５ｍｓ内にすべての優先度３の入力用通信ターミナ
ル３１との通信が行われればよい。

【００７５】このようにして、パケットの再送等によっ
て通信時間がのびる場合であっても、優先度の高い通信
を優先して行うことによって、優先度１の通信はほぼ１
ｍｓ間隔で行うことができ、高い精度で制御を行うこと
ができる。また、優先度の低い通信を、優先度の高い通
信の間で行うことができるため、効率よく通信路を利用
することができる。

【００７６】なお、本発明は上述の具体例に限られるも
のではなく、各優先度に出力用通信ターミナル２１に対
するデータ出力処理または入力用通信ターミナル３１に
対するデータ取得処理のいずれを割り当ててもよく、ま
た両者が混在してもよい。もちろん、各優先度に割り当
てる台数も任意である。

【００７７】また、上述の動作例では、出力用通信ター
ミナル２１に対するデータ出力処理は、機器制御用ＣＰ
Ｕ１からのデータ出力要求に応じて行ったが、例えばタ
イマ部１３による所定間隔ごとにデータ出力を行うよう
に構成してもよい。

【００７８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、入出力装置とのデータの授受を優先度付け
し、優先度別に通信を行うので、シリアル通信により配
線量を削減するとともに、通信のトラフィックを抑えな
がら、高い制御精度を要する入出力装置に対応すること
ができる入出力装置駆動システムを提供することができ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の入出力装置駆動システムの実施の一
形態を示す概略ブロック図である。

【図２】 Ｉ／Ｏアクセスコントローラの構成の一例を
示すブロック図である。

【図３】 出力装置が接続されたドライブモジュールの
構成の一例を示すブロック図である。

【図４】 入力装置が接続されたドライブモジュールの
構成の一例を示すブロック図である。

【図５】 Ｉ／Ｏアクセスコントローラと各通信ターミ
ナルとの間でやりとりされるパケットの一例の説明図で
ある。

【図６】 本発明の入出力装置駆動システムの実施の一
形態におけるＩ／Ｏアクセスコントローラによる初期化
処理の動作の一例を示すフローチャートである。

【図７】 Ｉ／Ｏアクセスコントローラから優先度に従
って出力装置へシリアル出力する際の動作の一例を示す
フローチャートである。

【図８】 Ｉ／Ｏアクセスコントローラから優先度に従
って優先度１の入力装置からデータを入力する際の動作
の一例を示すフローチャートである。

【図９】 Ｉ／Ｏアクセスコントローラから優先度に従
って優先度３の入力装置からデータを入力する際の動作
の一例を示すフローチャートである。

【図１０】 出力用通信ターミナルにおける返信処理の
一例を示すフローチャートである。

【図１１】 入力用通信ターミナルにおける返信処理の
一例を示すフローチャートである。

【図１２】 本発明の入出力装置駆動システムの実施の
一形態における動作の具体例を説明するタイミングチャ
ートである。

【符号の説明】

１…機器制御用ＣＰＵ、２…Ｉ／Ｏアクセスコントロー
ラ、３ａ〜３ｎ…ドライブモジュール、４ａ〜４ｎ…入
出力装置、１１…アドレスデコーダ部、１２…メモリ
部、１３…タイマ部、１４…データ処理部、１５…シリ
アルポート部、１６…パラレルポート部、１７…割り込
みポート部、２１…出力用通信ターミナル、２２…ラッ
チ＆判定部、２３…自アドレス保持部、２４…出力デー
タ保持部、２５…ドライバ部、２６…アドレス設定部、
３１…入力用通信ターミナル、３２…ラッチ＆判定部、
３３…自アドレス保持部、３４…入力データ保持部、３
５…フィルタ部、３６…ドライバ部、３７…アドレス設
定部。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の手続きに従って全体の制御を行う
   制御手段と、入力装置または出力装置を駆動する複数の
   駆動手段と、該複数の駆動手段を直列接続しシリアル通
   信を可能とする通信線と、前記制御手段と接続されると
   ともに前記通信線と接続され前記制御手段と前記駆動手
   段との間のデータを仲介する通信制御手段を有し、前記
   通信制御手段は、少なくとも優先度に関する情報を含む
   制御情報を記憶する記憶手段と、一定以上の時間間隔で
   の通信を可能とする計時手段と、前記通信線を介して前
   記駆動手段とシリアル通信を行うシリアル通信手段と、
   前記計時手段に従い前記記憶手段に記憶されている前記
   優先度に関する情報に応じて前記シリアル通信手段に前
   記駆動手段との通信を行わせるデータ処理手段を有する
   ことを特徴とする入出力装置駆動システム。
2. 【請求項２】 前記データ処理手段は、異なる優先度の
   通信がタイミング上重なった場合に該優先度に応じて通
   信を順次遅らせることを特徴とする請求項１に記載の入
   出力装置駆動システム
3. 【請求項３】 前記計時手段は、２つ以上の通信サイク
   ルが設定可能であることを特徴とする請求項１に記載の
   入出力装置駆動システム。
4. 【請求項４】 前記データ処理手段は、前記優先度に応
   じたポーリングによって特定の前記駆動手段を特定して
   パケット通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の
   入出力装置駆動システム。