JP2003288103A

JP2003288103A - 情報処理装置及びその方法

Info

Publication number: JP2003288103A
Application number: JP2002090024A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hirata; 真一平田; Hideaki Shimizu; 秀明清水; Hiroo Takahashi; 宏雄高橋; Tetsuya Konishi; 哲也小西
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2003-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】制御するチャンネルが増加しても配線数が増
大せず、制御チャンネルを有効利用することができる通
信処理装置及びその方法を提供する。【解決手段】サーボ制御システム１は、ＤＣモータ３
２_ｎ及びポテンショメータ３１_ｎに接続されモータ３２
_ｎの駆動を制御するスレーブデバイス２０_ｎと、モータ
３２_ｎを制御する制御値を算出するマスタデバイス１０
と、両者の間の通信データの送受信を行うシリアルバス
信号線ＳＢ１とからなる。スレーブデバイス２０_ｎか
ら、モータ３１_ｎの動きを検出して得られたセンサデー
タが、シリアルバス信号線ＳＢ１を介して通信データと
してマスタデバイス１０に入力され、マスタデバイス１
０は、このセンサ情報に基づきモータ３２_ｎを制御する
制御値を算出し、この制御値をシリアルバス信号線Ｓ１
を介して通信データとしてスレーブデバイス２０_ｎに送
信する。スレーブデバイス２０ｎは、この制御値に基づ
きモータ３２_ｎを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サーボ制御システ
ム等に好適な情報処理装置及びその方法に関し、特に配
線数の低減を図った情報処理装置及びその方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来のサーボ制御システムを示
すブロック図である。図５に示すように、従来のサーボ
制御システム４００では、制御値を計算するサーボ演算
器を有するデバイス（サーボコントローラ）４０１に対
して、ポテンショメータ４３１ _ｎ（４３１_１〜４３
１_Ｎ）からセンサ情報が入力される信号線Ｓ２１_ｎ、及
びサーボ演算器により計算された制御値を用いてＤＣモ
ータ等のアクチュエータ４３２_ｎの動作を制御する制御
信号が出力される信号線Ｓ２２_ｎ，Ｓ２３_ｎが各サーボ
チャンネル毎に入出力独立で用意されている。また、各
ポテンショメータ４３１_ｎには、電源電位及びグラウン
ド電位を供給する夫々電源線Ｓ２４_ｎ及びＳ２５_ｎがサ
ーボコントローラ４０１に接続されている。

【０００３】サーボコントローラ４０１は、各センサデ
ータが入力され、これをデジタル変換するＡ／Ｄコンバ
ータ４２２と、このＡ／Ｄコンバータ４２２からのデジ
タルセンサデータが入力され、各センサデータから各制
御値を算出するサーボ演算器４１２と、このサーボ演算
器４１２からの制御値が入力されるメモリ４１３と、所
定のＤＣモータ４３２_ｎを制御する制御値がメモリ４１
３から入力され、各ＤＣモータ３３２_ｎを制御する制御
信号を生成するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）４２
３_ｎとを有する。

【０００４】このように構成されたサーボ制御システム
においては、ポテンショメータ４３１_ｎからのセンサ情
報に基づいてサーボ演算器４１２で算出された制御値を
使用してＤＣモータ４３２_ｎの回転を制御することがで
きる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
サーボ制御システム４００においては、サーボ制御を行
うチャンネル数Ｎが増大すると、サーボチャンネル１チ
ャンネルあたり、ポテンショメータからの入力信号線
（Ｓ２１_ｎ）１本、ポテンショメータ用電源（Ｓ２
４_ｎ）１本、ポテンショメータ用グラウンド線（Ｓ２５
_ｎ）１本、ＤＣモータ正転／逆転制御用出力信号線（Ｓ
２２_ｎ，４３_ｎ）２本の合計５本の入出力信号線が必要
となる。例えばサーボチャンネル８チャンネルを同時制
御可能なサーボコントローラでは、５×８＝４０本の入
出力信号線が必要となる。このように、サーボチャンネ
ル数に比例して入出力信号線が増加してしまい、デバイ
スの大型化、及び配線困難といった不具合が発生すると
いう問題点がある。また、余ったサーボチャンネルは、
無駄になりコストの増大を招くという問題点もある。

【０００６】また、このサーボ制御システム４００にお
いては、アクチュエータ４３２_ｎとサーボコントローラ
４０１との間の接続の検出をサーボコントローラ４０１
で行うことは不可能である。また、信号線が１本でも断
線した場合の検出は、指示値に対してサーボアクチュエ
ータ４３２_ｎの位置が収束しないことで判断していたた
め、検出するまでの間、アクチュエータ４３２_ｎに制御
がかけられず暴走して危険であるという問題点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の実情に鑑みて提案されたものであり、制御するチ
ャンネルが増加しても配線数が増大せず、制御チャンネ
ルを有効利用することができる情報処理装置及びその方
法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明に係る情報処理装置は、駆動部に接続さ
れ該駆動部の駆動を制御する１以上のスレーブデバイス
と、上記駆動部の駆動を制御する制御値を算出するマス
タデバイスと、上記スレーブデバイスと上記マスタデバ
イスとの間の通信データの送受信を行うシリアルバス信
号線とを具備し、上記スレーブデバイスは、上記マスタ
デバイスから上記制御値を上記通信データとして受け取
り上記駆動部を駆動することを特徴する。

【０００９】本発明においては、マスタデバイス及びス
レーブデバイス間がシリアルバス信号線で接続されてい
るため、駆動部の数が増加しても、駆動部に対応するス
レーブデバイスを増加すればよいので、マスタデバイス
からの入出力用の配線数が増加することがなく、駆動部
は必要に応じて用意することができる。

【００１０】また、上記スレーブデバイスは、該スレー
ブデバイスに接続されたポテンショメータ等であるセン
サからアクチュエータ等である上記駆動部の動きを検出
した検出結果であるセンサ情報を上記通信データとして
出力することができ、上記マスタデバイスは、上記セン
サ情報を上記通信データとして受け取り該センサ情報に
基づき上記制御値を算出することができる。

【００１１】更に、上記マスタデバイスと上記スレーブ
デバイスとの間に接続された共通電源線及び共通グラウ
ンド線を有し、上記スレーブデバイスは上記センサに電
源電位及び接地電位を供給することにより、マスタデバ
イスとスレーブデバイスとの間は、データをやりとりす
るシリアルバス信号線と、電源線及び接地線との合計３
本で接続することができる。

【００１２】更にまた、上記通信データはデータ領域と
上記駆動部を識別する識別情報を含む識別領域とを有
し、上記マスタデバイスが上記スレーブデバイスへ送信
する上記通信データのデータ領域には上記駆動部を駆動
する制御値が書き込まれ上記マスタデバイスが上記スレ
ーブデバイスから受信する上記通信データのデータ領域
には上記駆動部の動きを検出して得られたセンサ情報が
書き込まれているものとすることができ、各スレーブデ
バイスは識別情報により自身が制御する駆動部を識別す
ることができる。

【００１３】本発明に係る情報処理装置は、駆動部に接
続され該駆動部の駆動を制御する１以上のスレーブデバ
イスと、上記駆動部の駆動を制御する制御値を算出する
マスタデバイスと、上記スレーブデバイスと上記マスタ
デバイスとの間の通信データの送受信を行うシリアルバ
ス信号線とを具備し、上記マスタデバイスと上記スレー
ブデバイスとの間の上記通信データの送受信があるか否
かを検出する制御部を有し、上記スレーブデバイスは、
上記マスタデバイスからの上記制御値を上記通信データ
として受け取り上記駆動部を駆動することを特徴する。

【００１４】本発明においては、マスタデバイス及びス
レーブデバイス間がシリアルバス信号線で接続されてい
るため、両者の間で送受信が例えば一定期間で行われな
い場合は制御部により通信データの送受信がないことが
検出されてシリアルバス信号線の断線を検出することが
でき、これにより、制御する駆動部の接続検出ができず
に断線が発生したとき駆動部が暴走する問題を防止する
ことができる。

【００１５】また、上記制御部は、上記スレーブデバイ
スに設けられ上記マスタデバイスからの上記通信データ
の受信があるか否かを検出することができ、上記マスタ
デバイスに設けられ上記スレーブデバイスからの上記通
信データの受信があるか否かを検出することができる。

【００１６】本発明に係る情報処理方法は、１以上のス
レーブデバイスとシリアルバス信号線により接続され該
スレーブデバイスと通信データの送受信を行うマスタデ
バイスが該スレーブデバイスに接続された駆動部の駆動
を制御する制御値を算出し、上記スレーブデバイスが上
記マスタデバイスから上記シリアルバス信号線を介して
上記制御値を上記通信データとして受け取り上記駆動部
を駆動することを特徴とする。

【００１７】本発明に係る情報処理方法は、以上のスレ
ーブデバイスとシリアルバス信号線により接続され上記
スレーブデバイスと通信データの送受信を行うマスタデ
バイスが、上記スレーブデバイスに接続された駆動部の
駆動を制御する制御値を算出し、上記スレーブデバイス
が上記マスタデバイスから上記シリアルバス信号線を介
して上記制御値を上記通信データとして受け取り上記駆
動部を駆動し、制御部が上記マスタデバイスと上記スレ
ーブデバイスとの間の上記通信データの送受信があるか
否かを検出することを特徴とする。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。この実施の形態は、本発明を例えばロボット装置等
の駆動部を制御する情報処理装置（以下、サーボ制御シ
ステムという。）に適用したものである。

【００１９】図１は、本発明の実施の形態におけるサー
ボ制御システムを示すブロック図である。図１に示すよ
うに、サーボ制御システム１は、マスタデバイス１０
と、複数個のスレーブデバイス２０_ｎ（スレーブデバイ
ス２０_１〜２０_Ｎ）とを有し、マスタデバイス１０及び
各スレーブデバイス２０_ｎは、夫々時分割シリアルバス
インターフェース１１及び２１_ｎ（シリアルバスインタ
ーフェース２１_１〜２１ _Ｎ）を有し、このシリアルイン
ターフェース１１及び２１_ｎがシリアルバス信号線ＳＢ
１に接続されることにより、マスタデバイス１０とスレ
ーブデバイス２０ _ｎとの間で通信データの送受信が行わ
れる。即ち、上述した図５に示す従来例におけるサーボ
コントローラは、本実施の形態におけるマスタデバイス
１０、スレーブデバイス２０_ｎ（スレーブデバイス２０
_１〜２０_Ｎ）及びシリアルバス信号線ＳＢ１から構成さ
れる。

【００２０】各スレーブデバイス２０_ｎは、入力データ
をデジタル変換するＡ／Ｄコンバータ２２_ｎを有し、こ
のＡ／Ｄコンバータ２２_ｎと、ＤＣモータ３２_ｎの回転
角等を検出して得られた検出結果をセンサ情報として出
力するポテンショメータ（センサ）３１_ｎとが３本の信
号線を介して接続されている。この３本の信号線は、ポ
テンショメータ３１_ｎにグラウンド及び電源を供給する
ための夫々スレーブデバイス用電源線Ｓ２_ｎ及びスレー
ブデバイス用グラウンド線Ｓ３_ｎと、ポテンショメータ
３１_ｎからのセンサデータが入力されるセンサデータ線
Ｓ１_ｎである。ＤＣモータ３２_ｎは、例えばロボット装
置の各関節等に設けられるアクチュエータ等の駆動部で
ある。

【００２１】ポテンショメータ３１_ｎは、ＤＣモータ３
２_ｎの動きを検出し、この検出結果をセンサデータとし
てスレーブデバイス２０_ｎのＡ／Ｄコンバータ２２_ｎへ
入力する。Ａ／Ｄコンバータ２２_ｎは、入力センサデー
タをデジタル変換し、このデジタルセンサデータをシリ
アルバスインターフェース２１_ｎへ出力する。シリアル
バスインターフェース２１_ｎは、通信データのデータフ
ェーズ（データ領域）にデジタルセンサデータを書き込
み（配置し）、シリアルバス信号線ＳＢ１に出力する
（送信する）。通信データは、後述するように、アドレ
スフェーズ（識別領域）とデータフェーズとからなり、
アドレスフェーズには、スレーブデバイス２０_ｎ、ある
いは、スレーブデバイス２０_ｎに接続されているモータ
３２_ｎ及びこのモータ３２_ｎの動きを検出するポテンシ
ョメータ３１_ｎの組を識別するアドレス（識別情報）が
割り当てられている。各シリアルバスインターフェース
３２ _ｎは、自身のスレーブデバイス２０_ｎに接続されて
いるモータ３２_ｎ及びポテンショメータ３１_ｎの組に割
り当てられたアドレスを識別し、このアドレスのデータ
フェーズにセンサデータを書き込む（配置する）。

【００２２】各スレーブデバイス２０_ｎは、共通電源線
Ｓ２及び共通グラウンド線Ｓ３に接続されており、各ポ
テンショメータ３１_ｎには夫々電源電位及びグラウンド
電位が夫々各スレーブデバイス用電源線Ｓ２_ｎ及びスレ
ーブデバイス用クラウンド線Ｓ３_ｎを介して供給され
る。

【００２３】スレーブデバイス２０_ｎのシリアルバスイ
ンターフェース２１_ｎとマスタデバイス１０のシリアル
バスインターフェース１１とは、上述したように、シリ
アルバス信号線線ＳＢ１を介して接続されている。シリ
アルバス信号線ＳＢ１には、全てのスレーブデバイス２
０_ｎのシリアルバスインターフェース２１_ｎが接続され
ており、各シリアルバスインターフェース２１_ｎが、通
信データのアドレスフェーズから自身に接続されたモー
タ３２_ｎ及びポテンショメータ３１_ｎに割り当てられた
アドレスを識別し、そのアドレスのデータフェーズにセ
ンサデータを書き込むことにより、全てのセンサデータ
が通信データとしてシリアルバス信号線ＳＢ１からマス
タデバイス１０のシリアルバスインターフェース１１へ
入力される。

【００２４】マスタデバイス１０はサーボ演算器１２を
有し、通信データのデータ領域に書き込まれたデジタル
センサデータがシリアルバスインターフェース１１から
サーボ演算器１２へ入力される。サーボ演算器１２は、
入力されたセンサデータから各ＤＣモータ３２_ｎを制御
するための制御値を算出してシリアルバスインターフェ
ース１１に出力する。シリアルバスインターフェース１
１は、この制御値を算出するために使用したポテンショ
メータ３１_ｎからのセンサデータに対応するモータ３２
_ｎ及びポテンショメータ３１_ｎの組に割り当てられたア
ドレスを識別し、そのデータ領域にこの制御値を書き込
み、通信データとしてシリアルバス信号線ＳＢ１へ出力
する。通信データは、シリアルバス信号線ＳＢ１を介し
て各スレーブデバイス２０_ｎへ送信され、スレーブデバ
イス２０_ｎは、自身に接続されているモータ３２_ｎ及び
センサ３１_ｎの組に割り当てられアドレスを識別し、そ
のアドレスの制御値を受け取り、この制御値をＰＷＭ２
３_ｎへ出力する。ＰＷＭ２３_ｎは、この制御値から、パ
ルス幅を調整してＤＣモータ正転／逆転制御用信号を生
成し、この信号を夫々ＤＣモータ正転／逆転制御用信号
線Ｓ４_ｎ，Ｓ５_ｎからＤＣモータ３２_ｎへ出力する。Ｄ
Ｃモータ正転／逆転制御用信号は、制御値によって異な
るパルス幅を有し、このパルス幅によってモータ駆動を
制御する信号である。

【００２５】次に、マスタデバイス１０のシリアルバス
インターフェース１１と、スレーブデバイス２０_ｎのシ
リアルバスインターフェース２１_ｎとの間で送受信され
る通信データについて説明する。

【００２６】マスタデバイス１０と各スレーブデバイス
２０_ｎとのデータ通信は、時分割でタイムスロットを設
けることにより複数サーボチャンネルのデータを多重す
ることができる。

【００２７】図２（ａ）は、タイムスロットにトランザ
クションを割り付けて、タイムスロットとトランザクシ
ョンの時間的配置を示す模式図である。各タイムスロッ
トは、マスタデバイス１０がスレーブデバイス２０_ｎか
らのセンサデータを受信する処理（リードトランザクシ
ョン）と、マスタデバイス１０がスレーブデバイス２０
_ｎへサーボ制御データを送信する処理（ライトトランザ
クション）とからなる。マスタデバイス１０は、個々の
スレーブデバイス２０_ｎに対し、リードトランザクショ
ンを行ってポテンショメータの読み取り値（センサデー
タ）を得てから、次のタイムスロットでライトトランザ
クションを行って制御値を送信している。

【００２８】次に、リード／ライトトランザクションの
データフォーマットについて説明する。図２（ｂ）は、
図２（ａ）に示す１タイムスロット（１トランザクショ
ン）を拡大して時分割シリアルバスの通信データフォー
マットを示す模式図であり、図３（ａ）はマスタデバイ
スからスレーブデバイスへ送られるデータフェーズのデ
ータ部分のフォーマットを示す図、図３（ｂ）は、スレ
ーブデバイスからマスタデバイスへ送られるデータフェ
ーズのデータ部分のフォーマットを示す図である。

【００２９】リード／ライトトランザクションは、アド
レスフェーズ５０と、センサデータ又は制御値が書き込
まれる通信データフェーズ６０との２つのフェーズから
なる。各フェーズの最後には、１ｂｉｔ時間のIdle Sta
te（いかなるデバイスもドライブしない時間）５１，６
１が設けられている。これは、複数のデバイスが同時に
バスを駆動することによるデータの衝突を防ぐためであ
る。

【００３０】また、アドレスデータ及び通信データがノ
イズ等の影響により誤りを起こすと問題となるため、ア
ドレスフェーズ及び通信フェーズには、夫々誤り検出の
ためのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）符号が挿入
される。

【００３１】アドレスフェーズ５０においては、アドレ
ス３ｂｉｔ及びRead/Write指示１ｂｉｔの計４ｂｉｔに
対して生成多項式Ｘ^３＋Ｘ＋１で生成したＣＲＣ３符号
（ＣＲＣ３［２：０］）５２を付加している。これによ
り、アドレス部に対して２ｂｉｔ誤りまでの検出を行う
ことができる。

【００３２】また、データフェーズ６０においては、通
信データ計１１ｂｉｔに対して、生成多項式Ｘ^５＋Ｘ^２
＋１で生成したＣＲＣ５符号（ＣＲＣ５［４：０］）６
２を付加している。これにより、データ部に対して２ｂ
ｉｔ誤りまでの検出を行うことができる。

【００３３】更に、各フェーズの最初には、データ周期
の１／２で“Ｌ”−“Ｈ”−“Ｌ”−“Ｈ”と変化する
スタートパルス５３，６３を挿入する。各デバイスはデ
ータを受信する際、このスタートパルス５３，６３を元
に受信データのストローブポイントを補正する。

【００３４】アドレスフェーズ５０は、スレーブデバイ
ス２０_１〜２０_Ｎ（又はスレーブデバイス２０_１〜２０
_Ｎに接続されたモータ３２_１〜３２_Ｎ及びポテンショメ
ータ３１_１〜３１_Ｎの各組）を指定するため、各トラン
ザクションはマスタデバイス１０から見て、通信相手と
なるスレーブデバイス２０_１〜２０_Ｎのいずれかを指定
し、更にスレーブデバイス２０_１〜２０_Ｎに対してRead
/Writeの指示を行うためのものである。各スレーブデバ
イス２０_１〜２０_Ｎは、異なるアドレスを割り当てられ
ることにより特定される。本実施の形態では、スレーブ
デバイス２０_ｎをＮ＝２^３＝８個と仮定し、アドレスビ
ット幅を３ｂｉｔとしたアドレス（Addr［２：０］）５
４とする。また、Read/Writeの指示信号（Ｒ／Ｗ）５５
は、例えば、Read時１、Write時０とすることができ
る。

【００３５】アドレスフェーズ５０は、必ずマスタデバ
イス１０が送信を行う。スレーブデバイス２０_ｎは、マ
スタデバイス１０から送られてきたアドレスフェーズ５
０のアドレス５４を元に、現在のトランザクションが自
分宛のものであるかどうかの判別を行う。

【００３６】一方、実際の通信やりとりをするデータフ
ェーズ６０は、Ｒｅａｄ時はスレーブデバイス２０_ｎが
送信し、Ｗｒｉｔｅ時はマスタデバイス１０が送信を行
う。

【００３７】通信データフェーズ６０は、Ｒｅａｄ／Ｗ
ｒｉｔｅトランザクション共に、１１ｂｉｔのデータ
（Ｄａｔｅ［１０：０］）６４を有する。リードトラン
ザクション、即ち、スレーブデバイス２０_ｎからマスタ
デバイス１０へ送信されるセンサデータは、図３（ｂ）
に示すように、ポテンショメータ３１_ｎの出力値をＡ／
Ｄ変換したデータ７１：１０ｂｉｔ（以下、ＡＤＣ
［９：０］という。）と、オプションの汎用入力ポート
の読み取り値７２：１ｂｉｔ（以下、ＰＩＮという。）
との合計１１ｂｉｔとからなる。

【００３８】また、ライトトランザクション、即ち、マ
スタデバイス１０からスレーブデバイス２０_ｎへ送信さ
れるサーボ制御値は、図３（ａ）に示すように、ＤＣモ
ータを駆動するためのＰＷＭのパルス値（ＰＷＭＰｕｌ
ｕｓｅＷｉｄｔｈ［７：０］）８１：８ｂｉｔと、ＤＣ
モータの回転の向きを示すデータ（ＤＩＲ）８２：１ｂ
ｉｔと、ＤＣモータを緊急停止させるためのデータ（Ｓ
ＴＯＰ）８３：１ｂｉｔと、オプションの汎用出力ポー
トの出力値（ＰＯＵＴ）８４：１ｂｉｔとの合計１１ｂ
ｉｔからなる。

【００３９】こうして、マスタデバイス１０が各スレー
ブデバイス２０_ｎのデータを読み取るリードトランザク
ション、及び、マスタデバイス１０がスレーブデバイス
２０ _ｎへ制御値を送信するライトトランザクション共
に、スタートパルス（２bit time）５３、アドレス（３
bit time）５４、Read/Write指示信号（１bit time）５
５、ＣＲＣ３符号（３bit time）５２、IdleState（１b
it time）５１、スタートパルス（２bit time ）６３、
データ（１１bit time）６４、ＣＲＣ５符号（５bit ti
me）６２、IdleState（１bit time）６１の計２９bitti
me、即ち、1タイムスロットは２９bit timeである。

【００４０】ここで、１bit timeを１８７．５ｋＨｚ
（＝約５．３３μｓ）とすると、例えば８つのスレーブ
デバイス２０_１〜２０_８に対し制御を行うときの各スレ
ーブデバイスへの制御値更新周期は、５．３３（μｓ）
×２９（clocks／transaction）×２（R／W transactio
ns）×８（number of slave devices）＝約２．５ｍｓ
周期となる。

【００４１】１bit timeを変えることにより、制御値更
新周期一定のままで、任意の数のスレーブデバイスを制
御することが可能である。

【００４２】また、シリアルバス信号線ＳＢ１はマス
タ、スレーブ各デバイスのOpen-DrainBufferにより駆動
され、シリアルバス信号線ＳＢ１は外部でプルアップさ
れているので、どのデバイスも通信データを送信してい
ないときは自動的にＨレベルとなる。

【００４３】更に、マスタデバイス１０からの送信デー
タ（通信データ）に対し、スレーブデバイス２０_ｎがデ
ータを返すことにより、マスタデバイスに接続されてい
るか否か、即ち、シリアルバス信号線ＳＢ１とスレーブ
デバイス２０_ｎとの間で例えば断線等が起こって接続さ
れていない場合等を検出することができる。例えば、Ａ
ｄｄｒ＝２、ＲＥＡＤ時にスレーブデバイス２０_２がマ
スタデバイス１０に接続されていれば、スレーブデバイ
ス２０_２がマスタデバイス１０へデータを返す。これを
マスタデバイス１０のシリアルバスインターフェース１
１_ｎからのデータにより、制御部１３にて検出すること
により、マスタデバイス１０にて各スレーブデバイス２
０_ｎとの接続を検出することができる。

【００４４】このシリアルバス信号線ＳＢ１における断
線検出は、マスタデバイス１０では一定期間スレーブデ
バイス２０_ｎからの反応がなかった場合、即ち、センサ
データ入力がなかった場合にシリアルバス信号線ＳＢ１
が断線しているものと認識し、この検出結果を上位ホス
トコントローラに入力する。

【００４５】また、スレーブデバイス２０_ｎにおいて
は、マスタデバイス１０から送られたサーボ制御値は、
ＣＲＣエラーがない次のデータが送信されてくるまで保
持されるが、スレーブデバイス２０_ｎにおいても図示し
ない制御部において、シリアルバスインターフェース２
１_ｎからのデータにより、通信データにおいて一定期間
（約２０ｍｓ）、アドレスを指示されないか、又は指示
されてもＣＲＣエラーが続く場合は断線したものと認識
し、制御部がこの検出結果に基づき、ＰＷＭ２３ _ｎをリ
セットして初期状態とする。この初期状態において、Ｐ
ＷＭ３２_ｎの出力波形は脱力状態となる。

【００４６】本実施の形態においては、スレーブデバイ
ス２０_ｎをポテンショメータ３１_ｎ及びＤＣモータ３２
_ｎに接続し、全スレーブデバイス２０_ｎ（スレーブデバ
イス２０_１〜２０_Ｎ）をシリアルバス信号線ＳＢ１に接
続することにより、サーボチャンネルＮが増大しても常
に、１本のシリアルバス信号線ＳＢ１、１本のスレーブ
デバイス用電源線、及び１本のスレーブデバイス用グラ
ウンド線の合計３本の信号線で同時制御することが可能
となる。また、従来は、サーボ制御する駆動部における
接続検出ができず、断線が発生したときはＤＣモータ
（駆動部）が暴走する等の問題点があったが、マスタデ
バイス１０及びスレーブデバイス２０_ｎ間がシリアルバ
ス信号線ＳＢ１で接続されているため、両者の間で通信
データの送受信があるか否かを検出することにより、例
えば通信データの送受信が一定期間行われない場合等に
よりシリアルバス信号線ＳＢ１の断線を検出することが
できる。

【００４７】次に、上述の実施の形態における変形例に
ついて説明する。図４は、上述の実施の形態の変形例を
示すブロック図である。

【００４８】このサーボ制御システム３００は、１つの
マスタデバイス３１０と、複数個のスレーブデバイス３
２０_ｎと、マスタデバイス３１０とスレーブデバイス３
２０ _ｎとの間で通信データの送受信をする２本のシリア
ルバス信号線ＳＢ１１_１、ＳＢ１１_２とを有する。本変
形例のマスタデバイス３１０は最大で１６チャンネルの
サーボ制御チャンネルを有するものとする。マスタデバ
イス３１０は、２本（２ブランチ）のシリアルバス信号
線ＳＢ１１_１，ＳＢ１１_２に接続されており、各シリア
ルバス信号線ＳＢ１１_１，ＳＢ１１_２は、最大８チャン
ネルのスレーブデバイス３２０_ｎが接続可能となってい
る。ここで、本変形例においては、スレーブデバイス３
２０_ｎは、２つのポテンショメータ（センサ）３３
１_ｎ，３３２ _ｎからセンサデータが入力され、各センサ
データをデジタル変換するＡ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）３２
２_ｎ，３２３_ｎが設けられ、シリアルバスインターフェ
ース３２１_ｎにはデジタル変換された２つのセンサデー
タが入力される。シリアルバスインターフェース３２１
_ｎは、シリアルバス信号線ＳＢ１１_１（又はＳＢ１
１_２）に２つのセンサデータを出力し、各センサデータ
からマスタデバイス３１０にて算出された各制御値を受
け取る。そして、これらの制御値から、モータ３３
３ _ｎ，３３４_ｎの制御信号を生成し、モータ駆動回路
（ＭＤ）からモータ３３３_ｎ，３３４_ｎへ制御信号を出
力してモータ３３３_ｎ，３３４_ｎの駆動を制御する。こ
のように、本変形例のスレーブデバイス３２０_ｎは、２
チャンネル分の制御値が入力されるものである。ここ
で、上述したように、通信データは、アドレスフェーズ
とデータフェーズとからなるデータであって、スレーブ
デバイス３２０_ｎのシリアルバスインターフェース２２
１_ｎは、マスタデバイス３１０から送信される通信デー
タにおいて、自身に接続されたモータ３３３_ｎ及び３３
１_ｎの組、並びにモータ３３４_ｎ及び３３１_ｎの組に割
り当てられた各アドレスを識別し、Ｒｅａｄ時に通信デ
ータのデータフェースにセンサデータを書き込み、次の
タイムスロットの同アドレスのＷｒｉｔｅ時にそのデー
タフェーズに書き込まれた制御値を受け取るものであ
る。

【００４９】このスレーブデバイス３２０_ｎとマスタデ
バイス３１０とにおいても、両者をシリアルバス信号線
ＳＢ１１_１，ＳＢ１１_２にて接続しているため、上述の
実施の形態と同様に、各デバイスの制御部により、両者
の間で送受信が一定期間で行われない場合はシリアルバ
ス信号線ＳＢ１１_１，ＳＢ１１_２の断線を検出すること
ができる。

【００５０】また、例えば、駆動部がマスタデバイスの
近傍に配置されている場合等、シリアルバス信号線ＳＢ
１１_１，ＳＢ１１_２を介さず、マスタデバイス３１０に
直接センサデータを入力して駆動部３４１_１〜３４１_ｍ
を制御することも可能である。本変形例の場合は、上述
したように、マスタデバイス３１０は、１６チャンネル
のサーボ制御チャンネルを有するので、最大１６チャネ
ルのモータ駆動回路３４０_ｍに接続することができる。
モータ駆動回路（ＭＤ）３４０_ｍは、モータ３４１_ｍの
回転を検出するポテンショメータ（センサ）３４２_ｍか
らのセンサデータから、マスタデバイス３１０のサーボ
演算器（図示せず）により算出された制御値をマスタデ
バイス３１０から受け取る。各モータ駆動回路３４０_ｍ
は、モータ３４１_ｍの駆動を制御する制御信号を生成す
るＰＷＭ等を有し、制御値から制御信号を生成して各モ
ータ駆動回路３４０_ｍに接続されたモータ３４１_ｍを制
御する。

【００５１】また、マスタデバイス３２０は、各種セン
サ、ＳＷ、ＬＥＤ及びＩＩＣデバイス等のデバイス３３
０に接続され、センサ及びＳＷからデータが入力される
と共にＬＥＤ及びＩＩＣへ制御信号を出力する。また、
上位ホストコントローラ３４０と接続され、上述したよ
うに、各デバイスの制御部等にて検出したマスタデバイ
スとスレーブデバイスとの間の接続状態を上位ホストコ
ントローラ３４０に出力する。

【００５２】本変形例においては、例えばマスタデバイ
ス３１０から離れて配置される駆動部に対してサーボ制
御する場合等にはシリアルバス信号線ＳＢ１１_１ＳＢ１
１_２，を介してスレーブデバイス３２０_ｎを配置するこ
とにより、配線の引き回し等により装置の大型化、高コ
スト化等を抑制すると共に、上述の実施の形態と同様に
スレーブデバイス３２０_ｎとマスタデバイス３１０との
間の接続状態を容易に検出することができる。

【００５３】なお、駆動部及びこの動きを検出するため
に設けられるセンサとしては多種多様なものが存在す
る。従って、上述の実施の形態においては、センサをポ
テンショメータ、駆動部をＤＣモータとして説明した
が、駆動部及びセンサとして他の任意の例えば三相交流
モータ及びエンコーダ等を使用する場合においても、こ
れに対応した入力回路ブロック、及び駆動部を制御する
ための出力回路ブロックを必要に応じて用意すればよい
ので、本実施の形態で説明した情報処理装置（サーボ制
御システム）を適用できることはいうまでもない。

【００５４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明に係る
情報処理装置によれば、駆動部に接続され該駆動部の駆
動を制御する１以上のスレーブデバイスと、上記駆動部
の駆動を制御する制御値を算出するマスタデバイスと、
上記スレーブデバイスと上記マスタデバイスとの間の通
信データの送受信を行うシリアルバス信号線とを具備
し、上記スレーブデバイスは、上記マスタデバイスから
上記制御値を上記通信データとして受け取り上記駆動部
を駆動するため、マスタデバイスとスレーブデバイスと
の間がシリアルバス信号線で接続されているため、駆動
部の数が増加しても駆動部に対応するスレーブデバイス
を増加すればよいので、マスタデバイスからの入出力用
配線数が増加することがなく、駆動部は必要に応じて増
加することができ、柔軟且つ容易に拡張可能なサーボ制
御システムを実現することができる。

【００５５】また、本発明に係る他の情報処理装置によ
れば、駆動部に接続され該駆動部の駆動を制御する１以
上のスレーブデバイスと、上記駆動部の駆動を制御する
制御値を算出するマスタデバイスと、上記スレーブデバ
イスと上記マスタデバイスとの間の通信データの送受信
を行うシリアルバス信号線とを具備し、上記マスタデバ
イスと上記スレーブデバイスとの間の上記通信データの
送受信があるか否かを検出する制御部を有し、上記スレ
ーブデバイスは、上記マスタデバイスからの上記制御値
を上記通信データとして受け取り上記駆動部を駆動する
ため、両者の間で送受信が一定期間で行われない場合は
制御部によりシリアルバス信号線の断線を検出すること
ができ、これにより、制御する駆動部の接続検出ができ
ずに断線が発生したとき駆動部が暴走する問題を防止す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における情報処理装置（サ
ーボ制御システム）を示すブロック図である。

【図２】（ａ）はタイムスロットとトランザクションの
時間的配置を示す模式図、（ｂ）は、１タイムスロット
（１トランザクション）を拡大して示す模式図である。

【図３】（ａ）はマスタデバイスからスレーブデバイス
へ送られるデータのフォーマットを示す図、（ｂ）は、
スレーブデバイスからマスタデバイスへ送られるデータ
のフォーマットを示す図である。

【図４】本発明の実施の形態の変形例におけるサーボ制
御システムを示すブロック図である。

【図５】従来のサーボ制御システムを示すブロック図で
ある。

【符号の説明】

１，３００，４００サーボ制御システム、１０マス
タデバイス、２０_ｎ（２０_１〜２０_Ｎ）スレーブデバ
イス、１１，２１_ｎ（２１_１〜２１_Ｎ）シリアルバス
インターフェース、２２_ｎＡ／Ｄコンバータ、２３_ｎ
ＰＷＭ、３１ _ｎポテンショメータ、３２_ｎＤＣモ
ータ、５０アドレスフェーズ、５１，６１ Idle Sta
te、５２ＣＲＣ３符号、６２ＣＲＣ５符号、５３，
６３スタートパルス、５４アドレス、５５指示信
号、６０データフェーズ、７１データ，７２読み取
り値、８１パルス値、８２データ、８３データ、
８４出力値、ＳＢ１，ＳＢ１１_１，ＳＢ１１_２シリ
アルバス信号線、ＳＢ２共通電源線、ＳＢ３共通グラ
ウンド線、Ｓ１_ｎスレーブデバイス用電源線、Ｓ２_ｎ
スレーブデバイス用グラウンド線、Ｓ３_ｎセンサデ
ータ線、Ｓ４_ｎ，Ｓ５_ｎＤＣモータ正転／逆転制御用
信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋宏雄東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者小西哲也東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5H215 AA06 AA13 BB01 BB03 CX05 DD06 EE05 GG02 GG03 KK04 KK06 5H269 AB33 BB01 JJ03 KK05 5H303 AA01 AA04 AA10 BB09 DD01 GG04 GG23 LL03 LL06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動部に接続され該駆動部の駆動を制御
する１以上のスレーブデバイスと、上記駆動部の駆動を制御する制御値を算出するマスタデ
バイスと、上記スレーブデバイスと上記マスタデバイスとの間の通
信データの送受信を行うシリアルバス信号線とを具備
し、上記スレーブデバイスは、上記マスタデバイスから上記
制御値を上記通信データとして受け取り上記駆動部を駆
動することを特徴する情報処理装置。
【請求項２】上記スレーブデバイスは、該スレーブデ
バイスに接続されたセンサから上記駆動部の動きを検出
した検出結果であるセンサ情報を上記通信データとして
出力することを特徴とする請求項１記載の情報処理装
置。
【請求項３】上記マスタデバイスは、上記センサ情報
を上記通信データとして受け取り該センサ情報に基づき
上記制御値を算出することを特徴とする請求項２記載の
情報処理装置。
【請求項４】上記センサはポテンショメータである特
徴とする請求項２記載の情報処理装置。
【請求項５】上記駆動部はアクチュエータであること
を特徴とする請求項１記載の情報処理装置。
【請求項６】上記マスタデバイスと上記スレーブデバ
イスとの間に接続された共通電源線及び共通グラウンド
線を有し、上記スレーブデバイスは上記センサに電源電
位及び接地電位を供給することを特徴とする請求項１記
載の情報処理装置。
【請求項７】上記通信データはデータ領域と上記駆動
部を識別する識別情報を含む識別領域とを有し、上記マスタデバイスが上記スレーブデバイスへ送信する
上記通信データのデータ領域には上記駆動部を駆動する
制御値が書き込まれ上記マスタデバイスが上記スレーブ
デバイスから受信する上記通信データのデータ領域には
上記駆動部の動きを検出して得られたセンサ情報が書き
込まれていることを特徴とする請求項１記載の情報処理
装置。
【請求項８】駆動部に接続され該駆動部の駆動を制御
する１以上のスレーブデバイスと、上記駆動部の駆動を制御する制御値を算出するマスタデ
バイスと、上記スレーブデバイスと上記マスタデバイスとの間の通
信データの送受信を行うシリアルバス信号線とを具備
し、上記マスタデバイスと上記スレーブデバイスとの間の上
記通信データの送受信があるか否かを検出する制御部を
有し、上記スレーブデバイスは、上記マスタデバイスからの上
記制御値を上記通信データとして受け取り上記駆動部を
駆動することを特徴する情報処理装置。
【請求項９】上記制御部は、上記スレーブデバイスに
設けられ上記マスタデバイスからの上記通信データの受
信があるか否かを検出することを特徴とする請求項８記
載の情報処理装置。
【請求項１０】上記制御部は、上記マスタデバイスに
設けられ上記スレーブデバイスからの上記通信データの
受信があるか否かを検出することを特徴とする請求項８
記載の情報処理装置。
【請求項１１】１以上のスレーブデバイスとシリアル
バス信号線により接続され該スレーブデバイスと通信デ
ータの送受信を行うマスタデバイスが該スレーブデバイ
スに接続された駆動部の駆動を制御する制御値を算出
し、上記スレーブデバイスが上記マスタデバイスから上記シ
リアルバス信号線を介して上記制御値を上記通信データ
として受け取り上記駆動部を駆動することを特徴とする
情報処理方法。
【請求項１２】上記スレーブデバイスは、上記スレー
ブデバイスに接続されたセンサから入力される上記駆動
部の動きを検出した検出結果であるセンサ情報を上記通
信データとして出力することを特徴とする請求項１１記
載の情報処理方法。
【請求項１３】上記マスタデバイスは、上記センサ情
報を上記通信データとして受け取り該センサ情報に基づ
き上記制御値を算出することを特徴とする請求項１２記
載の情報処理方法。
【請求項１４】上記センサは、ポテンショメータであ
ることを特徴とする請求項１２記載の情報処理方法。
【請求項１５】上記駆動部はアクチュエータであるこ
とを特徴とする請求項１１記載の情報処理方法。
【請求項１６】各上記スレーブデバイスは、共通の電
源線及びグラウンド線により上記マスタデバイスに接続
され、上記センサに電源電位及び接地電位を供給するこ
とを特徴とする請求項１１記載の情報処理方法。
【請求項１７】上記通信データはデータ領域と上記駆
動部を識別する識別情報を含む識別領域とを有し、上記マスタデバイスは、上記スレーブデバイスへ送信す
る上記通信データのデータ領域に上記駆動部を駆動する
制御値を書き込み、上記スレーブデバイスは、上記マスタデバイスへ送信す
る上記通信データのデータ領域に上記駆動部の動きを検
出して得られたセンサ情報を書き込むことを特徴とする
請求項１１記載の情報処理方法。
【請求項１８】１以上のスレーブデバイスとシリアル
バス信号線により接続され上記スレーブデバイスと通信
データの送受信を行うマスタデバイスが、上記スレーブ
デバイスに接続された駆動部の駆動を制御する制御値を
算出し、上記スレーブデバイスが上記マスタデバイスから上記シ
リアルバス信号線を介して上記制御値を上記通信データ
として受け取り上記駆動部を駆動し、制御部が上記マスタデバイスと上記スレーブデバイスと
の間の上記通信データの送受信があるか否かを検出する
ことを特徴とする情報処理方法。
【請求項１９】上記制御部は、上記スレーブデバイス
に設けられ上記マスタデバイスからの上記通信データの
受信があるか否かを検出することを特徴とする請求項１
８記載の情報処理方法。
【請求項２０】上記制御部は、上記マスタデバイスに
設けられ上記スレーブデバイスからの上記通信データの
受信があるか否かを検出することを特徴とする請求項１
８記載の情報処方法。