JP2005321943A - Micro general measurement controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上位のホストコンピュータに通信回線で接続して自律分散処理や反射機能処理等ができる分散型かつ超小型の汎用計測制御装置に関する。 The present invention relates to a distributed and ultra-compact general-purpose measurement control device that can be connected to a host computer via a communication line to perform autonomous distributed processing, reflection function processing, and the like.
一般的に簡単なロボット制御には、アナログやデジタルの入出力機能を有したワンチップマイコンやマイクロプロセッサが従来から用いられている。かかるワンチップマイコンやマイクロプロセッサは、一般的なコンピュータと同様に、中央処理装置(CPU)、補助記憶装置、入出力装置、通信制御装置、等が一枚のボード上に構成されたものである。図12に一般的なコンピュータの構成図を示す。 In general, one-chip microcomputers and microprocessors having analog and digital input / output functions have been conventionally used for simple robot control. Such a one-chip microcomputer or microprocessor is configured such that a central processing unit (CPU), an auxiliary storage device, an input / output device, a communication control device, and the like are configured on a single board as in a general computer. . FIG. 12 shows a configuration diagram of a general computer.
一方、より高度なロボットは、環境をセンシングし柔軟な動作を行うために、多くのセンサやアクチュエータを必要とする。そのため、このようなロボットを制御するコントローラは、多数の入出力ポートと高い演算能力を必要とし、上述したワンチップマイコンやマイクロプロセッサでは対応が困難である。そこで、このようなロボット制御用の制御装置として特許文献1、2、非特許文献1、等が提案されている。
On the other hand, more advanced robots require many sensors and actuators in order to sense the environment and perform flexible operations. For this reason, a controller for controlling such a robot requires a large number of input / output ports and high computing power, and is difficult to handle with the above-described one-chip microcomputer or microprocessor. Therefore,
特許文献1の「組込み型制御用計算機」は、図13に示すように、高速シリアル通信制御回路を有するとともに、PCカード制御回路及びPCカードスロットを有する組込み型制御用計算機51と、制御用計算機とシリアルバス52を介してカスケード状に連結される複数の中間ノード53から構成され、各中間ノード53に接続された複数のサーボ系若しくはセンサ系を組込み型制御用計算機によって制御するものである。
特許文献1の制御装置は、東工大・広瀬研究室で開発されたTitech-wireとして知られている。このTitech-wireは、入出力を分散させた構造となっており、メインコントローラには、汎用のオペレーティングシステム(OS)が稼動するようになっている。また、分散された複数の入出力装置とメインコントローラは統一したバスを持たず、高速シリアルバスでカスケード状に接続されている。
As shown in FIG. 13, the “embedded control computer” of
The control device of
特許文献2の「ロボット装置」は、本体部に対して可動とされた可動部と、可動部を駆動する駆動部とを有するロボット装置において、図14に示すように、本体部に設けられ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61と、可動部に設けられ駆動部の駆動を制御するスレーブデバイス62と、スレーブデバイスと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63とを具備し、スレーブデバイスはマスタデバイスから制御値を通信データとして受け取り駆動部を駆動するものである。
The “robot device” of
上述した特許文献1、2の制御装置は、シリアルバスを介して連結されたモジュール(中間ノードやスレーブデバイス)を備えるが、中央処理装置(CPU)は組込み型制御用計算機やマスタデバイスのみが備えているため、ネットワーク構造は1対多数の接続形態となり、モジュールが増えるにつれてホストプログラムの演算処理や通信処理にかかる時間が増える問題が生じる。
そのため、入出力装置が大きく、入出力装置内にCPUを内蔵していないため、分散処理ができない、等の問題点があった。
The control devices of
For this reason, the input / output device is large and the CPU is not built in the input / output device, so that there is a problem that distributed processing cannot be performed.
これらの問題点を解決するため、本発明の発明者等は、非特許文献1において分散型コントローラを既に提案している。この分散型コントローラは、上位のホストコンピュータに通信回線で接続された複数のコントローラであり、各コントローラは、CPUモジュールと通信モジュールからなる基本モジュールと、ネットワークを介して接続された複数の機能ブロックと、各機能ブロックに接続された入出力モジュールからなる。
この構成により、機能ブロックをロボット内部の適切な場所に配置できるため、配線が一箇所に集中せず、コントローラをロボット内部に組込みやすい。また、通信モジュールは、バス接続可能なマルチマスタ型シリアル通信であるため、通信処理のオーバヘッドが生じにくい。さらに、上位のホストコンピュータを介さずに機能ブロック内で直接データを送受信することができるので、自律分散処理や反射機能的な処理ができる。
In order to solve these problems, the inventors of the present invention have already proposed a distributed controller in Non-Patent
With this configuration, the functional block can be arranged at an appropriate location inside the robot, so that the wiring is not concentrated on one place, and the controller can be easily built into the robot. In addition, since the communication module is a multi-master type serial communication that can be connected to the bus, the overhead of communication processing hardly occurs. Furthermore, since data can be directly transmitted and received within a functional block without going through a host computer, autonomous distributed processing and reflective functional processing can be performed.
しかし、上述した分散型コントローラを構成する基本モジュール、機能ブロック、及び入出力モジュールはそれぞれ小型であるにもかかわらず、これらを汎用のコネクタを介して接続し一体化すると、全体が凹凸の大きい大型のブロックとなり、ロボット内部への配置が困難になる問題があった。そのため、多入力、多出力の分散型コントローラとすると、大きすぎて使用できなかった。 However, the basic modules, functional blocks, and input / output modules that make up the distributed controller described above are small in size, but when these are connected and integrated via a general-purpose connector, the overall size is large with large irregularities. There is a problem that it becomes difficult to arrange the robot inside the robot. Therefore, a multi-input, multi-output distributed controller is too large to be used.
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、上位のホストコンピュータに通信回線で接続して自律分散処理や反射機能的な処理ができ、入出力数を広範囲に自由に増減でき、かつ多入力、多出力であっても全体を小型化できる分散型かつ超小型の汎用計測制御装置を提供することにある。 The present invention has been developed to solve the above-described problems. In other words, the object of the present invention is to perform autonomous distributed processing and reflective functional processing by connecting to a host computer via a communication line, to freely increase / decrease the number of inputs / outputs, and to have multiple inputs and multiple outputs. However, an object of the present invention is to provide a distributed and ultra-small general-purpose measurement control device that can be downsized as a whole.
本発明によれば、平板状の回路基板にCPUとデータやプログラムを記憶するためのROM及びRAMとを実装した単一のCPUモジュールと、該CPUモジュールとほぼ同一形状の回路基板に中央処理装置以外の半導体デバイスを実装した少なくとも1つのデバイスモジュールとからなり、
前記CPUモジュールとデバイスモジュールは、基板の厚さ方向に積層して直結可能な共通バス用のコネクタを有し、該共通バスは、パラレルバスとシリアルバスからなる、ことを特徴とする超小型汎用計測制御装置が提供される。
According to the present invention, a single CPU module in which a CPU, a ROM and a RAM for storing data and programs are mounted on a flat circuit board, and a central processing unit on a circuit board having substantially the same shape as the CPU module. Comprising at least one device module mounted with a semiconductor device other than
The CPU module and the device module have a common bus connector that can be directly stacked by stacking in the thickness direction of the substrate, and the common bus is composed of a parallel bus and a serial bus. A measurement control device is provided.
この構成により、CPUモジュールがCPU、ROM及びRAMを実装しているので、必要なプロラムを内蔵し、単独で自律分散処理や反射機能的な処理ができる。
また、CPUモジュールとデバイスモジュールは、ほぼ同一形状の基板を厚さ方向に積層して直結可能な共通バス用のコネクタを有するので、その直結・積層により全体を凹凸のない小型のブロックに形成できる。
また、共通バスは、パラレルバスとシリアルバスからなるので、パラレルバスとシリアルバスを共通バス内に取り込むことによって、基板を小型にすることができる。
さらに、パラレルバス、シリアルバスはそれぞれ独立に動作可能なので、高速な制御が可能となる。
With this configuration, since the CPU module is mounted with the CPU, ROM, and RAM, the necessary program is built in and autonomous distributed processing and reflective functional processing can be performed independently.
In addition, the CPU module and the device module have a common bus connector that can be directly connected by laminating substrates of almost the same shape in the thickness direction, so that the whole can be formed into a compact block without unevenness by direct coupling and lamination. .
Further, since the common bus is composed of a parallel bus and a serial bus, the board can be reduced in size by taking the parallel bus and the serial bus into the common bus.
Furthermore, since the parallel bus and serial bus can operate independently, high-speed control is possible.
本発明の好ましい実施形態によれば、前記デバイスモジュールは、前記共通バス内のパラレルバスを使用しCPUモジュール及び他のデバイスモジュールとの間でデータを伝送可能な共有メモリ通信モジュールであり、該共有メモリ通信モジュールは、CPUモジュール及び他のデバイスモジュールで共用するデータを記憶する共有メモリを内蔵する。
この構成により、共有メモリに共用するデータを記憶し、共通バス内のパラレルバスを使用しデータをモジュール間で高速に伝送することができる。
According to a preferred embodiment of the present invention, the device module is a shared memory communication module capable of transmitting data between a CPU module and another device module using a parallel bus in the common bus. The memory communication module includes a shared memory that stores data shared by the CPU module and other device modules.
With this configuration, data shared in the shared memory can be stored, and data can be transmitted between modules at high speed using the parallel bus in the common bus.
また、前記デバイスモジュールは、前記共通バス内のパラレルバスを使用しCPUモジュール及び他のデバイスモジュールとの間でデータを伝送可能なシリアル通信モジュールであり、該シリアル通信モジュールは、赤外線通信用エンコーダ・デコーダを内蔵したシリアル通信ICを有する。
この構成により、共通バス内のパラレルバスを使用しモジュール間でデータを高速に伝送すると共に、シリアル通信ICにより上位のホストコンピュータや他の計測制御装置と通信回線で接続することができる。
The device module is a serial communication module capable of transmitting data between the CPU module and another device module using a parallel bus in the common bus. The serial communication module includes an infrared communication encoder, It has a serial communication IC with a built-in decoder.
With this configuration, the parallel bus in the common bus is used to transmit data between modules at a high speed, and the serial communication IC can be connected to a host computer or other measurement control device via a communication line.
また、前記デバイスモジュールは、前記共通バス内のシリアルバスを使用しCPUモジュール及び他のデバイスモジュールとの間でデータを伝送可能なADモジュールであり、該ADモジュールは、複数チャンネルのアナログデータを入力する入力端子と、各チャンネルの入力信号をフィルタリングするバッファICと、複数チャンネルのアナログデータをデジタルデータに変換するADC ICとを有する。
この構成により、入力端子から複数チャンネルのアナログデータを入力し、各チャンネルの入力信号をフィルタリングし、各アナログデータをデジタルデータに変換し、シリアルバスを使用してモジュール間でデータを伝送することができる。
The device module is an AD module capable of transmitting data between the CPU module and another device module using a serial bus in the common bus, and the AD module inputs analog data of a plurality of channels. An input terminal, a buffer IC that filters the input signal of each channel, and an ADC IC that converts analog data of a plurality of channels into digital data.
With this configuration, it is possible to input multiple channels of analog data from the input terminal, filter the input signal of each channel, convert each analog data to digital data, and transmit data between modules using a serial bus it can.
また、前記デバイスモジュールは、前記共通バス内のシリアルバスを使用しCPUモジュール及び他のデバイスモジュールとの間でデータを伝送可能なDAモジュールであり、該DAモジュールは、複数チャンネルのデジタルデータをアナログデータに変換するDAC ICと、各チャンネルの出力信号をフィルタリングするバッファICと、複数チャンネルのアナログデータを出力する出力端子とを有する。
この構成により、シリアルバスを使用してモジュール間でデータを伝送し、各デジタルデータをアナログデータに変換し、各チャンネルの出力信号をフィルタリングし、出力端子から複数チャンネルのアナログデータを出力することができる。
The device module is a DA module capable of transmitting data between the CPU module and other device modules using a serial bus in the common bus, and the DA module converts a plurality of channels of digital data into analog data. It has a DAC IC for converting data, a buffer IC for filtering the output signal of each channel, and an output terminal for outputting analog data of a plurality of channels.
With this configuration, it is possible to transmit data between modules using a serial bus, convert each digital data to analog data, filter the output signal of each channel, and output analog data of multiple channels from the output terminal it can.
さらに、前記デバイスモジュールは、モジュール毎に異なるIDを設定するためのID設定スイッチを有する。
この構成により、ID設定スイッチによって複数のモジュール毎に異なるIDを設定することができる。従って多数のアナログ入力やデジタル出力といった多入出力のシステムを構築することができる。
Furthermore, the device module has an ID setting switch for setting a different ID for each module.
With this configuration, different IDs can be set for each of the plurality of modules by the ID setting switch. Therefore, a multi-input / output system such as a large number of analog inputs and digital outputs can be constructed.
上述したように、本発明の超小型汎用計測制御装置は、上位のホストコンピュータに通信回線で接続して自律分散処理や反射機能的な処理ができ、入出力数を広範囲に自由に増減でき、かつ多入力、多出力であっても全体を小型化できる等の優れた効果を有する。 As described above, the ultra-small general-purpose measurement control device of the present invention can perform autonomous distributed processing and reflective functional processing by connecting to a host computer through a communication line, and can freely increase and decrease the number of inputs and outputs over a wide range. In addition, even with multiple inputs and multiple outputs, there are excellent effects such as reduction in overall size.
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明による超小型汎用計測制御装置の全体斜視図(写真)であり、図2はこの超小型汎用計測制御装置を構成する複数のモジュールを分離して示す図である。なお、図1、図2に示すコインは大きさを比較するための100円コインである。 FIG. 1 is an overall perspective view (photograph) of an ultra-small general-purpose measurement control device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a plurality of modules constituting the ultra-small general-purpose measurement control device separately. The coins shown in FIGS. 1 and 2 are 100 yen coins for comparing the sizes.
図1、図2に示すように、本発明の超小型汎用計測制御装置1は、単一のCPUモジュール10と、CPUモジュール10とほぼ同一形状の回路基板に中央処理装置以外の半導体デバイスを実装した少なくとも1つ(この例では4つ)のデバイスモジュール20(20A〜20D)とからなる。
CPUモジュール10と各デバイスモジュール20(20A〜20D)は、基板の厚さ方向に積層して直結可能な共通バス用のコネクタ2を有する。このコネクタ2による共通バスは、パラレルバスとシリアルバスからなる。
また、各デバイスモジュール20は、モジュール毎に異なるIDを設定するためのID設定スイッチ4を有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the ultra-small general-purpose
The
Each
この例における基板サイズは、30mm×40mmであり、積層して直結したときの基板間距離は4mmであり、5つのモジュールを積層した高さは約20mmである。 The substrate size in this example is 30 mm × 40 mm, the distance between the substrates when stacked and directly connected is 4 mm, and the height at which the five modules are stacked is about 20 mm.
図3は、CPUモジュール10の表面(左図)と裏面(右図)を示す図である。
CPUモジュール10は、平板状の回路基板にCPUとデータやプログラムを記憶するためのROM及びRAMとを実装したものである。この例では、CPUモジュール10に、ルネサス社製H3/300HシリーズのCPUユニット13であるH8/3069Fを使用し、外部に高速SRAM14(128kバイト)を実装している。またCPUユニット(H8/3069F)はCPUの他に内蔵ROM、RAMがそれぞれ512kバイト、16kバイトと大きく、大きなプログラムを実装することができる。更にこの例では、CPUモジュール10は更に水晶発振子15aとモード設定スイッチ15bを実装している。
FIG. 3 is a diagram illustrating the front surface (left diagram) and the back surface (right diagram) of the
The
図4は、共有メモリ通信モジュール20Aの表面(左図)と裏面(右図)を示す図である。
共有メモリ通信モジュール20Aは、共通バス内のパラレルバスを使用しCPUモジュール10及び他のデバイスモジュール20との間でデータを伝送可能なデバイスモジュールである。
この例では、共有メモリモジュール20Aは、ステップテクニカ社製の共有メモリ通信IC21(MKY-40)を内蔵し、12Mbpsの高速な通信を可能にしている。この共有メモリ通信IC21は、共有メモリを内蔵しており、共有メモリの情報を変更すると、その内容は他の共有メモリモジュールに瞬時に反映される。また1つのネットワークに最大64局接続することができる。
更にこの例では、共有メモリ通信モジュール20AはID設定スイッチ4の他に水晶発振器22a、終端設定スイッチ22b、ドライバ22cを実装している。
FIG. 4 is a diagram showing a front surface (left diagram) and a rear surface (right diagram) of the shared
The shared
In this example, the shared
Further, in this example, the shared
図5は、シリアル通信モジュール20Bの表面(左図)と裏面(右図)を示す図である。
シリアル通信モジュール20Bは、共通バス内のパラレルバスを使用しCPUモジュール10及び他のデバイスモジュール20との間でデータを伝送可能なデバイスモジュールである。
この例では、シリアル通信モジュール20Bは、赤外通信用エンコーダ・デコーダを内蔵しているので、簡単に赤外通信モジュールと接続することができる。また、シリアル-Ethernet(登録商標)変換モジュールや、シリアル-Bluetooth変換モジュールと接続することもできる。更にこの例では、シリアル通信モジュール20Bはシリアル通信用クロック22dを実装している。
FIG. 5 is a diagram showing the front surface (left diagram) and the back surface (right diagram) of the
The
In this example, since the
図6は、ADモジュール20Cの表面(左図)と裏面(右図)を示す図である。
ADモジュール20Cは、共通バス内のシリアルバスを使用しCPUモジュール10及び他のデバイスモジュール20との間でデータを伝送可能なデバイスモジュールである。
このADモジュール20Cは、複数チャンネルのアナログデータを入力する入力端子23aと、各チャンネルの入力信号をフィルタリングするバッファIC23bと、複数チャンネルのアナログデータをデジタルデータに変換するADC IC23cとを有する。
この例において、ADモジュール20Cは、シングルエンドタイプであり、8chの入力が可能である。またADC IC23c Cのすべての入力段に、バッファ23bを設けてあり、1つのCPUモジュール10にADモジュール、DAモジュールを合わせて8モジュールを接続することができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating the front surface (left diagram) and the back surface (right diagram) of the
The
The
In this example, the
図7は、DAモジュール20Dの表面(左図)と裏面(右図)を示す図である。
DAモジュール20Dは、共通バス内のシリアルバスを使用しCPUモジュール10及び他のデバイスモジュール20との間でデータを伝送可能なデバイスモジュールである。
このDAモジュール20Dは、複数チャンネルのデジタルデータをアナログデータに変換するDAC IC24cと、各チャンネルの出力信号をフィルタリングするバッファIC24bと、複数チャンネルのアナログデータを出力する出力端子24aとを有する。
この例において、DAモジュール20Dは、シングルエンドタイプであり、8chのアナログ出力ができる。またDAC IC24cのすべての出力段に、バッファ24bを設けてあり、1つのCPUモジュールにADモジュール、DAモジュールを合わせて8モジュールを接続することができる。
FIG. 7 is a diagram showing the front surface (left diagram) and the back surface (right diagram) of the
The
The
In this example, the
図8は、ダウンロードモジュール20Eの表面(左図)と裏面(右図)を示す図である。
ダウンロードモジュール20Eは、デバック機器接続用コネクタ25aとレベル変換IC25bを内装し、CPUモジュール10にプログラムを書き込むときに使用する。また、外部デバッガ装置を専用コネクタ(デバック機器接続用コネクタ25a)に取り付けてプログラムの検証をすることもできる。
FIG. 8 is a diagram showing the front surface (left diagram) and the back surface (right diagram) of the
The
図9は、本発明の超小型汎用計測制御装置を構成する共通バスの説明図である。
本発明の超小型汎用計測制御装置を構成する上述した複数のモジュール10、20(20A〜20E)は、C-CHIP共通バスによって接続されている。この共通バスは、モジュールの接続に必要な全ての端子を有しており、モジュールを縦方向(基板の厚さ方向)に積層して直接接続が可能な構造になっている。また共通バス用のコネクタ(端子)には、日本コネクト工業社製の4枚羽構造の丸ピンコネクタを使用しており、信頼性の高い接続となっている。なお、ここで「C-CHIP」とは前記CPUモジュール、デバイスモジュール等の各モジュールの総称である。
共通バスには、パラレルバス1chとシリアルバス2chが含まれている。パラレルバスは、共有メモリ通信モジュールとシリアル通信モジュールが使用し、シリアルバスは、ADモジュールとDAモジュールが使用する。
また各モジュールが使用するIDは、モジュール基板上のID設定SWによって設定するようになっている。パラレルバスは最大4モジュール、シリアルバスは1チャンネルあたり最大4モジュールなので、2チャンネルで最大8モジュールまで接続することができる。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a common bus constituting the ultra-small general-purpose measurement control device of the present invention.
The plurality of
The common bus includes a parallel bus 1ch and a serial bus 2ch. The parallel bus is used by the shared memory communication module and the serial communication module, and the serial bus is used by the AD module and the DA module.
The ID used by each module is set by an ID setting SW on the module board. Since the parallel bus has a maximum of 4 modules and the serial bus has a maximum of 4 modules per channel, a maximum of 8 modules can be connected with 2 channels.
表1に、共通バスのピンの配列を示す。
この表においてVccおよびGNDはバス電源であり、A領域をパラレルバス、B領域をシリアルCH0、C領域をシリアルCH1が使用する。パラレルバス、シリアルバスはそれぞれ独立に動作するため、高効率のデータ転送が可能である。
Table 1 shows the pin arrangement of the common bus.
In this table, Vcc and GND are bus power supplies, the A area is used by the parallel bus, the B area is used by the serial CH0, and the C area is used by the serial CH1. Since the parallel bus and serial bus operate independently, highly efficient data transfer is possible.
図10は、本発明の超小型汎用計測制御装置1を用いたロボット制御の実施例である。
このロボット制御では、CPUモジュール10、共有メモリ通信モジュール20A、及びDAモジュール20Dを組み合わせた本発明の超小型汎用計測制御装置1(コントローラ)を2台使用して、四足歩行ロボットの歩行制御を実現している。
すなわち、1台のコントローラ1が複数のモータドライバ5を介してロボットの脚2本を制御し、これを2台使用することによってロボットの歩行制御を実現している。このとき、コントローラ間は共有メモリ通信モジュール20Aでタイミングデータを共有することによって、歩行を可能にしている。
FIG. 10 shows an embodiment of robot control using the ultra-small general-purpose
In this robot control, walking control of a quadruped walking robot is performed by using two ultra-small general-purpose measurement control devices 1 (controllers) of the present invention in which a
That is, one
図11は、本発明の超小型汎用計測制御装置1を用いた多入力計測システムの実施例である。
この例は、CPUモジュール10にADモジュール20Cの接続可能な最大モジュール数、8枚を接続したものである。1枚のADモジュール20Cには、複数のセンサ6から8チャンネルのアナログ入力が可能であり、全体としてこのシステムでは64チャンネルの入力が可能である。
FIG. 11 shows an embodiment of a multi-input measurement system using the ultra-small general-purpose
In this example, the
上述したように、本発明の超小型汎用計算制御装置の全てのモジュール10、20は、共通バスによって接続されている。この共通バスは、モジュールの接続に必要な全ての端子を有しており、モジュールを縦方向に接続可能な構造となっている。また共通バスには、パラレルバス1chとシリアルバス2chが含まれており、パラレルバスは、ADモジュールとDAモジュールが使用する。
モジュールが使用するIDは、モジュール基板上のID設定SWによって設定し、パラレルバスは最大4モジュール、シリアルバスは1チャンネル当たり最大4モジュールなので、2チャンネルで最大8モジュールまで接続することができる。
As described above, all the
The ID used by the module is set by the ID setting SW on the module board. Since the parallel bus has a maximum of 4 modules and the serial bus has a maximum of 4 modules per channel, a maximum of 8 modules can be connected in 2 channels.
また、通信モジュール、ADモジュールとDAモジュールは、1つのCPUモジュールに複数台接続することが可能で、多数のセンサやアクチュエータを接続することができる。また、共有メモリ通信モジュールを使用して、複数のC-CHIPを接続した分散システムを構築することもできる。
共通バスは、共有メモリ通信モジュール、シリアル通信モジュール、ADモジュールとDAモジュールを接続するバスである。共有メモリ通信モジュール、シリアル通信モジュールはパラレルバスを使用し、ADモジュールとDAモジュールはシリアルバスを使用する。よって、パラレルバスとシリアルバスを共通バス内に取り込むことによって、基板を小型にすることができた。
パラレルバスには最大4モジュール、シリアルバスには最大8モジュールを接続することができる、モジュールにはID設定スイッチが内蔵されており、スイッチによってモジュールのIDを切り替えることができる。よって最大64chのアナログ入力や、64chのデジタル出力といった多入出力のシステムを構築することができる。
またパラレルバス、シリアルバスはそれぞれ独立に動作可能なので、高速な制御が可能となる。
A plurality of communication modules, AD modules, and DA modules can be connected to one CPU module, and a large number of sensors and actuators can be connected. Also, a distributed system in which a plurality of C-CHIPs are connected can be constructed using a shared memory communication module.
The common bus is a bus that connects the shared memory communication module, the serial communication module, the AD module, and the DA module. The shared memory communication module and serial communication module use a parallel bus, and the AD module and DA module use a serial bus. Therefore, the board can be reduced in size by incorporating the parallel bus and the serial bus into the common bus.
A maximum of 4 modules can be connected to the parallel bus and a maximum of 8 modules can be connected to the serial bus. The module has a built-in ID setting switch, and the ID of the module can be switched by the switch. Therefore, a multi-input / output system such as a maximum of 64 ch analog input and 64 ch digital output can be constructed.
In addition, since the parallel bus and the serial bus can operate independently, high-speed control is possible.
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。例えば、本発明の超小型汎用計測制御装置(超小型コントローラ)は、工作機械、ロボット、生産システム、コピー機、家電、医療用工学器械、介護用機械などの様々な分野での応用が可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Of course, it can change variously in the range which does not deviate from the summary of this invention. For example, the ultra-small general-purpose measurement control device (ultra-small controller) of the present invention can be applied in various fields such as machine tools, robots, production systems, copy machines, home appliances, medical engineering instruments, and nursing care machines. is there.
1 超小型汎用計測制御装置、2 共通バス用コネクタ、
4 ID設定スイッチ、5 モータドライバ、6 センサ、
10 CPUモジュール、13 CPUユニット、14 高速SRAM、
20、20A〜20E デバイスモジュール、
21 共有メモリ通信IC、23a 入力端子、23b バッファIC、
23c ADC IC、24a 出力端子、24b バッファIC、
24c DAC IC、25a デッバック機器接続用コネクタ
1 Ultra-small general purpose measurement control device, 2 Common bus connector,
4 ID setting switch, 5 Motor driver, 6 Sensor,
10 CPU module, 13 CPU unit, 14 high-speed SRAM,
20, 20A-20E device module,
21 shared memory communication IC, 23a input terminal, 23b buffer IC,
23c ADC IC, 24a output terminal, 24b buffer IC,
24c DAC IC, 25a Connector for connecting debugging equipment
Claims (6)
前記CPUモジュールとデバイスモジュールは、基板の厚さ方向に積層して直結可能な共通バス用のコネクタを有し、該共通バスは、パラレルバスとシリアルバスからなる、ことを特徴とする超小型汎用計測制御装置。 A single CPU module in which a CPU, ROM and RAM for storing data and programs are mounted on a flat circuit board, and a semiconductor device other than the central processing unit is mounted on a circuit board having the same shape as the CPU module And at least one device module
The CPU module and the device module have a common bus connector that can be directly stacked by stacking in the thickness direction of the substrate, and the common bus is composed of a parallel bus and a serial bus. Measurement control device.
The ultra-small general-purpose measurement control apparatus according to claim 1, wherein the device module includes an ID setting switch for setting a different ID for each module.
Priority Applications (1)
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