JP2024040913A - システム、その制御方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】ネットワークを追加することなく被制御装置間のデータ通信を可能にするために有利な技術を提供する。
【解決手段】第1被制御装置および第2被制御装置を含む複数の被制御装置と、前記複数の被制御装置を制御する主制御装置とがネットワークを介して接続されたシステムにおいて、前記主制御装置は、前記ネットワークを介して、複数のデータ領域を含むデータフレームを一定の周期で送受信する通信部と、前記データフレームの構成を設定する設定部と、を含み、前記設定部は、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域と、前記第2被制御装置が読み出すべきデータ領域と、を前記データフレームにおける同一のデータ領域に設定する機能を有する。
【選択図】図14
【解決手段】第1被制御装置および第2被制御装置を含む複数の被制御装置と、前記複数の被制御装置を制御する主制御装置とがネットワークを介して接続されたシステムにおいて、前記主制御装置は、前記ネットワークを介して、複数のデータ領域を含むデータフレームを一定の周期で送受信する通信部と、前記データフレームの構成を設定する設定部と、を含み、前記設定部は、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域と、前記第2被制御装置が読み出すべきデータ領域と、を前記データフレームにおける同一のデータ領域に設定する機能を有する。
【選択図】図14
Description
本発明は、システム、その制御方法およびプログラムに関する。
主制御装置が被制御装置を制御するシステムには、主制御装置と被制御装置との間のデータ通信を一定の周期で行うものがある。このようなシステムにおいて、主制御装置と被制御装置との間でデータ通信を行うことは可能であるが、被制御装置間で直接に通信を行う機能は提供されていない。1つの被制御装置が出力したデータを他の被制御装置が取得する動作は、主制御装置を介して行う必要があるので、このような動作を完了するためには複数の周期を要する。特許文献1には、主制御装置を介すことなく被制御装置間のデータ通信を行う多重化通信システムが開示されている。
特許文献1のシステムでは、主制御装置と被制御装置との間でデータ通信を行うネットワークとは別の通信規格に従って被制御装置間でデータ通信を行う。したがって、被制御装置間のデータ通信のための追加のネットワークをシステムに追加する必要がある。
本発明は、ネットワークを追加することなく被制御装置間のデータ通信を可能にするために有利な技術を提供することを目的とする。
本発明の1つの側面は、第1被制御装置および第2被制御装置を含む複数の被制御装置と、前記複数の被制御装置を制御する主制御装置とがネットワークを介して接続されたシステムに係り、前記システムにおいて、前記主制御装置は、前記ネットワークを介して、複数のデータ領域を含むデータフレームを一定の周期で送受信する通信部と、前記データフレームの構成を設定する設定部と、を含み、前記設定部は、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域と、前記第2被制御装置が読み出すべきデータ領域と、を前記データフレームにおける同一のデータ領域に設定する機能を有する。
本発明によれば、ネットワークを追加することなく被制御装置間のデータ通信を可能にするために有利な技術が提供される。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。更に、添付図面においては、同一もしくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
図1には、第1実施形態のシステム100の構成が例示されている。システム100は、図1に例示されるように、主制御装置110と、主制御装置110によって制御される複数の被制御装置121、122および123とを備えうる。主制御装置110は、複数の被制御装置121、122および123を制御する制御装置である。主制御装置110と複数の被制御装置121、122および123とは、ネットワーク140を介して接続される。システム100は、複数のユニット131、132および133を備えてもよく、複数のユニット131、132および133のそれぞれは、複数の被制御装置121、122、123のうち対応する被制御装置によって制御されうる。複数のユニット131、132および133は、1又は複数の処理装置の一部を構成しうる。複数の被制御装置121、122、123は、ネットワーク140を介して主制御装置110から与えられるデータに従って、それぞれユニット131、132、133を制御するように構成されうる。被制御装置121、122および123は、主制御装置110から見れば、主制御装置110によって制御される被制御装置であるが、ユニット131、132、133から見れば、ユニット131、132、133をそれぞれ制御する制御装置である。
主制御装置110および複数の被制御装置121、122および123の各々は、例えば、プログラムが組み込まれた汎用又は専用のコンピュータで構成されうる。あるいは、主制御装置110および複数の被制御装置121、122および123の各々は、FPGA(Field Programmable Gate Arrayの略。)などのPLD(Programmable Logic Deviceの略。)、又は、ASIC(Application Specific Integrated Circuitの略。)によって構成されうる。あるいは、主制御装置110および複数の被制御装置121、122および123の各々は、コンピュータ、PLDおよびASICの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。複数のユニット131、132、33の各々は、例えば、素子または部品(例えば、リレー、センサ、サーボモータ、アクチュエータ)、又は、複数の素子または部品からなるモジュール(例えば、位置決め機構)、又は、複数のモジュールからなる装置でありうる。被制御装置とそれによって制御されるユニットとは、一体化されてもよい。
主制御装置110および複数の被制御装置121、122および123は、デイジーチェーンを構成するようにネットワーク140によって接続されうる。第1被制御装置121は、デイジーチェーンにおいて、主制御装置110と第2被制御装置122との間に配置されうる。第2被制御装置122は、デイジーチェーンにおいて、第1被制御装置121と第3被制御装置123との間に配置されうる。
図1の例では、複数の被制御装置は、第1被制御装置121、第2被制御装置122および第3被制御装置123として例示されているが、複数の被制御装置の個数は3に限定されない。同様に、図1の例では、複数のユニットは、第1ユニット131、第2ユニット132および第3ユニット133として例示されているが、複数のユニットの個数は3に限定されない。
図2には、主制御装置110の構成が例示されている。主制御装置110は、処理部(プロセッサ)200、ROM210、RAM220、記憶装置230、入力装置240、表示装置250および通信装置260を含みうる。処理部200は、オペレーティングシステムおよびアプリケーションプログラムに基づいて動作する中央演算処理部(CPU)を含みうる。処理部200は、中央演算処理部(CPU)の他、マイクロプロセッシングユニット(MPU)、グラフィックスプロセッシングユニット(GPU)、特定用途向け集積回路(ASIC)等の付加的なデバイスを含んでもよい。
ROM210、RAM220、記憶装置230は、それぞれメモリの一形態である。ROM210は、例えば、処理部200が実行するプログラム、および、演算用のデータのうちの固定的なデータを格納しうる。RAM220は、処理部200の作業領域、および、データの一時記憶領域を提供する。ROM210およびRAM220は、バス270を介して処理部200に接続される。入力装置240は、マウス等のポインティングデバイス、および、キーボード等を含みうる。表示装置250は、情報を表示する機能を提供する。入力装置240の全部または一部と表示装置250は、タッチパネル等のような一体型の装置として構成されてもよい。記憶装置230は、例えば、ハードディスク装置、CD、DVD、メモリカード等を含みうる。記憶装置230は、プログラムおよびデータ等を記憶しうる。入力装置240、表示装置250および記憶装置230は、それぞれ不図示のインターフェースを介してバス270に接続されうる。通信装置260は、ネットワーク140を介して複数の被制御装置121、122、123と通信する機能を提供する通信インターフェースである。通信装置260は、データを送信する送信部およびデータを受信する受信部として機能し、例えば、被制御装置内の送信部(不図示)から応答データを受信して、処理部200、RAM220又は記憶装置230に定義された受信バッファに記憶しうる。
図3には、主制御装置110の処理部200の構成が例示されている。処理部200は、被制御装置制御部201、通信制御部202、データフレーム設定部203(設定部)を含みうる。被制御装置制御部201は、被制御装置からの応答データを受信バッファから読み出す読み出し処理を実行しうる。また、被制御装置制御部201は、受信バッファから読み出された応答データに基づいて被制御装置を制御するための指令データを生成する制御処理を実行しうる。また、被制御装置制御部201は、被制御装置を制御するための指令データを送信バッファに書き込む書き込み処理を実行しうる。
通信制御部202は、被制御装置に指令データを送信する送信処理、および、被制御装置から応答データおよび状態データ等のデータを受信する受信処理を制御しうる。通信制御部202は、被制御装置から主制御装置110に送信され通信装置260によって受信されたデータフレームから抽出されるデータを受信バッファに転送させうる。また、通信制御部202は、主制御装置110から被制御装置に送信すべきデータを送信バッファから通信装置260に転送させデータフレームに書き込ませうる。受信バッファおよび送信バッファは、データを一時的に記憶する領域であり、処理部200が有するメモリ空間に定義されてもよいし、RAM220又は記憶装置230のメモリ空間に定義されてもよい。
データフレーム設定部203は、ネットワーク構成情報に基づいて、データフレームを構成する複数のデータ領域の定義を設定するように構成されうる。ネットワーク構成情報は、例えば、ユーザによって主制御装置110または他の情報処理装置において事前に作成され、主制御装置110のROM210または記憶装置230に記憶されうる。
図9には、複数のネットワーク構成情報を含むネットワーク構成情報テーブルの一例が示されている。ネットワーク構成情報は、例えば、識別番号、データ名、データタイプ、データサイズ、データオフセットを含みうる。識別番号は、システム100において、複数の被制御装置121、122、123のいずれかに割り当てられる番号である。図9の例では、識別番号1、2、3は、それぞれ被制御装置121、122、123に割り当てられている。識別番号1で識別されるネットワーク構成情報は、被制御装置121のためのネットワーク構成情報である。識別番号2で識別されるネットワーク構成情報は、被制御装置122のためのネットワーク構成情報である。識別番号3で識別されるネットワーク構成情報は、被制御装置123のためのネットワーク構成情報である。
データ名は、それに対応するデータ(データタイプ、データサイズ、データオフセット)を一意に識別する識別子の一例である。データタイプは、デイジーチェーンにおけるデータの方向を示す。主制御装置(又は、他の被制御装置)からデータが割り当てられた被制御装置へ送信されるデータのデータタイプは「出力」として定義されている。また、データが割り当てられた被制御装置から主制御装置(又は、他の被制御装置)へ送信されるデータのデータタイプは「入力」として定義されている。データサイズは、1つの被制御装置(1つのデータ領域)に割り当てられるデータのサイズである。データサイズの単位は、例えば、byteである。データオフセットは、1つの被制御装置(1つのデータ領域)に割り当てられたデータの、データフレームにおける開始位置(データフレームの先頭に対する相対的な開始位置)である。データオフセットの単位は、例えば、byteである。
図10には、図9に例示されたネットワーク構成情報テーブルに基づいてデータフレーム設定部203によって設定されたデータフレームの構成が視覚化して示されている。以下、図9および図10に示された例を説明する。第1被制御装置121に割り当てられた入力データ1(Data_In_1)は、第1被制御装置121から主制御装置110(又は他の被制御装置)に送信されるデータ、換言すると、第1被制御装置121がデータフレームに書き込むべきデータである。第1被制御装置121に割り当てられた出力データ1(Data_Out_1)は、主制御装置110(又は他の被制御装置)から第1被制御装置121に送信されるデータ、換言すると、第1被制御装置121がデータフレームから読み出すべきデータである。入力データ1(Data_In_1)および出力データ1(Data_Out_1)は、共にデータオフセット=0のデータ領域、即ち、同一のデータ領域に書き込まれる。なお、データオフセット=0のデータ領域に対して、主制御装置110(又は他の被制御装置)によって出力データ1(Data_Out_1)が書き込まれ、その後、それを受信した第1被制御装置121によって入力データ1(Data_In_1)が上書きされる。
第2被制御装置122に割り当てられた入力データ2(Data_In_2)は、第2被制御装置122から主制御装置110(又は他の被制御装置)に送信されるデータ、換言すると、第2被制御装置122がデータフレームに書き込むべきデータである。第2被制御装置122に割り当てられた出力データ2(Data_Out_2)は、主制御装置110(又は他の被制御装置)から第2被制御装置122に送信されるデータ、換言すると、第2被制御装置122がデータフレームから読み出すべきデータである。入力データ2(Data_In_2)および出力データ2(Data_Out_2)は、共にデータオフセット=8のデータ領域、即ち、同一のデータ領域に書き込まれる。なお、データオフセット=8のデータ領域に対して、主制御装置110(又は他の被制御装置)によって出力データ2(Data_Out_2)が書き込まれ、その後、それを受信した第2被制御装置122によって入力データ2(Data_In_2)が上書きされる。
第3被制御装置123についての入力データ3(Data_In_3)は、第3被制御装置123から主制御装置110(又は他の被制御装置)に送信されるデータである。第3被制御装置123についての出力データ3(Data_Out_3)は、主制御装置110(又は他の被制御装置)から第3被制御装置123に送信されるデータである。入力データ3(Data_In_3)および出力データ3(Data_Out_3)は、共にデータオフセット=16のデータ領域、即ち、同一のデータ領域に書き込まれる。なお、データオフセット=16のデータ領域に対して、主制御装置110(又は他の被制御装置)によって出力データ3(Data_Out_3)が書き込まれ、その後、それを受信した第3被制御装置123によって入力データ3(Data_In_3)が上書きされる。
図11には、図9および図10を参照して説明された比較例におけるデータフレームからのデータの読み出しおよび該データフレームへのデータの書込みが模式的に示されている。第1被制御装置121は、データフレームの第1データ領域DR1から指令データとしての出力データ1を読み出し、その後、出力データ1に対する応答データ等としての入力データ1を第1データ領域DR1に書き込む。第2被制御装置122は、データフレームの第2データ領域DR2から指令データとしての出力データ2を読み出し、その後、出力データ2に対する応答データ等としての入力データ2を第2データ領域DR2に書き込む。第3被制御装置123は、データフレームの第3データ領域DR3から指令データとしての出力データ3を読み出し、その後、出力データ3に対する応答データ等としての入力データ3を第3データ領域DR3に書き込む。
図4には、被制御装置121、122、123の構成が例示されている。被制御装置121、122、123の各々は、例えば、通信部301、ユニット制御部302および判定部303を含みうる。通信部301は、複数のデータ領域を含むデータフレームを一定の周期で送受信するように構成される。通信部301は、このデータフレームを介して、主制御装置110との間で指令データ、応答データおよび状態データ等のデータの通信を行う。また、通信部301は、主制御装置110から受信した指令データをユニット制御部302および判定部303に送信する。また、通信部301は、ユニット制御部302から受信したデータをデータフレームに書き込むことによって、そのデータを主制御装置110に送信する。ユニット制御部302は、通信部301から受信したデータに従って、対応するユニット(例えば、被制御装置121のユニット制御部302であれば、ユニット131)を制御する。判定部303は、通信部301から受信したデータに基づいて判定を行い、判定の結果に応じて、対応するユニットにおける処理を変更するための変更処理を行いうる。変更処理の例については後述する。
ここで、図1に示されたネットワーク140の一例として、産業用イーサネット(登録商標)の1つであるEtherCAT(登録商標)について説明する。EtherCAT(登録商標)において、ネットワークに接続された主制御装置は、複数の被制御装置に対してデータフレームを送信し、複数の被制御装置は、主制御装置から受信したデータフレームを対象としてオンザフライ方式でデータの読み書きを行う。この際、主制御装置と複数の被制御装置との間の通信には、PDO通信(プロセスデータオブジェクト通信)と、SDO通信(サービスデータオブジェクト通信)とが用いられる。PDO通信とは、プロセスデータオブジェクト(PDO:Process Data Object)と呼ばれるデータを使用して予め定められた一定の周期で行われる通信である。SDO通信とは、サービスデータオブジェクト(SDO:Service Data Object)と呼ばれるデータを使用して主制御装置から被制御装置への要求に応じて行われるである。PDO通信では、予め定められた一定の周期(例えば、1ミリ秒)でデータフレームの通信が行われるため、データの到達時間が保証される。一方、SDO通信では、1周期内に通信が完了するとは限らないため、データの到達時間が保証されない。
ネットワーク140としてEtherCAT(登録商標)を採用する場合には、ネットワーク140に接続されるノードのうち、少なくとも1つのノードが主制御装置110として機能し、その他のノードが被制御装置として機能する。主制御装置110として機能するノードは、ネットワーク140におけるデータフレームの通信のタイミングなどを管理(制御)する。
図1に示されたシステム100において、主制御装置110は、被制御装置121、122、123に対する指令データをPDO通信のデータフレームに書き込み、そのデータフレームを第1被制御装置121に送信する。主制御装置110からデータフレームを受信した第1被制御装置121は、データフレームに書き込まれた指令データから第1被制御装置121に割り当てられた指令データを読み出し、その指令データに対する応答データをデータフレームに書き込む。そして、第1被制御装置121は、第1被制御装置121に割り当てられた指令データに対する応答データを書き込んだデータフレームを第2被制御装置122に送信する。第1被制御装置121からデータフレームを受信した第2被制御装置122は、データフレームに書き込まれた指令データから第2被制御装置122に割り当てられた指令データを読み出し、その指令データに対する応答データをデータフレームに書き込む。そして、第2被制御装置122は、第2被制御装置122に割り当てられた指令データに対する応答データを書き込んだデータフレームを第3被制御装置123に送信する。第2被制御装置122からデータフレームを受信した第3被制御装置123は、データフレームに書き込まれた指令データから自身に割り当てられた指令データを読み出し、その指令データに対する応答データをデータフレームに書き込む。そして、第3被制御装置123は、第3被制御装置123に割り当てられた指令データに対する応答データを書き込んだデータフレームを、第1被制御装置121および第2被制御装置122を介して、主制御装置110に送信する。
ここで、比較例における被制御装置間の通信について説明する。図5には、比較例におけるデータの流れが例示されている。図5の比較例では、主制御装置110に通信可能に接続される被制御装置として2つの被制御装置121、122が例示されているが、被制御装置の数は2つに限定されるものではなく、3つ以上であってもよい。
まず、主制御装置と被制御装置の間の通信について説明する。第1周期処理では、主制御装置110の被制御装置制御部201は、第1被制御装置121および第2被制御装置122に対する指令データを主制御装置110の通信制御部202に送信する(S101)。主制御装置110の通信制御部202は、ネットワーク140を介して第1被制御装置121にその指令データを含むデータフレームを送信する(S102)。第1被制御装置121の通信部301は、データフレームに書き込まれた指令データから第1被制御装置121に割り当てられた指令データを読み出す。そして、第1被制御装置121の通信部301は、その指令データに対する応答データを第1被制御装置121のユニット制御部302から取得し(S107)、その応答データをデータフレームに書き込む。そして、第1被制御装置121の通信部301は、第1被制御装置121に割り当てられた指令データに対する応答データを書き込んだデータフレームを第2被制御装置122に送信する(S103)。さらに、第1被制御装置121の通信部301は、その指令データをユニット制御部302に送信する(S108)。
第1被制御装置121からデータフレームを受信した第2被制御装置122の通信部301は、データフレームに書き込まれた指令データから第2被制御装置122に割り当てられた指令データを読み出す。そして、第2被制御装置122の通信部301は、その指令データに対する応答データをユニット制御部302から取得し(S109)、その応答データをデータフレームに書き込む。そして、第2被制御装置122の通信部301は、第2被制御装置122に割り当てられた指令データに対する応答データを書き込んだデータフレームを、第1被制御装置121を介して主制御装置110に送信する(S104、S105)。さらに、第2被制御装置122の通信部301は、その指令データをユニット制御部302に送信する(S110)。
主制御装置110は、主制御装置110の通信制御部202がデータフレームに書き込まれた第1被制御装置121および第2被制御装置122の応答データを読み出し、主制御装置110の被制御装置制御部201に送信する(S106)。
第2周期処理におけるS121からS126は、第1周期処理におけるS101~S106と同様であるため、詳細な説明は省略する。
次に、第1被制御装置121の状態データを第2被制御装置122に取得させるための通信について説明する。第1被制御装置121の状態データを第2被制御装置122に取得させる場合、第1周期処理において、第1被制御装置121の通信部301は、第1被制御装置121の状態データを書き込んだデータフレームを第2被制御装置122に送信する(S103)。しかし、第1被制御装置121からデータフレームを受信した第2被制御装置122の通信部301は、データフレームにおける第2被制御装置122に割り当てられたデータ領域のデータしか読み出すことができない。したがって、第2被制御装置122の通信部301は、データフレームにおける第1被制御装置121に割り当てられたデータ領域に書き込まれた状態データを読み出すことができない。
そこで、第1被制御装置121からデータフレームを受信した第2被制御装置122の通信部301は、そのデータフレームを、第1被制御装置121を介して主制御装置110に送信する(S104、S105)。そして、第2周期処理において、第1被制御装置121からデータフレームを受信した主制御装置110の通信制御部202は、そのデータフレームに書き込まれた状態データから第1被制御装置121の状態データを読み出す。そして、主制御装置110の通信制御部202は、その状態データをフレームデータにおける第2被制御装置122に割り当てられたデータ領域に書き込む。そして、主制御装置110の通信部301は、そのデータフレームを、第1被制御装置121を介して第2被制御装置122に送信する(S122、S123)。主制御装置110から第1被制御装置121を介してデータフレームを受信した第2被制御装置122の通信部301は、そのデータフレームにおける第2被制御装置122に割り当てられたデータ領域から第1被制御装置121の状態データを読み出す。
以上のように、比較例においては、被制御装置のデータを他の被制御装置に取得させる動作は、主制御装置を介して行われる必要がある。更に、そのため通信は、1周期内に完了せず、少なくとも2周期を要する。
そこで、本実施形態では、主制御装置を介すことなく、被制御装置間で直接通信を行う。これにより、1周期内に被制御装置間でデータを転送することができる。以下、本実施形態における被制御装置間の通信について説明する。図12には、本実施形態におけるネットワーク構成情報テーブルが例示されている。図12の例では、第1被制御装置121が入力データ(Data_In_1)を書き込むべきデータ領域と第2被制御装置122が出力データ(Data_Out_2)を読み出すべきデータ領域とが同一のデータ領域である。なお、図12の例では、第1被制御装置121には入力データ(第1被制御装置121がデータを書き込むべきデータ領域)のみ、第2被制御装置122には出力データ(第2被制御装置122がデータを読み出すべきデータ領域)のみが割り当てられている。しかし、これは一例に過ぎない。第1被制御装置121に対して更に出力データが割り当てられてもよいし、第2被制御装置122に対して更に入力データが割り当てられてもよい。
主制御装置110の通信制御部202は、例えば、SDO通信によって、第1被制御装置121が書き込むべきデータ領域を示す情報を第1被制御装置121に提供あるいは命令することができる。主制御装置110の通信制御部202は、例えば、SDO通信によって、第2被制御装置122が読み出すべきデータ領域を示す情報を第2被制御装置122に提供あるいは命令することができる。
図13には、図12に例示されたネットワーク構成情報テーブルに基づいてデータフレーム設定部203によって設定されたデータフレームの構成が視覚化して示されている。以下、図12および図13に示された例を説明する。第1被制御装置121のデータサイズ8の入力データ1(Data_In_1)と、第2被制御装置122のデータサイズ8の出力データ2(Data_Out_2)とがデータオフセット=0で同一のデータ領域に割り当てられている。これにより、第1被制御装置121が当該データ領域に書き込んだデータを、第2被制御装置122が当該データ領域から読み出すことができる。また、このような動作は、1つの周期において行われる。なお、図12および図13の例では、第3被制御装置123については、データサイズ=8の入力データ3(Data_In_3)と、データサイズ=8の出力データ3(Data_Out_3)が、データオフセット=8で同一のデータ領域に割り当てられている。
図14は、図12および図13を参照して説明された本実施形態におけるデータフレームからのデータの読み出しおよび該データフレームへのデータの書込みが模式的に示されている。第1被制御装置121は、データフレームの第1データ領域DR1に入力データ1に書き込む。第2被制御装置122は、第1被制御装置121がデータフレームの第1データ領域DR1に書き込んだ入力データ1を、出力データ2としてデータフレームの第1データ領域DR1から読み出す。第3被制御装置123は、データフレームの第2データ領域DR2から出力データ3を読み出し、入力データ3をデータフレームの第2データ領域DR2に書き込む。
図6には、第1実施形態のシステム100におけるデータの流れが例示されている。図6の例では、主制御装置110に通信可能に接続される被制御装置として2つの被制御装置121、122が例示されているが、被制御装置の数は2つに限定されるものではなく、3つ以上であってもよい。図6におけるS201~S210は図5におけるS101~S110と同様であり、図6におけるS221~S230は図5におけるS121~S130と同様であるため、詳細な説明は省略する。
第1周期処理において、第1被制御装置121の状態データが第2被制御装置122に送信される。具体的には、第1被制御装置121の通信部301は、第1被制御装置121の入力データと第2被制御装置122の出力データとが割り当てられたデータ領域に第1被制御装置121の状態データを書き込む。そして、第1被制御装置121の通信部301は、そのデータフレームを第2被制御装置122に送信する(S203)。第1被制御装置121からデータフレームを受信した第2被制御装置122の通信部301は、そのデータフレームにおける第2被制御装置122の出力データが割り当てられたデータ領域から第1被制御装置121の状態データを読み出す。
以上のように、第1実施形態に係るシステムによれば、主制御装置を介すことなく被制御装置間で直接通信を行うことができるので、1周期内に被制御装置間の通信を行うことができる。
以下、図7、図8を参照しながら第2実施形態のシステム100について説明する。第2実施形態として言及しない事項は、第1実施形態に従いうる。図8には、第1被制御装置121の状態データを受信する第2被制御装置122の動作が例示されている。S11において、第2被制御装置122の通信部301は、第1被制御装置121から受信したデータフレームにおける第2被制御装置122の出力データが割り当てられたデータ領域から第1被制御装置121の状態データを読み出す。S12において、第2被制御装置122の判定部303は、S11で読み出した第1被制御装置121の状態データが予め設定された条件を満たすかを判定する。S12において、状態データが前記条件を満たすと判定された場合、第2被制御装置122の判定部303は、処理をS13において、予め設定された制御データを第2被制御装置122のユニット制御部302に送信する。S13において、第2被制御装置122のユニット制御部302は、ユニット132の処理を変更し、処理をS11に戻す。また、S12において、状態データが前記条件を満たすと判定されなかった場合、判定部303は処理をS11に戻す。以上により、第1被制御装置121の状態データが予め設定した条件を満たす場合に、第2被制御装置122によるユニット132の処理を変更する処理が実行される。
図7には、第2実施形態のシステム100におけるデータの流れが例示されている。図7の例では、主制御装置110に通信可能に接続される被制御装置として2つの被制御装置121、122を例示しているが、被制御装置の数は2つに限定されるものではなく、3つ以上であってもよい。図7におけるS301~S306は図5におけるS101~S106と同様であり、図7におけるS321~S326は図5におけるS121~S126と同様であるため、詳細な説明は省略する。
第1周期処理において、第2被制御装置122の通信部301は、第1被制御装置121から受信したデータフレームにおける第2被制御装置122の出力データに割り当てられたデータ領域から第1被制御装置121の状態データを読み出す。そして、第2被制御装置122の通信部301は、状態データを第2被制御装置122の判定部303に送信する(S310)。第2被制御装置122の判定部303は、状態データが予め設定された条件を満たすかを判定する。図7の例では、第2被制御装置122の判定部303により第1被制御装置121の状態データが予め設定された条件を満たすと判定される。したがって、第2被制御装置122の判定部303は、予め設定された制御データを第2被制御装置122のユニット制御部302に送信する(S311)。そして、第2被制御装置122のユニット制御部302は、ユニット132の処理を変更する。
第1被制御装置121の状態データが予め設定された条件を満たす場合、一例において、第2被制御装置122のユニット制御部302は、ユニット132の動作を停止させてもよい。更に、第1被制御装置121の状態データが予め設定された条件を満たす場合、第2被制御装置122のユニット制御部302は、異常処理として、主制御装置110の表示装置の画面に、発生している異常に関する情報を表示させてもよい。ここで、異常に関する情報には、異常の発生を知らせるメッセージ、発生した異常の内容、原因、又は対処方法に関する情報が含まれうる。
第2実施形態のシステム100によれば、主制御装置を介すことなく被制御装置間で直接通信を行うことができるので、1周期内に被制御装置間の通信を迅速に行うことができる。また、第1被制御装置の状態データに応じて、第2被制御装置の制御の変更を迅速に行うことができる。
以下、第1及び第2実施形態に係るシステム100を基板処理装置に適用した例を説明する。基板処理装置は、基板を処理する装置として構成される。複数のユニット131、132、133は、基板処理装置の一部を構成する。以下では、基板処理装置の具体例として、基板にパターンを形成するための露光装置あるいはリソグラフィー装置について説明するが、それに限られるものではない。例えば、モールドを用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置や、荷電粒子線を用いて基板にパターンを描画する描画装置などの基板処理装置あるいはリソグラフィー装置に対してもシステム100を適用することができる。また、感光媒体を基板の表面上に塗布する塗布装置、パターンが転写された基板を現像する現像装置などの基板処理装置に対してもシステム100を適用することができる。また、成膜装置(CVD装置等)、加工装置(レーザー加工装置等)、検査装置(オーバーレイ検査装置等)などの基板処理装置に対してもシステム100を適用することができる。
図15には、基板処理装置あるいはリソグラフィー装置としての一例としての露光装置10の構成が例示されている。露光装置10は、マスク(原版)Mのパターンを投影光学系14によって基板Wに投影して基板Wを露光する。露光装置10は、光源11と、照明光学系12と、マスクステージ(原版ステージ)13と、投影光学系14と、基板ステージ15と、主制御部16とを備えうる。また、露光装置10は、マスクステージ13を駆動する第1駆動部21と、投影光学系14のレンズ14aを駆動する第2駆動部22と、基板ステージ15を駆動する第3駆動部23とを備えうる。第1駆動部21、第2駆動部22および第3駆動部23は、基板Wにパターンを形成する処理の少なくとも一部を担う機構であり、マスクステージ制御部31、投影制御部32および基板ステージ制御部33によってそれぞれ制御される。また、主制御部16は、例えばCPU(処理部)および記憶装置などを有し、マスクステージ制御部31、投影制御部32および基板ステージ制御部33を制御することにより、露光装置10の全体(露光装置10の各部)を制御する。
光源11は、露光光を射出する。照明光学系12は、光源11から射出された光を用いてマスクMを照明する。マスクステージ13は、マスクMを保持するとともに、第1駆動部21によって例えばXY方向に移動可能に構成されうる。投影光学系14は、照明光学系12により照明されたマスクMのパターンを基板上に投影する。投影光学系14は、第2駆動部22によって例えばX方向に移動可能なレンズ14aを含む。基板ステージ15は、基板Wを保持するとともに、第3駆動部23によって例えばXY方向に移動可能に構成されうる。
図15に例示される露光装置10に対してシステム100を適用する場合、主制御部16が主制御装置110として構成されうる。また、マスクステージ制御部31、投影制御部32および基板ステージ制御部33がそれぞれ被制御装置として構成されうる。第1駆動部21、第2駆動部22および第3駆動部23がそれぞれユニットとして構成されうる。主制御部16、マスクステージ制御部31、投影制御部32および基板ステージ制御部33の間における通信が、ネットワーク140を介して予め定められた周期で行われることとなる。
ここで、システム100を露光装置10に適用する場合の例として、主制御装置110がマスクステージ制御部31、投影制御部32、及び基板ステージ制御部33と通信を行う場合について説明する。被制御装置制御部201は、マスクステージ制御部31、投影制御部32及び基板ステージ制御部33を制御するための指令データを生成する制御処理等を実行する。
通信制御部202は、所定の周期で、被制御装置制御部201において送信バッファに書き込まれた指令データを、マスクステージ制御部31、投影制御部32及び基板ステージ制御部33に送信する。また、通信制御部202は、それらの指令データに対する応答データを、マスクステージ制御部31、投影制御部32及び基板ステージ制御部33から受信する。
また、基板ステージ制御部33の判定部303は、投影制御部32の状態データを1周期内に受信する。状態データには、例えば投影制御部32又は第2駆動部22に異常が発生している状態を示すデータが含まれうる。基板ステージ制御部33の判定部303は、投影制御部32の状態データに応じて、基板ステージの制御の変更を迅速に行う。
以上、本実施形態に係る露光装置によれば、主制御装置を介すことなく被制御装置間で直接通信を行うことができるので、1周期内に被制御装置間の通信を迅速に行うことができる。また、第1被制御装置の状態データに応じて、第2被制御装置の制御の変更を迅速に行うことができる。
一実施形態にかかる物品製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、上述した基板処理装置を用いて基板を処理する工程と、かかる工程で処理された基板から物品を製造する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、周知の工程(露光、酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
また、それぞれの実施形態は、単独で実施するだけでなく、全ての実施形態のうちのいずれの組合せで実施することができる。
本明細書および図面の開示は、以下を含む。
(項目1)
第1被制御装置および第2被制御装置を含む複数の被制御装置と、前記複数の被制御装置を制御する主制御装置とがネットワークを介して接続されたシステムであって、
前記主制御装置は、前記ネットワークを介して、複数のデータ領域を含むデータフレームを一定の周期で送受信する通信部と、前記データフレームの構成を設定する設定部と、を含み、
前記設定部は、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域と、前記第2被制御装置が読み出すべきデータ領域と、を前記データフレームにおける同一のデータ領域に設定する機能を有する、
ことを特徴とするシステム。
(項目2)
前記第2被制御装置は、前記同一のデータ領域から前記第1被制御装置が書き込んだデータを読み出して、当該データに応じた処理を実行する、
ことを特徴とする項目1に記載のシステム。
(項目3)
前記同一のデータ領域は、前記データフレームにおいて1つのデータオフセットによって特定される領域である、
ことを特徴とする項目1又は2に記載のシステム。
(項目4)
前記第1被制御装置による前記同一のデータ領域へのデータの書き込みと、前記第2被制御装置による前記同一のデータ領域からのデータの読み出しとが、同一の周期において行われる、
ことを特徴とする項目1乃至3のいずれか1項に記載のシステム。
(項目5)
前記第1被制御装置は、前記第1被制御装置の状態を示すデータを前記同一のデータ領域に書き込む、
ことを特徴とする項目1乃至4のいずれか1項に記載のシステム。
(項目6)
前記設定部は、前記ネットワークの構成を示すネットワーク構成情報に基づいて前記同一のデータ領域の設定を行う、
ことを特徴とする項目1乃至5のいずれか1項に記載のシステム。
(項目7)
前記通信部は、サービスデータオブジェクト通信によって、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域を示す情報を前記第1被制御装置に提供し、
前記通信部は、サービスデータオブジェクト通信によって、前記第2被制御装置がデータを読み出すべきデータ領域を示す情報を前記第2被制御装置に提供する、
ことを特徴とする項目6に記載のシステム。
(項目8)
前記主制御装置および前記複数の被制御装置は、デイジーチェーンを構成するように接続される、
ことを特徴とする項目1乃至7のいずれか1項に記載のシステム。
(項目9)
前記第1被制御装置は、前記デイジーチェーンにおいて、前記主制御装置と前記第2被制御装置との間に配置されている、
ことを特徴とする項目8に記載のシステム。
(項目10)
前記複数の被制御装置によってそれぞれ制御される複数のユニットを更に備える、
ことを特徴とする項目1乃至9のいずれか1項に記載のシステム。
(項目11)
前記複数のユニットは、基板を処理する基板処理装置の一部を構成する、
ことを特徴とする項目10に記載のシステム。
(項目12)
前記基板処理装置は、前記基板にパターンを形成するためのリソグラフィー装置である、
ことを特徴とする項目11に記載のシステム。
(項目13)
項目11又は12に記載のシステムを使って基板を処理し前記基板から物品を得る工程を含むことを特徴とする物品製造方法。
(項目14)
第1被制御装置および第2被制御装置を含む複数の被制御装置を制御する主制御装置を備えるシステムであって、
前記主制御装置は、ネットワークを介して、複数のデータ領域を含むデータフレームを一定の周期で通信する通信部と、前記データフレームの構成を設定する設定部と、を含み、
前記設定部は、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域と、前記第2被制御装置が読み出すべきデータ領域と、を前記データフレームにおける同一のデータ領域に設定する機能を有する、
ことを特徴とするシステム。
(項目15)
ネットワークを介して接続された第1被制御装置および第2被制御装置を含む複数の被制御装置と、前記複数の被制御装置を制御する主制御装置と、を有するシステムの制御方法であって、
前記主制御装置が、複数のデータ領域を含むデータフレームの構成を設定する設定工程と、
前記主制御装置が、前記ネットワークを介して前記データフレームを一定の周期で通信する通信工程と、を含み、
前記設定工程は、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域と、前記第2被制御装置が読み出すべきデータ領域と、を前記データフレームにおける同一のデータ領域に設定する工程を含む、
ことを特徴とする制御方法。
(項目16)
前記第2被制御装置が、前記データフレームから前記第2被制御装置に割り当てられたデータを読み出して、当該データに応じた処理を実行する実行工程を更に含む、
ことを特徴とする項目15に記載の制御方法。
(項目17)
前記同一のデータ領域は、前記データフレームにおいて1つのデータオフセットによって特定される領域である、
ことを特徴とする項目15又は16に記載の制御方法。
(項目18)
前記第1被制御装置による前記同一のデータ領域へのデータの書き込みと、前記第2被制御装置による前記同一のデータ領域からのデータの読み出しとが、同一の周期において行われる、
ことを特徴とする項目15乃至17のいずれか1項に記載の制御方法。
(項目19)
項目15乃至18のいずれか1項に記載された制御方法に従う制御をコンピュータに実行させるためのプログラム。
(項目1)
第1被制御装置および第2被制御装置を含む複数の被制御装置と、前記複数の被制御装置を制御する主制御装置とがネットワークを介して接続されたシステムであって、
前記主制御装置は、前記ネットワークを介して、複数のデータ領域を含むデータフレームを一定の周期で送受信する通信部と、前記データフレームの構成を設定する設定部と、を含み、
前記設定部は、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域と、前記第2被制御装置が読み出すべきデータ領域と、を前記データフレームにおける同一のデータ領域に設定する機能を有する、
ことを特徴とするシステム。
(項目2)
前記第2被制御装置は、前記同一のデータ領域から前記第1被制御装置が書き込んだデータを読み出して、当該データに応じた処理を実行する、
ことを特徴とする項目1に記載のシステム。
(項目3)
前記同一のデータ領域は、前記データフレームにおいて1つのデータオフセットによって特定される領域である、
ことを特徴とする項目1又は2に記載のシステム。
(項目4)
前記第1被制御装置による前記同一のデータ領域へのデータの書き込みと、前記第2被制御装置による前記同一のデータ領域からのデータの読み出しとが、同一の周期において行われる、
ことを特徴とする項目1乃至3のいずれか1項に記載のシステム。
(項目5)
前記第1被制御装置は、前記第1被制御装置の状態を示すデータを前記同一のデータ領域に書き込む、
ことを特徴とする項目1乃至4のいずれか1項に記載のシステム。
(項目6)
前記設定部は、前記ネットワークの構成を示すネットワーク構成情報に基づいて前記同一のデータ領域の設定を行う、
ことを特徴とする項目1乃至5のいずれか1項に記載のシステム。
(項目7)
前記通信部は、サービスデータオブジェクト通信によって、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域を示す情報を前記第1被制御装置に提供し、
前記通信部は、サービスデータオブジェクト通信によって、前記第2被制御装置がデータを読み出すべきデータ領域を示す情報を前記第2被制御装置に提供する、
ことを特徴とする項目6に記載のシステム。
(項目8)
前記主制御装置および前記複数の被制御装置は、デイジーチェーンを構成するように接続される、
ことを特徴とする項目1乃至7のいずれか1項に記載のシステム。
(項目9)
前記第1被制御装置は、前記デイジーチェーンにおいて、前記主制御装置と前記第2被制御装置との間に配置されている、
ことを特徴とする項目8に記載のシステム。
(項目10)
前記複数の被制御装置によってそれぞれ制御される複数のユニットを更に備える、
ことを特徴とする項目1乃至9のいずれか1項に記載のシステム。
(項目11)
前記複数のユニットは、基板を処理する基板処理装置の一部を構成する、
ことを特徴とする項目10に記載のシステム。
(項目12)
前記基板処理装置は、前記基板にパターンを形成するためのリソグラフィー装置である、
ことを特徴とする項目11に記載のシステム。
(項目13)
項目11又は12に記載のシステムを使って基板を処理し前記基板から物品を得る工程を含むことを特徴とする物品製造方法。
(項目14)
第1被制御装置および第2被制御装置を含む複数の被制御装置を制御する主制御装置を備えるシステムであって、
前記主制御装置は、ネットワークを介して、複数のデータ領域を含むデータフレームを一定の周期で通信する通信部と、前記データフレームの構成を設定する設定部と、を含み、
前記設定部は、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域と、前記第2被制御装置が読み出すべきデータ領域と、を前記データフレームにおける同一のデータ領域に設定する機能を有する、
ことを特徴とするシステム。
(項目15)
ネットワークを介して接続された第1被制御装置および第2被制御装置を含む複数の被制御装置と、前記複数の被制御装置を制御する主制御装置と、を有するシステムの制御方法であって、
前記主制御装置が、複数のデータ領域を含むデータフレームの構成を設定する設定工程と、
前記主制御装置が、前記ネットワークを介して前記データフレームを一定の周期で通信する通信工程と、を含み、
前記設定工程は、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域と、前記第2被制御装置が読み出すべきデータ領域と、を前記データフレームにおける同一のデータ領域に設定する工程を含む、
ことを特徴とする制御方法。
(項目16)
前記第2被制御装置が、前記データフレームから前記第2被制御装置に割り当てられたデータを読み出して、当該データに応じた処理を実行する実行工程を更に含む、
ことを特徴とする項目15に記載の制御方法。
(項目17)
前記同一のデータ領域は、前記データフレームにおいて1つのデータオフセットによって特定される領域である、
ことを特徴とする項目15又は16に記載の制御方法。
(項目18)
前記第1被制御装置による前記同一のデータ領域へのデータの書き込みと、前記第2被制御装置による前記同一のデータ領域からのデータの読み出しとが、同一の周期において行われる、
ことを特徴とする項目15乃至17のいずれか1項に記載の制御方法。
(項目19)
項目15乃至18のいずれか1項に記載された制御方法に従う制御をコンピュータに実行させるためのプログラム。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
100:システム、110:主制御装置、121:第1被制御装置、122:第2被制御装置、123:第3被制御装置、140:ネットワーク
Claims (19)
- 第1被制御装置および第2被制御装置を含む複数の被制御装置と、前記複数の被制御装置を制御する主制御装置とがネットワークを介して接続されたシステムであって、
前記主制御装置は、前記ネットワークを介して、複数のデータ領域を含むデータフレームを一定の周期で送受信する通信部と、前記データフレームの構成を設定する設定部と、を含み、
前記設定部は、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域と、前記第2被制御装置が読み出すべきデータ領域と、を前記データフレームにおける同一のデータ領域に設定する機能を有する、
ことを特徴とするシステム。 - 前記第2被制御装置は、前記同一のデータ領域から前記第1被制御装置が書き込んだデータを読み出して、当該データに応じた処理を実行する、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記同一のデータ領域は、前記データフレームにおいて1つのデータオフセットによって特定される領域である、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記第1被制御装置による前記同一のデータ領域へのデータの書き込みと、前記第2被制御装置による前記同一のデータ領域からのデータの読み出しとが、同一の周期において行われる、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記第1被制御装置は、前記第1被制御装置の状態を示すデータを前記同一のデータ領域に書き込む、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記設定部は、前記ネットワークの構成を示すネットワーク構成情報に基づいて前記同一のデータ領域の設定を行う、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記通信部は、サービスデータオブジェクト通信によって、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域を示す情報を前記第1被制御装置に提供し、
前記通信部は、サービスデータオブジェクト通信によって、前記第2被制御装置がデータを読み出すべきデータ領域を示す情報を前記第2被制御装置に提供する、
ことを特徴とする請求項6に記載のシステム。 - 前記主制御装置および前記複数の被制御装置は、デイジーチェーンを構成するように接続される、
ことを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記第1被制御装置は、前記デイジーチェーンにおいて、前記主制御装置と前記第2被制御装置との間に配置されている、
ことを特徴とする請求項8に記載のシステム。 - 前記複数の被制御装置によってそれぞれ制御される複数のユニットを更に備える、
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記複数のユニットは、基板を処理する基板処理装置の一部を構成する、
ことを特徴とする請求項10に記載のシステム。 - 前記基板処理装置は、前記基板にパターンを形成するためのリソグラフィー装置である、
ことを特徴とする請求項11に記載のシステム。 - 請求項11に記載のシステムを使って基板を処理し前記基板から物品を得る工程を含むことを特徴とする物品製造方法。
- 第1被制御装置および第2被制御装置を含む複数の被制御装置を制御する主制御装置を備えるシステムであって、
前記主制御装置は、ネットワークを介して、複数のデータ領域を含むデータフレームを一定の周期で通信する通信部と、前記データフレームの構成を設定する設定部と、を含み、
前記設定部は、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域と、前記第2被制御装置が読み出すべきデータ領域と、を前記データフレームにおける同一のデータ領域に設定する機能を有する、
ことを特徴とするシステム。 - ネットワークを介して接続された第1被制御装置および第2被制御装置を含む複数の被制御装置と、前記複数の被制御装置を制御する主制御装置と、を有するシステムの制御方法であって、
前記主制御装置が、複数のデータ領域を含むデータフレームの構成を設定する設定工程と、
前記主制御装置が、前記ネットワークを介して前記データフレームを一定の周期で通信する通信工程と、を含み、
前記設定工程は、前記第1被制御装置がデータを書き込むべきデータ領域と、前記第2被制御装置が読み出すべきデータ領域と、を前記データフレームにおける同一のデータ領域に設定する工程を含む、
ことを特徴とする制御方法。 - 前記第2被制御装置が、前記データフレームから前記第2被制御装置に割り当てられたデータを読み出して、当該データに応じた処理を実行する実行工程を更に含む、
ことを特徴とする請求項15に記載の制御方法。 - 前記同一のデータ領域は、前記データフレームにおいて1つのデータオフセットによって特定される領域である、
ことを特徴とする請求項15に記載の制御方法。 - 前記第1被制御装置による前記同一のデータ領域へのデータの書き込みと、前記第2被制御装置による前記同一のデータ領域からのデータの読み出しとが、同一の周期において行われる、
ことを特徴とする請求項15に記載の制御方法。 - 請求項15乃至18のいずれか1項に記載された制御方法に従う制御をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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