JP3103081B2 - パルス入力装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はパルス入力装置に関するもので、特に詳細に
は、入力信号の履歴情報を一時的に蓄える入力メモリの
構成およびシーケンサの機能に関する。

（従来の技術） パルス入力装置は、複数の外部機器から出力された信
号を入力し、これらの信号の変化、即ちイベントおよび
これらの信号の変化の時刻、即ちイベント時刻（以下こ
れらを「入力情報」とする。）等を検出し、これをCPU
に出力する。パルス入力装置は、制御装置と組み合わさ
れ、各種機械の動作状態を検出する。従来におけるこの
種のパルス入力装置に関する文献としては、例えば特開
昭63−295974号公報に開示されたものがある。第７図
は、このパルス入力装置の概略の構成図を示す。同図に
おいて、外部機器（図示せず）から出力された信号は入
力信号704として入力回路707に入力する。入力回路707
は、所定の周期で入力信号704をサンプルし、これをメ
モリ708へ出力する。入力メモリ708は、所定回数サンプ
ルされた入力情報を一時的に記憶する。コマンドメモリ
705は、主として複数の命令コマンド（以下「コマン
ド」とする。）および処理結果を記憶する。これらのコ
マンドはパルス入力装置701を動作させるための命令で
ある。尚、コマンドメモリ705内のコマンドの書換えはC
PU703がバス702を介して行なう。タイマカウンタ706は
基準の時刻情報を出力する。シーケンサ709はコマンド
メモリ705内を走査し、複数のコマンドを順次読み出
し、これらのコマンドを実行させる。さらにシーケンサ
709はパルス入力装置全体を管理する。パルス入力装置7
01は、上記説明した入力回路707、入力メモリ708、コマ
ンドメモリ705、シーケンサ709およびタイマカウンタ70
6により構成されている（図中点線枠で囲む部分）。

上記構成を有する従来のパルス入力装置の各構成要素
の機能について説明する。入力回路707は、入力信号704
を所定の周期でサンプルしその変化を検出し入力情報と
して入力メモリ708へ出力する。このサンプルは、クロ
ックを分周して作られた所定周期を有するサンプルクロ
ックに基づいて行なわれる。そしてサンプルクロックの
周期はタイマカウンタが更新される周期と一致してい
る。

コマンドメモリ705内には、入力チャネル番号、信号
変化の極性（立ち上がりエッジ、または立ち下りエッ
ジ）等を指定したコマンドが複数個格納されている。さ
らにコマンド実行の結果得られた入力情報としての信号
変化の時刻情報等が所定位置に書き込まれている。CPU7
03は、パルス入力装置からの割り込みを受け、またコマ
ンドメモリ705の内容を定期的に監視して複数のイベン
ト時刻を知る。またコマンドメモリ705内に複数のコマ
ンドを記憶させ、複数のイベントが短時間内で集中して
発生した場合でも入力情報を正しく入力することができ
る。CPU703およびパルス入力装置701は独立して動作す
ることができる。

シーケンサ709は、コマンドメモリ705内に書かれた複
数のコマンドを順次読み出し実行させ、さらにこれら一
連の処理（コマンド走査）をくり返し実行させる。これ
らのコマンドの実行において、コマンドで指定されたチ
ャネルに対応した入力メモリ708の内容が参照され、そ
の内容の変化が吟味され、必要な演算を行ない結果をコ
マンドメモリ705へ出力する。よって、シーケンサ709は
各コマンドが今回のコマンド走査における実行から次回
のコマンド走査における実行までの時間（以下、「コマ
ンド実行時間間隔」という。）内に発生した入力信号変
化を、入力メモリを参照することにより知ることができ
る。

入力メモリ708は、コマンド実行時間間隔に相当する
時間内にサンプルされた入力信号の変化情報を記憶す
る。それぞれのコマンドは、連続したコマンド走査にお
いて一定時間毎に実行される。よって今回の走査で実行
されてから次回の走査で実行されるまでの間にサンプル
された入力情報の変化情報が入力メモリ708内に記憶さ
れる。

入力メモリ708では、１チャネルの入力信号における
１サンプル分の変化情報を記憶するために２ビット必要
とする。つまり１回のサンプルで得られる変化情報とし
て、０→１に変化した １→０に変化した 変化
しなかった（０→０または１→１）という３つの場合
が考えられる。このため、入力メモリに必要とされる記
憶素子の数が著しく増大することになり問題となってい
た。また、入力メモリ708はシーケンサ709と入力回路の
両方からアクセスされる。入力回路707が入力情報を新
たに出力すると、メモリの内容、即ち記憶されている入
力情報は更新される。この更新時期は、シーケンサ709
がコマンドを実行させて入力メモリを参照する読み出し
時刻とは非同期に発生する。このためシーケンサは参照
のタイミングによっては、正しい入力情報を得ることが
できない場合があり問題となっていた。特に、位相差測
定やパルス幅測定などのように、同一コマンドの処理中
あるいは複数のコマンドが組み合わされて所定処理を行
なっている間に入力メモリが更新され、かつ複数回入力
メモリを参照する場合に発生する。

この問題を解決するため、従来では例えば第８図に示
すように、入力メモリを２つ（801および802）備えるこ
とで対処していた。シーケンサ709が入力メモリ801を参
照している間に入力回路707は入力メモリ802へ入力情報
を出力し（第８図において実線で示した矢印）、次にシ
ーケンサ709が入力メモリ802を参照している間に入力回
路707は入力メモリ801に入力情報を出力する（第８図に
おいて破線で示した矢印）。この場合メモリを切り替え
る時刻を、シーケンサのコマンド走査の開始時刻と等し
くする。これにより同一コマンド走査中は、同一の入力
メモリを参照することができる。よって、コマンドの実
行順序およびシーケンサ709の実行タイミングにより入
力情報を誤って入力することはなく、例えば上記したよ
うな複数回同一メモリを参照する場合が生じても正しい
結果を得ることができる。

ところで上記したダブルバッファ構造を有する入力メ
モリは、以下に示すような問題が生じていた。第１の問
題は、入力信号の変化が生じてから、それが検出される
までの時間、即ち検出遅延が大きいことである。例え
ば、入力信号は８クロック毎にサンプルされ、各コマン
ドは４クロックで実行されさらにコマンドメモリ705内
には８個のコマンドが書かれているものとする。この場
合、一回のコマンド走査、つまり全コマンドの実行時間
は32クロックとなる。この間に、入力信号704は４回サ
ンプルされる。２つの入力メモリ801および802は、それ
ぞれ４サンプル分の入力信号のの変化情報を蓄えればよ
いので、これに必要な記憶素子の数は合計16ビット／チ
ャネルとなる。

さて、時刻０（１クロック毎に時刻が一つ進むとす
る。以下同じ。）に、シーケンサ709がコマンドメモリ7
05の走査を開始し、第１番目のコマンドの実行を行な
う。このとき、シーケンサ709は入力メモリ801を参照
し、一方入力回路707は入力メモリ802へデータを出力す
る。時刻31にはシーケンサ709は８個のコマンドの実行
を終了する。時刻32では入力メモリ802を参照できるよ
うに切り替え、次のコマンド走査を開始する。同じく時
刻32には、入力回路707は入力メモリ801にデータを出力
する。上記した場合、時刻１に発生した信号変化が、ど
れくらい遅れて検出されるかを求める。時刻１に発生し
た信号変化は、入力回路707が入力信号を８クロック毎
にサンプルしているため、時刻８に入力メモリ802へ取
り込まれる。そして、時刻31までは（シーケンサ709は
入力メモリ801を参照している）シーケンサ709から参照
されることはない。時刻32になってシーケンサ709から
参照され始めるが、その変化を検出するべきコマンドの
コマンド走査における実行順位により、検出されるまで
の時間が異なる。最悪のケースは、そのコマンドがコマ
ンド走査において最後に実行される場合で、そのコマン
ドが読み出されて実行されるのは時刻60からである。こ
の場合、入力信号に変化が発生してから検出されるまで
の検出遅延は59クロックに達する。

このように、ダブルバッファ方式では最大、シーケン
サ709が入力メモリを参照している32クロックの時間の
２倍近くの検出遅延が生じ問題となっていた。さらに、
入力メモリの容量が増加するという問題があった。ま
ず、時刻０では、入力メモリ801には入力情報が詰って
いる。ところが入力メモリ802は、時刻０に取り込んだ
データ以外は全て無駄な（時刻８〜時刻24で捨てられ
る）データである。このような無駄なデータを格納する
ので入力メモリの容量が大きくなる。シーケンサ709が
一つのコマンドを実行する実行時間間隔は32クロックで
あるから、理想的には、必要とされる入力メモリの容量
は４回分のデータを記憶すれば良い。しかしダブルバッ
ファ方式では、実にその２倍の入力メモリ容量を必要と
する。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、従来のパルス入力装置における入
力メモリは入力信号の変化情報を記憶するので記憶容量
が大規模になるという問題があった。さらに、同一コマ
ンド実行中に複数回入力メモリを参照する場合正しい入
力信号情報を得ることができない場合があり問題となっ
ていた。そしてこの問題を解決するため入力メモリを２
つ備えるダブルバッファ方式のパルス入力装置が用いら
れているが、この場合シーケンサが入力信号の変化を検
出するまでの検出遅延が大きく、さらに必要とされる入
力メモリの容量が大規模になるという欠点を有してい
た。

そこで本発明は上記した問題に鑑みてなされたのであ
り、記憶容量が少なく、検出遅延を低減させかつ正しい
入力信号情報を得ることのできる信頼性の高いパルス入
力装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の請求項１記載のパルス入力装置は複数チャネ
ルからの信号を所定周期でサンプルする信号入力手段
と、サンプルされた所定回数分の入力信号情報を記憶す
る入力情報記憶手段と、主として複数の命令コマンドを
記録する命令コマンド記憶手段と、前記命令コマンド記
憶手段を走査し前記複数の命令コマンドを順次読み出し
実行させ、さらに該命令コマンドの走査をくり返し連続
して実行させ、各命令コマンドの実行時間間隔が同一命
令コマンドにおいて一定時間となるように制御し、１つ
の命令コマンドの実行中もしくは複数の命令コマンドを
組み合わせた所定処理の実行中に前記信号入力手段が信
号をサンプルして前記入力信号情報記憶手段の内容が更
新された場合でも該入力信号情報記憶手段内の所定サン
プル時における入力信号情報の内容を参照できる機能を
有する命令コマンド実行手段とを備え、前記信号入力手
段は前記命令コマンド実行時間間隔内で所定回数のサン
プルを行ない、前記入力信号情報記憶手段は、前記命令
コマンドの実行時間間隔内における最大のサンプル回数
に１サンプル回数を加えたサンプル回数と、前記命令コ
マンドの実行中もしくは前記命令コマンドを複数組み合
わせた所定処理の実行中にさらに発生し得る最大のサン
プル回数とを足し合わせたサンプル回数分の記憶容量を
有していることを特徴としており、請求項２記載のパル
ス入力装置は請求項１記載のパルス入力装置において前
記入力信号情報記憶手段は前記複数チャネルにおける各
々のチャネルにおいて前回のサンプル信号に対する今回
のサンプル信号の変化状態を表わす入力信号変化情報を
記憶していることを特徴しており、請求項３記載のパル
ス入力装置は請求項１記載のパルス入力装置において前
記入力信号情報記憶手段は前記信号入力手段がサンプル
した信号の状態、即ち信号値を記憶していることを特徴
としており、請求項４記載のパルス入力装置は請求項１
記載のパルス入力装置において前記入力情報記憶手段
は、前記複数チャネルにおける各チャネルと一対一に対
応該チャネルからの信号情報を記憶する機能を有する複
数個のシフトレジスタから構成されていることを特徴と
しており、請求項５記載のパルス入力装置は複数チャネ
ルからの信号を所定周期でサンプルする信号入力手段
と、前記信号入力手段がサンプルした所定回数分の信号
の状態、即ち、信号値を記憶する入力信号情報記憶手段
と、主として複数の命令コマンドを記憶する命令コマン
ド記憶手段と、命令コマンドの走査、即ち前記命令コマ
ンド記憶手段を走査し前記複数の命令コマンドを順次読
み出し実行させ、さらに該命令コマンド走査をくり返し
連続して実行させ、各命令コマンドの実行時間間隔が同
一命令コマンドにおいて一定時間となるように制御し、
前記入力信号情報記憶手段から前記信号値を読み出し連
続してサンプルされた信号値の変化を検出する機能を有
することを特徴としている。

（作用） 本発明のパルス入力装置は、入力信号情報記憶手段
を、例えばシフトレジスタを用いて構成し、これに入力
信号値を格納する。一つの入力信号情報は１ビットで構
成されるので入力信号情報記憶手段の記憶容量を低減す
ることができる。また、入力信号情報記憶手段は、命令
コマンド走査の実行時間間隔内における最大サンプル回
数分に１サンプル回数加えたサンプル回数と、命令コマ
ンドの処理もしくは命令コマンドを複数組み合わせた処
理の実行中に発生し得る最大のサンプル回数とを足し合
わせたサンプル回数分の記憶容量を有して構成される。
よって必要とする入力信号情報を、命令コマンドの種類
や実行タイミングとは関係なく、命令コマンド走査の実
行時間間隔以下で参照できる。さらに命令コマンド実行
中または命令コマンドを複数組み合わせた所定処理の実
行中に入力信号情報記憶手段の記憶内容を複数回参照し
かつ入力信号情報記憶手段の内容が更新された場合であ
っても同一の記憶内容を正しく参照することができるの
で信頼性の高いパルス入力装置を得ることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図〜第６図を用いて説
明する。本実施例におけるパルス入力装置全体の構成は
従来例と同一なので従来例と同一の符号を付してその説
明を省略する。

本実施例では入力信号情報記憶手段、即ち入力メモリ
が各チャネルと一対一に対応したシフトレジスタから構
成されている場合を示す。また入力信号情報記憶手段、
即ち入力メモリに格納される入力信号情報は入力信号そ
のままの値、即ち信号値である場合について説明を行な
う。

第１図は本実施例の入力メモリの構成図、第２図は入
力メモリに記憶されている入力信号値の変化を検出する
エッジ検出回路を示す。

これらの図において、101a〜101tは各々１ビットのレ
ジスタである。レジスタ101a〜101eから５個直列に接続
されてシフトレジスタ121を構成している。レジスタ101
f〜101j、レジスタ101k〜101oおよびレジスタ101p〜101
tも同様にレジスタが５個直列に接続されてシフトレジ
スタ122〜124を構成している。107、108、109および110
は各チャネルに対応した端子であり各々のチャネルから
サンプル毎に得られた入力信号情報は、これらの端子を
介して入力され１ビットずつ右側へシフトされシフトレ
ジスタ内を移動する。従って、シフトレジスタ121〜124
は、各々のチャネルの入力信号値の履歴を記憶する。10
2a〜102tは各々レジスタ101a〜101tの記憶内容（信号
値）を読み出すゲートであり出力をハイインピーダンス
状態にすることができる３ステートバッファである。入
力メモリは上記したシフトレジスタ121〜124およびゲー
ト102a〜102tから構成されている。

103は特定のシフトレジスタ121〜124を選択するため
の読み出しデコーダ、104は入力信号情報の変化、即ち
立ち上がりエッジあるいは立ち下りエッジを検出するエ
ッジ検出回路である。特定のシフトレジスタの記憶内容
を得るには、読み出しデコーダ103によりシフトレジス
タを選択し、立ち上がりエッジか立ち下りエッジかを選
択するための変化極性指定信号を制御線105を介してエ
ッジ検出回路104へ入力する。これによりエッジ検出回
路104は信号線111〜115を介して所定のシフトレジスタ
の内容を並列にかつ同時に読み出し、隣り合うレジスタ
の内容を比較し入力信号情報の変化を検出する。この検
出結果は信号線106を介して命令コマンド実行制御手
段、即ちシーケンサ709へ出力される。

上記構成を有する本実施例の入力メモリを用いたパル
ス入力装置の動作について第３〜６図を用いて説明す
る。第３図（ａ）〜（ｉ）は、シーケンサ709が入力メ
モリを参照する際（時刻０〜時刻71）の入力メモリ内の
記憶内容（２チャネル分）を示した図である。

チャネル毎の入力信号値の履歴は１行で示されてお
り、行内の時刻はサンプル時刻を示している。従って一
行において右側ほどサンプル時刻が古い信号値となる。

例えば、入力信号１がサンプルされる毎に、入力信号
情報のデータが１つずつ右へシフトされ、最右端にあっ
たデータは捨てられ、最左端に最新のサンプルデータが
書き込まれる。ここで、入力メモリに書かれているデー
タは入力信号の信号値そのものであり、入力信号の変化
情報ではない。入力メモリに書かれた過去５回のサンプ
ル分の信号値から入力信号の変化を検出する。

この検出は例えば、変化極性指示信号が１のとき、前
回サンプルした入力信号が０で、かつ、今回サンプルし
た入力信号が１の場合、０→１の変化を検出し、変化極
性指示信号が０のとき、前回サンプルした入力信号が１
で、かつ、今回サンプルした入力信号が０の場合、１→
０の変化を検出する。尚、各チャネルからの入力信号は
８クロック毎にサンプルされ、各コマンドは４クロック
で実行されるものとする。また、コマンドメモリには８
個のコマンドが記憶されているものとする。これらのコ
マンドを、シーケンサ709によって走査され読み出され
る順に第０コマンド、第１コマンド、…、第７コマンド
とする。また、１クロック毎に時刻が一つ進むものとす
る。シーケンサ709がコマンドメモリの走査を開始し
（時刻０）、第０コマンドが実行される。このとき、入
力メモリ708には最新のサンプルデータである時刻０の
入力信号値が格納されている。それ以前のデータは使用
する必要のない無意味なものである（図中（無意味）で
示す）。第３図（ａ）は、上記した第０コマンドと第１
コマンドが実行される期間に入力メモリを参照した場
合、読み出されるデータのサンプル時刻を表わしてい
る。これらのコマンドが実行される時刻０〜７の期間で
は、時刻０でサンプルされた入力信号情報のみが格納さ
れている。このため、エッジ検出回路104を介して入力
信号情報の変化情報を得ることはできない。第３図
（ｂ）は、第２コマンドと第３コマンドが実行される期
間に入力メモリを参照した場合に読み出されるデータの
サンプル時刻を表わしている。これらのコマンドが実行
される時刻８〜15の期間では、エッジ検出回路104を介
して時刻０および８に発生した入力信号の変化情報を得
ることができる。第３図（ｃ）は、第４コマンドと第５
コマンドが実行される期間、即ち時刻16〜23の期間、第
３図（ｄ）は、第６コマンドと第７コマンドが実行され
る期間、即ち時刻24〜31の期間の入力メモリの状態を示
している。第３図（ｃ）では時刻０、８および16に発生
した入力信号の変化情報がエッジ検出回路104から得ら
れ、第３図（ｄ）では時刻０、８、16および24に発生し
た入力信号の変化情報がエッジ検出回路104から得られ
る。さらに、第３図（ｅ）は、第０コマンドと第１コマ
ンドが第２回目のコマンド走査において実行されている
期間の入力メモリの状態を表わしている。これらのコマ
ンドが実行される時刻32〜39の期間では、入力メモリを
介して時刻０、８、16、24および32に発生した入力信号
の変化情報を得ることができる。同様に、第３図（ｆ）
の状態を参照する第２コマンドと第３コマンドが第２回
目のコマンド走査において実行されている期間では時刻
８、16、24、32および40に発生した入力信号の変化情報
が得られる。第３図（ｇ）の状態を参照する第４コマン
ドと第５コマンドが第２回目のコマンド走査において実
行される期間には時刻16、24、32、40および48に発生し
た入力信号の変化情報が得られる。さらに第２図（ｈ）
の状態を参照する第６コマンドと第７コマンドが第２回
目のコマンド走査で実行される期間には時刻24、32、4
0、48および56に発生した入力信号の変化情報がエッジ
検出回路104を介して得られる。その後も同様に、第０
コマンドおよび第１コマンドが第３回目のコマンド走査
において第２図（ｉ）の状態を参照する。

このようにコマンドが実行される毎に得られる入力信
号の変化情報の範囲は、ちょうど32クロック分だけずれ
ており、前回実行した時に得た変化情報と重なることは
なく、また隙間が空くことはなくさらにコマンドメモリ
内のコマンドの記憶順序にも関係ない。このためには、
各コマンドは連続したコマンド走査において一定の時間
間隔で実行される必要がある。したがって、各コマンド
はその実行時間が同一である必要はなく、連続するコマ
ンド走査において一定の時間間隔で実行されるようシー
ケンサにより制御されれば十分である。

次に、本実施例の入力メモリを用いた場合の、入力信
号の変化情報の検出遅延の程度を見る。全てのコマンド
は、それが実行される直前の４サンプル期間の入力信号
変化情報を得ることにより所定の処理を行なう。従っ
て、最長の検出遅延が生じるのはコマンドが実行された
直後に、そのコマンドが次回の実行で検出するべき入力
信号の変化をサンプルした場合であり、この検出遅延
は、コマンドの実行間隔32クロックに入力信号のサンプ
ル間隔８クロックを加えた値、即ち40クロックになる。
この値は、コマンドを所定の周期で実行している以上、
また入力信号を周期的にサンプルしている以上、避けら
れないものである。しかし本実施例においては最適の入
力メモリ構成である。

次に、本実施例の入力メモリの構成で必要とされる記
憶容量を考える。各コマンド実行時に参照する入力信号
の変化情報は、前回のコマンド走査でそのコマンドを実
行してから後にサンプルした分だけであるから、必要な
入力信号変化の情報数は、コマンドの実行時間間隔中に
入力信号がサンプルされた回数に一致する。本実施例で
は、コマンドの実行時間間隔は32クロックであり、入力
信号は８クロック毎にサンプルされるので、５サンプル
期間分の変化情報を記憶する容量があればよいことにな
る。従来例で示したダブルバッファ方式による入力メモ
リの構成ではコマンドの実行間隔中に入力信号がサンプ
ルされた回数の２倍のデータを記憶しなければならなか
ったのと比較して、記憶容量を1/2に削減することがで
きる。

また本実施例では、入力信号の変化情報を検出する処
理を入力メモリの読み出し時に行なっているため、ｎサ
ンプル期間の変化情報を得るためには、ｎ＋１サンプル
分の入力信号の状態を記憶する必要がある。しかしサン
プルされた一つの入力信号当り１ビットですむ。よって
一つのチャネル当り、従来のダブルバッファを用いた入
力メモリではｎ×４ビット必要としたのに対し、本実施
例の入力メモリはｎ＋１ビット必要とするにすぎない。

このように、入力メモリにはサンプルされた信号値を
そのまま格納し、入力信号の変化検出は入力メモリから
読み出したデータを用いて行なうことにすれば、入力メ
モリは一つの入力信号の１サンプル分について１ビット
で十分である。ただし、入力信号の変化を検出するため
最も古いデータを一つ余分に覚えておかなければならな
いので入力メモリは１チャネル毎に１サンプル分、即ち
１ビット余分に備えなければならない。よって入力信号
の変化情報を格納する従来の方式と比べると記憶容量は
1/2でよい。

実際では、パルス入力装置がリセットされ、入力信号
の取り込みを開始した後にパルス入力装置の動作を指定
するコマンドをコマンドメモリに書き込むので、入力メ
モリに全く無意味なデータが格納されている状態はな
い。また、パルス入力装置がコマンド実行を開始する以
前に入力メモリに取り込まれたデータをマスクして、実
行開始以前の入力信号情報を取り込まないようにしても
よい。また、第２図に示したエッジ検出回路を用いて入
力信号情報を読み出し変化情報を検出する技術と、シフ
トレジスタを用いて入力情報の内容を一つずつずらせる
技術とは基本的に独立であり、場合に応じていずれか一
方の技術のみを用いてもよい。

上記した実施例では、各コマンドはその実行において
入力メモリを１回だけ参照して指定された処理を実行す
るという場合であった。実際は、１つのコマンドの実行
中で入力メモリを２回以上参照する処理、または２つ以
上のコマンドが互いに連携をとりながら所定の処理（グ
ループコマンド処理）を実現するという処理が行なわれ
れる。上記した実施例の入力メモリは、時間の経過とと
もにその記憶内容は書き替えられる。したがって複雑な
処理を行なうコマンドを実行する場合に不都合が生じ
る。以下本発明の他実施例について説明する。

例えば、入力信号１の立ち上がり時刻と、入力信号２
の立ち上がり時刻と時間差（以下、「位相差」とす
る。）を求める処理では、入力信号１の立ち上がり時
刻および入力信号２の立ち上がり時刻の情報が必要と
される。さらに、入力信号１の立ち上がり時刻の格納場
所と、入力信号２の立ち上がり時刻と入力信号１の立ち
上がり時刻との時間差の格納場所が必要である。この処
理では入力メモリを２回参照するため、２コマンド分の
実行時間を必要とする。そしてこの処理はコマンドメモ
リ内で２コマンド分の記憶場所を占める。第４図（ａ）
および（ｂ）は、コマンドメモリ内におけるこの位相差
検出処理の記憶配置図である。第４図（ａ）はコマンド
実行途中で入力信号がサンプルされない場合を示し、第
４図（ｂ）はコマンドの実行途中で入力信号がサンプル
され入力メモリの内容が更新される場合を示す。上記示
すように配置されたコマンドを実行して、第５図（ａ）
に示した入力信号の位相差を計測する場合を考える。第
５図（ａ）の場合において入力信号１の立ち上がり時刻
と入力信号２の立ち上がり時刻とは一致しているので、
位相差は０である。第５図（ｂ）〜（ｇ）は、入力メモ
リ708から読み出された信号値の履歴と入力信号情報の
変化情報を時間経過にしたがって記したものである。

本実施例の入力メモリの構成は第５図（ｂ）〜（ｇ）
に示すとおり、第３図（ａ）〜（ｉ）の場合と同一であ
る。

ここでは、入力メモリには５サンプル分のデータが格
納さているが、変化検出回路104を介して４サンプル分
の変化情報を得ることができる。同図において『−』は
信号値の変化がなかったことを示し、『↑』は信号値が
０から１へ変化したことを示し、『↓』は信号値が１か
ら０へ変化したことを示す。

第４図（ａ）に示すコマンド配置の場合、第０コマン
ドと第１コマンドは共に連続するコマンド走査において
時刻０（第５図（ｂ））および時刻32（第５図（ｆ））
で入力メモリの内容を読み出す。そして、時刻32で第０
コマンドが入力信号１の立ち上がりを認識し、それが時
刻８に発生したことを検出する。この検出結果は、例え
ばコマンドメモリ内の第０コマンドの結果欄に記憶され
る。コマンドは４クロック毎に実行されるので４クロッ
ク後の時刻36で第１コマンドが実行され、入力信号２の
立ち上がりを認識し、それが時刻８に発生したことを検
出する。第０コマンドの結果欄に記憶されている入力信
号１の立ち上がり時刻８を引くことにより、時間差とし
て０が得られる。

次に、第４図（ｂ）のコマンド配置の場合、第１コマ
ンドは連続するコマンド走査において時刻０（第５図
（ｂ））および時刻32（第５図（ｆ））で入力メモリの
内容を読み出し、第２コマンドは、時刻８（第５図
（ｃ））および時刻40（第５図（ｇ））で入力メモリの
内容を読み出す。これらのコマンド実行中に入力信号が
サンプルされ入力メモリの内容が更新される。まず、時
刻８に実行された第２コマンドが入力信号２の立ち上が
りを検出するが、それに先行する入力信号１の立ち上が
りは検出されていないので処理は行なわれない。そして
時刻36で第１コマンドが入力信号１の立ち上がりを認識
し、それが時刻８に発生したことを検出する。第２コマ
ンドは時刻40に実行されるが、この時は入力メモリの内
容は新たにサンプルされた信号値により更新されてお
り、入力信号２の立ち上がりが時刻８に発生したことを
検出することはできない。

上記したように、一連の処理を実行する過程で複数回
入力メモリを参照する場合、処理の途中で入力信号がサ
ンプルされて入力メモリの内容が更新されると、コマン
ドを正しく実行することができない。このような問題を
回避するために、入力メモリを１チャンネルあたり１サ
ンプル分だけ余分に備え、入力メモリを更新する際に、
余分の入力メモリに最も古いデータを残しておくように
する。そしてシーケンサは一連の処理の途中で入力メモ
リの内容が更新された場合入力メモリを読み出す位置を
ずらせる処理を行なうことにより正しい入力情報を得る
ように機能する。

第６図は第５図に示した入力メモリと比較してチャネ
ル毎の記憶領域が１サンプル分増えている以外は全く同
様の構成の入力メモリを示したものである。

この入力メモリにより第４図の（ａ）および（ｂ）の
コマンド配置で第５図（ａ）の入力信号の位相差を計測
する場合を第６図（ａ）〜（ｈ）を用いて説明する。ま
ず、第４図（ａ）のコマンド配置の場合、第０コマンド
と第１コマンドは連続したコマンド走査において、時刻
０（第６図（ａ））および時刻32（第６図（ｆ））でサ
ンプルされた入力メモリの内容が読み出される。そし
て、時刻32で第０コマンドが入力信号１の立ち上がりを
認識し、それが時刻８に発生したことを検出する。その
直後に時刻36に第１コマンドが実行され、入力信号２の
立ち上がりを認識し、それが時刻８に発生したことを検
出する。第０コマンドの結果欄に書かれている入力信号
１の立ち上がり時刻８を引くことにより、時間差として
０が得られる。この場合、第０コマンドと第１コマンド
との間では入力メモリは更新されないため、余分に備え
た入力メモリの内容は参照されることがなく、第５図で
示した状況と同じである。ところが、第４図（ｂ）のコ
マンド配置の場合、第１コマンドは、連続したコマンド
走査において時刻０（第６図（ａ）および時刻32（第６
図（ｆ））でサンプルされた入力メモリの内容を読み出
す。一方、第２コマンドは、連続したコマンド走査にお
いて時刻８（第６図（ｂ））および時刻40（第６図
（ｇ））でサンプルされた入力メモリの内容を読み出
す。第１コマンド実行中に入力信号がサンプルされて入
力メモリの内容が変化している。このためシーケンサは
読み出し位置を１サンプル分だけ古い方へずらせること
により、第１コマンド実行時に参照した内容と同一内容
を参照できるようする。そのため、時刻８に実行された
第２コマンド入力信号２の立ち上がりを検出することが
できない。第３コマンドは、同じ時刻８の入力メモリの
内容を読み出すが、第１および第２コマンドとは独立し
たコマンドなのでシーケンサは読み出し位置をずらせる
処理はない（第６図（ｃ））。そして時刻36に第１コマ
ンドが入力信号１の立ち上がりを認識し、それが時刻８
に発生したことを検出する（第６図（ｆ））。第２コマ
ンドが時刻40で実行されるが、この場合シーケンサが入
力メモリの内容をずらして読み出すため（第６図
（ｇ））入力信号２の立ち上がりが時刻８に発生したこ
とを検出できる。第１コマンドの結果欄に格納されてい
る入力信号１の立ち上がり時刻８を引くことにより、正
しい時間差として０が得られる。

このように、コマンド実行とともに入力メモリの内容
を更新していく本実施例の入力メモリは、複雑な処理の
ために一つのコマンド実行中に複数回入力メモリを参照
したり、一連のコマンドが一まとまりになって（グルー
プコマンド）一つの処理を実行する場合に、その実行中
で入力メモリが更新されると正しい結果が得られない場
合がある。そこで、実行時間が最も長いコマンドまたは
グループコマンドを実行している間に発生し得る最大の
サンプル回数分だけ入力メモリを余分に備えることにす
る。よってコマンド実行中に入力メモリが更新された場
合には、必要に応じて古い時刻でサンプルされた入力信
号情報の方へ読み出し位置をずらせる処理を行なうこと
により上記した不都合が起こらないようにすることがで
きる。

本実施例の入力メモリは、グループコマンド実行中に
発生し得る最大のサンプル回数分として、１チャンネル
当たり１〜２サンプル分だけ余分に備えれば十分である
から、記憶素子数の増加はわずかである。よって従来例
で示したダブルバッファ方式より記憶素子数を大幅に少
なくすることができる。

本実施例では一つのコマンド実行中あるいはグループ
コマンド実行中に入力メモリの更新があった場合の処理
をシーケンサが行なったが、入力メモリ内容の更新があ
ったかどうかを示すフラグ（またはカウンタ）を設ける
ことにより、処理途中で入力メモリが更新されたかどう
か（またはその回数）を簡単に知ることができる。よっ
て入力メモリの構成を著しく複雑にするようなことはな
い。

上記した実施例では、入力メモリとしてシフトレジス
タを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるので
はなく、例えばRAMとポインタを用いて論理的にシフト
レジスタを構成した場合であっても全く同じ効果を得る
ことができる。また、本実施例では個々のコマンドの実
行時間と入力信号のサンプル間隔との比が整数である場
合を示したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。さらにまた、本実施例では入力メモリの記憶内容が
入力信号値の場合について示したが、入力信号の変化情
報を記憶するようにした場合であってもよい。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明のパルス入力装置を用いれ
ば、入力信号情報記憶手段の記憶素子を削減することが
できる。また、入力信号が変化してから検出されるまで
の検出遅延は、コマンド実行の順番に関係なくコマンド
の実行タイミングと無関係でありその長さはコマンド実
行時間間隔以下に低減することができる。

さらに、一つのコマンドあるいはグループコマンドの
実行中に複数回入力信号情報記憶手段の記憶内容を参照
する場合であっても正しい記憶内容を参照するようにシ
ーケンサは機能するので信頼性の高いパルス入力装置を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の入力メモリの構成図、第２図は入力
信号の変化を検出するエッジ検出回路図である。第３図
はサンプルされた入力信号を記憶した入力メモリの内容
を示す図、第４図はコマンドメモリ内のコマンド配置
図、第５図（ａ）は入力信号の波形図、第５図（ｂ）〜
第５図（ｇ）はサンプル時刻における入力メモリの内容
および入力信号の変化情報を説明する図、第６図（ａ）
〜第６図（ｈ）は本実施例で用いられる複数コマンドに
対応した入力メモリの内容および入力信号の変化情報を
説明する図、第７図はパルス入力装置の全体構成を示す
概略図、第８図は従来のダブルバッファ構造の入力メモ
リの構成図である。 101a〜101t……１ビットのレジスタ、 102a〜102t……３ステートの読み出しゲート、 103……読み出しデコーダ、 104……エッジ検出回路、 105……変化極性指定する信号の制御線、 106……変化情報をシーケンサへ伝える制御線、 107……入力回路、 121〜124……シフトレジスタ。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数チャネルからの信号を所定周期でサン
   プルする信号入力手段と、 サンプルされた所定回数分の入力信号情報を記載する入
   力信号情報記憶手段と、 主として複数の命令コマンドを記憶する命令コマンド記
   憶手段と、 前記命令コマンド記憶手段を走査し前記複数の命令コマ
   ンドを順次読み出し実行させ、さらに該命令コマンドの
   操作を繰り返し連続して実行させ、各命令コマンドの実
   行時間間隔が同一命令コマンドにおいて一定時間となる
   ように制御し、１つの命令コマンドの実行中もしくは複
   数の命令コマンドを組み合わせた所定処理の実行中に前
   記信号入力手段が信号をサンプルして前記入力信号情報
   記憶手段の内容が更新された場合であっても該入力信号
   情報記憶手段内の所定サンプル時における入力信号情報
   の内容を参照できる機能を有する命令コマンド実行手段
   とを備え、 前記信号入力手段は前記命令コマンド実行時間間隔内で
   所定回数のサンプルを行い、前記入力信号情報記憶手段
   は、前記命令コマンドの実行時間間隔内における最大の
   サンプル回数に１サンプル回数を加えたサンプル回数
   と、前記命令コマンドの実行中もしくは前記命令コマン
   ドを複数組み合わせた所定処理の実行中に発生し得る最
   大のサンプル回数とを足し合わせたサンプル回数分の記
   憶容量を有していること を特徴とするパルス入力装置。
2. 【請求項２】前記入力信号情報記憶手段は前記複数チャ
   ネルにおける各々のチャネルにおいて前回のサンプル信
   号に対する今回のサンプル信号の変化状態を表わす入力
   信号変化情報を記憶している ことを特徴とした請求項１に記載のパルス入力装置。
3. 【請求項３】前記入力信号情報記憶手段は前記信号入力
   手段がサンプルした信号の状態、すなわち信号値を記憶
   している ことを特徴とした請求項１記載のパルス入力装置。
4. 【請求項４】前記入力情報記憶手段は、前記複数チャネ
   ルにおける各チャネルと一対一に対応した該チャネルか
   らの信号情報を記憶する機能を有する複数個のシフトレ
   ジスタから構成されている ことを特徴とする請求項１記載のパルス入力装置。
5. 【請求項５】複数チャネルからの信号を所定周期でサン
   プルする信号入力手段と、 前記信号入力手段がサンプルした所定回数分の信号の状
   態、即ち、信号値を記憶する入力信号情報記憶手段と、 主として複数の命令コマンドを記憶する命令コマンド記
   憶手段と、 前記入力信号情報記憶手段と命令コマンド記憶手段との
   間に直列接続されて、命令コマンドの走査、即ち前記命
   令コマンド記憶手段を走査し前記複数の命令コマンドを
   順次読み出し実行させ、さらに該命令コマンド走査を繰
   り返し連続して実行させ、各命令コマンドの実行時間間
   隔が同一命令コマンドにおいて一定時間となるように制
   御する命令コマンド実行手段と、 前記入力信号情報記憶手段と命令コマンド実行手段との
   間に接続され、前記命令コマンド実行手段から命令コマ
   ンド信号を受信した場合にのみ、入力信号情報記憶手段
   に記憶された信号値を読み出して連続してサンプルされ
   た信号値の変化を検出し、検出結果を命令コマンド実行
   手段に供給するエッジ検出回路と を備えることを特徴とするパルス入力装置。