JP3328940B2 - 入出力増設機器 - Google Patents

入出力増設機器

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JP3328940B2 JP05735291A JP5735291A JP3328940B2 JP 3328940 B2 JP3328940 B2 JP 3328940B2 JP 05735291 A JP05735291 A JP 05735291A JP 5735291 A JP5735291 A JP 5735291A JP 3328940 B2 JP3328940 B2 JP 3328940B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シーケンス制御を実行
するプログラマブル・コントローラ等において本体機器
の入出力点を増設する際に用いられる入出力増設機器に
関し、詳しくは、この入出力増設機器の入出力点の設定
に自由度を持たせるように改善するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、プログラマブル・コントローラ
はマイクロプロセッサを備えて現場にある外部機器から
のデータを処理する本体機器を有し、更に多数の外部機
器とデータを入出力するために、入出力増設機器を設置
して入出力点を増設するようにしている。このような入
出力増設機器は、外部機器からのデータを一旦入力して
本体機器側に送信し、本体機器側から送信されたデータ
を外部機器へと出力するように動作する。そして、外部
機器の台数、入出力機能に合わせて複数の入力点、複数
の出力点を備えるように予め設定される。従来、このよ
うな入出力増設機器を構成するには、市販の周辺インタ
ーフェイスIC等を用いて設計し、マイクロプロセッサ
を内蔵させて入力点、出力点の設定及びデータの読み書
き等を行うようにしていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の入
出力増設機器は、予め、マイクロプロセッサの指定によ
り周辺インターフェイスICの入力点、出力点を設定し
ておかなければならず、入出力点設定後、周辺インター
フェイスICの性格上、入出力点の変更は煩わしかっ
た。更に、入出力動作を行う場合は、周辺インターフェ
イスICの制御回路を設けて動作制御を行わなければな
らず、機器として部品点数が多くなり、大規模な回路に
ならざるを得なかった。即ち、入出力増設機器は、本
来、入出力動作のみ行えればよく、機器内にマイクロプ
ロセッサ、周辺インターフェイスICの制御回路等を備
えることは、入力点、出力点が固定されてシステムの硬
直化をきたすとともに、構成の複雑化、コスト高を招い
ていた。
【0004】本発明は、このような問題を解決すること
を課題とし、入出力増設機器の入出力点の方向制御を任
意に設定できるようにするとともに、装置構成の簡単
化、コスト安を実現することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決した本
発明は、次の通りである。 (1)シーケンス制御を実行する本体機器に接続され、
外部機器からのデータを前記本体機器に送出し、前記本
体機器からのデータを前記外部機器へ送出する入出力増
設機器において、前記外部機器から入力データまたは前
記本体機器側から出力データを受ける少なくとも1個以
上の入出力バッファと、モード制御信号を受けて前記入
出力バッファを入力ポートまたは出力ポートに指定する
バッファ方向制御回路と、前記入出力バッファ毎に設け
られ前記本体機器側からの前記出力データを一旦保持し
て前記入出力バッファへ与える保持回路と、この保持回
路の出力を制御するデコーダと、複数の前記入出力バッ
ファのうちいずれかの前記入出力バッファを切り換えて
外部からの前記入力データを選択出力するマルチプレク
サと、このマルチプレクサへ出力制御信号を与えるマル
チプレクサ制御回路と、1通信サイクルにおいてデータ
送信期間に出力ポートを指定するとともに応答信号を受
信する期間に入力ポートを指定するバンドル番号を含む
通信フレームを前記本体機器と授受し前記デコーダ及び
前記マルチプレクサへ前記バンドル番号を与え前記バン
ドル番号に従って出力ポートに指定されている前記入出
力バッファから前記外部機器へデータを出力するととも
に前記バンドル番号に従って入力ポートに指定されてい
る前記入出力バッファを前記マルチプレクサにより切り
換え選択してデータを入力する通信制御回路とからなる
入出力増設機器である。
【0006】
【作用】本発明の入出力増設機器の作用は、次の通りで
ある。 データ通信の1サイクルにおいて、データ送信期
間、デコーダは通信制御回路から出力されるバンドル番
号に従って出力ポートに指定されている入出力バッファ
に対応する保持回路を指定し、この保持回路を介して入
出力バッファから外部機器へデータを出力する。引き続
き、マルチプレクサは通信制御回路から出力されるバン
ドル番号に従って、入力ポートに指定されている入出力
バッファを切り換え選択してデータを入力する。
【0007】
【実施例】本発明を実施した入出力増設機器の例を図1
に表わし、この図を用いて本発明の実施例を説明する。
この図の例は、本体機器Hと通信フレームRxD,Tx
D等を送受信し、外部機器(図示せず)とデータ PA0〜
11, PB0〜11, PC0〜11, PD0〜11を授受するものであ
る。本発明機器は、入出力方向を制御できる4個の入出
力バッファ1A,1B,1C,1Dを有する。例えば、入出力バ
ッファ1Aは、外部機器とデータ PA0〜11を授受するとと
もに、モード制御信号 MODE0〜3 を入力するバッファ方
向制御回路2の指定信号AOUTにより入力バッファまたは
出力バッファとして指定される。入力バッファを指定さ
れた場合は外部機器からのデータ PA0〜11を入力データ
DIA0〜7 としてマルチプレクサ3へ与え、出力バッファ
を指定された場合は本体機器H側からのデータDOA0〜11
を外部機器へデータ PA0〜11として出力する。他の入出
力バッファ1B,1C,1Dも同様に、バッファ方向制御回路
2からの指定信号BOUT,COUT,DOUTにより入力バッファ
または出力バッファとして指定され、外部機器とデータ
PB0〜11, PC0〜11, PD0〜11を授受し、入力バッファ
を指定された場合はデータDIB0〜11,DIC0〜11,DID0〜
11をマルチプレクサ3へ与え、出力バッファを指定され
た場合は本体機器H側からデータDOB0〜11,DOC0〜11,
DOD0〜11を受け取る。このようにモード制御信号 MODE0
〜3 を任意に設定することにより、バッファ方向制御回
路2を介して入出力バッファ1A,1B,1C,1Dを入力点ま
たは出力点として任意に設定できる。尚、モード制御信
号 MODE0〜3 は、入出力バッファ1Aから送出されるデー
タDIA0〜7 に付加され、マルチプレクサ3を介して入出
力点数の状態として本体機器H側へ送信される。マルチ
プレクサ3は、通信制御回路4からポート番号S(S0,
S1)を入力し、その内容により、入出力バッファ1A,1
B,1C,1DのいずれかからのデータDIA0〜7 ,DIB0〜1
1,DIC0〜11,DID0〜11を選択してデータ DI0〜11とし
て通信制御回路4側へ出力する。通信制御回路4は、本
体機器H側から受信フレームRxDを受信するととも
に、本体機器H側へ送信フレームTxDを送信する、デ
ータ送受信動作の中核となるブロックである。そして、
実際にデータ送受信動作をする入出力バッファを指示す
るポート番号S(S0,S1)を出力するブロックである。
このポート番号S(S0,S1)はデコーダ5にも与えら
れ、デコーダ5は、通信制御回路4からのライト信号WR
* (ロウ・アクティブ)に合わせて、ライト信号WR0*,
WR1*,WR2*,WR3*(全てロウ・アクティブ)のいずれか
をアクティブとする。これらのライト信号WR0*,WR1*,
WR2*,WR3*は、それぞれフリップ・フロップ回路FFA ,
FFB ,FFC ,FFD の出力制御信号となるものである。即
ち、フリップ・フロップ回路FFA ,FFB ,FFC ,FFD
は、通信制御回路4から送出されたデータ DO0〜11を一
旦保持する保持回路群であり、例えば、フリップ・フロ
ップ回路FFA は出力制御信号WR0*によりその出力データ
DOA0〜11を入出力バッファ1Aに与え、以下、同様にし
て、フリップ・フロップ回路FFB は出力制御信号WR1*に
より出力データDOB0〜11を入出力バッファ1Bへ、フリッ
プ・フロップ回路FFC は出力制御信号WR2*により出力デ
ータDOC0〜11を入出力バッファ1Cへ、フリップ・フロッ
プ回路FFD は制御信号WR3*により出力データDOD0〜11を
入出力バッファ1Cへ与える。
【0008】このような構成の本発明の入出力増設機器
の動作を次に説明する。バッファ方向制御回路2は、モ
ード制御信号 MODE0〜3 に従って指定信号AOUT,BOUT,
COUT,DOUTを制御し、各々のバッファ1A,1B,1C,1Dに
ついて入力ポートまたは出力ポートの設定をする。この
時、図2の表に示すように、入力ポート数及び出力ポー
ト数に応じて、入出力バッファ1A,1B,1C,1Dのそれぞ
れの入出力方向を設定する。この表で、“O”は出力ポ
ート、“I”は入力ポートであることを表わす。実際の
通信動作を開始すると、この入出力モジュールは、例え
ば図3のような通信フレーム(当該入出力増設機器に対
応するアドレス,使用する入出力バッファのポート番
号,データ,ブロック・チェック・コードBCC)を授
受し、この通信フレームのポート番号に対応した入出力
バッファとデータ授受を行う。即ち、本体機器Hから通
信制御回路4が受信フレームRxDを受けると、この受
信フレームRxD内のポート番号Sに従ってデコーダ5
は該当するライト信号WRi*(iは0,1,2,3のいず
れか)をアクティブとする。これにより、受信フレーム
RxD内のデータ DO0〜11は、対応するフリップ・フロ
ップ回路FFm (mはA,B,C,Dのいずれか)を介し
て出力ポートとして選択されている入出力バッファ1mに
データDOm0〜11として与えられ、この入出力バッファ1m
から送信データ Pi0〜11が外部機器側へ出力される。一
方、データ入力の場合、入出力バッファ1n(nはA,
B,C,Dのいずれか)が入力ポートとして選択されて
いるとすると、外部機器からのデータ Pn0〜11は入出力
バッファ1nを介してデータDIn0〜11としてマルチプレク
サ3へ出力される。マルチプレクサ3は、通信制御回路
4より与えられるポート番号Sに従って、入出力バッフ
ァ1nに対応する入力データDIn0〜11を選択し、データ D
I0〜11を通信制御回路4に送出する。通信制御回路4
は、このデータ DI0〜11を取り込んで通信フレームTx
Dを生成し、本体機器H側へ送出する。このようにし
て、本発明の入出力増設機器は動作する。上記した本発
明機器は、実際には、ASIC回路等によりゲート・ア
レイ形式で1個の回路として構成する。
【0009】以上のような本発明の入出力増設機器は、
データ送信動作の際、データ送信、続いてデータ送信先
からアクノリッジ信号等の応答信号を受信することによ
り、一つの通信サイクルを構成しているが、例えば、
ータ送信期間後、応答信号が返送される期間に、データ
送信動作に係わる出力ポートとは異なる入力ポートを用
いてデータ受信動作を行えばより高速なデータ送受信が
可能である。このように構成した本発明の入出力増設機
器の例を図4に示し、説明する。この図の例で、図1に
示した本発明機器と符号が同じものはその機能は同じで
ある。この例にあっては、図5に示すような通信フレー
ムを送受信する。即ち、この通信フレームは、当該入出
力増設機器を指定するアドレス、入力ポートに対応する
入出力バッファ及び出力ポートに対応する入出力バッフ
ァの組を指定するバンドル番号、データ、ブロック・チ
ェック・コードBCCを含むようにする。ここでいうバ
ンドル番号は、1通信サイクルにおいて、データ送信期
間に出力ポートとなる入出力バッファを指定するととも
に、データ送信に引き続いて、入力ポートとなる入出力
バッファの組を指定する番号であり、予め、出力ポート
と入力ポートの組合わせを数通り定めておき、各々の組
についてこのバンドル番号を対応させておく。そして、
通信制御回路4からのバンドル番号B(B0,B1)をデコ
ーダ5及びマルチプレクサ制御回路6に与えるようにす
る。デコーダ5及びマルチプレクサ制御回路6は、この
バンドル番号Bに従って、入出力バッファを選択する。
具体的には、図6の表に示すように、入力ポート数及び
出力ポート数に応じて、データ入力に関与する入出力バ
ッファ、データ出力に関与する入出力バッファを指定す
る。この表で“O”は出力、“I”は入力を意味する。
添数字0,1,2,3はバンドル番号である。例えばこ
の入出力増設機器において、入力ポート数2、出力ポー
ト数2であり、かつバンドル番号“0”が指定された場
合、出力ポートが入出力バッファ1A、入力ポートが入出
力バッファ1Dとなって1通信サイクルが進行し、バンド
ル番号“1”が指定された場合、出力ポートが入出力バ
ッファ1B、入力ポートが入出力バッファ1Cとなって1通
信サイクルが進行する。
【0010】次に、このような入出力増設機器の動作を
図7のタイムチャートを用いて詳しく説明する。尚、こ
のタイムチャートの例は、図6の表における、入力ポー
ト数2、出力ポート数2、かつバンドル番号“1”(出
力ポート1B、入力ポート1C)の場合である。本体機器H
側より受信フレームRxDを受けると、通信制御回路4
は、フレーム内のバンドル番号“1”に対応してバンド
ル番号B(B0,B1)(=“1”)を出力する。これによ
り、デコーダ5は通信制御回路4のライト信号WR*
“L”に合わせてフリップ・フロップ回路FFB にライト
信号WR1*“L”を与え、通信制御回路4からのフレーム
内データ DO0〜11(データα)がフリップ・フロップ回
路FFB を介して入出力バッファ1Bに与えられ、外部機器
へデータ PB0〜11が出力される。これは通信サイクルに
おけるデータ送信期間の動作である。
【0011】一方、通信制御回路4から出力されたバン
ドル番号B(B0,B1)(=“1”)はデコーダ5と同時
にマルチプレクサ制御回路6にも与えられ、マルチプレ
クサ制御回路6はバンドル番号Bに対応する選択信号S
(S0,S1)(=2)を出力し、マルチプレクサ3の出力
を、対応する入出力バッファ1CからのデータDIC0〜11に
切り換える。即ち、入出力バッファ1Cには、外部機器側
からデータ PC0〜11(データβ)が与えられており、こ
のデータβが入出力バッファ1C、マルチプレクサ3を介
して通信制御回路4に与えられる。そして、通信制御回
路4では、当該機器のアドレス、バンドル番号、データ
β、ブロック・チェック・コードBCCを用いて送信フ
レームTxDを作成し、本体機器H側へ送信する。これ
は、上記した通信サイクルにおけるデータ応答信号の返
送期間に行う動作である。このように、データ送信期間
に、ある出力ポートよりデータを送信し、例えば、この
送信動作に対する応答信号を受信する期間に、データ
送信後に引き続いてある入力ポートよりデータを受信す
るので、図1の例に比べてデータ送受信動作が格段に高
速となる。また、入力ポート、出力ポートの組を予めバ
ンドル番号で指定しておくため、本体機器H側で入力ポ
ート、出力ポートの指定をしなくてもよい。
【0012】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の入出力増設
機器によれば、次の効果を得る。 (1)入力点、出力点が固定されることなく任意に設定
できるため、システムを自由に構築でき、構成の簡単
化、コスト減を実現することができる。 (2)複数の入出力バッファについて入力ポート、出力
ポートを指定するバンドル番号を設定し、一つの通信サ
イクルにおいて、データ送信、データ受信を行うように
したことにより、高速通信を実現でき、また、本体機器
側で入力ポート、出力ポートの指定が不必要となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した入出力増設機器の回路ブロッ
ク図である。
【図2】本発明の入出力増設機器における複数の入出力
バッファについて入力ポート、出力ポートの設定を表わ
す表である。
【図3】本発明の入出力増設機器に用いられる通信フレ
ームの構成を表わす図である。
【図4】本発明を実施した他の入出力増設機器の回路ブ
ロック図である。
【図5】図4に表わした入出力増設機器に用いられる通
信フレームの構成を表わす図である。
【図6】図4に表わした入出力増設機器の複数の入出力
バッファについて入力ポート、出力ポートの設定を表わ
す表である。
【図7】図4に表わした入出力増設機器の動作を表わす
タイムチャートである。
【符号の説明】
1A,1B,1C,1D 入出力バッファ 2 バッファ方向制御回路 3 マルチプレクサ 4 通信制御回路 5 デコーダ 6 マルチプレクサ制御回路 FFA ,FFB ,FFC ,FFD フリップ・フロップ回路 H 本体機器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04L 29/00 G06F 15/78 H04L 13/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シーケンス制御を実行する本体機器に接続
    され、外部機器からのデータを前記本体機器に送出し、
    前記本体機器からのデータを前記外部機器へ送出する入
    出力増設機器において、前記外部機器から入力データま
    たは前記本体機器側から出力データを受ける少なくとも
    1個以上の入出力バッファと、モード制御信号を受けて
    前記入出力バッファを入力ポートまたは出力ポートに指
    定するバッファ方向制御回路と、前記入出力バッファ毎
    に設けられ前記本体機器側からの前記出力データを一旦
    保持して前記入出力バッファへ与える保持回路と、この
    保持回路の出力を制御するデコーダと、複数の前記入出
    力バッファのうちいずれかの前記入出力バッファを切り
    換えて外部からの前記入力データを選択出力するマルチ
    プレクサと、このマルチプレクサへ出力制御信号を与え
    るマルチプレクサ制御回路と、1通信サイクルにおいて
    データ送信期間に出力ポートを指定するとともに応答信
    号を受信する期間に入力ポートを指定するバンドル番号
    を含む通信フレームを前記本体機器と授受し前記デコー
    ダ及び前記マルチプレクサへ前記バンドル番号を与え
    記バンドル番号に従って出力ポートに指定されている前
    記入出力バッファから前記外部機器へデータを出力する
    とともに前記バンドル番号に従って入力ポートに指定さ
    れている前記入出力バッファを前記マルチプレクサによ
    り切り換え選択してデータを入力する通信制御回路とか
    らなる入出力増設機器。
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