JPH01214902A - プログラマブル・コントローラ - Google Patents

プログラマブル・コントローラ

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JPH01214902A
JPH01214902A JP63040109A JP4010988A JPH01214902A JP H01214902 A JPH01214902 A JP H01214902A JP 63040109 A JP63040109 A JP 63040109A JP 4010988 A JP4010988 A JP 4010988A JP H01214902 A JPH01214902 A JP H01214902A
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00Arrangements for program control, e.g. control units
    • G06F9/06Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
    • G06F9/30Arrangements for executing machine instructions, e.g. instruction decode
    • G06F9/38Concurrent instruction execution, e.g. pipeline, look ahead
    • G06F9/3867Concurrent instruction execution, e.g. pipeline, look ahead using instruction pipelines

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明はシーケンス命令の高速演算実行を行ない得るよ
うにしたプログラマブル・コントローラに関する。
(従来の技術) 第4図は、従来のプログラマブル・コントローラの一例
を示すブロック図である。第4図において、プログラム
・メモリ1と、データ・メモリ2と、シーケンス実行制
御部3は、共通のアドレス・バス4およびデーターバス
5により接続されている。プログラム・メモリ1は、命
令部およびオペランド部からなるシーケンス命令群を格
納するものである。データ・メモリ2は、プロセス入出
力データ、内部出力等の演算データを格納するものであ
る。シーケンス実行制御部3は、プログラム・メモリ1
からフェッチした命令部とデータ・メモリ2からの演算
データとに基づいて、シーケンス演算を実行するもので
ある。
すなわち、シーケンス実行制御部3は、命令ポインタ6
からアドレス・バス4を介してプログラム・アドレスを
プログラム・メモリ1に指示し、データ番バス5を介し
てシーケンス命令を命令レジスタ7に取込む。次に、デ
ータ舎メモリ2のアドレスとなるシーケンス命令のオペ
ランド部を、命令レジスタ7からアドレス・バス4を介
してデータ・メモリ2に指示し、データ・バス5を介し
てデータ・レジスタ8に取込む。そして最後に、命令レ
ジスタ7の内容とデータ・レジスタ8の内容とを基に、
ビット演算処理部9によってシーケンス命令の主体であ
る2値論理演算を実行する。
第5図は、この場合のプログラマブル争コントローラの
動作を概念的に示したものである。第5図に示すように
、シーケンス命令の2値論理命令1命令の実行時間は、
命令フェッチ時間と、オペランド・データ・取込み時間
と、命令実行時間との総和となる。さらに、命令フェッ
チやオペランド・データ・取込みのメモリ・アクセスに
要する時間は、命令実行時間である2値論理演算に要す
る時間に比べて長くなっている。
(発明が解決しようとする課題) 以上のことから、従来のプログラマブル・コントローラ
では、2値論理演算を主体とするシーケンス命令実行時
間中における、メモリ・アクセス時間の占める割合が大
きいため、ロス時間が生じてシーケンス命令の演算実行
を高速に行なえないという問題があった。
本発明の目的は、ロス時間を少なくしてシーケンス命令
の高速演算実行を行なうことが可能なプログラマブル・
コントローラを提供することにある。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記の目的を達成するために本発明のプログラマブル・
コントローラは、命令部およびオペランド部からなるシ
ーケンス命令群を格納するプログラム・メモリと、プロ
セス入出力データ、内部出力等の演算データを格納する
データ・メモリと、プログラム・メモリからフェッチし
た命令部とデータ・メモリからの演算データとに基づい
てシーケンス演算を実行するシーケンス実行制御部と、
シーケンス実行制御部がプログラム−メモリからの命令
フェッチ時に、オペランド部をデータ・メモリのアドレ
スとしてデータ・メモリから演算データの取込みを行な
うためのデータ・メモリ・アドレスを保持する保持レジ
スタとを備えて構成している。
(作用) 従って、本発明のプログラマブル争コントローラにおい
ては、シーケンス実行制御部がプログラム・メモリから
の命令フェッチ時に、オペランド部をデータ・メモリの
アドレスとしてデータ・メモリから演算データの取込み
を行なうためのデータ・メモリ・アドレスを保持する保
持レジスタを備えていることにより、プログラム舎メモ
リの命令部とデータ争メモリの演算データとを同時に、
取込んで命令実行できる、すなわち次命令フェッチと現
命令実行とを同時に行なうことが可能となる。
(実施例) 以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して説明する
第1図は、本発明によるプログラマブル・コントローラ
の一実施例を示すブロック図である。第1図に示すよう
に、本実施例のプログラマブル・コントローラは、プロ
グラム−メモリ10と、データ・メモリ11と、シーケ
ンス実行制御部12と、保持レジスタであるパイプ・ラ
イン・レジスタ13とから構成している。また、シーケ
ンス実行制御部12は、命令ポインタ14と、命令レジ
スタ15と、データ・レジスタ16と、ビット演算処理
部17と、タイミング制御部18とからなっている。一
方、命令ポインタ14とプログラム・メモリ10をプロ
グラム・アドレス・バス19−1により接続し、命令レ
ジスタ15とプログラム・メモリ10とを第1のプログ
ラム・データ・バス20−1により接続している。また
、プログラム・メモリ10とパイプ・ライン・レジスタ
13を第2のプログラム・データ・バス20−2により
接続し、データパメモリ11とパイプ・ライン・レジス
タ13をオペランド・アドレス・バス1つ−2により接
続している。さらに、データ・メモリ11とデータ・レ
ジスタ16をオペランド・データ・バス20−3により
接続している。
ここで、プログラム・メモリ10は、命令部(命令部1
〜N)およびオペランド部(オペランド部1〜N)から
なるシーケンス命令群を格納するものである。データ・
メモリ11は、プロセス入出力データ、内部出力等の演
算データを格納するものである。パイプ・ライン・レジ
スタ13は、演算データのアドレスとなるオペランド部
をラッチするものである。シーケンス実行制御部12は
、プログラム・メモリ10からフェッチした命令部とデ
ータ・メモリ11からの演算データとに基づいて、シー
ケンス演算を実行するものである。
すなわち、シーケンス実行制御部12において、命令ポ
インタ14はプログラム・メモリ10にプログラム・ア
ドレスを指示するものであり1.命令レジスタ15はプ
ログラム・メモリ10の命令部をラッチするものである
。また、データ・レジスタ16はデータ・メモリ11の
演算データをラッチするものであり、ビット演算処理部
17は命令レジスタ15の内容とデータ・レジスタ16
の内容とを基に、シーケンス命令の主体である2値論理
演算を実行するものである。さらに、タイミング制御部
18は内部のクロック信号がらタイミング信号Φ1.Φ
2を作成し、タイミング信号Φlによって命令ポインタ
14.命令レジスタ15゜ビット演算処理部17の動作
を制御し、タイミング信号Φ2によってデータ・レジス
タ16.パイプ・ライン・レジスタ13の動作を制御す
るものである。
次に、以上の如く構成したプログラマブル・コントロー
ラの動作について説明する。
まず、命令ポインタ14の内容を更新するタイミング信
号Φ1にて、更新される前の命令ポインタ14の内容を
アドレスとするプログラム・メモリ10の命令部および
オペランド部が、命令レジスタ15およびパイプ・ライ
ン・レジスタ13にそれぞれ取込まれる。次に、タイミ
ング信号Φ2にて、パイプ・ライン・レジスタ13の内
容をアドレスとするデータ・メモリ11の演算データが
、データ◆レジスタ16に取込まれる。またこれと同時
に、次命令の演算データを取込むために、データ・メモ
リ11のメモリ・アクセス時間を考慮してパイプ・ライ
ン・レジスタ13がトランスペアレント状態とされる。
その後、既に取込んだ命令レジスタ15の内容とデータ
・レジスタ16の内容とを基に、ビット演算処理部17
ではタイミング信号Φ1にて2値論理演算が実行される
。またこれと同時に、タイミング信号Φlにて命令ポイ
ンタ14の内容が更新される。第2図は、この場合のプ
ログラマブル・コントローラの動作を概念的に示したも
のである。
次に、上述した動作について、第3図を用いてより詳細
に説明する。
まず、命令ポインタ14の内容がクロック信号の立上が
りタイミングで更新され、命令2アドレスが出力される
。またこれと同時に、プログラム−メモリ10が既に出
力していた命令部1およびオペランド部1が、命令レジ
スタ15およびパイプ・ライン・レジスタ13にそれぞ
れラッチされる。ここで、オペランド部1はクロック信
号の立下がりタイミングでトランスペアレント状態にて
取込みが開始されており、既にオペランド・アドレス・
バス19−2には演算データのアドレスであるオペラン
ド部1が出力されてぃ−る。
次に、データ・レジスタ16ではクロック信号の立上が
りタイミングからトランスペアレント状態にて演算デー
タ1の取込みが開始されており、クロック信号の立下が
りタイミングでラッチされる。
その後、命令レジスタ15に取込まれた命令部1と、デ
ータ・レジスタ16に取込まれた演算データ1とを基に
、ビット演算処理部17ではクロック信号の立上がりタ
イミ・ング信号にて、シーケンス命令の主体である2値
論理演算が実行される。
以後、上述の動作が繰返して行なわれる。
上述したように、本実施例のプログラマブル・コントロ
ーラにおいては、プログラム・アドレス・バス1つ−1
とオペランド・アドレス・バス19−2とを分離すると
共に、第1のプログラム番データーバス20−1と第2
のプログラムeデータ・バス20−2とオペランド・デ
ータ・バス20−3とを分離し、かつ第2のプログラム
・データ・バス20−2とオペランド・アドレス・バス
19−2とを分離するパイプ・ライン・レジスタ13を
備えているので、次命令フェッチと現命令実行との同時
処理を行なうことが可能となる。
すなわち、命令ポインタ14.プログラム・アドレス・
バス19−1.第1のプログラム会データ・バス20−
1.第2のプログラム・データ・バス20−2を用いて
次命令フェッチが行なわれ、またパイプ・ライン・レジ
スタ13.オペランド・アドレス・バス19−2.オペ
ランド・データ・バス20−3.命令レジスタ15.デ
ータ・レジスタ16.ビット演算処理部17を用いて現
命令実行が行なわれ、結果的に次命令フェッチと現命令
実行とが同時に行なわれる。
従って、2値論理演算を主体とするシーケンス命令実行
時間中における、メモリ・アクセス時間の占める割合を
小さくできるため、ロス時間を少なくしてシーケンス命
令の高速演算実行を行なうことが可能となる。これによ
り、プログラマブル・コントローラの処理能力の増強を
図ることができ、さらにプログラマブル・コントローラ
の制御対象に対する制御精度の向上を図ることができる
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、ロス時間を少なく
してシーケンス命令の高速演算実行を行なうことが可能
なプログラマブル・コントローラが提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるプログラマブル・コントローラの
一実施例を示すブロック図、第2図は同実施例における
動作概念図、第3図は同実施例における動作タイムチャ
ート図、第4図は従来のプログラマブル・コントローラ
の構成例を示すブロック図、第5図は第4図における動
作概念図である。 10・・・プログラム・メモリ、11・・・データ・メ
モリ、12・・・シーケンス実行制御部、13・・・パ
イプ・ライン・レジスタ、14・・・命令ポインタ、1
5・・・命令レジスタ、16・・・データ・レジスタ、
17・・・ビット演算処理部、18・・・タイミング制
御部、19−1・・・プログラム・アドレス・バス、1
9−2・・・オペランド・アドレス・バス、20−1・
・・第1のプログラム・データ・バス、20−2・・・
第2のプログラム・データ・バス、20−3・・・オペ
ランド・データ・バス。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1 図 ロ ロ 日 日 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 命令部およびオペランド部からなるシーケンス命令群を
    格納するプログラム・メモリと、プロセス入出力データ
    、内部出力等の演算データを格納するデータ・メモリと
    、 前記プログラム・メモリからフェッチした命令部と前記
    データ・メモリからの演算データとに基づいてシーケン
    ス演算を実行するシーケンス実行制御部と、 前記シーケンス実行制御部がプログラム・メモリからの
    命令フェッチ時に、オペランド部を前記データ・メモリ
    のアドレスとしてデータ・メモリから演算データの取込
    みを行なうためのデータ・メモリ・アドレスを保持する
    保持レジスタと、を備えて成ることを特徴とするプログ
    ラマブル・コントローラ。
JP63040109A 1988-02-23 1988-02-23 プログラマブル・コントローラ Expired - Lifetime JP2752076B2 (ja)

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US07/313,562 US5167025A (en) 1988-02-23 1989-02-22 Programmable controller generating plural alternating clocks with each clock controlling different parts of instruction sequencing mechanism
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