JPH08227303A - プログラマブルコントローラのメモリ拡張方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プログラマブルコントローラ（ＰＣ）の記憶
メモリをＣＰＵのアドレス空間の制限や実装上の物理的
制限を受けずに拡張する。 【構成】 シーケンスプログラムを実行するＣＰＵモジ
ュール１を備えるプログラマブルコントローラに汎用Ｌ
ＡＮ４を介して拡張メモリ装置３を接続する場合、拡張
メモリ装置３内のアドレスにＣＰＵモジュール１が参照
する位置を示すＩ／Ｏ番号を付けておき、拡張メモリ装
置３にデータを格納するときはワード単位またはビット
単位に該当するＩ／Ｏ番号の位置に格納する。これによ
り、ＬＡＮに接続されている他のＰＣも容易にその拡張
メモリ装置を参照することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプログラマブルコントロ
ーラ（以下、ＰＣという。）の記憶メモリに係り、特
に、ＰＣの記憶メモリ（Ｉ／Ｏ）空間を拡張するのに好
適なメモり拡張方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＰＣの記憶メモリは半導体メモリ
であり、シーケンスプログラムを実行するＣＰＵにバス
接続されている。しかし、これはＣＰＵが参照できる論
理的なメモリ空間および半導体メモリ実装上の物理的な
制限からメモリ容量に限界があり、メモリ拡張が困難で
ある。

【０００３】ＰＣでメモリ拡張する場合、従来は、ＣＰ
Ｕにバス接続できるメモリモジュールを設け、ＣＰＵと
メモリモジュールとの間で専用命令によりブロック単位
にメモリ内容のやり取りを行っている。

【０００４】尚、従来技術に関連するものとして、特開
平３−５００７０３号，特開平６−１０３２４３号があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】最近の制御システムで
は、複数台のＰＣを汎用ＬＡＮで接続し、相互に関連し
て大規模システムを制御する様になってきている。この
様に複数台のＰＣを用いて制御する場合、上述した様な
単体のＰＣでのメモリ拡張方法をそのまま適用すると、
個々のＰＣに各々専用のメモリモジュールを設ける必要
が生じ、メモリ資源の無駄が生じると共に、複数台のＰ
Ｃがデータを共用することができないという問題があ
る。汎用ＬＡＮを用いた分野では、複数台のコンピュー
タをＬＡＮで相互に接続してメモリを共用する技術が発
達しているが、通常のコンピュータシステムでは、メモ
リをアクセスするときはデータのファイル名でアクセス
すればたり、そのデータがそのメモリ装置のどのアドレ
スに格納されているかまで知る必要はないようになって
いる。ＰＣの場合には、データをファイルとして管理す
る思想がなく、このコンピュータの技術をそのままＰＣ
に転用することができない。

【０００６】本発明の目的は、ＰＣの記憶メモリの拡張
を容易にし、汎用ＬＡＮで複数のＰＣが接続されたシス
テムで共用メモリを用いることを容易にするＰＣのメモ
リ拡張方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、シーケンス
プログラムを実行するＣＰＵモジュールと、前記シーケ
ンスプログラムを格納するメモリモジュールとを備える
プログラムマブルコントローラに拡張メモリ装置を接続
するメモリ拡張方法において、前記拡張メモリ装置内の
アドレスに前記ＣＰＵモジュールが参照する位置を示す
Ｉ／Ｏ番号を付けておき、前記拡張メモリ装置に格納す
るデータをワード単位またはビット単位に該当するＩ／
Ｏ番号の位置に格納することで、達成される。

【０００８】

【作用】拡張メモリ装置にデータを格納する場合には、
そのワード単位またはビット単位にある決められたＩ／
Ｏ番号の箇所に格納するので、他のＰＣがそのデータを
容易に参照することが可能となる。従って、メモリの拡
張が容易となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は、本発明の一実施例にメモリ拡張方法を
適用した制御システムの要部構成図である。この制御シ
ステムは、ＰＣのＣＰＵ１と、ＩＦモジュール２と、拡
張メモリ装置３と、これらを接続する汎用ＬＡＮ４とか
ら構成される。

【００１０】ＰＣのＣＰＵ１は、シーケンスプログラム
を実行しＣＰＵ全体の制御を行うのプロセッサ１０と、
ＣＰＵの制御用ソフトウェアを格納するシステムメモリ
１１と、前記シーケンスプログラムを格納するユーザメ
モリ１４と、外部制御信号の入出力インタフェースを行
うＰＩ／Ｏバスコントローラ１２と、演算結果および途
中経過を格納するデータメモリ１３と、汎用ＬＡＮＩ／
Ｆモジュール２との間でＰＩ／Ｏバス９を介してデータ
のやり取りを行うＰＩ／Ｏバス共有メモリ１５とから構
成される。

【００１１】ＣＰＵ１にバス接続される汎用ＬＡＮＩ／
Ｆモジュール２は、モジュール全体をを制御するプロセ
ッサ２０と、モジュールの制御用ソフトウェアを格納す
るシステムメモリ２１と、汎用ＬＡＮ４に対するデータ
送受信を行うＬＡＮＩ／Ｆ２２と、ＣＰＵ１との間でＰ
Ｉ／Ｏバス９を介してデータのやり取りを行うＰＩ／Ｏ
バス共有メモリ２３から構成される。

【００１２】メモリ装置３は、装置全体を制御するプロ
セッサ３０と、メモリ装置３の制御用ソフトウェアを格
納するシステムメモリ３１と、汎用ＬＡＮ４に対するデ
ータの送受信を行うＬＡＮＩ／Ｆ３２と、ＰＣから渡さ
れたデータを格納するＬＡＮ共有メモリ３３から構成さ
れる。

【００１３】ＣＰＵ１がＬＡＮ共有メモリ３３に対する
読み書き命令を実行すると、ＬＡＮ共有メモリ３３に対
する読み書き要求がＣＰＵ１のＰＩ／Ｏバス共有メモリ
１５に置かれ、ＰＩ／Ｏバス９を介してＩ／Ｆモジュー
ル２のＰＩ／Ｏバス共有メモリ２３に伝わる。Ｉ／Ｆモ
ジュール２のプロセッサ２０は、常時ＰＩ／Ｏバス共有
メモリ２３を監視し、要求があれば要求メッセージを作
成し、ＬＡＮＩ／Ｆ２２を介してメモリ装置３に対して
要求メッセージを送信する。

【００１４】メモリ装置３のプロセッサ３０は、要求メ
ッセージを受け取ると、要求に応じてＬＡＮ共有メモリ
３３の読み書きを行い、その結果により応答メッセージ
を作成し、ＬＡＮＩ／Ｆ３２を介して要求元のＰＣに対
して応答メッセージを送信する。

【００１５】Ｉ／Ｆモジュール２のプロセッサ２０は、
メモリ装置３から応答メッセージを受け取ると、結果を
判断し、結果に応じた応答データをＰＩ／Ｏバス共有メ
モリ２３に置く。Ｉ／Ｆモジュール２のＰＩ／Ｏバス共
有メモリ２３に置かれた応答データは、ＰＩ／Ｏバス９
を介して、ＣＰＵのＰＩ／Ｏバス共有メモリ１５に伝わ
る。

【００１６】ＣＰＵ１は、ＬＡＮ共有メモリ３３に対す
る要求を行った後、ＰＩ／Ｏバス共有メモリ１５の応答
領域を監視し、応答があれば結果を判断し、結果に応じ
た処理を行って、ＬＡＮ共有メモリ３３に対する読み書
き命令の実行を完了する。

【００１７】図２は、ＬＡＮ共有メモリ３３の構成図で
ある。ＬＡＮ共有メモリ３３には、ワード単位およびビ
ット単位に一連のＩ／Ｏ番号が付けられ、このＩ／Ｏ番
号によりＰＣから参照する位置が指定される。このよう
に本実施例のメモリ装置は、格納されるデータに対しワ
ード単位，ビット単位にＩ／Ｏ番号が付けられているの
で、複数のＰＣがＬＡＮに接続されていても、各ＰＣは
このＩ／Ｏ番号を指定することで、メモリ装置内のデー
タを共用することができる。

【００１８】図３は、シーケンスプログラムに記述する
ＬＡＮ共有メモリ読み出し命令を示すものである。読み
出し命令に指定するパラメータとしては、読み出すＬＡ
Ｎ共有メモリの先頭のＩ／Ｏ番号（ａ）、読み出したデ
ータを格納する読み出しバッファの先頭Ｉ／Ｏ番号
（ｂ）、読み出すデータの数（ｃ）、実行結果を格納す
るステータスワードのＩ／Ｏ番号（ｄ）がある。読み出
しバッファとステータスワードにはＣＰＵのデータメモ
リ１３内のＩ／Ｏ番号を指定する。

【００１９】図４は、シーケンスプログラムに記述する
ＬＡＮ共有メモリ書き込み命令を示すものである。書き
込み命令に指定するパラメータとしては、書き込みデー
タを格納した書き込みバッファの先頭Ｉ／Ｏ番号
（ａ）、ＬＡＮ共有メモリの書き込む領域の先頭Ｉ／Ｏ
番号（ｂ）、書き込むデータの数（ｃ）、実行結果を格
納するステータスワードの先頭Ｉ／Ｏ番号（ｄ）があ
る。書き込みバッファとステータスワードにはＣＰＵの
データメモリ１３内のＩ／Ｏ番号を指定する。

【００２０】図５は、ＣＰＵ１とＩ／Ｆモジュール２の
ＰＩ／Ｏバス共有メモリ１５，２３の構成を示すもので
ある。ＰＩ／Ｏバス共有メモリ１５，２３は、ＣＰＵ１
とＩ／Ｆモジュール２から同一の内容を参照できる。コ
ントロールフラグにより要求動作の制御を行い、要求領
域により、ＣＰＵ１からＩ／Ｆモジュール２へ要求コマ
ンドおよび要求データを渡し、応答領域によりＩ／Ｆモ
ジュール２からＣＰＵ１へ要求の結果として応答コード
および応答データを渡す。

【００２１】図６（ａ），（ｂ）は、Ｉ／Ｆモジュール
２とメモリ装置３との間で汎用ＬＡＮを介してやり取り
されるメッセージのデータ部分を示すものである。メッ
セージ全体の構成としては、この他に、使用するＬＡＮ
の仕様に応じた宛先データ部，メッセージのチェックコ
ード部等が付加されるが、ここでは本発明に関するデー
タ部のみを示す。

【００２２】図６（ａ）は、読み出しの場合のメッセー
ジのデータ部を示すものであり、Ｉ／Ｆモジュール２か
らメモリ装置３に渡される要求データは、読み出しコマ
ンドコード、ＬＡＮ共有メモリの読み出し先頭Ｉ／Ｏ番
号、読み出しデータ数で構成される。また、前記の要求
に対してメモリ装置３からＩ／Ｆモジュール２へ返され
る応答データは、読み出しコマンドコード、実行結果を
示す応答コード、読み出したデータのＬＡＮ共有メモリ
上先頭Ｉ／Ｏ番号、読み出したデータ数、読み出したデ
ータで構成される。

【００２３】図６（ｂ）は、読み出しの場合のメッセー
ジのデータ部を示すものであり、Ｉ／Ｆモジュール２か
らメモリ装置３に渡される要求データは、書き込みコマ
ンドコード、ＬＡＮ共有メモリの書き込む先頭のＩ／Ｏ
番号、書き込むデータ数、書き込みデータで構成され
る。また、前記の要求に対してメモリ装置３からＩ／Ｆ
モジュール２へ返される応答データは、書き込みコマン
ドコード、実行結果を示す応答コードで構成される。

【００２４】図７は、ＬＡＮ共有メモリ読み書き命令に
対するＣＰＵ１の処理内容を示すものである。まず、実
行する命令がＬＡＮ共有メモリ読み書き命令かどうかを
判断する（ステップ６００）。この判断の結果が、ＬＡ
Ｎ共有メモリ読み書き命令でなければ通常のシーケンス
演算を行う（ステップ６０２）。ＬＡＮ共有メモリ読み
書き命令である場合は既に別の読み書き命令によりＬＡ
Ｎ共有メモリに対して読み書き要求中であるかどうか判
断する（ステップ６０１）。この判断結果が、要求中で
なければ命令に指定されているパラメータが異常である
かどうか判断し（ステップ６０３）、正常であれば要求
データを図５に示したＰＩ／Ｏバス共有メモリの要求領
域に要求コマンドと要求データを書き込み（ステップ６
０４）、図５に示すコントールフラグの要求フラグをセ
ット（ステップ６０５）して、Ｉ／Ｆモジュール２に対
して処理要求を行う。パラメータが正常かどうかの判断
（ステップ６０３）で異常であった場合は、図３に示す
ステータスワードに異常応答コードと異常終了フラグを
セット（ステップ６０６）して、命令の処理を終了す
る。

【００２５】ＬＡＮ共有メモリ３３に対して別の命令に
より読み書き要求中かの判断（ステップ６０１）で、要
求中であった場合は、現在の命令が実行中であるかどう
かを判断し（ステップ６０７）、実行中であれば正常終
了したかどうか判断し（ステップ６０８）、正常終了で
あれば読み出し命令かどうか判断し（ステップ６０
９）、読み出し命令の場合は読み出したデータをＰＩ／
Ｏバス共有メモリからユーザ指定の読み出しバッファへ
転送し（ステップ６１０）、図３に示したステータスワ
ードに正常終了応答コードと正常終了フラグをセットす
る（ステップ６１１）。読み出し命令かどうかの判断
（ステップ６０９）で、読み出し命令でない場合、応答
データはないのでステータスワードのセット（ステップ
６１１）のみを行う。

【００２６】要求が正常終了かどうかの判断（ステップ
６０８）で正常終了でない場合は異常終了かどうかの判
断（ステップ６１２）を行い、異常終了であれば図３に
示したステータスワードに異常終了コードと異常終了フ
ラグをセット（ステップ６１３）して命令実行処理を終
了し次の命令の処理に移る。ステップ６１２の判断で異
常終了でなければ、まだこの命令は実行中であるので命
令実行処理を終了して次の命令の処理に移る。

【００２７】現在のＬＡＮ共有メモリに対する読み書き
命令が実行中であるかどうかの判断（ステップ６０７）
で実行中でない場合は、命令実行処理を終了して次の命
令の処理に移る。

【００２８】図８は、汎用ＬＡＮＩ／ＦモジュールのＣ
ＰＵからの要求に対する処理内容を示すものである。ま
ず、メモリ装置に対して既に読み書き要求中であるかど
うか判断（ステップ７００）し、要求中でなければ図５
に示したＰＩ／Ｏバス共有メモリのコントロールフラグ
の要求フラグをチェックしてＣＰＵ１からＬＡＮ共有メ
モリ３３に対する読み書き要求があるかどうか判断（ス
テップ７０１）する。要求があれば要求に応じて図６に
示した読み出し要求メッセージまたは書き込み要求メッ
セージを作成（ステップ７０２）して、要求メッセージ
を汎用ＬＡＮを介してメモリ装置に送信（ステップ７０
３）して、処理を終了する。ＣＰＵ１からの要求がある
かどうかの判断（ステップ７０１）で要求がない場合
は、何もせずに処理を終了する。

【００２９】メモリ装置３に対して要求中かどうかの判
断（ステップ７００）で、要求中である場合は要求に対
する応答が受信されたかどうかチェック（ステップ７０
４）し、応答が受信されている場合は図５に示したＰＩ
／Ｏバス共有メモリに応答コードをセット（ステップ７
０５）し、正常終了かどうか判断（ステップ７０６）す
る。そして、正常終了であれば受信した応答メッセージ
（図６）のコマンドコードにより読み出し命令の応答か
どうか判断（ステップ７０７）し、読み出し命令であれ
ばＰＩ／Ｏバス共有メモリの応答データ領域にメモリ装
置から受信した読み出しデータをセット（ステップ７０
８）し、図５に示したＰＩ／Ｏバス共有メモリのコント
ロールフラグの正常終了フラグをセット（ステップ７０
９）して終了する。応答が正常終了かどうかの判断（ス
テップ７０６）で、正常終了でない場合は図５に示した
ＰＩ／Ｏバス共有メモリのコントロールフラグの異常終
了フラグをセットして終了する。

【００３０】図９は、ＰＣからのＬＡＮ共有メモリ読み
書き要求に対するメモリ装置の処理内容を示すものであ
る。まず、ＰＣからの読み書き要求が受信されているか
どうか判断（ステップ８００）し、受信されていなけれ
ば何もせずに終了する。要求が受信されている場合は要
求パラメータが正常かどうか判断（ステップ８０１）
し、正常である場合は受信した要求メッセージ（図６）
のコマンドコードから読み出し要求かどうか判断（ステ
ップ８０２）する。読み出し要求であればＬＡＮ共有メ
モリから指定されたデータを読み出し（ステップ８０
３）、図６に示した応答メッセージを作成（ステップ８
０４）して、要求元のＰＣに対して応答メッセージを送
信（ステップ８０８）し終了する。

【００３１】読み出し要求かどうかの判断（ステップ８
０２）で、読み出し要求でなく書き込み要求である場合
は、受信した書き込みデータをＬＡＮ共有メモリの指定
されたＩ／Ｏ番号から書き込み（ステップ８０５）、図
６に示した応答メッセージ（正常終了メッセージ）を作
成（ステップ８０６）して、要求元のＰＣに対して応答
メッセージを送信（ステップ８０８）し終了する。

【００３２】受信した要求メッセージ（図６）の要求パ
ラメータが正常かどうかの判断（ステップ８０１）でパ
ラメータが正常でない場合は、異常終了の応答コードを
セットした応答メッセージ（図６）を作成（ステップ８
０７）して応答メッセージを送信（ステップ８０８）し
て終了する。

【００３３】図１０は、上述したメモリ装置を利用した
ＰＣシステムの構成例を示すものである。このシステム
では、拡張したメモリ装置を利用し、このメモリ装置に
各ＰＣからシステム管理情報を適宜書き込むようにして
システム管理情報を一元管理し、上位システムからのシ
ステム管理情報収集の負荷を軽減している。尚、メモリ
装置として使用するＬＡＮ共有メモリを半導体メモリで
はなく磁気記憶装置にすると、半導体メモリより安価に
より大容量のメモリ拡張を行うことができる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、ＰＣの演算装置である
プロセッサのメモリ空間および実装上の物理的制限を受
けないＰＣの拡張メモリを実現することができる。ま
た、メモリ装置をより大容量のものに変更したり、メモ
リ装置の台数を増やすことにより、システム構築後のメ
モリ拡張要求に容易に対応することができる。さらに、
汎用ＬＡＮを利用していることにより、上位システムと
ＰＣとの間でメモリ装置を共用できシステム情報等の管
理も容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るメモリ拡張方法を適用
したＰＣのハードウェア構成図である。

【図２】ＬＡＮ共有メモリ構成図である。

【図３】ＣＰＵのＬＡＮ共有メモリからのデータ読み出
し命令仕様の説明図である。

【図４】ＣＰＵのＬＡＮ共有メモリへのデータ書き込み
命令仕様の説明図である。

【図５】ＣＰＵとＩ／Ｆモジュール間データの受け渡し
手段であるＰＩ／Ｏバス共有メモリ構成図である。

【図６】Ｉ／Ｆモジュールとメモリ装置間のＬＡＮ上の
読み出しメッセージ仕様（ａ）とＩ／Ｆモジュールとメ
モリ装置間のＬＡＮ上の書き込みメッセージ仕様（ｂ）
を示す図である。

【図７】ＣＰＵのＬＡＮ共有メモリ読み書き命令実行処
理を示すフローチャートである。

【図８】Ｉ／ＦモジュールのＣＰＵからのＬＡＮ共有メ
モリ読み書き要求に対する処理を示すフローチャートで
ある。

【図９】メモリ装置のＰＣからのＬＡＮ共有メモリ読み
書き要求に対する処理を示すフローチャートである。

【図１０】拡張したメモリ装置を使用したＰＣシステム
の一例を示す構成図である。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ、２…Ｉ／Ｆモジュール、３…メモリ装置、
４…ＬＡＮ、３３…ＬＡＮ共有メモリ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シーケンスプログラムを実行するＣＰＵ
   モジュールと、前記シーケンスプログラムを格納するメ
   モリモジュールとを備えるプログラムマブルコントロー
   ラに拡張メモリ装置を接続するメモリ拡張方法におい
   て、前記拡張メモリ装置内のアドレスに前記ＣＰＵモジ
   ュールが参照する位置を示すＩ／Ｏ番号を付けておき、
   前記拡張メモリ装置に格納するデータをワード単位また
   はビット単位に該当するＩ／Ｏ番号の位置に格納するこ
   とを特徴とするプログラマブルコントローラのメモリ拡
   張方法。
2. 【請求項２】 シーケンスプログラムを実行するＣＰＵ
   モジュールを備えるプログラマブルコントローラに汎用
   ＬＡＮを介して拡張メモリ装置を接続するメモリ拡張方
   法において、前記拡張メモリ装置内のアドレスに前記Ｃ
   ＰＵモジュールが参照する位置を示すＩ／Ｏ番号を付け
   ておき、前記拡張メモリ装置に格納するデータをワード
   単位またはビット単位に該当するＩ／Ｏ番号の位置に格
   納することを特徴とするプログラマブルコントローラの
   メモリ拡張方法。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記汎用ＬＡＮには
   複数のプログラマブルコントローラが接続されており、
   前記拡張メモリ装置の前記Ｉ／Ｏ番号は各プログラマブ
   ルコントローラのＣＰＵモジュールが共通に参照する共
   通番号であることを特徴とするプログラマブルコントロ
   ーラのメモリ拡張方法。