JPH0918499A - シリアル通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】通信効率を向上させることによりリアルタイム
制御を促進するシリアル通信装置を提供する事。 【構成】シリアルメインバスと当該シリアル通信装置と
のデータの入出力を制御するメインバス制御部（１２）
と、シリアルローカルバスと当該シリアル通信装置との
データの入出力を制御するローカルバス制御部（１３）
と、前記シリアルメインバスと前記シリアルローカルバ
スとの間のデータの入出力を制御するハードウェアロジ
ックで構成されたマイクロコントローラ（１１）と、こ
のマイクロコントローラ（１１）で入出力を制御される
データを一時的に記憶する送受信データバッファ（１
１）と、マイクロコントローラ（１１）内に設けられ、
メインバス制御部（１２）、ローカルバス制御部（１
３）、送受信データバッファ（１１）の動作の要否を切
替機能により制御する切替制御手段と、を具備。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロボット等のリアルタ
イム制御に適用されるシリアル通信装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ロボット等の制御を実施する
場合はリアルタイム性が要求されている。そのため、通
信中のデータの衝突による通信時間の不確定さを回避す
るために、トークンパッシング方式によるシリアル通信
装置を使用する場合が多い。

【０００３】図１２の（ａ）は、上記トークンパッシン
グ方式を説明するための図であり、同図に示すように各
ノードＮ１〜Ｎ４間でトークンＴが送受信される。ま
た、図１２の（ｂ）は前記各ノードＮ１〜Ｎ４に設けら
れているトークンパッシング通信装置（トークンパッシ
ング方式によるシリアル通信装置）の構成を示すブロッ
ク図である。図１２の（ｂ）において１００はトークン
パッシング通信装置であり、２００はシリアル回線であ
る。

【０００４】例えばノードＮ１に設けられているトーク
ンパッシング通信装置１００は、シリアル回線２００か
ら特異なデータコードとノードアドレスとからなるトー
クン（送信権）Ｔを受信レシーバ１０１で受信する。す
ると受信コントローラ１０３は送信コントローラ１０４
へ送信が可能になった旨を通知する。送信コントローラ
１０４は、送信バッファ１０７に送信すべくデータがセ
ットされていれば送信ドライバ１０２を介してシリアル
通信回線２００に前記データの送信を開始する。またデ
ータがセットされていなければ、シリアル回線２００を
介して次局すなわちノードＮ２へ前記トークンＴをパス
（送信）する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
トークンパッシング方式によるシリアル通信装置は、各
ノード間を循環するトークンが自身の設けられているノ
ードに回ってこない限り、所定のデータを次のノードへ
送信することはできない。このため、データを緊急時に
迅速に伝達したり任意のタイミングで伝達することが困
難となっている。さらに通信回線へのシリアル通信装置
の接続台数が多くなるほど、各シリアル通信装置での通
信の待ち時間が増える等の理由により、全体として実質
の通信効率が低下する。また前記シリアル通信装置は各
々に付属するＣＰＵを介在してデータの送受信を実施す
る必要があるため、そのＣＰＵの入出力動作および処理
動作の遅れにより実質の通信速度が低下するといった問
題がある。また効率アップのために通信速度、ＣＰＵ速
度を高速化させると消費電流が増加するため、それに伴
う発熱を考慮すると装置の小型化が困難になる等の問題
も生じている。本発明の目的は、通信効率を向上させる
ことによりリアルタイム制御を促進するシリアル通信装
置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明のシリアル通信装置は以下の如
く構成されている。 （１）本発明のシリアル通信装置は、メインコントロー
ラを接続するシリアルメインバスと各々制御対象に直接
アクセスする複数のローカルコントローラを接続する複
数のシリアルローカルバスを設けた制御システムの前記
メインコントローラおよび前記複数のローカルコントロ
ーラに個別に備えられるシリアル通信装置であって、前
記シリアルメインバスと当該シリアル通信装置とのデー
タの入出力を制御するメインバス制御部と、前記シリア
ルローカルバスと当該シリアル通信装置とのデータの入
出力を制御するローカルバス制御部と、前記シリアルメ
インバスと前記シリアルローカルバスとの間のデータの
入出力を制御するハードウェアロジックで構成されたマ
イクロコントローラと、このマイクロコントローラで入
出力を制御されるデータを一時的に記憶する送受信デー
タバッファと、前記マイクロコントローラ内に設けら
れ、前記メインバス制御部、前記ローカルバス制御部、
前記送受信データバッファの動作の要否を切替機能によ
り制御する切替制御手段と、から構成されている。 （２）本発明のシリアル通信装置は上記（１）に記載の
装置であって、かつ各バスを外部のマイクロクンピュー
タから制御可能とするためのインタフェースを備える。

【０００７】

【作用】上記手段（１）（２）を講じた結果、それぞれ
次のような作用が生じる。 （１）本発明のシリアル通信装置においては、シリアル
メインバスと当該シリアル通信装置とのデータの入出力
を制御するメインバス制御部と、シリアルローカルバス
と当該シリアル通信装置とのデータの入出力を制御する
ローカルバス制御部と、マイクロコントローラで入出力
を制御されるデータを一時的に記憶する送受信データバ
ッファの動作の要否を切替機能により制御するので、高
速なシリアルメインバスとシリアルローカルバスとの間
のデータの授受をＣＰＵによるソフトウェア動作によら
ず簡略化して実行でき、実行の高速化、低消費電力化が
図れ、リアルタイム性、信頼性が大幅に改善される。こ
れにより、例えばロボット等のリアルタイム制御に適し
た通信が行なえる。また、一つの当該シリアル通信装置
で容易に各動作機能を切替設定することができ、任意の
タイミングで任意のシリアル通信装置に送信が可能にな
り、データ同士の衝突の回避、縮減が可能になる。また
当該シリアル通信装置の内部機能を切替制御可能とした
ことにより、同一のシリアル通信装置でメインバスコン
トローラ用あるいはローカルバスコントローラ用として
使用でき、共用によるコストダウンにも貢献できる。 （２）本発明のシリアル通信装置においては、前記シリ
アルメインバスを外部のマイクロクンピュータから制御
可能とするので、前記マイクロクンピュータと当該シリ
アル通信装置とを個別に設けてメインバスコントローラ
またはローカルバスコントローラを構成でき、当該シリ
アル通信装置を多機能で活用することが可能となるとと
もに、当該シリアル通信装置の小型化を促進できる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明のシリアル通信装置を適用した
一実施例に係るロボット制御システムの構成を示す図で
ある。図１においてＡ、Ｂは各々メインコントローラで
あり、メインコントローラＡはマイコロコンピュータ
（ＣＰＵ）Ａ1 とシリアル通信装置Ａ2 を備えている。
またメインコントローラＢはマイコロコンピュータ（Ｃ
ＰＵ）Ｂ1 とシリアル通信装置Ｂ2 を備えている。そし
てシリアル通信装置Ａ2 とシリアル通信装置Ｂ2 は３ラ
イン（通信回線）からなるシリアルメインバスＣに接続
されている。

【０００９】シリアルメインバスＣにはシリアル通信装
置Ｃ1 とシリアル通信装置Ｃ2 とが接続されている。さ
らにシリアル通信装置Ｃ1 にはシリアルローカルバスＤ
を介してローカルモジュールａ、ローカルモジュール
ｂ、その他図示しない複数のローカルモジュールが接続
されている。また、シリアル通信装置Ｃ2 にはシリアル
ローカルバスＥを介してローカルモジュールｃ、ローカ
ルモジュールｄ、その他図示しない複数のローカルモジ
ュールが接続されている。

【００１０】ローカルモジュールａ、ｂ、ｃ、ｄはそれ
ぞれマイコロコンピュータ（ＣＰＵ）ａ１、ｂ１、ｃ
１、ｄ１とシリアル通信装置ａ2 、ｂ2 、ｃ2 、ｄ2 を
備えている。またマイコロコンピュータ（ＣＰＵ）ａ
１、ｂ１、ｃ１、ｄ１にはそれぞれ制御対象機器（ロボ
ット）ａ3 、ｂ3 、ｃ3 、ｄ3 が接続されている。

【００１１】図２は上記各シリアル通信装置の概略構成
図である。図２において１１はマイクロコントローラ・
バッファ・ＣＰＵ−Ｉ／Ｆ部であり、このマイクロコン
トローラ・バッファ・ＣＰＵ−Ｉ／Ｆ部１１は、メイン
ＰＳ／ＳＰ部１２、ローカルＰＳ／ＳＰ部１３、ＣＰＵ
バス接続部１６、モード設定用接続部１７に接続されて
いる。またメインＰＳ／ＳＰ部１２にはシリアルメイン
バス接続部１４が接続されており、ローカルＰＳ／ＳＰ
部１３にはシリアルローカルバス接続部１５が接続され
ている。

【００１２】図２におけるメインＰＳ／ＳＰ部１２は、
メインコントローラＡ、Ｂに接続している高速で複数の
通信回線からなるシリアルメインバスＣとの入出力をシ
リアルメインバス接続部１４を介して制御する。ローカ
ルＰＳ／ＳＰ部１３は、制御対象機器ａ3 〜ｄ3 を直接
アクセスするローカルモジュールａ〜ｄに接続するシリ
アルローカルバスＤ、Ｅとの入出力をシリアルローカル
バス接続部１５を介して制御する。またマイクロコント
ローラ・バッファ・ＣＰＵ−Ｉ／Ｆ部１１は、後述する
マイクロコントローラ、バッファおよびＣＰＵインタフ
ェース（Ｉ／Ｆ）からなっている。

【００１３】前記マイクロコントローラはシリアルメイ
ンバスＣとシリアルローカルバスＤ、Ｅとの間のデータ
の授受を制御するハードウェア（Ｈ／Ｗ）ロジックで構
成されている。また前記ＣＰＵインタフェースは、各シ
リアルバスをマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）から制御
可能とするためのものである。モード設定用接続部１７
は、当該シリアル通信装置外部から動作モードを容易に
設定、切替可能にするためのものである。なおシリアル
メインバス接続部１４にはシリアルメインバスＣが接続
されており、シリアルローカルバス接続部１５にはシリ
アルローカルバスＤ、Ｅが接続されている。ＣＰＵバス
接続部１６には後述するＣＰＵバスが接続されている。
なお、前記マイクロコントローラ内には各機能の使用の
要否を制御するオン／オフ切替機能を設けている。

【００１４】図１に示したシリアル通信装置Ｃ1 、Ｃ2
は、後述するパケットデータをメインコントローラＡ、
Ｂから受信すると、そのパケットデータ内のコマンドコ
ードエリア内のコマンドを前記マイクロコントローラで
解析する。そして各ローカルモジュールａ〜ｂ、ｃ〜ｄ
へ該当するローカルデータを送信する。また各ローカル
モジュールａ〜ｂ、ｃ〜ｄからの返信データをパケット
化しメインコントローラＡ、Ｂへ返信、あるいはシリア
ル通信装置Ｃ1 、Ｃ2 内部で処理を実施しメインコント
ローラＡ、Ｂへ返信する。

【００１５】またシリアル通信装置Ａ2 、Ｂ2 は外部か
らのモード設定により、前記ＣＰＵインタフェースを介
しメインコントローラＡ、ＢのＣＰＵＡ1 、Ｂ1 にてシ
リアル通信装置Ａ2 、Ｂ2 内のメインＰＳ／ＳＰ１２部
をアクセスすることが可能になる。この場合は、ローカ
ルＰＳ／ＳＰ部１３は停止させる。

【００１６】またシリアル通信装置ａ2 〜ｂ2 、ｃ2 〜
ｄ2 は、前記ＣＰＵインタフェースを介し、ローカルモ
ジュールａ〜ｂ、ｃ〜ｄのＣＰＵａ1 〜ｂ1 、ｃ1 〜ｄ
1 にてシリアル通信装置ａ2 〜ｂ2 、ｃ2 〜ｄ2 内のロ
ーカルＰＳ／ＳＰ部１３をアクセスすることが可能とな
る。この場合は、メインＰＳ／ＳＰ部１２は停止させる
ことになる。

【００１７】図３は上記各シリアル通信装置内部の構成
図である。図３において２０はマイクロコントローラで
あり、このマイクロコントローラ２０にはメイン送受信
ドライバレシーバ・コントローラ２１が接続されてい
る。このメイン送受信ドライバレシーバ・コントローラ
２１には３ラインからなる内部バス２２の各ラインが接
続されており、これら内部バス２２の各ラインはそれぞ
れシリアルメインバスＣの一つのラインに接続されてい
る。またメイン送受信ドライバレシーバ・コントローラ
２１は出力切替２３により内部バス２２からシリアルメ
インバスＣへの出力を切替えるよう構成されている。な
お、上記メイン送受信ドライバレシーバ・コントローラ
２１は、図２に示したメインＰＳ／ＳＰ部１２に相当す
る。

【００１８】さらにメイン送受信ドライバレシーバ・コ
ントローラ２１には三つの受信バッファ1A、2A、3Aが接
続されており、これら受信バッファ1A、2A、3Aはそれぞ
れ受信バッファ4A、5A、6Aを介して受信切替２６に接続
されている。またマイクロコントローラ２０は前記受信
切替２６を制御するとともに、送信切替２５を制御する
よう構成されている。この送信切替２５は、送信バッフ
ァ２Ｂおよび送信バッファ１Ｂを介してメイン送受信ド
ライバレシーバ・コントローラ２１に接続している。ま
たマイクロコントローラ２０にはローカル送受信ドライ
バレシーバ・コントローラ２４とＣＰＵ・Ｉ／Ｆ２７が
接続されている。このＣＰＵ・Ｉ／Ｆ２７は、ＣＰＵバ
スＧを介して当該シリアル通信装置ａ2 、ｂ2 、ｃ2 、
ｄ2 に付属するマイコロコンピュータ（ＣＰＵ）ａ１、
ｂ１、ｃ１、ｄ１が接続されている。なお上記したマイ
クロコントローラ２０、各バッファ、ＣＰＵ・Ｉ／Ｆ２
７が、図２に示したマイクロコントローラ・バッファ・
ＣＰＵ−Ｉ／Ｆ部１１に相当する。

【００１９】さらにローカル送受信ドライバレシーバ・
コントローラ２４はシリアルローカルバスＤ、Ｅと送信
バッファ4B、受信バッファ7Aに接続されている。また受
信バッファ7Aは受信バッファ8Aを介して送信切替２５と
ＣＰＵ・Ｉ／Ｆ２７に接続されている。また上記受信切
替２６はＣＰＵ・Ｉ／Ｆ２７に接続しているとともに、
送信バッファ3Bを介して送信バッファ4Bに接続しいる。
また送信バッファ4Bと受信バッファ7Aは各々シリアルロ
ーカルバスＤ、Ｅに接続している。なお、上記したロー
カル送受信ドライバレシーバ・コントローラ２４が図２
に示したローカルＰＳ／ＳＰ部１３に相当する。

【００２０】図４の（ａ）は、メインコントローラＡ、
Ｂ−シリアル通信装置Ｃ1 、Ｃ2 間で通信されるパケッ
トデータＦのフォーマットを示す図であり、図４の
（ｂ）は、パケットデータＦの一構成要素でありシリア
ル通信装置Ｃ1 、Ｃ2 −ローカルモジュールａ〜ｄ間で
通信されるローカルデータを示す図である。図４の
（ａ）に示すようにパケットデータＦは、送信先ＩＤf
1、送信元ＩＤｆ2 、コマンドf3、ローカル数ｎf4、パ
ラメータf5、ローカル１データf6、ローカル２データf7
…ローカルｎデータfnから構成されている。また図４の
（ｂ）に示すように各ローカルデータは、送信先ＩＤf6
1 、コマンドf62 、データf63 から構成されている。

【００２１】次に以上のように構成されたロボット制御
システムの動作手順を図５〜図１１に示すフローチャー
トを参照し説明する。本実施例では、メインコントロー
ラＡからローカルモジュールａ〜ｂへ制御対象機器ａ3
〜ｂ3 の制御を指示するものとする。まずメインコント
ローラＡ内のＣＰＵＡ1 がシリアル通信装置Ａ2 にパケ
ットデータＦをセットする。そしてシリアル通信装置Ａ
2 はシリアルメインバスＣの空ラインをチェックし、そ
の空ラインを介してシリアル通信装置Ｃ1 へ前記パケッ
トデータＦを送信する。続いて前記パケットデータＦに
おける各ローカルデータをシリアル通信装置Ｃ1 がロー
カルバスＤを介して該当するローカルモジュールａ〜ｂ
へ送信する。そして前記ローカルデータを受信したロー
カルモジュールａ〜ｂのシリアル通信装置ａ2 〜ｂ2
が、前記ローカルデータにおけるコマンドf62 およびデ
ータf63 をＣＰＵａ1 〜ｂ1 へ伝送することにより、該
当する制御対象機器ａ3 〜ｂ3 を制御することになる。

【００２２】まず図５のステップＳ１で、各シリアル通
信装置で電源投入（パワーオン）またはリセット動作が
なされると、ステップＳ２で、各シリアル通信装置は自
身のＩＤをセーブするとともに、該当するメインコント
ローラＡまたはＢから自身の動作モードスイッチを入力
しセーブする。そしてステップＳ３で、前記各シリアル
通信装置は入力した動作モードスイッチに基づき動作設
定を行なう。

【００２３】ここで前記動作モードスイッチには
“０”、“１”、“２”、“３”の４種があり、“０”
は単独シリアル通信モード（本実施例ではシリアル通信
装置Ｃ1 、Ｃ2 にて設定）、“１”はメインＰＳ／ＳＰ
アクセスモード（本実施例ではシリアル通信装置Ａ2 、
Ｂ2 にて設定）、“２”はローカルＰＳ／ＳＰアクセス
モード（本実施例ではシリアル通信装置ａ2 〜ｂ2 、ｃ
2 〜ｄ2 にて設定）、“３”はメインＰＳ／ＳＰ折返し
チェックモードを示している。

【００２４】以下、単独シリアル通信モードに設定して
いるシリアル通信装置Ｃ1 の動作を図３と図６を参照し
説明する。図６のステップＳ４で、シリアル通信装置Ｃ
1 のマイクロコントローラ２０はメイン送受信ドライバ
レシーバ・コントローラ２１にシリアルメインバスＣの
アクセスを禁止させる。そしてステップＳ５で、マイク
ロコントローラ２０は送信切替２５にてメイン側送信バ
ッファ２Ｂ側への送信を禁止させ、ローカル送受信ドラ
イバ・コントローラ２４にて送信を送信バッファ4B側に
固定させる。さらにステップＳ６で、マイクロコントロ
ーラ２０はローカル送受信ドライバ・コントローラ２４
にてローカル側受信バッファ７Ａへの受信を禁止させ、
受信切替２６にて受信をメイン側受信バッファ1A〜3Aに
固定させる。

【００２５】そしてステップＳ７で、シリアル通信装置
Ｃ1 のマイクロコントローラ２０は、後述するようにシ
リアルローカルバスＤに接続されている各ローカルモジ
ュールａ〜ｂのＩＤをチェックし、ステップＳ８で、メ
イン送受信ドライバレシーバ・コントローラ２１にシリ
アルメインバスＣのアクセスを解除させる。これにより
シリアル通信装置Ｃ1 は送受信待ちとなる。

【００２６】以下、上記ステップＳ７におけるシリアル
通信装置Ｃ1 のマイクロコントローラ２０によるシリア
ルローカルバスＤに接続されている各ローカルモジュー
ルａ〜ｂのＩＤのチェック動作を説明する。図７のステ
ップＳ７１で、マイクロコントローラ２０は自身の登録
している各ローカルモジュールａ〜ｂのＩＤおよび自身
の有するＩＤカウンタｍをクリアし、ステップＳ７２
で、ローカル送受信ドライバレシーバ・コントローラ２
４にローカル側送信バッファ4Bへ送信先ＩＤ接続チェッ
クコードをセットさせる。そしてステップＳ７３で、前
記チェックコードをシリアルローカルバスＤへ送信す
る。

【００２７】その後ステップＳ７４で、ローカルモジュ
ールａ〜ｂから返信が有った場合、ステップＳ７６でマ
イクロコントローラ２０は該当するＩＤを登録し、上記
パケットデータＦの該当するローカルデータのデータf6
3 に返信データをセットするとともに、ＩＤカウンタｍ
に１を加算する。そしてステップＳ７７で、前記ＩＤを
前記ローカルデータの送信先ＩＤf61 にセットする。な
お上記ステップＳ７４で返信が無く、かつステップＳ７
５で所定の時間が経過した場合、ステップＳ７７で、マ
イクロコントローラ２０は送信先ＩＤf61 を該当するＩ
Ｄに更新する。そしてステップＳ７８で、更新した結果
ＩＤ終了ＣＨでない限りすなわち前記ＩＤカウンタｍ
が、ローカルバスＤに接続されているローカルモジュー
ルａ〜ｂの数を越えない限り、上記ステップＳ７２〜Ｓ
７７の処理を繰り返す。

【００２８】次に、メインＰＳ／ＳＰアクセスモードで
あるシリアル通信装置Ａ2 の動作を図３と図８を参照し
説明する。図８のステップＳ９で、シリアル通信装置Ａ
2 のマイクロコントローラ２０はメインバスメイン送受
信ドライバレシーバ・コントローラ２１にシリアルメイ
ンバスＣのアクセスを禁止させる。そしてステップＳ１
０で、マイクロコントローラ２０はローカル送受信ドラ
イバ・コントローラ２４に送受信を禁止させ、かつ送信
切替２５にて送信バッファ2B側への送信を禁止させ、送
信をＣＰＵ・Ｉ／Ｆ２７側に固定する。さらにステップ
Ｓ１１で、マイクロコントローラ２０は受信切替２６に
て受信をメインバス側に固定する。そしてステップＳ１
２で、ローカル送受信ドライバレシーバ・コントローラ
２４の動作を禁止し、ステップＳ１３で、ＣＰＵ・Ｉ／
Ｆ２７側のアクセスを解除するとともに、ステップＳ１
４で、シリアルメインバスＣのアクセスを解除する。こ
れによりシリアル通信装置Ａ2 は送受信待ちとなる。

【００２９】以下、シリアル通信装置Ｃ1 のシリアルメ
インバスＣからの受信、送信動作を図３と図９を参照し
説明する。図９のステップＳ１５で、シリアルメインバ
スＣからの受信完了信号を受信することにより、シリア
ル通信装置Ｃ1 のマイクロコントローラ２０は受信切替
２６を受信ＣＨにセットし、ステップＳ１６で、受信し
たパケットデータＦの送信元ＩＤf2をセーブする。そし
てステップＳ１７で、パケットデータＦのコマンドf3を
解析し、実行する。なお、このコマンド解析、実行動作
については後述する。

【００３０】その後ステップＳ１８で、シリアル通信装
置Ｃ1 のマイクロコントローラ２０は、パケットデータ
Ｆの送信元ＩＤf2を送信先ＩＤエリアf1に、また自身の
ＩＤを送信元ＩＤエリアf2にセットする。それとともに
ステップＳ１９で、送信データを送信バッファ1Bへセッ
トする。そしてステップＳ２０で、メイン送受信ドライ
バレシーバ・コントローラ２１へデータセット完了信号
を出力することにより、メイン送受信ドライバレシーバ
・コントローラ２１がシリアルメインバスＣの空ライン
へ前記データセット完了信号を出力する。

【００３１】以下、上述したステップＳ１７における、
パケットデータＦのコマンドf3の解析、実行動作を図３
と図１０および１１を参照し説明する。なお図１０と図
１１は同様の複数のローカルモジュールに対する処理を
示しており、図１１はｎ個のローカルモジュールに対す
る動作手順を示している。

【００３２】シリアル通信装置Ｃ1 のマイクロコントロ
ーラ２０は、図１０のステップＳ２１で、パケットデー
タＦを入力すると、前記パケットデータＦ内のコマンド
コードエリアf3をのコマンドを解析する。そしてステッ
プＳ２２で、ローカル１データエリアf6からデータを入
力し、ステップＳ２３で、このローカル１データエリア
f6の送信先ＩＤf61 の示す送信先すなわちシリアルロー
カルバスＤに接続されている該当するローカルモジュー
ルａ〜ｂへローカル１データエリアf6のデータを送信す
る。

【００３３】そしてステップＳ２４で、前記該当するロ
ーカルモジュールａ〜ｂからの返信（受信）が完了した
なら、ステップＳ２７でその受信したデータをメインバ
ス送信バッファ２Ｂへセットし、ステップＳ２８で、ロ
ーカルＩＤを更新する。さらにステップＳ２９で前記更
新をしていないローカルモジュールａ〜ｂがなくなるま
で、上記ステップＳ２３〜Ｓ２８の動作を繰り返す。な
お上記ステップＳ２４で返信（受信）が完了せず、かつ
ステップＳ２５で所定の時間が経過した場合、ステップ
Ｓ２６で、そのローカルＩＤをマスクし、上記ステップ
Ｓ２８以降の動作を行なうことになる。

【００３４】続いて図１１に示した動作手順について説
明する。シリアル通信装置Ｃ1 のマイクロコントローラ
２０は、上記ステップＳ２１でパケットデータＦを入力
すると、図１１のステップＳ３０で前記パケットデータ
Ｆ内のローカル数ｎエリアf4からローカルモジュール数
ｎを入力する。そしてステップＳ３１で、初めのローカ
ルデータエリアf6からデータを入力し、ステップＳ３２
で、このローカルデータエリアf6の送信先ＩＤf61 の示
す送信先すなわちシリアルローカルバスＤに接続されて
いる該当するローカルモジュールａ〜ｂへローカルｎデ
ータエリアf6のデータを送信する。

【００３５】そしてステップＳ３３で、前記該当するロ
ーカルモジュールａ〜ｂからの返信（受信）が完了した
なら、ステップＳ３６でその受信したデータをメインバ
ス送信バッファ２Ｂへセットし、ステップＳ３７で上記
ローカルモジュール数ｎから１を減算する。そしてステ
ップＳ３８で、ｎ＝０とならない限り、ステップＳ３９
でローカルデータエリアを更新し、新しいローカルデー
タエリアのデータについて上記ステップＳ３１〜Ｓ３７
の動作を繰り返す。なお上記ステップＳ３３で返信（受
信）が完了せず、かつステップＳ３４で所定の時間が経
過した場合、ステップＳ３５で、そのローカルＩＤをマ
スクし、上記ステップＳ３７以降の動作を行なうことに
なる。

【００３６】（実施例のまとめ）実施例に示された構成
および作用効果をまとめると次の通りである。 ［１］実施例に示されたシリアル通信装置は、メインコ
ントローラＡ、Ｂを接続するシリアルメインバスＣと各
々制御対象（ａ3 〜ｄ3 ）に直接アクセスする複数のロ
ーカルコントローラａ〜ｄを接続する複数のシリアルロ
ーカルバスＤ、Ｅを設けた制御システムの前記メインコ
ントローラＡ、Ｂおよび前記複数のローカルコントロー
ラａ〜ｄに個別に備えられるシリアル通信装置であっ
て、前記シリアルメインバスＣと当該シリアル通信装置
とのデータの入出力を制御するメインバス制御部（１
２）と、前記シリアルローカルバスＤ、Ｅと当該シリア
ル通信装置とのデータの入出力を制御するローカルバス
制御部（１３）と、前記シリアルメインバスＣと前記シ
リアルローカルバスＤ、Ｅとの間のデータの入出力を制
御するハードウェアロジックで構成されたマイクロコン
トローラ２０と、このマイクロコントローラ２０で入出
力を制御されるデータを一時的に記憶する送受信データ
バッファと、前記マイクロコントローラ２０内に設けら
れ、前記メインバス制御部（１２）、前記ローカルバス
制御部（１３）、前記送受信データバッファの動作の要
否を切替機能により制御する切替制御手段と、から構成
されている。

【００３７】したがって上記シリアル通信装置において
は、シリアルメインバスＣと当該シリアル通信装置との
データの入出力を制御するメインバス制御部（１２）
と、シリアルローカルバスＤ、Ｅと当該シリアル通信装
置とのデータの入出力を制御するローカルバス制御部
（１３）と、マイクロコントローラ２０で入出力を制御
されるデータを一時的に記憶する送受信データバッファ
の動作の要否を切替機能により制御するので、高速なシ
リアルメインバスＣとシリアルローカルバスＤ、Ｅとの
間のデータの授受をＣＰＵによるソフトウェア動作によ
らず簡略化して実行でき、実行の高速化、低消費電力化
が図れ、リアルタイム性、信頼性が大幅に改善される。
これにより、例えばロボット等のリアルタイム制御に適
した通信が行なえる。また、一つの当該シリアル通信装
置で容易に各動作機能を切替設定することができ、任意
のタイミングで任意のシリアル通信装置に送信が可能に
なり、データ同士の衝突の回避、縮減が可能になる。ま
た当該シリアル通信装置の内部機能を切替制御可能とし
たことにより、同一のシリアル通信装置でメインバスコ
ントローラ用あるいはローカルバスコントローラ用とし
て使用でき、共用によるコストダウンにも貢献できる。 ［２］実施例に示されたシリアル通信装置は上記［１］
に記載の装置であって、かつ各バスを外部のマイクロク
ンピュータから制御可能とするためのインタフェース２
７を備える。

【００３８】したがって上記シリアル通信装置において
は、前記シリアルメインバスＣを外部のマイクロクンピ
ュータから制御可能とするので、前記マイクロクンピュ
ータと当該シリアル通信装置とを個別に設けてメインバ
スコントローラ（Ａ、Ｂ）またはローカルバスコントロ
ーラ（ａ〜ｄ）を構成でき、当該シリアル通信装置を多
機能で活用することが可能となるとともに、当該シリア
ル通信装置の小型化を促進できる。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、通信効率を向上させる
ことによりリアルタイム制御を促進するシリアル通信装
置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシリアル通信装置を適用した一実施例
に係るロボット制御システムの構成を示す図。

【図２】本発明の一実施例に係る図であり、シリアル通
信装置の概略構成図。

【図３】本発明の一実施例に係る図であり、シリアル通
信装置内部の構成図。

【図４】本発明の一実施例に係る図であり、（ａ）はメ
インコントローラ−シリアル通信装置間で通信されるパ
ケットデータのフォーマットを示す図、（ｂ）はシリア
ル通信装置−ローカルモジュール間で通信されるローカ
ルデータを示す図。

【図５】本発明の一実施例に係るロボット制御システム
の動作手順を示すフローチャート。

【図６】本発明の一実施例に係るロボット制御システム
の動作手順を示すフローチャート。

【図７】本発明の一実施例に係るロボット制御システム
の動作手順を示すフローチャート。

【図８】本発明の一実施例に係るロボット制御システム
の動作手順を示すフローチャート。

【図９】本発明の一実施例に係るロボット制御システム
の動作手順を示すフローチャート。

【図１０】本発明の一実施例に係るロボット制御システ
ムの動作手順を示すフローチャート。

【図１１】本発明の一実施例に係るロボット制御システ
ムの動作手順を示すフローチャート。

【図１２】従来例に係る図であり、（ａ）はトークンパ
ッシング方式を説明するための図、（ｂ）はトークンパ
ッシング通信装置の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

Ａ…メインコントローラ Ｂ…メインコントローラ Ａ1 …マイコロコンピュータ（ＣＰＵ） Ａ2 …シリアル通信装置 Ｂ1 …マイコロコンピュータ（ＣＰＵ） Ｂ2 …シリアル通信装置 Ｃ…シリアルメインバス Ｃ1 …シリアル通信装置 Ｃ2 …シリアル通信装置 Ｄ…シリアルローカルバス Ｅ…シリアルローカルバス ａ…ローカルモジュール ａ1 …マイコロコンピュータ（ＣＰＵ） ａ2 …シリアル通信装置 ａ3 …制御対象機器 ｂ…ローカルモジュール ｂ1 …マイコロコンピュータ（ＣＰＵ） ｂ2 …シリアル通信装置 ｂ3 …制御対象機器 Ｄ…シリアルローカルバス Ｅ…シリアルローカルバス ｃ…ローカルモジュール ｃ1 …マイコロコンピュータ（ＣＰＵ） ｃ2 …シリアル通信装置 ｃ3 …制御対象機器 ｄ…ローカルモジュール ｄ1 …マイコロコンピュータ（ＣＰＵ） ｄ2 …シリアル通信装置 ｄ3 …制御対象機器 １１…マイクロコントローラ・バッファ・ＣＰＵ−Ｉ／
Ｆ部 １２…メインＰＳ／ＳＰ部 １３…ローカルＰＳ／ＳＰ部 １４…シリアルメインバス接続部 １５…シリアルローカルバス接続部 １６…ＣＰＵバス接続部 １７…モード設定用接続部 ２０…マイクロコントローラ ２１…メイン送受信ドライバレシーバ・コントローラ ２２…内部バス ２３…出力切替 ２４…ローカル送受信ドライバレシーバ・コントローラ ２５…送信切替 ２６…受信切替 ２７…ＣＰＵ・Ｉ／Ｆ １Ａ〜８Ａ…受信バッファ １Ｂ〜４Ｂ…送信バッファ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】メインコントローラを接続するシリアルメ
   インバスと各々制御対象に直接アクセスする複数のロー
   カルコントローラを接続する複数のシリアルローカルバ
   スを設けた制御システムの前記メインコントローラおよ
   び前記複数のローカルコントローラに個別に備えられる
   シリアル通信装置であって、 前記シリアルメインバスと当該シリアル通信装置とのデ
   ータの入出力を制御するメインバス制御部と、 前記シリアルローカルバスと当該シリアル通信装置との
   データの入出力を制御するローカルバス制御部と、 前記シリアルメインバスと前記シリアルローカルバスと
   の間のデータの入出力を制御するハードウェアロジック
   で構成されたマイクロコントローラと、 このマイクロコントローラで入出力を制御されるデータ
   を一時的に記憶する送受信データバッファと、 前記マイクロコントローラ内に設けられ、前記メインバ
   ス制御部、前記ローカルバス制御部、前記送受信データ
   バッファの動作の要否を切替機能により制御する切替制
   御手段と、 を具備したことを特徴とするシリアル通信装置。
2. 【請求項２】各バスを外部のマイクロクンピュータから
   制御可能とするためのインタフェースを備えたことを特
   徴とする請求項１に記載のシリアル通信装置。