JP2016110433A - モード切替方法、モード切替プログラム、このプログラムを搭載したマイクロコントローラを備えた電子制御装置、この電子制御装置を備えたモータ駆動システム及びこのモータ駆動システムを備えた工作機械 - Google Patents

Abstract

【課題】マイコンの動作モードの切替をソフトウェアによって行うことが可能なモード切替方法、モード切替プログラム、このプログラムを搭載したマイコンを備えた電子制御装置、この電子制御装置を備えたモータ駆動システム及びこのモータ駆動システムを備えた工作機械を提供する。【解決手段】ＤＳＰ２１ｂのＲＯＭ１０２に格納されたユーザプログラム１０２０は、ＣＰＵ１０１によって通常動作モードで起動されて、切替コマンドの入力に応じて、ＣＰＵ１０１を電源投入時と同じ状態に移行させ、その後、当該ユーザプログラム１０２０に組み込まれた第２ブートプログラムを起動して特定ピンの電圧状態を示すステータス情報を、入力された切替コマンドの種類に対応する情報に書き換えることで、現在の動作モードを入力された切替コマンドの種類に応じた動作モードへと切り替える。【選択図】 図２

Description

本発明は、マイクロコントローラの動作モードを切り替える技術に関する。

従来、マイクロコントローラ（以下、「マイコン」と称す）として、電源投入時に、特定ピンの電圧状態を変化させることで、起動する動作モードを、複数種類の動作モードのうちから所望の動作モードへと切り替えられるものがある。
例えば、特許文献１には、モード切替のための専用回路の技術が開示されている。かかる専用回路は、外部治具という形でシリアル通信ポートに取り付けることで電源投入時の特定ピンの電圧状態を所望の状態へと変化させている。

特開２００９−２１７５７４号公報

しかしながら、上記従来技術では、モード切替のための専用回路が必要となり余分なコストがかかるという問題があった。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、マイコンの動作モードの切替をソフトウェアによって行うことが可能なモード切替方法、モード切替プログラム、このプログラムを搭載したマイコンを備えた電子制御装置、この電子制御装置を備えたモータ駆動システム及びこのモータ駆動システムを備えた工作機械を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、電源投入時に複数種類の動作モードのうちから特定ピンの電圧状態で特定される動作モードを起動するマイクロコントローラを構成するプロセッサが、前記特定ピンがデフォルトの電圧状態のときに起動される通常動作モードのプログラムに従って、現在の動作モードを、入力された切替コマンドで指定された動作モードへと切り替える。

マイクロコントローラの動作モードの切替をソフトウェアによって行うようにしたので、動作モードの切替に専用回路が不要となり、専用回路を設けることでかかる余分なコストを不要にすることが可能となる。

本発明の第１実施形態に係るモータ駆動システム１０の具体的な構成例を示すブロック図である。 ＤＳＰ２１ｂの具体的な構成例を示すブロック図である。 ＲＯＭ１０２に格納されたプログラムの一例を示すブロック図である。 ＣＰＵ１０１のユーザプログラム１０２０に基づく切替コマンドの入力に応じた動作処理の一例を示すフローチャートである。 ＣＰＵ１０１のユーザプログラム１０２０に基づくウォッチドッグリセットを実行後の動作処理の一例を示すフローチャートである。 ＣＰＵ１０１の第２ブートプログラム１０２０ａに基づく動作処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る溝研削装置３００の具体的な構成例を示す図である。

（第１実施形態）
（構成）
本発明の第１実施形態に係るモータ駆動システム１０は、図１に示すように、モータ１と、ドライブユニット２と、端末３と、上位装置４とを含んで構成される。
モータ１は、一例として、モータコアにレゾルバの組み込まれたモータから構成されている。モータ１は、内部のレゾルバがレゾルバケーブル５及び第３コネクタＣＮ３を介してドライブユニット２に接続され、モータ本体がモータケーブル６及び第４コネクタＣＮ４を介してドライブユニット２に接続されている。
ここで、モータ１は、例えば、高分解能の検出器を内蔵し高速高精度の位置決めが可能なダイレクトドライブモータ等を適用することができる。

ドライブユニット２は、図１に示すように、制御回路２１と、パワーアンプ２２と、第１〜第５コネクタＣＮ１〜ＣＮ５とを含んで構成されている。ドライブユニット２は、上位装置４からの指令信号に基づきモータ１を駆動制御する。
端末３は、ハンディターミナルやパーソナルコンピュータ等の情報処理端末から構成され、一例として、ＲＳ２３２Ｃ規格に準拠したシリアルケーブル７及び第１コネクタＣＮ１を介してドライブユニット２に接続されている。端末３は、制御回路２１で実行されているユーザプログラムに対してコマンドの入力やユーザプログラムの転送等を行うものである。

上位装置４は、プログラマブルコントローラやモータコントローラ等の装置から構成されており、制御信号ケーブル８、パルス列入力ケーブル９及び第２コネクタＣＮ２を介してドライブユニット２に接続されている。上位装置４は、制御信号ケーブル８を介してドライブユニット２へモータ回転指令などの制御信号を出力し、パルス列入力ケーブル９を介してドライブユニット２へパルス列を出力する。

また、制御回路２１は、図１に示すように、制御基板２１ａと、制御基板２１ａ上に実装された、デジタル信号処理に特化したマイコンであるＤＳＰ２１ｂとを含んで構成されている。
ＤＳＰ２１ｂは、第２コネクタＣＮ２及び制御信号ケーブル８を介して上位装置４との間で信号の入出力を行う。また、第３コネクタＣＮ３及びレゾルバケーブル５を介して、モータ１のレゾルバとの間で信号の入出力を行い、第４コネクタＣＮ４及びモータケーブル６を介してモータ１との間で信号の入出力を行う。
ＤＳＰ２１ｂは、上位装置４からモータ回転指令が入力されると、レゾルバからの例えば３相のレゾルバ位置検出信号φＡＢＣを入力してこれに基づきモータ１の回転角度位置の検出を行う。加えて、この位置検出結果と上位装置４からのモータ回転指令とに応じて、モータ１を回転駆動させるためのモータ電流指令値を生成する。

パワーアンプ２２は、第５コネクタＣＮ５を介して制御回路２１に接続され、第５コネクタＣＮ５を介して制御回路２１からのモータ電流指令値を受信し、受信したモータ電流指令値に応じたモータ駆動電流を生成する。そして、生成したモータ駆動電流を、第４コネクタＣＮ４及びモータケーブル６を介してモータ１に供給する。

次に、図２に基づき、ＤＳＰ２１ｂの詳細な構成を説明する。
ＤＳＰ２１ｂは、図２に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、Ｉ／Ｏモジュール１０４と、ウォッチドッグモジュール１０５と、メモリバス１０６と、ペリフェラルバス１０７とを含んで構成されている。
ここで、ＤＳＰ２１ｂとして、例えば、Texas Instruments社のＤＳＰ（Digital Signal Processors）であるTMS320F2812を適用することができる。

ＣＰＵ１０１は、電源が投入されるとＲＯＭ１０２に格納されたブートプログラムを実行する。このブートプログラムは、ＤＳＰ２１ｂの複数の特定ピン（例えば４つのピン）の電圧状態に基づき、複数種類の動作モードのうちから起動する動作モードを決定する。ＣＰＵ１０１は、動作モードを決定すると、ＲＯＭ１０２から決定した動作モードに応じたプログラムをワークメモリであるＲＡＭ１０３に読み込む。そして、ＲＡＭ１０３に読み込んだプログラムに記述された命令に従って所定の制御および演算処理を行うことで各動作モードに応じた各種機能をソフトウェア上で実現する。

ＲＯＭ１０２は、一部のメモリ領域にプロテクトが施されており、このメモリ領域（以下、「プロテクト領域」と称す）に対して随時書込が出来ないようになっている一方、プロテクト領域以外の領域についてはデータの書き込み及び読み出しが随時可能となっている。また、ＲＯＭ１０２は、マイコンメーカー専用のマスクＲＯＭエリアを有しており、このマスクＲＯＭエリアに対しては、ユーザ側が後から内容を書き込んだり書き換えたりすることができないようになっている。
なお、プロテクト領域は、起動する動作モードに応じて、ユーザ側がプログラム等のデータの書き込み及びデータの読み出しを行うことが可能な領域である。但し、第１実施形態では、プロテクト領域に格納されたデータの書き換えを行う際に、予め設定したパスワードの入力が必要となっている。

また、第１実施形態において、ＲＯＭ１０２には、図３に示すように、通常動作モードに対応するユーザプログラム１０２０が格納されている。他にも、ＲＯＭ１０２には、第１ブートプログラム１０２１、動作モードの１つであるシリアル通信ポートを用いたプログラム書込モード（以下、「ＳＣＩブートモード」と称す）に対応する第１ＳＣＩブートプログラム１０２２、その他の動作モードに対応するプログラム１０２３等が格納されている。なお、第１ブートプログラム１０２１、第１ＳＣＩブートプログラム１０２２及びその他の動作モードに対応するプログラム１０２３（以下、「その他のプログラム１０２３」と称す）は、ＲＯＭ１０２のマスクＲＯＭエリアに格納されている。

ここで、ＳＣＩブートモードは、シリアル通信ポートを介して端末３から、ＲＯＭ１０２のプロテクト領域に格納されたプログラムを書き換えることができる動作モードである。
特に、第１実施形態のユーザプログラム１０２０は、ＲＯＭ１０２のプロテクト領域に格納されており、ＳＣＩブートモード以外のその他の動作モードのときに、シリアル通信ポートを介したプログラムの書き換えが出来ないようになっている。
なお、通常動作モードは、電源投入時の複数の特定ピンの電圧状態がデフォルト状態のときに起動される動作モードである。通常動作モード以外の動作モードで起動する場合は、電源投入時の複数の特定ピンの電圧状態を各動作モードに対応した状態に変更する必要がある。

ＲＡＭ１０３は、実行するプログラムやプログラムの実行に必要なデータを一時記憶するワークメモリである。
Ｉ／Ｏモジュール１０４は、モータ１、端末３及び上位装置４との間でデータの入出力を行うための各種入出力インターフェースモジュールを含んで構成されている。第１実施形態では、シリアル通信を行うためのインターフェースモジュールであるシリアル通信モジュール等を含んで構成される。即ち、このシリアル通信モジュール及び第１コネクタＣＮ１によってシリアル通信ポートが構成される。

ここで、Ｉ／Ｏモジュール１０４に対応するＤＳＰ２１ｂの各種入出力ピンのうち、端末３との間のデータ通信に用いる入出力ピンが第１コネクタＣＮ１に接続されている。
また、ＤＳＰ２１ｂの各種入出力ピンのうち、上位装置４との間のデータ通信に用いる入出力ピンが第２コネクタＣＮ２に接続され、モータ１のレゾルバとの通信に用いる入出力ピンが第３コネクタＣＮ３と接続され、モータ本体との通信に用いる入出力ピンが第４コネクタＣＮ４に接続されている。

ウォッチドッグモジュール１０５（以下、「ＷＤＭ１０５」と称す）は、図示しないウォッチドッグカウンタ（ウォッチドッグタイマともいう）を有している。ＷＤＭ１０５は、リセット操作が行われたときにはウォッチドッグカウンタをリセットし、ウォッチドッグカウンタがその最大値を超えてタイムアウトしたときには、ＣＰＵ１０１をリセットするためのリセット信号をＣＰＵ１０１に出力する。

ウォッチドッグカウンタのリセット操作は、予め設定されたキーコードからなる第１のウォッチドッグキー（ウォッチドッグタイマキー）ＫＹ１をレジスタなどで構成される所定のウォッチドッグキー書き込み領域１０５ａに書き込む。その後、予め設定されたキーコードからなる第２のウォッチドッグキー（ウォッチドッグタイマキー）ＫＹ２をウォッチドッグキー書き込み領域１０５ａ（以下、「ＷＤキー書き込み領域１０５ａ」と称す）に書き込むことで行う。

即ち、ＷＤＭ１０５は、ＷＤキー書き込み領域１０５ａに、第１のウォッチドッグキーＫＹ１、第２のウォッチドッグキーＫＹ２がこの順に書き込まれたときに、リセット操作が行われたと判断し、ウォッチドッグカウンタをリセットする。
なお、ＷＤキー書き込み領域１０５ａに第１のウォッチドッグキーＫＹ１または第２のウォッチドッグキーＫＹ２とは異なる、誤ったキーが書き込まれたときには、即時に、ＣＰＵ１０１をリセットするためのリセット信号をＣＰＵ１０１に出力する。

また、第１のウォッチドッグキーＫＹ１、或いは、第２のウォッチドッグキーＫＹ２が書き込まれたとしても、これらが、第１のウォッチドッグキーＫＹ１および第２のウォッチドッグキーＫＹ２の順に書き込まれない場合には、即時に、ＣＰＵ１０１をリセットするためのリセット信号をＣＰＵ１０１に出力する。
メモリバス１０６は、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３との間のデータ転送を行うためのバスである。
ペリフェラルバス１０７は、ＣＰＵ１０１と、Ｉ／Ｏモジュール１０４及びウォッチドッグモジュール１０５との間のデータ転送を行うためのバスである。

（ユーザプログラム１０２０について）
第１実施形態のユーザプログラム１０２０には、図３に示すように、第１ブートプログラム１０２１と同等の機能を有する第２ブートプログラム１０２０ａと、第１ＳＣＩブートプログラム１０２２と同等の機能を有する第２ＳＣＩブートプログラム１０２０ｂとが組み込まれている。更に、第１実施形態のユーザプログラム１０２０には、その他のプログラム１０２３に含まれる各動作モードに対応する他のブートプログラムのうち切替コマンドでサポートしているブートプログラム１０２０ｃが組み込まれている。このサポートしているその他のブートプログラム１０２０ｃは、その他のプログラム１０２３に含まれる各対応するサポート対象のブートプログラムと同等の機能を有している。

そして、端末３を介した各種切替コマンドの入力に応じて、組み込まれた第２ブートプログラム１０２０ａを起動して、現在の動作モードを入力された切替コマンドの種類に対応する動作モードへと切り替える。即ち、ユーザプログラム１０２０に組み込まれたサポートしている各種ブートプログラムのうち、入力された切替コマンドの種類に対応するブートプログラムを起動する。このように、第１実施形態のユーザプログラム１０２０は、マイコンの動作モードを切り替えるプログラムとしての機能を有している。

また、第１実施形態では、モータ１が停止状態（サーボオフ状態）でかつ他の処理が実行されていない状態のときに、端末３を介してコマンドの入力が可能となっている。特に、第１実施形態では、動作モードを切り替えるための各種切替コマンドの入力が可能となっており、ＤＳＰ２１ｂは、ユーザプログラム１０２０に記述された命令に従って、入力された切替コマンドの種類に応じたモード切替処理を実行するようになっている。
ここで、ユーザプログラム１０２０の適用対象のマイコン（例えば、上記TMS320F2812など）は、一般に、通常動作モードで起動した場合（ユーザプログラムが実行された場合）に他の動作モードに切り替えるためには、物理手段による電源の再投入及び特定ピンの電圧状態の変更が必要となる。

これに対して、第１実施形態のユーザプログラム１０２０は、通常動作モードで起動した場合でも、物理手段による電源の再投入及び特定ピンの電圧状態の変更をすることなく、切替コマンドの入力によって、通常動作モードから任意の動作モードへとソフトウェアによって切り替える機能を有している。
ここで、ユーザプログラム１０２０の適用対象のマイコンの中には、ユーザプログラム上から単にブートプログラムを起動しただけでは、ユーザプログラム実行時の割り込み処理等の影響で、動作モードの切り替えができないものがある（例えば、上記TMS320F2812など）。このようなマイコンで動作モードを切り替えるためには、電源投入時と同じ状態を作り出した上でブートプログラムを起動する必要がある。そこで、第１実施形態のユーザプログラム１０２０では、ＷＤＭ１０５のウォッチドッグリセットを利用して、電源投入時と同じ状態を作り出している。具体的に、ＷＤキー書き込み領域１０５ａに、意図的に誤ったキー（異常値）を書き込むことで強制的にウォッチドッグリセットを発動させている。

ウォッチドッグリセットは、ＤＳＰ２１ｂへの電源供給を維持したまま行われるリセットであるため、ＲＡＭ１０３に読み込まれたユーザプログラム１０２０や、ユーザプログラム１０２０によってＲＡＭ１０３に書き込まれたメモリ情報はそのまま残る。従って、ウォッチドッグリセット後に、ユーザプログラム１０２０上から次の命令の実行が可能である。

また、電源投入時と同じ状態を作り出しても特定ピンの電圧状態が所望の動作モードに対応する状態となっていないと、第２ブートプログラム１０２０ａによって再び通常動作モードが起動してしまう。そこで、第１実施形態のユーザプログラム１０２０では、ウォッチドッグリセット後でかつ起動する動作モードの確定前に、第２ブートプログラム１０２０ａが、起動する動作モードを決定する際に参照する特定ピンのステータス情報（特定ピンのｈｉｇｈ、Ｌｏｗを示す値）を、入力された切替コマンドの種類に対応する情報へと書き換えるようにしている。そのため、第１実施形態では、ウォッチドッグリセット後に、入力された切替コマンドの種類を参照するために、入力された切替コマンドの種類を示す情報を予めＲＡＭ１０３等のメモリに記憶しておく。

第２ブートプログラム１０２０ａは、第１ブートプログラム１０２１と同等の機能を有しているため、ステータス情報の書き換え後は、書き換えられたステータス情報で特定される動作モードを起動する。但し、第１実施形態の第２ブートプログラム１０２０ａは、ユーザプログラム１０２０に組み込まれた、第２ＳＣＩブートプログラム１０２０ｂ及びサポートしているその他のブートプログラム１０２０ｃのうちから書き換えられたステータス情報で特定される動作モードを起動するように構成されている。

このように各種ブートプログラムをユーザプログラム１０２０に組み込むのは、第１ブートプログラム１０２１、第１ＳＣＩブートプログラム１０２２及びその他のプログラム１０２３が、マイコンメーカーが主導権を握るマスクＲＯＭエリアに書き込まれているためである。マスクＲＯＭエリアに書き込まれたプログラムは、メーカー側が予告無く変更する恐れがあり、マスクＲＯＭエリアから直接ブートプログラムを呼び出す構成とした場合に、変更が行われる度にユーザプログラム１０２０を修正する必要がある。そこで、第１実施形態では、メーカー側の内容変更の影響を最小限に抑えるために、必要なブートプログラムをユーザプログラム１０２０に組み込むようにしている。

（モード切替処理について）
次に、図４に基づき、ＣＰＵ１０１のユーザプログラム１０２０に基づく切替コマンドの入力に応じた動作処理の流れを説明する。
ＣＰＵ１０１において、通常動作モードが起動してユーザプログラム１０２０が実行されると、図４に示すように、まず、ステップＳ１００に移行する。
ステップＳ１００では、ＣＰＵ１０１において、切替コマンドが入力されたか否かを判定する。そして、入力されたと判定した場合（Ｙｅｓ）は、切替コマンドの種類を示す情報をＲＡＭ１０３の所定領域に書き込んでからステップＳ１０２に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、入力されるまで判定処理を繰り返す。

ステップＳ１０２に移行した場合は、ＣＰＵ１０１において、ウォッチドッグリセットであることを通知する値（以下、「ＷＤＲ通知値」と称す）をＲＡＭ１０３の所定領域に書き込んで、ステップＳ１０４に移行する。
ステップＳ１０４では、ＣＰＵ１０１において、ＲＯＭ１０２への書き込み等、周辺素子の機能を停止して、ステップＳ１０６に移行する。
ステップＳ１０６では、ＣＰＵ１０１において、ＷＤキー書き込み領域１０５ａに、第１のウォッチドッグキーＫＹ１及び第２のウォッチドッグキーＫＹ２として、誤った値のキーを書き込む。これによって、ＷＤＭ１０５に、ウォッチドッグリセットを実行させて、一連の処理を終了する。

次に、図５に基づき、ＣＰＵ１０１のユーザプログラム１０２０に基づくウォッチドッグリセットを実行後の動作処理の流れを説明する。
ＷＤＭ１０５においてウォッチドッグリセットが実行されて、ＣＰＵ１０１がリセットされると、引き続きＲＡＭ１０３に読み込まれた状態のユーザプログラム１０２０が実行され、図５に示すように、まず、ステップＳ２００に移行する。

ステップＳ２００では、ＣＰＵ１０１において、ＲＡＭ１０３の所定領域に書き込まれたＷＤＲ通知値に基づき、実行されたウォッチドッグリセットが、切替コマンドの入力に応じたウォッチドッグリセットか否かを判定する。そして、切替コマンドの入力に応じたウォッチドッグリセットであると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０２に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、処理を終了する。

ステップＳ２０２に移行した場合は、ＣＰＵ１０１において、ウォッチドッグ機能の設定プロテクトを解除すると共に、ウォッチドッグリセットの発動を禁止する設定を行う。その後、ウォッチドッグ機能の設定プロテクトを設定して、ステップＳ２０４に移行する。
即ち、ウォッチドッグ機能の設定変更ができるようにプロテクトを解除してから、ウォッチドッグリセットの発動を禁止する設定を行い、再びウォッチドッグ機能の設定変更ができないようにプロテクトを設定する。
ステップＳ２０４では、ＣＰＵ１０１において、ユーザプログラム１０２０に組み込まれた第２ブートプログラム１０２０ａを起動して、一連の処理を終了する。

次に、図６に基づき、ＣＰＵ１０１の第２ブートプログラム１０２０ａに基づく動作処理の流れを説明する。
ＣＰＵ１０１において、第２ブートプログラム１０２０ａが起動されると、図６に示すように、まず、ステップＳ３００に移行する。
ステップＳ３００では、ＣＰＵ１０１において、特定ピンのステータス情報を読み込んで、ステップＳ３０２に移行する。
ステップＳ３０２では、ＣＰＵ１０１において、ＲＡＭ１０３に記憶した入力された切替コマンドの種類を示す情報に基づき、特定ピンのステータス情報を、入力された切替コマンドの種類に対応する情報に書き換えて、ステップＳ３０４に移行する。

ステップＳ３０４では、ＣＰＵ１０１において、ステップＳ３０２で書き換えた特定ピンのステータス情報に応じた動作モードを起動して、一連の処理を終了する。
具体的に、ＣＰＵ１０１は、ユーザプログラム１０２０に組み込まれた第２ＳＣＩブートプログラム１０２０ｂ及びサポートしている他のブートプログラム１０２０ｃのうちから、書き換えたステータス情報で特定されるブートプログラムを起動する。

（動作）
次に、第１実施形態に係るモータ駆動システム１０の具体的な動作例を説明する。
ドライブユニット２の電源が投入されると、ＤＳＰ２１ｂにおいて、ＲＯＭ１０２に格納された第１ブートプログラム１０２１が実行される。このとき、外部回路（治具）等によって、特定ピンの電圧状態が変更されていなければ、デフォルトの通常動作モードが起動して、ＲＯＭ１０２に格納されたユーザプログラム１０２０が実行される。

ユーザプログラム１０２０が実行されると、ＤＳＰ２１ｂにおいて、モータ１、端末３及び上位装置４からの信号の入力が受け付けられ、入力された信号に応じた処理が実行される。例えば、上位装置４からのモータ回転指令が入力されると、入力されたモータ回転指令に応じてモータ１を駆動制御する処理が実行される。
一方、モータ１が停止した状態でかつ他の処理が実行されていない状態において、ユーザにより、端末３を介して、例えば、動作モードをＳＣＩブートモードに切り替える切替コマンド（以下、「ＳＣＩブートコマンド」と称す）が入力されたとする（ステップＳ１００のＹｅｓ）。

ＳＣＩブートコマンドが入力されると、ＤＳＰ２１ｂのＣＰＵ１０１は、ユーザプログラム１０２０に従って、まず、ＳＣＩブートコマンドを示す情報をＲＡＭ１０３の所定領域に書き込み、続いて、ＷＤＲ通知値をＲＡＭ１０３の所定領域に書き込む（ステップＳ１０２）。引き続き、ＣＰＵ１０１は、周辺素子の機能を停止してから（ステップＳ１０４）、ＷＤキー書き込み領域１０５ａに、異常値を書き込み、ウォッチドッグリセットを強制的に発動する（ステップＳ１０６）。
即ち、ＷＤＭ１０５は、ＷＤキー書き込み領域１０５ａに異常値が書き込まれたことに応じて、ＣＰＵ１０１に対してリセット信号を出力する。これによって、ＣＰＵ１０１がリセットされる。

ウォッチドッグリセット後に、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０２に読み込まれているユーザプログラム１０２０に従って、まず、ＲＡＭ１０２の所定領域に書き込まれたＷＤＲ通知値に基づき、ウォッチドッグリセットが、切替コマンドによるリセットか否かを判定する（ステップＳ２００）。
ここでは、ＳＣＩブートコマンドの入力に応じたウォッチドッグリセットであるため（ステップＳ２００のＹｅｓ）、ＣＰＵ１０１は、引き続きＷＤＭ１０５の動作を停止してから（ステップＳ２０２）、第２ブートプログラム１０２０ａを起動する（ステップＳ２０４）。

ＣＰＵ１０１は、第２ブートプログラム１０２０ａを起動すると、起動した第２ブートプログラム１０２０ａに従って、まず、特定ピンのステータス情報をＲＡＭ１０３の所定領域に読み込む。次に、ＲＡＭ１０３の所定領域に書き込まれたＳＣＩブートコマンドを示す情報に基づき、読み込んだ特定ピンのステータス情報を、第２ＳＣＩブートプログラム１０２０ｂを起動するステータス情報に強制的に書き換える（ステップＳ３０２）。
これにより、ＣＰＵ１０１は、第２ブートプログラム１０２０ａに従って、起動する動作モードが、第２ＳＣＩブートプログラム１０２０ｂを起動するモード（即ち、ＳＣＩブートモード）であると認識して、ユーザプログラム１０２０に組み込まれた第２ＳＣＩブートプログラム１０２０ｂを起動する（ステップＳ３０４）。

以降は、起動した第２ＳＣＩブートプログラム１０２０ｂに従って、端末３を介して入力したユーザのパスワードが正しい場合に、ＲＯＭ１０２のプロテクト領域のプロテクトが解除され、シリアル通信ポートを介したユーザプログラム１０２０の書き換えが実行可能となる。
ここで、第１実施形態において、ＤＳＰ２１ｂがマイクロコントローラに対応し、ＣＰＵ１０１がプロセッサに対応し、ユーザプログラム１０２０がモード切替プログラムに対応し、ドライブユニット２が電子制御装置に対応する。

（第１実施形態の作用及び効果）
（１）電源投入時に複数種類の動作モードのうちから特定ピンの電圧状態で特定される動作モードを起動するＤＳＰ２１ｂを構成するＣＰＵ１０１が、特定ピンがデフォルトの電圧状態のときに起動される通常動作モードに対応するユーザプログラム１０２０に記述された命令に従って、予め設定した切替コマンドの入力に応じて、現在の動作モードを、入力された切替コマンドで指定された動作モードに切り替える。

この構成によって、ユーザプログラム１０２０を実行後に、切替コマンドを入力することで、ソフトウェア上でＤＳＰ２１ｂの現在の動作モードを切替コマンドで指定される動作モードに切り替えることが可能となる。
これによって、モード切替のための専用回路を不要とすることが可能となり、専用回路を設けることで生じるコストを低減することが可能となる。また、特定ピンの電圧状態を専用回路等の物理手段で変更する必要が無いため容易に動作モードの切替が可能となる。

（２）電源投入時に複数種類の動作モードのうちから特定ピンの電圧状態を示すステータス情報で特定される動作モードを起動する第１ブートプログラム１０２１を備えたＤＳＰ２１ｂを構成するＣＰＵ１０１が、特定ピンがデフォルトの電圧状態のときに起動される通常動作モードに対応するユーザプログラム１０２０に記述された命令に従って、予め設定した切替コマンドの入力に応じて、当該ＣＰＵ１０１を、ＤＳＰ２１ｂへの電源供給を維持した状態で電源投入時と同じ状態に移行させる。更に、ＣＰＵ１０１が、電源投入時と同じ状態に移行後に、ユーザプログラム１０２０に記述された命令に従って、ユーザプログラム１０２０に組み込まれた第１ブートプログラム１０２１と同等の機能を有する第２ブートプログラム１０２０ａを起動する。なお更に、ＣＰＵ１０１が、第２ブートプログラム１０２０ａを起動後でかつ起動する動作モードの確定前に、例えば、第２ブートプログラム１０２０ａに記述された命令に従って、ステータス情報を、入力された切替コマンドの種類に対応する内容に書き換える。
この構成によって、第２ブートプログラム１０２０ａが第１ブートプログラム１０２１と同等の機能を有することから、ＣＰＵ１０１が、ステータス情報の書き換え後に、第２ブートプログラム１０２０ａに記述された命令に従って、書き換え後のステータス情報によって特定される動作モードを起動する。

即ち、ユーザプログラム１０２０上から、ＣＰＵ１０１を電源投入時と同じ状態に移行させた後に、ステータス情報を、入力された切替コマンドの種類に対応する内容に書き換え、書き換えたステータス情報に対応する動作モードを起動することが可能となる。
これによって、ユーザプログラム１０２０上で切替コマンドを入力するだけで、ソフトウェア上で動作モードの切替が可能となる。その結果、モード切替のための専用回路を不要とすることが可能となり、専用回路を設けることで生じるコストを低減することが可能となる。また、特定ピンの電圧状態を専用回路等の物理手段で変更する必要が無いため容易に動作モードの切替が可能となる。

（３）ユーザプログラム１０２０は、電源投入時に複数種類の動作モードのうちから特定ピンの電圧状態で特定される動作モードを起動するＤＳＰ２１ｂの現在の動作モードを、予め設定した切替コマンドの入力に応じて、該切替コマンドで指定された動作モードに切り替える処理をＤＳＰ２１ｂを構成するＣＰＵ１０１に実行させるためのプログラムを含む。
この構成によって、ＣＰＵ１０１においてユーザプログラム１０２０が実行されると、切替コマンドの入力に応じて、ＤＳＰ２１ｂの現在の動作モードを切替コマンドで指定される動作モードへと切り替えることが可能となる。即ち、ソフトウェア上で、ＤＳＰ２１ｂの動作モードを切り替えることが可能となる。
これによって、モード切替のための専用回路を不要とすることが可能となり、専用回路を設けることで生じるコストを低減することが可能となる。また、特定ピンの電圧状態を専用回路等の物理手段で変更する必要が無いため容易に動作モードの切替が可能となる。

（４）ユーザプログラム１０２０は、電源投入時に複数種類の動作モードのうちから特定ピンの電圧状態を示すステータス情報で特定される動作モードを起動する第１ブートプログラム１０２１を備えたＤＳＰ２１ｂを構成するＣＰＵ１０１であって、特定ピンのデフォルトの電圧状態に対応する通常動作モードで起動した状態のＣＰＵ１０１を、予め設定した切替コマンドの入力に応じて、ＤＳＰ２１ｂへの電源供給を維持した状態で電源投入時と同じ状態に移行させる第１ステップと、電源投入時と同じ状態に移行後に、第１ブートプログラム１０２１と同等の機能を有する第２ブートプログラム１０２０ａを起動する第２ステップと、電源投入時と同じ状態に移行後でかつ起動する動作モードの確定前に、ステータス情報を、第１ステップにおいて入力された切替コマンドの種類に対応する内容に書き換える第３ステップとを有する処理をＣＰＵ１０１に実行させるためのプログラムを含む。

この構成によって、ＣＰＵ１０１においてユーザプログラム１０２０が実行されると、ＣＰＵ１０１が、予め設定した切替コマンドの入力に応じて、ユーザプログラム１０２０に記述された命令に従って、ＣＰＵ１０１を電源投入時と同じ状態に移行させる。更に、電源投入時と同じ状態に移行後に、第２ブートプログラム１０２０ａを起動し、電源投入時と同じ状態に移行後でかつ起動する動作モードの確定前に、ステータス情報を、入力された切替コマンドの種類に対応する内容に書き換えることが可能となる。
ここで、第２ブートプログラム１０２０ａが第１ブートプログラム１０２１と同等の機能を有することから、ＣＰＵ１０１が、ステータス情報の書き換え後に、第２ブートプログラム１０２０ａに記述された命令に従って、書き換え後のステータス情報によって特定される動作モードを起動する。

即ち、ユーザプログラム１０２０上から、ＣＰＵ１０１を電源投入時と同じ状態に移行させた後に、ステータス情報を、入力された切替コマンドの種類に対応する内容に書き換え、書き換えたステータス情報に対応する動作モードを起動することが可能となる。
これによって、ユーザプログラム１０２０上で切替コマンドを入力するだけで、ソフトウェア上で動作モードの切替が可能となる。その結果、モード切替のための専用回路を不要とすることが可能となり、専用回路を設けることで生じるコストを低減することが可能となる。また、特定ピンの電圧状態を専用回路等の物理手段で変更する必要が無いため容易に動作モードの切替が可能となる。

（５）ＤＳＰ２１ｂは、ＷＤキー書き込み領域１０５ａへの第１のウォッチドッグキーＫＹ１及び第２のウォッチドッグキーＫＹ２の書き込み内容に基づきＣＰＵ１０１の異常を判定した時にＤＳＰ２１ｂへの電源供給を維持した状態でＣＰＵ１０１をリセットするＷＤＭ１０５を備える。そして、ユーザプログラム１０２０は、例えば、ＷＤキー書き込み領域１０５ａに、第１のウォッチドッグキーＫＹ１及び第２のウォッチドッグキーＫＹ２として異常値を書き込むことで、ＷＤＭ１０５によるＣＰＵ１０１のリセット動作を強制的に発動させて、ＣＰＵ１０１を電源投入時と同じ状態に移行させるプログラムを含む。
この構成によって、容易且つ確実に、ＣＰＵ１０１を電源投入時と同じ状態に移行させることが可能となる。

（６）ユーザプログラム１０２０は、少なくとも通常動作モードにおいてＤＳＰ２１ｂの内部メモリであるＲＯＭ１０２におけるプログラム等のデータの書き込みが禁止されたプロテクト領域に格納されている。また、ＤＳＰ２１ｂは、端末３との間でシリアル通信を行うためのシリアル通信モジュールを含むＩ／Ｏモジュール１０４を備える。また、複数種類の動作モードは、シリアル通信モジュールを介して端末３からプロテクト領域にプログラムを書込可能なプログラム書込モードを含む。

この構成によって、ユーザプログラム１０２０上で、起動する動作モードをプログラム書込モードへと切り替えるための切替コマンドであるＳＣＩブートコマンドを入力することで、現在起動された動作モード（通常動作モード）をプログラム書込モード（ＳＣＩブートモード）へと切り替えることが可能となる。
これによって、ソフトウェア上で、通常動作モードをプログラム書込モードへと切り替えることが可能となる。その結果、例えば、ドライブユニット２を組み立て後に、何らかの理由でプロテクト領域に格納されたユーザプログラム１０２０を書き換えたい場合に、ケースの取り外し作業及びケースの組み立て作業を発生させずに、シリアル通信ポートを介して、手軽にユーザプログラムを書き換えることが可能となる。

ここで、通常実装されているプログラム書込専用ポート（例えばＪＴＡＧポート）は、外部端末と接続するためのコネクタが回路基板上にのみ設けられるため、製品の組み立て後にプログラムを書き換えたい場合は、製品のケースを取り外す等して、回路基板上のコネクタを剥き出しにする必要がある。これに対して、シリアル通信モジュール（即ちシリアル通信ポート）は、通常、外部端末と接続するためのコネクタがケースの外側に設けられている。
但し、シリアル通信ポートを用いたプログラムの書込機能は、シリアル通信ポート本来の用途とは異なる。そのため、プログラム書込モードを備えるマイコンは、起動時（電源投入時）に、動作モードを、シリアル通信ポート本来の用途に対応するデフォルトの通常動作モードから、プログラム書込モードへと切り替えるようになっている。

（７）電子制御装置の１種であるドライブユニット２は、ユーザプログラム１０２０を搭載したＤＳＰ２１ｂを備えている。
この構成によって、上記（３）〜（６）に記載したユーザプログラム１０２０による作用及び効果と同等の作用及び効果を得ることが可能である。
（８）モータ駆動システム１０は、ユーザプログラム１０２０を搭載したＤＳＰ２１ｂを備えたドライブユニット２を備えている。
この構成によって、上記（３）〜（６）に記載したユーザプログラム１０２０による作用及び効果と同等の作用及び効果を得ることが可能である。

（第２実施形態）
次に、図７に基づき、本発明の第２実施形態に係る溝研削装置３００について説明する。
第２実施形態に係る溝研削装置３００は、上記第１実施形態のモータ駆動システム１０を、工作機械の１種である溝研削装置に適用したものである。
以下、上記第１実施形態と同様の構成部については、同じ符号を付して適宜説明を省略する。

溝研削装置３００は、例えば、転がり軸受の軌道輪（外輪及び内輪）等のワークの周面に転動体の転動路となる溝を、砥石による研削加工によって形成する工作機械である。
この溝研削装置３００は、図７に示すように、溝研削部２００と、ワーク支持部２５０と、モータ駆動システム１０とを含んで構成される。
溝研削部２００は、砥石ヘッド２０１と、回転軸としての砥石スピンドル２０２と、該砥石スピンドル２０２を内部に収容する砥石スピンドルハウジング２０３と、砥石スピンドル２０２の回転駆動源である砥石スピンドル用モータ２０５と、を含んで構成される。

砥石ヘッド２０１は、円盤状の溝研削用砥石２０１ａと、この溝研削用砥石２０１ａを砥石スピンドル２０２に取り付けるための砥石取付軸２０１ｂとから構成されている。
かかる構成によって、溝研削部２００は、砥石スピンドル用モータ２０５によって砥石スピンドル２０２を回転駆動することで、砥石取付軸２０１ｂを介して砥石スピンドル２０２の先端に取り付けられた溝研削用砥石２０１ａを回転する。すなわち、この回転する溝研削用砥石２０１ａをワーク４００の周面に接触させることで、接触面を研削加工して溝を形成する。

ワーク支持部２５０は、支持台２５１と、支持台２５１上に設けられたテーブル２５２と、テーブル２５２上に設けられたワーク支持用部材２５３と、テーブル２５２を回転自在に支持するワーク回転用スピンドル２５４とを含んで構成される。更に、ワーク支持部２５０は、ワーク回転用スピンドル２５４を内部に収容するワーク回転用スピンドルハウジング２５５と、ワーク回転用スピンドル２５４を回転駆動するモータ１とを含んで構成される。

第２実施形態のモータ１は、上記第１実施形態と同様に、ドライブユニット２によって駆動制御される。即ち、上位装置４からモータ回転指令が入力されると、レゾルバからの例えば３相のレゾルバ位置検出信号φＡＢＣを入力してこれに基づきモータ１の回転角度位置の検出を行う。加えて、この位置検出結果と上位装置４からのモータ回転指令とに応じて、モータ１を回転駆動させるためのモータ電流指令値を生成する。そして、パワーアンプ２２で、モータ電流指令値に応じたモータ駆動電流を生成し、生成したモータ駆動電流を、モータケーブル６を介してモータ１に供給する。これによって、モータ１が回転駆動し、ワーク回転用スピンドル２５４を回転駆動する。
また、第２実施形態の上位装置４は、溝研削部２００の砥石スピンドル用モータ２０５のモータ駆動回路（不図示）に対してもモータ回転指令を出力するようになっている。

なお、ユーザプログラム１０２０に基づくＣＰＵ１０１のモード切替動作については、上記第１実施形態と同様となるので説明を省略する。
ここで、第２実施形態において、ＤＳＰ２１ｂがマイクロコントローラに対応し、ＣＰＵ１０１がプロセッサに対応し、ユーザプログラム１０２０がモード切替プログラムに対応する。
また、第２実施形態において、ドライブユニット２が電子制御装置に対応し、溝研削装置３００が工作機械に対応する。

（第２実施形態の効果）
（１）工作機械の１種である溝研削装置３００は、ユーザプログラム１０２０を搭載したＤＳＰ２１ｂを備えたドライブユニット２を含むモータ駆動システム１０を備えている。
この構成によって、上記第１実施形態のモータ駆動システム１０と同等の作用及び効果を得ることが可能である。

（変形例）
（１）上記各実施形態では、ユーザプログラム１０２０を、モータ駆動システム１０を構成するドライブユニット２のＤＳＰ２１ｂに適用する構成としたが、この構成に限らない。他のシステムを構成する電子制御装置のマイコンに適用する構成としてもよい。
（２）上記各実施形態では、ウォッチドッグリセットを利用して、ＣＰＵ１０１を電源投入時と同じ状態に移行する構成としたが、この構成に限らない。例えば、ユーザプログラム１０２０上から、電源投入時と同じ状態となるように割込み処理を全て停止するなど、他の構成としてもよい。
（３）上記第２実施形態では、モータ駆動システム１０を工作機械の１種である溝研削装置に適用する構成としたが、この構成に限らない。例えば、金属、木材、石材、樹脂等に対して、モータを駆動源として、切断、穿孔、研削、研磨、圧延、鍛造、折り曲げ等の加工を施す他の工作機械に適用してもよい。

（４）上記各実施形態では、ウォッチドッグリセットを利用して、ＣＰＵ１０１を電源投入時と同じ状態に移行してから第２ブートプログラム１０２０ａを起動する構成としたが、この構成に限らない。例えば、電源投入時と同じ状態に移行せずともユーザプログラム１０２０上からブートプログラムを正常起動可能なマイコンの場合は、切替コマンドの入力に応じて、ウォッチドッグリセットを行わずに、ユーザプログラム１０２０上から第２ブートプログラム１０２０ａを起動する構成としてもよい。

（５）上記各実施形態では、ユーザプログラム１０２０に、第２ＳＣＩブートプログラム１０２０ｂ及びサポートしているその他のブートプログラム１０２０ｃを組み込み、この組み込んだブートプログラムを呼び出す構成としたが、この構成に限らない。例えば、マスクＲＯＭエリアに格納されたＳＣＩブートプログラム１０２２及びその他のプログラム１０２３から直接呼び出す構成としてもよい。この構成とすることで、ユーザプログラム１０２０に必要なメモリ容量を少なくすることが可能となる。

（６）上記各実施形態では、ＳＣＩブートモードを含むサポートしている複数種類の動作モードのうちから所望の動作モードへと切り替える構成を説明したが、この構成に限らない。例えば、ＳＣＩブートモードのみに動作モードを切り替える構成など、特定の１つの動作モードのみに切り替え可能な構成としてもよい。この構成とすることで、ユーザプログラム１０２０に必要なメモリ容量を節約することが可能となる。

また、上記各実施形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、上記の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、上記の説明で用いる図面は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
また、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１ モータ、２ ドライブユニット、３ 端末、４ 上位装置、１０ モータ駆動システム、２１ 制御回路、２１ｂ ＤＳＰ、ＣＮ１〜ＣＮ５ 第１〜第５コネクタ、７ シリアルケーブル、１０１ ＣＰＵ、１０２ ＲＯＭ、１０４ Ｉ／Ｏモジュール、１０５ ウォッチドッグモジュール、３００ 溝研削装置、１０２０ ユーザプログラム、１０２０ａ 第２ブートプログラム、１０２０ｂ 第２ＳＣＩブートプログラム、１０２０ｃ
サポートしているその他のブートプログラム、１０２１ 第１ブートプログラム、１０２２ 第１ＳＣＩブートプログラム

Claims (9)

1. 電源投入時に複数種類の動作モードのうちから特定ピンの電圧状態で特定される動作モードを起動するマイクロコントローラを構成するプロセッサが、前記特定ピンがデフォルトの電圧状態のときに起動される通常動作モードのプログラムに記述された命令に従って、予め設定した切替コマンドの入力に応じて、現在の動作モードを、入力された前記切替コマンドで指定された動作モードに切り替えるモード切替方法。
2. 電源投入時に複数種類の動作モードのうちから特定ピンの電圧状態を示すステータス情報で特定される動作モードを起動する第１ブートプログラムを備えるマイクロコントローラを構成するプロセッサが、前記特定ピンがデフォルトの電圧状態のときに起動される通常動作モードのプログラムに記述された命令に従って、予め設定した切替コマンドの入力に応じて、当該プロセッサを、前記マイクロコントローラへの電源供給を維持した状態で電源投入時と同じ状態に移行させる第１ステップと、
   前記プロセッサが、電源投入時と同じ状態に移行後に、前記通常動作モードのプログラムに組み込まれた前記第１ブートプログラムと同等の機能を有する第２ブートプログラムを起動する第２ステップと、
   前記プロセッサが、電源投入時と同じ状態に移行後でかつ起動する動作モードの確定前に、前記ステータス情報を、前記第１ステップにおいて入力された前記切替コマンドの種類に対応する内容に書き換える第３ステップと、を備えるモード切替方法。
3. 電源投入時に複数種類の動作モードのうちから特定ピンの電圧状態で特定される動作モードを起動するマイクロコントローラの現在の動作モードを、予め設定した切替コマンドの入力に応じて、該切替コマンドで指定された動作モードに切り替える処理を前記マイクロコントローラを構成するプロセッサに実行させるためのプログラムを含むモード切替プログラム。
4. 電源投入時に複数種類の動作モードのうちから特定ピンの電圧状態を示すステータス情報で特定される動作モードを起動する第１ブートプログラムを備えたマイクロコントローラを構成するプロセッサであって、前記特定ピンのデフォルトの電圧状態に対応する通常動作モードで起動した状態の前記プロセッサを、予め設定した切替コマンドの入力に応じて、前記マイクロコントローラへの電源供給を維持した状態で電源投入時と同じ状態に移行させる第１ステップと、
   電源投入時と同じ状態に移行後に、前記第１ブートプログラムと同等の機能を有する第２ブートプログラムを起動する第２ステップと、
   電源投入時と同じ状態に移行後でかつ起動する動作モードの確定前に、前記ステータス情報を、前記第１ステップにおいて入力された前記切替コマンドの種類に対応する内容に書き換える第３ステップとを有する処理を前記プロセッサに実行させるためのプログラムを含むモード切替プログラム。
5. 前記マイクロコントローラは、ウォッチドッグキーの書き込み内容に基づき前記プロセッサの異常を判定した時に前記マイクロコントローラへの電源供給を維持した状態で前記プロセッサをリセットするウォッチドッグモジュールを備え、
   前記第１ステップにおいて、前記ウォッチドッグモジュールによる前記プロセッサのリセット動作を強制的に発動させることで、前記プロセッサを電源投入時と同じ状態に移行させる請求項４に記載のモード切替プログラム。
6. 当該モード切替プログラムは、前記特定ピンがデフォルトの電圧状態のときに起動される通常動作モードのプログラムに組み込まれており、
   前記通常動作モードのプログラムは、少なくとも前記通常動作モードにおいて前記マイクロコントローラの内部メモリにおけるデータの書き込みが禁止されたプロテクト領域に格納されており、
   前記マイクロコントローラは、外部端末との間でシリアル通信を行うためのシリアル通信モジュールを備え、
   前記複数種類の動作モードは、前記シリアル通信モジュールを介して外部端末から前記プロテクト領域にプログラムを書込可能なプログラム書込モードを含む請求項３乃至５のいずれか１項に記載のモード切替プログラム。
7. 請求項３乃至６のいずれか１項に記載のモード切替プログラムを備えた電子制御装置。
8. 請求項７に記載の電子制御装置を備えたモータ駆動システム。
9. 請求項８に記載のモータ駆動システムを備えた工作機械。

Images