JP2021175127A - 産業用ネットワークに接続されるスレーブ装置を制御するマスタ装置及び当該マスタ装置に備えられる通信モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
・一般に、産業用ネットワークのマスタ装置が有するプロセッサの性能は徐々に高くなっているが、制御対象であるスレーブ装置の増加やより複雑で高速な制御の必要性が高くなってきており、リアルタイム制御に従う制御周期を満たしつつ、通信制御を行うことが困難になる場合がある。
・マスタ装置が有するプロセッサの性能が十分に高いとしても、リアルタイム制御に従う制御周期を維持することは困難であると考えられる。ジッターが生じ得るからである。
[第1の実施形態]
Locked Loop)11と、複数のマスタIP10(複数のマスタ回路の一例)と、同期回路15と、複数のMAC5と、バス16(例えば、PCI(Peripheral Component Interconnect)バス)とを備える。バス16は、図1において白抜き矢印で表現されている。バス16を通じて、CPU13が、共有メモリ12、各マスタIP10及び同期回路15に対して入出力が可能である。また、バス16を通じて、各マスタIP10が、共有メモリ12に対する入出力が可能である。また、SoC FPGA17において、FPGA(Field-Programmable Gate Array)上に、少なくとも各マスタIP10及び同期回路15が構築される。
[第2の実施形態]
[第3の実施形態]
Claims (18)
- 産業用ネットワークに接続されるスレーブ装置を制御しプロセッサを有するマスタ装置に備えられる通信モジュールであって、
それぞれ定周期タイマを有し所定のイベントが検出された場合に第1の信号を送信する複数のマスタ回路と、
前記複数のマスタ回路のうちの使用対象の一つ以上のマスタ回路の全てから前記第1の信号を受信した場合に当該一つ以上のマスタ回路の全てに第2の信号を送信する同期回路と
を備え、
前記複数のマスタ回路には、複数のスレーブ装置群がそれぞれ接続され、
前記複数のスレーブ装置群の各々は、一つ以上のスレーブ装置であり、
前記一つ以上のマスタ回路の各々は、第2の信号を受信した場合に、当該マスタ回路の定周期タイマを開始し、
前記一つ以上のマスタ回路が有する一つ以上の定周期タイマの各々は、当該定周期タイマが開始された後、定周期で、開始の命令である開始信号を送信し、
前記複数のマスタ回路が有する複数の定周期タイマの定周期は同じであり、
前記一つ以上のマスタ回路の各々は、定周期で、
当該マスタ回路に接続されているスレーブ装置群に対する制御用パケットを、前記プロセッサからの制御指令に基づき生成し、
当該マスタ回路の定周期タイマから送信された開始信号に応答して、当該制御用パケットを、当該マスタ回路に接続されているスレーブ装置群に送信する、
通信モジュール。 - 同一のクロック信号が前記複数のマスタ回路の各々に入力され、
前記一つ以上のマスタ回路の各々について、
当該マスタ回路は、前記第2の信号を受信したことを検出し、且つ、前記クロック信号の所定の変化を検出した場合に、第3の信号を、当該マスタ回路の定周期タイマに入力し、
当該第3の信号が入力された定周期タイマが、当該定周期タイマに入力される前記クロック信号の所定の変化を検出した場合に、当該定周期タイマが開始する、
請求項1に記載の通信モジュール。 - 前記複数のマスタ回路の各々では、前記所定のイベントの検出に相当する信号がラッチされた後の信号が前記第1の信号であり、当該第1の信号は、前記クロック信号に同期して変化する、
請求項2に記載の通信モジュール。 - 前記一つ以上のマスタ回路の各々は、前記第1の信号の送信と前記第2の信号の受信とを検出し、且つ、前記クロック信号の所定の変化を検出した場合に、前記第3の信号を前記定周期タイマに入力する、
請求項3に記載の通信モジュール。 - 前記複数のマスタ回路の各々について、前記所定のイベントは、当該マスタ回路に接続されている全てのスレーブ装置の初期化が終了したことを意味する値が前記プロセッサから当該マスタ回路に入力されたことである、
請求項1に記載の通信モジュール。 - 前記複数のマスタ回路の各々が、前記定周期タイマの定周期を規定する値が前記プロセッサにより設定される記憶領域を有し、
前記複数のマスタ回路の各々の前記記憶領域に、同じ定周期の値が設定される、
請求項1に記載の通信モジュール。 - 前記一つ以上のマスタ回路の各々が、当該マスタ回路の定周期タイマを開始したことを、前記プロセッサに、直接的に、又は、前記同期回路を通じて、通知する、
請求項1に記載の通信モジュール。 - 前記同期回路が、前記定周期タイマが開始されたか否かを表す値が前記一つ以上のマスタ回路の各々について設定される第1の記憶領域を有し、
前記一つ以上のマスタ回路の各々の定周期タイマが開始されたか否かを表す値が前記プロセッサにより読み出される、
請求項7に記載の通信モジュール。 - 前記同期回路が、前記複数のマスタ回路の各々について当該マスタ回路が使用対象か否かを表す値が設定される第2の記憶領域を有し、
前記同期回路が、前記複数のマスタ回路の各々について、前記第1の信号を受信したか或いは使用対象ではないことを表す値が前記第2の記憶領域に設定された場合に、前記第2の記憶領域に設定されている値が使用対象であることを表す値である使用対象のマスタ回路に対して、前記第2の信号を送信する、
請求項1に記載の通信モジュール。 - 前記複数のマスタ回路の各々について当該マスタ回路が使用対象か否かを表す値が前記プロセッサにより送信されて前記第2の記憶領域に設定され、
前記複数のマスタ回路の各々について当該マスタ回路が使用対象か否かを表す値が前記プロセッサにより読み出される、
請求項9に記載の通信モジュール。 - 前記複数のマスタ回路の各々について、当該マスタ回路に接続されるスレーブ装置群は、当該マスタ回路が送信する制御用パケットに含まれるデータの量と、前記定周期の時間の長さとに基づき、各マスタ回路のパケット通信時間が均等になるように決定されたスレーブ装置群であり、
各マスタ回路について、パケット通信時間の要素として、制御用パケットの開始から送信完了までの時間であるパケット送信時間と、当該制御用パケットがスレーブ装置を通過する時に生じる遅延の時間であるスレーブ通過遅延時間とがある、
請求項1に記載の通信モジュール。 - 一つの回路基板を備え、
前記一つの回路基板が、前記プロセッサと、前記複数のマスタ回路と、前記同期回路とを有する、
請求項1に記載の通信モジュール。 - 一つの第1の回路基板と、
一つ以上の第2の回路基板と
を備え、
前記第1の回路基板が、前記同期回路と、前記複数のマスタ回路のうちの一つ又は二つ以上のマスタ回路とを有し、
前記一つ以上の第2の回路基板が、前記複数のマスタ回路のうちの残りのマスタ回路を有する、
請求項1に記載の通信モジュール。 - 産業用ネットワークに接続されるスレーブ装置を制御しプロセッサを有するマスタ装置に備えられる通信モジュールに、それぞれ定周期タイマを有する複数のマスタ回路と、同期回路とを構築し、
前記複数のマスタ回路には、複数のスレーブ装置群がそれぞれ接続され、
前記複数のスレーブ装置群の各々は、一つ以上のスレーブ装置であり、
前記複数のマスタ回路の各々は、当該マスタ回路について所定のイベントが検出された場合に、第1の信号を送信し、
前記同期回路は、前記複数のマスタ回路のうちの使用対象の一つ以上のマスタ回路の全てから前記第1の信号を受信した場合に当該一つ以上のマスタ回路の全てに第2の信号を送信し、
前記一つ以上のマスタ回路の各々は、第2の信号を受信した場合に、当該マスタ回路の定周期タイマを開始し、
前記一つ以上のマスタ回路が有する一つ以上の定周期タイマの各々は、当該定周期タイマが開始された後、定周期で、開始の命令である開始信号を送信し、
前記複数のマスタ回路が有する複数の定周期タイマの定周期は同じであり、
前記一つ以上のマスタ回路の各々は、定周期で、
当該マスタ回路に接続されているスレーブ装置群に対する制御用パケットを、前記プロセッサからの制御指令に基づき生成し、
当該マスタ回路の定周期タイマから送信された開始信号に応答して、当該制御用パケットを、当該マスタ回路に接続されているスレーブ装置群に送信する、
制御方法。 - 請求項1に記載の通信モジュールを備え一つ以上の産業用ネットワークに接続された複数のスレーブ装置を前記一つ以上の産業用ネットワークを介して制御するマスタ装置。
- 一つ以上の産業用ネットワークに接続された複数のスレーブ装置と、
請求項1に記載の通信モジュールを備え前記一つ以上の産業用ネットワークを介して制御するマスタ装置と
を備えた通信システム。 - 複数のマスタ回路と同期回路とを構築するための記述を含んだコンフィグレーションデータをPLD(Programmable Logic Device)に読み込ませることで請求項1に記載の通信モジュールを製造する方法。
- 複数のマスタ回路と同期回路とを構築するための記述を含んだコンフィグレーションデータであって、一つ以上のPLD(Programmable Logic Device)に読み込まれた場合に請求項1に記載の通信モジュールが前記PLD上に構築されるコンフィグレーションデータ。
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