JPH10198409A - Programmable controller - Google Patents
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- JPH10198409A JPH10198409A JP348497A JP348497A JPH10198409A JP H10198409 A JPH10198409 A JP H10198409A JP 348497 A JP348497 A JP 348497A JP 348497 A JP348497 A JP 348497A JP H10198409 A JPH10198409 A JP H10198409A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
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- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、プログラマブルコ
ントローラに係り、特に演算を高速に行うための演算部
の構成に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a programmable controller and, more particularly, to a configuration of an arithmetic unit for performing an arithmetic operation at high speed.
【0002】[0002]
【従来の技術】プログラマブルコントローラは、プログ
ラムメモリ上に格納されたユーザプログラム命令の羅列
を、順次読み出し、解析し、その結果に基づき高速に演
算実行する。特にラダーシーケンスの演算は高速性が要
求される。2. Description of the Related Art A programmable controller sequentially reads and analyzes a sequence of user program instructions stored in a program memory, and executes a high-speed operation based on the result. In particular, the operation of the ladder sequence requires high speed.
【0003】プログラマブルコントローラの命令は、接
点命令などの基本命令と数値演算などの応用命令に大別
される。ラダーシーケンスのプログラムでは、基本命令
の出現比率が高く、この演算を高速に処理することが、
全体的な高速演算の実現につながる。[0003] Instructions of a programmable controller are roughly classified into basic instructions such as contact instructions and applied instructions such as numerical operations. In a ladder sequence program, the appearance ratio of basic instructions is high, and this operation can be processed at high speed.
It leads to the realization of high-speed operation as a whole.
【0004】さて、図2に一般的なプログラマブルコン
トローラの演算部の構成を示す。演算部は、数値演算な
どの応用命令処理に汎用マイクロプロセッサ(又は汎用
DSP)1とメモリ2、3を、接点命令などの基本命令
処理に専用プロセッサ(又は専用LSI)4を用いる。
5は、ラダーシーケンス用プログラムメモリ・データメ
モリである。FIG. 2 shows a configuration of an arithmetic unit of a general programmable controller. The arithmetic unit uses a general-purpose microprocessor (or general-purpose DSP) 1 and memories 2 and 3 for processing applied instructions such as numerical operations, and a dedicated processor (or dedicated LSI) 4 for processing basic instructions such as contact instructions.
Reference numeral 5 denotes a ladder sequence program memory and data memory.
【0005】この構成は、先に述べたように、基本命令
は演算処理が単純であるが出現比率が高く、応用命令は
演算処理が基本命令に比べ複雑であるが出現比率が低い
ため、コストパフォーマンスに優れるからである。ま
た、プログラマブルコントローラで演算性能に大きく影
響を与える要素として命令のフェッチがある。In this configuration, as described above, the basic instruction has a simple operation but a high appearance ratio, and the applied instruction has a low operation ratio and a complicated operation process as compared with the basic instruction. This is because it has excellent performance. Also, there is an instruction fetch as an element that greatly affects the operation performance in the programmable controller.
【0006】図2の構成において、接点命令などの基本
命令処理を行う専用プロセッサは、主な要素はユーザプ
ログラム命令の順次読み出しやオペランドのデータを読
み出すメモリインタフェース部41、ユーザ命令を解析
するデコード部42、そして演算部43からなる。[0006] In the configuration of FIG. 2, the decoding dedicated processor, main elements of the memory interface unit 4 1 for reading data sequentially read and operands of the user program instruction, for analyzing the user command to perform the basic instruction processing such as contact instruction It comprises a unit 4 2 and an operation unit 4 3 .
【0007】この基本命令処理を行う専用プロセッサ4
は、汎用マイクロプロセッサ1からの起動指示によりプ
ログラム命令を読み出し、デコードし、デコード内容に
よりオペランドのデータを読み出しと演算を行う。これ
らは、単純な繰り返し処理であるためハードウェア回路
だけの実現が容易である。A dedicated processor 4 for performing the basic instruction processing
Reads out and decodes a program instruction in response to a start instruction from the general-purpose microprocessor 1, reads out operand data based on the decoded content, and performs an operation. Since these are simple repetitive processes, it is easy to realize only a hardware circuit.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】プログラマブルコント
ローラは、時代と共に更なる演算性能の向上を求められ
てきている。[0005] With the times, programmable controllers have been required to further improve arithmetic performance.
【0009】しかし、従来の構成では、基本命令処理
(専用)プロセッサの処理でプログラム命令の読み出し
とオペランドの読み出しなどメモリ素子へのアクセスタ
イムが演算の高速化のネックとなる。また、プログラム
メモリの順次読み出しにおける応用命令へのランダムな
遭遇による汎用マイクロプロセッサと基本命令処理用専
用プロセッサへの処理切り替え時間がネックとなり、大
幅な演算性能の向上が望めない。However, in the conventional configuration, the access time to the memory element such as the reading of the program instruction and the reading of the operand in the processing of the basic instruction processing (dedicated) processor becomes a bottleneck in the high-speed operation. In addition, the processing switching time between a general-purpose microprocessor and a dedicated processor for basic instruction processing due to random encounter with application instructions in sequential reading of a program memory becomes a bottleneck, and a significant improvement in arithmetic performance cannot be expected.
【0010】本発明の目的は、主に基本命令処理プロセ
ッサの処理を高速化するプログラマブルコントローラを
提供することにある。An object of the present invention is to provide a programmable controller which mainly speeds up the processing of a basic instruction processor.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、数値演算など
の応用命令処理を汎用マイクロプロセッサで行い、接点
命令などの基本命令処理を専用プロセッサで行うプログ
ラマブルコントローラにおいて、ラダーシーケンス用プ
ログラムメモリとデータメモリのバスを分離し、前記専
用プロセッサは前記プログラムメモリとデータメモリに
対して同時にアクセスできるようにし、かつプログラム
メモリからリードしたデータを多段にしたパイプライン
処理を行うことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a programmable controller that performs applied instruction processing such as numerical operation by a general-purpose microprocessor and performs basic instruction processing such as contact instructions by a dedicated processor. A memory bus is separated, the dedicated processor can simultaneously access the program memory and the data memory, and performs pipeline processing in which data read from the program memory is multi-staged.
【0012】また、前記パイプライン処理は、ラダープ
ログラムの命令の演算処理が複数ステップになるとき、
全ての命令の最後のステップでプログラムメモリのリー
ドと、そのカウンタのインクリメント、オペランドデー
タのリード、デコードを行うことを特徴とする。In the pipeline processing, when the arithmetic processing of the instruction of the ladder program has a plurality of steps,
In the last step of all instructions, reading of the program memory, incrementing of its counter, reading of operand data, and decoding are performed.
【0013】また、前記汎用マイクロプロセッサは、複
雑な数値演算命令やブロック命令などの応用命令を処理
し、前記専用プロセッサは内部の命令コードのデコード
の際に、前記汎用マイクロプロセッサからリード可能な
レジスタにその命令の処理プログラム格納アドレスを示
すデータと、専用プロセッサの処理命令か汎用マイクロ
プロセッサの処理命令かを示すデータを加えて汎用マイ
クロプロセッサにポーリングさせ、前記汎用マイクロプ
ロセッサはその区分の命令を認識すると読み出した当該
命令の処理プログラム格納アドレスを示すデータを使用
し、当該命令の処理プログラムに分岐し処理を行い、前
記専用プロセッサがプリフエッチしたオペランドデータ
等を読み出して演算処理を行うことを特徴とする。The general-purpose microprocessor processes application instructions such as complicated numerical operation instructions and block instructions, and the special-purpose processor reads a register readable from the general-purpose microprocessor when decoding an internal instruction code. And the data indicating the processing program storage address of the instruction and the data indicating the processing instruction of the dedicated processor or the processing instruction of the general-purpose microprocessor, and cause the general-purpose microprocessor to perform polling, and the general-purpose microprocessor recognizes the instruction in that section. Then, using the data indicating the processing program storage address of the read instruction, branching to the processing program of the instruction and performing the processing, the dedicated processor reads the prefetched operand data and the like to perform the arithmetic processing. .
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を示す
プログラマブルコントローラの演算部の構成であり、ラ
ダーシーケンス用プログラムメモリとデータメモリのバ
スを分離し、基本命令専用プロセッサから同時にアクセ
ス可能とする。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a configuration of an arithmetic unit of a programmable controller according to an embodiment of the present invention, in which a ladder sequence program memory and a data memory bus are separated and can be simultaneously accessed from a processor dedicated to basic instructions. And
【0015】基本命令専用プロセッサ6は、プログラム
メモリ5Aとデータメモリ5Bに対し別々にインタフェ
ースを持たせ、プログラムメモリの読み込み部にはレジ
スタ61、62、63を多段に設け、パイプライン処理を
可能にする。即ち、カレントの命令の演算を実行してい
る時、データメモリインタフェース64ではカレントの
次の命令のオペランドをリードし、プログラムメモリイ
ンタフェース部では、カレントの2つ後の命令をリード
していると言う具合である。The processor 6 exclusively for basic instructions has separate interfaces for the program memory 5A and the data memory 5B. Registers 6 1 , 6 2 , and 6 3 are provided in multiple stages in the read section of the program memory, and pipeline processing is performed. Enable. That is, when performing the calculation of the current instruction, reads the operand data memory interface 6 4 In the current of the next instruction in the program memory interface unit, when leading the instruction after two current That's it.
【0016】接点命令などの基本命令は、処理が単純で
1ステップの演算で済み、ハード化が容易であったが、
本発明では、小規模なマイクロコード処理を行い数値演
算命令でも処理の単純なものは専用プロセッサ6で処理
する。Basic instructions such as contact instructions are simple in processing, require only one-step operation, and are easy to implement in hardware.
In the present invention, small-scale microcode processing is performed, and even simple numerical processing instructions are processed by the dedicated processor 6.
【0017】パイプライン処理の整合は、下記表に例を
示すように、全てのユーザ命令の最後のステップでプロ
グラムメモリのリードとオペランドデータのリードを行
うことで行う。これにより、カレントの命令の処理開始
ステップに、オペランドのデータなどを揃え、直ちに演
算回路65で演算を行える状態とし、みせかけの演算性
能は演算ステップだけとなる。As shown in the following table, the matching of the pipeline processing is performed by reading the program memory and the operand data at the last step of all user instructions. Thus, the processing start step of the current instruction, aligns and data operands, immediately and ready for operation in the arithmetic circuit 6 5, operation performance of the spurious is only operational step.
【0018】[0018]
【表1】 [Table 1]
【0019】また、複雑な数値演算命令やブロック命令
などの応用命令は汎用マイクロプロセッサ1で処理させ
るが、専用プロセッサ6内部の命令コードのデコードの
際に、汎用マイクロプロセッサ1からリード可能なレジ
スタにその命令の処理プログラム格納アドレスを示すデ
ータと、専用プロセッサ6の処理命令か汎用マイクロプ
ロセッサ1の処理命令かを示すデータを加えて、汎用マ
イクロプロセッサ1にポーリングさせる。Further, application instructions such as complicated numerical operation instructions and block instructions are processed by the general-purpose microprocessor 1, and when decoding the instruction code inside the special-purpose processor 6, the general-purpose microprocessor 1 stores the instruction code in a readable register. The general-purpose microprocessor 1 is polled by adding data indicating the processing program storage address of the instruction and data indicating whether the instruction is the processing instruction of the dedicated processor 6 or the general-purpose microprocessor 1.
【0020】汎用マイクロプロセッサ1は、汎用マイク
ロプロセッサの区分の命令を認識すると読み出した当該
命令の処理プログラム格納アドレスを示すデータを使用
し、当該命令の処理プログラムに分岐し処理を行う。処
理では専用プロセソサ6がプリフエッチしたオペランド
データ等を専用プロセッサから読み出し演算処理を行
う。When the general-purpose microprocessor 1 recognizes the instruction of the category of the general-purpose microprocessor, it uses the read data indicating the processing program storage address of the instruction and branches to the processing program of the instruction to perform processing. In the processing, the dedicated processor 6 reads the operand data and the like pre-fetched from the dedicated processor and performs an arithmetic processing.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、ラダー
シーケンス用プログラムメモリとデータメモリの分離と
ラダープログラム命令のパイプライン処理により、演算
処理ステップのみがみせかけの演算時間となり、接点な
どの基本命令では1ステップが見せかけの演算時間とな
り、演算の高速化を実現できる。As described above, according to the present invention, by separating the ladder sequence program memory from the data memory and by pipeline processing of the ladder program instruction, only the operation processing step becomes an apparent operation time, and the In the case of an instruction, one step is an apparent operation time, and the operation can be speeded up.
【0022】また、単純な数値演算も専用プロセッサに
取り込むことが可能であり、ラダー命令に特化した無駄
のない処理が可能となり、高速演算が実現できる。Also, simple numerical calculations can be taken into the dedicated processor, and a lean process specialized for ladder instructions can be performed, thereby realizing high-speed calculations.
【0023】また、汎用マイクロプロセッサは、専用プ
ロセッサから処理を切り替えられたとき、直ちに当該命
令の処理プログラムに分岐できるほか、演算データも揃
っており高速処理が実現できる。Further, when the general-purpose microprocessor is switched from the dedicated processor to the processing, the general-purpose microprocessor can immediately branch to the processing program of the instruction, and the operation data is also available, so that high-speed processing can be realized.
【図1】本発明の実施形態を示すプログラマブルコント
ローラの演算部の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an arithmetic unit of a programmable controller according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来の一般的なプログラマブルコントローラの
演算部の構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a calculation unit of a conventional general programmable controller.
1…汎用マイクロプロセッサ 4…専用プロセッサ 5…ラダーシーケンス用プログラムメモリ・データメモ
リ 5A…プログラムメモリ 5B…データメモリ 6…専用プロセッサ 61〜63…レジスタ 64…インタフェース 65…演算回路DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... General-purpose microprocessor 4 ... Dedicated processor 5 ... Ladder sequence program memory / data memory 5A ... Program memory 5B ... Data memory 6 ... Dedicated processor 6 1 to 6 3 ... Register 6 4 ... Interface 6 5 ... Operation circuit
Claims (3)
クロプロセッサで行い、接点命令などの基本命令処理を
専用プロセッサで行うプログラマブルコントローラにお
いて、 ラダーシーケンス用プログラムメモリとデータメモリの
バスを分離し、前記専用プロセッサは前記プログラムメ
モリとデータメモリに対して同時にアクセスできるよう
にし、かつプログラムメモリからリードしたデータを多
段にしたパイプライン処理を行うことを特徴とするプロ
グラマブルコントローラ。In a programmable controller, a general-purpose microprocessor performs an application instruction processing such as a numerical operation and a basic processor processes a basic instruction such as a contact instruction, a ladder sequence program memory and a data memory bus are separated. A programmable controller, wherein the dedicated processor enables simultaneous access to the program memory and the data memory, and performs a pipeline process in which data read from the program memory is multi-staged.
ラムの命令の演算処理が複数ステップになるとき、全て
の命令の最後のステップでプログラムメモリのリード
と、そのカウンタのインクリメント、オペランドデータ
のリード、デコードを行うことを特徴とする請求項1に
記載のプログラマブルコントローラ。2. In the pipeline processing, when arithmetic processing of an instruction of a ladder program is performed in a plurality of steps, reading of a program memory, incrementing of a counter thereof, reading and decoding of operand data are performed at the last step of all instructions. The programmable controller according to claim 1, wherein:
数値演算命令やブロック命令などの応用命令を処理し、
前記専用プロセッサは内部の命令コードのデコードの際
に、前記汎用マイクロプロセッサからリード可能なレジ
スタにその命令の処理プログラム格納アドレスを示すデ
ータと、専用プロセッサの処理命令か汎用マイクロプロ
セッサの処理命令かを示すデータを加えて汎用マイクロ
プロセッサにポーリングさせ、前記汎用マイクロプロセ
ッサはその区分の命令を認識すると読み出した当該命令
の処理プログラム格納アドレスを示すデータを使用し、
当該命令の処理プログラムに分岐し処理を行い、前記専
用プロセッサがプリフエッチしたオペランドデータ等を
読み出して演算処理を行うことを特徴とする請求項1又
は2に記載のプログラマブルコントローラ。3. The general-purpose microprocessor processes application instructions such as complicated numerical operation instructions and block instructions,
When decoding the internal instruction code, the dedicated processor stores data indicating the processing program storage address of the instruction in a register readable by the general-purpose microprocessor and whether the processing instruction is a processing instruction of the dedicated processor or a processing instruction of the general-purpose microprocessor. The general-purpose microprocessor uses the data indicating the processing program storage address of the read instruction when the general-purpose microprocessor recognizes the instruction of the category,
3. The programmable controller according to claim 1, wherein the processor branches to a processing program of the instruction and performs processing, and the dedicated processor reads operand data or the like prefetched and performs arithmetic processing. 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00348497A JP3646445B2 (en) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | Programmable controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00348497A JP3646445B2 (en) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | Programmable controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10198409A true JPH10198409A (en) | 1998-07-31 |
| JP3646445B2 JP3646445B2 (en) | 2005-05-11 |
Family
ID=11558620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00348497A Expired - Lifetime JP3646445B2 (en) | 1997-01-13 | 1997-01-13 | Programmable controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3646445B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002084421A1 (en) * | 2001-04-09 | 2002-10-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Programmable controller |
| JP2012146244A (en) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Programmable controller |
-
1997
- 1997-01-13 JP JP00348497A patent/JP3646445B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002084421A1 (en) * | 2001-04-09 | 2002-10-24 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Programmable controller |
| US7076641B2 (en) | 2001-04-09 | 2006-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Programmable controller |
| DE10196152B3 (en) * | 2001-04-09 | 2014-11-20 | Mitsubishi Denki K.K. | Programmable control device |
| JP2012146244A (en) * | 2011-01-14 | 2012-08-02 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Programmable controller |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3646445B2 (en) | 2005-05-11 |
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