可配置输入/输出装置及其操作方法与流程

1.本发明实施例关于一种输入/输出装置，特别是关于一种可配置输入/输出装置及其操作方法。


背景技术：

2.在各种工业应用中，需要高可靠性的冗余设计。通常，为了获得可靠的数据，多个输入/输出(input/output,i/o)通道将被连接至相同类型的现场装置，以防止出现单点故障(single point of failure)，这意谓冗余设计必然是昂贵的。因此，上述结构的设计仍有改善的空间。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种可配置输入/输出装置，包括多个输入/输出端、路由模组与第一通用输入/输出通道。输入/输出端连接至多个现场装置。输入/输出端从现场装置接收多个输入信号。多个输入/输出端将多个输出信号输出至现场装置，其中输入信号的至少两个是不同的，输出信号的至少两个是不同的，且现场装置的至少两个是不同的。路由模组连接至输入/输出端。第一通用输入/输出通道连接至路由模组。路由模组控制第一通用输入/输出通道与输入/输出端之间的连接。路由模组也控制输入信号与输出信号的收发顺序。
4.本发明实施例另提供一种可配置输入/输出装置的操作方法，包括下列步骤。提供多个输入/输出端连接至多个现场装置，以从现场装置接收多个输入信号，以及将多个输出信号输出至现场装置，其中输入信号的至少两个是不同的，输出信号的至少两的是不同的，且现场装置的至少两个是不同的。提供路由模组连接至输入/输出端。提供第一通用输入/输出通道连接至路由模组。通过路由模组，控制第一通用输入/输出通道与输入/输出端之间的连接以及输入信号与输出信号的收发顺序。
附图说明
5.图1为依据本发明的一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
6.图2为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
7.图3a为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
8.图3b为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
9.图3c为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
10.图3d为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
11.图3e为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
12.图3f为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
13.图4a为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
14.图4b为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
15.图4c为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
16.图4d为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
17.图4e为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
18.图4f为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
19.图4g为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。
20.图5为依据本发明的一实施例的可配置输入/输出装置的操作方法的流程图。
21.图6为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的操作方法的流程图。
22.图7为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的操作方法的流程图。
具体实施方式
23.本说明书的技术用语参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释以本说明书的说明或定义为准。本揭露的各个实施例分别具有一或多个技术特征。在可能实施的前提下，本领域技术人员可选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地将这些实施例中部分或全部的技术特征加以组合。
24.在以下所列举的各实施例中，将以相同的标号代表相同或相似的元件或组件。
25.图1为依据本发明实施例中一个可配置输入/输出装置的示意图。请参考图1，可配置输入/输出(input/output,i/o)装置100包括多个输入/输出端110_1～110_n、路由模组120与通用输入/输出通道130，其中n为大于1的正整数。
26.输入/输出端110_1～110_n连接至多个现场装置(field device)150_1～150_n。举例来说，输入/输出端110_1连接至现场装置150_1、输入/输出端110_2连接至现场装置150_2、
…
、输入/输出装置110_n连接至现场装置150_n。在本实施例中，输入/输出端110_1～110_n包括例如类比(analog)输入/输出端与数位(digital)输入/输出端。举例来说，输入/输出端110_1可以是类比输入/输出端、输入/输出端110_2可以是数位输入/输出端、输入/输出端110_3可以是数位输入/输出端、
…
、输入/输出端110_n可以是类比输入/输出端，但本发明实施例不限于此。
27.输入/输出端110_1～110_n从现场装置150_1～150_n接收多个输入信号，以及输出多个输出信号至现场装置150_1～150_n。在本实施例中，输入信号的至少两个是不同的。也就是说，由现场装置150_1～150_n所产生的输入信号的至少两个是不同的。另外，输入信号可以包括类比输入信号与数位输入信号。举例来说，由现场装置150_1所产生的输入信号可以是类比输入信号、由现场装置150_2所产生的输入信号可以是数位输入信号、由现场装置150_3所产生的输入信号可以是数位输入信号、
…
、由现场装置150_n所产生的输入信号可以是类比输入信号，但本发明实施例不限于此。使用者可视其需求调整由现场装置150_1～150_n所产生的输入信号的类型。
28.在本实施例中，输出信号的至少两个是不同的。也就是说，输出至现场装置150_1～150_n的输出信号的至少两个是不同的。另外，输出信号可以包括类比输出信号与数位输出信号。举例来说，输出至现场装置150_1的输出信号可以是类比输出信号、输出至现场装置150_2的输出信号可以是数位输出信号、输出至现场装置150_3的输出信号可以是数位输出信号、
…
、输出至现场装置150_n的输出信号可以是类比输出信号，但本发明实施例不限
于此。使用者可视其需求调整输出至现场装置150_1～150_n的输出信号的类型。
29.在本实施例中，现场装置150_1～150_n的至少两个可以是不同的。另外，现场装置150_1～150_n可选择性地包括感测器(sensor)、致动器(actuator)或信号调节器(signal conditioner)，但本发明实施例不限于此。举例来说，现场装置150_1可以是感测器、现场装置150_2可以是致动器、现场装置150_3可以是信号调节器、
…
、现场装置150_n可以是感测器，但本发明实施例不限于此。使用者可视其需求调整现场装置150_1～150_n的类型。此外，信号调节器用以放大信号(amplify signal)、衰减信号(attenuate signal)、过滤信号(filter signal)、隔离信号(isolate signal)等。
30.路由模组120连接至输入/输出端110_1～110_n。通用输入/输出通道130连接至路由模组120。另外，通用输入/输出通道130可以包括“数位至类比(digital to analog)”转换与“类比至数位(analog to digital)”转换的功能。在本实施例中，路由模组120可以控制通用输入/输出通道130与输入/输出端110_1～110_n之间的连接以及从现场装置150_1～150_n接收输入信号和将输出信号输出至现场装置150_1～150_n的时间顺序。在本实施例中，路由模组120可使用例如分时多工(time division multiple access,tdma)或类似技术以输入信号与输出信号。
31.在可配置输入/输出装置100的操作中，路由模组120控制通用输入/输出通道130连接至输入/输出端110_1，使得由现场装置150_1(例如类比感测器)所产生的输入信号(例如类比输入信号)可以通过输入/输出端110_1、路由模组120传输至通用输入/输出通道130，或是输出至现场装置150_1(例如类比致动器)的输出信号(例如类比输出信号)可以通过通用输入/输出通道130、路由模组120传输至输入/输出端110_1。
32.接着，路由模组120断开通用输入/输出通道130与输入/输出端110_1的连接，并控制通用输入/输出通道130连接至输入/输出端110_2，使得由现场装置150_2(例如数位感测器)所产生的输入信号(例如数位输入信号)可以通过输入/输出端110_2、路由模组120传输至通用输入/输出通道130，或是输出至现场装置150_2(例如数位致动器)的输出信号(例如数位输出信号)可以通过通用输入/输出通道130、路由模组120传输至输入/输出端110_2。其余通用输入/输出通道130与输入/输出端110_3～110_n之间的连接以及输入信号与输出信号的收发顺序可以类似于如上实施例，故在此不再赘述。
33.如此一来，可配置输入/输出装置100可以同时通过输入/输出端110_1～110_n连接至各种类型的现场装置150_1～150_n，且输入/输出端110_1～110_n(现场装置150_1～150_n)可以共用相同的通用输入/输出通道130，借以降低电路设计的复杂度及增加使用上的便利性。
34.图2为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。请参考图2。可配置输入/输出装置200类似于图1的可配置输入/输出装置100。在图2中，输入/输出端110_1～110_n、通用输入/输出通道130和现场装置150_1～150_n与图1的输入/输出端110_1～110_n、通用输入/输出通道130和现场装置150_1～150_n相同或相似。据此，图2的输入/输出端110_1～110_n、通用输入/输出通道130和现场装置150_1～150_n可参考图1的实施例，故在此不再赘述。
35.在本实施例中，路由模组120包括切换模组210与处理模组220。切换模组210连接至通用输入/输出通道130与输入/输出端110_1～110_n。在本实施例中，切换单元210可以
是例如多工器(multiplexer)，但本发明实施例不限于此。
36.处理模组220连接至切换模组210。在本实施例中，处理模组220可以是微处理器(micro-processer)或微控制器(micro-controller)，但本发明实施例不限于此。处理模组220可以接收设定信号，并依据设定信号产生控制信号，以控制切换模组210与输入信号和输出信号的收发顺序，使得切换模组210可以切换通用输入/输出通道130与输入/输出端110_1～110_n之间的连接。
37.在本实施例中，设定信号可例如包括对应于切换模组210的切换顺序以及输入信号与输出信号的收发顺序，但本发明实施例不限于此。在一些实施例中，设定信号可以由外部处理模组(图未示)提供，例如处理模组220可以从外部处理模组接收设定信号，以产生控制信号。在一些实施例中，设定信号可以通过通用输入/输出通道130或其他传输线路(图未示)提供，例如处理模组220可以从通用输入/输出通道或其他传输线路接收设定信号，以产生控制信号。在一些实施例中，处理模组220可以省略。且切换模组210可以受控于外部处理模组。
38.在路由模组120的操作中，处理模组220可以先断开切换模组210与通用输入/输出通道130的连接。接着，处理模组220可以从通用输入/输出通道130接收设定信号，并依据设定信号产生控制信号。之后，处理模组220可以断开与通用输入/输出通道130的连接。处理模组220可以将控制信号传输至切换模组210以控制切换模组210，使得切换模组210可以切换通用输入/输出通道130与输入/输出端110_～110_n之间的连接，且输入信号与输出信号依序地通过通用输入/输出通道130、切换模组210及输入/输出端110_1～110_n进行收发。
39.在可配置输入/输出装置200的操作中，切换模组210可以切换以将通用输入/输出通道130连接至输入/输出端110_1，使得由现场装置150_1(例如类比感测器)所产生的输入信号(例如类比输入信号)可以通过输入/输出端110_1、切换模组210传输至通用输入/输出通道130，或是输出至现场装置150_1(例如类比致动器)的输出信号(例如类比输出信号)可以通过通用输入/输出通道130、切换模组210传输至输入/输出端110_1。
40.接着，切换模组210可以切换以断开通用输入/输出通道130与输入/输出端110_1的连接，并将通用输入/输出通道130连接至输入/输出端110_2，使得由现场装置150_2(例如数位感测器)所产生的输入信号(例如数位输入信号)可以通过输入/输出端110_2、切换模组210传输至通用输入/输出通道130，或是输出至现场装置150_2(例如数位致动器)的输出信号(例如数位输出信号)可以通过通用输入/输出通道130、切换模组210传输至输入/输出端110_2。其余通用输入/输出通道130与输入/输出端110_3～110_n之间的连接以及输入信号与输出信号的收发顺序可以类似于如上实施例，故在此不再赘述。
41.如此一来，可配置输入/输出装置100可以同时通过输入/输出端110_1～110_n连接至各种类型的现场装置150_1～150_n，且输入/输出端110_1～110_n(现场装置150_1～150_n)可以共用相同的通用输入/输出通道130，以降低电路设计的复杂度并增加使用上的便利性。
42.图3a为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。可配置输入/输出装置300包括多个输入/输出端110_1～110_n、路由模组120、通用输入/输出通道130与通用输入/输出通道310。在本实施例中，输入/输出端110_1～110_n、通用输入/输出通道130和现场装置150_1～150_n与图1的输入/输出端110_1～110_n、通用输入/输出通道130
和现场装置150_1～150_n相同或相似。据此，图3a的输入/输出端110_1～110_n、通用输入/输出通道130和现场装置150_1～150_n可参考图1的实施例，故在此不再赘述。
43.通用输入/输出通道310连接至路由模组120。另外，通用输入/输出通道310也可以包括资料撷取、“数位至类比”转换与“类比至数位”转换的功能。路由模组120可以同时控制通用输入/输出通道130与输入/输出端110_1～110_n端之间的连接以及通用输入/输出通道310与输入/输出端110_1～110_n之间的连接。
44.如图3b所示，假设现场装置150_1、150_3、
…
、150_n-1为类比感测器，且现场装置150_2、150_4、
…
、150_n为数位感测器。在此实施例中，路由模组120同时控制通用输入/输出通道130与通用输入/输出通道310连接至输入/输出端110_1，使得由现场装置150_1(例如类比感测器)所产生的输入信号(例如类比输入信号)可以同时传输至通用输入/输出通道130与通用输入/输出通道310。
45.接着，路由模组120断开通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310与输入/输出端110_1的连接，并同时控制通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310连接至输入/输出端110_2，使得由现场装置150_2(例如数位感测器)所产生的输入信号(例如数位输入信号)可以同时传输至通用输入/输出通道130与通用输入/输出通道310。其余通用输入/输出通道130和输入/输出通道310与输入/输出端110_3～110_n之间的连接以及输入信号的传输顺序可以类似于如上实施例，故在此不再赘述。
46.如此一来，通用输入/输出通道130与通用输入/输出通道310可以同时接收相同类型的输入信号，使得可配置输入/输出装置300可以达成冗余功能(redundant function)。
47.如图3c所示，假设现场装置150_1、150_3、
…
、150_n-1为类比致动器，且现场装置150_2、150_4、
…
、150_n为数位致动器。在本实施例中，路由模组120可以进一步包括仲裁器330，且输入/输出端110_1～110_n可进一步包括闩锁单元340_1～340_n。在此实施例中，路由模组120同时控制通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310连接至输入/输出端110_1，通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310可以同时将输出信号(例如类比输出信号)输出至仲裁器330。接着，仲裁器330可以从通用输入/输出通道130或通用输入/输出通道310选择输出信号，并将输出信号传输至现场装置150_1(例如类比致动器)，以便驱动现场装置150_1。
48.之后，路由模组120断开通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310与输入/输出端110_1的连接，并同时控制通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310连接至输入/输出端110_2，通用输入/输出通道130与通用输入/输出通道310可以同时将输出信号(例如数位输出信号)输出至仲裁器330。接着，仲裁器330可以从通用输入/输出通道130或通用输入/输出通道310选择输出信号，并将输出信号传输至现场装置150_2(例如数位致动器)，以便驱动现场装置150_2。此时，由于输入/输出端110_1包括闩锁单元340_1，则闩锁单元340_1可以保持输出至现场装置150_1的输出信号的输出状态。
49.其余通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310与输入/输出端110_3～110_n之间的连接以及输出信号的传输顺序可以类似于如上实施例，故在此不再赘述。如此一来，通用输入/输出通道130与通用输入/输出通道310可以同时传输相同类型的输出信号，使得可配置输入/输出装置300可以达成冗余功能。
50.如图3d所示，假设现场装置150_1、150_3、
…
、150_n-1为类比致动器，且现场装置
150_2、150_4、
…
、150_n为数位致动器。在此实施例中，路由模组120同时控制通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310连接至输入/输出端110_1。此时，通用输入/输出通道130可以转换成类比输出通道，且通用输入/输出通道310可以转换成类比输入通道。接着，通用输入/输出通道130可以将输出信号(例如类比输出信号)输出至现场装置150_1(例如类比致动器)，以便驱动现场装置150_1。同时地，通用输入/输出通道130也可以将输出信号输出至通用输入/输出通道310，使得通用输入/输出通道130的输出信号可以通过通用输入/输出通道310进行诊断。
51.之后，路由模组120断开通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310与输入/输出端110_1的连接，并同时控制通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310连接至输入/输出端110_2。此时，通用输入/输出通道130可以转换成数位输出通道，且通用输入/输出通道310可以转换成数位输入通道。接着，通用输入/输出通道130可以将输出信号(例如数位输出信号)输出至现场装置150_2(例如数位致动器)，以便驱动现场装置150_2。同时地，通用输入/输出通道130也可以将输出信号输出至通用输入/输出通道310，使得通用输入/输出通道130的输出信号可以通过通用输入/输出通道310进行诊断。
52.其余通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310与输入/输出端110_3～110_n之间的连接以及输出信号的传输顺序可以类似于如上实施例，故在此不再赘述。可配置输入/输出装置300可以达成诊断功能(diagnosed function)。
53.如图3e所示，假设现场装置150_1、150_3、
…
、150_n-1为类比感测器或数位感测器，且现场装置150_2、150_4、
…
、150_n为类比致动器或数位致动器。在此实施例中，路由模组120同时控制通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310连接至输入/输出端110_1。此时，通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310可以转换成输入通道(例如类比输入通道或数位输入通道)，使得由现场装置150_1(例如类比感测器或数位感测器)所产生的输入信号(例如类比输入信号或数位输入信号)可以同时传输至通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310。
54.之后，路由模组120断开通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310与输入/输出端110_1的连接，并同时控制通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310连接至输入/输出端110_2。此时，通用输入/输出通道130可以转换成输出通道(例如类比输出通道或数位输出通道)，且通用输入/输出通道310可以转换成输入通道(例如类比输入通道或数位输入通道)。接着，通用输入/输出通道130可以将输出信号(例如类比输出信号或数位输出信号)输出至现场装置150_2(例如类比致动器或数位致动器)，以便驱动现场装置150_2。同时地，通用输入/输出通道130也可以将输出信号输出至通用输入/输出通道310，使得通用输入/输出通道130的输出信号可以通过通用输入/输出通道310进行诊断。
55.其余通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310与输入/输出端110_3～110_n之间的连接以及输入信号与输出信号的收发顺序可以类似于如上实施例，故在此不再赘述。可配置输入/输出装置300可达成诊断与冗余功能。
56.如图3f所示，路由模组120控制通用输入/输出通道130连接至通用输入/输出通道310。此时，通用输入/输出通道130可以转换成输出通道(例如类比输出通道或数位输出通道)，且通用输入/输出通道310可以转换成输入通道(例如类比输入通道或数位输入通道)。接着，通用输入/输出通道130可以将输出信号(例如类比输出信号或数位输出信号)输出至
通用输入/输出通道310，使得通用输入/输出通道130的输出信号可以通过通用输入/输出通道310进行诊断。
57.之后，通用输入/输出通道130可以转换成输入通道(例如类比输入通道或数位输入通道)，且通用输入/输出通道310可以转换成输出通道(例如类比输出通道或数位输出通道)。接着，通用输入/输出通道310可以将输出信号(例如类比输出信号或数位输出信号)输出至通用输入/输出通道130，使得通用输入/输出通道310的输出信号可以通过通用输入/输出通道130进行诊断。
58.如此一来，在长时间不改变输入状态的情况下，通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310可以彼此进行诊断，使得可配置输入/输出装置300可达成诊断功能。
59.在上述实施例中，可配置输入/输出装置300包括两个通用输入/输出通道(例如通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310)，但本发明实施例不限于此。在一些实施例中，可配置输入/输出装置300可以包括三个或三个以上的通用输入/输出通道，三个或三个以上的通用输入/输出通道的实施方式可参考如上的通用输入/输出通道130和通用输入/输出通道310的实施例，故在此不再赘述。因此，也可达成相同的效果。
60.图4a为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的示意图。可配置输入/输出装置400包括多个输入/输出端110_1～110_n、路由模组120、通用输入/输出通道130与多个输入/输出通道410_1～410_n。在本实施例中，输入/输出端110_1～110_n、通用输入/输出通道130和现场装置150_1～150_n与图1的输入/输出端110_1～110_n、通用输入/输出通道130和现场装置150_1～150_n相同或相似。据此，图4a的输入/输出端110_1～110_n、通用输入/输出通道130和现场装置150_1～150_n可参考图1的实施例，故在此不再赘述。
61.输入/输出通道410_1～410_n连接至路由模组120且对应于输入/输出端110_1～110_n。举例来说，输入/输出通道410_1对应于输入/输出端110_1，输入/输出通道410_2对应于输入/输出端110_2，输入/输出通道410_3对应于输入/输出端110_3，
…
，输入/输出通道410_n对应于输入/输出端110_n。在本实施例中，输入/输出通道410_1～410_n可以例如包括类比输入/输出通道与数位输入/输出通道。举例来说，输入/输出通道410_1可以是类比输入/输出通道，输入/输出通道410_2可以是数位输入/输出通道，输入/输出通道410_3可以是数位输入/输出通道，
…
，输入/输出通道410_n可以是类比输入/输出通道，但本发明实施例不限于此。
62.路由模组120可以控制同时控制通用输入/输出通道130与输入/输出通道410_1～410_n之间的连接以及输入/输出端110_1～110_n与输入/输出通道410_1～410_n之间的对应连接。
63.如图4b所示，假设现场装置150_1、150_3、
…
、150_n-1为类比感测器，且现场装置150_2、150_4、
…
、150_n为数位感测器。输入/输出通道410_1～410_n分别通过路由模组120连接至输入/输出端110_1～110_n。在此实施例中，路由模组120控制通用输入/输出通道130连接至输入/输出端110_1。此时，通用输入/输出通道130可以转换成类比输出通道。接着，由现场装置150_1(例如类比感测器)所产生的输入信号(例如类比输入信号)可以同时传输至通用输入/输出通道130与输入/输出通道410_1。
64.之后，路由模组120断开通用输入/输出通道130与输入/输出端110_1的连接，并控制通用输入/输出通道130连接至输入/输出端110_2。此时通用输入/输出通道130可以转换
成数位输入通道。接着，由现场装置150_2(例如数位感测器)所产生的输入信号(例如数位输入信号)可以同时传输至通用输入/输出通道130与输入/输出通道410_2。
65.其余通用输入/输出通道130与输入/输出端110_3～110_n之间的连接以及输入信号的传输顺序可以相似于如上实施例，故在此不再赘述。如此一来，通用输入/输出通道130与输入/输出通道410_1～410_n的其中一个可以同时接收相同类型的输入信号使得可配置输入/输出装置400可以达成冗余功能，并可增加使用上的便利性。
66.如图4c所示，假设现场装置150_1、150_3、
…
、150_n-1为类比致动器，且现场装置150_2、150_4、
…
、150_n为数位致动器。在本实施例中，路由模组120可以进一步包括仲裁器430。输入/输出通道410_1～410_n分别通过路由模组120连接至输入/输出端110_1～110_n。在此实施例中，路由模组120控制通用输入/输出通道130连接至输入/输出端110_1。此时，通用输入/输出通道130可以转换成类比输出通道。接着，通用输入/输出通道130与输入/输出通道410_1可以同时将输出信号(例如类比输出信号)输出至仲裁器430。之后，仲裁器430可以从通用输入/输出通道130或输入/输出通道410_1选择输出信号，并将输出信号传输至现场装置150_1(例如类比致动器或类比信号调节器)，以便驱动现场装置150_1。
67.接着，路由模组120断开通用输入/输出通道130与输入/输出端110_1的连接，并控制通用输入/输出通道130连接至输入/输出端110_2。此时，通用输入/输出通道130可以转换成数位输出通道。接着，通用输入/输出通道130与输入/输出通道410_2可以同时将输出信号(例如数位输出信号)输出至仲裁器430。之后，仲裁器430可以从通用输入/输出通道130或输入/输出通道410_2选择输出信号，并将输出信号传输至现场装置150_2(例如数位致动器)，以便驱动现场装置150_2。
68.其余通用输入/输出通道130与输入/输出端110_3～110_n之间的连接以及输出信号的传输顺序可以相似于如上实施例，故在此不再赘述。如此一来，通用输入/输出通道130与输入/输出通道410_1～410_n的其中一个可以同时传输相同类型的输出信号，使得可配置输入/输出装置400可以达成冗余功能。
69.如图4d所示，假设现场装置150_1、150_3、
…
、150_n-1为类比致动器，且现场装置150_2、150_4、、
…
、150_n为数位致动器。输入/输出通道410_1～410_n分别通过路由模组120连接至输入/输出端110_1～110_n。在此实施例中，路由模组120控制通用输入/输出通道130连接至输入/输出端110_1。此时，通用输入/输出通道130可以转换成类比输入通道。接着，输入/输出通道410_1可以将输出信号(例如类比输出信号)输出至现场装置150_1(例如类比致动器)，以便驱动现场装置150_1。同时地，输入/输出通道410_1也可以将输出信号输出至通用输入/输出通道130，使得输入/输出通道410_1的输出信号可以通过通用输入/输出通道130进行诊断。
70.之后，路由模组120断开通用输入/输出通道130与输入/输出端110_1的连接，并控制通用输入/输出通道130连接至输入/输出端110_2。此时，通用输入/输出通道130可以转换成数位输入通道。接着，输入/输出通道410_2可以将输出信号(例如数位输出信号)输出至现场装置150_2(例如数位致动器)，以便驱动现场装置150_2。同时地，输入/输出通道410_2也可以将输出信号输出至通用输入/输出通道130，使得输入/输出通道410_2的输出信号可以通过通用输入/输出通道130进行诊断。
71.其余通用输入/输出通道130与输入/输出端110_3～110_n之间的连接以及输出信
号的传输顺序可以相似于如上实施例，故在此不再赘述。可配置输入/输出装置400可以达成诊断与冗余功能。
72.如图4e所示，假设现场装置150_1、150_3、
…
、150_n-1为类比感测器或数位感测器，且现场装置150_2、150_4、
…
、150_n为类比致动器或数位致动器。输入/输出通道410_1～410_n分别通过路由模组120连接至输入/输出端110_1～110n。在此实施例中，路由模组120控制通用输入/输出通道130连接至输入/输出端110_1。此时，通用输入/输出通道130可以转换成输入通道(例如类比输入通道或数位输入通道)。接着，由现场装置150_1(例如类比感测器或数位感测器)所产生的输入信号(例如类比输入信号或数位输入信号)可以同时传输至通用输入/输出通道130和输入/输出通道410_1。
73.之后，路由模组120断开通用输入/输出通道130与输入/输出端110_1的连接，控制通用输入/输出通道130连接至输入/输出端110_2。此时，通用输入/输出通道130也可以是输入通道(例如类比输入通道或数位输出通道)。接着，输入/输出通道410_2可以将输出信号(例如类比输出信号或数位输出信号)输出至现场装置150_2(例如类比致动器或数位致动器)，以便驱动现场装置150_2。同时地，输入/输出通道410_2也可以将输出信号输出至通用输入/输出通道130，使得输入/输出通道410_2的输出信号可以通过通用输入/输出通道130进行诊断。
74.其余通用输入/输出通道130与输入/输出端110_3～110_n之间的连接以及输入信号与输出信号的收发顺序可以相似于如上实施例，故在此不再赘述。可配置输入/输出装置400可达成诊断与冗余功能。
75.请参考图4f与图4g。如图4f所示，路由模组120控制通用输入/输出通道130连接至输入/输出通道410_1，并断开输入/输出通道410_1与输入/输出端110_1的连接。此时，假设输入/输出通道410_1是输入通道(例如类比输入通道或数位输入通道)，通用输入/输出通道130可以转换成输出通道(例如类比输出通道或数位输出通道)。接着，输入/输出通道410_1可以从通用输入/输出通道130将输入信号(例如类比输入信号或数位输入信号)输入，使得输入/输出通道410_1的输入信号可以通过通用输入/输出通道130进行诊断。或者，假设输入/输出通道410_1是输出通道(例如类比输出通道或数位输出通道)，通用输入/输出通道130可以转换成输入通道(例如类比输入通道或数位输入通道)。接着，通用输入/输出通道130可以从输入/输出通道410_1将输入信号(例如类比输入信号或数位输入信号)输入，使得通用输入/输出通道130的输入信号可以通过输入/输出通道410_1进行诊断。
76.之后，如图4g所示，路由模组120连接至输入/输出端110_1，路由模组120控制通用输入/输出通道130连接至输入/输出通道410_2，并断开输入/输出通道410_2与输入/输出端110_2的连接。此时，假设输入/输出通道410_2是输入通道(例如类比输入通道或数位输入通道)，通用输入/输出通道130可以转换成输出通道(例如类比输出通道或数位输出通道)。接着，输入/输出通道410_2可以从通用输入/输出通道130将输入信号(例如类比输入信号或数位输入信号)输入，使得输入/输出通道410_2的输入信号可以通过通用输入/输出通道130进行诊断。或者，假设输入/输出通道410_2是输出通道(例如类比输出通道或数位输出通道)，通用输入/输出通道130可以转换成输入通道(例如类比输入通道或数位输入通道)。接着，通用输入/输出通道130可以从输入/输出通道410_2将输入信号(例如类比输入信号或数位输入信号)输入，使得通用输入/输出通道130的输入信号可以通过输入/输出通
道410_2进行诊断。
77.其余通用输入/输出通道130与输入/输出通道410_3～410_n之间的连接以及输出信号的传输顺序可以相似于如上图4f与图4g的实施例，故在此不再赘述。如此一来，在长时间不改变输入状态的情况下，输入/输出通道410_1～410_n的其中一个可以通过通用输入/输出通道130进行诊断，使得可配置输入/输出装置400可达成诊断功能。
78.图5为依据本发明的一实施例的可配置输入/输出装置的操作方法的流程图。在步骤s502中，提供多个输入/输出端连接至多个现场装置，以从现场装置接收多个输入信号以及将多个输出信号输出至现场装置，其中输入信号的至少两个是不同的，输出信号的至少两个是不同的，且现场装置的至少两个是不同的。在步骤s504中，提供路由模组连接至输入/输出端。在步骤s506中，提供第一通用输入/输出通道连接至路由模组。在步骤s508中，通过路由模组，控制第一通用输入/输出通道与输入/输出端之间的连接以及输入信号与输出信号的收发顺序。另外，路由模组包括切换模组与处理模组，且步骤s508可以包括通过处理模组，接收设定信号，并依据设定信号产生控制信号，以控制切换模组以及输入信号与输出信号的收发顺序，使得切换模组切换第一通用输入/输出通道与输入/输出端之间的连接。
79.图6为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的操作方法的流程图。在本实施例中，图6的步骤s502～s506与图5的步骤s502～s506相同，可参考图5的实施例的说明，故在此不再赘述。
80.在步骤s602中，提供第二输入/输出通道连接至路由模组。在步骤s604中，通过路由模组，同时控制第一输入/输出通道与输入/输出端之间的连接以及第二输入/输出通道与输入/输出端之间的连接。
81.另外，路由模组可以还包括仲裁器，且图6可以还包括步骤s606。在步骤s606中，当第一通用输入/输出通道与第二通用输入/输出通道同时提供输出信号时，通过仲裁器从第一通用输入/输出通道或第二通用输入/输出通道选择输出信号，并将输出信号传输至现场装置的其中之一。此外，每一输入/输出端可以包括闩锁单元，且图6可以还包括步骤s608。在步骤s608中，当路由模组断开输入/输出端与第一通用输入/输出通道和第二通用输入/输出通道的连接时，通过闩锁单元维持输出至现场装置的输出信号的输出状态。
82.图7为依据本发明的另一实施例的可配置输入/输出装置的操作方法的流程图。在本实施例中，图7的步骤s502～s506与图5的步骤s502～s506相同，可参考图5的实施例的说明，故在此不再赘述。
83.在步骤s702中，提供多个输入/输出通道连接至路由模组且对应于输入/输出端。在步骤s704中，通过路由模组，控制第一通用输入/输出通道、输入/输出通道与输入/输出端之间的连接。
84.值得注意的是，图5、图6及图7的步骤的顺序仅用以作为说明的目的，不用于限制本发明实施例的步骤的顺序，且上述步骤的顺序可由使用者视其需求而改变。并且，在不脱离本发明的精神以及范围内，可增加额外的步骤或者使用更少的步骤。
85.综上所述，本发明实施例所揭露的可配置输入/输出装置及其操作方法，通过多个输入/输出端连接至多个现场装置，从现场装置接收多个输入信号及将多个输出信号输出至现场装置，路由模组连接于第一通用输入/输出通道与输入/输出端之间，且路由模组可
以控制第一通用输入/输出通道与输入/输出端之间的连接以及输入信号与输出信号的收发顺序。如此一来，可配置通用输入/输出装置可以同时通过输入/输出端连接至各种类型的现场装置，且输入/输出端(现场装置)可以共用相同的通用输入/输出通道以传输输入信号或输出信号，藉以降低电路设计的复杂度及增加使用上的便利性。
86.另外，在一实施例中，可配置通用输入/输出装置可以进一步包括第二通用输入/输出通道，且第一通用输入/输出通道与第二通用输入/输出通道可以同时传输相同类型的输入信号或输出信号，使得可配置输入/输出装置可以达成冗余功能，并可有效地降低冗余的成本。或者，在另一实施例中，可配置输入/输出装置可进一步包括多个输入/输出通道，且路由模组可以控制第一通用输入/输出通道与输入/输出通道之间的连接，或是控制模组进一步同时控制第一通用输入/输出通道与输入/输出端之间的连接以及输入/输出端与输入/输出通道之间的连接，使得可配置通用输入/输出装置也可以达成诊断及/或冗余功能，并可有效地降低冗余的成本。
87.本发明虽以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。
88.【符号说明】
89.100,200,300,400:可配置输入/输出装置
90.110_1～110_n:输入/输出端
91.120:路由模组
92.130,310:输入/输出通道
93.150_1～150_n:现场装置
94.210:切换模组
95.220:处理模组
96.330,430:仲裁器
97.340_1～340_n:闩锁单元
98.410_1～410_n:输入/输出通道
99.s502～s508,s602～s608,s702～s704:步骤。