专利名称：实现多任务功能的微型机可编程控制器及其控制方法
技术领域：
本发明涉及执行多任务功能的产业用微型机可编程控制器(Microcomputer programmable controller，MPC)及其控制方法。其中，被以块为单位生成的复数个程序所控制、在复数个程序中共用的数据存储在被分配于独立的内存域中的全局寄存器中，只在程序块中保有的地域信息存储在该程序块中的局部寄存器里并被管理，输入/输出端被寄存器化，无须实行额外的输入命令即可使用输入/输出端。
关于电气/电子领域里主要采用的产业用P.L.C(可编程逻辑控制器，Programmable Logic Controller)，有这样的构成方式为能够根据控制P.L.C的控制程序而动作，提高其性能，作成复数个程序、同时施行多任务功能的动作。
然而，就已有的P.L.C来讲，由于欲使用的寄存器的数量被固定，只能在此范围内使用寄存器，故当编制P.L.C能执行各种各样功能的程序时，常出现寄存器不足现象。
本发明目的就在于提供一种新的产业用微型机可编程控制器及其控制方法，其能够防止寄存器不足现象发现。能够依据多任务功能同时有效地执行复数个程序。
本发明目的是这样实现的本发明的能执行多任务功能的产业用微型机可编程控制器包括含有管理地域信息的特定的局部寄存器及存储有欲实行的机器语言的复数个程序块；为管理在所说复数个程序块中共有的信息而被分配在不受所说复数个程序块生成与消灭之影响的独立内存领域里的全局寄存器；使数字式输入/输出、模拟输入/输出以及译码器输入寄存器化来进行处理的输入/输出寄存器；输出可同时执行所说复数个程序块的控制信号，控制输入/输出的多任务程序实行器。
为达成多任务功能、具有以上构成的本发明产业用微型机可编程控制器的控制方法为为以所说多任务程序实行器执行程序，当一经选择复数个程序块中任一程序块时，就将在该程序块中存储的机器语形态的命令语向所说多任务程序实行器传递，所说多任务程序实行器根据该命令语执行演算和控制，于是确认为了进行该演算及控制的命令是否是与输入/输出中有关系的内容，当确认为是与输入/输出有关系的内容的场合，则在所说多任务程序实行器中检查是否可使用输入/输出寄存器，将使用中的输入/输出寄存器内容进行更新或向外部输出之后，执行相应于输入/输出寄存器的演算及控制。
以下根据附图来详细说明本发明。
图1是根据本发明的产业用微型机可编程控制器(MPC)的控制部的构造框图。
图2是根据本发明的产业用微型机控制器的控制部的详细构造框图。
根据图1，根据本发明的控制部包括含有管理地域信息的特定的局部寄存器并存储有欲执行机器语的复数个程序块200；为管理在复数个程序块200中共有的信息而被分配在不受复数个程序块200生成与消灭之影响的独立的内存领域里的全局寄存器，以及使数字式输入/输出、模拟输入/输出及编程器输入寄存器化来进行处理的输入/输出寄存器300；输出可同时执行复数个程序块200的控制信号、控制输入/输出的多任务程序实行器100。
这里，复数个程序块200是为执行程序的数据的集合，其具有自身含有执行中必要的全部信息、相互不影响，独立执行程序的特征。参照图2，复数个程序块200是由头信息存储部201(存储有程序计数器(PCProgram Counter)、块首地址(BSABlock StartAddress)、块尾地址(BEABlock End Address))和存储有欲执行机器语的程序块存储部202以及存储并管理程序块200中所必要信息的局部寄存器存储部203所构成的。该程序块200是根据从1到n个程序的编成而生成、消灭，在程序块200中含有的程序计数器(PC)、块首地址(BSA)、块尾地址(BEA)及局部寄存器(LocalRegister)也与该程序块200同时生成、消灭。
这里，由于局部寄存器与程序块200同时生成、消灭，只在各自的程序块内部有效，故即使存在于不同的程序块200中的局部寄存器的名称一样，也是能作为互无影响的独自的寄存器来使用的。
另一方面，全局及输入/输出寄存器300是在所有程序块200中可使用的寄存器，各程序块200都可以对数据进行加工和演算以及参考。
另外，参考图2，多任务程序实行器100是由下列要素构成的输出使复数个程序块执行多任务的控制信号的中央处理装置105；根据中央处理装置105的控制在复数个程序块200等之中指定欲执行程序块的程序块计数器104；选择由程序块计数器104所指定的程序块的程序块选择器103；为解读、执行在被选择的程序块中存储的机器语而对其暂存的执行命令语存储器101；根据中央处理装置105的控制对存储在执行命令语存储器101中的机器语命令语进行解读的命令语解读器102；根据中央处理装置105的控制对被解读的命令语进行演算的演算部106；在中央处理装置105依程序指令控制演算或数据的输入/输出过程中，生成欲使用的输入/输出寄存器的场合，对可否使用该输入/输出寄存器进行检查，对是否更新或向外部输出该输入/输出寄存器的内容进行控制的关于可否使用输入/输出寄存器的检查器107；根据该关于可否使用输入/输出寄存器的检查器107的控制、执行对中央处理装置105欲使用的输入/输出寄存器内容进行更新或向外输出的功能的输入/输出端寄存器变换器108。
关于具有上述构成的本发明产业用微型机可编程控制器，其控制方法为首先，为执行多重程序，将为执行而编成的以机器语形态的命令语编成的各程序分块，存储于程序块200内，当构成了复数个程序块200时，中央处理装置105为实现多任务(Multi-Task)功能，使程序块计数器104的值依次增加，指定欲呼出的程序块，由程序块计数器104指定的程序块200被程序块选择器103所选择。
程序块选择器103将程序块200内部的程序块计数器(PC)所指示的执行等待中的机器语向执行命令语存储器101移动。于是，程序块计数器(PC)为执行下一命令将指针值增加。
这时，中央处理装置105为执行多任务，让程序块计数器104的值轮流地指定下一个程序块，从而依次让各独立的程序块被执行。
另一方面，执行命令语存储器101的内容经命令语解读器102解读后，被中央处理装置105所执行，产生演算及输入/输出动作。但在根据中央处理装置105进行演算及输入/输出控制中，出现寄存器内容变更等的执行场合，输入/输出寄出器302在前述中央处理装置变更输入/输出寄存器值之前，根据关于可否使用输入/输出寄存器的检查器107的检查结果自动执行内容更新或输出的处理。
故此，根据关于可否使用输入/输出寄存器的检查器107，使用者可以象使用寄存器一样使用控制器的硬件输入/输出。这使得可以省去额外的输入/输出命令，在编程时可以极大地提高效率。
当中央处理装置105欲使用的输入/输出寄存器生成时，关于可否使用输入/输出寄存器的检查器107确认是否可使用该输入/输出寄存器，被该检查器107所检查得知可否使用的寄存器随即被输入/输出端变换器108将其值更新或向外部输出。
采用本发明产业用微型机可编程控制器及其控制方法，之于以块为单位构成的复数个程序分别管理其各自的局部寄存器，仅对共有的寄存器分配独立的内存，故可在程序编制及执行时提高系统效率。由于将P.L.C的数字式输入/输出、模拟输入/输出及译码器输入等输入/输出端作为固有名称的寄存器进行指定和使用，所以即使不执行额外的输入指令也可以。
权利要求
1.执行多任务功能的产业用微型机可编程控制器，包括含有管理地域信息的特定的局部寄存器及存储有欲实行的机器语言的复数个程序块；为管理在所说复数个程序块中共有的信息而被分配在不受所说复数个程序块生成与消灭之影响的独立内存领域里的全局寄存器；使数字式输入/输出、模拟输入/输出以及编码器输入寄存器化来进行处理的输入/输出寄存器；输出可同时执行所说复数个程序块的控制信号，控制输入/输出的多任务程序实行器。
2.按权利要求1所说的执行多任务功能的产业用微型机可编程控制器，其特征是所说的复数个程序块是为执行程序的数据的集合，其具有自身含有执行中必要的全部信息、相互不影响，独立执行程序。
3.按权利要求1或2所说的执行多任务功能的产业用微型机可编程控制器，其特征是所说复数个程序块是由存储有程序计数器和块首地址及块尾地址的头信息存储部、和存储有欲执行机器语的程序块存储部、以及存储并管理程序块中所必要信息的局部寄存器存储部所构成的，所说头信息存储部和程序块存储部以及局部寄存器存储部与程序块同时生成、消灭。
4.按权利要求1所说的执行多任务功能的产业用微型机可编程控制器，其特征是所说多任务程序实行器是由下列要素构成的输出使复数个程序块执行多任务的控制信号的中央处理装置、根据中央处理装置的控制在所说复数个程序块等之中指定欲执行程序块的程序块计数器、选择由所说程序块计数器所指定的程序块的程序块选择器、为解读、执行在被选择的程序块中存储的机器语而对其暂存的执行命令语存储器、根据所说中央处理装置的控制对存储在所说执行命令语存储器中的机器语命令语进行解读的命令语解读器、根据所说中央处理装置的控制对被解读的命令语进行演算的演算部、在所说中央处理装置依程序指令控制演算或数据的输入/输出过程中生成欲使用的输入/输出寄存器的场合、对可否使用该输入/输出寄存器进行检查，对是否更新或向外部输出该输入/输出寄存器的内容进行控制的关于可否使用输入/输出寄存器的检查器、根据所说关于可否使用输入/输出寄存器的检查器的控制、执行对据说中央处理装置欲使用的输入/输出寄存器内容进行更新或向外输出的功能的输入/输出端寄存器变换器。
5.执行多任务功能的产业用微型机可编程控制器的控制方法，被以块为单位生成的复数个程序所控制、在复数个程序中共用的数据存储在被分配于独立的内存域中的全局寄存器中，只在程序块中保有的地域信息存储在该程序块中的局部寄存器里并被管理，输入/输出端被寄存器化，无须实行额外的输入命令即可使用输入/输出端，其特征是为以所说多任务程序实行器执行程序，当一经选择复数个程序块中任一程序块时，就将在该程序块中存储的机器语形态的命令语向所说多任务程序实行器传递，所说多任务程序实行器根据该命令语执行演算和控制，于是确认为了进行该演算及控制的命令是否是与输入/输出中有关系的内容，当确认为是与输入/输出有关系的内容的场合，则在所说多任务程序实行器中检查是否可使用输入/输出寄存器，将使用中的输入/输出寄存器内容进行更新或向外部输出之后，执行相应于输入/输出寄存器的演算及控制。
全文摘要
本发明涉及执行多任务功能的产业用微型机可编程控制器及其控制方法。所说控制器包括:含有管理地域信息的特定的局部寄存器及存储有欲实行的机器语言的复数个程序块、全局寄存器、输入/输出寄存器、多任务程序实行器。之于复数个程序分别管理其各自的局部寄存器,仅对共有的寄存器分配独立的内存,故可提高编程及执行效率。将P.L.C的输入/输出端作为固有名称的寄存器进行指定和使用,即使不执行额外输入指令也可行。
文档编号G06F9/40GK1267021SQ9910980
公开日2000年9月20日 申请日期1999年7月14日 优先权日1998年7月25日
发明者张突 申请人:株式会社技家