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KR100294655B1 - 멀티타스크기능을수행하는마이컴프로그래머블콘트롤러의제어방법 - Google Patents

멀티타스크기능을수행하는마이컴프로그래머블콘트롤러의제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티 타스크 기능을 수행하는 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명에서 제공하는 멀티 타스크 기능을 수행하는 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러는 지역 정보를 관리하기 위한 별도의 로컬 레지스터를 포함하며, 실행하고자 하는 기계어가 저장된 다수의 프로그램 블록과, 상기 다수의 프로그램 블록에서 공통으로 사용되는 정보들을 관리하기 위해, 상기 다수의 프로그램 블록의 생성과 소멸에 영향을 받지 않는 독립된 메모리 영역으로 할당되는 글로벌 레지스터와, 디지털 입/출력, 아날로그 입/출력 및 엔코더 입력을 레지스터화하여 처리하기 위한 입/출력 레지스터와, 상기 다수의 프로그램 블록을 동시에 수행시키기 위한 제어 신호를 출력하고, 입/출력을 제어하는 멀티타스크 프로그램 실행기로 구성되어, 블록 단위로 구성된 다수의 프로그램내에서 그 각각의 로컬 레지스터를 별도로 관리하며, 공통으로 사용되는 레지스터에 대해서만 독립적인 메모리를 할당하므로, 프로그램 작성 및 수행시 시스템의 효율을 향상시킬 수 있으며, 피.엘.씨의 디지탈 입/출력, 아날로그 입/출력, 엔코더 입력과 같은 입/출력 포트들을 고유한 명칭의 레지스터로 지정하여 사용함으써, 별도의 입력 명령을 실행하지 않아도 된다는 장점이 있다.

Description

멀티 타스크 기능을 수행하는 마이컴 프로그래머블 콘트롤러 및 그 제어 방법
본 발명은 멀티 타스크 기능을 수행하는 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러(Micom probrammable controller; MPC) 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 블록 단위로 생성된 다수의 프로그램에 의해 제어되고, 다수의 블록 프로그램에서 공통으로 사용되는 데이터는 독립된 메모리 영역으로 할당된 글로벌 레지스터에 저장하고, 프로그램 블록 내에서만 사용되는 지역 정보는 그 프로그램 블록 내의 로컬 레지스터에 저장하여 관리하며, 입/출력 포트를 레지스터화하여 별도의 입력 명령을 실행하지 않고 입/출력 포트를 사용할 수 있도록하는 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
산업용 전기/전자 분야에서 주로 사용되는 피.엘.씨(PLC:Programmable Logic Controller)의 경우, 상기 피.엘.씨를 제어하기 위한 제어 프로그램에 의해 다양하게 동작할 수 있으며, 그 성능을 향상시키기 위해, 다수의 프로그램을 작성하여, 멀티 타스크 기능에 의해 여러 가지 동작을 동시에 수행할 수 있도록 구성하기도 한다.
그러나, 이러한 경우, 종래의 피.엘.씨의 경우 그 사용하고자 하는 레지스터의 수가 고정되어 있었으며, 그 범위 안에서 레지스터를 사용해야 했으므로, 피.엘.씨가 다양한 기능을 수행하도록 하는 프로그램을 작성할 때, 레지스터 부족현상이 자주 발생하였다.
따라서, 본 발명에서는 이와 같은 레지스터 부족 현상을 방지하고, 멀티 타스크 기능에 의해 다수의 프로그램을 동시에 효율적으로 수행하기 위한 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명에서 제공하는 멀티 타스크 기능을 수행하는 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러는 지역 정보를 관리하기 위한 별도의 로컬 레지스터를 포함하며, 실행하고자 하는 기계어가 저장된 다수의 프로그램 블록과, 상기 다수의 프로그램 블록에서 공통으로 사용되는 정보들을 관리하기 위해, 상기 다수의 프로그램 블록의 생성과 소멸에 영향을 받지 않는 독립된 메모리 영역으로 할당되는 글로벌 레지스터와, 디지털 입/출력, 아날로그 입/출력 및 엔코더 입력을 레지스터화하여 처리하기 위한 입/출력 레지스터와, 상기 다수의 프로그램 블록을 동시에 수행시키기 위한 제어 신호를 출력하고, 입/출력을 제어하는 멀티타스크 프로그램 실행기로 구성되며,
상기와 같은 구성을 갖는 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러에서 멀티 타스크 기능을 수행하도록 하기 위한 본 발명의 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러의 제어 방법은 상기 멀티 타스크 프로그램 실행기에서 프로그램을 수행하기 위해 상기 다수의 프로그램 블록 중 하나의 프로그램 블록을 선택하면, 그 프로그램 블록에서 저장하고 있는 기계어 형태의 명령어를 상기 멀티 타스크 프로그램 실행기로 전송하고, 그 명령어에 따라 상기 멀티 타스크 프로그램 실행기에서 연산 및 제어를 수행하며, 상기 연산 및 제어를 위한 명령이 입/출력에 관계 되는 내용인지를 확인하여 입/출력에 관계되는 내용인 경우, 상기 멀티 타스크 프로그램 실행기에서 입/출력 레지스터의 사용 여부를 감지하여 사용 중인 입/출력 레지스터의 내용을 갱신하거나 외부로 출력시킨 후, 그 입/출력 레지스터에 대한 연산 및 제어를 수행하도록 상기 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러를 제어한다.
도 1은 본 발명에 의한 마이컴 프로그래머블 콘트롤러 제어부의 구조에 대한 블록도,
도 2는 본 발명에 의한 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러 제어부의 구조에 대한 상세 블록도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100 : 멀티 타스크 프로그램 실행기 200 : 프로그램 블록
300 : 글로발 / IO 레지스터
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 본 발명을 좀 더 상세히 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명에 의한 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러(MPC)의 제어부의 구조에 대한 블록도이고, 도 2는 본 발명에 의한 피.엘.씨 제어부의 구조에 대한 상세 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에서 제공하는 제어부는, 지역 정보를 관리하기 위한 별도의 로컬 레지스터를 포함하며, 실행하고자 하는 기계어가 저장된 다수의 프로그램 블록(200)과, 상기 다수의 프로그램 블록(200)에서 공통으로 사용되는 정보들을 관리하기 위해, 상기 다수의 프로그램 블록의 생성과 소멸에 영향을 받지 않는 독립된 메모리 영역으로 할당되는 글로벌 레지스터 및 디지털 입/출력, 아날로그 입/출력 및 엔코더 입력을 레지스터화하여 처리하기 위한 입/출력 레지스터(300)와, 상기 다수의 프로그램 블록(200)을 동시에 수행시키기 위한 제어 신호를 출력하고, 입/출력을 제어하는 멀티타스크 프로그램 실행기(100)로 구성된다.
이 때, 상기 다수의 프로그램 블록(200)은 프로그램의 실행을 위한 데이터들의 집합이며 자기 자신이 실행에 필요한 모든 정보를 포함하여 서로에게 영향을 주지 않고 독립적으로 프로그램을 수행하는 것을 특징으로 하며, 도 2를 참조하면, 상기 다수의 프로그램 블록(200)은 프로그램 카운터(PC:Program Counter), 블록 시작(BSA:Bolck Start Address) 및 끝 번지(BEA:Block End Address)를 저장하는 헤더 정보 저장부(201)와, 실행하고자 하는 기계어가 저장된 프로그램 블록 저장부(202)와, 상기 프로그램 블록(200)에서 필요한 정보들을 저장하고 관리하는 로컬 레지스터 저장부(203)로 구성되는데, 상기 프로그램 블록(200)은 1에서부터 n개까지 프로그램 작성에 따라 생성되고 소멸되며, 상기 프로그램 블록(200)에 포함되는 프로그램 카운터(PC), 블록 시작 번지(BSA), 블록 끝 번지(BEA) 및 로컬 레지스터(local register)도 상기 프로그램 블록(200)과 동시에 생성되고, 소멸된다.
이때, 상기 로컬 레지스터는 상기 프로그램 블록(200)과 생성과 소멸을 같이 하기 때문에, 각각의 프로그램 블록 내부에서만 유효하므로, 서로 다른 프로그램 블록(200)에 존재하는 로컬 레지스터의 이름이 같아도 서로 영향을 주지 않는 개별의 레지스터로 사용할 수 있도록 구성되었다.
한편, 상기 글로벌 및 입출력 레지스터(300)는 모든 프로그램 블록(200)에서 사용이 가능한 레지스터이며, 각각의 프로그램 블록(200)들 끼리 데이터를 가공, 연산할 수 있고, 참고할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 도 2를 참조하면, 상기 멀티 타스크 프로그램 실행기(100)는 상기 다수의 프로그램 블록이 멀티 타스킹을 수행하도록 하기 위한 제어 신호를 출력하는 중앙 처리 장치(105)와, 상기 중앙 처리 장치(105)의 제어에 의해 상기 다수의 프로그램 블록(200)들 중 실행하고자하는 프로그램 블록을 지정하는 프로그램 블록 카운터(104)와, 상기 프로그램 블록 카운터(104)에 의해 지정된 프로그램 블록을 선택하는 프로그램 블록 선택기(103)와, 상기 선택된 프로그램 블록에 저장된 기계어를 해독하고, 실행하기 위해 임시로 저장하는 실행 명령어 저장기(101)와, 상기 실행 명령어 저장기(101)에 저장된 기계어 명령어를 상기 중앙 처리 장치(105)의 제어에 의해 해독하는 명령어 해독기(102)와, 상기 해독된 명령어를 상기 중앙 처리 장치(105)의 제어에 의해 연산하는 연산부(106)와, 상기 중앙 처리 장치(105)가 프로그램의 명령대로 연산 또는 데이터의 입/출력을 제어하는 도중 사용하고자 하는 입/출력 레지스터가 발생한 경우, 그 입/출력 레지스터의 사용 여부를 검사하여 그 입/출력 레지스터의 내용을 갱신하거나 외부로 출력시키도록 제어하는 입/출력 레지스터 사용 여부 검사기(107)와, 상기 입/출력 레지스터 사용 여부 검사기(107)의 제어에 의해, 상기 중앙 처리 장치(105)가 사용하고자 하는 입/출력 레지스터의 내용을 갱신하거나 외부로 출력시키는 기능을 수행하는 입/출력 포트 레지스터 변환기(108)로 구성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러에 있어서, 그 제어 방법은 먼저, 다중의 프로그램 실행을 위하여 그 실행을 위해 작성된 기계어 형태의 명령어에 의해 작성된 각각의 프로그램을 블록화하여 프로그램 블록(200)에 저장하며, 이와 같이 다수의 프로그램 블록(200)이 구성되면, 상기 중앙 처리 장치(105)는 멀티 타스크(multi-task)의 기능을 구현하기 위하여, 상기 프로그램 블록 카운터(104)의 값을 순서대로 증가시켜 호출하고자 하는 프로그램 블록을 지정하며, 상기 프로그램 블록 카운터(104)에게 지정받은 프로그램 블록(200)은 프로그램 블록 선택기(103)에 의해 선택된다.
상기 프로그램 블록 선택기(103)는 프로그램 블록(200) 내부에 있는 프로그램 카운터(PC)가 지시하는 실행 대기중인 기계어를 실행 명령어 저장기(101)에 이동시킨다. 그리고, 상기 프로그램 카운터(PC)는 다음 명령을 실행을 위하여 포인터 값을 증가시킨다.
이 때, 상기 중앙 처리 장치(105)는 멀티 타스크 실행을 위하여 프로그램 블록 카운터(104)의 값을 다음 프로그램 블록을 지정하여 각각 개별적으로 작성된 프로그램을 블록 개수 만큼 교번 실행할 수 있도록 한다.
한편, 상기 실행 명령어 저장기(101)의 내용은 상기 명령어 해독기(102)를 거쳐 해독된 후, 상기 중앙 처리 장치(105)에 의해 실행되어 연산 및 입/출력 동작을 하는데, 상기 중앙 처리 장치(105)에 의한 연산 및 입/출력 제어시 레지스터의 내용 변경 등의 사건이 발생할 경우 상기 입/출력 레지스터(302)는, 상기 중앙처리 장치가 입/출력 레지스터의 값을 변경하기 전에, 상기 입/출력 레지스터 사용여부 검사기(107)에 의해 그 내용을 갱신 등의 처리를 자동으로 실행한다.
이와 같이 상기 입/출력 레지스터 사용여부 검사기(107)에 의해 사용자는 콘트롤러의 하드웨어 입/출력을 마치 레지스터와 똑같이 사용할 수 있는데, 이러한 기능은 별도의 입/출력 명령을 제거하여 프로그램 작성시 효율을 크게 향상시킨다.
즉, 상기 중앙 처리 장치(105)가 사용하고자 하는 입/출력 레지스터가 발생하면, 상기 입/출력 사용 여부 검사기(107)는 그 입출력 레지스터의 사용여부를 확인하고, 상기 입/출력 사용 여부 검사기(107)에 의해 사용 여부가 탐지된 입/출력 레지스터는, 그 즉시 입/출력 포트 변환기(108)로 하여금 그 값을 갱신하거나 외부로 출력시키도록 한다.
상기와 같은 본 발명의 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러 및 그 제어 방법을 사용하면, 블록 단위로 구성된 다수의 프로그램내에서 그 각각의 로컬 레지스터를 별도로 관리하며, 공통으로 사용되는 레지스터에 대해서만 독립적인 메모리를 할당하므로, 프로그램 작성 및 수행시 시스템의 효율을 향상시킬 수 있으며, 피.엘.씨의 디지탈 입/출력, 아날로그 입/출력, 엔코더 입력과 같은 입/출력 포트들을 고유한 명칭의 레지스터로 지정하여 사용함으써, 별도의 입력 명령을 실행하지 않아도 된다는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 지역 정보를 관리하기 위한 별도의 로컬 레지스터를 포함하며, 실행하고자 하는 기계어가 저장된 다수의 프로그램 블록과,
    상기 다수의 프로그램 블록에서 공통으로 사용되는 정보들을 관리하기 위해, 상기 다수의 프로그램 블록의 생성과 소멸에 영향을 받지 않는 독립된 메모리 영역으로 할당되는 글로벌 레지스터와,
    디지털 입/출력, 아날로그 입/출력 및 엔코더 입력을 레지스터화하여 처리하기 위한 입/출력 레지스터와,
    상기 다수의 프로그램 블록을 동시에 수행시키기 위한 제어 신호를 출력하고, 입/출력을 제어하는 멀티타스크 프로그램 실행기로 구성되어, 멀티 타스크 기능을 수행하는 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 프로그램 블록은
    프로그램의 실행을 위한 데이터들의 집합이며 자기 자신이 실행에 필요한 모든 정보를 포함하여 서로에게 영향을 주지 않고 독립적으로 프로그램을 수행하는 것을 특징으로 하는 멀티 타스크 기능을 수행하는 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다수의 프로그램 블록은
    프로그램 카운터, 블록 시작 및 끝 번지를 저장하는 헤더 정보 저장부와,
    실행하고자 하는 기계어가 저장된 프로그램 블록 저장부와,
    상기 프로그램 블록에서 필요한 정보들을 저장하고 관리하는 로컬 레지스터 저장부로 구성되며,
    상기 헤더 정보 저장부와, 프로그램 블록 저장부 및 로컬 레지스터 저장부는 프로그램 블록과 생성 및 소멸을 같이 하는 것을 특징으로 하는 멀티 타스크 기능을 수행하는 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티 타스크 프로그램 실행기는
    상기 다수의 프로그램 블록이 멀티 타스킹을 수행하도록 하기 위한 제어 신호를 출력하는 중앙 처리 장치와,
    상기 중앙 처리 장치의 제어에 의해 상기 다수의 프로그램 블록들 중 실행하고자하는 프로그램 블록을 지정하는 프로그램 블록 카운터와,
    상기 프로그램 블록 카운터에 의해 지정된 프로그램 블록을 선택하는 프로그램 블록 선택기와,
    상기 선택된 프로그램 블록에 저장된 기계어를 해독하고, 실행하기 위해 임시로 저장하는 실행 명령어 저장기와,
    상기 실행 명령어 저장기에 저장된 기계어 명령어를 상기 중앙 처리 장치의 제어에 의해 해독하는 명령어 해독기와,
    상기 해독된 명령어를 상기 중앙 처리 장치의 제어에 의해 연산하는 연산부와,
    상기 중앙 처리 장치가 프로그램의 명령대로 연산 또는 데이터의 입/출력을 제어하는 도중 사용하고자 하는 입/출력 레지스터가 발생한 경우, 그 입/출력 레지스터의 사용 여부를 검사하여 그 입/출력 레지스터의 내용을 갱신하거나 외부로 출력시키도록 제어하는 입/출력 레지스터 사용 여부 검사기와,
    상기 입/출력 레지스터 사용 여부 검사기의 제어에 의해, 상기 중앙 처리 장치가 사용하고자 하는 입/출력 레지스터의 내용을 갱신하거나 외부로 출력시키는 기능을 수행하는 입/출력 포트 레지스터 변환기로 구성된 것을 특징으로 하는 멀티 타스크 기능을 수행하는 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러.
  5. 블록 단위로 생성된 다수의 프로그램에 의해 제어되고, 다수의 블록 프로그램에서 공통으로 사용되는 데이터는 독립된 메모리 영역으로 할당된 글로벌 레지스터에 저장하고, 프로그램 블록 내에서만 사용되는 지역 정보는 그 프로그램 블록 내의 로컬 레지스터에 저장하여 관리하며, 입/출력 포트를 레지스터화하여 별도의 입력 명령을 실행하지 않고 입/출력 포트를 사용할 수 있도록하는 피.엘.씨에 있어서,
    멀티 타스크 기능을 제어하는 멀티 타스크 프로그램 실행기에서 프로그램을 수행하기 위해 상기 다수의 프로그램 블록 중 하나의 프로그램 블록을 선택하면,
    그 프로그램 블록에서 저장하고 있는 기계어 형태의 명령어를 상기 멀티 타스크 프로그램 실행기로 전송하고,
    그 명령어에 따라 상기 멀티 타스크 프로그램 실행기에서 연산 및 제어를 수행하며,
    상기 연산 및 제어를 위한 명령이 입/출력에 관계 되는 내용인지를 확인하여 입/출력에 관계되는 내용인 경우,
    상기 멀티 타스크 프로그램 실행기에서 입/출력 레지스터의 사용 여부를 감지하여 사용 중인 입/출력 레지스터의 내용을 갱신하거나 외부로 출력시킨 후, 그 입/출력 레지스터에 대한 연산 및 제어를 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하여, 멀티 타스크 기능을 수행하는 산업용 마이컴 프로그래머블 콘트롤러의 제어 방법.
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