JP7140879B2 - 設定可能な入出力装置、および、その操作方法 - Google Patents

設定可能な入出力装置、および、その操作方法 Download PDF

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Description

本発明は、入出力装置に関するものであって、特に、設定可能な入出力装置、および、その操作方法に関するものである。
各種工業的応用において、高い信頼性の冗長設計が必要である。通常、信頼できるデータ収集のために、複数の入出力（Ｉ/Ｏ）チャネルが、同一タイプのフィールドデバイスに接続されて単一障害点を防止しており、これにより、冗長設計が必然的に高価になる。よって、上記の構造設計は改善が必要である。
本発明は、設定可能な入出力装置、および、その操作方法を提供することを目的とする。
（１） 本発明は、複数の入出力端子、ルーティングモジュール、および、第一ユニバーサル入出力チャネルを有する、設定可能な入出力装置を提供する。入出力端子は、複数のフィールドデバイスに接続される。入出力端子は、フィールドデバイスから複数の入力信号を受信する。入出力端子は、複数の出力信号をフィールドデバイスに出力する。少なくとも二個の入力信号は異なり、少なくとも二個の出力信号は異なり、少なくとも二個のフィールドデバイスは異なる。ルーティングモジュールは、入出力端子に接続される。第一ユニバーサル入出力チャネルは、ルーティングモジュールに接続される。ルーティングモジュールは、第一ユニバーサル入出力チャネルと入出力端子間の接続を制御する。ルーティングモジュールはさらに、入力信号および出力信号の送受信順序を制御することを特徴とする。
（２） 上記（１）に記載の設定可能な入出力装置であって、前記ルーティングモジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記入出力端子に接続されるスイッチングモジュールと、前記スイッチングモジュールに接続される処理モジュールと、を有し、前記処理モジュールは設定信号を受信するとともに、前記設定信号にしたがって制御信号を生成し、前記スイッチングモジュール、および、前記入力信号および前記出力信号の前記送受信順序を制御し、これにより、前記スイッチングモジュールが、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の前記接続を切り換えることを特徴とする。
（３） 上記（２）に記載の設定可能な入出力装置であって、前記処理モジュールは、第一ユニバーサル入出力チャネルから前記スイッチングモジュールを切断し、前記処理モジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルから前記設定信号を受信し、前記処理モジュールは前記第一ユニバーサル入出力チャネルを切断し、前記処理モジュールは、前記設定信号にしたがって前記制御信号を生成して、前記スイッチングモジュールを制御し、これにより、前記スイッチングモジュールが、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の前記接続を切り換え、前記入力信号および前記出力信号が、連続して、前記第一ユニバーサル入出力チャネル、前記スイッチングモジュール、および、前記入出力端子を介して送受信されることを特徴とする。
（４） 上記（２）に記載の設定可能な入出力装置であって、前記ルーティングモジュールに接続される第二ユニバーサル入出力チャネルを有し、前記ルーティングモジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の前記接続、および、前記第二ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の接続を同時に制御することを特徴とする。
（５） 上記（４）に記載の設定可能な入出力装置であって、前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記第二ユニバーサル入出力チャネルは、出力信号を同時に提供し、前記ルーティングモジュールはさらに、前記第一ユニバーサル入出力チャネルあるいは前記第二ユニバーサル入出力チャネルからの前記出力信号を選択するとともに、前記出力信号を前記フィールドデバイスの一つに送信するアービターを有することを特徴とする。
（６） 上記（５）に記載の設定可能な入出力装置であって、前記入出力端子はそれぞれ、前記ルーティングモジュールが、前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記第二ユニバーサル入出力チャネルから前記入出力端子を切断すると、前記フィールドデバイスに出力される前記出力信号の出力状態を維持するラッチユニットを有することを特徴とする。
（７） 上記（１）に記載の設定可能な入出力装置であって、さらに、前記ルーティングモジュールに接続されるとともに、前記複数の前記入出力端子に対応する複数の入出力チャネルを有し、前記ルーティングモジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと、前記入出力チャネルと、前記入出力端子との間の前記接続を制御することを特徴とする。
（８） 上記（７）に記載の設定可能な入出力装置であって、前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記入出力チャネルの一つが入力チャネルであるとき、前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記入出力チャネルの一つは冗長であり、且つ、前記第一ユニバーサル入出力チャネルが入力チャネルであり、前記入出力チャネルの前記ひとつが出力チャネルであるとき、前記入出力チャネルの前記一つが前記第一ユニバーサル入出力チャネルにより診断されることを特徴とする。
（９） 本発明はさらに、以下のステップを含む、設定可能な入出力装置の操作方法を提供する。複数の入出力端子を設けて、複数のフィールドデバイスに接続し、フィールドデバイスから複数の入力信号を受信するとともに、複数の出力信号をフィールドデバイスに出力し、少なくとも二個の入力信号は異なり、少なくとも二個の出力信号は異なり、少なくとも二個のフィールドデバイスは異なる。ルーティングモジュールを設けて、入出力端子に接続する。第一ユニバーサル入出力チャネルを設けて、ルーティングモジュールに接続する。ルーティングモジュールを用いて、第一ユニバーサル入出力チャネルと入出力端子間の接続、および、入力信号および出力信号の送受信順序を制御することを特徴とする。
（１０） 上記（９）に記載の設定可能な入出力装置の操作方法であって、前記ルーティングモジュールは、スイッチングモジュールおよび処理モジュールを有し、前記ルーティングモジュールを用いて、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の接続、および、前記入力信号および前記出力信号の前記送受信順序を制御する前記工程は、前記処理モジュールを用いて、設定信号を受信するとともに、前記設定信号にしたがって制御信号を生成して、前記スイッチングモジュール、および、前記入力信号および前記出力信号の前記送受信順序を制御して、前記スイッチングモジュールが、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の前記接続を切り換える工程、を有することを特徴とする。
（１１） 上記（１０）に記載の設定可能な入出力装置の操作方法であって、前記処理モジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルから前記スイッチングモジュールを切断し、前記処理モジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルから前記設定信号を受信し、前記処理モジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルを切断し、前記処理モジュールは、前記設定信号にしたがって前記制御信号を生成して、前記スイッチングモジュールを制御し、よって、前記スイッチングモジュールが、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の前記接続を切り換え、前記入力信号および前記出力信号が、連続して、前記第一ユニバーサル入出力チャネル、前記スイッチングモジュール、および、前記入出力端子を介して送受信されることを特徴とする。
（１２） 上記（１０）に記載の設定可能な入出力装置の操作方法であって、さらに、第二ユニバーサル入出力チャネルを設けて、前記ルーティングモジュールに接続する工程、および、前記ルーティングモジュールを用いて、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の前記接続、および、前記第二ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の接続を同時に制御する工程、を有することを特徴とする。
（１３） 上記（１２）に記載の設定可能な入出力装置の操作方法であって、前記ルーティングモジュールはさらにアービターを有し、前記操作方法はさらに、前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記第二ユニバーサル入出力チャネルが同時に出力信号を提供すると、前記アービターを用いて、前記第一ユニバーサル入出力チャネルあるいは前記第二ユニバーサル入出力チャネルからの前記出力信号を選択するとともに、前記出力信号を前記フィールドデバイスの一つに送信する工程を有することを特徴とする。
（１４） 上記（１３）に記載の設定可能な入出力装置の操作方法であって、前記入出力端子はそれぞれラッチユニットを有し、前記操作方法はさらに、前記ルーティングモジュールが、前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記第二ユニバーサル入出力チャネルから前記入出力端子を切断すると、前記ラッチユニットを用いて、前記フィールドデバイスに出力される前記出力信号の出力状態を維持する工程を有することを特徴とする。
（１５） 上記（９）に記載の設定可能な入出力装置の操作方法であって、さらに、複数の入出力チャネルを設けて、前記ルーティングモジュールに接続するとともに、前記複数の入出力端子に対応させる工程、および、前記ルーティングモジュールを用いて、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと、前記入出力チャネルと、前記入出力端子との間の前記接続を制御する工程、を有することを特徴とする。
（１６） 上記（１５）に記載の設定可能な入出力装置の操作方法であって、前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記入出力チャネルの一つが入力チャネルであるとき、前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記入出力チャネルの前記一つは冗長であり、且つ、前記第一ユニバーサル入出力チャネルが入力チャネルであり、前記入出力チャネルの前記一つが出力チャネルであるとき、前記入出力チャネルの前記一つが前記第一ユニバーサル入出力チャネルにより診断されることを特徴とする。
本発明により、冗長設計が必然的に高価になる単一障害点を防止し、且つ、高い信頼性が達成される。
本発明の一実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。 本発明の一実施形態による設定可能な入出力装置の操作方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置の操作方法のフローチャートである。 本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置の操作方法のフローチャートである。
以下の実施形態のそれぞれにおいて、同じ参照符号は、同一または類似の素子あるいはコンポーネントを示す。
図１は、本発明の一実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。図１を参照する。設定可能な入出力（Ｉ/Ｏ）装置１００は、複数の入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ、ルーティングモジュール１２０、および、ユニバーサル入出力チャネル１３０を有し、Ｎは、１より大きい正の整数である。
入出力端子１１０_１～１１０_Ｎは、複数のフィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎに接続される。たとえば、入出力端子１１０_１は、フィールドデバイス１５０_１に接続され、入出力端子１１０_２は、フィールドデバイス１５０_２に接続され、入出力端子１１０_Ｎは、フィールドデバイス１５０_Ｎに接続される。本実施形態において、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎは、たとえば、アナログ入出力端子、および、デジタル入出力端子を有する。たとえば、入出力端子１１０_１はアナログ入出力端子、入出力端子１１０_２はデジタル入出力端子、入出力端子１１０_３はデジタル入出力端子であり、入出力端子１１０_Ｎはアナログ入出力端子であるが、本発明の実施形態は、それらに限定されない。
入出力端子１１０_１～１１０_Ｎは、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎから複数の入力信号を受信するとともに、複数の出力信号をフィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎに出力する。本実施形態において、少なくとも二個の入力信号は異なる。つまり、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎにより生成される少なくとも二個の入力信号は異なる。このほか、入力信号には、アナログ入力信号およびデジタル入力信号が挙げられる。たとえば、フィールドデバイス１５０_１により生成される入力信号はアナログ入力信号、フィールドデバイス１５０_２により生成される入力信号はデジタル入力信号、フィールドデバイス１５０_３により生成される入力信号はデジタル入力信号、フィールドデバイス１５０_Ｎにより生成される入力信号はアナログ入力信号であるが、本発明の実施形態は、それらに限定されない。ユーザーは、要求に応じて、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎにより生成される入力信号のタイプを調整することができる。
本実施形態において、少なくとも二個の出力信号は異なる。つまり、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎに出力される少なくとも二個の出力信号は異なる。このほか、出力信号には、アナログ出力信号およびデジタル出力信号が挙げられる。たとえば、フィールドデバイス１５０_１に出力される出力信号はアナログ出力信号、フィールドデバイス１５０_２に出力される出力信号はデジタル出力信号、フィールドデバイス１５０_３に出力される出力信号はデジタル出力信号、フィールドデバイス１５０_Ｎに出力される出力信号はアナログ出力信号であるが、本発明の実施形態は、それらに限定されない。ユーザーは、要求に応じて、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎにより生成される出力信号のタイプを調整することができる。
本実施形態において、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎのうち少なくとも二個は異なる。このほか、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎは、任意で、センサー、アクチュエーター、あるいは、信号調節器を有してもよいが、本発明の実施形態は、それらに限定されない。たとえば、フィールドデバイス１５０_１はセンサー、フィールドデバイス１５０_２はアクチュエータ、フィールドデバイス１５０_３は信号調節器、フィールドデバイス１５０_Ｎはセンサーであるが、本発明の実施形態は、それらに限定されない。ユーザーは、必要に応じて、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎのタイプを調整することができる。さらに、信号調節器が用いられて、信号の増幅、信号の減衰、信号のろ過、信号の隔離等を実行する。
ルーティングモジュール１２０は、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎに接続される。ユニバーサル入出力チャネル１３０は、ルーティングモジュール１２０に接続される。このほか、ユニバーサル入出力チャネル１３０は、“デジタルーアナログ”変換、および、“アナログ―デジタル”変換の機能を備えてもよい。本実施形態において、ルーティングモジュール１２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０と入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ間の接続、および、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎから入力信号を受信、および、出力信号をフィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎに出力する時間系列を制御する。本実施形態において、ルーティングモジュール１２０は、たとえば、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）あるいは類似技術を、入力信号および出力信号に適用する。
設定可能な入出力装置１００の操作において、ルーティングモジュール１２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０が入出力端子１１０_１に接続されるように制御し、これにより、フィールドデバイス１５０_１（たとえば、アナログセンサー）により生成される入力信号（たとえば、アナログ入力信号）は、入出力端子１１０_１、ルーティングモジュール１２０を介して、ユニバーサル入出力チャネル１３０に送信され得る、あるいは、フィールドデバイス１５０_１（たとえば、アナログアクチュエーター）に出力される出力信号（たとえば、アナログ出力信号）は、ユニバーサル入出力チャネル１３０、ルーティングモジュール１２０を介して、入出力端子１１０_１に送信され得る。
その後、ルーティングモジュール１２０は、入出力端子１１０_１から、ユニバーサル入出力チャネル１３０を切断するとともに、ユニバーサル入出力チャネル１３０が入出力端子１１０_２に接続されるように制御し、これにより、フィールドデバイス１５０_２（たとえば、デジタルセンサー）により入力信号（たとえば、デジタル入力信号）は、入出力端子１１０_２、ルーティングモジュール１２０を介して、ユニバーサル入出力チャネル１３０に送信され得る、あるいは、フィールドデバイス１５０_２（たとえば、デジタルアクチュエーター）に出力される出力信号（たとえば、デジタル出力信号）は、ユニバーサル入出力チャネル１３０、ルーティングモジュール１２０を介して、入出力端子１１０_２に送信され得る。残りのユニバーサル入出力チャネル１３０と入出力端子１１０_３～１１０_Ｎ間の接続、および、入力信号および出力信号の送受信順序は、上記の実施形態に類似するので、この記述はここで繰り返さない。
よって、設定可能な入出力装置１００は、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎにより、同時に、各種タイプのフィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎに接続され、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ（フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎ）は、同じユニバーサル入出力チャネル１３０を共有し、これにより、回路設計の複雑性を減少させ、且つ、使用の便宜性を向上させる。
図２は、本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。図２を参照する。設定可能な入出力装置２００は、図１の設定可能な入出力装置１００に類似する。図２において、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎは、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎと等しい、あるいは、類似する。したがって、図２の入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎは、図１の実施形態を参照し、それらの記述はここで繰り返さない。
本実施形態において、ルーティングモジュール１２０は、スイッチングモジュール２１０、および、処理モジュール２２０を有する。スイッチングモジュール２１０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎに接続される。本実施形態において、スイッチングモジュール２１０は、たとえば、マルチプレクサであるが、本発明の実施形態は、それらに限定されない。
処理モジュール２２０は、スイッチングモジュール２１０に接続される。本実施形態において、処理モジュール２２０は、マイクロプロセッサ、あるいは、マイクロコントローラーであるが、本発明の実施形態は、それらに限定されない。処理モジュール２２０は、設定信号を受信するとともに、設定信号にしたがって制御信号を生成し、スイッチングモジュール２１０、および、入力信号および出力信号の送受信順序を制御して、これにより、スイッチングモジュール２１０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０と入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ間の接続を切り換える。
本実施形態において、設定信号は、たとえば、スイッチングモジュール２１０に対応する切り換え順序、および、入力信号および出力信号の送受信順序を含み得るが、本発明の実施形態は、それらに限定されない。ある実施形態において、設定信号は、外部処理モジュール（図示しない）により提供され、たとえば、処理モジュール２２０は、外部処理モジュールから設定信号を受信して、制御信号を生成する。ある実施形態において、設定信号は、ユニバーサル入出力チャネル１３０、あるいは、その他の伝送線（図示しない）を介して提供され、たとえば、処理モジュール２２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０、あるいは、その他の伝送線を介して設定信号を受信して、制御信号を生成する。ある実施形態において、処理モジュール２２０は省略され、スイッチングモジュール２１０は、外部の処理モジュールにより制御される。
ルーティングモジュール１２０の操作において、処理モジュール２２０は、まず、ユニバーサル入出力チャネル１３０からスイッチングモジュール２１０を切断する。その後、処理モジュール２２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０から設定信号を受信するとともに、設定信号にしたがって制御信号を生成する。その後、処理モジュール２２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０から切断される。処理モジュール２２０は、制御信号をスイッチングモジュール２１０に送信して、スイッチングモジュール２１０を制御し、これにより、スイッチングモジュール２１０が、ユニバーサル入出力チャネル１３０と入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ間の接続を切り換え、且つ、入力信号および出力信号は、連続して、ユニバーサル入出力チャネル１３０、スイッチングモジュール２１０、および、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎにより送受信される。
設定可能な入出力装置２００の操作において、スイッチングモジュール２１０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０と入出力端子１１０_１の接続を切り換え、これにより、フィールドデバイス１５０_１（たとえば、アナログセンサー）により生成される入力信号（たとえば、アナログ入力信号）は、入出力端子１１０_１、スイッチングモジュール２１０を介して、ユニバーサル入出力チャネル１３０に送信され得る、あるいは、フィールドデバイス１５０_１（たとえば、アナログアクチュエーター）に出力される出力信号（たとえば、アナログ出力信号）は、ユニバーサル入出力チャネル１３０、スイッチングモジュール２１０を介して、入出力端子１１０_１に送信され得る。
その後、スイッチングモジュール２１０は、入出力端子１１０_１からのユニバーサル入出力チャネル１３０の切断を切り換えて、ユニバーサル入出力チャネル１３０と入出力端子１１０_２を接続し、これにより、フィールドデバイス１５０_２（たとえば、デジタルセンサー）により生成される入力信号（たとえば、デジタル入力信号）は、入出力端子１１０_２、スイッチングモジュール２１０を介して、ユニバーサル入出力チャネル１３０に送信され得、且つ、その後、フィールドデバイス１５０_２（たとえば、デジタルアクチュエーター）に出力される出力信号（たとえば、デジタル出力信号）は、ユニバーサル入出力チャネル１３０、スイッチングモジュール２１０を介して、入出力端子１１０_２に送信され得る。残りのユニバーサル入出力チャネル１３０と入出力端子１１０_３～１１０_Ｎ間の接続、および、入力信号および出力信号の送受信順序は、上記の実施形態に類似するので、この記述はここで繰り返さない。
よって、設定可能な入出力装置１００は、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎにより、同時に、各種タイプのフィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎに接続され、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ（フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎ）は、同じユニバーサル入出力チャネル１３０を共有し、これにより、回路設計の複雑性を減少させ、且つ、使用の便宜性を向上させる。
図３Ａは、本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。設定可能な入出力装置３００は、複数の入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ、ルーティングモジュール１２０、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、ユニバーサルチャネル３１０を有する。本実施形態において、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎは、図１の入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎと等しい、あるいは、類似する。したがって、図３Ａの入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎは、図１の実施形態を参照し、それらの記述は、ここで繰り返さない。
ユニバーサル入出力チャネル３１０は、ルーティングモジュール１２０に接続される。このほか、ユニバーサル入出力チャネル３１０は、データ抽出、“デジタルーアナログ”変換、および、“アナログーデジタル”変換の機能も有する。ルーティングモジュール１２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０と入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ間の接続、ユニバーサル入出力チャネル３１０と入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ間の接続を、同時に制御する。
図３Ｂに示されるように、デバイス１５０_１、１５０_３～１５０_Ｎ-１がアナログセンサー、フィールドデバイス１５０_２、１５０_４～１５０_Ｎがデジタルセンサーであると仮定する。この実施形態において、ルーティングモジュール１２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０が入出力端子１１０_１に接続されるように同時に制御して、フィールドデバイス１５０_１（たとえば、アナログセンサー）により生成される入力信号（たとえば、アナログ入力信号）は、同時に、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０に送信される。
その後、ルーティングモジュール１２０は、入出力端子１１０_１から、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０を切断するとともに、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０が入出力端子１１０_２に接続されるように同時に制御し、よって、フィールドデバイス１５０_２（たとえば、デジタルセンサー）により生成される入力信号（たとえば、デジタル入力信号）は、同時に、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０に送信される。残りのユニバーサル入出力チャネル１３０とユニバーサル入出力チャネル３１０と入出力端子１１０_３～１１０_Ｎ間の接続、および、入力信号の送信順序は、上記の実施形態に類似するので、この記述はここで繰り返さない。
よって、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、ユニバーサル入出力チャネル３１０は、同時に、同一タイプの入力信号を受信するので、設定可能な入出力装置３００は重複機能を達成する。
図３Ｃに示されるように、デバイス１５０_１、１５０_３～１５０_Ｎ-１がアナログアクチュエーター、フィールドデバイス１５０_２、１５０_４～１５０_Ｎがデジタルアクチュエーターであると仮定する。本実施形態において、ルーティングモジュール１２０はさらにアービター３３０を有し、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎはさらにラッチユニット３４０_１～３４０_Ｎを有する。この実施形態において、ルーティングモジュール１２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０が入出力端子１１０_１に接続されるように同時に制御し、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、ユニバーサル入出力チャネル３１０は、同時に、出力信号（たとえば、アナログ出力信号）をアービター３３０に出力する。その後、アービター３３０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０あるいはユニバーサル入出力チャネル３１０からの出力信号を選択するとともに、出力信号をフィールドデバイス１５０_１（たとえば、アナログアクチュエーター）に送信して、フィールドデバイス１５０_１を駆動する。
その後、ルーティングモジュール１２０は、入出力端子１１０_１から、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０を切断するとともに、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０が入出力端子１１０_２に接続されるように同時に制御して、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０は、同時に、出力信号（たとえば、デジタル出力信号）をアービター３３０に出力する。その後、アービター３３０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０、あるいは、ユニバーサル入出力チャネル３１０から出力信号を選択するとともに、出力信号をフィールドデバイス１５０_２（たとえば、デジタルアクチュエーター）に送信し、これにより、フィールドデバイス１５０_２を駆動する。この時、入出力端子１１０_１はラッチユニット３４０_１を有するので、ラッチユニット３４０_１は、フィールドデバイス１５０_１に出力される出力信号の出力状態を維持する。
残りのユニバーサル入出力チャネル１３０とユニバーサル入出力チャネル３１０と入出力端子１１０_３～１１０_Ｎ間の接続、および、出力信号の送信順序は、上記の実施形態に類似するので、この記述はここで繰り返さない。よって、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０は、同時に同一タイプの出力信号を送信して、設定可能な入出力装置３００が重複機能を達成することができる。
図３Ｄに示されるように、デバイス１５０_１、１５０_３～１５０_Ｎ-１がアナログアクチュエーター、フィールドデバイス１５０_２、１５０_４～１５０_Ｎがデジタルアクチュエーターであると仮定する。この実施形態において、ルーティングモジュール１２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０が入出力端子１１０_１に接続されるように同時に制御する。この時、ユニバーサル入出力チャネル１３０はアナログ出力チャネルに変わり、ユニバーサル入出力チャネル３１０はアナログ入力チャネルに変わる。その後、ユニバーサル入出力チャネル１３０は、出力信号（たとえば、アナログ出力信号）をフィールドデバイス１５０_１（たとえば、アナログアクチュエーター）に出力して、フィールドデバイス１５０_１を駆動する。同時に、ユニバーサル入出力チャネル１３０はさらに、出力信号をユニバーサル入出力チャネル３１０に出力し、それによりユニバーサル入出力チャネル１３０の出力信号は、ユニバーサル入出力チャネル３１０により診断される。
その後、ルーティングモジュール１２０は、入出力端子１１０_１から、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０を切断するとともに、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０が入出力端子１１０_２に接続されるように同時に制御する。この時、ユニバーサル入出力チャネル１３０はデジタル出力チャネルに変わり、ユニバーサル入出力チャネル３１０はデジタル入力チャネルに変わる。その後、ユニバーサル入出力チャネル１３０は、出力信号（たとえば、デジタル出力信号）をフィールドデバイス１５０_２（たとえば、デジタルアクチュエーター）に出力して、これにより、フィールドデバイス１５０_２を駆動する。同時に、ユニバーサル入出力チャネル１３０はさらに出力信号をユニバーサル入出力チャネル３１０に出力し、それによって、ユニバーサル入出力チャネル１３０の出力信号が、ユニバーサル入出力チャネル３１０により診断される。
残りのユニバーサル入出力チャネル１３０とユニバーサル入出力チャネル３１０と入出力端子１１０_３～１１０_Ｎ間の接続、および、出力信号の送信順序は、上記の実施形態に類似するので、この記述はここで繰り返さない。設定可能な入出力装置３００は診断機能を達成する。
図３Ｅに示されるように、デバイス１５０_１、１５０_３～１５０_Ｎ-１がアナログセンサーあるいはデジタルセンサー、フィールドデバイス１５０_２、１５０_４～１５０_Ｎがアナログアクチュエーターあるいはデジタルアクチュエーターであると仮定する。この実施形態において、ルーティングモジュール１２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０が入出力端子１１０_１に接続されるように同時に制御する。この時、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０は入力チャネル（たとえば、アナログ入力チャネル、あるいは、デジタル入力チャネル）に変わり、フィールドデバイス１５０_１（たとえば、アナログセンサー、あるいは、デジタルセンサー）により生成される入力信号（たとえば、アナログ入力信号、あるいは、デジタル入力信号）は、同時に、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０に送信される。
その後、ルーティングモジュール１２０は、入出力端子１１０_１からユニバーサル入出力チャネル１３０とユニバーサル入出力チャネル３１０を切断するとともに、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０が入出力端子１１０_２に接続されるように同時に制御する。この時、ユニバーサル入出力チャネル１３０は出力チャネル（たとえば、アナログ出力チャネル、あるいは、デジタル出力チャネル）に変わり、ユニバーサル入出力チャネル３１０は入力チャネル（たとえば、アナログ入力チャネル、あるいは、デジタル入力チャネル）に変わる。その後、ユニバーサル入出力チャネル１３０は、出力信号（たとえば、アナログ出力信号あるいは、デジタル信号）をフィールドデバイス１５０_２（たとえば、アナログアクチュエーター、あるいは、デジタルアクチュエーター）に出力して、フィールドデバイス１５０_２を駆動する。同時に、ユニバーサル入出力チャネル１３０はさらに出力信号をユニバーサル入出力チャネル３１０に出力し、それによりユニバーサル入出力チャネル１３０の出力信号がユニバーサル入出力チャネル３１０により診断される。
残りのユニバーサル入出力チャネル１３０とユニバーサル入出力チャネル３１０と入出力端子１１０_３～１１０_Ｎ間の接続、および、入力信号および出力信号の送受信順序は、上記の実施形態に類似するので、この記述はここで繰り返さない。設定可能な入出力装置３００は、診断および重複機能を達成する。
図３Ｆに示されるように、ルーティングモジュール１２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０がユニバーサル入出力チャネル３１０に接続されるように制御する。この時、ユニバーサル入出力チャネル１３０は出力チャネル（たとえば、アナログ出力チャネル、あるいは、デジタル出力チャネル）に変わり、ユニバーサル入出力チャネル３１０は入力チャネル（たとえば、アナログ入力チャネル、あるいは、デジタル入力チャネル）に変わる。その後、ユニバーサル入出力チャネル１３０は、出力信号（たとえば、アナログ出力信号、あるいは、デジタル出力信号）をユニバーサル入出力チャネル３１０に出力して、ユニバーサル入出力チャネル１３０の出力信号は、ユニバーサル入出力チャネル３１０により診断される。
その後、ユニバーサル入出力チャネル１３０は入力チャネル（たとえば、アナログ入力チャネル、あるいは、デジタル入力チャネル）に変わり、ユニバーサル入出力チャネル３１０は出力チャネル（たとえば、アナログ出力チャネル、あるいは、デジタル出力チャネル）に変わる。その後、ユニバーサル入出力チャネル３１０は、出力信号（たとえば、アナログ出力信号、あるいは、デジタル出力信号）をユニバーサル入出力チャネル１３０に出力して、ユニバーサル入出力チャネル３１０の出力信号は、ユニバーサル入出力チャネル３１０により診断される。
よって、長時間、入力状態に変化がない場合、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０は互いに診断されることにより、設定可能な入出力装置３００が診断機能を発揮する。
上述の実施形態において、設定可能な入出力装置３００は、二個のユニバーサル入出力チャネル（たとえば、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、ユニバーサル入出力チャネル３１０）を有するが、本発明の実施形態はそれらに限定されない。いくつかの実施形態において、設定可能な入出力装置３００は、三個以上のユニバーサル入出力チャネルを有してもよく、三個以上のユニバーサル入出力チャネルは、ユニバーサル入出力チャネル１３０およびユニバーサル入出力チャネル３１０の上記の実施形態を参照し、それらの記述はここで繰り返さない。したがって、同じ効果が達成される。
図４Ａは、本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置を示す図である。設定可能な入出力装置４００は、複数の入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ、ルーティングモジュール１２０、ユニバーサル入出力チャネル１３０、複数の入出力チャネル４１０_１～４１０_Ｎを有する。本実施形態において、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎは、図１の入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎと同じであるか、あるいは、類似する。したがって、図４Ａの入出力端子１１０_１～１１０_Ｎ、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、フィールドデバイス１５０_１～１５０_Ｎは、図１の実施形態を参照し、その記述はここで繰り返さない。
入出力チャネル４１０_１～４１０_Ｎは、ルーティングモジュール１２０に接続されるとともに、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎに対応する。たとえば、入出力チャネル４１０_１は入出力端子１１０_１に対応し、入出力チャネル４１０_２は入出力端子１１０_２に対応し、入出力チャネル４１０_３は入出力端子１１０_３に対応し、入出力チャネル４１０_Ｎは入出力端子１１０_Ｎに対応する。本実施形態において、入出力チャネル４１０_１～４１０_Ｎには、たとえば、アナログ入出力チャネルおよびデジタル入出力チャネルが挙げられる。たとえば、入出力チャネル４１０_１はアナログ入出力チャネル、入出力チャネル４１０_２はデジタル入出力チャネル、入出力チャネル４１０_３は、デジタル入出力チャネル、入出力チャネル４１０_Ｎはアナログ入出力チャネルであるが、本発明の実施形態はそれらに限定されない。
ルーティングモジュール１２０は、同時に、ユニバーサル入出力チャネル１３０と入出力チャネル４１０_１～４１０_Ｎ間の接続、および、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎと入出力チャネル間の対応接続を制御する。
図４Ｂに示されるように、フィールドデバイス１５０_１、１５０_３～１５０_Ｎ-１がアナログセンサー、デバイス１５０_１、１５０_３～１５０_Ｎ-１がデジタルセンサーであると仮定する。入出力チャネル４１０_１～４１０_Ｎは、ルーティングモジュール１２０により、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎに接続される。この実施形態において、ルーティングモジュール１２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０が入出力端子１１０_１に接続されるように制御する。この時、ユニバーサル入出力チャネル１３０はアナログ入力チャネルに変わる。その後、フィールドデバイス１５０_１（たとえば、アナログセンサー）により生成される入力信号（たとえば、アナログ入力信号）は、同時に、ユニバーサル入出力チャネル１３０および入出力チャネル４１０_１に送信される。
その後、ルーティングモジュール１２０は、入出力端子１１０_１からユニバーサル入出力チャネル１３０を切断するとともに、ユニバーサル入出力チャネル１３０が入出力端子１１０_２に接続されるように制御する。この時、ユニバーサル入出力チャネル１３０はデジタル入力チャネルに変わる。その後、フィールドデバイス１５０_２（たとえば、デジタルセンサー）により生成される入力信号（たとえば、デジタル入力信号）は、同時に、ユニバーサル入出力チャネル１３０および入出力チャネル４１０_２に送信される。
残りのユニバーサル入出力チャネル１３０と入出力端子１１０_３～１１０_Ｎ間の接続、および、入力信号の送信順序は、上記の実施形態に類似するので、この記述はここで繰り返さない。よって、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、入出力チャネル４１０_１～４１０_Ｎの一つは、同時に同一タイプの入力信号を受信し、それにより、設定可能な入出力装置４００がさらに重複機能を発揮し、使用の便宜性が向上する。
図４Ｃに示されるように、デバイス１５０_１、１５０_３～１５０_Ｎ-１はアナログアクチュエーター、フィールドデバイス１５０_２、１５０_４～１５０_Ｎはデジタルアクチュエーターであると仮定する。本実施形態において、ルーティングモジュール１２０はさらにアービター４３０を有する。入出力チャネル４１０_１～４１０_Ｎは、それぞれ、ルーティングモジュール１２０により、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎに接続される。この実施形態において、ルーティングモジュール１２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０が入出力端子１１０_１に接続されるように制御する。この時、ユニバーサル入出力チャネル１３０はアナログ出力端子になる。その後、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、入出力チャネル４１０_１は、同時に、出力信号（たとえば、アナログ出力信号）をアービター４３０に出力する。その後、アービター４３０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０あるいは入出力チャネル４１０_１から出力信号を選択するとともに、出力信号をフィールドデバイス１５０_１（たとえば、アナログアクチュエーター、あるいは、アナログ信号調節器）に送信して、フィールドデバイス１５０_１を駆動する。
その後、ルーティングモジュール１２０は、入出力端子１１０_１からユニバーサル入出力チャネル１３０を切断するとともに、ユニバーサル入出力チャネル１３０が入出力端子１１０_２に接続されるように制御する。この時、ユニバーサル入出力チャネル１３０はデジタル出力端に変わる。その後、ユニバーサル入出力チャネル１３０および入出力チャネル４１０_２は、同時に、出力信号（たとえば、デジタル出力信号）をアービター４３０に出力する。その後、アービター４３０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０あるいは入出力チャネル４１０_２から出力信号を選択するとともに、出力信号をフィールドデバイス１５０_２（たとえば、デジタルアクチュエーター）に送信して、フィールドデバイス１５０_２を駆動する。
残りのユニバーサル入出力チャネル１３０と入出力端子１１０_３～１１０_Ｎ間の接続、および、出力信号の送信順序は、上述の実施形態に類似するので、この記述はここで繰り返さない。よって、ユニバーサル入出力チャネル１３０、および、入出力チャネル４１０_１～４１０_Ｎの一つは、同時に同一タイプの出力信号を送信し、それにより、設定可能な入出力装置４００が重複機能を発揮する。
図４Ｄで示されるように、デバイス１５０_１、１５０_３～１５０_Ｎ-１はアナログアクチュエーター、フィールドデバイス１５０_２、１５０_４～１５０_Ｎはデジタルアクチュエーターであると仮定する。入出力チャネル４１０_１～４１０_Ｎはそれぞれ、ルーティングモジュール１２０により、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎに接続される。この実施形態において、ルーティングモジュール１２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０が入出力端子１１０_１に接続されるように制御する。この時、ユニバーサル入出力チャネル１３０はアナログ入力チャネルに変わる。その後、入出力チャネル４１０_１は、出力信号（たとえば、アナログ出力信号）をフィールドデバイス１５０_１（たとえば、アナログアクチュエーター）に出力して、フィールドデバイス１５０_１を駆動する。同時に、入出力チャネル４１０_１はさらに出力信号をユニバーサル入出力チャネル１３０に出力して、入出力チャネル４１０_１の出力信号がユニバーサル入出力チャネル１３０により診断される。
その後、ルーティングモジュール１２０は、入出力端子１１０_１からユニバーサル入出力チャネル１３０を切断するとともに、ユニバーサル入出力チャネル１３０が入出力端子１１０_２に接続されるように制御する。この時、ユニバーサル入出力チャネル１３０はデジタル入力チャネルに変わる。その後、入出力チャネル４１０_２は、出力信号（たとえば、デジタル出力信号）をフィールドデバイス１５０_２（たとえば、デジタルアクチュエーター）に出力して、フィールドデバイス１５０_２を駆動する。同時に、入出力チャネル４１０_２はさらに出力信号をユニバーサル入出力チャネル１３０に出力して、入出力チャネル４１０_２の出力信号がユニバーサル入出力チャネル１３０により診断される。
残りのユニバーサル入出力チャネル１３０と入出力端子１１０_３～１１０_Ｎ間の接続、および、出力信号の送信順序は、上記の実施形態に類似するので、この記述はここで繰り返さない。設定可能な入出力装置４００は、診断、および、重複機能を達成する。
図４Ｅに示されるように、デバイス１５０_１、１５０_３～１５０_Ｎ-１はアナログセンサー、あるいは、デジタルセンサー、フィールドデバイス１５０_２、１５０_４～１５０_Ｎはアナログアクチュエーター、あるいは、デジタルアクチュエーターであると仮定する。入出力チャネル４１０_１～４１０_Ｎは、ルーティングモジュール１２０により、それぞれ、入出力端子１１０_１～１１０_Ｎに接続される。この実施形態において、ルーティングモジュール１２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０が入出力端子１１０_１に接続されるように制御する。この時、ユニバーサル入出力チャネル１３０は入力チャネル（たとえば、アナログ入力チャネル、あるいは、デジタル入力チャネル）に変わる。その後、フィールドデバイス１５０_１（たとえば、アナログセンサー、あるいは、デジタルセンサー）により生成される入力信号（たとえば、アナログ入力信号、あるいは、デジタル入力信号）は、同時に、ユニバーサル入出力チャネル１３０および入出力チャネル４１０_１に送信される。
その後、ルーティングモジュール１２０は、入出力端子１１０_１からユニバーサル入出力チャネル１３０を切断するとともに、ユニバーサル入出力チャネル１３０が入出力端子１１０_２に接続されるように制御する。この時、ユニバーサル入出力チャネル１３０は、入力チャネル（たとえば、アナログ入力チャネル、あるいは、デジタル入力チャネル）にもなる。その後、入出力チャネル４１０_２は、出力信号（たとえば、アナログ出力信号、あるいは、デジタル信号）をフィールドデバイス１５０_２（たとえば、アナログアクチュエーター、あるいは、デジタルアクチュエーター）に出力して、フィールドデバイス１５０_２を駆動する。同時に、入出力チャネル４１０_２はさらに出力信号をユニバーサル入出力チャネル１３０に出力して、入出力チャネル４１０_２の出力信号がユニバーサル入出力チャネル１３０により診断される。
残りのユニバーサル入出力チャネル１３０と入出力端子１１０_３～１１０_Ｎ間の接続、および、入力信号および出力信号の送受信順序は、上記の実施形態に類似するので、この記述はここで繰り返さない。設定可能な入出力装置４００は、診断および重複機能を達成する。
図４Ｆおよび図４Ｇを参照する。図４Ｆに示されるように、ルーティングモジュール１２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０が入出力チャネル４１０_１に接続されるように制御するとともに、入出力端子１１０_１から入出力チャネル４１０_１を切断する。この時、入出力チャネル４１０_１が入力チャネル（たとえば、アナログ入力チャネル、あるいは、デジタル入力チャネル）であると仮定すると、ユニバーサル入出力チャネル１３０は出力チャネル（たとえば、アナログ出力チャネル、あるいは、デジタル出力チャネル）に変わる。その後、入出力チャネル４１０_１は、ユニバーサル入出力チャネル１３０から入力信号（たとえば、アナログ入力信号、あるいは、デジタル入力信号）を入力して、入出力チャネル４１０_１の入力信号がユニバーサル入出力チャネル１３０により診断される。あるいは、入出力チャネル４１０_１が出力チャネル（たとえば、アナログ出力チャネル、あるいは、デジタル出力チャネル）であると仮定すると、ユニバーサル入出力チャネル１３０は入力チャネル（たとえば、アナログ入力チャネル、あるいは、デジタル入力チャネル）に変わる。その後、ユニバーサル入出力チャネル１３０は、入出力チャネル４１０_１から入力信号（たとえば、アナログ入力信号、あるいは、デジタル入力信号）を入力して、ユニバーサル入出力チャネル１３０の入力信号が入出力チャネル４１０_１により診断される。
その後、図４Ｇに示されるように、ルーティングモジュール１２０は入出力端子１１０_１に接続され、ルーティングモジュール１２０は、ユニバーサル入出力チャネル１３０が入出力チャネル４１０_２に接続されるように制御して、入出力チャネル４１０_２と入出力端子１１０_２を切断する。この時、入出力チャネル４１０_２が入力チャネル（たとえば、アナログ入力チャネル、あるいは、デジタル入力チャネル）であると仮定すると、ユニバーサル入出力チャネル１３０は出力チャネル（たとえば、アナログ出力チャネル、あるいは、デジタル出力チャネル）に変わる。その後、入出力チャネル４１０_２は、ユニバーサル入出力チャネル１３０から入力信号（たとえば、アナログ入力信号、あるいは、デジタル入力信号）を入力して、入出力チャネル４１０_２の入力信号がユニバーサル入出力チャネル１３０により診断される。あるいは、入出力チャネル４１０_２が出力チャネル（たとえば、アナログ出力チャネル、あるいは、デジタル出力チャネル）であると仮定すると、ユニバーサル入出力チャネル１３０は入力チャネル（たとえば、アナログ入力チャネル、あるいは、デジタル入力チャネル）に変わる。その後、ユニバーサル入出力チャネル１３０は、入出力チャネル４１０_２から入力信号（たとえば、アナログ入力信号、あるいは、デジタル入力信号）を入力して、ユニバーサル入出力チャネル１３０の入力信号が入出力チャネル４１０_２により診断される。
残りのユニバーサル入出力チャネル１３０と入出力チャネル４１０_３～４１０_Ｎ間の接続、および、出力信号の送信順序は、図４Ｆと図４Ｇの上記の実施形態は類似するので、この記述はここで繰り返さない。よって、長時間、入力状態に変化がない場合、入出力チャネル４１０_１～４１０_Ｎの一つは、ユニバーサル入出力チャネル１３０により診断され、それにより、設定可能な入出力装置４００が診断機能を発揮する。
図５は、本発明の一実施形態による設定可能な入出力装置の操作方法のフローチャートである。工程Ｓ５０２において、本方法は、複数の入出力端子を設けて、複数のフィールドデバイスに接続し、フィールドデバイスから複数の入力信号を受信するとともに、複数の出力信号をフィールドデバイスに出力する工程を有する。ここで、少なくとも二個の入力信号は異なり、少なくとも二個の出力信号は異なり、少なくとも二個のフィールドデバイスは異なる。工程Ｓ５０４において、本方法は、ルーティングモジュールを設けて、入出力端子に接続する工程を有する。工程Ｓ５０６において、本方法は、第一ユニバーサル入出力チャネルを設けて、ルーティングモジュールに接続する工程を有する。工程Ｓ５０８において、本方法は、ルーティングモジュールを用いて、第一ユニバーサル入出力チャネルと入出力端子間の接続、および、入力信号および出力信号の送受信順序を制御する。このほか、ルーティングモジュールは、スイッチングモジュールおよび処理モジュールを有し、工程Ｓ５０８は、処理モジュールを用いて、設定信号を受信するとともに、設定信号にしたがって制御信号を生成し、スイッチングモジュール、および、入力信号および出力信号の送受信順序を制御してもよく、それにより、スイッチングモジュールが、第一ユニバーサル入出力チャネルと入出力端子間の接続を切り換える。
図６は、本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置の操作方法のフローチャートである。本実施形態において、図６中の工程Ｓ５０２～Ｓ５０６は図５と同じであり、これらの工程は、図５中の実施形態で記述されており、それらの記述はここで繰り返さない。
工程Ｓ６０２において、本方法は、第二ユニバーサル入出力チャネルを設けて、ルーティングモジュールに接続する工程を有する。工程Ｓ６０４において、本方法は、ルーティングモジュールを用いて、同時に、第一ユニバーサル入出力チャネルと入出力端子間の接続、および、第二ユニバーサル入出力チャネルと入出力端子間の接続を制御する工程を有する。
このほか、ルーティングモジュールはさらにアービターを有し、図６はさらに工程Ｓ６０６を有する。工程Ｓ６０６において、本方法は、第一ユニバーサル入出力チャネルおよび第二ユニバーサル入出力チャネルが、同時に、出力信号を提供すると、アービターを用いて、第一ユニバーサル入出力チャネルあるいは第二ユニバーサル入出力チャネルからの出力信号を選択するとともに、出力信号をフィールドデバイスの一つに送信する工程を有する。さらに、各入出力端子はさらにラッチユニットを有し、図６はさらに工程Ｓ６０８を有する。工程Ｓ６０８において、本方法は、ルーティングモジュールが、第一ユニバーサル入出力チャネルおよび第二ユニバーサル入出力チャネルから入出力端子を切断すると、ラッチユニットを用いて、フィールドデバイスに出力される出力信号の信号状態を維持する工程を有する。
図７は、本発明の別の実施形態による設定可能な入出力装置の操作方法のフローチャートである。本実施形態において、図７中の工程Ｓ５０２～工程Ｓ５０６は図５と同じであり、これらの工程は図５で記述されており、それらの記述はここで繰り返さない。
工程Ｓ７０２において、本方法は、複数の入出力チャネルを設けて、ルーティングモジュールに接続し、複数の入出力端子に対応させる工程を有する。工程Ｓ７０４において、本方法は、ルーティングモジュールを用いて、第一ユニバーサル入出力チャネルと、入出力チャネルと、入出力端子との間の接続を制御する工程を有する。
注意すべきことは、図５、図６、および、図７の工程の順序は、単なる説明目的のためであり、本発明の工程の順序を限定することを意図しない。ユーザーは、必要に応じて、工程の順序を変化させることができる。上記のフローチャートは、本発明の精神と範囲を逸脱しない状況下で、追加工程を足したり、少ない工程を用いたりすることができる。
要約すると、本発明により開示される設定可能な入出力装置、および、その操作方法によれば、入出力端子はフィールドデバイスに接続され、フィールドデバイスから入力信号を受信し、出力信号をフィールドデバイスに出力し、ルーティングモジュールは、第一ユニバーサル入出力チャネル間に接続され、ルーティングモジュールは、第一ユニバーサル入出力チャネルと入出力端子間の接続、および、入力信号および出力信号の送受信順序を制御する。よって、設定可能な入出力装置は、入出力端子により、同時に、各種タイプのフィールドデバイスに接続され、入出力端子（フィールドデバイス）は、同じユニバーサル入出力チャネルを共有して、入力信号あるいは出力信号を送信し、これにより、回路設計の複雑性を減少させるとともに、使用の便宜性を向上させる。
このほか、一実施形態において、設定可能な入出力装置はさらに第二ユニバーサル入出力チャネルを有し、第一ユニバーサル入出力チャネルおよび第二ユニバーサル入出力チャネルは、同時に、同一タイプの入力信号あるいは出力信号を送信して、設定可能な入出力装置が重複機能を発揮するとともに、重複性のコストが効果的に減少する。あるいは、別の実施形態において、設定可能な入出力装置はさらに入出力チャネルを有し、ルーティングモジュールは、第一ユニバーサル入出力チャネルと入出力端子間の接続を制御する、あるいは、ルーティングモジュールはさらに、第一ユニバーサル入出力チャネルと入出力端子間の接続、および、入出力端子と入出力チャネル間の接続を同時に制御して、設定可能な入出力装置がさらに、診断および／または重複機能を発揮し、重複性のコストが効率的に減少する。
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の思想を脱しない範囲内で各種の変形を加えることができる。
１００、２００、３００、４００…設定可能な入出力（Ｉ/Ｏ）装置
１１０_１～１１０_Ｎ…入出力端子
１２０…ルーティングモジュール
１３０、３１０…ユニバーサル入出力チャネル
１５０_１～１５０_Ｎ…フィールドデバイス
２１０…スイッチングモジュール
２２０…処理モジュール
３３０、４３０…アービター
４１０_１～４１０_Ｎ…入出力チャネル

Claims (12)

  1. 設定可能な入出力装置であって、
    複数のフィールドデバイスに接続され、前記フィールドデバイスから複数の入力信号を受信し、および／または、複数の出力信号を前記フィールドデバイスに出力し、前記複数の入力信号を受信する場合、少なくとも二個の入力信号は異なり、前記複数の出力信号を出力する場合、少なくとも二個の出力信号は異なり、少なくとも二個のフィールドデバイスは異なる複数の入出力端子と、
    前記入出力端子に接続され、第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記入出力端子に接続されるスイッチングモジュールと、処理モジュールとを有するルーティングモジュールと、
    前記ルーティングモジュールに接続される前記第一ユニバーサル入出力チャネルと、を有し、
    前記ルーティングモジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の接続、および、前記入力信号および前記出力信号の送受信順序を制御し、
    前記処理モジュールは、第一ユニバーサル入出力チャネルから前記スイッチングモジュールを切断し、前記処理モジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルから設定信号を受信し、前記処理モジュールは前記第一ユニバーサル入出力チャネルを切断し、前記処理モジュールは、前記設定信号にしたがって制御信号を生成して、前記スイッチングモジュールを制御し、これにより、前記スイッチングモジュールが、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の前記接続を切り換え、前記入力信号および前記出力信号が、連続して、前記第一ユニバーサル入出力チャネル、前記スイッチングモジュール、および、前記入出力端子を介して送受信される
    ことを特徴とする設定可能な入出力装置。
  2. さらに、
    前記ルーティングモジュールに接続される第二ユニバーサル入出力チャネルを有し、
    前記ルーティングモジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の前記接続、および、前記第二ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の接続を同時に制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載の設定可能な入出力装置。
  3. 前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記第二ユニバーサル入出力チャネルは、出力信号を同時に提供し、
    前記ルーティングモジュールはさらに、
    前記第一ユニバーサル入出力チャネルあるいは前記第二ユニバーサル入出力チャネルからの前記出力信号を選択するとともに、前記出力信号を前記フィールドデバイスの一つに送信するアービターを有する
    ことを特徴とする請求項２に記載の設定可能な入出力装置。
  4. 前記入出力端子はそれぞれ、
    前記ルーティングモジュールが、前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記第二ユニバーサル入出力チャネルから前記入出力端子を切断すると、前記フィールドデバイスに出力される前記出力信号の出力状態を維持するラッチユニットを有する
    ことを特徴とする請求項３に記載の設定可能な入出力装置。
  5. さらに、前記ルーティングモジュールに接続されるとともに、前記複数の前記入出力端子に対応する複数の入出力チャネルを有し、
    前記ルーティングモジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと、前記入出力チャネルと、前記入出力端子との間の前記接続を制御する
    ことを特徴とする請求項１に記載の設定可能な入出力装置。
  6. 前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記入出力チャネルの一つが入力チャネルであるとき、前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記入出力チャネルの一つは冗長であり、且つ、前記第一ユニバーサル入出力チャネルが入力チャネルであり、前記入出力チャネルの前記ひとつが出力チャネルであるとき、前記入出力チャネルの前記一つが前記第一ユニバーサル入出力チャネルにより診断される
    ことを特徴とする請求項５に記載の設定可能な入出力装置。
  7. 設定可能な入出力装置の操作方法であって、
    複数の入出力端子を設けて、複数のフィールドデバイスに接続し、前記フィールドデバイスから複数の入力信号を受信し、および／または、複数の出力信号を前記フィールドデバイスに出力し、前記複数の入力信号を受信する場合、少なくとも二個の入力信号は異なり、前記複数の出力信号を出力する場合、少なくとも二個の出力信号は異なり、少なくとも二個のフィールドデバイスは異なる工程、
    ルーティングモジュールを設けて、前記入出力端子に接続する工程、
    第一ユニバーサル入出力チャネルを設けて、前記ルーティングモジュールに接続する工程、
    前記ルーティングモジュールを用いて、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の接続、および、前記入力信号および前記出力信号の送受信順序を制御する工程、
    を有し、
    前記ルーティングモジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子を接続するスイッチングモジュール、および処理モジュールを有し、
    前記処理モジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルから前記スイッチングモジュールを切断し、前記処理モジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルから設定信号を受信し、前記処理モジュールは、前記第一ユニバーサル入出力チャネルを切断し、前記処理モジュールは、前記設定信号にしたがって制御信号を生成して、前記スイッチングモジュールを制御し、よって、前記スイッチングモジュールが、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の前記接続を切り換え、前記入力信号および前記出力信号が、連続して、前記第一ユニバーサル入出力チャネル、前記スイッチングモジュール、および、前記入出力端子を介して送受信される
    ことを特徴とする設定可能な入出力装置の操作方法。
  8. さらに、
    第二ユニバーサル入出力チャネルを設けて、前記ルーティングモジュールに接続する工程、および、
    前記ルーティングモジュールを用いて、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の前記接続、および、前記第二ユニバーサル入出力チャネルと前記入出力端子間の接続を同時に制御する工程、
    を有する
    ことを特徴とする請求項７に記載の設定可能な入出力装置の操作方法。
  9. 前記ルーティングモジュールはさらにアービターを有し、
    前記操作方法はさらに、
    前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記第二ユニバーサル入出力チャネルが同時に出力信号を提供すると、前記アービターを用いて、前記第一ユニバーサル入出力チャネルあるいは前記第二ユニバーサル入出力チャネルからの前記出力信号を選択するとともに、前記出力信号を前記フィールドデバイスの一つに送信する工程を有する
    ことを特徴とする請求項８に記載の設定可能な入出力装置の操作方法。
  10. 前記入出力端子はそれぞれラッチユニットを有し、
    前記操作方法はさらに、
    前記ルーティングモジュールが、前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記第二ユニバーサル入出力チャネルから前記入出力端子を切断すると、前記ラッチユニットを用いて、前記フィールドデバイスに出力される前記出力信号の出力状態を維持する工程を有する
    ことを特徴とする請求項９に記載の設定可能な入出力装置の操作方法。
  11. さらに、
    複数の入出力チャネルを設けて、前記ルーティングモジュールに接続するとともに、前記複数の入出力端子に対応させる工程、および、
    前記ルーティングモジュールを用いて、前記第一ユニバーサル入出力チャネルと、前記入出力チャネルと、前記入出力端子との間の前記接続を制御する工程、
    を有することを特徴とする請求項７に記載の設定可能な入出力装置の操作方法。
  12. 前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記入出力チャネルの一つが入力チャネルであるとき、前記第一ユニバーサル入出力チャネルおよび前記入出力チャネルの前記一つは冗長であり、且つ、前記第一ユニバーサル入出力チャネルが入力チャネルであり、前記入出力チャネルの前記一つが出力チャネルであるとき、前記入出力チャネルの前記一つが前記第一ユニバーサル入出力チャネルにより診断される
    ことを特徴とする請求項１１に記載の設定可能な入出力装置の操作方法。
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