JPH06274254A - 信号入出力基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部信号仕様に容易に対応できると共に、接
続端子数を減少でき、入出力基板を取替える作業だけで
ソフトウェア上の設定を自動的に変更できる。 【構成】 信号入出力基板５は、ＣＰＵ基板などとのイ
ンターフェイスを実現する基本部、即ちアドレスバス
２、データバス３とのインターフェイスを行なうアドレ
スデコーダ５１２、データバッファ５１１等の共通回路
５１と、外部信号の仕様に合わせた信号変換を行なう変
換回路モジュールを装着する変換モジュール装着ソケッ
ト５２〜５４及び外部との取合を行なう端子などを有す
る外部取合部５５から構成される。このようにソケット
５２〜５４により変換回路モジュールを着脱可能に設け
ることにより、１枚の信号入出力基板で入力／出力等を
自在に構成して多種類の外部入出力信号仕様を実現で
き、信号入出力基板の利用率を向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、計算機制御装置のプロ
セス入出力などに用いる信号入出力基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、計算機制御装置は、図１０に示
すように構成されている。図１０において、１はＣＰＵ
基板で、アドレスバス２及びデータバス３に接続され
る。また、このアドレスバス２及びデータバス３には、
信号入出力基板４Ａ，４Ｂ，…，４Ｃが接続されると共
に、メモリ７が接続される。上記信号入出力基板４Ａ，
４Ｂ，…，４Ｎは、演算処理を行なうＣＰＵ基板１と外
部信号とのインターフェイスを実現するために用いられ
る。

【０００３】従来の信号入出力基板４の内部構成を図１
１に示す。信号入出力基板４は、共通回路４１、信号の
変換回路４２〜４４、外部取合部４５から構成され、変
換回路４２〜４４は外部信号仕様に合わせて固定の回路
で作りこまれる。外部信号仕様は、固定の回路による当
該基板種類に応じた１種類の外部信号仕様、または複数
のジャンパなどの設定により数種の外部信号仕様のうち
１つを指定する形態である。

【０００４】更に従来の信号入出力基板４の外部信号の
仕様は、メモリ７に信号仕様の設定を記憶させており、
この設定は固定的なものである。外部信号仕様を変更す
る場合は、信号入出力基板４を取替えるだけでなくソフ
トウェア上の設定を変更する。

【０００５】図１２は、上記信号入出力基板４の従来の
一般的な外観図を示したものである。基板４上または基
板４に固定されたパネル４６上に、外部配線と取合う接
続端子４５１を設けている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の信号入出力基板
４は、外部信号仕様に合わせて固定の変換回路４２〜４
４が設けられるので、容易かつ自在に外部信号仕様を設
定または変更することができない。また、外部配線と取
合う接続端子４５１は、例えば４線式測温抵抗式温度計
であれば１信号に対し電圧端子２個、規定電流端子２個
及びシールド（アース）端子１個の計５個必要であり、
単純な電圧出力端子であれば１信号に対し出力端子２個
及びシールド（アース）端子１個の計３個必要など、信
号の仕様によりまちまちである。従って、変換回路モジ
ュールを装着する信号入出力基板の外部配線と取合う接
続端子は、装着する変換回路モジュールの最大接続端子
数に見合った端子を各装着ソケットに対応して設けてお
く必要がある。

【０００７】更に、従来、外部信号仕様を変更する場
合、信号入出力基板４を変更しようとする信号仕様に応
じた基板に取替え、更にメモリ７上のソフトウェアの設
定を別に変更する必要があった。

【０００８】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、容易にかつ自在に外部信号仕様に対応できると共
に、接続端子数を減少でき、信号仕様の変更に際して信
号入出力基板を取替える作業だけでソフトウェア上の設
定を自動的に変更し得る信号入出力基板を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る信号入出力
基板は、バスラインを介して他の回路との間のインター
フェイスを行なう基本部と、着脱可能に設けられ、上記
基本部と外部信号との間の信号変換機能が外部信号仕様
に応じて設定された変換回路モジュールとを具備したこ
とを特徴とする。また、本発明は、上記着脱可能な変換
回路モジュールに外部配線との取合に使用する接続端子
を設けたことを特徴とする。

【００１０】更に本発明は、上記変換回路モジュールの
機能に応じた固有のコードを発生するコード発生手段
と、このコード発生手段から出力されるコードをバスラ
インを介して他の回路へ伝送する手段とを具備したこと
を特徴とする。

【００１１】

【作用】基板は、アドレスデコーダ、データバスバッフ
ァなどのＣＰＵ基板などとのインターフェイスを実現す
る。変換モジュールとの接続は、変換モジュールの種類
を問わず同一であり、装着する変換モジュールと基本部
である共通回路があいまって信号入出力基板を形成す
る。これにより１種類の基板と、数種類の変換モジュー
ルの組合わせだけで、様々な、また混合した外部信号仕
様に対応した入出力回路を実現できる。

【００１２】また、変換回路モジュール上に、外部信号
仕様に対応した接続端子を装備することにより、装着す
る基板上には接続端子を設ける必要はなく、外部信号の
ケーブルを直接変換回路モジュールに接続できる。

【００１３】更に信号入出力基板上に、外部信号に対応
したコード発生手段を設けることにより、周期演算前の
初期化時に、このコードをプログラムで読み取ることに
より外部信号仕様を自動的に識別することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１５】図１は本発明の第１実施例に係る信号入出
力基板の構成図、図２は変換回路モジュールの外観構成
を示す斜視図である。図１に示すように信号入出力基板
５は、ＣＰＵ基板などとのインターフェイスを実現する
基本部、具体的にはアドレスバス２、データバス３との
インターフェイスを行なうアドレスデコーダ５１２、デ
ータバッファ５１１等の共通回路５１と、外部信号の仕
様に合わせた信号変換を行なう図２に示す変換回路モジ
ュール５６を装着する変換モジュール装着ソケット５２
〜５４及び外部との取合を行なう端子などを有する外部
取合部５５から構成される。変換回路モジュール５６
は、図２に示すように入出力ピン５６１を有し、このピ
ン５６１により上記変換モジュール装着ソケット５２〜
５４と接続される。

【００１６】変換回路モジュール５６の内部の構成例を
図３及び図４に示す。図３はアナログ電圧出力変換回路
モジュール５６Ａであり、図４はアナログ電圧入力変換
回路モジュール５６Ｂである。この他、変換回路モジュ
ール５６としては、測温抵抗式温度計信号入力、熱電対
信号入力などが準備される。

【００１７】図３のアナログ電圧出力変換回路モジュー
ル５６Ａは、内部はＤ／Ａ変換器５６Ａ５及び絶縁増幅
回路５６Ａ６から構成される。また、装着ソケット５２
〜５４との取合は、イネーブルピン５６Ａ１、データ入
力ピン５６Ａ２、信号出力ピン５６Ａ４及び電源ピン５
６Ａ３にて行なわれる。

【００１８】また、図４に示すアナログ電圧入力変換回
路モジュール５６Ｂは、Ａ／Ｄ変換器５６Ｂ５及び絶縁
増幅回路５６Ｂ６から構成され、装着ソケット５２〜５
４との取合を行なうイネーブルピン５６Ｂ１、データ入
力ピン５６Ｂ２、信号出力ピン５６Ｂ４及び電源ピン５
６Ｂ３を備えている。

【００１９】信号入出力基板５としては、上記の変換モ
ジュール装着ソケット５２〜５４に外部信号仕様に合わ
せた変換回路モジュール５６を装着し、入出力機能を構
成して外部信号とのインターフェイスを実現する。

【００２０】図５は本発明の第２実施例に係る変換回路
モジュール５７の外観構成例を示したものである。この
変換回路モジュール５７は、入出力ピン５７１及び外部
取合接続端子５７２を有し、入出力ピン５７１により変
換回路モジュール装着ソケット５２〜５４と接続され、
外部取合接続端子５７２により外部との取合を行なう信
号ケーブルと接続される。

【００２１】図６は、上記変換回路モジュール５７の構
成図をアナログ電圧出力変換回路モジュール５７Ａを例
として示したものである。変換回路モジュール５７Ａ上
に外部取合接続端子５７２として設ける信号は、外部と
の取合に用いる信号出力ピン（含むシールド接続端子）
５７Ａ４であり、この接続端子５７Ａ４に外部ケーブル
を接続する。他のイネーブルピン５７Ａ１、電源ピン５
７Ａ３は信号入出力基板５の変換モジュール装着ソケッ
ト５２〜５４と接続される。

【００２２】図７は、本発明の第３実施例に係る信号入
出力基板６の内部構成例を示したものである。この信号
入出力基板６は、図１に示した信号入出力基板５に、外
部信号仕様の自動識別のためのコード発生回路を備えた
変換回路モジュールを装着した場合について示したもの
である。変換回路モジュールとしては、例としてアナロ
グ電圧入力変換回路モジュール６２を装着している。

【００２３】上記信号入出力基板６は、共通回路６１、
アナログ電圧入力変換回路モジュール６２〜６４、外部
取合部６５〜６７により構成される。そして、共通回路
６１は、バッファ６１１、デコーダ６１２、属性データ
レジスタ６１３、ライトデータレジスタ６１４、リード
データレジスタ６１５からなり、アナログ電圧入力変換
回路モジュール６２は、コード発生回路６２１、Ｄ／Ａ
変換器６２２、絶縁増幅回路６２３からなっている。以
下に上記信号入出力基板６の動作について説明する。

【００２４】まず、装置を立ち上げる際、属性データレ
ジスタ６１３により、装着されている変換回路モジュー
ルコード発生回路６２１のコードを読み取り、バッファ
６１１より前記図１０のＣＰＵ１へ出力する。コード発
生回路６２１で発生するコードは、図７に示した例では
「００１１」である。このコードは外部信号仕様毎に統
一しておく。上記ＣＰＵ１は、信号入出力基板６からコ
ード「００１１」が送られてくると、予め記憶している
コードと照合を行ない、装着している変換回路モジュー
ルがアナログ電圧入力変換回路モジュール６２であるこ
とが識別できる。その後、制御演算に移行してからは、
リードレジスタ６１５により、外部信号の値がＤ／Ａ変
換されたディジタル値を読み取ることでＣＰＵ１は制御
演算にその値を使用できる。

【００２５】また、装着されている変換回路モジュール
が、信号出力のための変換回路モジュールであった場合
には、ライトレジスタ６１４によりＡ／Ｄ変換器６２２
に出力しようとする値を書き込み、外部に信号を出力す
ることができる。なお、アドレスデコーダ６１２は、Ｃ
ＰＵ１からのアドレス指令により指定されたレジスタを
選択するものである。

【００２６】上記変換回路モジュールの内部構成例を図
８及び図９に示す。図８はアナログ電圧出力変換回路モ
ジュール６２の構成例であり、図９はアナログ電圧入力
変換回路モジュール６８の構成例である。この変換回路
モジュール６２，６８は、それぞれコード発生回路６２
１、６８１を備えている。この場合の例では、アナログ
電圧出力変換回路モジュール６２がコード発生回路６２
１によりコード「００１１」を発生し、アナログ電圧入
力変換回路モジュール６８がコード発生回路６８１によ
りコード「０１１０」を発生する。

【００２７】上記変換回路モジュール６２は、属性ピン
６２４、イネーブルピン６２５、データ入力ピン６２
６、電源ピン６２７、電圧ピン６２８、信号出力ピン６
２９により、また、変換回路モジュール６８は、属性ピ
ン６８４、イネーブルピン６８５、データ入力ピン６８
６、電源ピン６２７、電圧ピン６８８、信号出力ピン６
８９により、信号入出力基板６と取合う。

【００２８】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、基
本部に対し容易に着脱できる変換回路モジュールを設け
て、多種類の外部入出力信号仕様を実現するようにした
ので、１枚の信号入出力基板によりアナログ信号／ディ
ジタル信号、また入力／出力を自在に構成することがで
き、信号入出力基板の利用率を向上することができる。
また、カードとしては共通回路を持つ信号入出力基板を
１種類作るだけでよく、予備カードの種類を削減するこ
とができる。更にカード故障時、変換モジュールの故障
であれば、故障モジュールを交換するだけで正常な回路
はそのまま継続して使うことができ、カードごと取替え
る必要はない。

【００２９】また、本発明は、上記着脱可能な変換回路
モジュールに対して外部配線との取合に使用する接続端
子を設けるようにしたので、信号入出力基板上に外部取
合接続端子を設ける必要がなく、１枚の信号入出力基板
の利用率、実装率を向上させ、種々の変換回路モジュー
ルを装着できる。また、信号入出力基板上に変換回路モ
ジュール最大装着数に見合う外部取合端子を設けること
なく、外部信号仕様を変更する場合においても、変換回
路モジュール交換だけで対応でき、基板上の接続を変更
する必要がはない。

【００３０】更に、本発明によれば、外部信号仕様が自
動的に識別可能な回路を設けることにより、信号入出力
基板を取替える作業だけでソフトウェア上の設定を自動
的に変更でき、作業工数を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る信号入出力基板の構
成図。

【図２】同実施例の係る変換回路モジュールの外観斜視
図。

【図３】同実施例に係るアナログ電圧出力変換回路モジ
ュールの内部構成図。

【図４】同実施例に係るアナログ電圧入力変換回路モジ
ュールの内部構成図。

【図５】本発明の第２実施例に係る変換回路モジュール
の外観斜視図。

【図６】同実施例に係るアナログ電圧出力変換回路モジ
ュールの内部構成図。

【図７】本発明の第３実施例に係る信号入出力基板の内
部構成図。

【図８】同実施例に係るアナログ電圧出力変換回路モジ
ュールの内部構成図。

【図９】同実施例に係るアナログ電圧入力変換回路モジ
ュールの内部構成図。

【図１０】一般的な計算機制御装置の構成を示すブロッ
ク図。

【図１１】従来の信号入出力基板の内部構成図。

【図１２】従来の一般的な信号入出力基板の外観斜視
図。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ基板、２…アドレスバス、３…データバス、
４Ａ〜４Ｃ…信号入出力基板、４１…共通回路、４２〜
４４…変換回路、４５…外部取合部、４５１…接続端
子、４６…前パネル、５…信号入出力基板、５１…共通
回路、５１１…データバッファ、５１２…アドレスデコ
ーダ、５２〜５４…変換モジュール装着ソケット、５５
…外部取合部、５６…変換回路モジュール、５６１…入
出力ピン、５６Ａ…アナログ電圧出力変換回路モジュー
ル、５６Ａ１…イネーブルピン、５６Ａ２…データ入力
ピン、５６Ａ３…電源ピン、５６Ａ４…信号出力ピン、
５６Ａ５…Ｄ／Ａ変換器、５６Ａ６…絶縁増幅回路、５
６Ｂ…アナログ電圧入力変換回路モジュール、５６Ｂ１
…イネーブルピン、５６Ｂ２…データ出力ピン、５６Ｂ
３…電源ピン、５６Ｂ４…信号入力ピン、５６Ｂ５…Ｄ
／Ａ変換器、５６Ｂ６…絶縁増幅回路、５７…変換回路
モジュール、５７１…入出力ピン、５７２…外部取合接
続端子、５７Ａ…アナログ電圧入力変換回路モジュー
ル、５７Ａ１…イネーブルピン、５７Ａ２…データ出力
ピン、５７Ａ３…電源ピン、５７Ａ４…信号出力ピン、
５７Ａ５…Ｄ／Ａ変換器、５７Ａ６…絶縁増幅回路、６
…信号入出力基板、６１…共通回路、６１１…データバ
ッファ、６１２…アドレスデコーダ、６１３…属性デー
タレジスタ、６１４…ライトデータレジスタ、６１５…
リードデータレジスタ、６２…アナログ電圧入力変換回
路モジュール、６２１…コード発生回路、６２２…Ｄ／
Ａ変換器、６２３…絶縁増幅回路、６２４…属性ピン、
６２５…イネーブルピン、６２６…データ入力ピン、６
２７…電源ピン、６２８…電圧ピン、６２９…信号出力
ピン、６３…変換回路モジュール２、６４…変換回路モ
ジュールＮ、６５…外部取合部１、６６…外部取合部
２、６７…外部取合部Ｎ、６８…アナログ電圧入力変換
回路モジュール、６８１…コード発生器、６８２…Ａ／
Ｄ変換器、６８３…絶縁増幅回路、６８４…属性ピン、
６８５…イネーブルピン、６８６…データ入力ピン、６
８７…電源ピン、６８８…電圧ピン、６８９…信号出力
ピン、７…メモリ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 バスラインを介して他の回路との間のイ
   ンターフェイスを行なう基本部と、着脱可能に設けら
   れ、上記基本部と外部信号との間の信号変換機能が外部
   信号仕様に応じて設定された変換回路モジュールとを具
   備したことを特徴とする信号入出力基板。
2. 【請求項２】 上記着脱可能な変換回路モジュールは、
   外部配線との取合に使用する接続端子を備えたことを特
   徴とする請求項１記載の信号入出力基板。
3. 【請求項３】 上記変換回路モジュールの機能に応じた
   固有のコードを発生するコード発生手段と、このコード
   発生手段から出力されるコードをバスラインを介して他
   の回路へ伝送する手段とを具備したことを特徴とする請
   求項１記載の信号入出力基板。