JPS6349852A - シミユレ−シヨンシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ この発明は、装置を制御するための制御プログラムのテ
ストおよびデバッグを行うためのシミュレーションシス
テムに関する。

［従来の技術］ ロボットシステムのように、制御プログラムに従って１
以上の装置を制御する制御システムの開発において、装
置の完成前に、制御プログラムのテストおよびデバッグ
を行うことが多い。

一般に、このようなテストおよびデバッグは、大型計算
機システム上でソフトウェアによって実現されたシミュ
レーションシステムを用いて行われる。

［解決しようとする問題点コ 従来のそのようなシミュレーションシステムは、制御プ
ログラムによって制御される装置の各出力信号の状態を
示す入力データを予め作成し、入力しなければならない
。

ここで、制御プログラムによって制御される装置の出力
信号は、ビット毎に意味を有し非同期に状態が変化する
ものであるため、対象としている制御システムの実機と
同様な条件で、制御プログラムの充分なテストおよびデ
バッグを行うには、多量の入力データを作成する必要が
ある。

しかも、シミュレーションシステムには、装置出力信号
の状態情報をバイトデータとして入力する必要があり、
複数の出力信号の相互を意識して入力データを作成しな
ければならない。

また、装置の異常状態の再現などのために、装置の動作
の変更が必要になることが少なくないが、その場合、そ
の変更に関連した出力信号だけではなく、他の出力信号
も含めてバイト単位で入力データを変更する必要がある
。

このようなことから、従来のシミュレーションシステム
によって制御プログラムのテストおよびデバッグを行う
場合、入力データの作成および変更のための作業量が膨
大であり、テストおよびデバッグの能率低下、ひいては
制御プログラムの開発時間の増大を招いている。

［発明の目的］ したがって、この発明の目的は、入力データの作成およ
び変更の容易化を図り、装置制御プログラムのテストお
よびデバッグを能率的に行うことができるシミュレーシ
ョンシステムを提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 前記従来の問題点を解決して前記目的を達成するために
、この発明によるシミュレーションシステムは、装置を
制御するための制御プログラムを模擬実杼するためのプ
ログラムシミュレータと、前記装置の個々の出力信号毎
に独立にその状態を時間と対応づけて記述した信号デー
タに基づき、前記プログラムシミュレータによる制御プ
ログラムの模擬実行中に前記装置の各出力信号の状態に
対応した入力データを生成して前記プログラムシミュレ
ータに入力するデータジェネレータとををする構成とさ
れる。

［作用］ このように、この発明のシミュレーションシステムにお
いては、装置の各出力信号の状態に対応した入力データ
そのものを予め作成して与える必要はなく、前記のよう
な信号データに基づき、データジェネレータによって入
力データが生成されてプログラムシミュレータに入力さ
れる。

そして、この信号データは、装置の個々の出力信号毎に
独立にその状態を時間と対応づけて記述したものである
から、作成または変更の際に他の信号を考慮する必要が
ない。また、この信号データは、それに基づき生成され
る入力データに比較し、そのデータ量を大幅に少なくで
きる。

したがって、従来のように入力データそものを用意する
場合に比較して、はるかに容易に信号データの作成およ
び変更を行い、制御プログラムのテストおよびデバッグ
を能率的に行うことができる。

［実施例コ 以下、図面を参照し、この発明の一実施例について説明
する。

第１図は、この発明のシミュレーションシステムの機能
的構成を簡略化して示す概略ブロンク図である。第２図
は、このシミュレーションシステムが実現される計算機
システムの簡略化したシステム構成図である。

まず、第２図において計算機システムについて説明すれ
ば、１はメモリであり、これにはシステムバス２を介し
て中央演算処理装置（ＣＰＵ）３およびチャネル４が接
続されている。チャネル４には、ディスク制御装置５を
介して磁気ディスク装置６が接続されている。

前記各部の機能は標準的であるから、その説明は割愛す
る。

つぎに第１図を参照し、このシミュレーションシステム
について説明するが、これは前記計算機システム上でソ
フトウェアによって実現されるので、以下の説明におい
て第２図も適宜参照する。

／Ｏは制御プログラムの模擬実行を行うためのプログラ
ムシミュレータである。このプログラムシミュレータ／
Ｏは、計算機システムのハードウェア資源を利用し、ソ
フトウェアによって実現されるものである。そのための
プログラムは、ある磁気ディスク装置６からメモリ１の
特定領域にロードされてＣＰＵ３により実行される。

１２はサイクルカウンタである。このサイクルカウンタ
１２は、プログラムシミュレータ／Ｏによる制御プログ
ラムの模擬実行の開始時にリセットされ、以後、マシン
サイクルと同期してカウントアツプされる。したがって
、このサイクルカウンタ１２によって、制御プログラム
の模擬実行時間（サイクル数）の情報が得られる。

このサイクルカウンタ１２は、例えばＣＰＵ３の内部レ
ジスタによって実現されるか、あるいは、メモリ１上に
ソフトウェアカウンタとして実現される。

１４はプログラムシミュレータ／Ｏのデータファイルと
してのプログラムファイルであり、テストおよびデバッ
グの対象となる制御システムの制御プログラムを格納し
ている。このプログラムファイル１４は、実際にはある
磁気ディスク装置６が割り当てられ、その模擬実行に先
立ってメモリ１の特定領域（プログラムシミュレータ／
Ｏのデータ領域）にロードされる。

１６はデータジェネレータであり、制御プログラムによ
って制御される装置からの入力データを生成してプログ
ラムシミュレータ／Ｏに入力するためのものである。こ
のデータジェネレータ１６も、計算機システムのハード
ウェア資源を利用し、ソフトウェアによって実現される
ものである。そのためのプログラムは、ある磁気ディス
ク装置６からメモリ１の特定領域にロードされてＣＰＵ
３により実行される。

１８はデータジェネレータ１６のデータファイルとして
の信号データファイルである。この信号データファイル
１８には、制御プログラムによって制御される装置の個
々の出力信号毎に独立にその状態を時間と対応づけて記
述した信号データが格納されている。

この信号データについて、第３図により説明する。

この図において、２０は装置のある出力信号を示してい
る。２２はこの出力信号２０を記述した信号データを模
式的に示している。

図から明らかなように、この信号データ２２は基本的に
は、出力信号２０の状態変化の度に、その変化後の状態
（１または０）の情報と、その継続時間（ｔ／−ｔ２な
ど）の情報を１バイト（これは−例であり、その長さは
任意であるが）で記述したデータを時系列に配列したデ
ータ構造である。この継続時間の単位は、サイクルカウ
ンタ１２のカウントアツプ周期と一致している。

また、時刻ｔ４から時刻ｔ８の区間のように、出力信号
２０が同一の状態変化パターンを繰り返す部分について
は、その状態変化パターンを同様に記述したバイト列と
、開始マーク、繰り返し回数および終了マークの各バイ
トを組み合わせた構造とし、信号データ２２の記述の簡
略化、およびそのデータ量の圧縮を図っている。

同様の構造の信号データが装置のすべての出力信号につ
いて、それぞれ独立に作成され、信号データファイル１
８に格納される。

このような信号データは、他の出力信号を意識すること
なく作成または変更が可能である。また、この信号デー
タは、それに基づき生成されるデータ、つまり従来、予
め作成する必要のあったデータに比較し、データ量が大
幅に少なくなる。したがって、信号データの作成および
変更の作業は、従来のデータ作成または変更の作業に比
較し、通に容易である。

再び第１図において、データジェネレータ１６について
説明する。このデータジェネレータ１６は機能的には、
制御部２６、サイクルレジスタ２８、データ制御部３０
、このデータ制御部３０に関連した継続時間累積カウン
タ３２０〜３２７および回数カウンタ３４０〜３４７、
合成レジスタ３８、データ出力レジスタ３２、さらに信
号データバッファ４００〜４０７から構成されている。

このようなデータジェネレータ１６のバッファ、レジス
タ、カウンタなどは、メモリ１の特定の記憶域またはＣ
ＰＵ３の内部レジスタなどを用いて実現される。

また、信号データバッファ４００〜４０７には、制御プ
ログラムの模擬実行の開始に先立ち、信号データファイ
ル１８から装置の対応した出力信号を記述した信号デー
タが予めロードされる。

次に１．このシミュレーンヨンシステムにおける制御プ
ログラムの模擬実行と、データ生成および入力の動作に
ついて説明する。

プログラムシミュレータ／Ｏは、制御プログラム（メモ
リｌにロード済み）の命令を１語ずつ読込んで解釈しな
がら、計算機システムのハードウェア資源を利用して制
御プログラムの模擬実行を行う。

模擬実行中に、プログラムシミュレータ／Ｏはアクセス
アドレスから対象としている装置に対する入力命令を検
出すると、制御をデータジェネレータ１６に渡す。

そうすると、データジェネレータ１６の制御部２６は、
プログラムシミュレータ／Ｏのサイクルカウンタ１２の
値（この時点までの模擬実行時間の情報）をサイクルレ
ジスタ２８にロードさせたのち、データ制御部３０を作
動させる。

データ制御部３０は、サイクルレジスタ２８の値と各継
続時間累積カウンタ３２０〜３２フの値とを比較する。

ここで、各継続時間累積カウンタ３２０〜３２７の値は
、その時点まで入力データ発生のために利用した各信号
データ（信号データバッファ４００〜４０）にロード済
み）の状態継続時間の累積値である。

一例として第３図の出力信号２０について考え、現在の
時刻が時刻１／から時刻ｔ２の間であったとする。この
場合、出力信号２０の信号データに対応する継続時間累
積カウンタの値は、ｔｌ−ｔｏ　＋ｔ２−ｔｚ　＝ｔ２
−ｔｏとなっている。

さて、例えば継続時間累積カウンタ３２０の値がサイク
ルカウンタ２８の値以上であれば、データ制御部３０は
、その直前までデータ生成に利用していた信号データ（
信号データバッファ４０゜内）の１バイトをそのまま選
択し、その状態情報（１または０）を合成レジスタ３８
（８ビ・ットレジスタ）の対応ビットにセットする。

逆に、例えば継続時間累積カウンタ３２７の値がサイク
ルカウンタ２８の値より小さい場合、データ制御部３０
は、その直前までデータ生成に利用していた信号データ
のバイトの次のバイト（信号データバッファ４０７内）
を選択し、その状態情報を合成レジスタ３８の対応ビッ
トにセットする。また、その新しく選択した信号データ
のバイトの継続時間情報によって示される時間分だけ、
継続時間累積カウンタ３２７をインクリメントする。

装置の他の出力信号に関しても同様の処理が行われる。

このようにして、装置のすべての出力信号に関する状態
情報が合成レジスタ３８にセットされると、制御部２６
は合成レジスタ３８の内容（信号データから生成された
８ビツトの入力データ）をデータ出力レジスタ３２へ転
送させたのち、制御をプログラムシミュレータｌＯに戻
す。

そうすると、プログラムシミュレータ／Ｏはデータ出力
レジスタ３２から入力データを取り込み（入力データが
制御プログラムに渡される）、制御プログラムの模擬実
行を続ける。

ここで、第３図に示した出力信号２０の時刻ｔｑから時
刻ｔ８の区間のように、同一の状態変化パターンの繰り
返し区間に関するパターンジェネレータ１６の動作を説
明する。

なお、ここでは、そのような出力信号を記述した信号デ
ータが、信号データバッファ４００にあるものとして説
明する。

データ制御部３０は、新たに選択しようとした信号デー
タのバイトが開始マークの場合、まず、その開始マーク
の次のバイトである回数値を対応する回数カウンタ３４
０にセットする。

次ニ、その回数値バイトの次のバイトを選択し、その状
態継続時間情報で示される時間分だけ対応した継続時間
累積カウンタ３２０の値を増加させる。そして、その状
態情報を合成レジスタ３８の対応ビットにセットする。

その後、制御プログラムからの装置に対するデータ入力
命令が発行された時点で、継続時間累積カウンタ３２ｏ
の値がサイクルレジスタ２８の値以上であれば、同じバ
イトが選択されて、その状態情報が合成レジスタ３８に
セットされる。

もし、継続時間累積カウンタ３２ｏの値がサイクルレジ
スタ２８の値より小さければ、データ制御部３０は次の
バイトを選択して、その状態継続時間情報の値の分だけ
継続時間累積カウンタ３２０の値を増加させ、また、そ
の選択したバイトの状態情報を合成レジスタ３８にセッ
トする。

また、新たに選択しようとしたバイトが終了マークの場
合、データ制御部３０は回数カウンタ３４０の値を１だ
けデクリメントし、その値がゼロであるか調べる。

もしゼロでなければ、その終了マークの前の回数値バイ
トの次のバイトを選択し、その状態継続時間を継続時間
累積カウンタ３２ｏに加えるとともに、その状態情報を
合成レジスタ３８にセットする。

このようにして、同一状態変化パターンの繰り返し区間
に関する入力データが生成される。

他方、回数カウンタ３４０の値がゼロまでデクリメント
された場合、繰り返し状態変化パターンの区間は終了で
あるから、次のバイトデータが選択される。

以１、−・実施例について説明したが、この発明はそれ
だけに限定されるものではない。

例えば、信号データの構造は前記のものに限定されるも
のではなく、適宜変更してよい。

パターンジェネレータの構成も、信号データの構造など
に応じて変形が許される。また、パターンジェネレータ
を一部または全体をハードウェアまたはファームウェア
にって実現することも可能である。

その外、この発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で様
々に変形して実施し得るものである。

［発明の効果コ 以上説明したように、この発明によるシミュレータシス
テムにあっては、装置の各出力信号の状態に対応した入
力データそのものを予め作成して与える必要はなく、装
置の個々の出力信号毎に独立にその状態を時間と対応づ
けて記述した信号データに基づき、データジェネレータ
によって入力データが生成されてプログラムシミュレー
タに入力される。

このような信号データは、作成または変更の際に他の信
号を考慮する必要がなく、また、そのデータ量は、それ
に基づき生成される入力データに比較し大幅に少なくで
きるため、その作成および変更は入力データそのものを
直接作成または変更するよりも、遥に容易である。

したがって、この発明のシミュレーションシステムによ
れば、従来のシミュレーションシステムを使用する場合
に比べ、制御プログラムのテストおよびデバッグを能率
的に行うことができる。

このように、この発明によれば、従来のシミュレーショ
ンシステムの問題点を解消し、装置制御プログラムのテ
ストおよびデバッグを能率的に行うことができるシミュ
レーションシステムを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明によるシミュレーションシステムの
一実施例の機能的構成を簡略化して示す概略ブロック図
、第２図は、このシミュレーションシステムが実現され
る計算機システムの簡略化したシステム構成図、第３図
は装置の出力信号の一例と、それを記述した信号データ
の構造を説明するための説明図である。 ／Ｏ・・・プログラムシミュレータ、１２・・・サイク
ルカウンタ、１４・・・プログラムファイル、１６・・
・データジェネレータ、１８・・・信号データファイル
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）装置を制御するための制御プログラムを模擬実行
   するためのプログラムシミュレータと、前記装置の個々
   の出力信号毎に独立にその状態を時間と対応づけて記述
   した信号データに基づき、前記プログラムシミュレータ
   による前記制御プログラムの模擬実行中に、前記装置の
   各出力信号の状態に対応した入力データを生成して前記
   プログラムシミュレータに入力するデータジェネレータ
   とを有することを特徴とするシミュレーションシステム
   。
2. （２）データジェネレータは、信号データを記憶する記
   憶手段と、プログラムシミュレータによる制御プログラ
   ムの前記装置に対するＩ／Ｏ命令の模擬実行時に、前記
   プログラムシミュレータから前記制御プログラムの模擬
   実行時間の情報を得る手段と、この手段によって得た模
   擬実行時間に対応した装置の各出力信号の状態情報を前
   記信号データから得る手段と、この手段によって得られ
   た前記各出力信号の状態情報を組み合わせて前記プログ
   ラムシミュレータに対する入力データを合成する手段と
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   のシミュレーションシステム。
3. （３）各出力信号に対する信号データは、その出力信号
   の状態とその状態の継続時間とを示す情報を、状態変化
   毎に順次記述した時系列データであることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項または第２項に記載のシミュレー
   ションシステム。
4. （４）各出力信号に対する信号データは、その出力信号
   の状態とその状態の継続時間とを示す情報を、状態変化
   毎に順次記述し、かつ同一の状態変化パターンの繰り返
   しは、その状態変化パターン内の状態と継続時間を示す
   情報および繰り返し回数の情報とで記述した時系列デー
   タであることを特徴とする特許請求の範囲第１項または
   第２項に記載のシミュレーションシステム。