三菱シーケンサ MELSEC iQ－Rシリーズ
C言語コントローラ スタンダードモデル “R12CCPU-V”

　この章では、２章で述べた課題を解決するために、新たなC言語コントローラに搭載した技術と機能について述べる。以下Q12DCCPU-Vを“従来機種”、R12CCPU-Vを“新機種”という。

(1)　演算性能の向上
　MPUは高速な演算処理を可能とするため、ARM Cortex-A9（２コア）を採用した。動作周波数・コア数ともに従来機種の２倍となり、演算処理時間の大幅な短縮を実現した。

(2)　メインメモリ容量の向上
　メインメモリには従来機種に比べてアクセス速度2.4倍、容量２倍のDDR3-SDRAMを採用し、プログラム及び大容量データの高速処理を可能にした。

(3)　システムバス性能の向上
　MELSEC iQ-Rシリーズの特長である高速システムバスを搭載し、図４に示すようにMELSEC Qシリーズの従来機種と比較して、CPUユニット間のデータ更新周期を1/4に、各ユニットへのアクセス速度を約40倍に向上した。この高速システムバスによって、C言語コントローラとモーションCPUの連携速度が上がり、より精度の高い駆動制御が実現可能となった。また、各ユニットへのアクセスを高速化したことで、システム全体の処理時間を短縮し、タクトタイムの短縮を図っている。

(4)　通信性能の向上
　従来２ch搭載しているEthernetポートについては、従来機種では最大100Mbpsであった通信速度を最大１Gbpsに高速化した。通信速度向上によって、周辺装置から収集した大容量のデータを随時上位システムに送信してより高度な生産管理を行うことで、生産性・製造品質を向上させることが可能となる。

図４．システムバス性能向上のイメージ図

　MELSEC iQ-Rシリーズでは、インテリジェント機能ユニットがイベントを検知した際に、インテリジェント機能ユニットからC言語コントローラユニットへ割り込み通知を行える機能を追加し、マイコンで一般的なイベントドリブン型のプログラミングに対応した。これによって、従来のポーリング方式で生じていたポーリング周期のジッタが削減されるため、高いリアルタイム性が要求される搬送制御等へのC言語コントローラ適用が可能となる。

　OSは２コアのMPUに対応しており、タスク及び割り込みごとにどちらのコアで処理するか選択することができる。処理タイミングが重要な特定の処理を常時一方のコアに割り付けることから、安定した処理タイミングで実行することが可能となる。この仕組みによってI／O制御のジッタを少なくすることで、高い制御精度が要求されるプロセス制御等へのC言語コントローラの適用が可能となる。

(1)　ハードウェアECCの搭載
　メインメモリであるDDR3 SDRAM及びMPUや各ICの内蔵メモリにハードウェア ECC（Error Cheking and Correction：１ビットエラーの検出・自動訂正、２ビット以上のエラー検出）を搭載することで信頼性を向上させ、製造装置の動作異常によるダウンタイムを削減する。ハードウェアECCではECC符号の生成、照合処理を専用回路で実施することによって、アクセス性能を低下させることなく信頼性の向上を実現している。

(3)　バッテリー交換不要
　従来機種ではバックアップRAMにSRAM（Static Random Access Memory）を採用していたが、新機種では電源OFF時にバッテリーレスでデータ保持が可能なMRAM（Magnetoresistive RAM）を採用したため、従来機種では数年ごとに必要であったバッテリー交換が不要となり、バッテリー交換に伴うメンテナンスコストを削除できる。

　C言語コントローラの課題とMELSEC iQ-RシリーズC言語コントローラスタンダードモデル“R12CCPU-V”による対応について述べた。MELSEC iQ-Rシリーズに新C言語コントローラを製品ラインアップに追加したことによって、顧客は更なるタクトタイムの短縮・歩留まりの改善・稼働率の向上が図れるようになる。
　今後も顧客からのニーズを忠実に反映し、使い勝手と付加価値の向上を目指した製品開発を実施し、“進化と継承”というコンセプトに従ったコントローラを創りあげてゆく所存である。