JP2016091252A - IEEE1394 interface circuit - Google Patents
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Description
本発明は、IEEE1394規格のインタフェースモジュールを搭載したIEEE1394インターフェース回路に関する。 The present invention relates to an IEEE 1394 interface circuit equipped with an IEEE 1394 standard interface module.
観測機等とそのデータを取り込むデータ処理側の回路との信号中継を行うインターフェースモジュールとして、汎用性の高く、安価な、民生品の3ポートIEEE1394規格のインタフェースモジュール(以下、IFモジュールと略記する)が市場に販売されている。 A general-purpose, inexpensive, 3-port IEEE 1394 standard interface module (hereinafter abbreviated as an IF module) as an interface module that relays signals between an observation device and the data processing circuit that captures the data. Are sold to the market.
ところが、人工衛星や観測衛星等の宇宙機においては、メンテナンスが行えない(非常に難しい場合を含む)環境下で使用されるという特殊な事情のため、上述した安価な民生品のIFモジュールを用いることができない。
そこで、十分な耐放射線特性を持つインターフェースモジュールが開発されている。
また、更なる信頼性を向上させるためにインターフェースモジュールを冗長化して総合的な信頼性向上を図っている。
However, spacecrafts such as artificial satellites and observation satellites use the above-mentioned inexpensive commercial IF modules because of the special circumstances that they are used in environments where maintenance is not possible (including very difficult cases). I can't.
Therefore, an interface module having sufficient radiation resistance has been developed.
In order to further improve the reliability, the interface module is made redundant to improve the overall reliability.
かかる冗長化技術として、例えば特開2006−215645号公報においては、デイジーチェ−ン接続方法を用いたフォールトトラントコンピュータシステムが開示されている。 As such a redundancy technique, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-215645, a fault transient computer system using a daisy chain connection method is disclosed.
図3に示す接続方法は、6つのIFモジュール100〜106が、配線121〜127により接続されている。ここで、IFモジュール100は計算機のインターフェース、IFモジュール101〜IFモジュール106は各種の計測器のインターフェースとする。そして、IFモジュール101〜IFモジュール106の計測データはIFモジュール100を介して計算機に取り込まれる場合を考える。
In the connection method shown in FIG. 3, six
この場合、例えばIFモジュール102が故障すると、IFモジュール101は配線121を介してIFモジュール100とデータの送受信を行い、IFモジュール103〜106は配線124〜127を介してIFモジュール100とデータの送受信を行う。従って、IFモジュール102が故障しても、他のIFモジュール101、103〜106はIFモジュール100とデータの送受信が行える。
In this case, for example, when the
次に、IFモジュール102とIFモジュール105とが故障した場合を考える。この場合、IFモジュール101は配線121を介してIFモジュール100とデータの送受信が行え、IFモジュール106は配線127を介してIFモジュール100とデータの送受信が行える。しかし、IFモジュール102とIFモジュール105との間のIFモジュール103、104は正常であっても、IFモジュール100とデータの送受信が行えない。即ち、IFモジュール103、104は正常でも、実質的には故障したと同じになってしまう。
Next, consider a case where the
そこで、かかる不都合を防止する接続方法として図4に示す方法がある。図4では、IFモジュール102とIFモジュール105が故障しても、IFモジュール103は配線132、121を介してIFモジュール100とデータの送受信が行える。また、IFモジュール104は、配線133、127を介してIFモジュール100とデータの送受信が行える。従って、故障していないIFモジュールは、IFモジュール100とデータの送受信ができるようになる。
Therefore, there is a method shown in FIG. 4 as a connection method for preventing such inconvenience. In FIG. 4, even if the
しかしながら、耐放射特性の高いインターフェースモジュールは、高価であると共に、2重冗長化、3重冗長化と冗長化数が増えると、配線数の増大による質量、消費電力、部品点数の増大等やコストアップの問題(以下、多冗長化問題と記載する)が生じる。 However, an interface module with high radiation resistance is expensive, and double redundancy, triple redundancy, and the number of redundancy increases, the mass, power consumption, the number of parts, etc. increase due to the increase in the number of wires. Problem (hereinafter referred to as a multi-redundancy problem) occurs.
そこで、本発明の主目的は、信頼性を低下させることなく、安価に多冗長化化問題が克服できるIEEE1394インターフェース回路を提供することを目的とする。 Therefore, a main object of the present invention is to provide an IEEE 1394 interface circuit that can overcome the problem of multiple redundancy at low cost without reducing reliability.
上記課題を解決するため、IEEE1394規格のモジュールからなるバスIFがディジーチェーン方式により接続されて冗長ネットワークを構成する際に、バスIFを含んで、周辺機器と冗長ネットワークとの信号の中継をなすIEEE1394インターフェース回路にかかる発明は、周辺機器との入出力信号を中継するユーザIFと、バスIFの故障を監視する故障判断回路と、を備え、バスIFは、冗長ネットワークに接続可能な入出力ポートを3以上具備し、そのうちの2ポートが当該冗長ネットワークに接続され、かつ、故障判断回路がバスIFの故障を検出した際には、当該バスIFを含む自身のIEEE1394インターフェース回路を冗長ネットワークから離脱させることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, when a bus IF composed of IEEE 1394 standard modules is connected by a daisy chain system to form a redundant network, the IEEE 1394 relays signals between peripheral devices and the redundant network including the bus IF. The invention relating to the interface circuit includes a user IF that relays an input / output signal to / from a peripheral device, and a failure determination circuit that monitors a failure of the bus IF. The bus IF has an input / output port that can be connected to a redundant network. When three or more of them are connected to the redundant network and the failure determination circuit detects a failure of the bus IF, the IEEE 1394 interface circuit including the bus IF is disconnected from the redundant network. It is characterized by that.
本発明によれば、IEEE1394規格のモジュールからなるバスIFを用いても自己診断により故障した場合には、冗長ネットワークから自立的に離脱するので、信頼性を低下させることなく、安価に多重化問題を克服できるようになる。 According to the present invention, even if a bus IF composed of an IEEE 1394 standard module is used, if a failure occurs due to self-diagnosis, it automatically leaves the redundant network. Can be overcome.
本発明の実施形態を説明する。図1は、本実施形態にかかるIEEE1394インターフェース回路(IF回路)2のブロック図である。 An embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram of an IEEE 1394 interface circuit (IF circuit) 2 according to the present embodiment.
図2は、3つのIF回路2(2a〜2c)がディジーチェーン方式によりデータバスLbを介して本体(データ処理側の回路)のIEEE1394IF(以下、本体IF)3と接続した際のブロック図である。各IF回路2はユーザIF10を介して観測機器等の周辺機器IF4に接続されている。そして、図示しない同期信号に同期して、全てのIF回路2は同期動作している。以下、複数のIF回路2がディジーチェーン方式により配線接続された構成を冗長ネットワークと適宜記載する。
FIG. 2 is a block diagram when the three IF circuits 2 (2a to 2c) are connected to the IEEE 1394IF (hereinafter referred to as the main body IF) 3 of the main body (data processing side circuit) via the data bus Lb by the daisy chain method. is there. Each
図1に示すように、IF回路2は、ユーザIF10、バスIF20、故障判断回路30を備える。ユーザIF10には、マスタ情報を伝送するマスタ通知線Lmが接続されている。また、故障判断回路30には、上流状態通知信号G4を伝送する上流状態通知信号線Ls_U、下流状態通知信号G5を伝送する下流状態通知信号線Ls_Dからなる状態通知信号線Lsが接続されている。ここで、「上流」、「下流」は、図2に示すIF回路に対して左右にIF回路が存在するので、右側を上流とし、左側を下流として識別できるようにする用語である。
As shown in FIG. 1, the
なお、全てのIF回路2は同じ構成であるが、中の1つのIF回路2は、データバスLbを介して本体IF3と周辺機器IF4との間でデータを入出力させる権限(中継権限)を持っている。中継権限を持っているIF回路をマスタIF回路、他のIF回路をチェッカIF回路と記載する。
Although all
以下、説明の都合からIF回路2bをマスタIF回路、IF回路2a、2cをチェッカIF回路とする。このとき、IF回路2aを上流チェッカIF回路、IF回路2cを下流チェッカIF回路と記載する場合がある。また、回路動作を説明する際に「自身のIF回路」という用語を用いる場合があるが、注目しているバスIF等が含まれるIF回路であることを意味する。
Hereinafter, for convenience of explanation, the
故障判断回路30は、自身が故障したか否かを判断する回路である。この判断結果は、状態通知信号線Lsを介して他のIF回路2に送られる。このとき、自身がマスタIF回路2の場合には、マスタ情報を、マスタ通知線Lmを介して他のIF回路2に出力する。例えば、マスタIF回路2bが故障した際には、、上流チェッカIF回路2aに対してマスタIF回路2bからマスタ情報が出力される。このマスタ情報を受信した上流チェッカIF回路2aは、新たにマスタIF回路2aとなり、IF回路2bは冗長ネットワークから離脱する。
The
以下、詳細に説明する。ユーザIF10は、周辺機器IF4と接続されると共に、マスタ通知線Lmを中継している。
Details will be described below. The
バスIF20は、3ポート5a〜5cを有する民生品のIEEE1394規格のIFモジュールからなり、データバスLbに接続されている。3つのポートのうち1つのポートは不使用であるが、他のポートはコネクタや配線等を含む接続器を介してデータバスLbに接続されている。
The bus IF 20 is composed of a consumer IEEE 1394 standard IF module having three
故障判断回路30は、診断信号生成部31、比較回路32、検出回路33、スイッチユニット34を備える。なお、スイッチユニット34は、上流状態通知信号線Ls_Uを中継する上流スイッチ34aと下流状態通知信号線Ls_Dを中継する下流スイッチ34bとを含んでいる。
The
診断信号生成部31は、所定の診断信号G1を生成する。この診断信号G1は、バスIF20を介してデータバスLbに出力されると共に、比較回路32に出力される。
The
比較回路32は、診断信号生成部31から診断信号G1を直接受信すると共に、バスIF20を介してデータバスLbに出力された診断信号G1を受信する。診断信号生成部31から直接受信した診断信号G1を直接診断信号G1、バスIF20を介して受信した診断信号G1を経由診断信号G2と記載する。
The
経由診断信号G2は、バスIF20とデータバスLbとを介して比較回路32に入力した診断信号G1である。従って、元の信号は同じであるので、直接診断信号G1と経由診断信号G2との信号内容は同じはずである。しかし、バスIF20、データバスLb、及び、接続器に故障が発生すると、直接診断信号G1と経由診断信号G2との信号内容は異なるようになる。
The route diagnosis signal G2 is the diagnosis signal G1 input to the
そこで、直接診断信号G1と経由診断信号G2との同一性を判断することにより、バスIF20、データバスLb等の故障診断を行う。この判断結果は、診断結果信号G3として、検出回路33及びスイッチユニット34に出力される。
Therefore, failure diagnosis of the bus IF 20, the data bus Lb, etc. is performed by determining the identity of the direct diagnosis signal G1 and the route diagnosis signal G2. This determination result is output to the
なお、診断対象として、バスIF20の他に、データバスLbや接続器を含めたのは以下の理由による。即ち、接続器は、接続端子、配線等により構成され、要所は半田等により物理的・電気的に接続されている。従って、故障箇所としては、端子の接続状態、端子の破損状態、配線の断線、半田付け箇所の接続不良等のように多岐にわたる。しかし、具体的に故障箇所を特定することは困難であり、また特定できても対応ができない場合が多い。このことからバスIF20、接続器、データバスLbをリピータと見なすことが現実的である。かかる理由により、バスIF20の故障診断に対して、接続器により接続されたデータバスLbを介して入力する経由診断信号G3を用いている。 In addition to the bus IF 20, the data bus Lb and connectors are included as diagnostic targets for the following reason. That is, the connector is composed of connection terminals, wiring, and the like, and the important points are physically and electrically connected by solder or the like. Therefore, there are various failure points such as the terminal connection state, the terminal breakage state, the wiring disconnection, and the soldering point connection failure. However, it is difficult to specify the specific fault location, and even if it can be specified, there are many cases where it cannot be dealt with. Therefore, it is realistic to regard the bus IF 20, the connector, and the data bus Lb as repeaters. For this reason, the route diagnosis signal G3 input via the data bus Lb connected by the connector is used for the failure diagnosis of the bus IF 20.
検出回路33には、比較回路32から診断結果信号G3が入力すると共に、上流状態通知信号線Ls_Uを介して上流状態通知信号G4が入力し、下流状態通知信号線Ls_Dを介して下流状態通知信号G5が入力する。
The
そして、検出回路33は、診断結果信号G3、状態通知信号G4,G5に基づき自身のIF回路2が正常か否かを判断する。この判断により自身のIF回路2が正常でない(故障している)と判断した場合には、故障信号G6をユーザIF10に出力する。
Then, the
ユーザIF10は、バスIF10とデータ線Ldにより接続されて、バスIF10からのデータを周辺機器IF4に出力し、また周辺機器IF4からのデータをバスIF10に出力する。また、ユーザIF10は、隣接するIF回路のユーザIFとマスタ通知線Lmを介して接続されて、マスタ情報を送受信する。 The user IF 10 is connected to the bus IF 10 via the data line Ld, and outputs data from the bus IF 10 to the peripheral device IF 4 and outputs data from the peripheral device IF 4 to the bus IF 10. The user IF 10 is connected to the user IF of the adjacent IF circuit via the master notification line Lm, and transmits / receives master information.
ユーザIF10は、検出回路33と接続されて、検出回路33から故障信号G6を受信する。この故障信号G6を受信すると、ユーザIF10は自身のIF回路2が故障していると認識して、スイッチユニット34に切離信号G7を出力すると共に、バスIF20に出力禁止信号G9を出力する。切離信号G7は、自身のIF回路2を冗長ネットワークからの切離し(離脱処理)を実行させる信号であり、出力禁止信号G9は、バスIF20とデータバスLbとの間のデータの入出力を停止させる信号である。
The user IF 10 is connected to the
上流スイッチ34a及び下流スイッチ34bには、比較回路32からの診断結果信号G3が入力すると共に、ユーザIF10から切離信号G7が入力している。
The
上流スイッチ34a及び下流スイッチ34bは、ユーザIF10から切離信号G7を受信すると(自身のIF回路2が故障している場合)、状態通知信号線Lsを介して入力した隣接するIF回路2からの状態通知信号G4,G5を、そのまま出力する。即ち、状態通知信号G4,G5が自身のIF回路2をバイパスさせる離脱処理を行う。
When the
一方、自身のIF回路2が正常な場合には、上流スイッチ34a及び下流スイッチ34bは、比較回路32からの診断結果信号G3を状態通知信号G4,G5として状態通知信号線Lsに出力する。
On the other hand, when the own IF
なお、故障した自身のIF回路2が冗長ネットワークから切り離す際には、当該自身のIF回路2への通電も停止又は削減してもよい。これにより無駄な消費電力が削減できるようになる。
When the faulty own IF
ところで、マスタIF回路2に故障が発生した場合には、ユーザIF10から出力禁止信号G9がバスIF20に出力される。これによってバスIF20は、入出力禁止状態となる(離脱処理)。
By the way, when a failure occurs in the master IF
ユーザIF10は、出力禁止信号G9を出力すると同時に、マスタ通知線Lmを介してマスタ情報G8を上流IF回路2に出力する。
The user IF 10 outputs the output prohibition signal G9 and simultaneously outputs the master information G8 to the upstream IF
このとき、上流IF回路2は、マスタ通知線Lmを介してマスタ情報G8を受信することになるので、上流IF回路2のユーザIF10は、このマスタ情報G8を受信すると、自身のIF回路2のバスIF20に出力している出力禁止信号G9を停止する。これにより、バスIF20はデータバスLbへのデータの入出力が許可されて、当該上流IF回路2は、チェックIF回路からマスタIF回路に変わる。
At this time, the upstream IF
このようにして、マスタIF回路2に故障が発生した際には、このマスタIF回路2を冗長ネットワークから切離し、中継権限を移転させるので、バスIF20が放射線等に対して高い信頼性を持つように設計されていない場合でも信頼性を維持することが可能になる。また、安価な3ポートを有する民生品のIEEE1394規格IFモジュールが利用でき、かつ、冗長構成も2重化するだけで3重以上の構成と同等の信頼性が確保でき、IEEE1394インターフェース回路を安価に提供できるようになる。
Thus, when a failure occurs in the master IF
加えて、冗長数を少なくできるため、配線数の削減、軽量化、部品点数の削減が可能になると共に、故障したIEEE1394インターフェース回路への電力供給が停止又は削減できるので消費電力の削減が可能になる。 In addition, since the number of redundancy can be reduced, the number of wires can be reduced, the weight can be reduced, and the number of parts can be reduced. Also, the power supply to the failed IEEE 1394 interface circuit can be stopped or reduced, so that the power consumption can be reduced. Become.
2(2a〜2c) IEEE1394インターフェース回路(IF回路)
3 本体IF
4 周辺機器IF
5a〜5c ポート
10 ユーザIF
20 バスIF
30 故障判断回路
31 診断信号生成部
32 比較回路
33 検出回路
34 スイッチユニット
34a 上流スイッチ
34b 下流スイッチ
2 (2a to 2c) IEEE 1394 interface circuit (IF circuit)
3 Body IF
4 Peripheral device IF
5a-
20 Bus IF
30
Claims (5)
前記周辺機器との入出力信号を中継するユーザIFと、
前記バスIFの故障を監視する故障判断回路と、を備え、
前記バスIFは、前記冗長ネットワークに接続可能な入出力ポートを3以上具備し、そのうちの2ポートが当該冗長ネットワークに接続され、かつ、
前記故障判断回路が前記バスIFの故障を検出した際には、当該バスIFを含む自身の前記IEEE1394インターフェース回路を前記冗長ネットワークから離脱させることを特徴とするIEEE1394インターフェース回路。 An IEEE 1394 interface circuit that relays signals between peripheral devices and the redundant network, including the bus IF, when a bus IF composed of IEEE 1394 standard modules is connected by a daisy chain method to form a redundant network. ,
A user IF that relays input / output signals to and from the peripheral device;
A failure determination circuit for monitoring a failure of the bus IF,
The bus IF includes three or more input / output ports connectable to the redundant network, two of which are connected to the redundant network, and
When the failure determination circuit detects a failure of the bus IF, the IEEE 1394 interface circuit disconnects the IEEE 1394 interface circuit including the bus IF from the redundant network.
前記故障判断回路が前記離脱処理を行う際に、自身の前記IEEE1394インターフェース回路への電力供給を停止又は削減させることを特徴とするIEEE1394インターフェース回路。 An IEEE 1394 interface circuit according to claim 1, comprising:
An IEEE 1394 interface circuit that stops or reduces power supply to the IEEE 1394 interface circuit when the failure determination circuit performs the detachment process.
前記故障判断回路は、
自身の故障を診断する際に用いる診断信号を生成する診断信号生成部と、
前記診断信号を、前記バスIFを介して前記冗長ネットワークから受信し、これを経由診断信号として、前記診断信号と前記経由診断信号との信号同一性を比較し、その比較結果を診断結果信号として出力する比較回路と、
前記診断結果信号が前記診断信号と前記経由診断信号との信号が非同一であることを示す場合には、前記ユーザIFを介して前記バスIFに出力禁止信号を出力して、自身の前記IEEE1394インターフェース回路を前記冗長ネットワークから離脱させることを特徴とするIEEE1394インターフェース回路。 An IEEE 1394 interface circuit according to claim 1 or 2,
The failure determination circuit includes:
A diagnostic signal generator for generating a diagnostic signal for use in diagnosing its own fault;
The diagnostic signal is received from the redundant network via the bus IF, and as a via diagnostic signal, the signal identity of the diagnostic signal and the via diagnostic signal is compared, and the comparison result is used as a diagnostic result signal. A comparator circuit to output,
When the diagnosis result signal indicates that the diagnosis signal and the route diagnosis signal are not the same, an output prohibition signal is output to the bus IF via the user IF, and the IEEE1394 of its own is output. An IEEE 1394 interface circuit, wherein the interface circuit is disconnected from the redundant network.
前記故障判断回路は、
隣接する前記IEEE1394インターフェース回路と接続されて、自己の故障状態を示す状態通知信号を伝送する状態通知信号線と、
前記状態通知信号線を中継するスイッチユニットと、
前記診断結果信号と前記状態通知信号とを受信し、これらに基づき自身の前記IEEE1394インターフェース回路が故障を示していることを示す故障信号を前記ユーザIFに出力する検出回路と、を備え、
前記ユーザIFは、前記故障信号を受信しない場合には、前記状態通知信号線により隣接の前記IEEE1394インターフェース回路からの前記状態通知信号を、そのまま逆方向の隣接する前記IEEE1394インターフェース回路に伝送させ、前記故障信号を受信した場合には、前記状態通知信号線に前記診断結果信号を前記状態通知信号として隣接する前記IEEE1394インターフェース回路に伝送させる回路切替えを前記スイッチユニットに行わせる切離信号を出力することを特徴とするIEEE1394インターフェース回路。 An IEEE 1394 interface circuit according to claim 3, comprising:
The failure determination circuit includes:
A status notification signal line that is connected to the adjacent IEEE 1394 interface circuit and transmits a status notification signal indicating its own fault status;
A switch unit that relays the status notification signal line;
A detection circuit that receives the diagnosis result signal and the status notification signal, and outputs a failure signal to the user IF indicating that the IEEE 1394 interface circuit of the own device indicates a failure based on the diagnosis result signal and the status notification signal;
When the user IF does not receive the failure signal, the user IF transmits the status notification signal from the adjacent IEEE 1394 interface circuit to the adjacent IEEE 1394 interface circuit in the reverse direction through the status notification signal line, and When a failure signal is received, a disconnection signal for causing the switch unit to perform circuit switching for transmitting the diagnosis result signal to the adjacent IEEE 1394 interface circuit as the state notification signal on the state notification signal line is output. IEEE 1394 interface circuit characterized by the above.
前記ユーザIFに複数の前記IEEE1394インターフェース回路のうちで、前記周辺機器と冗長ネットワークとのデータを入出力できる中継権限を示すマスタ情報を伝送するマスタ通知線が接続されて、前記故障信号により自身の前記IEEE1394インターフェース回路が故障していると判断した際には、前記マスタ通知線を介して前記マスタ情報を出力することを特徴とするIEEE1394インターフェース回路。 An IEEE 1394 interface circuit according to claim 4, comprising:
Of the plurality of IEEE1394 interface circuits, a master notification line is connected to the user IF to transmit master information indicating a relay authority capable of inputting and outputting data between the peripheral device and the redundant network. When determining that the IEEE 1394 interface circuit is faulty, the master information is output via the master notification line.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160209 |