KR101594453B1 - An apparatus for diagnosing a failure of a channel and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이중화 채널을 지원하는 제어 장치의 채널 고장 진단 장치 및 그 진단 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for diagnosing a channel fault in a control apparatus supporting a redundant channel.
신뢰성 향상 및 고장 허용 설계를 위해 동일한 기능의 이중화 채널로 구성된 실시간 제어용 컴퓨터를 운용하는데 있어서, 한 채널에서 고장 발생으로 두 채널에 탑재된 동일한 소프트웨어의 제어 계산 결과가 서로 다른 경우, 이중화로 구성된 시스템의 운용 시 정상적인 결과를 선택할 수 없어 심각한 문제를 발생 시킬 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 이중화 채널의 출력 신호를 이용하여 실시간으로 채널의 상태를 모니터링하고, 두 채널의 출력 결과가 서로 다른 경우, 고장이 발생한 채널을 정확히 판단하기 위한 자체 고장 진단 방법에 관한 것이다.In the case of a real-time control computer with redundant channels of the same function for improved reliability and fault tolerant design, when the control calculation results of the same software installed on two channels are different due to a failure in one channel, It is not possible to select normal results when operating, which can cause serious problems. The present invention relates to a self-diagnosis method for accurately detecting a channel in which a failure occurs when the status of a channel is monitored in real time by using an output signal of a redundant channel and output results of the two channels are different from each other.
고장 허용을 목적으로 동일한 이중화 채널로 구성된 제어 컴퓨터는 운용 중 기본적인 컴퓨터 하드웨어 구성품의 고장을 판단하는 시험을 수행하여 실시간으로 상태를 모니터링 한다. 그러나 한 채널 컴퓨터에 탑재된 프로세서 코어(CPU Core) 고장 시, 기존 하드웨어 시험을 수행하여 고장을 판단하지 못할 경우, 두 채널 중 고장이 발생한 채널의 계산 결과가 비정상적인 값을 출력하여, 제어 컴퓨터는 정상적인 채널의 출력 신호를 선택하지 못해 심각한 오동작을 발생시킬 수 있다.A control computer configured with the same redundant channel for fault tolerance monitors the status in real time by performing a test to determine the failure of basic computer hardware components during operation. However, if a processor core (CPU core) mounted on a single channel computer fails and the existing hardware test is not performed to determine the failure, the calculation result of the failed channel of the two channels outputs an abnormal value, The output signal of the channel can not be selected and a serious malfunction may be caused.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 동일한 기능으로 구성된 이중화 채널 제어 컴퓨터에서 고장이 발생한 채널을 정확히 판단하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to accurately determine a channel in which a failure occurs in a redundant channel control computer having the same function.
본 발명은 정상 채널로부터 고장 채널을 신속하게 배제하기 위해 채널의 자체 고장 진단 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a method for diagnosing a channel's own fault to quickly exclude a faulty channel from a normal channel.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 이중화 채널을 포함하는 채널 고장 진단 장치의 고장 진단 방법은 제 2채널에서의 동작을 기준으로 하는 경우 제1 및 제2채널의 제어 출력 신호값의 차이에 기반하여, 상기 제1채널로부터 고장 진단 요청 신호를 수신하는 단계; 상기 고장 진단 요청 신호의 수신에 응답하여, 상기 제2채널의 고장 진단을 수행하는 단계; 및 상기 제2채널에 대한 프로세서 코어 시험을 포함하는 상기 고장 진단의 수행 결과를 이용하여, 상기 제2채널 상태를 진단하는 단계를 포함하고, 고장이 발생한 채널을 정확히 판단할 수 있다.To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a fault diagnosis method for a channel fault diagnosis apparatus including a redundant channel, Receiving a fault diagnosis request signal from the first channel based on the fault diagnosis request signal; Performing a fault diagnosis of the second channel in response to receipt of the fault diagnosis request signal; And diagnosing the second channel state using a result of the failure diagnosis including a processor core test for the second channel, wherein the channel in which the failure occurs can be accurately determined.
일 실시예에 따르면, 상기 제1채널로부터 고장 진단 요청 신호를 수신하는 단계는, 상기 제1 및 제2채널이 동기화를 유지한 상태에서, 상기 제1 및 제2채널이 채널 간 상태 데이터, 입력 데이터 및 제1 및 제2출력 데이터를 포함하는 출력 데이터를 제1인터페이스를 통해 상호 교환하는 단계; 및 상기 제1 및 제2출력 데이터의 비교 결과에 기반하여, 상기 제1채널로부터 송신된 고장 진단 요청 신호를 제2인터페이스를 통해 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the step of receiving a fault diagnosis request signal from the first channel may include: when the first and second channels maintain synchronization, Exchanging output data including data and first and second output data through a first interface; And receiving a failure diagnosis request signal transmitted from the first channel through a second interface based on a comparison result of the first and second output data.
일 실시예에 따르면, 상기 제2채널의 고장 진단을 수행하는 단계는, 상기 채널 간 상태 데이터, 입력 데이터 및 출력 데이터를 상호 교환하기 위해 사용되는 상기 제1인터페이스의 상태를 점검하는 단계; 상기 프로세서를 구성하는 레지스터의 상태를 점검하는 단계; 및 상기 프로세스가 제공하는 명령어의 집합에 대하여 상기 명령어를 실행하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, performing the fault diagnosis of the second channel includes: checking a state of the first interface used to exchange the inter-channel state data, input data, and output data; Checking a state of a register constituting the processor; And executing the instruction on a set of instructions provided by the process.
일 실시예에 따르면, 상기 제1인터페이스의 상태를 점검하는 단계는, 상기 채널 간 상태 데이터, 입력 데이터 및 계산 결과인 출력 데이터를 상호 교환하기 위해 사용되는 시리얼 통신의 순환 중복 검사(CRC: Cyclic Redundancy Check)를 수행하는 단계; 및 상기 시리얼 통신의 루프백(Loop-Back) 검사를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the checking of the status of the first interface may include checking the status of the first interface by using cyclic redundancy check (CRC) of the serial communication used to exchange the interchannel status data, Check; And performing a loop-back test of the serial communication.
일 실시예에 따르면, 상기 레지스터의 상태를 점검하는 단계는, 상기 제2채널의 프로세서 코어의 오류 발생으로 인한 프로세서 상태 레지스터 저장 값에 기반하여, 상기 제2채널의 고장 여부를 판단할 수 있다.According to one embodiment, the checking of the state of the register may determine whether the second channel is malfunctioning based on a processor state register storage value due to an error of the processor core of the second channel.
일 실시예에 따르면, 상기 명령어를 실행하는 단계는, 상기 명령어 집합에 대하여 어셈블러를 이용하여 기설정된 입력 값 및 연산 결과 기대 값을 비교하고, 상기 비교 결과에 기반하여 상기 제2채널의 상태를 판단할 수 있다.According to an embodiment, the step of executing the instruction may include: comparing an input value and a calculation result expected value set by using an assembler with respect to the instruction set, and determining a state of the second channel based on the comparison result can do.
일 실시예에 따르면, 상기 제2채널 상태를 진단하는 단계는, 상기 채널 고장 진단 장치에 탑재되는 소프트웨어의 정상적인 실시간 운용에 방해되지 않도록 백그라운드에서 실행될 수 있다.According to an embodiment, the step of diagnosing the second channel condition may be executed in the background so as not to interfere with the normal real-time operation of software installed in the channel trouble diagnosis apparatus.
상기 채널 고장 진단 장치의 고장 진단 방법은 제 2채널에서와 동일한 동작을 제 1채널에서도 수행한다.The fault diagnosis method of the channel fault diagnosis apparatus performs the same operation on the first channel as on the second channel.
본 발명에 따르면, 동일한 기능으로 구성된 이중화 채널 제어 컴퓨터에서 어느 한 채널에 탑재된 프로세서 코어의 고장으로 소프트웨어에서 계산된 결과가 서로 다른 경우, 고장이 발생한 채널을 정확히 판단할 수 있다.According to the present invention, in a redundant channel control computer configured with the same function, when a result of computation in software differs due to a failure of a processor core mounted on a channel, a channel in which a failure occurs can be accurately determined.
본 발명에 따르면, 시리얼 통신 점검, 프로세서 상태 점검 및 명령어 실행을 통해 정상 채널로부터 고장 채널을 신속하게 배제하기 위한 채널의 자체 고장 진단 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a method of self-diagnosis of a channel for rapidly excluding a fault channel from a normal channel through a serial communication check, a processor state check, and a command execution.
도 1은 본 발명에 따른 채널 고장 진단 장치(의 상세한 구성을 도시하는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 제1채널에서 수행되는 제2채널로의 고장 진단 요청 방법의 흐름도를 도시한다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 제2채널에서 수행되는 고장 진단 방법의 흐름도를 도시한다.1 is a diagram showing a detailed configuration of a channel fault diagnosis apparatus according to the present invention.
FIG. 2 and FIG. 3 show a flowchart of a method for requesting fault diagnosis to a second channel performed in the first channel according to the present invention.
4 and 5 show a flow chart of a fault diagnosis method performed in a second channel according to the present invention.
상술한 본 발명의 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It will be possible. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and are herein described in detail. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.
본 발명은 관한 이중화 채널로 구성된 제어 장치에서의 적어도 한 채널의 비정상 동작에 따른 문제점을 해소하기 위하여, 이중화 채널을 포함하는 채널 고장 진단 장치 및 고장 진단 방법을 제안한다.The present invention proposes a channel fault diagnosis apparatus and a fault diagnosis method including a redundant channel in order to solve a problem caused by an abnormal operation of at least one channel in a control apparatus having a redundant channel.
이하, 본 발명에 따른 이중화 채널을 포함하는 채널 고장 진단 장치 및 채널 고장 진단 방법에 있어, 상기 채널 고장 진단 장치 및 채널 고장 진단 방법을 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a channel fault diagnosis apparatus and a channel fault diagnosis method in a channel fault diagnosis apparatus and a channel fault diagnosis method including a redundant channel according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 채널 고장 진단 장치를 포함하는 이중화 채널로 구성된 실시간 제어용 컴퓨터(100)의 상세한 구성을 도시하는 도면이다. 도1에 도시된 바와 같이, 이중화 채널로 구성된 실시간 제어용 컴퓨터(100)는 제1채널(200) 및 제2채널(300)을 포함한다. 또한, 상기 이중화 채널로 구성된 실시간 제어용 컴퓨터(100)는 외부 장치(400)를 더 포함할 수 있다.1 is a diagram showing a detailed configuration of a real-
여기서, 상기 제1채널(200) 및 제2채널(300)은 상기 이중화 채널로 구성된 실시간 제어용 컴퓨터(100)의 단일 채널들에 해당한다.Here, the
또한, 상기 제1채널(200)은 제1채널 고장 진단 유닛(210), 제1인터페이스(220), 제2인터페이스(230) 및 제1외부 인터페이스(240)을 포함한다.The
또한, 상기 제2채널(300)은 제2채널 고장 진단 유닛(310), 제1인터페이스(320), 제2인터페이스(330) 및 제2외부 인터페이스(340)을 포함한다.The
상기 제1채널 고장 진단 유닛(210)은 제1인터페이스(220) 및 제1외부 인터페이스(240)로부터 수신된 신호들에 기반하여, 고장 진단 요청 신호를 생성한다. 상기 생성된 고장 진단 요청 신호는 제2인터페이스(230)를 통해 상기 제2채널(300)로 송신된다.The first channel
보다 상세하게는, 상기 제1채널 고장 진단 유닛(210)은 상기 제1채널 및 제2채널(200, 300)의 제어 출력 신호값의 차이에 기반하여, 상기 고장 진단 요청 신호를 생성한다. 상기 제어 출력 신호값의 차이가 기설정된 문턱값보다 큰 경우, 상기 고장 진단 요청 신호가 생성될 수 있다.More specifically, the first channel
상기 제1인터페이스(220)는 상기 외부 장치(400)로부터의 외부 입력 신호를 상기 제2채널(300)의 상기 제1인터페이스(320)로 송신한다. 또한, 상기 외부 장치(400)로부터의 외부 입력 신호를 상기 제2채널(300)의 상기 제1인터페이스(320)로부터 수신한다. 여기서, 상기 제1인터페이스(220, 320)간 통신 방식은 시리얼 통신일 수 있다.The
상기 제2인터페이스(230)는 제1채널(200)의 상기 제1채널 고장 진단 유닛(210)으로부터 생성된 상기 고장 진단 요청 신호를 상기 제2채널(300)의 상기 제2인터페이스(330)로 송신한다. 또한, 상기 제2인터페이스(230)는 상기 제2채널 고장 진단 유닛(310)으로부터 생성된 고장 진단 요청 신호를 상기 제2채널(300)의 상기 제2인터페이스(330)로부터 수신한다. 여기서, 상기 제2인터페이스(230, 330)간 통신 방식은 디스크리트 신호를 이용한 디지털 통신일 수 있다. The
상기 제1외부 인터페이스(240)는 상기 외부 장치(400)로부터의 외부 입력 신호를 수신하거나 또는 상기 외부 장치(400)로 외부 출력 신호를 송신한다.The first
한편, 상기 제2채널 고장 진단 유닛(310)은 상기 고장 진단 요청 신호의 수신에 응답하여, 상기 제2채널의 고장 진단을 수행한다. 또한, 상기 제2채널 고장 진단 유닛(310)은 상기 제2채널(300)에 대한 프로세서 코어 시험을 포함하는 고장 진단의 수행 결과를 이용하여, 상기 제2채널 상태를 진단한다.Meanwhile, the second channel
또한, 상기 제2채널 고장 진단 유닛(310)은 상기 제1 및 제2채널이 동기화를 유지한 상태에서, 상기 제1채널(200)과 채널 간 상태 데이터, 입력 데이터 및 제1 및 제2출력 데이터를 포함하는 출력 데이터를 제1인터페이스(320)를 통해 상호 교환한다. In addition, the second channel
또한, 상기 제2채널 고장 진단 유닛(310)은 상기 제1인터페이스(320)가 비정상 상태임을 나타내는 제1오류신호를 생성할 수 있다. 또한, 상기 제2채널 고장 진단 유닛(310)은 상기 제2채널(300)이 명령어를 정상적으로 처리할 수 없는 상태를 나타내는 제2오류신호를 생성할 수 있다.In addition, the second channel
이와 관련하여, 상기 제1채널 고장 진단 유닛(210)으로 상기 채널 간 상태 데이터, 입력 데이터 및 제1 출력 데이터를 제공하고, 상기 제1채널 고장 진단 유닛(210)이 상기 제1 및 제2출력 데이터를 비교하고, 상기 비교 결과에 기반하여, 상기 고장 진단 요청 신호를 상기 제2채널로 송신할 수 있다. 이때, 상기 제2채널 고장 진단 유닛(310)은 상기 제1채널(200)로부터 송신된 상기 고장 진단 요청 신호를 상기 제2인터페이스(330)를 통해 수신할 수 있다.In this regard, the inter-channel state data, input data, and first output data are provided to the first channel
상기 제1인터페이스(320)는 상기 외부 장치(400)로부터의 외부 입력 신호를 상기 제1채널(200)의 상기 제1인터페이스(220)로 송신한다. 또한, 상기 외부 장치(400)로부터의 외부 입력 신호를 상기 제1채널(200)의 상기 제1인터페이스(220)로부터 수신한다. 여기서, 상기 제1인터페이스(220, 320)간 통신 방식은 시리얼 통신일 수 있다.The
상기 제2인터페이스(330)는 상기 제1채널(200)의 상기 제1채널 고장 진단 유닛(210)으로부터 송신된 상기 고장 진단 요청 신호를 수신한다. 또한, 상기 제2인터페이스(330)는 상기 제2채널 고장 진단 유닛(310)으로부터의 상기 제1인터페이스(320)가 비정상 상태임을 나타내는 제1오류신호를 상기 제1채널(200)의 상기 제2인터페이스(230)로 송신할 수 있다. 또한, 제2인터페이스(330)는 상기 제2채널(300)이 명령어를 정상적으로 처리할 수 없는 상태를 나타내는 제2오류신호를 상기 제1채널(200)의 상기 제2인터페이스(230)로 송신할 수 있다.The
상기 제1오류신호와 관련하여, 상기 제2채널 고장 진단 유닛(310)은 채널 간 상태 데이터, 입력 데이터 및 계산 결과인 출력 데이터를 상호 교환하기 위해 사용되는 시리얼 통신의 순환 중복 검사(CRC: Cyclic Redundancy Check)를 수행할 수 있다. 또한, 상기 제2채널 고장 진단 유닛(310)은 상기 시리얼 통신의 루프백(Loop-Back) 검사를 수행할 수 있다.In relation to the first error signal, the second channel
상기 제2오류신호와 관련하여, 상기 제2채널 고장 진단 유닛(310)은 상기 제2채널의 프로세서를 구성하는 레지스터의 상태를 점검할 수 있다. 즉, 상기 제2채널의 프로세서 코어의 오류 발생으로 인한 프로세서 상태 레지스터 저장 값에 기반하여, 상기 제2채널의 고장 여부를 판단할 수 있다. In connection with the second error signal, the second channel
또한, 상기 제2오류신호와 관련하여, 상기 제2채널 고장 진단 유닛(310)은 프로세스가 제공하는 명령어의 집합에 대하여 명령어를 실행하여 상기 제2채널의 고장 여부를 판단할 수 있다. 즉, 상기 명령어 집합에 대하여 어셈블러를 이용하여 기설정된 입력 값 및 연산 결과 기대 값을 비교하고, 상기 비교 결과에 기반하여 상기 제2채널의 상태를 판단할 수 있다.In connection with the second error signal, the second channel
상기 제2외부 인터페이스(340)는 상기 외부 장치(400)로부터의 외부 입력 신호를 수신하거나 또는 상기 외부 장치(400)로 외부 출력 신호를 송신한다.The second
한편, 상기 제1채널 및 제2채널 상태의 진단은 채널 고장 진단 장치에 탑재되는 소프트웨어의 정상적인 실시간 운용에 방해되지 않도록 백그라운드에서 실행된다.On the other hand, the diagnosis of the first channel state and the second channel state is executed in the background so as not to interfere with the normal real-time operation of software installed in the channel fault diagnosis apparatus.
한편, 제2채널을 기준으로 설명한 상기 채널 고장 진단 장치의 고장 진단 방법은 제 1채널에서도 대칭적으로 동일한 동작을 수행하며, 그 상세 내용은 생략한다. On the other hand, the fault diagnosis method of the channel fault diagnosis apparatus described with reference to the second channel performs the same operation symmetrically in the first channel, and the details thereof will be omitted.
한편, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 제1채널에서 수행되는 제2채널로의 고장 진단 요청 방법의 흐름도를 도시한다.2 and 3 are flowcharts of a method for requesting a fault diagnosis to a second channel performed in a first channel according to the present invention.
도 2를 참조하면, 상기 고장 진단 요청 방법은 채널 동기화 단계(S200), 입력 신호 송신 단계(S210), 입력 신호 수신 단계(S220), 제어 입력 값 계산 단계(S230), 출력 신호 계산 단계(S240)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the fault diagnosis request method includes a channel synchronization step S200, an input signal transmission step S210, an input signal reception step S220, a control input value calculation step S230, an output signal calculation step S240 ).
한편 도 3을 참조하면, 상기 고장 진단 요청 방법은 출력 신호 송신 단계(S250), 출력 신호 수신 단계(S260), 출력 신호 비교 단계(S270) 및 고장 진단 요청 단계(S280)를 더 포함할 수 있다. 전술한 단계들은 제1채널 고장 진단 유닛에 의해 수행될 수 있다.3, the fault diagnosis request method may further include an output signal transmitting step S250, an output signal receiving step S260, an output signal comparing step S270, and a failure diagnosis requesting step S280 . The above-described steps can be performed by the first channel trouble diagnosis unit.
이하, 각 단계들에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 아래와 같이 설명하기로 한다.Hereinafter, the respective steps will be described with reference to FIGS. 1 and 2 as follows.
상기 채널 동기화 단계(S200)에서, 상기 제1채널 및 이에 대응하는 제2채널은 제2인터페이스를 통해 채널 간 동기화 요청 신호를 송신/수신하고 동기화 알고리즘을 이용하여 상기 제1채널 및 상기 제2채널의 상호 동기화를 유지한다.In the channel synchronization step (S200), the first channel and the corresponding second channel transmit / receive an interchannel synchronization request signal through a second interface, and the first channel and the second channel Lt; / RTI >
상기 입력 신호 송신 단계(S210)는 외부 입력 신호를 제1인터페이스를 통해 제2채널로 송신한다. 여기서, 상기 제1인터페이스는 시리얼 통신을 지원할 수 있다.The input signal transmitting step (S210) transmits an external input signal to the second channel through the first interface. Here, the first interface may support serial communication.
상기 입력 신호 수신 단계(S220)는 상기 제1인터페이스를 통해 상기 제2채널로부터 외부 입력 신호를 수신한다.The input signal receiving step (S220) receives an external input signal from the second channel through the first interface.
상기 제어 입력 값 계산 단계(S230)는 상기 제1채널 및 상기 제2채널 간에 상호 교환된 외부 입력 신호들에 기반하여 제어 입력 값을 계산한다. 상기 제어 입력 값은 외부 입력 신호들의 평균값 또는 상기 외부 입력 신호들의 차이에 기반하여 생성될 수 있다.The control input value calculation step (S230) calculates a control input value based on external input signals interchanged between the first channel and the second channel. The control input value may be generated based on an average value of external input signals or a difference between the external input signals.
상기 출력 신호 계산 단계(S240)는 상기 제어 입력에 기반하여, 제어 출력 신호를 계산한다. 상기 제어 출력 신호는 상기 제1채널 및 상기 제2채널 간에 인터페이스에 의해 송신 또는 수신 가능하도록 처리된 신호이다.The output signal calculation step (S240) calculates a control output signal based on the control input. The control output signal is a signal processed to be transmittable or receivable by the interface between the first channel and the second channel.
상기 출력 신호 송신 단계(S250)는 상기 제어 출력 신호를 상기 제1인터페이스를 통해 상기 제2채널로 송신한다.The output signal transmission step (S250) transmits the control output signal to the second channel through the first interface.
상기 출력 신호 수신 단계(S260)는 상기 제2채널로부터의 제어 출력 신호를 상기 제1인터페이스를 통해 수신한다.The output signal receiving step (S260) receives a control output signal from the second channel through the first interface.
상기 출력 신호 비교 단계(S270)는 상기 송신 및 수신된 제어 출력신호들의 차이를 기설정된 문턱값과 비교하고, 상기 문턱값보다 큰 경우 다음 단계를 수행한다.The output signal comparison step (S270) compares the difference between the transmitted and received control output signals with a predetermined threshold value, and performs the next step if the difference is greater than the threshold value.
상기 고장 진단 요청 단계(S280)는 상기 제어 출력신호들의 차이를 기설정된 문턱값보다 큰 경우, 고장 진단 요청 신호를 생성하여, 제2인터페이스를 통해 상기 제2채널로 송신한다. 여기서, 상기 제2인터페이스는 디스크리트 신호를 이용한 디지털 통신을 지원할 수 있다.The fault diagnosis requesting step (S280) generates a fault diagnosis request signal when the difference between the control output signals is greater than a preset threshold value, and transmits the fault diagnosis request signal to the second channel through the second interface. Here, the second interface may support digital communication using a discrete signal.
한편, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 제2채널에서 수행되는 고장 진단 방법의 흐름도를 도시한다.4 and 5 show a flowchart of a fault diagnosis method performed in the second channel according to the present invention.
도 4를 참조하면, 상기 고장 진단 방법은 진단 요청 수신 단계(S300), 제1진단 수행 단계(S400) 및 제2진단 수행 단계(S500)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the failure diagnosis method includes a diagnosis request receiving step S300, a first diagnostic performing step S400, and a second diagnostic performing step S500.
상기 진단 요청 수신 단계(S300)는 제1채널 및 제2채널의 제어 출력 신호값의 차이에 기반하여, 상기 제1채널로부터 고장 진단 요청 신호를 수신한다.The diagnosis request receiving step (S300) receives a failure diagnosis request signal from the first channel based on a difference between control output signal values of the first channel and the second channel.
상기 제1진단 수행 단계(S400)는 상기 고장 진단 요청 신호의 수신에 응답하여, 상기 제2채널의 고장 진단을 수행한다.In the first diagnostic execution step (S400), a failure diagnosis of the second channel is performed in response to the reception of the failure diagnosis request signal.
상기 제2진단 수행 단계(S500)는 상기 제2채널에 대한 프로세서 코어 시험을 포함하는 상기 고장 진단의 수행 결과를 이용하여, 상기 제2채널 상태를 진단한다.The second diagnosis execution step (S500) diagnoses the second channel state using the result of the failure diagnosis including the processor core test for the second channel.
도 5를 참조하면, 상기 진단 요청 수신 단계(S300)는 데이터 교환 단계(S310) 및 고장 진단 요청 신호 수신 단계(S320)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the diagnosis request receiving step S300 includes a data exchange step S310 and a failure diagnosis request signal receiving step S320.
상기 데이터 교환 단계(S310)는 상기 제1 및 제2채널이 동기화를 유지한 상태에서, 상기 제1 및 제2채널이 채널 간 상태 데이터, 입력 데이터 및 제1 및 제2출력 데이터를 포함하는 출력 데이터를 제1인터페이스를 통해 상호 교환한다.In the data exchange step S310, in a state where the first and second channels are kept in synchronization, the first and second channels are connected to each other by an output including an interchannel state data, input data, and first and second output data The data is exchanged through the first interface.
상기 고장 진단 요청 신호 수신 단계(S320)는 상기 제1 및 제2출력 데이터의 비교 결과에 기반하여, 상기 제1채널로부터 송신된 고장 진단 요청 신호를 제2인터페이스를 통해 수신한다.The fault diagnosis request signal receiving step (S320) receives the fault diagnosis request signal transmitted from the first channel through the second interface based on the comparison result of the first and second output data.
도 5를 참조하면, 상기 제1진단 수행 단계(S400)는 CRC 수행 단계(S410), 루프백 수행 단계(S420)를 더 포함한다. 또한, 상기 제2진단 수행 단계(S500)는 레지스터 점검 단계(S510) 및 명령어 실행 단계(S520)를 더 포함한다.Referring to FIG. 5, the first diagnostic step S400 further includes a CRC step S410 and a loopback step S420. In addition, the second diagnosis performing step S500 further includes a register checking step S510 and a command executing step S520.
상기 제1진단 수행 단계(S400)는 상기 채널 간 상태 데이터, 입력 데이터 및 출력 데이터를 상호 교환하기 위해 사용되는 상기 제1인터페이스의 상태를 점검한다. The first diagnostic step S400 checks the status of the first interface used to exchange the inter-channel status data, the input data, and the output data.
이와 관련하여, 상기 CRC 수행 단계(S410)는 상기 채널 간 상태 데이터, 입력 데이터 및 계산 결과인 출력 데이터를 상호 교환하기 위해 사용되는 시리얼 통신의 순환 중복 검사(CRC: Cyclic Redundancy Check)를 수행한다.In this regard, the CRC step (S410) performs a cyclic redundancy check (CRC) of the serial communication used to exchange the interchannel status data, the input data, and the output data as the calculation result.
또한, 상기 루프백 수행 단계(S420)는 상기 시리얼 통신의 루프백(Loop-Back) 검사를 수행한다.Also, the loopback step S420 performs a loop-back check of the serial communication.
상기 CRC 수행 단계(S410) 및 상기 루프백 수행 단계(S420)를 통해, 비정상 동작으로 판정된 경우에는 추가적인 동작을 수행하지 않고 제2채널(310)을 고장으로 판단하고 종료된다. If it is determined through the CRC step (S410) and the loopback step (S420) that an abnormal operation is determined, the second channel (310) is determined as a failure without performing any additional operation and the process ends.
상기 레지스터 점검 단계(S510)는 상기 제2채널의 프로세서 코어의 오류 발생으로 인한 프로세서 상태 레지스터 저장 값에 기반하여, 상기 제2채널을 배제(exclude)한다. 이는 이중화 채널 제어 컴퓨터의 정상 운용 중 프로세서 코어의 오류 발생으로 인해 프로세서가 자체적으로 기록한 상태 레지스터의 저장 값을 확인하여 오류 상태 기록을 확인 후 심각도의 정도에 따라 자체 채널의 고장을 판단하는 것에 해당한다.The register checking step (S510) excludes the second channel based on the processor state register storage value due to the error occurrence of the processor core of the second channel. This is to check the storage value of the status register recorded by the processor itself due to the error of the processor core during the normal operation of the redundant channel control computer, to check the error status recording, and then to determine the failure of the self channel according to the severity level .
상기 명령어 실행 단계(S520)는 명령어 집합(Instruction Set)에 대하여 어셈블러를 이용하여 기설정된 입력 값 및 연산 결과 기대 값을 비교하고, 상기 비교 결과에 기반하여 제2채널의 상태를 판단한다.The instruction execution step (S520) compares a predetermined input value and an operation result expected value using an assembler with respect to an Instruction Set, and determines a state of the second channel based on the comparison result.
상기 레지스터 점검 단계(S510) 및 상기 명령어 실행 단계(S520)를 통해 비정상 동작으로 판정된 경우에는 상기 제2채널을 배제하도록 상기 제1채널로 요청할 수 있다. 상기 제2채널을 배제하는 것과 관련하여, 제2인터페이스는 상기 제2채널이 명령어를 정상적으로 처리할 수 없는 상태를 나타내는 제2오류신호를 상기 제1채널로 송신할 수 있다. 또한, 상기 제1인터페이스도 정상 동작 상태이므로, 상기 제2오류신호는 상기 제1인터페이스를 통해서도 송신될 수 있다.If the abnormal operation is determined through the register checking step (S510) and the instruction executing step (S520), the first channel may be requested to exclude the second channel. With respect to excluding the second channel, the second interface may transmit a second error signal on the first channel indicating a state in which the second channel can not normally process the instruction. In addition, since the first interface is also in a normal operating state, the second error signal can also be transmitted through the first interface.
상기 전술된 단계들에서, 상기 제2채널 상태를 진단하는 단계는, 상기 채널 고장 진단 장치에 탑재되는 소프트웨어의 정상적인 실시간 운용에 방해되지 않도록 백그라운드에서 실행된다. In the above-described steps, the step of diagnosing the second channel condition is executed in the background so as not to interfere with the normal real-time operation of the software installed in the channel trouble diagnosis apparatus.
또한, 상기 제2채널 상태를 진단하는 단계는, 일시적인 고장 또는 오경보(False Alarm)에 의해 상기 제2채널을 배제(exclude)하지 않도록 고장 지속시간의 한계 값을 결정하고, 상기 한계 값에 기반하여 일시고장 및 영구고장을 구분하여 상기 제2채널의 고장 여부를 판단하거나 또는 상기 제2채널의 배제를 수행한다.The step of diagnosing the second channel condition may include determining a threshold value of a failure duration so as not to exclude the second channel by a temporary fault or a false alarm, Temporary failure and permanent failure are distinguished from each other to judge whether the second channel has failed or to exclude the second channel.
한편, 상기 단계들을 통해 고장으로 판단된 경우 시스템의 안전을 위하여 채널 실행을 중지하며, 상기 단계들은 상기 제1채널 및 상기 제2채널의 상태가 모두 정상인 경우에만 수행된다.Meanwhile, if it is determined through the above steps that a failure has occurred, the channel execution is suspended for safety of the system, and the steps are performed only when the states of the first channel and the second channel are normal.
상기 제1채널 및 상기 제2채널 중 적어도 한 채널이 고장으로 배제된 경우에는 상기 제1채널 및 상기 제2채널이 채널 모두 배제되는 오류를 방지하기 위하여 상기 단계들은 수행되지 않는다. 따라서, 상기 제2채널의 배제는, 상기 제1 및 제2채널이 모두 정상인 경우에 수행되고, 상기 제1 및 제2채널 중 적어도 하나가 배제된 경우에는 수행되지 않는다. When at least one of the first channel and the second channel is excluded due to a failure, the steps are not performed to prevent an error that the first channel and the second channel are all excluded from the channel. Therefore, the exclusion of the second channel is performed when both the first and second channels are normal, and is not performed when at least one of the first and second channels is excluded.
한편, 도 2 및 도 5를 포함하여 전술된 바와 같이, 이중화 채널을 포함하는 채널 고장 진단 방법에 관한 설명들은 도 1에 제시된 채널 고장 진단 장치와 결합되어, 이중화 채널을 포함하는 채널 고장을 진단하고 제어하는 방법으로 사용될 수 있음은 물론이다.On the other hand, as described above with reference to Figs. 2 and 5, the description of the channel fault diagnosis method including the duplicated channel is combined with the channel fault diagnosis apparatus shown in Fig. 1 to diagnose the channel fault including the duplicated channel It can be used as a control method.
이를 통하여, 본 발명은 동일한 기능으로 구성된 이중화 채널 제어 컴퓨터에서 어느 한 채널에 탑재된 프로세서 코어의 고장으로 소프트웨어에서 계산된 결과가 서로 다른 경우, 고장이 발생한 채널을 정확히 판단할 수 있다.Accordingly, in a dual-channel control computer having the same function, the present invention can accurately determine a channel in which a failure occurs when a result of computation in a software is different due to a failure of a processor core mounted on a channel.
또한, 본 발명은 시리얼 통신 점검, 프로세서 상태 점검 및 명령어 실행을 통해 정상 채널로부터 고장 채널을 신속하게 배제하기 위한 채널의 자체 고장 진단 방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a method for diagnosing a channel self-failure for rapidly excluding a fault channel from a normal channel through a serial communication check, a processor state check, and a command execution.
한편 상기 도 1에 제시된 상기 제1 및 제2채널 고장 진단 유닛(210, 310)은 하드웨어, 소프트웨어 및 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2채널 고장 진단 유닛의 세부 구성 요소 또한 하드웨어, 소프트웨어 및 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다.Meanwhile, the first and second channel
소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능 뿐만 아니라 각각의 구성 요소들은 별도의 소프트웨어 모듈로도 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되고, 제어부(controller) 또는 프로세서(processor)에 의해 실행될 수 있다.According to a software implementation, not only the procedures and functions described herein, but also each component may be implemented as a separate software module. Each of the software modules may perform one or more of the functions and operations described herein. Software code can be implemented in a software application written in a suitable programming language. The software code is stored in a memory and can be executed by a controller or a processor.
100: 채널 고장 진단 장치
200: 제1채널 210: 제1채널 고장 진단 유닛
300: 제2채널 310: 제2채널 고장 진단 유닛100: Channel fault diagnosis device
200: first channel 210: first channel fault diagnosis unit
300: second channel 310: second channel trouble diagnosis unit
Claims (10)
제1 및 제2채널의 제어 출력 신호값의 차이에 기반하여, 상기 제2채널이 상기 제1채널로부터 고장 진단 요청 신호를 수신하는 단계;
상기 고장 진단 요청 신호의 수신에 응답하여, 상기 제2채널이 상기 제2채널의 고장 진단을 수행하는 단계; 및
상기 제2채널에 대한 프로세서 코어 시험을 포함하는 상기 고장 진단의 수행 결과를 이용하여, 상기 제2채널이 상기 제2채널 상태를 진단하는 단계를 포함하고,
상기 제1채널로부터 고장 진단 요청 신호를 수신하는 단계는,
상기 제1 및 제2채널이 동기화를 유지한 상태에서, 상기 제1 및 제2채널이 채널 간 상태 데이터, 입력 데이터 및 제1 및 제2출력 데이터를 포함하는 출력 데이터를 제1인터페이스를 통해 상호 교환하는 단계; 및
상기 제1 및 제2출력 데이터의 비교 결과에 기반하여, 상기 제1채널로부터 송신된 고장 진단 요청 신호를 제2인터페이스를 통해 수신하는 단계를 더 포함하고,
상기 제2채널의 고장 진단을 수행하는 단계는,
상기 채널 간 상태 데이터, 입력 데이터 및 출력 데이터를 상호 교환하기 위해 사용되는 상기 제1인터페이스의 상태를 점검하는 단계;
상기 프로세서를 구성하는 레지스터의 상태를 점검하는 단계; 및
상기 프로세서가 제공하는 명령어의 집합에 대하여 상기 명령어를 실행하는 단계를 더 포함하는, 채널 고장 진단 장치의 고장 진단 방법.A fault diagnosis method for a channel fault diagnosis apparatus including a redundant channel,
Receiving a fault diagnosis request signal from the first channel based on a difference between control output signal values of the first and second channels;
Performing a fault diagnosis of the second channel in response to receipt of the fault diagnosis request signal; And
And diagnosing the second channel condition using the result of the failure diagnosis including a processor core test for the second channel,
Wherein the step of receiving a fault diagnosis request signal from the first channel comprises:
Wherein the first and second channels output data including the inter-channel state data, the input data, and the first and second output data in a state in which the first and second channels maintain synchronization, Exchanging; And
Receiving a fault diagnosis request signal transmitted from the first channel through a second interface based on a comparison result of the first and second output data,
The step of performing the fault diagnosis of the second channel includes:
Checking the status of the first interface used to exchange the inter-channel status data, input data and output data;
Checking a state of a register constituting the processor; And
Further comprising executing the instruction on a set of instructions provided by the processor.
상기 제1인터페이스의 상태를 점검하는 단계는,
상기 채널 간 상태 데이터, 입력 데이터 및 계산 결과인 출력 데이터를 상호 교환하기 위해 사용되는 시리얼 통신의 순환 중복 검사(CRC: Cyclic Redundancy Check)를 수행하는 단계; 및
상기 시리얼 통신의 루프백(Loop-Back) 검사를 수행하는 단계를 더 포함하는, 채널 고장 진단 장치의 고장 진단 방법.The method according to claim 1,
Wherein the checking of the status of the first interface comprises:
Performing a cyclic redundancy check (CRC) of a serial communication used for interchanging the inter-channel state data, input data, and output data as a calculation result; And
Further comprising performing a loop-back test of the serial communication.
상기 레지스터의 상태를 점검하는 단계는,
상기 제2채널의 프로세서 코어의 오류 발생으로 인한 프로세서 상태 레지스터 저장 값에 기반하여, 상기 제2채널의 고장 여부를 판단하는, 채널 고장 진단 장치의 고장 진단 방법.The method according to claim 1,
Wherein the checking of the state of the register comprises:
And determining whether the second channel is faulty based on a processor state register storage value due to an error of the processor core of the second channel.
상기 명령어를 실행하는 단계는, 상기 명령어 집합에 대하여 어셈블러를 이용하여 기설정된 입력 값 및 연산 결과 기대 값을 비교하고, 상기 비교 결과에 기반하여 상기 제2채널의 상태를 판단하는, 채널 고장 진단 장치의 고장 진단 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of executing the instruction compares a predetermined input value and an operation result expected value using the assembler with respect to the instruction set and determines the state of the second channel based on the comparison result, Fault diagnosis method.
상기 제2채널 상태를 진단하는 단계는, 상기 채널 고장 진단 장치가 탑재되는 이중화 채널 컴퓨터 운용 소프트웨어의 정상적인 실시간 운용에 방해되지 않도록 백그라운드에서 실행되는, 채널 고장 진단 장치의 고장 진단 방법.The method according to claim 1,
Wherein the step of diagnosing the second channel state is executed in the background so as not to interfere with the normal real-time operation of the duplicated channel computer operating software on which the channel fault diagnosis apparatus is mounted.
상기 제2채널 상태를 진단하는 단계는,
일시적인 고장 또는 오경보(False Alarm)에 의해 상기 제2채널을 배제(exclude)하지 않도록 고장 지속시간의 한계 값을 결정하고,
상기 한계 값에 기반하여 일시고장 및 영구고장을 구분하여 상기 제2채널의 고장여부를 판단하거나 또는 상기 제2채널의 배제를 수행하는, 채널 고장 진단 장치의 고장 진단 방법.The method according to claim 1,
The step of diagnosing the second channel condition comprises:
Determining a threshold value of a failure duration so as not to exclude the second channel by a temporary failure or a false alarm,
Determining whether the second channel is faulty or excluding the second channel by classifying the temporary fault and the permanent fault based on the threshold value.
상기 제2채널의 배제는, 상기 제1 및 제2채널이 모두 정상인 경우에 수행되고, 상기 제1채널이 먼저 고장으로 배제된 경우에는 수행되지 않는, 채널 고장 진단 장치의 고장 진단 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the exclusion of the second channel is performed when both of the first and second channels are normal, and is not performed when the first channel is first excluded as a failure.
상기 제2채널을 기준으로 작성한 모든 청구항의 내용이 상기 제1채널에서도 대칭적으로 동일하게 수행되는, 채널 고장 진단 장치의 고장 진단 방법.10. The method according to any one of claims 1 to 9,
Wherein contents of all claims based on the second channel are symmetrically performed in the same manner on the first channel.
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