JP2000250770A - Multiplexed instrumentation system - Google Patents

Multiplexed instrumentation system

Info

Publication number
JP2000250770A
JP2000250770A JP11054576A JP5457699A JP2000250770A JP 2000250770 A JP2000250770 A JP 2000250770A JP 11054576 A JP11054576 A JP 11054576A JP 5457699 A JP5457699 A JP 5457699A JP 2000250770 A JP2000250770 A JP 2000250770A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rom
fpga
circuit data
systems
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11054576A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Yamazaki
和宏 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
Priority to JP11054576A priority Critical patent/JP2000250770A/en
Publication of JP2000250770A publication Critical patent/JP2000250770A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the size of a multiplexed instrumentation system and to save power by setting only needed circuits on a control board in accordance with the normality/abnormality of A and B dual control systems. SOLUTION: This multiplexed instrumentation system (DO module 1) consists of a ROM-N which stores circuit data that decides the coincidence/ noncoincidence of both signals fetched by DO module controllers 2A and 2B and outputs a coincidence signal, a ROM-A and a ROM-B which store circuit data that respectively output signals from the controllers 2A and 2B, an FPGA 4 selectively sets the circuit data of one of the ROMs and a ROM controlling part 6 which recognizes which of the signals from A and B systems is normal/ abnormal, inputs circuit data to the FPGA from the ROM storing the circuit data of the normal system when noncoincidence is received from the FPGA to which the circuit data of the ROM-N are set and also inputs the circuit data of the ROM-N to the FPGA when the A and B systems are recovered to a normal state.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、産業プラントの電
気計装システムにおける多重化システムに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multiplexing system in an electrical instrumentation system of an industrial plant.

【0002】[0002]

【従来の技術】信頼性が要求されるプラントの電気計装
においては、1つの電子部品、伝送系(ケーブルの断
線、接触不良等)の異常により、システムダウン、ある
いはそこまでいかないまでも、システムが誤動作しない
ように、冗長性を持たせシステムの多重化を施してい
る。多重化の手法として2重化、3重化等がある。3重
化システムは一制御対象のために並列に処理した3つの
処理結果のうちの2つ以上が合致している結果を正とみ
なすものであり、極めて高い信頼性が要求されるシステ
ムに適用される。また、2重化システムはデュアルシス
テム、スタンドバイシステムに大別される。デュアルシ
ステムは、2重系の回路が並列に同じ処理を行い、それ
らの処理結果を照合するもので、両結果が一致すれば処
理結果は正しいものとし、不一致であればテストプログ
ラムなどの走行によって不具合が発生した部位を抽出
し、障害部位を切り離して処理を継続する。また、スタ
ンドバイシステムはオンライン処理を行う運用系と通常
は待機する予備系で構成される。運用系が障害になる
と、予備系を運用系に切り替えて処理を再開する。
2. Description of the Related Art In an electrical instrumentation of a plant that requires reliability, a failure of one electronic component or a transmission system (a disconnection of a cable, a contact failure, etc.) causes a system down or even if it does not reach that level. In order to prevent the system from malfunctioning, the system is multiplexed with redundancy. As a multiplexing method, there is duplexing, triplicating, or the like. The triple system considers the result that two or more of the three processing results processed in parallel for one control object match as positive, and is applied to a system that requires extremely high reliability. Is done. The duplex system is roughly divided into a dual system and a standby system. In the dual system, the dual system performs the same processing in parallel and checks the processing results. If the two results match, the processing result is regarded as correct. The part where the failure has occurred is extracted, and the processing is continued by separating the failed part. The standby system is composed of an active system that performs online processing and a standby system that normally stands by. If the active system fails, the standby system is switched to the active system and processing is resumed.

【0003】3重化システムまたは2重化システム(デ
ュアルシステム、スタンドバイシステム)のいずれをと
るにしろ、異常が発生した後、異常部位を切り離すこと
で、一時的に3重化システムは2重化システムに、2重
化システムは1重化システムとして運用される。そして
復旧作業の後に、元のシステムに戻る。
Regardless of whether a triple system or a dual system (dual system, standby system) is used, after an abnormality has occurred, the abnormal system is temporarily cut off by separating the abnormal part. The dual system is operated as a single system. Then, after the recovery work, return to the original system.

【0004】図5にプラントに電気計装における2重化
システムの一例(この例ではDO(デジタル・アウトプ
ット)に限定)を、図6にシステム中のDOモジュール
1のブロック図を示す。この2重化システムは、図5に
示すように、上位の制御装置9としてA系、B系の2重
系と、各系の制御装置から各々の通信系統を経由して並
列に制御信号が送りこまれる複数のDOモジュール1
と、から構成されている。ここでは制御装置9とDOモ
ジュール1間をネットワークで接続しているが、ネット
ワークでなくても、バス接続、あるいは直接ハードウェ
ア信号で制御してもかまわない。
[0004] Fig. 5 shows an example of a duplex system in a plant for electrical instrumentation (in this example, limited to DO (digital output)), and Fig. 6 shows a DO module in the system.
1 shows a block diagram of FIG. In this duplex system, as shown in FIG. 5, the control signals of the A system and the B system as the upper control devices 9 and the control signals of the respective systems are transmitted in parallel from the respective control devices via the respective communication systems. Multiple DO modules sent 1
And is composed of Here, the control device 9 and the DO module 1 are connected by a network, but may be controlled by a bus connection or directly by a hardware signal without using the network.

【0005】DOモジュール1は、図6に示すように、
制御装置9のA系から送られる操作指令(=制御信号)を
受け取り、それに対応するデジタル出力を作り出すDO
モジュールコントローラ2のA系と、制御装置9のB系
から送られる操作指令を受け取り、それに対応するデジ
タル出力を作り出すDOモジュールコントローラ2のB
系と、A、B両系のDOモジュールコントローラ2のデ
ジタル出力が互いに一致するかどうかの整合性を判定す
る判定部3と、から構成されている。DOモジュール1
は、A、B各系からの操作指令に対して16点のデジタ
ル出力(DO)を作り出す。DOモジュールコントローラ
2はA系、B系独立した動作を行い、判定部3にて両系
からの制御信号の整合性を判定し、最終デジタル出力に
反映させる。DOモジュールコントローラ2は、上位機
器との柔軟な(仕様変更に耐える)インタフェースをも
たせるために、CPUを搭載するのが一般的である。
[0005] As shown in FIG.
DO which receives an operation command (= control signal) sent from the A system of the control device 9 and produces a digital output corresponding thereto
An operation command sent from the A system of the module controller 2 and the B system of the control device 9 is received, and the B of the DO module controller 2 that generates a digital output corresponding to the operation command is received.
And a determination unit 3 that determines whether the digital outputs of the DO module controllers 2 of both the A and B systems match each other. DO module 1
Produces 16 digital outputs (DO) in response to operation commands from the A and B systems. The DO module controller 2 performs operations independent of the A system and the B system, and the judging unit 3 judges the consistency of the control signals from both systems and reflects it on the final digital output. The DO module controller 2 is generally equipped with a CPU in order to provide a flexible (resistant to specification change) interface with a host device.

【0006】両系のDOモジュールコントローラ2から
の出力の整合性を判断する判定部3は、2重化システム
の中で最終的な出力を作り出す最も重要な部分であり、
高い信頼性が要求される。多重系からの制御信号の整合
性を判断する判定部3は、ハードウェアで構築すること
が多い。これは、ソフトウェアを含めCPUを組み込ん
だ構成より、純粋なハードウェアによる回路構成の方が
信頼性が高い(故障率が低い)ためである。
[0006] The determining unit 3 for determining the consistency of the outputs from the DO module controllers 2 of both systems is the most important part for producing the final output in the duplex system.
High reliability is required. The determination unit 3 that determines the consistency of the control signals from the multiplex system is often constructed by hardware. This is because a circuit configuration using pure hardware has higher reliability (lower failure rate) than a configuration incorporating a CPU including software.

【0007】図7に従来例のDOモジュール1内の判定
部3の構成を示す。判定部3は、A、B両系のDOモジ
ュールコントローラ2のデジタル出力(操作指令)の整
合性をチェックし、両操作指令が一致する場合にその操
作指令を出力する2重系判定回路11と、A系のDOモ
ジュールコントローラ2からくる操作指令をそのまま出
力するA系の出力制御回路10と、B系のDOモジュー
ルコントローラ2からくる操作指令をそのまま出力する
B系の出力制御回路10と、2重系判定回路11から不
一致の信号を受けたときA系又はB系いずれが異常であ
るか認識し正常の系を選択するセレクタ制御部12と、
2重系判定回路11で一致のとき2重系判定回路11の
出力を選択して、また2重系判定回路11で不一致のと
きセレクタ制御部12で選択された正常の系の出力を選
択して出すセレクタ13と、から構成されている。
FIG. 7 shows the configuration of the determination unit 3 in the DO module 1 of the conventional example. The judging unit 3 checks the consistency of the digital outputs (operation commands) of the DO module controllers 2 for both the A and B systems, and when the two operation commands match, outputs the operation command. , An A-system output control circuit 10 for directly outputting an operation command from the A-system DO module controller 2, a B-system output control circuit 10 for directly outputting an operation command from the B-system DO module controller 2, A selector control unit 12 for recognizing which A system or B system is abnormal when receiving a mismatch signal from the heavy system determination circuit 11 and selecting a normal system;
When the two systems match, the output of the double system determination circuit 11 is selected. When the two systems do not match, the output of the normal system selected by the selector control unit 12 is selected. And a selector 13 that outputs the data.

【0008】A、B両系からの操作指令を判定回路で異
常と判定した場合、例えばB系のDOコントロールモジ
ュールに異常がある場合、セレクタ制御部12はセレク
タ回路のA系DOコントロールモジュールからの操作指
令を選択して、出力制御回路10A系からセレクタ13
を経由してリレーを駆動するドライバ8に送る。逆に、
A系のDOコントロールモジュールに異常がある場合、
セレクタ制御部12はセレクタ回路のB系DOコントロ
ールモジュールからの操作指令を選択して、出力制御回
路10B系からセレクタ13を経由してリレーを駆動す
るドライバ8に送る。
When an operation command from both the A and B systems is determined to be abnormal by the determination circuit, for example, when the DO control module of the B system is abnormal, the selector control unit 12 transmits the signal from the DO control module of the A system of the selector circuit. An operation command is selected, and the selector 13 is selected from the output control circuit 10A.
To the driver 8 that drives the relay via vice versa,
If there is an abnormality in the DO control module of A system,
The selector control unit 12 selects an operation command from the B-system DO control module of the selector circuit and sends it to the driver 8 that drives the relay from the output control circuit 10B via the selector 13.

【0009】図8に2重系判定回路11の構成の一例を
示す。図8は、1ビット(1つのリレーを駆動)を制御
する部分を抽出して示している。最も簡単な整合性チェ
ックとして、入力信号を2本のみとする。この2重系判
定回路は、概略、2つの入力信号A、Bを処理する、互
いに並列接続の2つのANDゲートと、一方のANDゲ
ートで一方の入力信号を反転するインバータ(NOTゲ
ート)と、他方のANDゲートで他方の入力信号を反転
するインバータと、2つのANDゲートの出力信号を入
力するNORゲートと、NORゲートの出力信号をゲー
ト(G)信号とするラッチ回路7とから構成されてい
る。
FIG. 8 shows an example of the configuration of the double system determination circuit 11. FIG. 8 shows a portion that controls one bit (drives one relay). As the simplest consistency check, only two input signals are used. The double system determination circuit generally includes two AND gates that process two input signals A and B and that are connected in parallel to each other, and an inverter (NOT gate) that inverts one input signal with one AND gate. An inverter inverting the other input signal with the other AND gate, a NOR gate receiving the output signals of the two AND gates, and a latch circuit 7 using the output signal of the NOR gate as a gate (G) signal. I have.

【0010】AnはDOモジュールコントローラ2A
系から該当するnビット目のリレー接点を制御するため
の信号であり、BnはDOモジュールコントローラ2
B系から該当するnビット目のリレー接点を制御するた
めの信号とする。ここで、信号レベルの‘H’は接点を
‘ON’、‘L’は接点を‘OFF’する信号とし、両
系の制御信号レベルが合致していれば良とする。図8の
回路の動作について説明する。A系、B系の信号レベル
が同じ(共に‘H’または‘L’)ならば、ラッチ回路
7のG(ゲート)入力は、‘H’レベルとなり、A系統
からの信号レベル(すなわちB系統からの信号レベル)
がそのままリレー駆動信号となる。ラッチ回路真理値を
表1に示す。
[0010] A - n is DO module controller 2A
B - n is a signal for controlling the corresponding n-th bit relay contact from the system.
It is a signal for controlling the corresponding n-th bit relay contact from the B system. Here, the signal level “H” is a signal for turning the contact point “ON”, and the signal level “L” is a signal for turning the contact point “OFF”. It is sufficient that the control signal levels of both systems match. The operation of the circuit of FIG. 8 will be described. If the signal levels of the A system and the B system are the same (both 'H' and 'L'), the G (gate) input of the latch circuit 7 becomes the 'H' level, and the signal level from the A system (ie, the B system) Signal level from
Becomes the relay drive signal as it is. Table 1 shows the latch circuit truth values.

【0011】[0011]

【表1】 なお、A系、B系独立した回路で動作しているため、処
理時間のずれから両者からの信号は、信号レベルの変化
点において必ずしも合致しない。互いの信号レベルが異
なる場合、ラッチ回路7のG入力を‘L’レベルとし、
前の値を保持する。ラッチ機能を加えることにより、デ
ータ変化時における両系コントローラからの操作信号の
不一致を無視することができる。不一致の発生は、両系
コントローラの処理時間のずれによるものであり、少な
からず発生するが、ずれの許容時間を超えて両系からの
制御信号に不一致が生じた場合、異常と見なす。
[Table 1] Since the A and B circuits are operated by independent circuits, the signals from the two circuits do not always match at the change point of the signal level due to a difference in processing time. When the signal levels are different from each other, the G input of the latch circuit 7 is set to 'L' level,
Keep previous value. By adding the latch function, it is possible to ignore a mismatch between operation signals from both controllers when data changes. The occurrence of inconsistency is due to a difference in the processing time of the controllers of both systems, and occurs to a considerable extent. However, if a mismatch occurs in the control signals from both systems beyond the allowable time of the difference, it is regarded as abnormal.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】前項で述べたように、
従来の2重化制御システムは、システムの正常時には判
定回路を経由した出力を伝達する回路と、システムに異
常が発生した(異常系統の故障部位を交換完了するま
で)場合には正常な系の制御信号を伝達する回路(バッ
クアップ回路)とを併設して構成されており、その併設
のために回路が大規模になるという問題がある。大規模
の回路は、実装する制御ボードの大型化や、消費電流の
増加に伴う電源の大型化、筐体の大型化につながり、コ
ストアップの要因となる。回路が大規模になるのは、シ
ステムの異常時に必要がなく正常時にのみ機能する回路
と、正常時に必要がなくシステムの異常時にのみ機能す
る別の回路とを両方常設して制御ボードに搭載している
からである。
As described in the previous section,
A conventional redundant control system includes a circuit that transmits an output via a determination circuit when the system is normal and a normal system when an abnormality occurs in the system (until replacement of a faulty part of the abnormal system is completed). A circuit for transmitting a control signal (backup circuit) is provided in parallel, and there is a problem that the circuit becomes large-scale due to the provision of the circuit. A large-scale circuit leads to an increase in the size of a control board to be mounted, an increase in the size of a power supply due to an increase in current consumption, and an increase in the size of a housing, resulting in an increase in cost. The circuit becomes large because a circuit that does not need to function when the system is abnormal and functions only when the system is normal and another circuit that does not need to function when the system is normal and functions only when the system is abnormal are installed on the control board. Because it is.

【0013】本発明の目的は、2つの制御系の正常時又
は異常時に応じて必要な回路のみを制御ボード上に設定
することにより、多重化計装システムの小型化を図るこ
とにある。
It is an object of the present invention to reduce the size of a multiplexed instrumentation system by setting only necessary circuits on a control board according to a normal or abnormal state of two control systems.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の多重化計装システムは、2つの系から取り
込んだ両制御信号の一致または不一致を判定し一致した
制御信号を出力する回路データが格納された第1のRO
Mと、2つの系の一方に接続する受信モジュールの制御
信号を出力する回路データが格納された第2のROM
と、2つの系の他方に接続する受信モジュールの制御信
号を出力する回路データが格納された第3のROMと、
第1ないし第3のROMのうちの1つに格納した回路デ
ータが選択的に設定されるフィールド・プログラマブル
・ゲート・アレイ(FPGA)と、第1のROMの回路
データが設定されたFPGAから不一致を受信したとき
に、2つの系のいずれの信号が正常または異常であるか
認識し正常の系の回路データを格納するROMから回路
データをFPGAに入力し、また2つの系が正常に回復
したときそれを認識して第1のROMの回路データをF
PGAに入力するROM制御部とから構成されたことを
特徴とする。そして本発明の多重化計装システムにおい
て、FPGA出力側にラッチ回路を設けることが好まし
い。上記のように構成された多重化計装システムにおい
て、ROM制御部は2つの系の制御信号が一致または不
一致に応じて、その都度、第1〜第3のROMの一つか
ら回路データを取り出し、フィールド・プログラマブル
・ゲート・アレイ(FPGA)に設定することによりF
PGAの必要容量を小さくでき、必要最低限の回路のみ
動作させることにより消費電力を低減でき、したがって
多重化計装システム全体として小型かつ低消費電力化を
図ることができる。また、 FPGA出力側にラッチ回
路は、FPGAに設定される回路データを変更する際、
その設定変更期間中、FPGAの出力を変更前の状態を
保持し、 FPGA出力のレベル変動を防ぐ 。
In order to achieve the above object, a multiplexed instrumentation system according to the present invention judges whether or not both control signals taken from two systems match or not, and outputs a matched control signal. First RO in which circuit data is stored
M and a second ROM storing circuit data for outputting a control signal of a receiving module connected to one of the two systems.
A third ROM storing circuit data for outputting a control signal of a receiving module connected to the other of the two systems;
There is a mismatch between a field programmable gate array (FPGA) in which circuit data stored in one of the first to third ROMs is selectively set and an FPGA in which circuit data of the first ROM is set. , When the signal of the two systems is recognized as normal or abnormal, the circuit data is input to the FPGA from the ROM storing the circuit data of the normal system, and the two systems are restored to normal. When this is recognized, the circuit data of the first ROM is stored in F
And a ROM control unit for inputting to the PGA. Then, in the multiplexed instrumentation system of the present invention, it is preferable to provide a latch circuit on the FPGA output side. In the multiplexed instrumentation system configured as described above, the ROM control unit extracts circuit data from one of the first to third ROMs each time the control signals of the two systems match or mismatch. , By setting it to a field programmable gate array (FPGA)
The required capacity of the PGA can be reduced, and power consumption can be reduced by operating only the minimum necessary circuits. Therefore, the overall multiplexed instrumentation system can be reduced in size and power consumption. In addition, when the latch circuit on the FPGA output side changes the circuit data set in the FPGA,
During the setting change period, the state of the output of the FPGA before the change is maintained to prevent the level change of the FPGA output.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明による多重化計装シ
ステムの実施の形態について説明する。図1に本発明の
一実施の形態の多重化計装システムとしてのDOモジュ
ール(DO:デジタルアウトプット)の構成を示す図、
図5は前述した、プラントに電気計装における2重化
システムの一例である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a multiplexed instrumentation system according to the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a DO module (DO: digital output) as a multiplexed instrumentation system according to an embodiment of the present invention;
FIG. 5 shows an example of the above-described duplex system in electrical instrumentation of a plant.

【0016】DOモジュール1は、図5に示すように、
1つの制御対象(図示なし)をA系、B系の2重構成で
ある制御装置9により制御するために、両系の制御装置
から出力される制御信号を入力し、両信号が一致する場
合にその信号を制御信号として、また両信号が不一致の
場合には正常動作の制御装置を認識し当該制御装置から
制御信号を選択して、送信するものである。
The DO module 1 is, as shown in FIG.
When a single control object (not shown) is controlled by the control device 9 having a dual configuration of the A system and the B system, control signals output from the control devices of both systems are input, and the two signals match. The control signal is used as a control signal, and when the two signals do not match, a control device that operates normally is recognized, and a control signal is selected from the control device and transmitted.

【0017】図1に示すように、本実施の形態の多重化
計装システムとしてのDOモジュール1は、A系の制御
装置の制御信号を取り込む受信モジュールとしてのDO
モジュールコントローラ2Aと、B系の制御装置の制御
信号を取り込むもう一つの受信モジュールとしてのDO
モジュールコントローラ2Bと、各DOモジュールコン
トローラ2A、2Bから取り込んだ制御信号の整合性を
検証し、制御対象であるリレーを駆動する制御信号を作
り出す判定部3と、リレーを駆動するためのドライバ8
で構成される。また、判定部3は、後に詳述するが、フ
ィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPG
A)4、複数のROM5、ROM制御部6で構成され
る。DOモジュール1は、大別して、A、B両系の制御
信号が一致した場合の正常動作モードNと、不一致(異
常)の場合の片系動作モードで動作する。片系動作モー
ドには、A系が正常でB系が異常の場合の片系動作モー
ドAと、B系が正常でA系が異常の場合の片系動作モー
ドBがある。判定部3の構成について説明する。FPG
A4は、各DOモジュールコントローラ2A、2Bから
取り込んだ制御信号の一致/不一致の整合性を検証する
とともに、各種動作モードに応じた回路がその都度設定
される装置である。ROM5は3種類ある。第1のRO
MであるROM−Nは正常動作モードNで用いる回路デ
ータ、すなわち2つのDOモジュールコントローラ2
A、2Bが取り込んだ両制御信号の一致または不一致を
判定し一致した制御信号を出力する回路データを格納す
る。第2のROMであるROM−Aは片系動作モードA
で用いる回路データ、すなわちモジュールコントローラ
2Aの制御信号を出力する回路データを格納する。第3
のROMであるROM−Bは片系動作モードBで用いる
回路データ、すなわちモジュールコントローラ2Bの制
御信号を出力する回路データを格納している。なお、R
OM−N、ROM−A、ROM−Bに格納された各回路
データは、図7に示す従来のDOモジュール1における
(2重系判定回路+出力制御部)、出力制御回路A系、
出力制御回路B系に相当する。
As shown in FIG. 1, a DO module 1 as a multiplexed instrumentation system according to the present embodiment is a DO module as a receiving module for receiving a control signal of a control device of A system.
Module controller 2A and DO as another receiving module for taking in control signals of B-system control device
A module controller 2B, a determining unit 3 for verifying the consistency of the control signals received from the DO module controllers 2A and 2B and generating a control signal for driving a relay to be controlled, and a driver 8 for driving the relay
It consists of. Further, as will be described in detail later, the determination unit 3 includes a field programmable gate array (FPG).
A) It comprises four, a plurality of ROMs 5, and a ROM control unit 6. The DO module 1 roughly operates in a normal operation mode N when the control signals of both the A and B systems match and a single system operation mode when the control signals do not match (abnormal). The one-system operation mode includes a one-system operation mode A when the A system is normal and the B system is abnormal, and a one-system operation mode B when the B system is normal and the A system is abnormal. The configuration of the determination unit 3 will be described. FPG
A4 is a device for verifying the consistency of the match / mismatch of the control signals fetched from the DO module controllers 2A and 2B and for setting a circuit according to various operation modes each time. The ROM 5 has three types. First RO
ROM-N which is M is circuit data used in the normal operation mode N, that is, two DO module controllers 2
A and 2B store circuit data for judging the coincidence or non-coincidence of the two control signals taken and outputting the coincident control signals. ROM-A, which is the second ROM, has a single-system operation mode A.
, That is, circuit data for outputting a control signal of the module controller 2A. Third
ROM-B stores circuit data used in the single-system operation mode B, that is, circuit data for outputting a control signal of the module controller 2B. Note that R
The circuit data stored in the OM-N, ROM-A, and ROM-B are the same as those of the conventional DO module 1 shown in FIG.
This corresponds to the output control circuit B system.

【0018】ROM制御部6は、FPGA4からA、B
両系の制御信号の整合性が伝達され、一致のときにRO
M-Nを選択して、不一致のときにいずれの系に異常が
発生したかを認識し正常な系に対応するROM−Aまた
はROM−Bを選択して、そして選択したROMの回路
データをFPGA4に設定する。判定部3の動作を説明
する。A、B両系の電源立ち上げ後は正常動作モードN
としてROM−Nに格納している制御データをFPGA
4に設定(コンフィギュレーション)する。FPGA4
は、正常動作している間はこの状態を保持し、片系に異
常が発生した場合、異常をROM制御部6に伝達する。
ROM制御部6ではどちらの系に異常が発生したかを認
識し、正常な系だけを処理する回路に切り替える。手順
としては、FPGA4にコンフィギュレーション指令を
出し、該当するROM5(A系が異常ならROM−B、
B系が異常ならROM−A)から回路データをコンフィ
ギュレーションすることにより、FPGA4内部の回路
構成を変更する。片系動作モードAまたはBではこの状
態を保持する。異常部位を交換した後、両系正常状態に
戻ると、再度FPGA4にコンフィギュレーション指令
を出し、ROM−Nの回路データをFPGA4にコンフ
ィギュレーションする。このように必要に応じてそれぞ
れの動作モードの回路をFPGA4に設定(コンフィギ
ュレーション)し直すことにより、必要最低限の回路の
みが動作することとなり、小型かつ低消費電力化を図る
ことができる。
The ROM controller 6 sends A, B from the FPGA 4
The consistency of the control signals of both systems is transmitted, and when they match, RO
M-N is selected, which system is abnormal in the case of a mismatch, ROM-A or ROM-B corresponding to the normal system is selected, and the circuit data of the selected ROM is read. Set to FPGA4. The operation of the determination unit 3 will be described. Normal operation mode N after power-on of both A and B systems
Control data stored in ROM-N as FPGA
Set to 4 (configuration). FPGA4
Keeps this state during normal operation, and transmits an abnormality to the ROM control unit 6 when an abnormality occurs in one system.
The ROM control unit 6 recognizes which system has an abnormality and switches to a circuit that processes only the normal system. As a procedure, a configuration command is issued to the FPGA 4 and the corresponding ROM 5 (ROM-B, if the system A is abnormal, ROM-B,
If the B system is abnormal, the circuit configuration inside the FPGA 4 is changed by configuring the circuit data from the ROM-A). This state is maintained in the one-side operation mode A or B. When the two systems return to the normal state after replacing the abnormal part, a configuration command is issued to the FPGA 4 again, and the circuit data in the ROM-N is configured in the FPGA 4. In this way, by resetting (configuring) the circuits in the respective operation modes to the FPGA 4 as necessary, only the minimum necessary circuits operate, and the size and power consumption can be reduced.

【0019】ここでFPGAについて説明しておく。F
PGAデバイスはゲートアレイに類似したアーキテクチ
ャで、入出力ピンに囲まれたロジックセルをマトリクス
構成している。内部接続はプログラマブル・スイッチに
より任意に接続可能でロジックセル間に所望の信号ネッ
トを接続することにより、任意の回路を構成することが
できる。内部接続情報(すなわち回路図)はFPGA4
外部から供給する。図2に示すように、FPGA4外部
に内部接続情報を格納したROM5を用意し、電源投入
時、ROM5、FPGA4にコンフィギュレーションス
タート指令が与えられた後に、ROM5内のデータをF
PGA4に送る(コンフィギュレーション動作)。コン
フィギュレーション完了後、FPGA4は所望の動作を
実行する回路となる。
Here, the FPGA will be described. F
The PGA device has an architecture similar to a gate array, and has a matrix configuration of logic cells surrounded by input / output pins. The internal connection can be arbitrarily connected by a programmable switch, and an arbitrary circuit can be formed by connecting a desired signal net between logic cells. Internal connection information (ie, circuit diagram) is FPGA4
Supplied from outside. As shown in FIG. 2, a ROM 5 storing the internal connection information is prepared outside the FPGA 4, and when the power is turned on, after a configuration start command is given to the ROM 5 and the FPGA 4, the data in the ROM 5 is stored in the F5.
Send to PGA4 (configuration operation). After the completion of the configuration, the FPGA 4 becomes a circuit for executing a desired operation.

【0020】以上のように判定部3の回路をフィールド
・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)で構成
し、動作モードに応じた回路をFPGA4に設定(コン
フィギュレーション)し直すことにより、必要最低限の
回路が動作することとなり、小型かつ低消費電力化を図
ることができる。
As described above, the circuit of the determination unit 3 is constituted by a field programmable gate array (FPGA), and the circuit corresponding to the operation mode is set (configured) again in the FPGA 4, thereby minimizing the necessary number. The circuit operates, so that a small size and low power consumption can be achieved.

【0021】なお、 FPGA4の各回路データを格納
するROM5にはシリアルビット転送ROM5(8ピン
タイプのIC)を用いることで、ROM一つ当たりの実
装スペースは小さくて済む。また、動作モードに応じて
必要な回路だけをコンフィギュレーションすればよいた
め、搭載ゲート数の小さなFPGA4(低コスト)を選
択できるメリットがある。
By using a serial bit transfer ROM 5 (8-pin type IC) as the ROM 5 for storing each circuit data of the FPGA 4, the mounting space per ROM can be reduced. Also, since only necessary circuits need to be configured according to the operation mode, there is an advantage that an FPGA 4 (low cost) having a small number of mounted gates can be selected.

【0022】次に、図3を用いて本発明の他の実施の形
態となる多重化計装システムとしてDOモジュール1を
説明する。このDOモジュール1は、図1に示す実施の
形態1のDOモジュール1において、 FPGA4の出
力側にラッチ回路7を加えたものである。他の実施の形
態のDOモジュール1は、ラッチ回路以外は図1に示す
DOモジュール1と構成及び動作が同じであるので、説
明を省略する。ここではラッチ回路7についてのみ説明
する。ラッチ回路7はFPGA4に設定される制御デー
タが変更されるときに変更前にFPGA4から出力され
る制御信号の状態を保持することで、DOモジュール1
の誤動作を防ぐものである。
Next, a DO module 1 will be described as a multiplexed instrumentation system according to another embodiment of the present invention with reference to FIG. This DO module 1 is obtained by adding a latch circuit 7 to the output side of the FPGA 4 in the DO module 1 of the first embodiment shown in FIG. The configuration and operation of the DO module 1 of the other embodiment are the same as those of the DO module 1 shown in FIG. Here, only the latch circuit 7 will be described. When the control data set in the FPGA 4 is changed, the latch circuit 7 holds the state of the control signal output from the FPGA 4 before the change, so that the DO module 1
This is to prevent malfunctions.

【0023】図4にFPGA4とラッチ回路7の接続及
びモードが切り替わるタイミングを示す。タイミングは
リレー制御信号が‘L’(リレー接点をOFF)の状態
で、2重系モードから片系モードに切り替わった場合の
タイミングを示す。モードが切り替わる期間(FPGA
4内部の回路が再構築するためのコンフィギュレーショ
ン期間)、FPGA4の動作は停止する(FPGA4ゲ
ート数の規模で異なるが、数百msecのオーダー)。FP
GA4の入出力ピンは、ハイインピーダンス状態(信号
レベル不定)となるため、信号レベルを確定させるため
に抵抗を介してプルアップ(ピンを電源Vccに接続)
またはプルダウン(ピンをグランドに接続)のピン処理
を行う。図4はプルアップした例を示している。コンフ
ィギュレーション期間ハイインピーダンスとなるため、
ハイレベルにプルアップされリレーが誤動作(リレー接
点がON)する(リレー制御信号Aに着目)。プルダウ
ンした場合には、逆に、コンフィギュレーション期間
中、リレー接点がOFFする。このような誤動作を防ぐ
ためにFPGA4外部にラッチ回路7を設けている。コ
ンフィギュレーション期間中、前の状態を保持すること
で、コンフィギュレーション中の誤動作を防ぐことがで
きる。
FIG. 4 shows the connection between the FPGA 4 and the latch circuit 7 and the timing at which the mode is switched. The timing indicates the timing when the mode is switched from the dual mode to the single mode in a state where the relay control signal is “L” (relay contact is OFF). Mode switching period (FPGA
The operation of the FPGA 4 is stopped (configuration period for reconfiguring the internal circuits of the FPGA 4) (although it depends on the scale of the number of FPGA 4 gates, but on the order of several hundred msec). FP
Since the input / output pins of the GA 4 are in a high impedance state (signal level is undefined), they are pulled up via a resistor (connect the pins to the power supply Vcc) to determine the signal level.
Alternatively, a pull-down (pin is connected to ground) pin processing is performed. FIG. 4 shows an example of pull-up. Because it becomes high impedance during the configuration period,
The relay is pulled up to a high level and malfunctions (the relay contact is turned on) (note the relay control signal A). On the contrary, when the pull-down is performed, the relay contact is turned off during the configuration period. To prevent such a malfunction, a latch circuit 7 is provided outside the FPGA 4. By maintaining the previous state during the configuration period, malfunction during configuration can be prevented.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、多重化計装システム
を、2つの系の制御信号の一致/不一致に対応して、ま
たどの系が異常であるかに対応して、その都度、ROM
からフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイに回
路データを設定するように構成したので、必要最低限の
回路のみが動作することとなり、小型かつ低消費電力化
を図ることができる。
According to the present invention, the multiplexed instrumentation system is provided with a ROM corresponding to the coincidence / mismatch of the control signals of the two systems and a ROM corresponding to which system is abnormal.
, The circuit data is set in the field programmable gate array, so that only the minimum necessary circuits operate, and the size and power consumption can be reduced.

【0025】また、FPGA出力側にラッチ回路を接続
することにより、回路データの設定変更の際に、変更前
の状態を保持することで設定変更中の誤動作を防ぐこと
ができる。
Further, by connecting a latch circuit to the FPGA output side, when changing the setting of the circuit data, it is possible to prevent a malfunction during the setting change by maintaining the state before the change.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態になる多重化計装システ
ムの構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a multiplexed instrumentation system according to an embodiment of the present invention.

【図2】フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ
(FPGA)と、 FPGAに設定する回路データを格
納するROMとを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a field programmable gate array (FPGA) and a ROM for storing circuit data set in the FPGA.

【図3】本発明の実施の形態になる多重化計装システム
の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a multiplexed instrumentation system according to an embodiment of the present invention.

【図4】フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ
(FPGA)の回路データを変換するタイミングを示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing timing for converting circuit data of a field programmable gate array (FPGA).

【図5】冗長性制御のための2重化システムの構成例を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a duplex system for redundancy control.

【図6】図5に示す2重化システムのデジタル・アウト
プット(DO)モジュールの構成図である。
FIG. 6 is a block diagram of a digital output (DO) module of the duplex system shown in FIG. 5;

【図7】従来の多重化計装システムにおける判定回路の
一例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a determination circuit in a conventional multiplexed instrumentation system.

【図8】多重化計装システムにおける判定回路の論理構
成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a logical configuration of a determination circuit in the multiplexed instrumentation system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 デジタル・アウトプット(DO)・モジュール 2A、2B DOモジュール コントローラ 3 判定部 4 フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(
FPGA ) 5 ROM 6 ROM制御部 7 ラッチ回路 8 ドライバ
1 Digital output (DO) module 2A, 2B DO module controller 3 Judgment unit 4 Field programmable gate array (
FPGA) 5 ROM 6 ROM control unit 7 Latch circuit 8 Driver

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 2つの系から取り込んだ両制御信号の一
致または不一致を判定し一致した制御信号を出力する回
路データが格納された第1のROMと、2つの系の一方
から受信する受信モジュールの制御信号を出力する回路
データが格納された第2のROMと、2つの系の他方か
ら受信する受信モジュールの制御信号を出力する回路デ
ータが格納された第3のROMと、 第1ないし第3の
ROMのうちの1つに格納した回路データが選択的に設
定されるフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ
(FPGAという)と、第1のROMの回路データが設
定されたFPGAから不一致を受信したときに、2つの
系のいずれの信号が正常または異常であるか認識し正常
の系の回路データを格納するROMから該回路データを
FPGAに入力し、また2つの系が正常に回復したとき
それを認識して第1のROMの回路データをFPGAに
入力するROM制御部とから構成されたことを特徴とす
る多重化計装システム。
1. A first ROM in which circuit data for judging the coincidence or non-coincidence of both control signals taken from two systems and outputting a matched control signal is stored, and a receiving module for receiving from one of the two systems. A second ROM storing circuit data for outputting a control signal of the second module, a third ROM storing circuit data for outputting a control signal of a receiving module for receiving from the other of the two systems, A mismatch is received from a field programmable gate array (referred to as an FPGA) in which circuit data stored in one of the third ROMs is selectively set and an FPGA in which circuit data of the first ROM is set. Sometimes, it is recognized which signal of the two systems is normal or abnormal, and the circuit data is input to the FPGA from the ROM storing the circuit data of the normal system, Multiplexing instrumentation systems two systems is characterized in that it is composed of a ROM controller for inputting circuit data to the FPGA of the first ROM to recognize it when it successfully recovered was.
【請求項2】 FPGA出力側にラッチ回路を設けたこ
とを特徴とする請求項1記載の多重化計装システム。
2. The multiplexed instrumentation system according to claim 1, wherein a latch circuit is provided on the FPGA output side.
JP11054576A 1999-03-02 1999-03-02 Multiplexed instrumentation system Pending JP2000250770A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11054576A JP2000250770A (en) 1999-03-02 1999-03-02 Multiplexed instrumentation system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11054576A JP2000250770A (en) 1999-03-02 1999-03-02 Multiplexed instrumentation system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000250770A true JP2000250770A (en) 2000-09-14

Family

ID=12974535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11054576A Pending JP2000250770A (en) 1999-03-02 1999-03-02 Multiplexed instrumentation system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000250770A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002109295A (en) * 2000-09-28 2002-04-12 Visual Japan Inc Pos system, pos server, store terminal, sales managing method and recording medium
JP2006053873A (en) * 2004-08-16 2006-02-23 Fujitsu Ltd Function device, function maintenance method and function maintenance program
JP2006223036A (en) * 2005-02-09 2006-08-24 Fuji Electric Systems Co Ltd Power conversion control system
US8203361B2 (en) 2007-09-14 2012-06-19 Fujitsu Limited Circuit system including first circuit sub-system, second circuit sub-system and bidirectional bus, circuit sub-system and method
JP2013105494A (en) * 2011-11-15 2013-05-30 Ge Aviation Systems Llc Method of providing high integrity processing

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002109295A (en) * 2000-09-28 2002-04-12 Visual Japan Inc Pos system, pos server, store terminal, sales managing method and recording medium
JP4593750B2 (en) * 2000-09-28 2010-12-08 株式会社ビジュアルジャパン POS server, store terminal, POS system, and recording medium
JP2006053873A (en) * 2004-08-16 2006-02-23 Fujitsu Ltd Function device, function maintenance method and function maintenance program
JP2006223036A (en) * 2005-02-09 2006-08-24 Fuji Electric Systems Co Ltd Power conversion control system
JP4661251B2 (en) * 2005-02-09 2011-03-30 富士電機システムズ株式会社 Power conversion control system
US8203361B2 (en) 2007-09-14 2012-06-19 Fujitsu Limited Circuit system including first circuit sub-system, second circuit sub-system and bidirectional bus, circuit sub-system and method
JP5035349B2 (en) * 2007-09-14 2012-09-26 富士通株式会社 Circuit and its control method
JP2013105494A (en) * 2011-11-15 2013-05-30 Ge Aviation Systems Llc Method of providing high integrity processing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4607365A (en) Fault-tolerant communications controller system
US6131169A (en) Reliability of crossbar switches in an information processing system
US7861110B2 (en) System, method, and adapter for creating fault-tolerant communication busses from standard components
US20070088978A1 (en) Internal failover path for SAS disk drive enclosure
WO1986002185A1 (en) Power control network using reliable communications protocol
CN101645915A (en) Disk array host channel daughter card, on-line switching system and switching method thereof
JP2001256203A (en) Redundant crossbar switch system
JPS59106056A (en) Failsafe type data processing system
US20030101384A1 (en) Data bus arrangement and control method for efficiently compensating for faulty signal lines
JP2000250770A (en) Multiplexed instrumentation system
US5115511A (en) Arrangement for loading the parameters into active modules in a computer system
US4783733A (en) Fault tolerant communications controller system
JP2002196890A (en) Highly available storage system
JP5176914B2 (en) Transmission device and system switching method for redundant configuration unit
KR100460115B1 (en) Control apparatus for doubling an IPC link
KR100195064B1 (en) Data network matching device
JP4399792B2 (en) Dual processor system
JP2861595B2 (en) Switching control device for redundant CPU unit
JP2856633B2 (en) Redundant device
JPH05341803A (en) Duplex switching device for programmable controller
KR100359451B1 (en) Apparatus for duplicating cell bus in mobile communication system
JPS61213932A (en) Decentralized duplex computer system and its control method
US5736889A (en) Duplexing control apparatus for use in a time division switching device
CN116302697A (en) Full-interface redundant high-reliability computer system
JPS617901A (en) Digital control device