JP2002108638A - マイクロコンピュータのエラー検出方法及びエラー検出回路及びマイクロコンピュータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】個数自由で故障判定ができ、エラーに柔軟に対
応できるマイクロコンピュータのエラー検出方法及びエ
ラー検出回路及びマイクロコンピュータシステムを提供
する。 【解決手段】リング状に相互接続され、同じ出力期待値
を有する二以上のマイクロコンピュータの各々に同様の
演算を行うエラー検出方法において、一のマイクロコン
ピュータから一定方向に演算結果であるデータを出力
し、係るデータが前記一のマイクロコンピュータに隣接
する一方のマイクロコンピュータに入力され、各マイク
ロコンピュータで比較された出力データと入力データと
が不一致の場合には前記方向と逆方向にエラー信号を出
力し、係るエラー信号が前記一のマイクロコンピュータ
に隣接する他方のマイクロコンピュータに入力されると
共に、エラー入出力が発生したマイクロコンピュータを
エラーとみなすことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、マイクロコンピュータ
の冗長構成に関し、マイクロコンピュータのエラー検出
方法及びエラー検出回路及びマイクロコンピュータシス
テムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、フォルトトレラント機能を要
する制御用マイコン等の分野で、必要とされる演算を行
いデータ出力するマイクロコンピュータを冗長に構成
し、多数決でデータ出力を選択して冗長構成されたシス
テムのデータ出力とすることにより信頼性の向上が図ら
れている。また、データ出力を比較して不一致が生じた
場合にシステム出力をせず再処理することも提案されて
いる。

【０００３】以下に、従来のマイクロコンピュータシス
テムについて図面を用いて説明する。 図８は、従来の
マイクロコンピュータシステムにおける構成を示すブロ
ック図である。図８に示すように、複数のマイクロコン
ピュータを用いるエラー検出システムにおける従来例に
おいては、制御用マイコン８８にて基準信号を発生し、
演算用マイコン８１〜８３に入力し、その基準信号を使
用して演算用マイコンが演算を開始する。各演算結果は
比較器８４〜８６で比較され、不一致となった場合エラ
ーとなりセレクタ８７を制御する。比較した後、再び同
一のデータを演算用マイコン８１〜８３に出力をさせ、
この２回目の出力を制御用マイコンが受け付け、最終出
力として出力する。

【０００４】演算用マイコン８１〜８３が三つなので、
多数決を採る際には、三つの比較器８４〜８６の中で一
致したデータが直ちに多数派であると判る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マイクロコンピュータのエラー検出方法及びエラー検出
回路及びマイクロコンピュータシステムにおいては次の
ような問題があった。即ち、監視側のマイクロコンピュ
ータ８８が暴走又は故障した時は致命的である。また、
エラー時に再処理する場合には、必要としている速度の
倍以上の演算速度を各演算用マイクロコンピュータ８１
〜８３に要求されるため、結果として、処理速度を求め
られるシステムに適用できない。更に、セレクタを切り
替えた後、２回目の出力中の暴走が致命的である。ま
た、１個以上のマイクロコンピュータで故障が発生して
いる状況において、故障マイクロコンピュータのシステ
ムからの離脱が考慮されておらず、信頼性を確保し続け
る事が難しい。また、システムのトポロジーを考慮しな
いので、各データ出力の容易な比較判定のためには、演
算用マイクロコンピュ−タの個数が三つに限定される。
然もなくば、比較し多数決を採るためには監視用マイク
ロコンピュータ等の別途の制御系を要し、更にエラー発
生マイクロコンピュータを特定するためにはアドレッシ
ング等の付加情報を要する。また、略正しいデータ出力
を期待できる状況で、全ての組合せを比較するのは無駄
が大きい。

【０００６】本発明は、以上の従来技術における問題に
鑑みてなされたものであり、個数自由で故障判定がで
き、エラーに柔軟に対応できるマイクロコンピュータの
エラー検出方法及びエラー検出回路及びマイクロコンピ
ュータシステムを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に提供する本願第一の発明に係るマイクロコンピュータ
のエラー検出方法は、同じ出力期待値を有する二以上の
マイクロコンピュータが相互に接続されてなり、前記マ
イクロコンピュータの各々に同様の演算を行うマイクロ
コンピュータシステムにおけるマイクロコンピュータの
エラー検出方法であって、前記マイクロコンピュータの
各々をリング状に接続し、一のマイクロコンピュータか
ら一定方向に演算結果であるデータを出力し、係るデー
タが前記一のマイクロコンピュータに隣接する一方のマ
イクロコンピュータに入力され、各マイクロコンピュー
タで比較された出力データと入力データとが不一致の場
合には前記方向と逆方向にエラー信号を出力し、係るエ
ラー信号が前記一のマイクロコンピュータに隣接する他
方のマイクロコンピュータに入力されると共に、エラー
入出力が発生したマイクロコンピュータをエラーとみな
すことを特徴とする。

【０００８】複数マイクロコンピュータをリング状に接
続し同時にエラー入出力が発生したマイクロコンピュー
タをエラーとみなすことにより、何れのマイクロコンピ
ュータがエラーを起こしたか容易に判定できる。

【０００９】前記課題を解決するために提供する本願第
二の発明に係るマイクロコンピュータのエラー検出方法
は、本願第一の発明に係るマイクロコンピュータのエラ
ー検出方法において、エラーが発生したマイクロコンピ
ュータへのデータ入力及びエラー入力を通過処理として
前記エラーが発生したマイクロコンピュータを介して隣
接するマイクロコンピュータにエラー出力して前記エラ
ー検出を行うことを特徴とする。

【００１０】通過処理することにより、エラー発生マイ
クロコンピュータをシステムから取り除いてエラー検出
を行うことができるので、万全のシステム出力が期待で
きる。

【００１１】前記課題を解決するために提供する本願第
三の発明に係るマイクロコンピュータのエラー検出回路
は、同じ出力期待値を有する二以上のマイクロコンピュ
ータが相互にリング状に接続されてなり、前記マイクロ
コンピュータの各々に同様の演算を行い、一のマイクロ
コンピュータから一定方向に演算結果であるデータを出
力し、係るデータが前記一のマイクロコンピュータに隣
接する一方のマイクロコンピュータに入力され、各マイ
クロコンピュータで比較された出力データと入力データ
とが不一致の場合には前記方向と逆方向にエラー信号を
出力し、係るエラー信号が前記一のマイクロコンピュー
タに隣接する他方のマイクロコンピュータに入力される
と共に、エラー入出力が発生したマイクロコンピュータ
をエラーとみなす処理を行うために各マイクロコンピュ
ータに備えられるマイクロコンピュータのエラー検出回
路であって、前記マイクロコンピュータの出力データを
保持し外部クロックで動作するフリップフロップと、こ
の出力データと他のマイクロコンピュータからの入力デ
ータとを受けエラー時に入力データを選択するセレクタ
と、その出力バッファと、出力データと入力データとを
比較する比較器と、その比較結果を受け外部クロックに
同期して一時的にエラーフラグを保持するフリップフロ
ップと、ソフトウェアによるクリアまでエラーフラグを
保持するフリップフロップと、エラーを保持するフリッ
プフロップの何れかのフラグによってエラーを出力する
ＯＲと、エラー出力発生とエラー入力発生との一致を取
るＡＮＤと、エラー発生時にエラー入力を選択するセレ
クタとによりなることを特徴とする。

【００１２】比較器によりデータを比較し、フリップフ
ロップにより時間を調整し、論理回路により所望の制御
を、必要ならセレクタをマイクロコンピュータで制御し
て、行える。

【００１３】前記課題を解決するために提供する本願第
四の発明に係るマイクロコンピュータのエラー検出回路
は、本願第三の発明に係るマイクロコンピュータのエラ
ー検出回路において、エラー発生時に出力を固定にする
出力制御手段と、出力モード時以外比較結果を無効とす
る出力マスク回路とを備えたことを特徴とする。

【００１４】出力制御手段と出力マスク回路により、所
望の制御を行うことができる。

【００１５】前記課題を解決するために提供する本願第
五の発明に係るマイクロコンピュータシステムは、同じ
出力期待値を有する二以上のマイクロコンピュータが相
互にリング状に接続されてなり、一のマイクロコンピュ
ータから一定方向に演算結果であるデータを出力し、係
るデータが前記一のマイクロコンピュータに隣接する一
方のマイクロコンピュータに入力され、各マイクロコン
ピュータで比較された出力データと入力データとが不一
致の場合には前記方向と逆方向にエラー信号を出力し、
係るエラー信号が前記一のマイクロコンピュータに隣接
する他方のマイクロコンピュータに入力されると共に、
エラー入出力が発生したマイクロコンピュータをエラー
とみなして、各マイクロコンピュータからデータ出力と
エラー発生時のエラー出力を受けてデータ出力を選択し
システム出力とするセレクタと、これらの処理のための
同期信号を供給するクロック回路とを備えたことを特徴
とする。

【００１６】エラー検出回路とデータ出力を選択しシス
テム出力とするセレクタとにより、エラーを検出して、
正しいデータ出力をシステム出力とできる。

【００１７】前記課題を解決するために提供する本願第
六の発明に係るマイクロコンピュータシステムは、本願
第五の発明に係るマイクロコンピュータシステムにおい
て、前記セレクタの出力側にフリップフロップを備えた
ことを特徴とする。

【００１８】フリップフロップを前記セレクタの出力側
に備えたことにより、瞬間的な異常データ出力を防ぐこ
とができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】（実施形態１）以下に、本発明に
係るマイクロコンピュータのエラー検出方法及びエラー
検出回路及びマイクロコンピュータシステムの一実施の
形態における構成について図面を参照して説明する。図
１は、本発明に係るマイクロコンピュータシステムの一
実施の形態における構成を示すブロック図であり、信頼
性を高めるために同一のｄａｔａ＿ｏｕｔ出力を行うマ
イクロコンピュータを４個有する例である。図１に示す
ように本実施のマイクロコンピュータシステムは、エラ
ー検出機能をもつエラー検出回路を内蔵するマイクロコ
ンピュータ１１〜１４と、このマイクロコンピュータ１
１〜１４のエラー判定結果を用いて正常なデータをセレ
クトするセレクタ１５と、瞬間的に発生してしまう異常
データを出力しないようにタイミングをずらして出力す
るフリップフロップ（以下、Ｆ／Ｆ）１６と、全てを同
期して動かすＣＬＫ発生回路１７とによりなる。本構成
例では、マイクロコンピュータ１１の監視をマイクロコ
ンピュータ１２が、マイクロコンピュータ１２の監視を
マイクロコンピュータ１３が、マイクロコンピュータ１
３の監視をマイクロコンピュータ１４が、マイクロコン
ピュータ１４の監視をマイクロコンピュータ１１が行う
構成となっている。また、エラーとなったマイクロコン
ピュータはｄａｔａ＿ｉｎをｄａｔａ＿ｏｕｔにｅｒｒ
＿ｉｎをｅｒｒ＿ｔｈｒｏｕｇｈに選択して出力する機
能が働き、残り３個の正常なマイクロコンピュータでエ
ラー検出を継続する。また、暴走したマイクロコンピュ
ータはｅｒｒ＿ｏｕｔにエラーを出し続ける事になる。
エラーの場合のソフト処理は必ず必要というものではな
いが、エラーを起こしたマイクロコンピュータでは、ｅ
ｒｒｏｒ割り込みが発生する為、ソフト的なエラー処理
を行う事が可能であり、エラー内容が致命的なエラーで
なければ、他のマイクロコンピュータと同期を取る事が
可能な場合において、復帰が可能である。また、ソフト
によりエラーを起こしたマイクロコンピュータの動作停
止処理も可能である。ｅｒｒ＿ｉｎ・ｄａｔａ＿ｉｎを
選択して出力する機能が働かないような故障において
は、故障となったマイクロコンピュータを監視している
マイクロコンピュータのｅｒｒ＿ｏｕｔとｅｒｒ＿ｔｈ
ｒｏｕｇｈの出力がエラーを示し続ける為、故障したマ
イクロコンピュータを特定する事が可能である。また、
本実施形態においては、システム上にＦ／Ｆ１６を配置
する事によって、セレクタから瞬間的にもれてしまうエ
ラーデータを出力する事の無い様に工夫を行っている。

【００２０】次に、各マイクロコンピュータ１１〜１４
内のエラー検出回路の構成について説明をする。図２
は、本発明に係るエラー検出回路の一実施の形態におけ
る構成を示すブロック図である。図２に示すように本実
施のエラー検出回路は、図１に示すＣＬＫ発生回路１７
により供給される外部クロックで動作するＦ／Ｆ２１
と、エラー時にｄａｔａ＿ｉｎからの信号を選択するセ
レクタ２２と、出力バッファ２３と、エラー時に出力固
定にする出力制御２１１と、ｄａｔａ＿ｏｕｔとｄａｔ
ａ＿ｉｎの一致・不一致を検査する比較器２４と、出力
モード時以外比較結果を無効とする出力マスク２５と、
外部クロックに同期して一時的にエラーフラグを保持す
るＦ／Ｆ２６と、ソフトウェアによるクリアまでエラー
を保持するＦ／Ｆ２９と、Ｆ／Ｆ２６、Ｆ／Ｆ２９の何
れかのフラグによってエラーを出力するＯＲ２７と、ｅ
ｒｒ＿ｏｕｔとｅｒｒ＿ｉｎの結果の一致を取るＡＮＤ
２８と、エラー発生時にｅｒｒ＿ｉｎを選択するセレク
タ２１０とによりなる。

【００２１】次に、本発明に係るマイクロコンピュータ
のエラー検出方法及びエラー検出回路及びマイクロコン
ピュータシステムの一実施の形態における動作について
図１、２、６、７を参照して以下に説明する。図６は、
本発明に係わるマイクロコンピュータシステム上のタイ
ミングチャート、図７は、本発明に係わるマイクロコン
ピュータ内部のエラー検出回路のタイミングチャートで
ある。マイクロコンピュータ１１〜１４は、同一のｄａ
ｔａ＿ｏｕｔ出力を期待値とするマイクロコンピュータ
である事が前提である。まず、暴走によるエラーの場合
について説明する。先に、マイクロコンピュータ内部の
エラー検出機能を説明すると、図７に示すようにマイク
ロコンピュータの出力（ｄａｔａ＿ｏｕｔ）を図２に示
すＦ／Ｆ２１で外部クロックに同期させ、マイクロコン
ピュータが正常な状態においては、セレクタ２２を通過
し、ｄａｔａ＿ｏｕｔに出力する。このｄａｔａ＿ｏｕ
ｔと外部からの入力ｄａｔａ＿ｉｎを比較器２４で比較
し不一致であればエラーとなる。出力モードの時以外は
比較結果を無効とする。その先の出力マスク２５でｄａ
ｔａ＿ｏｕｔの端子が出力のＯＮ／ＯＦＦが可能な端子
の場合は、出力モード時以外のエラー判定を無効とす
る。尚、ｄａｔａ＿ｏｕｔがマイクロコンピュータによ
り制御される出力専用端子の場合は、出力マスク２５は
不要である。上記の動作の結果、ｄａｔａ＿ｏｕｔとｄ
ａｔａ＿ｉｎが不一致の時に、Ｆ／Ｆ２６がクロックに
同期してエラーを保持する。Ｆ／Ｆ２６がエラーを保持
した時、ＯＲ２７を通過してｅｒｒ＿ｏｕｔとｅｒｒ＿
ｔｈｒｏｕｇｈにエラーである事を出力する。また、ｅ
ｒｒ＿ｉｎからは監視側のマイクロコンピュータからの
エラー通知が入力される。ｅｒｒ＿ｏｕｔとｅｒｒ＿ｉ
ｎの両方がエラーを示している時、自身のエラーである
とＡＮＤ２８が判定しＦ／Ｆ２９にフラグを立てる。Ｆ
／Ｆ２９のフラグが立った時、ｄａｔａ＿ｏｕｔとｅｒ
ｒ＿ｔｈｒｏｕｇｈの出力はｄａｔａ＿ｉｎ・ｅｒｒ＿
ｉｎからの通過出力となり、出力制御２１１は出力バッ
ファを出力モードに固定する。この出力制御２１１はｄ
ａｔａ＿ｏｕｔが出力専用端子の時は不要である。ソフ
トによりＦ／Ｆ２９をクリアするまでの間、ｅｒｒ＿ｏ
ｕｔはエラー状態で固定され（図７右）、システム上、
ｅｒｒ＿ｏｕｔがエラー状態を出力し続ける結果とな
る。次に、システム上の動作について説明する。マイク
ロコンピュータ１１がエラーとなってｄａｔａ＿ｏｕｔ
から異常な値を出力した時、マイクロコンピュータ１１
のｅｒｒ＿ｏｕｔとｅｒｒ＿ｔｈｒｏｕｇｈ及び、マイ
クロコンピュータ１２のｅｒｒ＿ｏｕｔとｅｒｒ＿ｔｈ
ｒｏｕｇｈからエラーが出力され、マイクロコンピュー
タ１１とマイクロコンピュータ１４のｅｒｒ＿ｉｎにエ
ラーが入力される。マイクロコンピュータ１１の中で、
ｅｒｒ＿ｉｎとｅｒｒ＿ｏｕｔの両方がエラーである事
がトリガとなって、自身がエラーであると判定する。マ
イクロコンピュータ１１がマイクロコンピュータ１１自
身のエラーであると判定した瞬間、図６に示すようにマ
イクロコンピュータ１１のｄａｔａ＿ｏｕｔはｄａｔａ
＿ｉｎからの通過出力となり、マイクロコンピュータ１
１のｅｒｒ＿ｔｈｒｏｕｇｈは、ｅｒｒ＿ｉｎからの通
過出力となる。通過出力となった瞬間、マイクロコンピ
ュータ１２では、マイクロコンピュータ１４のｄａｔａ
＿ｏｕｔをマイクロコンピュータ１１経由で入力する事
になり、正常な値が入力されるため、マイクロコンピュ
ータ１２のｅｒｒ＿ｏｕｔ、ｅｒｒ＿ｔｈｒｏｕｇｈが
正常な値に戻る（図６）。また、マイクロンピュータ１
４に入力されているｅｒｒ＿ｉｎがマイクロコンピュー
タ１１経由でマイクロコンピュータ１２のエラー判定結
果が入力される為、正常な比較結果を受け取る事にな
る。したがって、マイクトコンピュータ１４をマイクロ
コンピュータ１２が監視する状態に移行する。そして最
後に、エラーとなったマイクロコンピュータ１１のｅｒ
ｒ＿ｏｕｔ信号がエラーとして残る為（図６マイコン１
乃至図７右）、セレクタ１５に入力され、セレクタ１５
は正常なマイクロコンピュータの出力を選択する。ま
た、セレクタの出力が切り替わる瞬間においては、エラ
ーデータが発生する可能性があるが、本実施形態のよう
に、セレクタの先に同じクロックで動作するＦ／Ｆ１６
を搭載する事により、エラーデータが最終的に全く発生
しないように工夫する事も可能である（図６ＦＦ出
力）。

【００２２】故障によるエラーの場合について説明す
る。マイクロコンピュータ１１が故障して、ｄａｔａ＿
ｏｕｔから異常な値を出力した時、マイクロコンピュー
タ１２のｅｒｒ＿ｏｕｔとｅｒｒ＿ｔｈｒｏｕｇｈか
ら、エラーが出力され、マイクロコンピュータ１１のｅ
ｒｒ＿ｉｎにエラーが入力される。しかしながら、マイ
クロコンピュータ１１の故障であり、マイクロコンピュ
ータ１１の通過出力機能が働かない為、マイクロコンピ
ュータ１２による、マイクロコンピュータ１４の監視は
できなくなる。結果として、マイクロコンピュータ１２
のｅｒｒ＿ｏｕｔ、ｅｒｒ＿ｔｈｒｏｕｇｈの両方がエ
ラーを維持するため、マイクロコンピュータ１１の故障
であると限定でき、その二つのエラー信号を元に、セレ
クタ１５が正常な状態のマイクロコンピュータのｄａｔ
ａ＿ｏｕｔを選択し出力する。この時、マイクロコンピ
ュータ１１と監視・被監視の関係にないマイクロコンピ
ュータ１３の存在により３つのマイクロコンピュータに
よる多数決の論理が保たれる為、信頼性を保持してお
り、その出力を選択すると、より信頼性が上がる。

【００２３】このように、複数のマイクロコンピュータ
をリング状に監視・被監視の関係を持たせ、且つマイク
ロコンピュータに、エラーが発生した時にデータとエラ
ー判定を通過出力させる機能を持たせる事により、エラ
ーによってシステムから抜けるマイクロコンピュータが
存在した場合においても、正常なマイクロコンピュータ
による監視・被監視の関係を保持する効果がある。ま
た、図１の中のＦ／Ｆ１６を持たせる工夫を行う事によ
り、システム上、完全にエラーデータによる誤動作を防
ぐ事が可能で、且つ、一時停止させる必要が全く無い
為、エラー発生時にシステムを一時停止する事が許され
ないシステムにおいて、その効果を発揮する。１例とし
ては、今後普及が見込まれている電気自動車のモータ制
御など、瞬間的な停止も許されない、システムに適用が
可能である。

【００２４】（実施形態２）図３は、本発明に係るマイ
クロコンピュータのエラー検出方法及びエラー検出回路
及びマイクロコンピュータシステムの他の実施の形態に
おける構成を示すブロック図である。本構成例は、マイ
クロコンピュータを３個有する例であり、マイクロコン
ピュータ３３の監視をマイクロコンピュータ３２が、マ
イクロコンピュータ３２の監視をマイクロコンピュータ
３３が、マイクロコンピュータ３３の監視をマイクロコ
ンピュータ３１が行う構成となっている。その他の構成
については、実施形態１と同様である。

【００２５】本実施形態における動作について説明す
る。実施形態１と同様に、エラーとなったマイクロコン
ピュータはｄａｔａ＿ｉｎをｄａｔａ＿ｏｕｔにｅｒｒ
＿ｉｎをｅｒｒ＿ｔｈｒｏｕｇｈに選択し出力する機能
が働き、本実施形態では、残り２個の正常なマイクロコ
ンピュータでエラー検出を継続する。但し、多数決では
なくなってしまうため、何れかが異常出力を出した場合
は、両方のマイクロコンピュータが自身のエラーである
と判定を行う。実施形態１と同様にエラーの場合のソフ
ト処理は必ず必要というものではないが、残り２個とな
っている状態でのエラー発生時はｅｒｒｏｒ割り込みに
よる診断ソフトを起動する必要が生じる。通過出力機能
が働かないような故障においては、故障となったマイク
ロコンピュータを監視しているマイクロコンピュータ
が、ｅｒｒ＿ｏｕｔとｅｒｒ＿ｔｈｒｏｕｇｈがエラー
を示し続ける為、故障したマイクロコンピュータを特定
する事が可能である。この場合は、２者の一致は取れて
いるが、片方が監視側で片方が被監視側となる。

【００２６】（実施形態３）図４は、本発明に係るマイ
クロコンピュータのエラー検出方法及びエラー検出回路
及びマイクロコンピュータシステムの他の実施の形態に
おける構成を示すブロック図である。本構成例は、マイ
クロコンピュータを２個有する例であり、マイクロコン
ピュータ４１の監視をマイクロコンピュータ４２が、マ
イクロコンピュータ４２の監視を、マイクロコンピュー
タ４１が行う。他の構成は、実施形態１及び２と同様で
ある。エラーとなったマイクロコンピュータが有った場
合、二つによるエラー検知である為、マイクロコンピュ
ータは二つとも、エラー状態になり、信号を通過出力す
る。その結果ｄａｔａ＿ｏｕｔは、一旦不定となってし
まう。両方のマイクロコンピュータがエラーと判定され
てしまうため、ソフトによる、エラー検知を行う必要が
あり、エラー発生時の割り込みによって、その処理を起
動する。図５は、エラー割り込み処理フロー図であり、
エラー割り込み発生時５１、エラー内容の解析５２、何
れのマイクロコンピュータのエラーであるかのソフトに
よる判断（５３）、エラーのなかったマイクロコンピュ
ータはエラーを保持しているＦ／Ｆのクリア等の復帰処
理５５を行う。エラーの発生したマイクロコンピュータ
は、復帰の可否の判断５４を行い、可能であれば、復帰
処理５５と正常なマイクロコンピュータとの同期処理５
６を行い復帰する（５８）。復帰が不可能な致命的なエ
ラーであれば、停止処理を行い停止する（５９）。エラ
ーが起きて停止したマイクロコンピュータは通過出力す
る機能が働き、残り１個のマイクロコンピュータは自分
の結果同士を比較する事となり、エラー検知ができなく
なる。また、暴走したマイクロコンピュータはｅｒｒ＿
ｏｕｔにエラーを出し続ける事になる。通過出力機能が
働かないような故障においては、故障となったマイクロ
コンピュータを監視しているマイクロコンピュータのｅ
ｒｒ＿ｏｕｔとｅｒｒ＿ｔｈｒｏｕｇｈが、エラーを示
し続ける為故障したマイクロコンピュータを特定する事
が可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るマイ
クロコンピュータのエラー検出方法及びエラー検出回路
及びマイクロコンピュータシステムによれば、２個以上
の冗長的エラー検出システムであれば、どのような数に
おいても本回路でシステムが成り立つ。そして、監視側
と被監視側のマイクロコンピュータの区別がなく、安全
の為に冗長的に設けられたマイクロコンピュータがすべ
て、監視側であり、また被監視側であるという分散的な
構成であり、致命的エラーが少ない。また、エラーが発
生した時に、データ出力とエラー判定結果を通過出力し
て、両隣のマイクロコンピュータをあたかも隣同士のマ
イクロコンピュータであるかのように、エラー判定を継
続させる事が可能である。また、データとエラーが通過
出力とならないような、故障においても、故障判定が可
能である。また、複数のマイクロコンピュータの内、正
常なマイクロコンピュータが残り２個なった時、間に故
障によるエラーの発生したマイクロコンピュータがある
場合を除き、多数決方式のエラー判定から、互い監視方
式への移行が動的に可能であり移行の際にシステムリセ
ットが不要である。

【００２８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るマイクロコンピュータのエラー検
出方法及びエラー検出回路及びマイクロコンピュータシ
ステムの実施形態１における構成を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明に係るエラー検出回路の一実施の形態に
おける構成を示すブロック図である。

【図３】本発明に係るマイクロコンピュータのエラー検
出方法及びエラー検出回路及びマイクロコンピュータシ
ステムの実施形態２における構成を示すブロック図であ
る。

【図４】本発明に係るマイクロコンピュータのエラー検
出方法及びエラー検出回路及びマイクロコンピュータシ
ステムの実施形態４における構成を示すブロック図であ
る。

【図５】本発明に係るマイクロコンピュータのエラー検
出方法及びエラー検出回路及びマイクロコンピュータシ
ステムのエラー割り込み処理フロー図である。

【図６】本発明に係わるマイクロコンピュータシステム
上のタイミングチャートである。

【図７】本発明に係わるマイクロコンピュータ内部のエ
ラー検出回路のタイミングチャートである。

【図８】従来例の回路図である。

【符号の説明】

１１．エラー検出回路を内蔵するマイクロコンピュータ １２．エラー検出回路を内蔵するマイクロコンピュータ １３．エラー検出回路を内蔵するマイクロコンピュータ １４．エラー検出回路を内蔵するマイクロコンピュータ １５．エラーの発生していない、正常なマイクロコンピ
ュータのｄａｔａ＿ｏｕｔを選択するセレクタ １６．エラー発生時に、セレクタ１５から瞬間的に発生
する誤データを出さない為のＦ／Ｆ １７．システムのエラー検出回路全てを同期させる為の
クロック発生回路 ２１．ｄａｔａ＿ｏｕｔをクロックに同期して出力する
Ｆ／Ｆ ２２．エラー発生時、ｄａｔａ＿ｉｎからの信号をｄａ
ｔａ＿ｏｕｔに通過出力するセレクタ ２３．出力のＯＮ／ＯＦＦを行う出力バッファ ２４．ｄａｔａ＿ｏｕｔとｄａｔａ＿ｉｎの信号の一致
・不一致を判定する比較器 ２５．ｄａｔａ＿ｏｕｔ端子が出力モードの時以外、比
較器の結果を無効とする出力マスク ２６．ｄａｔａ＿ｏｕｔとｄａｔａ＿ｉｎの不一致が発
生した場合、エラーを保持するＦ／Ｆ ２７．Ｆ／Ｆ３とＦ／Ｆ４の何れかがエラーであった時
にｅｒｒ＿ｏｕｔにエラーを出力するＯＲ ２８．ｅｒｒ＿ｏｕｔとｅｒｒ＿ｉｎが両方エラーであ
る事を判定するＡＮＤ ２９．自身がエラーであった時に、エラー保持をするＦ
／Ｆ ３１．エラー検出回路を内蔵する、マイクロコンピュー
タ ３２．エラー検出回路を内蔵する、マイクロコンピュー
タ ３３．エラー検出回路を内蔵する、マイクロコンピュー
タ ３４．エラーの発生していない、正常なマイクロコンピ
ュータのｄａｔａ＿ｏｕｔを選択するセレクタ ３５．エラー発生時に、セレクタ３４から瞬間的に発生
する誤データを出さない為のＦ／Ｆ ３６．システムのエラー検出回路全てを同期させる為の
クロック発生回路 ４１．エラー検出回路を内蔵する、マイクロコンピュー
タ ４２．エラー検出回路を内蔵する、マイクロコンピュー
タ ４３．エラーの発生していない、正常なマイクロコンピ
ュータのｄａｔａ＿ｏｕｔを選択するセレクタ ４４．エラー発生時に、セレクタ４３から瞬間的に発生
する誤データを出さない為のＦ／Ｆ ４５．システムのエラー検出回路全てを同期させる為の
クロック発生回路 ２１０．エラー発生時、ｅｒｒ＿ｉｎからの信号をｅｒ
ｒ＿ｔｈｒｏｕｇｈに通過出力するセレクタ ２１１．エラー発生時、出力バッファを出力モードに固
定する出力制御

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】同じ出力期待値を有する二以上のマイクロ
   コンピュータが相互に接続されてなり、前記マイクロコ
   ンピュータの各々に同様の演算を行うマイクロコンピュ
   ータシステムにおけるマイクロコンピュータのエラー検
   出方法であって、前記マイクロコンピュータの各々をリ
   ング状に接続し、一のマイクロコンピュータから一定方
   向に演算結果であるデータを出力し、係るデータが前記
   一のマイクロコンピュータに隣接する一方のマイクロコ
   ンピュータに入力され、各マイクロコンピュータで比較
   された出力データと入力データとが不一致の場合には前
   記方向と逆方向にエラー信号を出力し、係るエラー信号
   が前記一のマイクロコンピュータに隣接する他方のマイ
   クロコンピュータに入力されると共に、エラー入出力が
   発生したマイクロコンピュータをエラーとみなすことを
   特徴とするマイクロコンピュータのエラー検出方法。
2. 【請求項２】エラーが発生したマイクロコンピュータへ
   のデータ入力及びエラー入力を通過処理として前記エラ
   ーが発生したマイクロコンピュータを介して隣接するマ
   イクロコンピュータにエラー出力して前記エラー検出を
   行うことを特徴とする請求項１に記載のマイクロコンピ
   ュータのエラー検出方法。
3. 【請求項３】同じ出力期待値を有する二以上のマイクロ
   コンピュータが相互にリング状に接続されてなり、前記
   マイクロコンピュータの各々に同様の演算を行い、一の
   マイクロコンピュータから一定方向に演算結果であるデ
   ータを出力し、係るデータが前記一のマイクロコンピュ
   ータに隣接する一方のマイクロコンピュータに入力さ
   れ、各マイクロコンピュータで比較された出力データと
   入力データとが不一致の場合には前記方向と逆方向にエ
   ラー信号を出力し、係るエラー信号が前記一のマイクロ
   コンピュータに隣接する他方のマイクロコンピュータに
   入力されると共に、エラー入出力が発生したマイクロコ
   ンピュータをエラーとみなす処理を行うために各マイク
   ロコンピュータに備えられるマイクロコンピュータのエ
   ラー検出回路であって、前記マイクロコンピュータの出
   力データを保持し外部クロックで動作するフリップフロ
   ップと、この出力データと他のマイクロコンピュータか
   らの入力データとを受けエラー時に入力データを選択す
   るセレクタと、その出力バッファと、出力データと入力
   データとを比較する比較器と、その比較結果を受け外部
   クロックに同期して一時的にエラーフラグを保持するフ
   リップフロップと、ソフトウェアによるクリアまでエラ
   ーフラグを保持するフリップフロップと、エラーを保持
   するフリップフロップの何れかのフラグによってエラー
   を出力するＯＲと、エラー出力発生とエラー入力発生と
   の一致を取るＡＮＤと、エラー発生時にエラー入力を選
   択するセレクタとによりなることを特徴とするマイクロ
   コンピュータのエラー検出回路。
4. 【請求項４】エラー発生時に出力を固定にする出力制御
   手段と、出力モード時以外比較結果を無効とする出力マ
   スク回路とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の
   マイクロコンピュータのエラー検出回路。
5. 【請求項５】同じ出力期待値を有する二以上のマイクロ
   コンピュータが相互にリング状に接続されてなり、一の
   マイクロコンピュータから一定方向に演算結果であるデ
   ータを出力し、係るデータが前記一のマイクロコンピュ
   ータに隣接する一方のマイクロコンピュータに入力さ
   れ、各マイクロコンピュータで比較された出力データと
   入力データとが不一致の場合には前記方向と逆方向にエ
   ラー信号を出力し、係るエラー信号が前記一のマイクロ
   コンピュータに隣接する他方のマイクロコンピュータに
   入力されると共に、エラー入出力が発生したマイクロコ
   ンピュータをエラーとみなして、各マイクロコンピュー
   タからデータ出力とエラー発生時のエラー出力を受けて
   データ出力を選択しシステム出力とするセレクタと、こ
   れらの処理のための同期信号を供給するクロック回路と
   を備えたことを特徴とするマイクロコンピュータシステ
   ム。
6. 【請求項６】前記セレクタの出力側にフリップフロップ
   を備えたことを特徴とする請求項５に記載のマイクロコ
   ンピュータシステム。