JP2003076569A - バス同期2重系コンピュータ - Google Patents

バス同期2重系コンピュータ

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JP2003076569A
JP2003076569A JP2001263287A JP2001263287A JP2003076569A JP 2003076569 A JP2003076569 A JP 2003076569A JP 2001263287 A JP2001263287 A JP 2001263287A JP 2001263287 A JP2001263287 A JP 2001263287A JP 2003076569 A JP2003076569 A JP 2003076569A
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JP2001263287A
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Hideaki Akiyama
英明 秋山
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Nippon Signal Co Ltd
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Nippon Signal Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一演算処理を同期して行う2個の演算手段
からの各データを比較して動作異常を判断し、制御対象
への出力制御するバス同期2重系マイクロコンピュータ
において、上記各データが不一致のときのデータを後か
ら参照して故障の原因を早期に究明する。 【解決手段】 同一演算処理を同期して行う2個の演算
手段10A,10Bから算出された各データD,Dを比
較した結果を用いて動作異常を判断し、制御対象への出
力制御するバス同期2重系コンピュータにおいて、上記
各データD,Dの比較結果が不一致のときの不一致デー
タ及びアドレスをラッチして割り込みを発生する手段1
6と、上記不一致データを読み込む手段17A,17B
と、上記不一致データの履歴を記憶する手段18A,1
8Bとを備えた。これにより、上記不一致データを後か
ら参照して故障の原因を早期に究明できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同一の入力情報に
対して同一の演算処理を同期して行う2個の演算手段か
ら算出された各データの比較結果を用いて動作が正常か
否かを判断し、制御対象に出力するデータをオン、オフ
制御するバス同期2重系コンピュータに関し、特に、上
記各データの比較結果が不一致のときのデータを保存
し、これを後から参照することにより、故障の原因を早
期に究明することができるバス同期2重系コンピュータ
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、例えば鉄道信号保安装置、産業ロ
ボット等では、コンピュータを用いた制御システムの導
入が進められており、その保守・保全の問題や安全性に
加えて高度の信頼性が要求されている。このような高い
信頼性と安全性を確保するためのコンピュータを用いた
制御システムとして、複数のコンピュータを用い、1つ
のコンピュータが故障したときに他のコンピュータで代
用できる或いは安全側出力を確保するようにした2重系
システムがあり、そのような例として、特許第2561
181号公報記載のクロック同期形2重系回路がある。
【0003】上記の例によるクロック同期形2重系回路
は、図3に示すように、同一の入力情報に対して同一の
演算処理を同期して行う2個のMPU31A,31Bを
有し、この2個のMPU31A,31Bからデータバス
32A,32Bを介してメモリ33A,33Bに出力さ
れた各データr,rを照合回路であるコンパレータ34
で照合し、上記各データr,rが一致するか否かによっ
て動作が正常か否かを判断できるようになっていた。そ
して、上記コンパレータ34が各データr,rの不一致
を検出し、それが一過性の原因によるものでないと判断
した場合には、動作が異常であるとして制御対象への制
御出力を停止させるようになっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このようなデ
ータバス32A,32B上の各データr,rを比較して
動作が正常か否かを判断するバス同期2重系コンピュー
タにおいて、上記各データr,rの不一致により制御対
象への制御出力が停止した場合には、図4に示すデータ
不一致保持回路22にて上記各データr,rの不一致の
状態が記録されるようになっていたが、その原因は記録
されていなかった。そのため、上記コンピュータを用い
た制御システムが制御出力を停止させた原因を特定する
ことができず、該制御出力の停止の原因を特定するため
には、同一の事象が再現されるのを待つしかなかった。
したがって、上記クロック同期形2重系回路の故障の原
因を早期に究明するのは困難であるという問題点があっ
た。
【0005】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、同一の入力情報に対して同一の演算処理を同期し
て行う2個の演算手段から算出された各データの比較結
果が不一致のときのデータを保存し、これを後から参照
することにより、故障の原因を早期に究明することがで
きるバス同期2重系コンピュータを提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によるバス同期2重系コンピュータは、同一
の入力情報に対して同一の演算処理を同期して行う2個
の演算手段を有し、この2個の演算手段から算出された
各データを情報比較手段で比較し、その比較結果を用い
て動作が正常か否かを判断し、制御対象に出力するデー
タをオン、オフ制御するバス同期2重系コンピュータに
おいて、上記算出された各データの比較結果が不一致の
ときの不一致データ及びアドレスをラッチして上記演算
手段に割り込みを発生させる手段と、上記ラッチされた
不一致データを読み込み記録する手段と、上記ラッチさ
れた不一致データの履歴を記憶する手段と、を備えたも
のである。
【0007】このような構成により、上記2個の演算手
段から算出された各データの比較結果が不一致のときの
不一致データ及びアドレスがラッチされて上記割り込み
発生手段によって上記2個の演算手段に割り込みをか
け、上記ラッチされた不一致データが記録手段に読み込
んで記録され、上記ラッチされた不一致データの履歴が
履歴記憶手段に記憶される。
【0008】また、上記履歴記憶手段に記憶された不一
致データ及びアドレスは、書き換え可能な外部メモリに
保存可能としたものである。これにより、上記不一致デ
ータ及びアドレスの履歴が書き換え可能な外部メモリに
保存される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明による
バス同期2重系コンピュータの実施の形態を示すブロッ
ク図である。このバス同期2重系コンピュータは、同一
の入力情報に対して同一の演算処理を同期して行う2個
の演算手段から算出された各データの比較結果を用いて
動作が正常か否かを判断し、制御対象に出力するデータ
をオン、オフ制御するもので、2個のCPU10A,1
0Bと、2個のメモリ11A,11Bと、2個のI/O
12A,12Bと、バス照合回路13と、正常リレード
ライバ14と、正常リレー15とを有し、さらに不一致
データラッチ部16と、2個のバスコントローラ17
A,17Bとを備えて成る。
【0010】上記CPU10Aは、後述のメモリ11A
から読み込んだ駆動プログラムに基づいて、後述のI/
O12Aから送出された入力信号の演算処理を行う演算
手段となるもので、このメモリ11A及びI/O12A
からの入力信号をデータバスa1から入力すると共に、
上記演算処理されたデータDを該データバスa1から出
力するようになっている。また、上記メモリ11Aは、
上記CPU10Aの駆動プログラムを格納するもので、
該駆動プログラムをデータバスa2から出力できるよう
になっている。また、上記I/O12Aは、図示省略の
制御対象の各種機器と制御データの送受信を行うもの
で、該制御データをデータバスa3から入出力できるよ
うになっている。そして、上記CPU10Aとメモリ1
1AとI/O12Aとは、独立して演算処理を行うA系
の回路を構成する。
【0011】また、上記CPU10B及びメモリ11
B、I/O12Bは、それぞれ上記CPU10A及びメ
モリ11A、I/O12Aと同様のものであり、上記A
系の回路と独立して演算処理を行うB系の回路を構成す
るようになっている。なお、上記A系の回路とB系の回
路には、図示省略の制御対象から同一の情報が入力され
るようになっており、それと共に同一のクロック信号が
入力され、1サイクル毎に同期して作動するようになっ
ている。
【0012】上記バス照合回路13は、上記2個のCP
U10A,10Bから出力された各データD,Dを比較
する情報比較手段となるもので、上記各データD,Dが
一致するか否かを照合し、その比較された結果を用いて
動作が正常か否かを判断して後述の正常リレードライバ
14に出力するようになっている。また、上記正常リレ
ードライバ14は、上記バス照合回路13で比較された
結果に応じて後述の正常リレー15を駆動する信号を送
出するもので、上記各データD,Dが一致する信号を受
けた場合には正常リレー15を接続する信号を送出し、
また上記各データD,Dが不一致の信号を受けた場合に
は上記正常リレー15を遮断させる信号を送出するよう
になっている。そして、上記正常リレー15は、例えば
上記2個のI/O12A,12Bの電源に接続されてお
り、上記正常リレードライバ14から送出された接続信
号又は遮断信号を受けて上記電源の入切ができるように
なっている。これにより、制御対象に出力するデータを
オン、オフ制御することができる。
【0013】ここで、本発明においては、不一致データ
ラッチ部16と、2個のバスコントローラ17A,17
Bとが設けられている。上記不一致データラッチ部16
は、上記2個のCPU10A,10Bで算出された各デ
ータD,Dの比較結果が不一致のときの不一致データ及
びアドレスをラッチして該2個のCPU10A,10B
に割り込みを発生させる手段となるもので、上記バス照
合回路13の後段に設けられている。また、上記バスコ
ントローラ17Aは、上記ラッチされた不一致データを
読み込んで記録する手段となるもので、上記A系の回路
におけるデータバスa1〜a3の間に設けられている。ま
た、上記バスコントローラ17Bは、上記バスコントロ
ーラ17Aと同様のものであり、上記B系の回路におけ
るデータバスb1〜b3の間に設けられている。これによ
り、上記2個のCPU10A,10Bから算出された各
データD,Dの比較結果が不一致のときの不一致データ
及びアドレスがラッチされて上記割り込み発生手段とな
る不一致データラッチ部16によって上記2個のCPU
10A,10Bの演算処理に割り込みをかけ、上記ラッ
チされた不一致データが記録手段となる2個のバスコン
トローラ17A,17Bに記録されるようになってい
る。
【0014】また、上記CPU10A,10Bは、前述
の入力信号の演算処理を行う演算手段となると共に、上
記不一致データラッチ部16にラッチされた不一致デー
タの履歴を記憶する履歴記憶手段となるもので、上記不
一致データの履歴が記憶されるようになっている。これ
により、上記2個のCPU10A,10Bから算出され
た各データD,Dの比較結果が上記バス照合回路13に
て不一致であると判断されたとき、その不一致データの
履歴を後から参照することができる。
【0015】次に、このように構成されたバス同期2重
系コンピュータの動作について図2を参照して説明す
る。まず、図1に示すA系の回路にて演算処理を行う
(ステップS1)。すなわち、CPU10Aは、メモリ
11Aに格納された駆動プログラムとI/O12Aから
送出された入力信号とをデータバスa1〜a3の間に設け
られたバスコントローラ17Aを介して常時読み込みを
行い、該読み込まれた駆動プログラム及び入力信号に基
づいて動作する。このとき、上記A系の回路における演
算処理と同時に、B系の回路においても同一の演算処理
が同期して行われる(ステップS2)。そして、上記A
系及びB系の回路から算出されたデータD,Dは、図1
に示すバス照合回路13に送出されている。
【0016】そして、上記バス照合回路13は、上記各
データD,Dが一致するか否かを比較して判断する(ス
テップS3)。まず、上記各データD,Dの比較結果が
一致していると判断された場合には、上記ステップS3
は“Yes”側に進み、図1に示す正常リレードライバ
14が駆動し(ステップS4)、正常リレー15が接続
される(ステップS5)。これにより、上記バス同期2
重系コンピュータが正常に作動している状態と判断され
る。そして、結合子1を介してステップS1,S2に戻
る。上述のステップS1〜S4の動作は、1サイクルず
つ厳密に同期して行われる。これにより、上記バス同期
2重系コンピュータから制御対象への制御出力が継続し
て行われる。
【0017】ここで、上記バス照合回路13が上記各デ
ータD,Dの比較結果が一致していない状態であると判
断した場合には、上記ステップS3は“No”側に進
み、図1に示す正常リレードライバ14が停止し(ステ
ップS6)、正常リレー15が落下する(ステップS
7)。これにより、上記バス同期2重系コンピュータの
動作に異常があるとして制御対象への制御出力が停止す
る。また、それと同時に上記不一致データ及びアドレス
がラッチされ、それが図1に示す不一致データラッチ部
16に記録される(ステップS8)。そして、図1に示
すバス照合回路13が上記A系及びB系の回路に設けら
れた2個のバスコントローラ17A,17Bに割り込
み、バスコントローラ17A,17Bは、それと同時に
上記CPU10A,10Bに割り込み信号を送出する
(ステップS9)。そして、上記CPU10A,10B
は、上記検出された不一致データ及びアドレスの履歴を
記憶する(ステップS10)。これにより、上記不一致
データ及びアドレスの履歴を、上記CPU10A,10
Bから読み出して後から参照することができるため、バ
ス同期2重系コンピュータの故障の原因を特定すること
ができ、上記故障の原因を早期に究明することができ
る。
【0018】なお、上記正常リレー15は、上記2個の
I/O12A,12Bの電源に接続されており、上記正
常リレードライバ14から送出された信号を受けて上記
電源の入切ができるようになっているとしたが、これに
限られず、本発明によるバス同期2重系コンピュータの
基板に設けられた電源に接続して、その入切ができるよ
うにしてもよい。
【0019】また、上記CPU10A,10Bに、書き
換え可能な外部メモリ18A,18Bを接続し、上記C
PU10A,10B内の履歴記憶手段に記憶された不一
致データ及びアドレスを上記外部メモリ18A,18B
に保存できるようにしてもよい。これにより、上記不一
致データ及びアドレスの履歴が外部メモリ18A,18
Bに保存され、該保存された不一致データ及びアドレス
を参照して上記バス同期2重系回路の故障の原因を早期
に究明することができる。なお、上記外部メモリ18
A,18Bは、例えば不揮発性の無電源メモリとしても
よい。
【0020】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
請求項1に係る発明によれば、同一の演算処理を同期し
て行う2個の演算手段から算出された各データの比較結
果が不一致のときの不一致データ及びアドレスをラッチ
し割り込み発生手段によって上記2個の演算手段に割り
込みをかけ、上記ラッチされた不一致データを記録手段
に読み込んで記録し、上記ラッチされた不一致データの
履歴を履歴記憶手段に記憶することができる。これによ
り、上記各データの比較結果が不一致であると判断され
た履歴を、上記履歴記憶手段から読み出し後から参照す
ることができる。したがって、バス同期2重系コンピュ
ータが故障した原因を特定でき、上記故障の原因を早期
に究明することができる。
【0021】また、請求項2に係る発明によれば、上記
履歴記憶手段に記憶された不一致データ及びアドレス
は、書き換え可能な外部メモリに保存可能としたもので
あることにより、上記不一致データ及びアドレスの履歴
を書き換え可能な外部メモリに保存することができる。
これにより、上記書き換え可能な外部メモリに保存され
た不一致データ及びアドレスを参照し上記制御システム
の故障の原因を早期に究明することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるバス同期2重系コンピュータの
実施の形態を示すブロック図である。
【図2】 上記のバス同期2重系コンピュータの動作を
説明するフローチャートである。
【図3】 従来のクロック同期形2重系回路を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
10…CPU 11…メモリ 12…I/O 13…バス照合回路 14…正常リレードライバ 15…正常リレー 16…不一致データラッチ部 17…バスコントローラ 18…外部メモリ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同一の入力情報に対して同一の演算処理を
    同期して行う2個の演算手段を有し、この2個の演算手
    段から算出された各データを情報比較手段で比較し、そ
    の比較結果を用いて動作が正常か否かを判断し、制御対
    象に出力するデータをオン、オフ制御するバス同期2重
    系コンピュータにおいて、 上記算出された各データの比較結果が不一致のときの不
    一致データ及びアドレスをラッチして上記演算手段に割
    り込みを発生させる手段と、 上記ラッチされた不一致データを読み込んで記録する手
    段と、 上記ラッチされた不一致データの履歴を記憶する手段
    と、を備えたことを特徴とするバス同期2重系コンピュ
    ータ。
  2. 【請求項2】上記履歴記憶手段に記憶された不一致デー
    タ及びアドレスは、書き換え可能な外部メモリに保存可
    能としたことを特徴とする請求項1記載のバス同期2重
    系コンピュータ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007188367A (ja) * 2006-01-16 2007-07-26 Meidensha Corp Plcの機能検証方式
US8218840B2 (en) 2000-10-24 2012-07-10 Intrexon Corporation Method and device for selectively targeting cells within a three-dimensional specimen
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