JP2003271379A - 電子機器及びその乱数発生方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 疑似乱数の一致を回避する。 【解決手段】 電子機器は、システムクロックＣＬＫを
カウントするカウンタ３と、乱数が必要とされるときカ
ウンタ３のカウント値を基に疑似乱数を発生させる疑似
乱数発生手段６と、電源断を検出する電源断検出手段４
と、電源断が検出されたときカウンタ３のカウント値を
記憶するメモリ５と、電源断の後に電源が投入されたと
き、記憶されたカウント値をカウンタ３のカウント初期
値として設定する制御部７とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機器内部で乱数を
発生させる電子機器及びその乱数発生方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子機器のさまざまなアプリケー
ションにおいて、乱数の発生が必要になる場合がある。
特に、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ機器で
は、周知のアルゴリズムを用いた疑似乱数発生手段によ
り、ソフトウェアで乱数を発生させるのが一般的な方法
である（例えば、特開２００１−５１８３１号公報）。
この疑似乱数発生手段は、「シード」と呼ばれる初期値
を入力することで一定範囲内の乱数を出力する。

【０００３】一般的なコンピュータ機器では、システム
クロックをカウントした値を乱数のシードとして利用し
ている。図３は、従来のコンピュータ機器の構成を示す
ブロック図である。ＣＰＵやメモリ等からなる制御部１
３はシステムクロックＣＬＫに同期して動作する。カウ
ンタ１１は、システムクロックＣＬＫをカウントしてそ
のカウント値を出力する。疑似乱数発生手段１２は、制
御部１３が乱数を必要とするとき、カウンタ１１から出
力されたカウント値をシードとして利用して疑似乱数を
発生させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
コンピュータ機器では、疑似乱数が同一となる可能性が
あり、真の乱数としては使えないという問題点があっ
た。つまり、カウンタ１１は電源投入後、予め設定され
た初期値からカウントを開始するので、システムクロッ
クが同一周波数である複数のコンピュータ機器を同時に
起動すると、各機器のカウンタ１１のカウント値が同一
となる可能性がある。疑似乱数発生手段１２で生成され
る疑似乱数は、シードの値とアルゴリズムにより一義的
に決定されるので、シードの値が同一であれば、生成さ
れる疑似乱数も同一となる。したがって、複数のコンピ
ュータ機器で疑似乱数が同一となる可能性がある。この
ような疑似乱数の一致は例えば以下のような場合に問題
となる。

【０００５】イーサネット（登録商標）のＣＳＭＡ／Ｃ
Ｄの手順では、パケットが衝突した場合、再衝突をさけ
るためにランダムな間隔（乱数）でパケットを再送する
よう規定されている。しかし、イーサネットに接続され
た複数のコンピュータ機器が同時に起動すると、前述の
ように各コンピュータ機器で疑似乱数が同一となる可能
性があるので、パケットの衝突が発生したとき、疑似乱
数で決定される間隔でパケットを再送しようとしても、
この間隔が一致してしまい、パケットの再衝突が発生す
る可能性がある。なお、以上のような問題は、コンピュ
ータ機器に限るものではなく、システムクロックをカウ
ントした値を乱数のシードとして利用する電子機器であ
れば同様に発生する。例えば、ソフトウエアを持たず、
ハードウエアのみで動作するような機器固有のＩＤ番号
を持たない装置では、起動から送信までの時間がどの装
置も常に一定であるため、疑似乱数が同一となり、パケ
ットの再衝突が発生する。本発明は、上記課題を解決す
るためになされたもので、疑似乱数の一致を回避するこ
とができる電子機器及びその乱数発生方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の電子機器は、シ
ステムクロックをカウントするカウンタと、乱数が必要
とされるとき前記カウンタのカウント値を基に疑似乱数
を発生させる疑似乱数発生手段と、電源断を検出する電
源断検出手段と、この電源断検出手段によって電源断が
検出されたとき前記カウンタのカウント値を記憶する記
憶手段と、前記電源断の後に電源が投入されたとき、前
記記憶されたカウント値を前記カウンタのカウント初期
値として設定する設定手段とを備えるものである。ま
た、本発明の電子機器の乱数発生方法は、カウンタでシ
ステムクロックをカウントする手順と、乱数が必要とさ
れるとき前記カウンタのカウント値を基に疑似乱数を発
生させる疑似乱数発生手順と、電源断を検出したとき前
記カウンタのカウント値を記憶する記憶手順と、前記電
源断の後に電源が投入されたとき、前記記憶したカウン
ト値を前記カウンタのカウント初期値として設定する設
定手順とを実行するようにしたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施
の形態となる電子機器の構成を示すブロック図である。
図１では、疑似乱数の発生に関わる部分のみを記載して
いる。電子機器１は、電子機器１の各構成に電源電圧を
供給する電源供給部２と、システムクロックＣＬＫをカ
ウントするカウンタ３と、電源供給部２の出力を監視
し、電源断を検出する電源断検出手段４と、電源断時の
カウンタ３のカウント値を記憶する記憶手段となるメモ
リ５と、カウンタ３のカウント値を基に疑似乱数を発生
させる疑似乱数発生手段６と、電子機器全体を制御する
制御部７とを有する。

【０００８】次に、電子機器１の乱数発生方法について
説明する。図２は電子機器１の乱数発生方法を示すフロ
ーチャート図である。電源供給部２は、商用電源から得
た１００Ｖの交流電圧を所定の電源電圧に変換して電子
機器１の各構成に供給する。例えばＣＰＵやメモリ等か
らなる制御部７は、図示しないシステムクロック発生手
段で生成されたシステムクロックＣＬＫに同期して動作
し、電子機器を制御して所定の機能を実現する。

【０００９】カウンタ３は、システムクロックＣＬＫを
カウントしてそのカウント値を出力する。疑似乱数発生
手段６は、制御部７が乱数を必要とするとき、カウンタ
３から出力されたカウント値をシードとして利用して周
知のアルゴリズムにより疑似乱数を発生させる（図２ス
テップ１０１）。

【００１０】次に、例えば工場出荷検査時や試運転調整
時などに、電子機器１の電源を個別に遮断する工程を設
ける。これにより、電源供給部２からの電源電圧供給が
停止する。電源断検出手段４は、電源電圧の低下又は遮
断を検出して、電源断と判断する。制御部７は、電源断
検出手段４によって電源断が検出されたとき（ステップ
１０２においてＹＥＳ）、自身の機能が完全停止する前
に、カウンタ３の現在のカウント値を不揮発性のメモリ
５に記憶させる（ステップ１０３）。

【００１１】次に、電子機器１の電源を投入する。設定
手段となる制御部７は、電源供給部２からの電源電圧供
給が再開されて再起動したとき（ステップ１０４におい
てＹＥＳ）、メモリ５に記憶されたカウント値を読み出
して、このカウント値をカウンタ３の初期値として設定
する。カウンタ３は、設定された値を初期値としてシス
テムクロックＣＬＫのカウントを開始する（ステップ１
０５）。再起動後においても、制御部７が乱数を必要と
するときには、ステップ１０１の手順が実行される。

【００１２】以上のように、本実施の形態では、電源断
を検出したときカウンタ３のカウント値を記憶し、電源
断の後に電源が投入されたとき、前記記憶したカウント
値をカウンタ３のカウント初期値として設定するように
したので、複数の電子機器１の運用前に各電子機器１の
電源を時刻をずらしながら遮断することを少なくとも１
回実行しておけば、再起動後にカウント再開される各電
子機器１のカウント値がずれるので、各電子機器１の疑
似乱数発生に関わる構成が同一で、かつ運用時に各電子
機器１が同時に電源投入されるようなことがあったとし
ても、各電子機器１で生成される疑似乱数が一致するこ
とがなくなる。

【００１３】したがって、イーサネットを使って機器間
通信を行う複数の電子機器１に本発明を適用すれば、ネ
ットワーク上で衝突したパケットを再送するタイミング
をずらすことができ、パケットの再衝突の可能性を低減
することができる。これにより、従来に比べてパケット
再送の頻度が減り、パケット再送のためにネットワーク
の通信速度が低下する可能性を低減することができるの
で、早期通知が必要な異常発生通知をネットワーク上で
素早く伝送することができ、電子機器や配線の異常を早
期に発見することができる。

【００１４】なお、本実施の形態では、コンピュータ機
器を例に挙げて説明しているが、これに限るものではな
く、コンピュータ機器以外の電子機器にも本発明を適用
できることは言うまでもない。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、電源断を検出したとき
カウンタのカウント値を記憶し、電源断の後に電源が投
入されたとき、前記記憶したカウント値をカウンタのカ
ウント初期値として設定するようにしたので、複数の電
子機器の運用前に各電子機器１の電源を時刻をずらしな
がら遮断することを少なくとも１回実行しておけば、再
起動後にカウント再開される各電子機器のカウント値が
ずれるので、各電子機器の疑似乱数発生に関わる構成が
同一で、かつ運用時に各電子機器１の電源が同時に投入
されるようなことがあったとしても、各電子機器で生成
される疑似乱数が一致することがなくなる。したがっ
て、機器間通信を行う複数の電子機器に本発明を適用す
れば、パケットの再衝突の可能性を低減することができ
るので、通信の信頼性を向上させることができ、電子機
器や配線の異常を早期に発見することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態となる電子機器の構成を
示すブロック図である。

【図２】 本発明の実施の形態の電子機器の乱数発生方
法を示すフローチャート図である。

【図３】 従来のコンピュータ機器の構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１…電子機器、２…電源供給部、３…カウンタ、４…電
源断検出手段、５…メモリ、６…疑似乱数発生手段、７
…制御部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 システムクロックをカウントするカウン
   タと、 乱数が必要とされるとき前記カウンタのカウント値を基
   に疑似乱数を発生させる疑似乱数発生手段と、 電源断を検出する電源断検出手段と、 この電源断検出手段によって電源断が検出されたとき前
   記カウンタのカウント値を記憶する記憶手段と、 前記電源断の後に電源が投入されたとき、前記記憶され
   たカウント値を前記カウンタのカウント初期値として設
   定する設定手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
2. 【請求項２】 カウンタでシステムクロックをカウント
   する手順と、 乱数が必要とされるとき前記カウンタのカウント値を基
   に疑似乱数を発生させる疑似乱数発生手順と、 電源断を検出したとき前記カウンタのカウント値を記憶
   する記憶手順と、 前記電源断の後に電源が投入されたとき、前記記憶した
   カウント値を前記カウンタのカウント初期値として設定
   する設定手順とを実行することを特徴とする電子機器の
   乱数発生方法。