JP2007264995A - リコンフィグラブルデバイス搭載ボードのセルフテスト装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運用中にもセルフテストを実行でき、故障検出率を向上できること。
【解決手段】セルフテスト装置は、コンフィグレーションにより機能を変更自在なリコンフィグラブルデバイスを搭載したボード３０１の運用時の運用パラメータに基づいて、ボード３０１のデバイス３１０，３２０内にて運用に用いられる運用エレメント３１２，３２２と、非運用エレメントとをそれぞれ算出する運用メント決定部３３１と、運用メント決定部３３１によって算出された非運用エレメントのなかからセルフテスト対象のエレメント３１３，３２３，３１４，３２４を割り当てるエレメント割当決定部３３２と、エレメント割当決定部３３２によって割り当てられたエレメントを通過するテスト経路に対してテスト信号を通過させてエレメント３１３，３２３，３１４，３２４のテストを行うテスト手段とを備える。
【選択図】図３

Description

この発明は、リコンフィグラブルデバイス搭載ボードのセルフテスト装置および方法にかかり、特に、ボード上に搭載されるリコンフィグラブルデバイスとそれらのボード上の接続を自己診断（セルフテスト）するリコンフィグラブルデバイス搭載ボードのセルフテスト装置および方法に関する。

従来、セルフテスト方式は、例えば、機能毎にボードが分かれ、そのボードがシェルフに搭載された装置の場合、装置が運用状態に入る前、またはテストモード時にセルフテストをボード毎に行い、結果がＯＫであれば運用状態へ移行させ、ＮＧの場合には結果がＯＫとなった別ボードを用いて運用状態へ移行させていた。

上述したセルフテスト方式としては、例えば、ある一定期間アクセスがない空き時間を利用してメモリチェック等の自己診断を行う技術（例えば、下記特許文献１参照。）、複数チャネルのうち、空きチャネルに試験データを挿入し、その出力を期待値照合して装置の故障を他のチャネルの伝送中に検出する技術（例えば、下記特許文献２参照。）、ＦＰＧＡを通常の動作の作業区域と自己試験区域とに分け、自己試験区域での診断を実行後に、作業区域の一部を自己試験区域として構成し、最初の自己試験区域の一部を作業領域と置き換え、順次作業領域を診断することにより、運用中にもＦＰＧＡの試験をできるようにした技術（例えば、下記特許文献３参照。）がある。

特開平９−６２５３４号公報 特開２０００−１９６５５５号公報 特開２００１−１４４２６１号公報

しかしながら、装置が運用状態に入るとボード毎のセルフテストが行えず、運用状態中に突然の故障が起きると、運用が停止する問題があった。例えば、装置が無線装置の場合、電波が送信されずサービス停止になる場合があった。

特許文献１の発明では、予め設定された固定のハードウェア単位で自己診断を行うものであり、より細分化されたボード単位およびボード上のエレメント集合単位での自己診断を行うことはできない。加えて、空き時間に自己診断を行う構成であるため、装置の運用が継続すると、自己診断を開始できない。

特許文献２の発明では、チャネルに空きが生じなければその空きチャネルから出力までの間に至る経路の自己診断を開始できない。この技術は複数チャネルを多重化チャネルスイッチで多重化する多重装置であるため、自己診断結果は、予め設定した切り替え範囲の各チャネル単位でしか行えない。また、チャネル別にＮＧが検出できたとしても、この検出はチャネル毎の入力選択スイッチ、入力処理部の入力段の範囲でしかなく、後段の多重化チャネルスイッチの故障時等には、他のチャネルの伝送も継続できなくなる。

特許文献３の発明では、通常の動作の作業区域と自己試験区域とに分けて自己試験区域を自己試験する構成であるため、自己試験区域が確保できないときには自己試験を開始できない。また、通常の動作に必要な作業領域を構成するセグメントは、機能別や時刻別、例えば必要なデータ処理量等に基づき変化するものであるが、特許文献３の発明は、この作業領域を構成するセグメントの変更に対応して自己試験区域の設定を行うものではないため、データ処理量の増大時であっても固定的な自己試験区域に対する自己試験を行いデータ処理効率が低下する等、動作状態に適応した柔軟な自己試験を行うことができなかった。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、運用中にもセルフテストを実行でき、故障検出率を向上できるリコンフィグラブルデバイス搭載ボードのセルフテスト装置および方法を提供することを目的とする。また、セルフテストのテスト経路を変更してエレメント全体をセルフテストできるとともに、故障部位の故障エレメントあるいは故障バスを回避して運用を継続できることを目的としている。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかるリコンフィグラブルデバイス搭載ボードのセルフテスト装置は、コンフィグレーションにより機能を変更自在なリコンフィグラブルデバイス搭載ボードを運用中にセルフテストするセルフテスト装置において、前記ボードの運用時の運用パラメータに基づいて、当該ボードのデバイス内にて運用に用いられる運用エレメントと、非運用エレメントとをそれぞれ算出するエレメント算出手段と、前記エレメント算出手段によって算出された非運用エレメントのなかからセルフテスト対象のエレメントを割り当てるエレメント割当手段と、前記エレメント割当手段によって割り当てられたエレメントを通過するテスト経路に対してテスト信号を通過させて当該エレメントのテストを行うテスト手段と、を備えたことを特徴とする。

上記構成によれば、運用パラメータに基づいて運用エレメントと非運用エレメントとが算出され、非運用エレメントのなかからセルフテスト対象のエレメントを割り当てるため、運用中にセルフテストが行える。運用パラメータの変更により運用エレメントが変更されてもその都度非運用エレメントを算出するため、ボードが実行する運用中の処理負荷等に対応して運用を妨げずにセルフテストを行える。

本発明にかかるリコンフィグラブルデバイス搭載ボードのセルフテスト装置によれば、ボードの運用中でも非運用エレメントに対してセルフテストを行うため、故障検出率を向上させることができる。また、運用パラメータの変更による運用エレメントの変更に対応して非運用エレメントに対するセルフテストを行うので、ボードに対する処理負荷等の変化があっても運用に支障なくセルフテストを実行できるという効果を奏する。

（実施の形態）
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるリコンフィグラブルデバイス搭載ボードのセルフテスト装置および方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。リコンフィグラブルデバイスとしては、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等があり、ソフトウェア、ファームウェアの変更（再コンフィグレーションによる変更）により、機能を変更することができるデバイスである。このリコンフィグラブルデバイス搭載ボードは、複数のデバイスからなる。

（セルフテスト対象となるボードの構成）
図１は、本発明のセルフテスト装置がセルフテストするリコンフィグラブルデバイス搭載ボードを示す図である。図１には一つのデバイス＃１（１０１）を記載した。このデバイス＃１は、マトリクス状に配置されている複数のエレメント＃ｉ，ｊ（ｉ，ｊ：行列記号）によって構成されている。エレメントとは、同一機能の最小処理単位が複数、集まって一つのデバイスを構成する再コンフィグレーション可能なデバイスにおける個々の最小処理単位を示している。この最小処理単位は、それぞれの特徴により、複数の種類を持っていても構わない。エレメントの例としては、ＦＰＧＡのセルやＬＵＴがある。

そして、本発明では、一つのデバイス＃１単位で、送信データ量、Ｑｏｓ、伝搬環境、Ｕｓｅｒ数等の運用パラメータに基づいて、運用に必要なエレメント数とバス数を計算する。運用するエレメントは運用エレメント１１０である。運用エレメント１１０以外のエレメントは非運用エレメント１２０である。セルフチェック時には、この非運用エレメント１２０のなかからセルフテストを行うテスト用エレメント１３０と、マトリクススイッチ用エレメント１４０としてコンフィグレーションを行い、動作させる。

また、テスト用エレメント１３０は偏りが生じない様に周期的に変更する。そして、故障検出した場合、故障エレメントと故障バスを回避して運用エレメント１１０と、テスト用エレメント１３０と、マトリクススイッチ用エレメント１４０とを割り当て、再コンフィグレーションを行い、引き続き運用する。

このように、本発明では、非運用エレメント１２０を検出して、その非運用エレメント１２０に対するセルフテストを行う。また、非運用エレメント１２０のなかからテスト用エレメント１３０と、マトリクススイッチ用エレメント１４０として選択したエレメントの集合（ブロック）に偏りが生じないように、運用に支障ない範囲で例えば周期的にブロックを変更させてセルフテストを行う。

（セルフテスト時の前処理内容）
次に、セルフテストを行う際に必要な前処理の各内容について説明する。
（１）運用に必要なエレメント数の算出
運用に必要なエレメント数は、例えば下記式（１）により算出する。
Ｘ＝ｆ（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ） …（１）
（Ｘは、運用パラメータＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの関数であり、
Ｘ：運用エレメント数
Ａ：送信要求データ量、または、送信要求レート
Ｂ：Ｑｏｓ（Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ）値であり、データの種類により即座に送信しなければならないデータ、それ以外のデータ等の指標となる値
Ｃ：伝搬環境値であり、伝搬環境を例えば１番から３０番で数値化したもの
Ｄ：ユーザー数）

図２は、運用に必要なエレメント数のテーブルを示す図である。このテーブル２００は、運用エレメント数２０１と運用ＢＵＳ数２０２のテーブルからなる。予め、デバイス毎の運用パラメータ、すなわち、処理する入力データ量とＵｓｅｒ数により使用される運用エレメント数２０１と、運用ＢＵＳ２０２数をシミュレーション等により求め、テーブル２００に記憶しておくことができる。また、上記式（１）の計算結果を、図２に示す運用エレメント数２０１のテーブルに記憶してもよい。

（２）マトリクススイッチ用エレメント数の算出
上記（１）により、一つのデバイスにおける運用エレメント数が算出されるので、次に、マトリクス状に配置されている複数のデバイスによるマトリクススイッチを構成したときのマトリクススイッチ用エレメント数を算出する。この発明では、複数のデバイスをバス（ＢＵＳ）で接続し、それぞれのテスト経路の入出力間における各エレメントと、デバイス上の結線状態と、バスの接続状態をセルフテストする。

マトリクススイッチに必要なエレメント数は、例えば下記式（２）により算出する。
Ｙ＝ｆ（ａ） …（２）
（Ｙはａの関数であり、
Ｙ：マトリクススイッチ用エレメント数
ａ：デバイス間の接続バス本数）

また、上記式（２）の計算結果は、デバイス間のバス本数が決定されると一意的に決定するので、予めメモリに記憶しておくことができる。

（３）テスト用エレメント数の算出
次に、下記式（３）により、個々のデバイスの最大使用可能エレメント数から上記の（１）運用エレメント数と、（２）マトリクススイッチ用エレメント数を差し引くことで、テスト用エレメント数を算出する。
Ｔ＝Ｍ−Ｘ−Ｙ …（３）
（Ｔ：テスト用エレメント数
Ｘ：運用エレメント数
Ｙ：マトリクススイッチ用エレメント数
Ｍ：個々のデバイスの最大利用可能エレメント数）

（４）テスト用エレメントの割り当て、故障部位の回避、巡回
次に、テスト用エレメントをデバイス上でどのように割り当てていくかを説明する。このテスト用エレメントの割り当ては、周期的に行われ、特定のエレメントだけがテスト用エレメントとして何度も割り当てられることを避ける。

１．初期はエレメント番号の若い順から運用エレメントを割り当て、残りをテスト用エレメントとマトリクススイッチ用エレメントとして割り当てる。
２．テスト用エレメントに割り当てられたエレメントの割当量に１を加算する。
３．全エレメントのなかで、テスト用エレメントに割り当てられたエレメントの割当量が最も小さなエレメントからテスト用エレメントを割り当てる。
４．故障部位である故障エレメント、または、故障バスを検出すると、故障エレメント番号には、運用エレメントもテスト用エレメントもマトリクススイッチ用エレメントも割り当てないようにする。
５．故障を検出した場合、アラーム（ＡＬＭ）をＯＡＭ（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ）管理系の装置へ外部通知する。
６．上記１．〜５．を周期的に繰り返す。

なお、送信データ量が大きくなり、多くのユーザーを同時に処理しなければならない場合などは、運用エレメント数が多くなり、対応してテスト用エレメントの割り当て数が少なくなるため、テストカバレッジは小さくなる。

（セルフテスト装置の構成）
図３は、本発明のセルフテスト装置を示すブロック図である。ボード３０１上には、リコンフィグラブルデバイスとしてのデバイス３１０，３２０が搭載されている。これらデバイス３１０，３２０を備えたボード３０１は、ユーザーデータを伝送する伝送装置内部の一部の機能として配置されている。例えば、デバイス３１０に入力されたユーザーデータは、デバイス３１０内で信号処理された後、バス（ＢＵＳ）ライン３０４を介してデバイス３２０に送出され、デバイス３２０内で信号処理された後、ユーザーデータとして出力される。

ところで、セルフテストにおいては、デバイス３１０がテスト信号の送信側デバイスとなり、デバイス３２０が受信側デバイスとなる。これらのデバイス３１０，３２０は、複数のエレメント３１１，３２１を有している。このエレメント３１１，３２１は、例えば、図示のように、運用エレメント３１２，３２２と、テスト用エレメント３１３，３２３と、マトリクススイッチ用エレメント３１４，３２４として割り当てられる。図示の例では、ブロックの領域毎に異なる割り当てが行われた例であるが、この割り当てはブロックのようなまとまった範囲がない状態でも（例えば、線状のテスト経路がクロスする等）割り当てることができる。

そして、このボード３０１上には、セルフテストを行う制御部３３０が設けられている。この制御部３３０は、運用エレメント決定部３３１と、エレメント割当決定部３３２と、バス数決定部３３３と、故障エレメント通知部３３４とを備えている。この制御部３３０は、ボード３０１上のエレメントを用いたコンピュータ機能により構成できる。

運用エレメント決定部３３１とバス数決定部３３３には、それぞれ送信データ量と、Ｑｏｓと、伝搬環境と、ユーザー数等の運用パラメータの情報が入力される。運用エレメント決定部３３１は、上記（１）運用に必要なエレメント数と、（２）マトリクススイッチ用エレメント数と、（３）テスト用エレメント数を、運用パラメータに基づきそれぞれ算出し、決定する。バス数決定部３３３は、送信データ量と、Ｑｏｓと、伝搬環境と、ユーザー数の情報に基づきデバイス３１０，３２０間のバスライン３０４の本数を算出し決定する。このバス数は、運用エレメント決定部３３１によって上記（２）マトリクススイッチ用エレメント数の算出時に用いたバス数を用いることもできる。

エレメント割当決定部３３２は、運用エレメント決定部３３１およびバス数決定部３３３により決定された運用エレメント数およびバス数に基づいて、上記（４）テスト用エレメントの割り当てを行う。テスト用エレメントの割り当てにより、複数のテストエレメントによるテスト経路が生成されることになる。このエレメント割当決定部３３２は、故障エレメント通知部３３４から故障部位が通知された場合には、故障部位を回避するために、該当する故障エレメントあるいは故障バスには、運用エレメントもテスト用エレメントもマトリクススイッチ用エレメントも割り当てを行わない。同様に、故障バスを用いない。

テスト用エレメント３１３，３２３の一部は、セルフテストを行うテスト手段として機能する。テスト手段は、テストデータを発生させるテストデータ発生部と、テスト経路を経由するテストデータを検出するテストデータチェッカーからなる（詳細は後述する）。テストデータ発生部は、テストデータをテスト経路の入力側から入力させる。テストデータチェッカーは、テスト経路の出力側からテストデータの検出結果を出力する。図示の例では、故障部位の故障エレメント、および故障バスの情報を出力する。

故障エレメント通知部３３４は、テストデータチェッカーの検出結果に基づいて、故障部位の情報が入力されたときには、アラーム（ＡＬＭ）をＯＡＭ管理系の装置へ通知するとともに、故障部位である故障エレメント、あるいは故障バスの情報をエレメント割当決定部３３２に通知する。エレメント（およびバス）が故障しているか否かは、テストデータチェッカーの検出結果に基づき故障エレメント通知部３３４が判断する構成としてもよい。

（セルフテストの処理内容）
図４は、本発明のセルフテスト装置によるセルフテストの処理内容を示すフローチャートである。この処理は、図３の制御部３３０が実行するものであり、通常の運用中に、テストエレメントに対して同時にセルフテストを行う。以下の説明では、便宜上、図３に示したように、デバイス３１０，３２０の使用ブロック（運用エレメント３１２，３２２、テスト用エレメント３１３，３２３、マトリクススイッチ用エレメント３１４，３２４の総称）がそれぞれの機能毎にブロック化されているものとして説明する。また、ｉ，ｊの記号は、デバイス内のエレメントの行列記号、およびデバイス間のバス（ＢＵＳ）番号を示すためのデバイス番号として用いている。図３の構成例の場合、デバイス３１０が一つめのデバイスなのでｉ＝１、デバイス３２０が２つめのデバイスなのでｊ＝２とし、その間のバスライン３０４の番号ＢＵＳ＃ｉｊ＝１２とした。

まず、セルフテストするテスト経路で互いに接続された複数のデバイスについて、デバイス番号ｉ，ｊの初期値ｉ＝０，ｊ＝１を設定する（ステップＳ４０１）。次に、デバイス番号＃ｉを１インクリメントし（ステップＳ４０２）、デバイス番号＃ｊを１インクリメントする（ステップＳ４０３）。そして、バス（ＢＵＳ）＃ｉｊ間に接続された一方のデバイス＃ｉにおける使用ブロックを算出し（ステップＳ４０４）、バス（ＢＵＳ）＃ｉｊ間に接続された他方デバイス＃ｊにおける使用ブロックを算出する（ステップＳ４０５）。上述したように、ステップＳ４０４，Ｓ４０５における使用ブロックは、それぞれ、送信データ量、Ｑｏｓ、伝搬環境、ユーザー（Ｕｓｅｒ）数等に基づき算出される。

そして、デバイスｉ上で最終位置のエレメントに至るまでの使用ブロックの算出処理が終わったか（ｊ＝ｅｎｄ）を確認し（ステップＳ４０６）、最終位置のデバイスでなければ（ステップＳ４０６：Ｎｏ）、ステップＳ４０３に戻り、デバイス番号＃ｊをインクリメントさせて上記処理を再度行う。最終位置のエレメントの処理が終われば（ステップＳ４０６：Ｙｅｓ）、次に、デバイスｊ上で最終位置のエレメントに至るまでの使用ブロックの算出処理が終わったか（ｉ＝ｅｎｄ）を確認し（ステップＳ４０７）、最終位置のデバイスでなければ（ステップＳ４０７：Ｎｏ）、ステップＳ４０２に戻り、デバイス番号ｉをインクリメントさせて上記処理を行う。

最終位置のデバイスｉまでの上記処理が終われば（ステップＳ４０７：Ｙｅｓ）、運用エレメント決定部３３１は、デバイス番号＃１の運用エレメントを決定し（ステップＳ４０８）、バス数決定部３３３は、この運用エレメントに対応して使用するバス番号ＢＵＳ＃ｉｊの運用バスを決定する（ステップＳ４０９）。次に、エレメント割当決定部３３２により、デバイス番号＃ｉのテスト用エレメントとマトリクススイッチ用エレメントを決定し（ステップＳ４１０）、バス番号ＢＵＳ＃ｉｊのテスト用ＢＵＳを決定する（ステップＳ４１１）。

次に、全てのデバイス内のエレメント割当終了か判断する（ステップＳ４１２）。割り当てが終了していなければ（ステップＳ４１２：Ｎｏ）、ステップＳ４０２に戻り、割り当てが終了していないデバイスに関する上記処理を行う。割り当てが終了すれば（ステップＳ４１２：Ｙｅｓ）、セルフテストをスタートさせる（ステップＳ４１３）。セルフテストは、ループバック、あるいは期待値照合テストのいずれかを選択して行う（詳細は後述する）。

そして、全てのテスト経路上のテスト対象エレメントおよびバス（ＢＵＳ）に対するセルフテストが終了したか判断し（ステップＳ４１４）、終了せず、まだ残っているテスト経路があれば（ステップＳ４１４：Ｎｏ）、ステップＳ４１３のテストを継続して行う。セルフテストが終了すると（ステップＳ４１４：Ｙｅｓ）、各テスト経路のテスト結果がＯＫであるか判断する（ステップＳ４１５）。全てのテスト経路のテスト結果がＯＫであれば（ステップＳ４１５：Ｙｅｓ）、次に、エレメントおよびバス（ＢＵＳ）の割当を変更し（ステップＳ４１６）、以上の１回のセルフテストを終了する。すなわち、テスト結果がＯＫであれば、故障エレメント通知部３３４からエレメント割当決定部３３２に対してテスト結果ＯＫが通知され、エレメント割当決定部３３２は、エレメントおよびバス（ＢＵＳ）の割り当てを変更する。この割当の変更は、後述する周期的割り当てとしてボード３０１に対する再コンフィグレーションの要求となる。ボード３０１は、再コンフィグレーションにより、正常な運用を継続しつつ、テスト経路を変更できるようになる。

一方、あるテスト経路のテスト結果がＮＧであれば（ステップＳ４１５：Ｎｏ）、故障エレメント通知部３３４は、故障が生じた故障エレメント、あるいは故障バス（ＢＵＳ）を通知する（ステップＳ４１７）。この通知は、アラーム（ＡＬＭ）を外部の管理系の装置へ行うとともに（ステップＳ４１８）、エレメント割当決定部３３２に対しても該当する故障エレメント、あるいは故障バス（ＢＵＳ）を通知する。この通知により、エレメント割当決定部３３２は、通知された故障エレメント、あるいは故障バス（ＢＵＳ）を回避して運用エレメントと、テスト用エレメントと、マトリクススイッチ用エレメントとを割り当て（ステップＳ４１６）、以上の１回のセルフテストを終了する。故障時のこの割り当ては、ボード３０１に対する再コンフィグレーションの要求となり、ボード３０１は、故障部位である故障エレメントおよび故障バス（ＢＵＳ）を回避して正常な運用を継続できるようになる。

次に、エレメントとバスの割り当てについて具体的に説明する。図５−１〜図５−３は、それぞれエレメントとバスの割り当てを説明するための図である。これらの図において図３と同じ構成部には同じ符号を付している。

ａ）周期的割り当てについて
エレメント割当決定部３３２は、送信データ量、Ｑｏｓ、伝搬環境、ユーザー数等から運用エレメント個数とマトリクススイッチ用エレメント個数を算出し、図５−１に示すように、エレメントのなかから運用エレメント３１２を図の領域（運用エレメントの領域）５０１の上から矢印の方向に沿った順番に割り当てる。また、マトリクススイッチ用エレメント３１４として図の斜線の領域（マトリクススイッチ用エレメントの領域）５０２の上から順番に割り当てる。そして、バス（ＢＵＳ）５０４を上から順番に割り当てる。この際、バスライン３０４に接続するデバイス３１０の位置により、どの方向（上下左右）の領域５０２と、バス５０４を使用するかを考慮して割り当てる。余った領域５０３は、セルフテストを行うテスト用エレメント３１１用のテスト用エレメントの領域として割り当てる。このような周期的割り当てにより、テストガバレッジを向上させることができる。

１回のセルフテスト終了後には、図５−２に示すように、運用エレメント３１２の領域５０１を変更する。割り当てに際しては、通常動作に要求されるスキューや動作速度を満足する範囲内となるように割り当てる。

ｂ）故障エレメント／故障バスが生じた場合の割り当て
エレメントあるいはバス（ＢＵＳ）に故障があった場合には、故障部位を回避してエレメントの割り当てを行う。図５−３に示す例では、エレメントの２３番が故障エレメントとして検出されたものであり、テスト経路は、この故障エレメント２３番を回避して設定する。

（期待値照合テストの具体例）
図６は、セルフテストの一例の期待値照合テストを説明する図である。図３と同様の構成部には同一の符号を付してある。図６に記載されている複数のデバイスでは、複数のテスト経路が同時に期待値照合テストを行うことができるが、便宜上、期待値照合テストをデバイス３１０とデバイス３２０との間のテスト経路で行う場合について説明する。また、各エレメントの領域内に配置されている複数のエレメントの記載は省略してある。

ボード３０１の外部からは、送信データ量、Ｑｏｓ、伝搬環境、ユーザー数、ユーザーデータが入力される。ユーザーデータは、デバイス３１０側に入力され、送信データ量、Ｑｏｓ、伝搬環境、ユーザー数は、制御部３３０に入力される。制御部３３０は、上述した制御により、運用エレメントとして割り当てられた運用エレメント番号と、テスト用エレメントとして割り当てられたテスト用エレメント番号と、マトリクススイッチ用エレメントとして割り当てられたマトリクススイッチ用エレメント番号の各情報を、デバイス３１０，３２０に出力し、これらデバイス３１０，３２０はコンフィグレーションを行う。

入力されるユーザーデータは、デバイス３１０の運用エレメントの領域５０１〜マトリクススイッチ用エレメントの領域５０２〜バスライン３０４（バス番号＃２，３）〜デバイス３２０のマトリクススイッチ用エレメントの領域５０２〜運用エレメントの領域５０１に至る運用経路Ｌ１，Ｌ２を流れて外部に出力される。

そして、上述したエレメントの割り当て、およびデバイス３１０，３２０のコンフィグレーションにより、この運用経路Ｌ１，Ｌ２と異なる経路となるようにテスト経路Ｔ１，Ｔ２が設定される。この際、デバイス３１０側をテストデータの送信部、デバイス３２０側をテストデータの送信部として機能させる。このために、デバイス３１０のテスト用エレメントの領域５０３内の一部のエレメントは、テストデータ発生部として機能させる。テストデータ（期待値）としては、ＰＮ９等の擬似ランダム符号や、「０Ｘ５５ＡＡ」等の固定パターンを用いる。一方、デバイス３２０のテスト用エレメントの領域５０３内の一部のエレメントは、テストデータチェッカーとして機能させる。

テストデータは、デバイス３１０のテスト用エレメントの領域５０３〜マトリクススイッチ用エレメントの領域５０２〜バスライン３０４（バス番号＃１，ｎ）〜デバイス３２０のマトリクススイッチ用エレメントの領域５０２〜テスト用エレメントの領域５０３に至るテスト経路Ｔ１，Ｔ２を流れる。これにより、送信側のデバイス３１０のテストデータ発生器用のテスト用エレメント３１３と、テスト用バスに割り当てられたマトリクススイッチ用エレメント３１４と、テストデータが流れるバスライン３０４（バス番号＃１，ｎ）と、受信側のデバイス３２０のテスト用バスに割り当てられたマトリクススイッチ用エレメント３２４と、テストチェッカー用のテスト用エレメント３２３が試験対象になる。

そして、送信側のデバイス３１０のテスト用エレメントの領域５０３内のテストデータ発生器用のテスト用エレメント（テストデータ発生部）３１３から期待値を送信する。そして、受信側のデバイス３２０のテスト用エレメントの領域５０３内のテストチェッカー用のテスト用エレメント３２３（テストデータチェッカー）によりテストデータを受信して送信した期待値と期待値照合を行う。この期待値照合の結果、エラーが発生した場合には、テストデータチェッカーは、エラー箇所を特定し、その箇所を避けるために故障エレメント、あるいは故障バスの情報を制御部３３０の故障エレメント通知部３３４へ通知する。

（ループバックテストの具体例）
図７は、セルフテストの一例のループバックテストを説明する図である。図７に記載されている複数のデバイスでは、複数のテスト経路が同時にループバックテストを行うことができるが、便宜上、ループバックテストをデバイス３１０とデバイス３２０との間のテスト経路で行う場合について説明する。図示のループバックテストでは、送信側のデバイス３１０から期待値を送信し、受信側のデバイス３２０でＬＯＯＰＢＡＣＫ（折り返し）を行い、送信側のデバイス３１０で期待値照合を行う。

ボード３０１の外部からは、送信データ量、Ｑｏｓ、伝搬環境、ユーザー数、ユーザーデータが入力される。ユーザーデータは、デバイス３１０側に入力され、送信データ量、Ｑｏｓ、伝搬環境、ユーザー数は、制御部３３０に入力される。制御部３３０は、上述した制御により、運用エレメント３１２として割り当てられた運用エレメント番号と、テスト用エレメントとして割り当てられたテスト用エレメント番号と、マトリクススイッチ用エレメントとして割り当てられたマトリクススイッチ用エレメント番号の各情報を、デバイス３１０，３２０に出力し、これらデバイス３１０，３２０はコンフィグレーションを行う。

入力されるユーザーデータは、デバイス３１０の運用エレメントの領域５０１〜マトリクススイッチ用エレメントの領域５０２〜バスライン３０４（バス番号＃２，３）〜デバイス３２０のマトリクススイッチ用エレメントの領域５０２〜運用エレメントの領域５０１に至る運用経路Ｌ１，Ｌ２を流れて外部に出力される。

そして、上述したエレメントの割り当て、およびデバイス３１０，３２０のコンフィグレーションにより、この運用経路Ｌ１，Ｌ２と異なる経路となるようにループバックのテスト経路Ｔａ，Ｔｂが設定される。デバイス３１０からデバイス３２０への方向のテスト経路をテスト経路Ｔａとし、デバイス３２０からデバイス３１０へ折り返したテスト経路をテスト経路Ｔｂとして記載した。

そして、デバイス３１０側にテストデータの送信部と受信部を配置させる。このために、デバイス３１０のテスト用エレメントの領域５０３内の一部のエレメントは、テストデータ発生部およびテストデータチェッカーとして機能させる。デバイス３２０側のテスト用エレメントの領域５０３内では、テスト経路Ｔａとテスト経路Ｔｂをつないで折り返すループバックを形成させる。テストデータ（期待値）としては、ＰＮ９等の擬似ランダム符号や、「０Ｘ５５ＡＡ」等の固定パターンを用いることができる。

テストデータは、一方のデバイス３１０のテスト用エレメントの領域５０３〜マトリクススイッチ用エレメントの領域５０２〜バスライン３０４（バス番号＃１）〜他方のデバイス３２０のマトリクススイッチ用エレメントの領域５０２〜テスト用エレメントの領域５０３に至るテスト経路Ｔａを流れる。この後、テスト信号はループバックにより折り返され、他方のデバイス３２０のテスト用エレメントの領域５０３〜マトリクススイッチ用エレメントの領域５０２〜バスライン３０４（バス番号＃ｎ）〜一方のデバイス３１０のマトリクススイッチ用エレメントの領域５０２〜テスト用エレメントの領域５０３に至るテスト経路Ｔｂを流れる。

これにより、一方のデバイス３１０のテストデータ発生器用のテスト用エレメント３１３と、テスト用バスに割り当てられたマトリクススイッチ用エレメント３１４と、テストデータが流れるバスライン３０４（バス番号＃１，ｎ）と、他方のデバイス３２０のテスト用バスに割り当てられたマトリクススイッチ用エレメント３２４と、テストチェッカー用のテスト用エレメント３２３が試験対象になる。

そして、デバイス３１０のテスト用エレメントの領域５０３内のテストデータ発生器用のテスト用エレメント（テストデータ発生部）３１３から期待値を送信する。そして、このデバイス３１０のテスト用エレメントの領域５０３内のテストチェッカー用のテスト用エレメント３２３（テストデータチェッカー）によりテストデータを受信して期待値照合を行う。この期待値照合の結果、エラーが発生した場合には、テストデータチェッカーは、エラー箇所を特定し、その箇所を避けるために故障エレメント、あるいは故障バスの情報を制御部３３０の故障エレメント通知部３３４へ通知する。

上記実施の形態において説明した各セルフテストの例では、２つのデバイス３１０，３２０間をバスライン３０４にて接続したテスト経路を例に説明したが、セルフテストの対象となるデバイスおよびバスの数は任意に設定することができる。

そして、伝送機器の運用中においては、送信データ量の変化等によって、運用エレメントの数が変化するが、運用エレメントの数が変化してもその都度、非運用エレメントのなかからテスト用エレメントを割り当てるため、運用に支障がない状態で運用を継続させながらセルフテストを行うことができるため、早期に故障部位を検出できるようになる。

また、上記実施の形態では、リコンフィグラブルデバイス搭載ボードにより伝送機器を構成する例を説明したが、本発明のセルフテスト装置は、伝送機器に限らず、リコンフィグラブルデバイスが搭載されたボードを有する各種装置に適用することができ、故障部位の早期検出を可能とする。

なお、本実施の形態で説明したセルフテスト方法は、予め用意されたプログラムをコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。

（付記１）コンフィグレーションにより機能を変更自在なリコンフィグラブルデバイス搭載ボードを運用中にセルフテストするセルフテスト装置において、
前記ボードの運用時の運用パラメータに基づいて、当該ボードのデバイス内にて運用に用いられる運用エレメントと、非運用エレメントとをそれぞれ算出するエレメント算出手段と、
前記エレメント算出手段によって算出された非運用エレメントのなかからセルフテスト対象のエレメントを割り当てるエレメント割当手段と、
前記エレメント割当手段によって割り当てられたエレメントを通過するテスト経路に対してテスト信号を通過させて当該エレメントのテストを行うテスト手段と、
を備えたことを特徴とするセルフテスト装置。

（付記２）前記エレメント算出手段は、
前記運用パラメータとしてボードに入力されるデータ量に基づいて、当該ボードのデバイス内にて運用に用いられる運用エレメントと、非運用エレメントとをそれぞれ算出することを特徴とする付記１に記載のセルフテスト装置。

（付記３）前記ボードの運用時の運用パラメータに基づいて、前記ボードの運用に必要なデバイス間のバス本数を算出するバス数算出手段を備え、
前記エレメント割当手段は、
前記エレメント算出手段によって算出された非運用エレメントと、前記バス数算出手段によって算出されたバス本数に基づき、デバイス間をバスで接続させてセルフテスト対象となるエレメントおよびバスを通過する所定のテスト経路を割り当てることを特徴とする付記１または２に記載のセルフテスト装置。

（付記４）前記テスト手段は、
前記テスト経路上に配置されたエレメントを用いて前記テストデータを発生させ、前記テスト経路に送り出すテストデータ発生手段と、
前記テスト経路を介して受け取ったテストデータに基づいて、テスト経路上での故障部位を判断するテストチェッカーと、
からなることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載のセルフテスト装置。

（付記５）前記テストデータ発生手段は、前記テストデータとして擬似ランダム符号、あるいは固定パターンを発生し、前記テストチェッカーは、前記テストデータの期待値を用いてテスト結果を得ることを特徴とする付記４に記載のセルフテスト装置。

（付記６）前記テスト手段は、
前記テストデータ発生手段と前記テストチェッカーとが一つのデバイスに配置され、前記テストデータのテスト経路が他のデバイスを経由し当該他のデバイスにて折り返される、ループバックテストを行うことを特徴とする付記４または５に記載のセルフテスト装置。

（付記７）前記テスト手段によるテスト結果を受けて、前記故障部位を前記エレメント割当手段、および外部の管理装置に通知する故障通知手段をさらに備えたことを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載のセルフテスト装置。

（付記８）前記エレメント割当手段は、
前記テスト手段によるテスト結果がＯＫの場合には、前記非運用エレメントのなかからセルフテスト対象として異なるエレメントの割り当てを再度行い、前記ボードに対する再コンフィグレーションを要求することを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載のセルフテスト装置。

（付記９）前記エレメント割当手段は、
前記テスト手段によるテスト結果がＮＧの場合には、故障部位を回避するように、前記運用エレメントの運用経路および前記テスト経路の割り当てを再度行い、前記ボードに対する再コンフィグレーションを要求することを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載のセルフテスト装置。

（付記１０）前記エレメント割当手段は、
前記エレメント算出手段によって算出された非運用エレメントのなかからセルフテスト対象となるエレメントとして、テスト用エレメントと、マトリクススイッチ用エレメントをそれぞれ割り当てることを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載のセルフテスト装置。

（付記１１）コンフィグレーションにより機能を変更自在なリコンフィグラブルデバイス搭載ボードを運用中にセルフテストするセルフテスト方法において、
前記ボードの運用時の運用パラメータに基づいて、当該ボードのデバイス内にて運用に用いられる運用エレメントと、非運用エレメントとをそれぞれ算出するエレメント算出工程と、
前記エレメント算出工程によって算出された非運用エレメントのなかからセルフテスト対象のエレメントを割り当てるエレメント割当工程と、
前記エレメント割当工程によって割り当てられたエレメントを通過するテスト経路に対してテスト信号を通過させて当該エレメントのテストを行うテスト工程と、
を含むことを特徴とするセルフテスト方法。

以上のように、本発明にかかるリコンフィグラブルデバイス搭載ボードのセルフテスト装置および方法は、リコンフィグラブルデバイスのエレメントおよびバスのセルフチェックに有用であり、特に、セルフテストのために運用を停止させることができない伝送装置等のインフラ基幹に配備される装置に適している。

本発明のセルフテスト装置がセルフテストするリコンフィグラブルデバイス搭載ボードを示す図である。 運用に必要なエレメント数のテーブルを示す図である。 本発明のセルフテスト装置を示すブロック図である。 本発明のセルフテスト装置によるセルフテストの処理内容を示すフローチャートである。 エレメントとバスの割り当てを説明するための図である（その１）。 エレメントとバスの割り当てを説明するための図である（その２）。 エレメントとバスの割り当てを説明するための図である（その３）。 セルフテストの一例の期待値照合テストを説明する図である。 セルフテストの一例のループバックテストを説明する図である。

符号の説明

１０１ デバイス
１１０ 運用エレメント
１２０ 非運用エレメント
１３０ テスト用エレメント
１４０ マトリクススイッチ用エレメント
３０１ ボード
３０４ バス（ＢＵＳ）ライン
３１０，３２０ デバイス
３１１，３２１ エレメント
３１２，３２２ 運用エレメント
３１３，３２３ テスト用エレメント
３１４，３２４ マトリクススイッチ用エレメント
３３０ 制御部
３３１ 運用エレメント決定部
３３２ エレメント割当決定部
３３３ バス数決定部
３３４ 故障エレメント通知部
５０１ 運用エレメントの領域
５０２ マトリクススイッチ用エレメントの領域
５０３ テスト用エレメントの領域
Ｌ１，Ｌ２ 運用経路
Ｔ１，Ｔ２，Ｔａ，Ｔｂ テスト経路

Claims (5)

1. コンフィグレーションにより機能を変更自在なリコンフィグラブルデバイス搭載ボードを運用中にセルフテストするセルフテスト装置において、
   前記ボードの運用時の運用パラメータに基づいて、当該ボードのデバイス内にて運用に用いられる運用エレメントと、非運用エレメントとをそれぞれ算出するエレメント算出手段と、
   前記エレメント算出手段によって算出された非運用エレメントのなかからセルフテスト対象のエレメントを割り当てるエレメント割当手段と、
   前記エレメント割当手段によって割り当てられたエレメントを通過するテスト経路に対してテスト信号を通過させて当該エレメントのテストを行うテスト手段と、
   を備えたことを特徴とするセルフテスト装置。
2. 前記エレメント算出手段は、
   前記運用パラメータとしてボードに入力されるデータ量に基づいて、当該ボードのデバイス内にて運用に用いられる運用エレメントと、非運用エレメントとをそれぞれ算出することを特徴とする請求項１に記載のセルフテスト装置。
3. 前記エレメント割当手段は、
   前記テスト手段によるテスト結果がＯＫの場合には、前記非運用エレメントのなかからセルフテスト対象として異なるエレメントの割り当てを再度行い、前記ボードに対する再コンフィグレーションを要求することを特徴とする請求項１または２に記載のセルフテスト装置。
4. 前記エレメント割当手段は、
   前記テスト手段によるテスト結果がＮＧの場合には、故障部位を回避するように、前記運用エレメントの運用経路および前記テスト経路の割り当てを再度行い、前記ボードに対する再コンフィグレーションを要求することを特徴とする請求項１または２に記載のセルフテスト装置。
5. コンフィグレーションにより機能を変更自在なリコンフィグラブルデバイス搭載ボードを運用中にセルフテストするセルフテスト方法において、
   前記ボードの運用時の運用パラメータに基づいて、当該ボードのデバイス内にて運用に用いられる運用エレメントと、非運用エレメントとをそれぞれ算出するエレメント算出工程と、
   前記エレメント算出工程によって算出された非運用エレメントのなかからセルフテスト対象のエレメントを割り当てるエレメント割当工程と、
   前記エレメント割当工程によって割り当てられたエレメントを通過するテスト経路に対してテスト信号を通過させて当該エレメントのテストを行うテスト工程と、
   を含むことを特徴とするセルフテスト方法。

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