JP2009003862A - 複数コンポーネントシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】正常状態にあるコンポーネントのCPUに影響を与えることなく、異常状態にあるコンポーネントのCPUのみをリセットできるようにする。
【解決手段】複数のコンポーネント20,30,40がPCIバス50を介して互いに接続されており、これらに電源電圧を供給する電源10には、リセットスイッチ11が設けられている。これらコンポーネントのいずれか、例えば、LAN20でのCPU21が異常状態となると、その判定回路23がこの異常を判定し、オン状態に設定される。CPU31,41が正常なシリアル30やCF40では、その判定回路33,34はオフ状態にある。この状態でリセットスイッチ11が操作されると、リセット信号Rsが発生して各コンポーネント20,30,40に供給され、LAN20でのみこのリセット信号Rsが判定回路23からCPU21に供給され、この異常状態のCPU21がリセットされる。
【選択図】図1

Description

本発明は、LANなどの少なくともCPU(Central Processing Unit:中央処理装置)を備えたコンポーネントが複数共通バスを介して接続されて構成された複数コンポーネントシステムに係り、特に、該コンポーネントでの異常状態となったCPUのリセット機構に関する。
従来、リセット線を含む共通バスを介して複数のCPUユニットが接続され、夫々のCPUユニットで全体の処理を分担して実行するようにしたマルチCPUシステムが知られているが、かかるマルチCPUシステムにおいて、実行中のアプリケーションプログラムの指定により、CPUユニットをリセットするようにした技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
この技術は、少なくともCPUユニットを含む複数のサブラック(コンポーネント)からなるシステムであって、このシステムの運用中に、いずれかのサブラックのCPUユニットで、実行中のアプリケーションプログラムの指定により、システムリセット要求が発生するものであり、かかる要求があると、このCPUユニットがリセット権を獲得し、リセット線を介して他のサブラックのCPUユニットをリセットするものである。
特開平5−290008号公報
ところで、上記特許文献1に記載のシステムでは、このシステムを構成する複数のサブラック、即ち、コンポーネントのCPUユニットが夫々全体の処理を分担して実行するものであるから、システムリセット要求により、全てのコンポーネントのCPUユニットが同時にリセットされるようにしているものであるが、複数のコンポーネントから構成され、個々のコンポーネントが個別に独立の処理を行なうシステムでは、上記特許文献1に記載のシステムのように、リセット信号により、全てのコンポーネントのCPUユニットが同時にリセットされたのでは、正常に処理を行なっているCPUユニットもリセットされることになり、これまでの処理データが失われ、これまでの処理が無駄になってしまうという問題がある。
かかる問題を解消するために、例えば、あるコンポーネントでのCPUユニットに異常が発生した場合、このCPUユニットのみをリセットするようにすることが考えられるが、このためには、いずれかにCPUユニットが異常状態になる毎に、CPUユニットが異常状態となったコンポーネントをオペレータが見つけ出す作業が必要となり、オペレータにとって非常に手間がかかることになる。
さらに、CPUにWDT(Watch Dog Timer:ウォッチドッグタイマ)を設け、このWDTがCPUの状態を常時監視し、CPUが異常状態となったことを検出すると、このCPUをリセットする技術も知られており、CPUユニットを有するコンポーネントの複数からなるシステムにおいて、コンポーネント毎にかかるWDTを設け、そのCPUが異常状態となると、このWDTによってCPUユニットがリセットされるようにすることも考えられ、これにより、異常状態となったCPUユニットのみリセットするようにすることができる。
ところで、この方法によると、オペレータの意思に関係なく、異常状態となったCPUが自動的にリセットされる。しかしながら、システムに異常がみられた場合、オペレータとしては、例えば、この異常を充分に確認したり、場合によっては、この異常のもとになるコンポーネントを見つけ出し、そのCPUのこれまでの処理データを確保するなどの処置を講じたりしたい場合もあり、このようなオペレータの要求があるにもかかわらず、自動的に異常状態のCPUがリセットされてしまうことになる。
本発明の目的は、かかる問題を解消し、異常状態となったコンポーネントのCPUのみをオペレータの希望するタイミングでリセットすることができるようにした複数コンポーネントシステムを提供することにある。
本発明の他の目的は、さらに、異常状態となったコンポーネントのCPUのみを、その処理データが損なわれないタイミングでリセットすることができるようにした複数コンポーネントシステムを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、少なくともCPUを備えたコンポーネントが複数共通バスで接続されてなる複数コンポーネントシステムであって、スイッチ操作によってリセット信号を発生し、コンポーネント夫々に供給する第1のリセット信号発生手段を設けるとともに、コンポーネントの夫々毎に、CPUのリセットの可否を判定する判定手段を設け、判定手段は、CPUが正常状態にあるとき、第1のリセット信号発生手段からのリセット信号によるCPUのリセットを禁止し、CPUが異常状態にあるとき、第1のリセット信号発生手段からのリセット信号によってCPUをリセットすることを特徴とするものである。
また、本発明は、コンポーネント夫々のCPUが、正常状態であるとき、生存情報を出力して、共通バスを介して他のコンポーネントに供給するとともに、他のコンポーネントからの生存情報を取得することにより、他のコンポーネントでのCPUが正常状態にあるか否かを判定し、コンポーネント毎に、CPUが他のコンポーネントでのCPUを異常状態にあると判定したとき、リセット信号を発生して他のコンポーネントの判定手段に供給する第2のリセット信号発生手段を設けたことを特徴とするものである。
また、本発明は、夫々のコンポーネントのCPUが夫々、正常状態にあるとき、CPUが異常状態となったコンポーネントでのCPUでの処理結果のデータを共通バスを介して取得し、しかる後、第2のリセット信号発生手段からリセット信号を発生させることを特徴とするものである。
また、本発明は、コンポーネント夫々毎に、CPUの状態を検出する状態検出手段を設け、判定手段は、状態検出手段の検出結果に応じて、CPUのリセットの可否を判定することを特徴とするものである。
また、本発明は、状態検出手段が、CPUから所定の周期でクリアが繰り返され、クリアの繰り返しがなくなることによってCPUの状態が異常であることを検出するウォッチドタイマであることを特徴とするものである。
本発明によると、オペレータが必要とするタイミングで、異常状態となったコンポーネントのCPUのみをリセットさせることができ、正常状態にあるコンポーネントのCPUをそのまま処理を継続させることができる。
また、本発明によると、CPUが異常状態となったコンポーネントに対して、正常なコンポーネントのCPUがアクセスでき、CPUが異常状態となったコンポーネントでのこれまでの処理結果を確保するなどの処理をして後、この異常状態となったCPUを自動的にリセットすることができ、かかるリセットによっても、これまでの処理を無駄にすることがない。
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
なお、以下の実施形態としては、機械などの制御などに用いられるPLC(プログラマブル・ロジック・コントローラ)を例に説明するが、本発明は、これのみに限るものではなく、夫々が少なくともCPUを備えた複数のコンポーネントからなる任意のシステムに適用可能である。
図1は本発明による複数コンポーネントシステムの第1の実施形態の要部を示す概略構成図であって、10は電源、11はリセットスイッチ、20はLAN(Local Area Network)、30はシリアル、40はCF(Compact Flash:コンパクトフラッシュ(登録商標))、21,31,41はCPU、22,32,42は状態検出手段、23,33,43は判定回路、24,34,44はメモリ、25はLAN I/F(Interface)、35はシリアルI/F、45はCF I/F、50はPCI(Peripheral Components Interconnect)バスである。
同図において、この第1の実施形態は、LAN20やシリアル30,CF40などのコンポーネントとこれらに電源電圧を供給する電源10とで構成されており、これらコンポーネント20,30,40は共通バスとしてのPCIバス50によって相互に接続されている。
LAN20は、CPU21と、CPU21が実行するプログラムやCPU21が演算処理するデータを格納するメモリ24と、LAN I/F25とを備え、さらに、CPU21をリセットするための状態検出手段22や判定回路23が設けられた構成をなしており、LAN I/F25によってインターネットとの通信を行なうコンポーネントである。また、シリアル30は、同様にして、CPU31と、CPU31が実行するプログラムやCPU31が演算処理するデータを格納するメモリ34と、LAN I/F35とを備え、さらに、CPU31をリセットするための状態検出手段32や判定回路33が設けられた構成をなしており、シリアルI/F35によってRS232Cなどの規格に基づいて外部機器との通信を行なうコンポーネントである。さらに、CF40は、同様にして、CPU41と、CPU41が実行するプログラムやCPU41が演算処理するデータを格納するメモリ44と、CF I/F45とを備え、さらに、CPU41をリセットするための状態検出手段42や判定回路43が設けられた構成をなしており、LAN I/F45によってCFカードなどの記録媒体と通信を行なうコンポーネントである。このように、これらコンポーネント20,30,40は、1つの全体処理を分担して行なうものではなく、夫々個別に独立した演算処理を行なうものである。
電源10には、図示しない電源スイッチなどの各種操作スイッチとともに、リセットスイッチ11が設けられており、このリセットスイッチ11がオペレータなどによって操作されると、図示しないリセット信号発生手段によって高レベルのリセット信号Rsが発生し、各コンポーネント(LAN20やシリアル30,CF40)に供給される。
図2は図1におけるコンポーネントの1つであるLAN20の要部の具体的な構成を示す回路図であって、図1に対応する部分には同一符号を付けている。
同図において、CPU21とRAM24とLAN I/F25とはPCIバス50を介して接続されている。CPU21は、PCIバス50を介し、RAM24でデータの読み出し、書き込みを行なって演算処理を行なうとともに、LAN I/F25などの各部の制御を行なう。また、CPU21に状態検出手段22と判定回路23とが接続されており、これにより、後述するように、CPU21が異常状態となったとき、電源10でリセットスイッチ11の操作によって供給されるリセット信号Rsにより、このCPU21をリセットする。
かかる構成は、図1におけるシリアル30,CF40においても同様であり、これらLAN20やシリアル30,CF40の異なるコンポーネント間でPCIバス50が相互に接続されている。
LAN20において、状態検出手段22は、例えば、WDT(Watch Dog Timer:ウォッチ・ドッグ・タイマ)である。WDTは、CPU21からの割込信号Irによってリセットされるカウンタからなるものである。CPU21は、正常状態にあるとき、一定の周期でこの割込信号Irを発生し、この割込信号Irが供給される毎に、WDTはリセットされて初期値からのカウントを繰り返す。CPU21が異常状態になると、このCPU21から割込信号Irが供給されなくなるので、WDTはカウントを継続し、オーバフローすると、異常信号Abを発生し、これを判定回路23に供給する。
判定回路23は、異常状態検出手段22から異常信号Abが供給されないときには、CPU21は正常な状態にあるとしてこのCPU21のリセットを不可とする判定をする。異常状態検出手段22から異常信号Abが供給されたときには、CPU21は異常な状態にあるとしてこのCPU21のリセットを可とする判定をし、リセット信号Rsが供給されると、このCPU21をリセットする。
図3は判定回路23の一具体例を示す回路構成図であって、23aはS/R MM(セット/リセットマルチバイブレータ)、23bはANDゲートである。
同図において、S/R MM23aは、電源10(図1)のリセットスッチ11(図1)が操作されることによって供給される高レベルのリセット信号Rsの終端エッジ(立下りエッジ)でリセットされ、状態検出手段22(図1)からの異常信号Abの始端エッジでセットされ、セットされたときには、高レベルのQ出力が出力される。このQ出力はANDゲート23bの一方の入力となり、リセット信号RsがANDゲートに他方の入力として供給される。状態検出手段22からの異常信号AbによってS/R MM23aがセット状態にあるときには、リセットスイッチ11の操作によるリセット信号RsがANDゲート23bを通過する。このリセット信号Rsは、CPU21(図1,図2)に供給され、これをリセットする。
次に、この第1の実施形態の動作について、図1を用いて説明する。
LAN20やシリアル30,CF40などのコンポーネントのCPU21,31,41が正常に動作しているときには、かかるシステムの図示しない、例えば、制御対象の機器は正常に動作しているが、これらコンポーネントのいずれかのCPUが異常状態となると、制御対象の機器の動作はこのCPUの異常状態の影響を受ける。これによってオペレータはシステムのいずれかのコンポーネントに異常が生じたことを認識することができ、この異常を認識してオペレータがリセットスイッチ11を操作すると、リセット信号Rsが発生してこれらLAN20やシリアル30,CF40に供給される。
一方、CPUが異常状態となったコンポーネントでは、これを、例えば、LAN20とすると、上記のように、状態検出手段22がCPU21が異常状態になったことを検出して異常信号Abを判定回路23に供給し、判定回路23が、CPU21が異常状態にあるとして、このCPU21のリセットを可とする判定をしている。かかる状態で電源10からリセット信号Rsが供給されると、この判定回路23がこの供給されたリセット信号RsをCPU21に供給する。これにより、このCPU21がリセットされる。
CPUが正常状態にあるコンポーネント、この場合では、シリアル30とCF40では、状態検出手段32,42が夫々CPU31,41の正常状態を検出しているので、異常信号Abを発生せず、判定回路33,43は夫々CPU31,41が正常状態にあるとしてこれらのリセットを不可と判定する。このため、CPU31,41は夫々、リセット信号Rsが供給されても、リセットされずに継続して演算処理動作を行なう。
このようにして、いずれかのコンポーネントのCPUが異常状態となってシステムに異常が生じても、そのいずれのコンポーネントに異常が生じたかをオペレータが認識しなくとも、また、認識できなくとも、システムが異常となったことを認識したときにリセットスイッチ11を操作するだけで、異常状態となったコンポーネントのCPUだけを確実にリセットすることができるし、正常に動作しているコンポーネントのCPUをもリセットするといった好ましくない事態を回避できる。
しかも、オペレータのリセットスイッチ11の操作により、即ち、オペレータの要求により、異常状態となったコンポーネントのCPUをリセットするものであるから、かかるCPUのリセットタイミングもオペレータによって決めることができ、例えば、制御対象の機器に所定の処置を施してから、あるいは、異常状態となったCPUのこれまでの処理データを確保できるものであれば、これを確保した後、リセットスイッチ11を操作して異常状態となったコンポーネントのCPUをリセットするといった処置を施すことができる。このように、処理データを確保できる場合には、リセットしたCPUを立ち上げるときに、この確保したデータを利用することができ、異常状態になる直前までの処理が無駄になることがない。
図4は本発明による複数コンポーネントシステムの第2の実施形態を示すブロック構成図であって、26,36,46はリセット信号発生回路であって、図1に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
同図において、この第2の実施形態は、図1に示す第1の実施形態において、各コンポーネント、即ち、LAN20,シリアル30,CF40に夫々リセット信号発生回路26,36,46を設け、これによってリセットスイッチ11が操作されたときのリセット信号Rsと同じフォーマットのリセット信号Rs’を発生するものである。リセット信号Rs’を発生するコンポーネントは、LAN20,シリアル30,CF40のいずれかのCPUが異常となったとき、CPUが正常状態にあるコンポーネントであり、このリセット信号Rs’がCPUが異常状態にあるコンポーネントに判定回路から取り込まれ、この異常状態にあるCPUをリセットする。
ここで、図5に示すように、CPU21とRAM24とLAN I/F25とはPCIバスに接続され、CPU21が、PCIバス50を介して、RAM24でデータの読み出し、書き込みを行なって演算処理を行なうとともに、LAN I/F25などの各部の制御を行なう。また、CPU21に状態検出手段22と判定回路23とリセット信号発生回路26とが接続されており、これにより、先の第1の実施形態と同様、CPU21が異常状態となったとき、電源10でリセットスイッチ11の操作によって供給されるリセット信号Rsにより、このCPU21がリセットされるとともに、リセット信号発生回路26から、このリセット信号Rsと同じフォーマットのリセット信号Rs’を発生させることができる。また、この第2の実施形態では、CPU21がPCIバス50を介して他のコンポーネント、この場合、シリアル30やCF40と通信をすることができる。
かかる構成は、図1におけるシリアル30,CF40においても同様であり、これらLAN20やシリアル30,CF40の異なるコンポーネント間でPCIバス50が相互に接続されており、これらLAN20やシリアル30,CF40で後述する必要なデータの通信を行なう。
各コンポーネントのCPU21,31,41は夫々、正常状態にあるとき、正常な状態にあることを示す生存情報を、PCIバス50を介し、一定の時間間隔で他のコンポーネントに送る。従って、CPU21,31,41は夫々、正常状態にあるときには、他のコンポーネントのCPUが正常状態にあるのか否かを常に認識している。
そこで、いま、シリアル30のCPU31が異常状態となったとすると、第1の実施形態と同様、判定回路33がCPU31をリセット可と判定した状態となるが、これとともに、CPU31は生存情報をPCIバス50に出力しない状態となる。このため、LAN20とCF40とでは、CPU21,41がシリアル30から生存信号を取得できない状態となる。これにより、これらCPU21,41はシリアル30のCPU31が異常状態となったことを認識する。
そこで、CPU21,41のいずれか一方、例えば、CPU21は、シリアル30に対して所定の処理を行ない、この処理の終了後、リセット発生回路26を制御してリセット信号Rs’を発生させる。このリセット信号Rs’はシリアル30とCF40とに供給されるが、シリアル30では、その判定回路33がCPU31のリセットを可とする判定をしており、ANDゲート23b(図3)をオン状態にしているので(即ち、判定回路33がオン状態にあるので)、LAN20のリセット発生回路26で発生されたリセット信号Rs’が供給されると、これをもとに判定回路33をリセットする。
なお、リセット発生回路26がリセット信号Rs’を発生する前にCPU21によるシリアル30に対する上記の所定の処理とは、例えば、CPU21が、CPU31が異常状態となったことを検出すると、PCIバス50を介してシリアル30のRAM34での処理プログラムやデータを読み込んでRAM24に格納する処理であり、これにより、異常状態になるまでのCPU31で行なわれた処理の結果(処理データ)を確保し、さらに、CPU31が異常状態となる直前からの処理を、他のCPUが、あるいはこのCPU31が立ち上がったときに、継続して行なうことができるようにするものである。これにより、CPU31でこれまで行なわれた処理の結果を無駄にすることがないし、また、PCIバス50を介してシリアルI/F35も制御し、シリアル30の処理を継続して実行できるようにするものである。
また、CF40が正常に動作している場合には、その判定回路43はCPU41が正常状態にあるとしてリセットを不可と判定した状態にある。このため、CF40では、LAN20のリセット信号発生回路26で発生したリセット信号Rs’はこの判定回路43で阻止され、これにより、CPU40はリセットされない。
さらに、いずれかのコンポーネントのCPUが異常状態となったとき、残りの全てのコンポーネントのCPUがリセット発生回路からリセット信号Rs’を発生させるようにしてもよいが、コンポーネントに優先順位が設定されており、いずれかのコンポーネントのCPUが異常状態となったときには、残りのコンポーネントのうちの最上位の順位のコンポーネントのCPUがリセット発生回路からリセット信号Rs’を発生させるようにしてもよい。
また、PCIバス50が不具合となって通信ができなくなった場合には、夫々のCPU21,31,41が生存情報をこのPCIバス50に出力しても、そのうちのいずれかが他のコンポーネントのCPUに送信されない。そこで、図4において、例えば、シリアル30とCF40との間でPCIバスが不具合となると、LAN20のCPU21はCF40からの生存情報を受信することができず、このCF40のCPU41が異常状態にあるとして、リセット信号発生回路26からリセット信号Rs’を発生させる。このリセット信号はCF40にも供給されるが、このCF40でのCPU41は生存情報を出力していて正常な状態にあり、このため、判定回路43はCPU41のリセットを付加とする判定を行なっており、LAN20からリセット信号Rs’が供給されても、判定回路43で拒否されてCPU41はリセットされない。
このように、PCIバス50に不具合が生じて、生存情報が伝達されなくとも、正常状態にあるCPUはリセットされず、処理をそのまま続けることになる。なお、このような場合、リセット信号Rs’が継続して出力されることになり、これにより、PCIバス50の異常を容易に検出することができる。
以上のように、この第2の実施形態においても、リセットスイッチ11を操作することによる第1の実施形態と同様の効果が得られるものであるが、さらに、オペレータがスイッチ操作しなくとも、異常状態となっているコンポーネントのCPUを、このCPUのこれまでの処理によって得られたデータを損なうことなく、自動的にリセットさせることができる。
さらに、以上の各実施形態では、状態検出手段22,32,42はCPU21,31,41のハード的な異常状態を検出するものであったが、例えば、プログラムに不備があるなどしてソフト的な異常を検出する手段を設け、この検出結果も判定回路23,33,43に供給し、CPU21,31,41のハード的に異常状態となったときも、同様にリセットするようにしてもよい。
本発明による複数コンポーネントシステムの第1の実施形態を示す全体斜視図である。 図1におけるコンポーネントの要部の具体的な構成を示す回路図である。 図1における判定回路の一具体例を示す回路図である。 本発明による複数コンポーネントシステムの第2の実施形態を示す全体斜視図である。 図4におけるコンポーネントの要部の具体的な構成を示す回路図である。
符号の説明
10 電源
11 リセットスイッチ
20 LAN
30 シリアル
40 CF
21,31,41 CPU
22,32,42 状態検出手段
23,33,43 判定回路
24,34,44 メモリ
25 LAN I/F
25 シリアルI/F
25 CF I/F
26,36,46 リセット信号発生回路
50 PCIバス

Claims (5)

  1. 少なくともCPUを備えたコンポーネントが複数共通バスで接続されてなる複数コンポーネントシステムであって、
    スイッチ操作によってリセット信号を発生し、該コンポーネント夫々に供給する第1のリセット信号発生手段を設けるとともに、
    該コンポーネントの夫々毎に、該CPUのリセットの可否を判定する判定手段を設け、
    該判定手段は、
    該CPUが正常状態にあるとき、該第1のリセット信号発生手段からの該リセット信号による該CPUのリセットを禁止し、
    該CPUが異常状態にあるとき、該第1のリセット信号発生手段からの該リセット信号によって該CPUをリセットする
    ことを特徴とする複数コンポーネントシステム。
  2. 請求項1において、
    前記コンポーネント夫々の前記CPUは、正常状態であるとき、生存情報を出力して、該共通バスを介して他の前記コンポーネントに供給するとともに、他の前記コンポーネントからの該生存情報を取得することにより、他の前記コンポーネントでの前記CPUが正常状態にあるか否かを判定し、
    前記コンポーネント毎に、前記CPUが他の前記コンポーネントでの前記CPUを異常状態にあると判定したとき、リセット信号を発生して前記コンポーネント夫々の前記判定手段に供給する第2のリセット信号発生手段を設けたことを特徴とする複数コンポーネントシステム。
  3. 請求項2において、
    前記コンポーネントの前記CPUは夫々、正常状態にあるとき、前記CPUが異常状態となった前記コンポーネントでの前記CPUでの処理結果のデータを前記共通バスを介して取得し、しかる後、第2のリセット信号発生手段から前記リセット信号を発生させることを特徴とする複数コンポーネントシステム。
  4. 請求項1,2または3において、
    前記コンポーネント夫々毎に、前記CPUの状態を検出する状態検出手段を設け、
    前記判定手段は、該状態検出手段の検出結果に応じて、前記CPUのリセットの可否を判定することを特徴とする複数コンポーネントシステム。
  5. 請求項4記載において、
    前記状態検出手段は、前記CPUから所定の周期でクリアが繰り返され、該クリアの繰り返しがなくなることによって前記CPUの状態が異常であることを検出するウォッチドタイマであることを特徴とする複数コンポーネントシステム。
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