JP2009129137A

JP2009129137A - マイクロプロセッサの温度監視制御装置、およびマイクロプロセッサの温度監視制御方法

Info

Publication number: JP2009129137A
Application number: JP2007302492A
Authority: JP
Inventors: Yu Kasai; 優笠井; Junichi Numata; 純一沼田; Yuichi Hagino; 祐一萩野; Yoshio Matsuzawa; 義男松澤; Tsune Yabutani; 恒薮谷
Original assignee: Hitachi High Technologies Corp; Hitachi High Tech Corp
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2007-11-22
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】
組み込みコントローラに設けられたＭＰＵの異常発熱を保護するために、ＭＰＵへ供給される複数の電源の停止制御を規定シーケンスに従って正常に行うようにする。
【解決手段】
組み込みコントローラのオンボードに、ＭＰＵと、ＭＰＵに多電源を供給する電源供給回路と、ＭＰＵとは別の電源系統によって動作する小型マイコンと、ＭＰＵの温度を検出する温度センサとを設置し、温度センサが異常温度を検出したときには、小型マイコンは電源供給回路に対してＭＰＵ停止信号を出力するとともに、このＭＰＵ停止信号は、予めプログラムされた規定シーケンスに従い出力される構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロプロセッサの温度監視制御装置および方法に関する。

ＭＰＵ（Micro Processing Unit）に代表されるマイクロプロセッサとＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）とを搭載した組み込みコントローラが、各種制御機器に広く使用されるようになってきている。ＭＰＵの設置環境や動作状態によっては、ＭＰＵがその動作保障温度を超えて異常発熱してしまう可能性がある。そうすると、当該ＭＰＵを基本構成とした演算システムの誤動作が引き起こされてしまい、所望の出力を得ることができなくなる。そこで、ＭＰＵがその動作保障温度を超えてしまわないような対策を施す必要がある。

一般に、マイクロプロセッサに温度センサを設け、マイクロプロセッサの温度を監視して、異常過熱を検出した場合には、マイクロプロセッサへの電力供給を停止または制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この事例の制御について、図４を用いて説明する。図４に記載されたシステムは、複数のプロセッサカード４０３を有するプロセッサユニット４０１と、プロセッサユニット４０１に対して電源を供給する電源部４０２とを有し、さらに、各プロセッサカード４０３に温度センサ４０４を設置し、各温度センサ４０４で検出した温度の情報を入力するユニット内過熱温度判定回路４０５と、このユニット内過熱温度判定回路４０５で演算された結果を受信する制御回路４０６と、制御回路４０６により駆動されるスイッチ素子４０７とを設けた構成である。そして、このシステムは、温度センサ４０４で検出した温度が予め設定された値を超えた場合に、制御回路４０６によりスイッチ素子４０７を開いて、プロセッサカード４０３への電源の供給を停止することによって、プロセッサカード４０３の加熱保護を行うようにしている。

しかしながら、組み込みコントローラに使用されるＭＰＵの場合、電源を単純に停止させるとＭＰＵの内部レジスタに記憶された情報がクリアされてしまい、復帰時に停止時前の状態に戻らない。この対策として、停電時バックアップ用電源と記憶装置を備え、電源停止等の例外処理発生時に内部レジスタに記憶された情報を記憶装置に退避させる技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平６−３８３５７号公報特開平６−２５０８６０号公報

ＭＰＵは複数の電源を有しており、電源停止前の状態にＭＰＵを戻すために予め定められた電源停止の規定シーケンスによる制御を行う必要があるが、ＭＰＵ自身の過熱のために規定シーケンスに従った制御ができない可能性がある。

本発明は、組み込みコントローラに設けられたＭＰＵ等のマイクロプロセッサの異常発熱を保護するために、マイクロプロセッサへ供給される複数の電源の停止制御を規定シーケンスに従って正常に行うようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、組み込みコントローラのオンボードに、マイクロプロセッサと、マイクロプロセッサに多電源を供給する電源供給回路と、マイクロプロセッサとは別の電源系統によって動作する小型マイコンと、マイクロプロセッサの温度を検出する温度センサとを設置し、温度センサが異常温度を検出したときには、小型マイコンは電源供給回路に対してマイクロプロセッサの停止信号を出力するとともに、このマイクロプロセッサ停止信号は、予めプログラムされた規定シーケンスに従い出力される構成としたものである。

上記構成により、組み込みコントローラに設けられたマイクロプロセッサの異常発熱を保護するために、マイクロプロセッサへ供給される複数の電源の停止制御を規定シーケンスに従って正常に行うようにすることができる。

以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

図１は、組み込みコントローラの概略構成図である。また、図２は、ＭＰＵの電源が停止するまでの手順を示すフローチャートである。図１において、組み込みコントローラのオンボード上に搭載されたＭＰＵ１０２の温度を監視する温度検出ＩＣ１０１を配置する。温度の検出方法は、サーミスタや熱電対等の接触式と放射温度計に代表される非接触式とがあり、任意の既存の方法を用いる。温度検出ＩＣ１０１は、温度を検出するだけでなく、測定値が設定された閾値に達すると、上位のシステムへ信号を出力できる仕様のものとする。この閾値は、ＭＰＵ１０２が許容できるジャンクション温度の定格値に対応する温度検出ＩＣ１０１の検出値を設定する。

ＭＰＵ１０２の温度が設定された閾値に達すると（図２のステップ２０１）、温度検出ＩＣ１０１は、小型マイコン１０３へ異常温度検出信号を送信する（ステップ２０２）。ＭＰＵ１０２は、多電源を使用しており、その停止には規定されたシーケンスを守る必要がある。また、システムを停止するための処理を行う時間が必要である。

オンボードには、ＭＰＵ１０２へＭＰＵ供給電源を供給する電源供給回路１０４と、小型マイコン１０３へ電源を供給する独立電源１０５が設けられ、バックプレーン１０６から電源供給回路１０４と独立電源１０５へ外部供給電源が供給され、レギュレータによって降圧する。

小型マイコン１０３は、ＭＰＵ１０２に多電源を供給する電源供給回路１０４の各電源を制御できるように電源供給回路１０４に接続されており、温度検出ＩＣ１０１からの異常温度検出信号を受けて、ＭＰＵ１０２のシャットダウンを実行する。ＭＰＵ１０２の異常温度検出の信号を受けた小型マイコン１０３は、ＭＰＵ１０２が異常発熱状態であることを、オンボードに設けられたＬＥＤ１０７を点灯させることによって表示する。

その後、ＭＰＵ１０２のシャットダウン処理が、プログラムされた規定のシーケンスに従って小型マイコン１０３で実行され、電源供給回路１０４へＭＰＵ電源供給停止信号が送信され（ステップ２０３）、電源供給回路１０４からＭＰＵ１０２へ供給される各ＭＰＵ供給電源が停止される（ステップ２０４）。システムの停止処理に必要な時間は、例えば２ｍｓ程度である。制御できる電源数は小型マイコン１０３のＩ／Ｏ出力数に依存するので、ＭＰＵ１０２への電源の数に従って小型マイコン１０３を選択する必要がある。

ＭＰＵ１０２の再起動は、小型マイコン１０３のリセットによってのみ行い、その操作はバックプレーン１０６からの電源供給を停止し再投入することで行われる。ＭＰＵ１０２の再起動以降は、ＬＥＤ１０７が消灯される。

図３は、ＭＰＵ停止処理を示すシーケンス図である。小型マイコン１０３に異常温度検出信号が送信されたタイミング３０１でシーケンスが起動し、時間３０２で示すように、「ＴＥＭＰＡＬＥＲＴ」が２ミリ秒経過してからＭＰＵ電源供給停止信号がタイミング３０３で起動する。ＭＰＵ電源供給停止信号は、例えば、はじめに「１．２ＶＳＨＵＴＤＯＷＮ」が開始され、順次「１．８ＶＳＨＵＴＤＯＷＮ」，「２．５ＶＳＨＵＴＤＯＷＮ」，「３．３ＶＳＨＵＴＤＯＷＮ」が実行される。

以上述べたように、本発明の実施例によれば、ＭＰＵの異常温度を検出し、ＭＰＵとは独立した電源で動作させるようにした小型マイコンを用いて、ＭＰＵへ供給される多電源を、規定のシーケンスに従って停止させるようにすることができる。そして、ＭＰＵの内部レジスタに記憶された情報がクリアされる等の、電源復帰時の問題を解決して、ＭＰＵが正常に復帰できるようになるという効果をもたらすことができる。

組み込みコントローラの概略構成図。ＭＰＵの電源が停止するまでの手順を示すフローチャート。ＭＰＵ停止処理を示すシーケンス図。従来技術を示す、装置構成図。

符号の説明

１０１温度検出ＩＣ
１０２ＭＰＵ
１０３小型マイコン
１０４電源供給回路
１０５独立電源
１０６バックプレーン

Claims

組み込みコントローラのオンボードに、マイクロプロセッサと、該マイクロプロセッサに多電源を供給する電源供給回路と、前記マイクロプロセッサとは別の電源系統によって動作する小型マイコンと、前記マイクロプロセッサの温度を検出する温度センサとを設置し、該温度センサが異常温度を検出したときには、前記小型マイコンは電源供給回路に対して前記マイクロプロセッサの停止信号を出力するとともに、該マイクロプロセッサの停止信号は、予めプログラムされた規定シーケンスに従い出力されることを特徴とするマイクロプロセッサの温度監視制御装置。
請求項１の記載において、前記小型マイコンには、前記マイクロプロセッサとは独立した電源が供給されることを特徴とするマイクロプロセッサの温度監視制御装置。
請求項１の記載において、前記小型マイコンは、前記温度センサが異常温度を検出したときには、前記マイクロプロセッサが異常温度になったことを示す表示を行うことを特徴とするマイクロプロセッサの温度監視制御装置。
組み込みコントローラのオンボードに配置されたマイクロプロセッサの温度が、予め設定された閾値を超えた場合、該マイクロプロセッサに供給される多電源を予め定められた規定のシーケンスで停止することを特徴とするマイクロプロセッサの温度監視制御方法。
請求項４の記載において、前記マイクロプロセッサの温度が、予め設定された閾値を超えた場合には、前記マイクロプロセッサが異常温度になったことを示す表示を行うことを特徴とするマイクロプロセッサの温度監視制御方法。