JP2009140353A - 再構成可能な集積回路、及びこれを用いた自己修復システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、連続運転中のシステムの回路の故障に対して、故障箇所のみの回路を修復するようにして、且つ、ダウンタイムを最小限にした再構成可能な集積回路、及びこれを用いた自己修復システムを提供することを目的とする。
【解決手段】再構成可能な集積回路は、前記論理構成要素から成る所定の機能を備える複数の機能回路部１ａ１乃至１ａ４と予備機能回路部１ａ５とを備える機能構成部１と、入出力信号をインタフェースする共通バス３と、複数の機能回路部のいずれかの故障に対応して前記第１の構成種別テーブル４ａで指定される第１の構成種別データを選択する第１の構成選択部４と、機能回路部相互間の接続状態を指定する第１の配置配線データを記憶する第１のメモリ５ｂと、第１の配置配線データを抽出して、回路部相互間の接続と予備機能回路部の回路とを書き込む第１の転送部５ｂとを備える第１の再構成情報転送部５とから成る。
【選択図】図１

Description

本発明は、再構成可能な集積回路、及びこれを用いた自動修復システムに関し、特に、連続運転中の情報処理システムの冗長化を図るための再構成可能な集積回路、及びこれを用いた自己修復システムに関する。

従来、情報処理システムにおいては、その障害発生時に情報処理システム自体がオペレータ等に頼ることなく復旧処理を行なえるようにして、信頼性を高めている。

このような情報処理システムとして、システムの一部においてハードウェア障害が発生した場合においても、システム全体としての動作を止めることなく、障害部位の切り離しや代替回路の稼働等により、人手を介さないで障害の復旧が行なえるようにした自己修復機能を有するものがある。

例えば、その一つにホットスタンバイ方式に代表される、構成要素を多重化し主系で障害が発生した時に予備系へ切り替える方式によるものや、集積回路一つが壊れてもシステムごと切り替える必要はないが、各プリント板ユニットを丸ごと二重化させた情報処理システム等がある。

しかしながら、前者の自己修復情報処理システムでは、システムの一構成要素としての集積回路一つが壊れただけでもあっても、システムごと切り替える必要があるため、主系及び予備系としての情報処理システムをそなえなければならず、システムが大型化する問題がある。

一方、後者の自己修復情報報処理システムでは、集積回路一つが壊れてもシステムごと切り替える必要はないが、各プリント板ユニットを丸ごと二重化させる必要があり、やはりシステムの大型化を避けることがでない問題がある。

そこで、情報処理装置におけるさまざまな構成要素の障害に対してその構成要素を元来の正常な機能を再現できるように自動的に再構成することにより、多重障害に対応しつつ装置を小型化した、自己修復機能付き情報処理装置がある（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１の自動修復機能付き情報処理装置では、複数の論理構成要素により論理回路として構成され、所定機能を実現する論理処理部がそなえられるとともに、複数の論理構成要素により論理回路として再構成可能に構成され、各論理処理部の所定機能を再現しうる少なくとも一つの予備論理処理部がそなえられ、該論理処理部における論理回路構成データを保持するデータ保持手段と、該論理処理部での障害発生を検出する障害検出手段と、該障害検出手段により該論理処理部での障害の発生を検出した場合、当該障害の発生した論理処理部についての論理回路構成データを該データ保持手段から読み出し、その論理回路構成データに基づいて、該予備論理処理部を、複数の論理構成要素により当該障害の発生した論理処理部と同一の論理回路構成になるように再構成する再構成手段とがそなえられ、当該障害の発生した論理処理部における当該障害の発生要因にかかる論理構成要素を診断する障害論理要素診断手段がそなえられ、該障害論理要素診断手段により診断された当該障害の発生要因にかかる論理構成要素を除いた論理構成要素からなる、当該障害の発生した論理処理部を、予備論理処理部として用いることを特徴としている。

また、論理処理部が複数そなえられている場合には、この予備論理処理部を、複数の該論理処理部のうちの特定の論理処理部と同一の論理回路構成に予め構成して、障害からの復旧時間を短縮する構成もある。

この論理回路処理部の再構成は、障害の発生した論理処理部の論理回路構成データをデータ保持手段から読み出し、同一機能を再構成するための再構成データを算出する再構成データ計算手段を備え、この再構成データで同一機能を再構成する再構成手段で行うようにしている。

しかしながら、特許文献１の自己修復機能付き情報処理装置では、複数の論理処理部の故障が重複して発生した場合の多重障害に対して、自由度のある修復は可能であるものの、障害論理要素を特定して、障害論理要素を除く論理要素から成る再構成データを計算して論理回路を再構成するようにしているので復旧には時間を要する問題がある。

また、特定の論理処理部を予め設ける構成の場合には、この特定の論理処理部の障害に対しては復旧時間が短縮されるものの、それ以外の論理処理部の障害に対しては、やはり、障害論理要素を特定し、再構成データを計算して論理回路を再構成するので、復旧には時間を要する問題がある。
特許第３３６５５８１号公報

従来、連続運転中のプロセスの制御システム等の情報処理システムの冗長化方法には、ダウンタイムを極力短縮する二重化構成のシステムが採用されている。

この二重化構成では、システムが大型化する欠点があるため、特許文献１に示すような、故障箇所を検出して、故障箇所のみを修復することでシステムの大型化を避けるようにしている。

しかしながら、特許文献１の自己修復機能付き情報処理装置では、多重障害に対して、自由度のある修復は可能であるものの、障害論理要素を特定して、障害論理要素を除く論理要素から成る再構成データを計算して論理回路を再構成するようにしているので復旧には時間を要する問題があった。

また、特定の論理処理部を予め設ける構成の場合には、この特定の論理処理以外の論理処理部の障害に対しては、やはり、障害論理要素を特定し、再構成データを計算して論理回路を再構成するので、復旧には時間を要する問題があった。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、連続運転中のシステムの回路の故障に対して、故障箇所のみの回路を修復するようにして、且つ、ダウンタイムを最小限にした再構成可能な集積回路、及びこれを用いた自己修復システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による再構成可能な集積回路は、複数の論理構成要素から成る回路の再構成が可能に構成された再構成可能な集積回路であって、前記再構成可能な集積回路は、前記論理構成要素から成る所定の機能を備える複数の機能回路部と前記複数の機能回路部の夫々の機能が構成可能に予め前記論理構成要素を備える少なくとも一つの予備機能回路部とを備える機能構成部と、前記複数の機能回路部及び前記予備機能回路部の相互間を接続し、前記機能構成部の外部との入出力信号をインタフェースする共通バスと、前記複数の機能回路部の構成を予め指定し、前記集積回路の機能を設定するための第１の構成種別テーブルを備え、前記複数の機能回路部のいずれかの故障に対応して前記第１の構成種別テーブルで指定される第１の構成種別データを選択する第１の構成選択部と、前記第１の構成種別データに対応する夫々の前記論理構成要素から成る前記複数の機能回路部の回路及び前記複数の機能回路部及び前記予備機能回路部の回路部相互間の接続を指定する第１の配置配線データを記憶する第１のメモリと、前記第１の構成選択部で選択された前記構成種別データに対応する前記第１の配置配線データを前記第１のメモリから抽出して、前記回路部相互間の接続と前記予備機能回路部に構成する回路とを書き込む第１の転送部とを備える第１の再構成情報転送部とから成り、夫々の前記機能回路部は、自身の故障信号を検知した場合、前記第１の構成選択部に通知し、前回の制御周期での自身の出力値を保持し、前記第１の構成選択部は、前記故障信号を通知された前記機能回路部に対して、保持した前回の出力を許可し、前記故障信号に対応する前記第１の構成種別データを前記第１の構成種別テーブルを参照して選択し、選択した第１の構成種別データを前記第１の再構成情報転送部に送信して、前記第１の構成種別データに基づく再構成を要求し、前記第１の再構成情報転送部は、前記故障信号に対応する前記第１の構成種別データに基づく前記配置配線データを前記機能構成部に書き込み、前記機能構成部は、前記第１の構成選択部に書き込みが完了したことを示す再構成完了信号を通知し、前記第１の構成選択部は、前記再構成完了信号を受信して前記再構成可能な集積回路の運転継続するようにしたことを特徴とする。

上記目的を達成するために、本発明による再構成可能な集積回路を用いた自己修復システムは、複数の論理構成要素から成る回路の再構成が可能に構成された再構成可能な集積回路から成る自己修復システムであって、前記自己修復システムは、１つ以上の再構成可能な集積回路と、前記再構成可能な集積回路のいずれをも再構成が可能で、その１つを選択して再構成する少なくとも１つの再構成可能な予備集積回路と、前記再構成可能な集積回路及び前記予備集積回路相互間を接続し、前記自己修復システムの外部との入出力信号をインタフェースするシステムバスと、前記自己修復システムの前記再構成可能な集積回路の構成を設定するための第２の構成種別テーブルを備え、前記１つ以上の前記再構成可能な集積回路の故障に対応して、前記第２の構成種別テーブルで予め指定されるいずれかの第２の構成種別データを選択する第２の構成選択部と、前記再構成可能な集積回路及び前記再構成可能な予備集積回路の集積回路相互間の接続回路と前記再構成可能な予備集積回路に構成する前記再構成可能な集積回路との第２の配置配線データを記憶する第２のメモリと、前記第２の構成種別テーブルで指定される前記第２の構成種別データに対応する前記第２の配置配線データを前記第２のメモリから抽出して、前記集積回路相互間の接続回路と前記再構成可能な予備集積回路に構成する回路とを前記書き込む第２の転送部とを備える第２の再構成情報転送部とから成り、夫々の前記再構成可能な集積回路は、自身の故障信号を検知した場合、前記第２の構成選択部に通知し、前記第２の構成選択部は、該故障信号を通知された前記再構成可能な集積回路に対してその外部出力を禁止して縮退運転を開始し、前記該故障信号に対応する前記第２の構成種別データを選択して前記第２の再構成情報転送部に送信して、第２の前記構成種別データに基づく再構成を要求し、前記第２の再構成情報転送部は、前記故障信号に対応する前記第２の構成種別データに対応する前記配置配線データを前記再構成可能な予備集積回路及び前記集積回路相互間の接続回路に書き込み、前記再構成可能な予備集積回路は前記第２の構成選択部に再構成完了信号を通知し、前記第２の構成選択部は、再構成完了信号を受信して前記再構成可能な予備集積回路を使用して前記自己修復システムの運転継続し、さらに、故障した前記再構成可能な集積回路から再構成が完了した再構成完了信号を受信した場合、その外部出力を許可し、前記自己修復システムを正常な運転に復旧させるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、連続運転中のシステムの回路の故障に対して、連続運転中のシステムの回路の故障に対して、故障箇所のみの回路を修復するようにして、且つ、ダウンタイムを最小限にした再構成可能な集積回路、及びこれを用いた自己修復システムを提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を説明する。

以下に、本発明による実施例１の再構成可能な集積回路１０について、図１乃至図３を参照して説明する。

再構成可能な集積回路とは、例えば、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）や、ＰＬＤ（プログラマブ・ロジック・アレイ）に代表される大規模集積回路で、ユーザがプログラミングすることで、その回路の論理構成要素であるフリップフロップ、ルックアップテーブル等の論理セルを組み合わせて種々の回路機能を定義できるものを言う。

現在の主流は、ＳＲＡＭ型ＦＰＧＡで、そのプログラムはＦＰＧＡの外部記憶メディアに記憶されビットストリームデータが、ＦＰＧＡのＳＲＡＭ型メモリセルで構成されるコンフィグレーションメモリにロードされ、個々のビットがＦＰＧＡ上で実現され、ユーザの希望するプロセッサやＤＳＰなどの各種の機能回路がプログラムを変更することで再構成される。

このようなビットストリームデータをここでは、再構成可能な集積回路の配置配線データと呼ぶことにする。

このような再構成可能な集積回路の構成を図１に示す。本発明の再構成可能な集積回路１０は、論理構成要素から成る所定の機能を備える複数の機能回路部１ａ１乃至１ａ４と複数の機能回路部１ａ１乃至１ａ４の夫々の機能が構成可能に予め論理構成要素を備える少なくとも一つの予備機能回路部１ａ５とを備える機能構成部１と、複数の機能回路部１ａ１乃至１ａ４及び予備機能回路部１ａ５の相互間を接続し、機能構成部１の外部との入出力信号をインタフェースする共通バス３とを備える。

各機能回路部１ａ１乃至１ａ４は、、例えば、データバス、アドレスバス、リード信号、及びライト信号などで構成されるインタフェースを備えて共通バス３に接続される。

さらに、複数の機能回路部１ａ１乃至１ａ４の構成を予め指定し、再構成可能な集積回路１０の機能を設定するための第１の構成種別テーブル４ａを備え、複数の機能回路部１ａ１乃至１ａ４のいずれかの故障に対応して第１の構成種別テーブル４ａで指定される第１の構成種別データを選択する第１の構成選択部４と、夫々の論理構成要素から成る複数の機能回路部１ａ１乃至１ａ４の回路及び複数の機能回路部１ａ１乃至１ａ４及び予備機能回路部１ａ５の回路部相互間の接続回路を指定する第１の配置配線データを記憶する第１のメモリ１５ｂと、第１の構成選択部４で選択された構成種別データに対応する第１の配置配線データを前記第１のメモリから抽出して、回路部相互間の接続回路と予備機能回路部１ａ５に構成する回路とを書き込む第１の転送部１５ａとを備える第１の再構成情報転送部５とから成る。

次に、このように構成された再構成可能な集積回路図の動作について、図１乃至図３を参照して説明する。

図２は、第１の構成選択部４に予め記憶される第１の構成種別テーブル４ａの１例を示す。第１の構成種別テーブル４ａは、機能回路部１ａ１乃至１ａ４、及び予備機能回路部１ａ５の再構成可能な集積回路１０の基板上での配置エリアを示すもので、縦軸はその構成種別データＡ１乃至Ａ５を示し、横軸は、その構成種別ごとの各機能回路部１ａ１乃至１ａ５の配置エリアを示す。

例えば、構成種別データＡ５を指定した場合、機能回路１ａ１はエリア１に、機能回路１ａ２はエリア２に、機能回路１ａ３はエリア３に、機能回路１ａ４はエリア４に、また、機能回路１ａ５はエリア５に夫々配置配線される。

ここで、構成種別データＡ５を選択した機能回路１ａ１において故障が発生し、この故障信号ｓ１が第１の構成選択部４に送信されると、第１の構成選択部４は、構成種別データＡ５に変えて構成種別データＡ１を選択し、その構成種別データ信号ｓ６を第１の再構成情報転送部５の第１のメモリ５ｂに送信する。

そして、第１の再構成情報転送部５の転送部５ａに再構成要求信号ｓ７を送信する。すると、転送部５ａは、第１のメモリ５ｂを参照して、構成種別データＡ５に対応する回路構成、即ち、機能回路部１ａ１の機能を予備機能回路部１ａ５のエリア５に、さらに、この構成での回路部相互間の接続回路を構成する配置配線データを機能構成部１に送信（ｓ８）して書き込む。

そして、第１の構成選択部４は、機能構成部１から再構成完了信号ｓ９を受信すると、再構成した配置配線データに基づく構成で動作を継続する。

即ち、故障した機能回路部１ａ１乃至１ａ４のいずれか機能回路部を予備機能回路部１ａ５に書き込んで運転を継続できるように再構成する。

次に、その動作タイミングについて、図３を参照して説明する。図３は、機能構成部１の構成種別データＡ５が選択されて運転されている再構成可能な集積回路１０が、制御周期Ｔ_ｉの期間において、機能回路部１ａ１で故障が検出されたときの第１の構成選択部４の制御動作を示す。

故障信号ｓ１が第１の構成選択部４で受信されると、第一の構成選択部４からの指示で、機能回路部１ａ１の制御出力は、前回の制御周期Ｔ_ｉ−１の出力値を保持する。または、機能回路部１ａ１自身で保持するようにしても良い。

そして、第１の構成選択部４は、構成種別データＡ１を選択して（ｓ６）、再構成要求信号ｓ７を第１の再構成情報転送部５に送り、第１の再構成情報転送部５から構成種別データＡ１に対応する配置配線データが転送（ｓ８）され、機能構成部１に再構成が完了したことが返信（ｓ９）されると、第１の構成選択部４は、書き込まれ、保持していた制御出力を解除して、通常の制御動作を開始する。

例えば、再構成が制御周期Ｔ_ｉ＋１で完了した場合、次の制御周期Ｔ_ｉ＋２のタイミングで解除指令が出力され、制御周期Ｔ_ｉ＋３の制御周期から本来の制御状態を回復する。

即ち、２周期分は保持出力の状態となる。但し、再構成に要する時間よりも制御周期時間の方が長い場合には、制御周期Ｔ_ｉ＋２から本来の制御状態に回復させることも可能である。

以上説明したように、本発明によれば、複数の機能回路部に対し、そのいずれもが再構成可能な一つの予備機能回路部を備え、故障した機能回路部のみの再構成を予め設定した予備機能回路のエリアで行うように構成したので、再構成は予め設定された再構成データを選択して書き込みするだけの時間で良く、機能回路部の故障に対して短時間で修復が可能な再構成可能な集積回路を提供することが出来る。

以下に、本発明の実施例２に係る再構成可能な集積回路を用いた自己修復システム１００について、図４乃至図６を参照して説明する。図４に示す実施例２の各部について、実施例１の再構成可能な集積回路の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。

この実施例２が実施例１と異なる点は、実施例１では、再構成可能な集積回路が１台で構成されたもので、再構成可能な集積回路内の複数の機能回路部の故障に対して、自身に備える予備機能回路部に故障した機能回路部を再構成して自己修復させる構成であったが、本実施例２は、再構成可能な集積回路を複数用いて自己修復システムを構成し、実施例１同様に、夫々の再構成可能な集積回路の各機能回路部の１つの目の故障に対して自己修復が可能とするとともに、さらに、２つ目の故障が当該機能回路部のいずれかに発生した場合には、故障した再構成可能な集積回路全体を再構成可能な予備集積回路に再構成するように構成した点が異なる。

図４において、複数の論理構成要素から成る回路の再構成が可能に構成された再構成可能な集積回路を複数用いた自己修復システム１００は、再構成可能な集積回路１０Ａ１乃至１０Ａ４(以後、それぞれの区別が必要でない場合は１０と記す）と、再構成可能な集積回路１０のいずれをも再構成が可能で、その１つを選択して再構成する再構成可能な予備集積回路１２と、再構成可能な集積回路１０及び予備集積回路１２相互間を接続し、自己修復システム１００の外部装置１６との入出力信号をインタフェースするシステムバス１３とを備える。

さらに、自己修復システム１００の再構成可能な集積回路１０の構成を設定するための図示しないメモリに記憶される第２の構成種別テーブル１４ａを備え、再構成可能な集積回路１０の故障に対応して、第２の構成種別テーブル１４ａを参照して、いずれかの第２の構成種別データを選択する第２の構成選択部１４と、再構成可能な集積回路１０及び再構成可能な予備集積回路１２の集積回路相互間の接続回路と再構成可能な予備集積回路１２に再構成する再構成可能な集積回路１０との第２の配置配線データを記憶する第２のメモリ１５ｂと、第２の構成種別テーブル１４ａから選択された第２の構成種別データに対応する第２の配置配線データを第２のメモリ１５ｂから抽出して、集積回路相互間の接続回路と再構成可能な予備集積回路１２に再構成する回路とを書き込む第２の転送部１５ａとを備える第２の再構成情報転送部１５とを備える。

次に、各部の構成について、実施例１と異なる点について説明する。再構成可能な集積回路１０は、実施例１で説明した内容と同じであるのでその説明を省略する。

第２の構成選択部１４に備える第２の構成種別テーブル１４ａについて図５を参照して説明する。図５は、この再構成可能な集積回路１０を用いた自己修復システム１００（以後、自己修復システム１００と言う）の構成種別データ（Ａ１１〜Ａ１５）を選択するテーブルで、夫々の再構成可能な予備集積回路１０に故障が発生した場合に、故障した再構成可能な集積回路１０を修復する場合、及び、故障した再構成可能な集積回路１０が復旧したときのシステムの再構成を選択するものである。

図５の横欄は、再構成可能な集積回路を示し、縦欄の構成種別データＡ１１乃至Ａ１５は、自己修復システム１００の構成を示し、空欄（未記入欄）を含む構成種別データは自身が故障し、再構可能な予備集積回路１２でその機能を代行するときの構成を指定するものである。

例えば、自己修復システム１００の構成種別データＡ１５が指定されて運転されている状態で、再構成可能な集積回路１０Ａ１のいずれかの機能回路部１ａ１乃至１ａ４に故障が発生した場合、先ず、自身の予備機能回路１ａ５にその故障した機能回路部を自己修復して運転を継続する。

この状態で、さらに、２つ目の故障が検出された場合、２つ目の故障が発生した機能回路部を切り離し、即ち、その出力を禁止した状態で運転を継続（このような機能の一部を停止した状態での運転を縮退運転と言う）し、この縮退運転の期間に、第２の構成選択部１４は、構成種別データＡ１１を選択して故障した再構成可能な集積回路１０Ａ１の機能を再構成可能な予備集積回路１２に自己修復して、再構成可能な予備集積回路１２運転を使用して継続するとともに、この縮退運転の期間を利用して、故障した再生可能な集積回路１０Ａ１を再構成可能な予備集積回路１２に再構成し、この修復が確認されれば、当初の構成種別データＡ１５に戻して運転を開始する。

再構成可能な集積回路１０の各機能回路部の故障時の切り離しは、自信で切り離すように構成する、または、故障通知を受けた第１の構成選択部４で切り離すように構成することのいずれでもよい。

また、自己修復システム１００の縮退運転は、２つ目の故障が発生したときからとしたが、再構成可能な集積回路１０の１つ目の故障から行うように構成することも可能である。

次に、このように構成された再構成可能な集積回路を用いた自己修復システム１００の動作について説明する。

図６の示すタイムチャートは、故障が検出されて縮退運転に入るステップ１と、縮退運転から自己修復し正常運転に入るステップ２とを示すタイムチャートである。

先ず、ステップ１では、夫々の再構成可能な集積回路１０は、例えば、正常運転中の再構成可能な集積回路１０Ａ１が、自身の故障を制御周期Ｔ_ｉで検知した場合、図４に示す故障信号ａＡ１を第２の構成選択部１４に通知し、第２の構成選択部１４は、該故障信号ｓＡ１を検知した再構成可能な集積回路１０Ａ１に対してその外部出力を禁止する出力禁止信号ａＯ１を送信し、自己修復システム１００を再構成可能な集積回路１０の機能が一部機能しない不完全な縮退運転に移行させる。

そして、該故障信号ｓＡ１に対応する第２の構成種別データＡ１１を第２の再構成情報転送部１５に送信（ｓＡ６）して、第２の構成種別データＡ１１に基づく再構成を要求（ｓＡ７）し、第２の再構成情報転送部１５は、故障信号に対応する第２の構成種別データＡ１１に基づく再構成可能な集積回路１０Ａ１の配置配線データを再構成可能な予備集積回路１２に転送して書き込む（ｓＡ８）。

そして、再構成可能な予備集積回路１０Ａ１は第２の構成選択部１４に再構成完了信号ｒＡ５を制御周期Ｔ_ｉ＋１の期間で通知したとすると、第２の構成選択部１４は、再構成完了信号ｒＡ５を受信して再構成可能な予備集積回路１２を使用して、制御周期Ｔ_ｉ＋２の期間以降の運転を再構成可能な予備集積回路を使用して正常な自己修復システム１００の運転を継続する。

次に、ステップ２では、第２の構成選択部１４は、再構成完了信号ｒＡ５を受信すると、再構成可能な予備集積回路１２を使用しての運転に入ったことが識別可能な応答信号ｓＡ９として第２の再構成情報転送部１５に送信し、さらに、故障した再構成可能な集積回路１０Ａ１に対して、この再構成可能な集積回路１０Ａ１自身の配置配線データの再構成を要求する（ｓＡ７）。

または、この要求信号ｓＡ７を、故障した再構成可能な集積回路１０Ａ１の再構成であることが識別可能な信号として、第２の再構成情報転送部１５に送信する様にしても良い。

この故障した再構成可能な集積回路１０Ａ１の配置配線データを第２の再構成情報転送部１５から再構成可能な集積回路１０Ａ１に送信（ｓＡ８）し、再構成の結果、故障回復がされた場合には、再構成可能な集積回路１０Ａ１は故障信号ｓＡ１をリセットするとともに、第２の構成選択部１４に再構成完了信号ｒＡ１を送信する。

そして、第２の構成選択部１４は、この故障信号ｓＡ１の回復を受信すると、再構成可能な集積回路１０Ａ１の出力禁止信号ｓＯ１を解除するとともに、構成種別データＡ１５第２の再構成情報転送部１５に送信する。

そして、再び、第２の再構成情報転送部１５から構成種別データＡ１５を送信（ｓＡ６）して再構成を要求し（ｓＡ７）、構成種別データＡ１５に対応する配置配線データの内、再構成可能な集積回路１０Ａ１が故障復帰した場合の異なる配置配線データのみを選択して再送信し、再構成が完了（ｒＡ１）したことを受信し、再構成要求の応答として再構成が完了したことを（ｓＡ９）第２の情報転送部１５に制御周期Ｔ_ｊの期間で送信して、自己修復システム１００の運転を縮退運転から、故障前の構成種別データＡ１５の状態に制御周期Ｔ_ｊ＋１の期間から正常運転を再開する。

即ち、実施例２によれば、再構成可能な集積回路１０の故障に対して、この再構成可能な集積回路１０の機能を再構成可能な予備集積回路１２に構成して運転を継続するとともに、さらに、故障した再構成が可能な集積回路を再構成して故障回復した場合は、当初の構成で運転を再開するので、故障した再構成可能な集積回路１０のみの復旧時間で正常な運転を再開できるので、縮退運転時間を最小に出来るとともに、故障した再構成可能な集積回路の自己修復が可能と出来る。

本発明は、上述した実施例に何ら限定されるものではなく、再構成可能な予備集積回路の数及びその構成を適宜変えることによって、再構成可能な集積回路の故障モードに対応した機能のみを適宜再構成する構成としても良く、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

本発明の再構成可能な集積回路の構成図。 本発明の再構成可能な集積回路の構成種別テーブルの例。 本発明の再構成可能な集積回路の動作を説明するタイムチャート。 本発明の再構成可能な集積回路を使用した自己修復システムの構成図。 本発明の第２の構成種別テーブルの例。 本発明の再構成可能な集積回路を使用した自己修復システムの動作を説明するタイムチャート。

符号の説明

１ 機能構成部
１ａ１〜１ａ４ 機能回路部
１ａ５ 予備機能回路部
３ 共通バス
４ 第１の構成選択部
４ａ 第１の構成種別テーブル
５ 第１の再構成情報転送部
５ａ 転送部
５ｂ メモリ
６ 外部回路
１０ 再構成可能な集積回路
１０（１０Ａ１〜１０Ａ４） 再構成可能な集積回路
１２ 再構成可能な予備集積回路
１３ システムバス
１４ 第２の構成選択部
１４ａ 第２の構成種別テーブル
１５ 第２の再構成情報転送部
１５ａ 転送部
１５ｂ メモリ
１６ 外部装置
１００ 再構成可能な集積回路を用いた自己修復システム

Claims (3)

1. 複数の論理構成要素から成る回路の再構成が可能に構成された再構成可能な集積回路であって、
   前記再構成可能な集積回路は、前記論理構成要素から成る所定の機能を備える複数の機能回路部と前記複数の機能回路部の夫々の機能が構成可能に予め前記論理構成要素を備える少なくとも一つの予備機能回路部とを備える機能構成部と、
   前記複数の機能回路部及び前記予備機能回路部の相互間を接続し、前記機能構成部の外部との入出力信号をインタフェースする共通バスと、
   前記複数の機能回路部の構成を予め指定し、前記集積回路の機能を設定するための第１の構成種別テーブルを備え、前記複数の機能回路部のいずれかの故障に対応して前記第１の構成種別テーブルで指定される第１の構成種別データを選択する第１の構成選択部と、
   前記第１の構成種別データに対応する夫々の前記論理構成要素から成る前記複数の機能回路部の回路及び前記複数の機能回路部及び前記予備機能回路部の回路部相互間の接続を指定する第１の配置配線データを記憶する第１のメモリと、前記第１の構成選択部で選択された前記構成種別データに対応する前記第１の配置配線データを前記第１のメモリから抽出して、前記回路部相互間の接続と前記予備機能回路部に構成する回路とを書き込む第１の転送部とを備える第１の再構成情報転送部とから成り、
   夫々の前記機能回路部は、自身の故障信号を検知した場合、前記第１の構成選択部に通知し、前回の制御周期での自身の出力値を保持し、
   前記第１の構成選択部は、前記故障信号を通知された前記機能回路部に対して、保持した前回の出力を許可し、前記故障信号に対応する前記第１の構成種別データを前記第１の構成種別テーブルを参照して選択し、選択した第１の構成種別データを前記第１の再構成情報転送部に送信して、前記第１の構成種別データに基づく再構成を要求し、
   前記第１の再構成情報転送部は、前記故障信号に対応する前記第１の構成種別データに基づく前記配置配線データを前記機能構成部に書き込み、
   前記機能構成部は、前記第１の構成選択部に書き込みが完了したことを示す再構成完了信号を通知し、
   前記第１の構成選択部は、前記再構成完了信号を受信して前記再構成可能な集積回路の運転継続するようにしたことを特徴とする再構成可能な集積回路。
2. 複数の論理構成要素から成る回路の再構成が可能に構成された再構成可能な集積回路から成る自己修復システムであって、
   前記自己修復システムは、１つ以上の再構成可能な集積回路と、
   前記再構成可能な集積回路のいずれをも再構成が可能で、その１つを選択して再構成する少なくとも１つの再構成可能な予備集積回路と、
   前記再構成可能な集積回路及び前記予備集積回路相互間を接続し、前記自己修復システムの外部との入出力信号をインタフェースするシステムバスと、
   前記自己修復システムの前記再構成可能な集積回路の構成を設定するための第２の構成種別テーブルを備え、前記１つ以上の前記再構成可能な集積回路の故障に対応して、前記第２の構成種別テーブルで予め指定されるいずれかの第２の構成種別データを選択する第２の構成選択部と、
   前記再構成可能な集積回路及び前記再構成可能な予備集積回路の集積回路相互間の接続回路と前記再構成可能な予備集積回路に構成する前記再構成可能な集積回路との第２の配置配線データを記憶する第２のメモリと、前記第２の構成種別テーブルで指定される前記第２の構成種別データに対応する前記第２の配置配線データを前記第２のメモリから抽出して、前記集積回路相互間の接続回路と前記再構成可能な予備集積回路に構成する回路とを前記書き込む第２の転送部とを備える第２の再構成情報転送部とから成り、
   夫々の前記再構成可能な集積回路は、自身の故障信号を検知した場合、前記第２の構成選択部に通知し、
   前記第２の構成選択部は、該故障信号を通知された前記再構成可能な集積回路に対してその外部出力を禁止して縮退運転を開始し、前記該故障信号に対応する前記第２の構成種別データを選択して前記第２の再構成情報転送部に送信して、第２の前記構成種別データに基づく再構成を要求し、
   前記第２の再構成情報転送部は、前記故障信号に対応する前記第２の構成種別データに対応する前記配置配線データを前記再構成可能な予備集積回路及び前記集積回路相互間の接続回路に書き込み、
   前記再構成可能な予備集積回路は前記第２の構成選択部に再構成完了信号を通知し、
   前記第２の構成選択部は、再構成完了信号を受信して前記再構成可能な予備集積回路を使用して前記自己修復システムの運転継続し、
   さらに、故障した前記再構成可能な集積回路の再構成が完了した再構成完了信号を受信した場合、その外部出力を許可するとともに前記自己修復システムを正常な運転に復旧させるようにしたことを特徴とする再構成可能な集積回路を用いた自己修復システム。
3. 前記再構成可能な集積回路は、前記論理構成要素から成る所定の機能を備える複数の機能回路部と前記複数の機能回路部の夫々の機能が構成可能に予め前記論理構成要素を備える少なくとも一つの予備機能回路部とを備える機能構成部と、
   前記複数の機能回路部及び前記予備機能回路部の相互間を接続し、前記機能構成部の外部との入出力信号をインタフェースする共通バスと、
   前記複数の機能回路部の構成を予め指定し、前記集積回路の機能を設定するための第１の構成種別テーブルを備え、前記複数の機能回路部のいずれかの故障に対応して前記第１の構成種別テーブルで指定される第１の構成種別データを選択する第１の構成選択部と、
   前記第１の構成種別データに対応する夫々の前記論理構成要素から成る前記複数の機能回路部の回路及び前記複数の機能回路部及び前記予備機能回路部の回路部相互間の接続を指定する第１の配置配線データを記憶する第１のメモリと、前記第１の構成選択部で選択された前記構成種別データに対応する前記第１の配置配線データを前記第１のメモリから抽出して、前記回路部相互間の接続と前記予備機能回路部に構成する回路とを書き込む第１の転送部とを備える第１の再構成情報転送部とから成り、
   夫々の前記機能回路部は、自身の故障信号を検知した場合、前記第１の構成選択部に通知し、前回の制御周期での自身の出力値を保持し、
   前記第１の構成選択部は、前記故障信号を通知された前記機能回路部に対して、保持した前回の出力を許可し、前記故障信号に対応する前記第１の構成種別データを前記第１の構成種別テーブルを参照して選択し、選択した第１の構成種別データを前記第１の再構成情報転送部に送信して、前記第１の構成種別データに基づく再構成を要求し、
   前記第１の再構成情報転送部は、前記故障信号に対応する前記第１の構成種別データに基づく前記配置配線データを前記機能構成部に書き込み、
   前記機能構成部は、前記第１の構成選択部に書き込みが完了したことを示す再構成完了信号を通知し、
   前記第１の構成選択部は、前記再構成完了信号を受信して前記再構成可能な集積回路の運転継続するようにしたことを特徴とする請求項２に記載の再構成可能な集積回路を用いた自己修復システム。

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