JP2012038026A - Dual arithmetic unit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dual arithmetic unit capable of improving the operation rate of a system while securing the security of the system.SOLUTION: The dual arithmetic unit includes an A system arithmetic processing circuit 2, a B system arithmetic processing circuit 3, a collation circuit 4, and a reset circuit (resetting means) 6. Data is transferred between the A system arithmetic processing circuit 2 and the B system arithmetic processing circuit 3, the coincidence/discrepancy of the data between the systems is determined, and whether results (CMPa, CMPb) of data collation are coincident between the systems is determined. The A system arithmetic processing circuit 2 and the B system arithmetic processing circuit 3 are reset after stopping outputting signals (CMPa, CMPb) showing that the results of data collation are different to the collation circuit until the number of times when the results of data collation are not coincident reaches a threshold SL, and when the number of times reaches the threshold SL, the signals showing that the results of data collation are different are outputted to the collation circuit, the reset is also stopped, and a security relay is lowered by maintaining an output of the collation circuit 4 at a high level or a low level.

Description

本発明は、同一の処理を同期して行う2つの演算処理手段を備えた2重化演算装置に関する。   The present invention relates to a duplex operation device including two operation processing means for performing the same processing synchronously.

従来、この種の2重化演算装置として、例えば、特許文献1に記載されるような装置があった。
この2重化演算装置は、2つの演算処理手段(MPU)を備え、自系の比較データを他系に出力し、他系からの入力した比較データと自系の比較データとを照合して、照合結果出力を照合手段(比較回路)に出力する。そして、照合手段は、両演算処理手段からの照合結果出力が一致すると、正常動作を示す交番信号を外部に出力し、照合結果出力が不一致になると、交番信号の出力を停止することでシステムの動作を停止させ、システムを安全側に導く。
Conventionally, there has been an apparatus as described in Patent Document 1, for example, as this type of duplex computing apparatus.
This duplex arithmetic unit is equipped with two arithmetic processing means (MPU), outputs the comparison data of its own system to another system, and compares the input comparison data from the other system with the comparison data of its own system. The collation result output is output to the collation means (comparison circuit). Then, the collating means outputs an alternating signal indicating a normal operation to the outside when the collation result outputs from both the arithmetic processing means match, and stops the output of the alternating signal when the collation result outputs do not match. Stop operation and guide the system to the safe side.

特開平11−143841号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-143841

しかし、上記従来の2重化演算装置では、一過性の要因によって系間での照合結果が一時的に異なった場合であっても、照合手段は、照合結果出力が一致しなくなったことに基づいてシステムの動作を停止させてしまうため、安全性は確保できるものの、必要以上にシステムの稼動率を低下させてしまうという問題があった。   However, in the above-described conventional duplicated arithmetic unit, even if the collation results between the systems are temporarily different due to a temporary factor, the collation means that the collation result output does not match. Since the operation of the system is stopped based on this, safety can be ensured, but there is a problem that the operating rate of the system is lowered more than necessary.

本発明は上記問題点に着目してなされたものであり、システムの安全性を確保しつつ、システムの稼動率を向上させることができる2重化演算装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a duplex computing device capable of improving the operating rate of the system while ensuring the safety of the system.

このため、請求項1に係る発明は、同一の処理を同期して行う第1演算処理手段及び第2演算処理手段と、前記第1演算処理手段及び第2演算処理手段をリセットするリセット信号を出力するリセット手段と、を備え、前記第1演算処理手段及び第2演算処理手段は、それぞれ、他系のデータを読み込んで、対応する自系のデータと照合すると共に、他系での照合結果を読み込んで、系間で異なる照合結果となった回数を計数し、前記回数が閾値よりも少ない場合に前記リセット手段に対して前記リセット信号の出力を指示し、前記回数が閾値よりも多くなった場合に前記リセット信号の出力指示を停止するようにした。   For this reason, the invention according to claim 1 is provided with a first arithmetic processing means and a second arithmetic processing means for performing the same processing synchronously, and a reset signal for resetting the first arithmetic processing means and the second arithmetic processing means. Resetting means for outputting, each of the first arithmetic processing means and the second arithmetic processing means reads the data of the other system and collates it with the corresponding own system data, and the collation result in the other system Is read, and the number of times that the collation result is different between the systems is counted. In such a case, the output instruction of the reset signal is stopped.

係る構成では、第1演算処理手段及び第2演算処理手段は、それぞれ、自系のデータと他系のデータとを照合してデータの健全性を検証し、更に、自系での照合結果と他系での照合結果とに基づいて、一方が一致、他方が不一致を検出していて、系間で異なる照合結果になっているか否かを判断する。
そして、系間で異なる照合結果になっている場合には、係る照合結果となった回数を積算し、積算した回数が閾値よりも少ない場合には、系間で異なる照合結果になったのは、一過性の要因によるものである可能性があるので、リセット信号の出力を指示して第1演算処理手段及び第2演算処理手段をリセット(再起動)し、システムの動作を継続させる一方、回数が閾値よりも多くなると、継続的な故障(異常)が発生しているものと推定して、リセット信号の出力指示を停止させる。
尚、前記データには、2つの演算処理手段の入出力値や演算処理結果の値などが含まれる。
In such a configuration, each of the first arithmetic processing means and the second arithmetic processing means verifies the soundness of the data by collating the data of the own system with the data of the other system, and further, with the collation result in the own system. Based on the collation result in the other system, it is determined whether one matches and the other detects the mismatch and the collation result is different between the systems.
And if the collation results are different between systems, the number of times that the collation results are obtained is accumulated, and if the accumulated number is less than the threshold, the collation results that differ between systems are Since it may be due to a temporary factor, the output of the reset signal is instructed to reset (restart) the first arithmetic processing means and the second arithmetic processing means, while continuing the operation of the system. When the number of times exceeds the threshold, it is estimated that a continuous failure (abnormality) has occurred, and the output instruction of the reset signal is stopped.
The data includes input / output values of two arithmetic processing means and values of arithmetic processing results.

上記請求項1の構成において、請求項2のように、前記第1演算処理手段における照合結果と前記第2演算処理手段における照合結果とを入力し、系間で照合結果が異なる場合に、前記2重化演算装置を含むシステムの動作を停止させるフェイルセーフ信号を出力するフェイルセーフ照合手段を備え、系間で照合結果が異なり、かつ、前記リセット信号の出力指示が停止されている場合に、前記フェイルセーフ照合手段からのフェイルセーフ信号の出力によってシステムの動作を停止させることができる。   In the configuration of claim 1, when the collation result in the first arithmetic processing means and the collation result in the second arithmetic processing means are input as in claim 2, and the collation results are different between systems, A fail-safe collation means for outputting a fail-safe signal for stopping the operation of the system including the duplex computing device, the collation result is different between systems, and the output instruction of the reset signal is stopped; The operation of the system can be stopped by outputting a fail safe signal from the fail safe collating means.

係る構成では、系間で異なる照合結果になった回数が閾値よりも多くなって、第1演算処理手段及び第2演算処理手段のリセット動作を停止すると、フェイルセーフ照合手段がフェイルセーフ信号を出力することによってシステムの動作を停止させ、継続的な故障(異常)の発生に対してシステムを安全側に導く。   In such a configuration, when the number of collation results different between systems exceeds the threshold value and the reset operation of the first arithmetic processing means and the second arithmetic processing means is stopped, the failsafe collating means outputs a failsafe signal. This stops the operation of the system and leads the system to the safe side against the occurrence of continuous failures (abnormalities).

上記請求項1又は2の構成において、請求項3のように、前記第1演算処理手段及び第2演算処理手段は、それぞれ、他系が計数した回数を読み込んで、自系が計数した回数と他系が計数した回数とを比較して、前記リセット信号の出力指示を制御することができる。   In the configuration of claim 1 or 2, as in claim 3, each of the first calculation processing means and the second calculation processing means reads the number of times counted by another system, and the number of times counted by the own system. The output instruction of the reset signal can be controlled by comparing with the number of times counted by another system.

係る構成では、回数の計数結果を相互に受け渡し、両者でそれぞれに計数した回数を比較してリセット信号の出力指示を制御することで、回数の計数結果が異なる場合に、安全性を確保できる。   In such a configuration, the count result of the number of times is passed between each other, and the output count of the reset signal is controlled by comparing the number of times counted by the both, whereby safety can be ensured when the count result of the number of times is different.

上記請求項2又は3記載の構成において、請求項4のように、前記第1演算処理手段及び第2演算処理手段に共通のクロック信号を供給する発振手段を備え、前記第1演算処理手段及び第2演算処理手段は、それぞれ、前記クロック信号による計時に基づいて、一定の周期で計時完了信号を他系に出力し、前記計時完了信号の入力を契機に、前記クロック信号に同期してデータを他系に出力し、前記データの照合結果を示す交番信号を前記フェイルセーフ照合手段に出力するようにできる。   The configuration according to claim 2 or 3, further comprising an oscillating means for supplying a common clock signal to the first arithmetic processing means and the second arithmetic processing means, as in claim 4, wherein the first arithmetic processing means and Each of the second arithmetic processing means outputs a time measurement completion signal to another system at a constant cycle based on the time measurement by the clock signal, and the data is synchronized with the clock signal in response to the input of the time measurement completion signal. Can be output to the other system, and an alternating signal indicating the result of the data verification can be output to the fail-safe verification unit.

係る構成では、発振手段から2つの演算処理手段に共通のクロック信号が供給され、2つの演算処理手段は、それぞれ、このクロック信号に基づいて一定の周期で計時完了信号を出力し、また、クロック信号に同期してデータを出力し、互いのデータを照合する。そして、2つの演算処理手段は、その照合結果を示す交番信号をフェイルセーフ照合手段に出力し、フェイルセーフ照合手段は、交番信号の照合に基づきフェイルセーフ信号を出力する。   In such a configuration, a common clock signal is supplied from the oscillating means to the two arithmetic processing means, and the two arithmetic processing means each output a time measurement completion signal at a constant period based on the clock signal. Data is output in synchronization with the signal and the data is collated. Then, the two arithmetic processing means output an alternating signal indicating the collation result to the fail-safe collating means, and the fail-safe collating means outputs a fail-safe signal based on the collation of the alternating signal.

係る2重化演算装置によれば、一過性の要因によってシステム動作が停止してしまうことを抑制でき、システムの安全性を確保しつつ、システムの稼動率を向上させることができる。   According to such a redundant arithmetic unit, it is possible to prevent the system operation from being stopped due to a temporary factor, and it is possible to improve the operating rate of the system while ensuring the safety of the system.

本願発明に係る2重化演算装置の実施形態を示すブロック図The block diagram which shows embodiment of the duplication arithmetic unit which concerns on this invention 上記実施形態における照合処理を示すフローチャートThe flowchart which shows the collation process in the said embodiment 上記実施形態における照合処理の動作を示すタイムチャートTime chart showing operation of collation processing in the embodiment 上記実施形態における故障発生時の照合処理の動作を示すタイムチャートThe time chart which shows the operation | movement of the collation process at the time of the failure occurrence in the said embodiment

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る2重化演算装置の構成を示す。図1に示す2重化演算装置は、発振器(発振手段)1と、A系演算処理回路(第1演算処理手段)2と、B系演算処理回路(第2演算処理手段)3と、照合回路(フェイルセーフ照合手段)4と、検査用発振器5と、リセット回路(リセット手段)6とを含む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a duplex operation device according to the present invention. 1 includes an oscillator (oscillating means) 1, an A-system arithmetic processing circuit (first arithmetic processing means) 2, a B-system arithmetic processing circuit (second arithmetic processing means) 3, and verification. A circuit (fail-safe collating means) 4, an inspection oscillator 5, and a reset circuit (resetting means) 6 are included.

発振器1は、2つの演算処理回路2,3の同期処理を実現するために、2つの演算処理回路2,3に共通のクロック信号CLK0を供給する。尚、発振器1として、水晶発振器などを採用でき、また、クロック信号CLK0の周波数は、設計に応じて適宜に選択できる。   The oscillator 1 supplies a common clock signal CLK0 to the two arithmetic processing circuits 2 and 3 in order to realize the synchronization processing of the two arithmetic processing circuits 2 and 3. A crystal oscillator or the like can be adopted as the oscillator 1, and the frequency of the clock signal CLK0 can be appropriately selected according to the design.

A系及びB系演算処理回路2,3は、クロック信号CLK0に基づいて同一の処理を同期して行う2重系回路であって、入力データを演算し、この演算処理によって得たデータを出力する機能を有する。
図1に示す2重化演算装置は、例えば、踏切の保安装置を構成し、A系及びB系演算処理回路2,3は、踏切に接近する列車の位置情報などを入力し、踏切の遮断かんの制御信号などを出力する。
The A-system and B-system arithmetic processing circuits 2 and 3 are dual-system circuits that perform the same processing synchronously based on the clock signal CLK0, calculate input data, and output the data obtained by this arithmetic processing It has the function to do.
The duplexing arithmetic unit shown in FIG. 1 constitutes, for example, a railroad crossing safety device, and the A system and B system arithmetic processing circuits 2 and 3 input information on the position of a train approaching the railroad crossing, etc. A can control signal is output.

A系及びB系演算処理回路2,3としては、例えばASICやCPUバス回路を採用することができるが、MCU(Micro Control Unit)を用いると好適である。このMCUは、CPUバス回路を1つのLSIに実装したものに相当するため、装置の小型化、低消費電力化、あるいは低コスト化に寄与できる。
A系及びB系演算処理回路2,3は、それぞれ、故障検知部200,300と、検査部201,301と、監視タイマ部202,302と、タイマ部203,303と、データ記憶部205,305と、出力部206,306と、データ処理部207,307と、照合部208,308と、入力部209,309と、照合結果比較部210,310と、回数記憶部211,311とを含む。これらは、ハードウェアの機能ブロック、又はソフトウェアの機能モジュールを表すものである。
As the A-system and B-system arithmetic processing circuits 2 and 3, for example, an ASIC or a CPU bus circuit can be adopted, but an MCU (Micro Control Unit) is preferably used. Since this MCU corresponds to a CPU bus circuit mounted on one LSI, it can contribute to downsizing, low power consumption, or low cost of the device.
The A-system and B-system arithmetic processing circuits 2 and 3 include a failure detection unit 200 and 300, an inspection unit 201 and 301, a monitoring timer unit 202 and 302, a timer unit 203 and 303, and a data storage unit 205, respectively. 305, output units 206 and 306, data processing units 207 and 307, verification units 208 and 308, input units 209 and 309, verification result comparison units 210 and 310, and number storage units 211 and 311 are included. . These represent hardware functional blocks or software functional modules.

以下に、上記構成の2重化演算装置の作用・機能について説明するが、冗長となることを避けるために、A系演算処理回路2についてのみ説明を行い、他系のB系演算処理回路3については同一の作用・機能を有するものとする。   In the following, the operation and function of the duplex arithmetic unit having the above-described configuration will be described. However, in order to avoid redundancy, only the A-system arithmetic processing circuit 2 will be described, and the other B-system arithmetic processing circuit 3 will be described. Shall have the same action and function.

タイマ部203は、発振器1のクロック信号CLK0により計時を行い、一定の時間ごとに計時完了信号TUPaをB系演算処理回路3に出力する。一方、B系演算処理回路3も、同様に、タイマ部303の計時に基づいて、一定の周期で計時完了信号TUPbをA系演算処理回路2に出力する。   The timer unit 203 measures time with the clock signal CLK0 of the oscillator 1 and outputs a time measurement completion signal TUPa to the B-system arithmetic processing circuit 3 at regular intervals. On the other hand, the B-system arithmetic processing circuit 3 similarly outputs a time-measurement completion signal TUPb to the A-system arithmetic processing circuit 2 at a constant cycle based on the timing of the timer unit 303.

出力部206は、B系演算処理回路3からの計時完了信号TUPbの入力を契機に、クロック信号CLK0に同期してデータDaをB系演算処理回路3に出力する。具体的には、出力部206は、データ記憶部205からデータDATAaを読み出して、計時完了信号TUPbの一周期の前半において、データDATAaと同一のデータDap(ポジティブデータ)をB系演算処理回路3の入力部309に出力し、後半において、データDATAaの正負の論理を反転して得たデータDan(ネガティブデータ)をB系演算処理回路3の入力部309に出力する。   The output unit 206 outputs the data Da to the B-system arithmetic processing circuit 3 in synchronization with the clock signal CLK0 when the timing completion signal TUPb is input from the B-system arithmetic processing circuit 3. Specifically, the output unit 206 reads the data DATAa from the data storage unit 205, and outputs the same data Dap (positive data) as the data DATAa in the first half of one cycle of the timing completion signal TUPb. In the second half, data Dan (negative data) obtained by inverting the positive / negative logic of the data DATAa is output to the input unit 309 of the B-system arithmetic processing circuit 3.

同様に、B系演算処理回路3は、計時完了信号TUPaの入力を契機に、クロック信号CLK0に同期してデータDbをA系演算処理回路2の入力部209に出力する。
ここで、正負の論理を反転する処理としては、例えば、データDATAaの1バイトごとに、FF(h)との排他的論理和(つまり、XOR)を実行する処理を採用することができる。例えば、データDATAaのAA(h)を論理反転処理すると、55(h)となる。
データ記憶部205はメモリであり、データ処理部207における入出力値や演算処理結果の値などのデータDATAaを格納する。
Similarly, the B-system arithmetic processing circuit 3 outputs the data Db to the input unit 209 of the A-system arithmetic processing circuit 2 in synchronization with the clock signal CLK0 when the timing completion signal TUPa is input.
Here, as the process of inverting the positive / negative logic, for example, a process of executing exclusive OR (ie, XOR) with FF (h) for each byte of the data DATAa can be employed. For example, when AA (h) of data DATAa is logically inverted, 55 (h) is obtained.
The data storage unit 205 is a memory, and stores data DATAa such as input / output values and calculation processing result values in the data processing unit 207.

データ処理部207は、2重化演算装置が入力したデータ(列車の位置情報など)を演算し、これにより得たデータ(踏切の遮断かんの制御信号など)を他の装置に出力する。また、データ処理部207は、これらの入出力データなどを、上記のデータDATAaとしてデータ記憶部205に書き込む。
入力部209は、B系演算処理回路3からデータDbを受け取り、照合部208に出力する。
The data processing unit 207 calculates data (such as train position information) input by the duplexing arithmetic unit, and outputs data (such as a control signal for a railroad crossing barrier) that is obtained thereby. Further, the data processing unit 207 writes the input / output data and the like in the data storage unit 205 as the data DATAa.
The input unit 209 receives the data Db from the B-system arithmetic processing circuit 3 and outputs it to the collation unit 208.

照合部208は、データ記憶部205からデータDATAa(自系のデータ)を読み出して、このデータDATAaと、B系演算処理回路3側から対応するものとして入力したデータDb(他系のデータ)とを照合し、その照合結果(一致・不一致)を示す交番信号CMPaを、自系の照合結果比較部210と他系の照合結果比較部310とに出力する。
照合部208における照合処理は、例えば、データDATAaとデータDbとを先頭から2バイト単位で比較することにより行われ、一致した場合、出力する交番信号CMPaをハイレベルとし、一致しない場合、ローレベルとする。
The collation unit 208 reads the data DATAa (own system data) from the data storage unit 205, and the data DATAa and the data Db (other system data) input as corresponding data from the B system arithmetic processing circuit 3 side. And an alternating signal CMPa indicating the collation result (match / mismatch) is output to the collation result comparison unit 210 of the own system and the collation result comparison unit 310 of the other system.
The collation processing in the collation unit 208 is performed, for example, by comparing the data DATAa and the data Db in units of 2 bytes from the head. If they match, the output alternating signal CMPa is set to the high level. And

B系演算処理回路3から受け取るデータDbは、上述のように半周期ごとに論理反転処理がなされるから、一周期の前半ではデータDATAa(A系のポジティブデータ)とデータDb(B系のポジティブデータ)とが一致し、一周期の後半ではデータDATAa(A系のポジティブデータ)とデータDb(B系のネガティブデータ)とが不一致となるのが正常状態であり、A系及びB系演算処理回路2,3の正常状態において、交番信号CMPaは、周期的にハイレベルとローレベルを繰り返すことになる。
換言すれば、交番信号CMPaがハイレベルとローレベルとを繰り返す状態が、A系のデータとB系のデータとの一致状態を示し、データDbのポジティブデータ及びネガティブデータを照合させることで、データDbの固着故障を検知できるようにしてある。
そして、照合部208におけるデータ照合の結果、異常の発生が検出された場合、A系演算処理回路2は動作を停止し、その結果、交番信号CMPaは交番を停止し、一定値を保持する。
Since the data Db received from the B system arithmetic processing circuit 3 is logically inverted every half cycle as described above, the data DATAa (A system positive data) and the data Db (B system positive data) are used in the first half of one cycle. Data) and the data DATAa (A system positive data) and the data Db (B system negative data) do not match in the second half of one cycle in the normal state. In the normal state of the circuits 2 and 3, the alternating signal CMPa periodically repeats a high level and a low level.
In other words, the state in which the alternating signal CMPa repeats the high level and the low level indicates the coincidence state of the A-system data and the B-system data, and the data Db is collated with the positive data and the negative data, Db sticking failure can be detected.
If the occurrence of an abnormality is detected as a result of data collation in the collation unit 208, the A-system arithmetic processing circuit 2 stops its operation, and as a result, the alternating signal CMPa stops alternating and maintains a constant value.

照合回路4は、論理回路を有するLSIなどにより構成され、2つの演算処理回路2,3(照合結果比較部210,310)から受信した交番信号CMPa,CMPbを照合する。そして、各系から同一の交番信号CMPa,CMPbが出力されている場合、同様に交番する(ポジティブデータとネガティブデータとの反転周期で反転する)状態信号FSを、例えば安全リレー(図示せず)に対して出力する。一方、交番信号CMPa,CMPbが一致しなくなると、照合回路4は、状態信号FSをハイレベル又はローレベルのいずれかの状態に保持する。   The collation circuit 4 is configured by an LSI having a logic circuit, and collates the alternating signals CMPa and CMPb received from the two arithmetic processing circuits 2 and 3 (collation result comparison units 210 and 310). When the same alternating signals CMPa and CMPb are output from each system, the state signal FS that alternates in the same way (inverted at the inversion cycle of positive data and negative data) is used as, for example, a safety relay (not shown). Output for. On the other hand, when the alternating signals CMPa and CMPb do not match, the collation circuit 4 holds the state signal FS at either the high level or the low level.

安全リレーは、インダクタなどで構成した駆動回路を備え、この駆動回路に入力する状態信号FSが交番している場合には落下しないが、状態信号FSが交番しなくなった場合(ハイレベル又はローレベルのいずれかの状態を保持する場合)に落下し、これにより外部の制御対象装置への電源供給を遮断する。このような仕組みを設けることによって、2重化演算装置を含むシステムを、安全側に制御することが可能となる。   The safety relay includes a drive circuit composed of an inductor or the like, and does not drop when the state signal FS input to the drive circuit is alternating, but when the state signal FS stops alternating (high level or low level) In this case, the power supply to the external control target device is cut off. By providing such a mechanism, it is possible to control the system including the duplex computing device to the safe side.

また、本実施形態の2重化演算装置は、発振器1の故障を監視するために、検査用発振器5を備えている。検査用発振器5は、2つの演算処理回路2,3に共通の検査用クロック信号CLK1を供給する。尚、検査用発振器5として、水晶発振器などを採用でき、また、クロック信号CLK1の周波数は、設計に応じて適宜に選択できる。
監視タイマ部202は、検査用クロック信号CLK1に従って計時を行い、検査部201は、監視タイマ部202の計時に基づいて、B系演算処理回路3から入力した計時完了信号TUPbの周期の健全性を検査する。
In addition, the duplexing arithmetic device of this embodiment includes an inspection oscillator 5 in order to monitor the failure of the oscillator 1. The inspection oscillator 5 supplies a common inspection clock signal CLK 1 to the two arithmetic processing circuits 2 and 3. Note that a crystal oscillator or the like can be employed as the inspection oscillator 5 and the frequency of the clock signal CLK1 can be appropriately selected according to the design.
The monitoring timer unit 202 measures time according to the inspection clock signal CLK1, and the inspection unit 201 determines the soundness of the period of the time measurement completion signal TUPb input from the B-system arithmetic processing circuit 3 based on the time measurement of the monitoring timer unit 202. inspect.

具体的には、検査部201は、計時完了信号TUPbの入力ごとに、監視タイマ部202が計時したタイマ値Taを読み出し、タイマ値Taの変化分ΔTaが所定値Nであるか否かを判定する。計時完了信号TUPbの周期が正常であれば、タイマ値Taは、計時完了信号TUPbの入力ごとに、期待される所定の変化分Nだけ増加することになるから、検査部201は、変化分ΔTaが所定値Nではない場合、計時完了信号TUPbの周期の異常を検出する。
但し、検査用クロック信号CLK1はクロック信号CLK0と非同期であることから、正常動作時であっても変化分ΔTaに誤差が生じる。このため、実際の回路設計では、所定値Nを、誤差を見込んで一定の数値範囲に設定することが必要である。
Specifically, for each input of the timing completion signal TUPb, the inspection unit 201 reads the timer value Ta measured by the monitoring timer unit 202 and determines whether or not the change ΔTa in the timer value Ta is a predetermined value N. To do. If the period of the time measurement completion signal TUPb is normal, the timer value Ta increases by the expected predetermined change N for each input of the time measurement completion signal TUPb. Is not the predetermined value N, an abnormality in the period of the time measurement completion signal TUPb is detected.
However, since the inspection clock signal CLK1 is asynchronous with the clock signal CLK0, an error occurs in the change ΔTa even during normal operation. For this reason, in actual circuit design, it is necessary to set the predetermined value N within a certain numerical range in consideration of an error.

また、検査部201は、計時完了信号TUPbの入力ごとに、B系演算処理回路3からタイマ値Tbを読み出して、このタイマ値Tbとタイマ値Taとを比較する。そして、比較の結果、タイマ値Tbとタイマ値Taとが不一致である場合、検査部201は、B系演算処理回路3の監視タイマ部302の故障を検出する。
このように、検査用クロック信号CLK1を用いて、計時完了信号TUPbの周期の異常を検出でき、また、タイマ値Tbを検査することによって、B系演算処理回路3の監視タイマ部302の故障を検出することができる。
The inspection unit 201 reads the timer value Tb from the B-system arithmetic processing circuit 3 and compares the timer value Tb with the timer value Ta every time the timing completion signal TUPb is input. If the timer value Tb and the timer value Ta do not match as a result of the comparison, the inspection unit 201 detects a failure in the monitoring timer unit 302 of the B-system arithmetic processing circuit 3.
In this way, it is possible to detect an abnormality in the period of the time measurement completion signal TUPb using the inspection clock signal CLK1, and to inspect the failure of the monitoring timer unit 302 of the B-system arithmetic processing circuit 3 by inspecting the timer value Tb. Can be detected.

また、本実施形態の2重化演算装置において、照合部208は、照合結果を示す交番信号CMPaを、A系演算処理回路2に設けた照合結果比較部210及びB系演算処理回路3に設けた照合結果比較部310それぞれに出力する。
照合結果比較部210は、自系の照合部208での照合結果(交番信号CMPa)、及び、他系の照合部308での照合結果(交番信号CMPb)に基づき、系間で異なる照合結果になっているか否かを判別する。
Further, in the duplication operation device of the present embodiment, the collation unit 208 provides the alternating signal CMPa indicating the collation result in the collation result comparison unit 210 and the B system arithmetic processing circuit 3 provided in the A system arithmetic processing circuit 2. Are output to each collation result comparison unit 310.
Based on the collation result (alternate signal CMPa) in the collation unit 208 of the own system and the collation result (alternate signal CMPb) in the collation unit 308 of the other system, the collation result comparison unit 210 generates a collation result that differs between systems. It is determined whether or not.

系間で照合結果が異なる場合とは、一方が一致、他方が不一致を検出している場合であり、不一致には、正常状態で不一致として検出される場合が含まれる。
そして、照合結果比較部210は、各系での照合結果が一致している場合には、交番信号CMPb(又は交番信号CMPa)を照合回路4へ出力し、他系の照合結果比較部310でも、各系での照合結果が一致していると判断すれば、照合結果比較部310は交番信号CMPa(又は交番信号CMPb)を照合回路4へ出力し、これによって、照合回路4には、各系から同一の交番信号CMPa,CMPbが入力されることになり、同様に交番する状態信号FSを、安全リレーに対して出力することで、システム動作を継続させる。
一方、照合結果比較部210は、各系での照合結果が一致と不一致とに分かれ、相互に異なる照合結果となっている場合には、自系の回数記憶部211から、それまでに異なる照合結果となった回数の積算値である積算回数ANを読み出して、この積算回数ANを1つだけ増大させ、この増大後の回数ANを回数記憶部211に更新記憶させると共に、増大させた後の回数AN(又は回数記憶部211から読み出した増大補正前の回数AN)と閾値SLとを比較する。
ここで、回数ANが閾値SLよりも少ない場合(AN<SL)には、系間で照合結果が異なることを示す交番信号CMPb(又は交番信号CMPa)の照合回路4への出力を停止した上で、リセット回路6に対してリセット信号の出力を指示する。リセット回路6は、リセット信号の出力指示を受けると、A系及びB系演算処理回路2,3をリセット(再起動)させるリセット信号を出力する。
これにより、回数ANが閾値SLよりも少ない場合には、系間で照合結果が異なっていても、照合回路4から出力される状態信号FSの交番を停止させずに、A系及びB系演算処理回路2,3のリセットによって照合のやり直しを行なわせる。
The case where the collation results are different between systems is a case where one matches and the other detects a mismatch, and the mismatch includes a case where a mismatch is detected in a normal state.
When the collation results in the respective systems match, the collation result comparison unit 210 outputs the alternating signal CMPb (or the alternating signal CMPa) to the collation circuit 4, and the collation result comparison unit 310 of the other system also. If it is determined that the collation results in the respective systems match, the collation result comparison unit 310 outputs the alternating signal CMPa (or the alternating signal CMPb) to the collation circuit 4. The same alternating signals CMPa and CMPb are input from the system, and the system operation is continued by outputting the alternating state signal FS to the safety relay.
On the other hand, the collation result comparison unit 210, when the collation results in each system are divided into coincidence and non-coincidence, and the collation results are different from each other, the collation result is different from the number of times storage unit 211 of the own system so far. The integrated number AN, which is the integrated value of the number of times obtained, is read out, the integrated number AN is increased by one, the increased number AN is updated and stored in the number storage unit 211, and the increased number The number of times AN (or the number of times AN before increase correction read from the number storage unit 211) is compared with the threshold value SL.
Here, when the number of times AN is smaller than the threshold value SL (AN <SL), the output of the alternating signal CMPb (or the alternating signal CMPa) indicating that the verification result is different between systems to the verification circuit 4 is stopped. Thus, the reset circuit 6 is instructed to output a reset signal. When receiving the reset signal output instruction, the reset circuit 6 outputs a reset signal for resetting (restarting) the A-system and B-system arithmetic processing circuits 2 and 3.
As a result, when the number of times AN is smaller than the threshold value SL, even if the collation results are different between the systems, the alternating operation of the state signal FS output from the collation circuit 4 is not stopped, and the A system and B system operations are stopped. By resetting the processing circuits 2 and 3, the collation is performed again.

また、回数ANが閾値SLに一致するか又は多い場合(AN≧SL)には、系間で照合結果が異なることを示す交番信号CMPb(又は交番信号CMPa)を照合回路4へ出力させる一方、リセット信号の出力を指示せず、A系及びB系演算処理回路2,3をリセット(再起動)しない。
即ち、計時完了信号TUPbの入力ごとに、系間でデータを照合し、かつ、A系で照合結果とB系での照合結果とが一致しているか否かを判断し、A系とB系での照合結果が異なっていても、それまでに照合結果が異なっていると判断した積算回数ANが閾値SLに達していなければ、系間で照合結果が異なることを示す交番信号CMPa,CMPbの照合回路4への出力を停止した上で、リセット回路6にリセット信号の出力を指示して、2つの演算処理回路2,3をリセット(再起動)する。
When the number of times AN is equal to or larger than the threshold value SL (AN ≧ SL), an alternating signal CMPb (or an alternating signal CMPa) indicating that the collation results are different between the systems is output to the collation circuit 4, The output of the reset signal is not instructed, and the A-system and B-system arithmetic processing circuits 2 and 3 are not reset (restarted).
That is, for each input of the timing completion signal TUPb, the data is collated between the systems, and whether the collation result in the A system matches the collation result in the B system is determined. Even if the collation results in are different, if the number of integrations AN that has been judged that the collation results have been different so far does not reach the threshold value SL, the alternating signals CMPa, CMPb indicating that the collation results are different between the systems. After stopping the output to the verification circuit 4, the reset circuit 6 is instructed to output a reset signal to reset (restart) the two arithmetic processing circuits 2 and 3.

系間で照合結果が異なることを示す交番信号CMPa,CMPbの照合回路4への出力を停止した上で、2つの演算処理回路2,3をリセット(再起動)することで、照合回路4からの状態信号FSによって安全リレーが落ちることがなく、系間でのデータ照合がやり直され、システムの動作が継続される。
ここで、系間で照合結果が異なった要因が一過性のものではなく、固定故障によるものであって、リセット(再起動)後のデータ照合でも、系間で照合結果が異なり、リセットを繰り返した結果、回数AN(リセット回数)が閾値SL以上になると、系間で照合結果が異なることを示す交番信号CMPa,CMPbの照合回路4への出力を行なうと共に、2つの演算処理回路2,3のリセットを停止し、その結果、照合回路4が出力する状態信号FSは、ハイレベル又はローレベルを保持するようになって安全リレーが落下するため、外部の制御対象装置への電源供給が遮断されて、システム動作を停止する。
After stopping the output of the alternating signals CMPa and CMPb indicating that the collation results are different between the systems to the collation circuit 4, the two arithmetic processing circuits 2 and 3 are reset (restarted) so that the collation circuit 4 Therefore, the safety relay is not dropped by the state signal FS, the data collation between the systems is performed again, and the system operation is continued.
Here, the cause of the difference in verification results between systems is not a temporary one, but is due to a fixed failure. Even in data verification after reset (restart), the verification results differ between systems and As a result of repetition, when the number of times AN (the number of resets) is equal to or greater than the threshold value SL, alternating signals CMPa and CMPb indicating that the collation results are different between the systems are output to the collation circuit 4, and the two arithmetic processing circuits 2, 3 is stopped, and as a result, the state signal FS output from the verification circuit 4 is maintained at a high level or a low level, and the safety relay drops, so that the power supply to the external control target device is not performed. Shut off and stop system operation.

即ち、系間で照合結果が異なっても、その回数が閾値SLに達するまでは、一過性の要因によるものである可能性があるので、交番信号CMPa,CMPbの照合回路4への出力停止及びリセットによってシステム動作を継続させるが、系間で照合結果が異なった回数の積算が閾値SLに達した場合には、固定故障が発生している可能性があるので、リセットを中止して交番信号CMPa,CMPbを照合回路4へ出力することで、照合回路4からの状態信号FSにより安全リレーを落とし、システム動作を停止させる。
従って、一過性の要因によって系間で照合結果が異なった場合に、直ちにシステム動作を停止させてしまうことがなく、システムの稼動率が過剰に低下することを抑制でき、また、固定故障が発生していて、系間で照合結果が異なる状態が繰り返される場合(系間で照合結果が異なる頻度が高い場合)、安全リレーを落として電源遮断を行うことで、システムのフェイルセーフを実現できる。
That is, even if the collation results differ between the systems, there is a possibility that the number of times until the number of times reaches the threshold value SL, it may be due to a temporary factor, so the output of the alternating signals CMPa and CMPb to the collation circuit 4 is stopped. The system operation is continued by resetting, but if the number of times the verification results differ between systems reaches the threshold value SL, a fixed failure may have occurred. By outputting the signals CMPa and CMPb to the verification circuit 4, the safety relay is turned off by the status signal FS from the verification circuit 4, and the system operation is stopped.
Therefore, when collation results differ between systems due to transient factors, the system operation is not immediately stopped, and it is possible to suppress an excessive decrease in the system operation rate. If it occurs and the state where the verification result is different between systems is repeated (when the verification result is different between systems frequently), fail safety of the system can be realized by shutting off the power by dropping the safety relay .

尚、B系演算処理回路3側の照合結果比較部310においても同様の処理が行われ、一連の照合処理は、2つの演算処理回路2,3において、同一のクロック信号CLK0に従って互いに同期して実行される。
そして、リセット回路6は、A系演算処理回路2側の照合結果比較部210とB系演算処理回路3側の照合結果比較部310との少なくとも一方からリセット信号が出力された場合に、2つの演算処理回路2,3をリセット(再起動)する。
The same processing is performed in the collation result comparison unit 310 on the B-system arithmetic processing circuit 3 side, and a series of collation processing is synchronized with each other in accordance with the same clock signal CLK0 in the two arithmetic processing circuits 2 and 3. Executed.
When the reset signal is output from at least one of the collation result comparison unit 210 on the A system arithmetic processing circuit 2 side and the collation result comparison unit 310 on the B system arithmetic processing circuit 3 side, The arithmetic processing circuits 2 and 3 are reset (restarted).

ここで、A系演算処理回路2側で計数した回数ANaと、B系演算処理回路3側で計数した回数ANbとを相互に受け渡し、2つの演算処理回路2,3それぞれが、両回数ANのうちのより多い方の回数ANと閾値SLとを比較し、この比較結果に基づいてリセット信号の出力を制御することができる。   Here, the number of times ANa counted on the A-system arithmetic processing circuit 2 side and the number of times ANb counted on the B-system arithmetic processing circuit 3 side are mutually passed, and each of the two arithmetic processing circuits 2 and 3 The larger number of times AN and the threshold value SL are compared, and the output of the reset signal can be controlled based on the comparison result.

次に、2重化演算装置における照合処理を、図2のフローチャートに従って説明する。図2のフローチャートは、A系及びB系演算処理回路2,3双方の処理に対応する記載としているが、説明は、A系演算処理回路2での処理を中心に行う。
まず、計時完了信号TUPbを入力すると(ステップS501)、検査部201は、タイマ値Taの変化分ΔTaが所定値Nであるか否かを判定する(ステップS502)。
Next, the collating process in the duplex arithmetic unit will be described with reference to the flowchart of FIG. Although the flowchart of FIG. 2 is described corresponding to the processing of both the A-system and B-system arithmetic processing circuits 2 and 3, the description will be focused on the processing in the A-system arithmetic processing circuit 2.
First, when the timing completion signal TUPb is input (step S501), the inspection unit 201 determines whether or not the change ΔTa in the timer value Ta is a predetermined value N (step S502).

検査部201における判定の結果、変化分Taが所定値Nからずれている場合、故障検知部200は故障の発生を検出する(ステップS516)。
次に、監視タイマ部202からタイマ値TaがB系の演算処理回路3に出力され(ステップS503)、そして、検査部201は、B系演算処理回路3(他系)から入力したタイマ値Tbと、自系でのタイマ値Taとを比較する(ステップS504)。タイマ値Tbとタイマ値Taとの比較の結果、これらの値が一致しなければ、故障検知部200は故障の発生を検出する(ステップS516)。
If the change Ta is deviated from the predetermined value N as a result of the determination in the inspection unit 201, the failure detection unit 200 detects the occurrence of a failure (step S516).
Next, the timer value Ta is output from the monitoring timer unit 202 to the B-system arithmetic processing circuit 3 (step S503), and the inspection unit 201 receives the timer value Tb input from the B-system arithmetic processing circuit 3 (other system). And the timer value Ta in the own system are compared (step S504). As a result of the comparison between the timer value Tb and the timer value Ta, if these values do not match, the failure detection unit 200 detects the occurrence of a failure (step S516).

次に、出力部206は、データDa(ポジティブデータ)をB系演算処理回路3に出力し(ステップS505)、照合部208は、B系演算処理回路3から入力したデータDbと、記憶部205から読み出したデータDATAaとを照合し、その結果を示す交番信号CMPaを、照合回路4と共に、自系の照合結果比較部210及び他系の照合結果比較部310に出力する(ステップS506)。
次に、出力部206は、データDATAaを上述した論理反転処理して得たデータDa(ネガティブデータ)を、B系演算処理回路3に出力する(ステップS507)。
Next, the output unit 206 outputs data Da (positive data) to the B system arithmetic processing circuit 3 (step S505), and the collation unit 208 uses the data Db input from the B system arithmetic processing circuit 3 and the storage unit 205. Is collated with the data DATAa read out from, and an alternating signal CMPa indicating the result is output to the collation result comparison unit 210 of the own system and the collation result comparison unit 310 of the other system together with the collation circuit 4 (step S506).
Next, the output unit 206 outputs data Da (negative data) obtained by performing the logical inversion process on the data DATAa to the B-system arithmetic processing circuit 3 (step S507).

そして、照合部208は、B系演算処理回路3においてデータDATAbを同様に論理反転処理して得たデータDb(ネガティブデータ)と、記憶部205から読み出したデータDATAa(ポジティブデータ)とを照合し、その結果を示す交番信号CMPaを、自系の照合結果比較部210及び他系の照合結果比較部310に出力する(ステップS508)。   Then, the collation unit 208 collates the data Db (negative data) obtained by logically inverting the data DATAb in the B-system arithmetic processing circuit 3 and the data DATAa (positive data) read from the storage unit 205. Then, the alternating signal CMPa indicating the result is output to the own collation result comparison unit 210 and the other collation result comparison unit 310 (step S508).

このように、データDaとデータDbとの照合においては、前述のように、データDbそのまま(ポジティブデータ)と、このデータDbを反転させたデータ(ネガティブデータ)とを交互にデータDaと比較させることで、データDaとデータDbとが一致する正常状態で、照合結果が一致・不一致を繰り返すことになり、この一致・不一致の繰り返しに対応してハイレベルとローレベルとを繰り返す交番信号CMPaが生成されるようになっている。
尚、図中、「(P)」は論理反転処理していないポジティブデータを表し、一方、「(N)」は論理反転処理したネガティブデータを表す。
Thus, in the comparison between the data Da and the data Db, as described above, the data Db as it is (positive data) and data obtained by inverting the data Db (negative data) are alternately compared with the data Da. Thus, in the normal state in which the data Da and the data Db match, the matching result repeats matching / mismatching, and the alternating signal CMPa that repeats high level and low level corresponding to the repetition of matching / mismatching is obtained. It is to be generated.
In the figure, “(P)” represents positive data that has not undergone logic inversion processing, while “(N)” represents negative data that has undergone logic inversion processing.

次に、照合結果比較部210は、A系での照合結果を示す交番信号CMPaと、B系での照合結果を示す交番信号CMPbとを比較し、これらが一致しているか不一致であるかを判断する(ステップS509)。
そして、一致していれば、照合結果比較部210は、入力した交番信号CMPb(又は交番信号CMPa)をそのまま照合回路4に出力する。
一方、不一致の場合、回数記憶部211に記憶している積算回数ANを読み出して、積算回数ANを今回の不一致判定を受けて1だけ増大させ、増大させた後の積算回数ANを回数記憶部211に更新記憶させる(ステップS510)。
Next, the collation result comparison unit 210 compares the alternating signal CMPa indicating the collation result in the A system with the alternating signal CMPb indicating the collation result in the B system, and determines whether or not they match. Judgment is made (step S509).
If they match, the collation result comparison unit 210 outputs the input alternating signal CMPb (or alternating signal CMPa) to the collation circuit 4 as it is.
On the other hand, in the case of a mismatch, the accumulated number AN stored in the number storage unit 211 is read, the accumulated number AN is increased by 1 in response to the current mismatch determination, and the accumulated number AN after the increase is increased by the number storage unit. 211 is updated and stored (step S510).

尚、前記積算回数ANの初期値は0であり、A系での照合結果とB系での照合結果とが異なった回数の初期状態からの積算結果を示す。
次いで、増大させた積算回数ANaをB系演算処理回路3の照合結果比較部310に出力し(ステップS511)、更に、自系で計数した積算回数ANaと、B系演算処理回路3から入力したB系での積算回数ANbとに基づいて、リセット処理を行うか否かの判定に用いる積算回数ANRを設定する(ステップS512)。
ここで、例えば、自系で計数した積算回数ANaと、B系演算処理回路3から入力したB系での積算回数ANbとのより多い方を、前記積算回数ANRに設定することができる。また、系間での積算回数ANの受け渡しを行なわずに、自系で計数した積算回数ANをそのまま積算回数ANRに設定することができる。また、自系で計数した積算回数ANが他系で計数した積算回数ANよりも多い場合や、自系で計数した積算回数ANと他系で計数した積算回数ANとが異なる場合に、前記積算回数ANRを強制的に既定の最大値(>閾値SL)に設定し、リセット信号を出力させるようにできる。
Note that the initial value of the integration number AN is 0, and indicates the integration result from the initial state where the verification result in the A system differs from the verification result in the B system.
Next, the increased number of times ANa is output to the collation result comparison unit 310 of the B-system arithmetic processing circuit 3 (step S511). Further, the integration number ANa counted by the own system and the B-system arithmetic processing circuit 3 are input. Based on the number of integrations ANb in the B system, the number of integrations ANR used to determine whether or not to perform the reset process is set (step S512).
Here, for example, the larger one of the integration number ANa counted in the own system and the B system integration number ANb input from the B system arithmetic processing circuit 3 can be set as the integration number ANR. Further, the integration number AN counted by the own system can be set as the integration number ANR as it is without passing the integration number AN between the systems. Further, when the number of integrations AN counted by the own system is larger than the number of integrations AN counted by the other system, or when the number of integrations AN counted by the own system and the number of integrations AN counted by the other system differ. The number of times ANR can be forcibly set to a predetermined maximum value (> threshold SL) to output a reset signal.

次に、照合結果比較部210は、前記積算回数ANRが、予め記憶してある閾値SL以上であるか否かを判断する(ステップS513)。ここで、積算回数ANRが閾値SL未満(0≦ANR<SL)であれば、入力した交番信号CMPb(又は交番信号CMPa)の照合回路4への出力を停止し、かつ、リセット回路6に対してリセット信号の出力を指示する。
リセット信号の出力指示を受けたリセット回路6は、2つの演算処理回路2,3それぞれにリセット信号を出力し、2つの演算処理回路2,3をリセット(再起動)する(ステップS514)ことで、照合処理のやり直しを実施させる。
Next, the collation result comparison unit 210 determines whether or not the cumulative number ANR is equal to or greater than a threshold SL stored in advance (step S513). Here, if the integration number ANR is less than the threshold SL (0 ≦ ANR <SL), the output of the input alternating signal CMPb (or the alternating signal CMPa) to the verification circuit 4 is stopped and the reset circuit 6 is stopped. To instruct the output of the reset signal.
Upon receiving the reset signal output instruction, the reset circuit 6 outputs a reset signal to each of the two arithmetic processing circuits 2 and 3, and resets (restarts) the two arithmetic processing circuits 2 and 3 (step S514). Execute the matching process again.

上記のリセット処理では、入力した交番信号CMPb(又は交番信号CMPa)の照合回路4への出力を停止するので、安全リレーは落下することはなく、2つの演算処理回路2,3は電源投入時の初期状態に戻ってデータ照合がやり直され、その結果、照合結果が一致する状態に戻れば、照合回路4が出力する状態信号FSは交番を継続することになる。
尚、前記閾値SLは、一過性の要因によって照合結果が不一致になった場合に、システムのフェイルセーフを確保できる範囲内で、動作を継続させることができる値として、予め適合してある。
また、リセット回路による演算処理回路2,3のリセット処理には、上記のように、演算処理回路2,3を電源投入時の初期状態に戻してデータ照合をやり直させる処理の他、初期状態に戻さずに照合シーケンスのみをやり直させる処理を含むものとする。
In the above reset processing, the output of the input alternating signal CMPb (or alternating signal CMPa) to the verification circuit 4 is stopped, so that the safety relay does not drop and the two arithmetic processing circuits 2 and 3 are turned on. If the data collation is performed again after returning to the initial state, and the collation result returns to the matching state, the state signal FS output from the collation circuit 4 continues alternating.
The threshold value SL is preliminarily adapted as a value that allows the operation to be continued within a range in which fail-safeness of the system can be ensured when the collation result does not match due to a temporary factor.
In addition, as described above, the reset processing of the arithmetic processing circuits 2 and 3 by the reset circuit includes the processing of returning the arithmetic processing circuits 2 and 3 to the initial state at the time of power-on and performing data collation again, as well as the initial state. It shall include the process of redoing only the collation sequence without returning.

これにより、一過性の要因によって照合結果が一時的に不一致になった場合に、直ちに安全リレーが落ち、動作を停止してしまうことが抑制され、フェイルセーフを確保しつつ、システムの稼動率を向上させることができる。
また、自系で計数した積算回数ANと他系で計数した積算回数ANとを系間で受け渡し、より大きい側の積算回数ANに基づいてリセット信号の出力を制御するようにすれば、回数記憶部211,311の故障などによって系間で計数結果が異なった場合に、リセットによって過剰にシステム動作を継続させてしまうことを抑制して、システムをより安全サイドに導くことができる。
As a result, when the verification result temporarily becomes inconsistent due to a temporary factor, it is possible to prevent the safety relay from immediately dropping and stopping the operation. Can be improved.
Further, if the cumulative number AN counted in the own system and the cumulative number AN counted in the other system are passed between the systems, and the reset signal output is controlled based on the larger cumulative number AN, the number of times is stored. When the counting results differ between the systems due to failure of the units 211 and 311, it is possible to prevent the system operation from being continued excessively by resetting, and to lead the system to the safer side.

一方、積算回数ANRが閾値SL以上になっている場合には、A系とB系との間における照合結果の不一致は、一過性のものではなく、何らかの故障・異常が継続して発生しているものと推定できる。
そこで、積算回数ANRが閾値SL以上になっている場合には、入力した交番信号CMPb(又は交番信号CMPa)の照合回路4への出力を行なうと共に、リセット回路6に対するリセット信号の出力指示を行なわず、照合回路4が、A系での照合結果を示す交番信号CMPaと、B系での照合結果を示す交番信号CMPbとが不一致であることに基づいて、状態信号FSをハイレベル又はローレベルに保持するようにし、これによって安全リレーが落下して、外部の制御対象装置への電源供給が遮断し、システム動作を停止させ、システムのフェイルセーフを図る(ステップS515)。
On the other hand, when the cumulative number of times ANR is equal to or greater than the threshold SL, the mismatch in the collation result between the A system and the B system is not a temporary one, but some failure / abnormality continuously occurs. Can be estimated.
Therefore, when the cumulative number ANR is equal to or greater than the threshold value SL, the input alternating signal CMPb (or alternating signal CMPa) is output to the collating circuit 4 and the reset circuit 6 is instructed to output a reset signal. First, the collation circuit 4 changes the status signal FS to the high level or the low level based on the fact that the alternating signal CMPa indicating the verification result in the A system and the alternating signal CMPb indicating the verification result in the B system do not match. As a result, the safety relay drops, the power supply to the external control target device is cut off, the system operation is stopped, and the system is made safe (step S515).

尚、本実施形態では、起動時やアイドル時間などを利用して、回数記憶部211,311の健全性をチェックし、回数記憶部211,311が記憶する積算回数ANが、閾値SL以内で固定する故障などが発生していないことを確かめた上で、システム動作を許容するようにしている。回数記憶部211,311の健全性チェックとして、例えば冗長符号(回数記憶部211,311全体のSUM値やCRC)を付与しておき、格納データと符号のチェックを行なうチェック方法などを適用できる。
回数記憶部211,311に記憶する積算回数ANは、例えば、照合結果が一致する状態が設定時間以上継続したときに0にリセットしたり、1日単位で動作させるシステムであれば、1日の終わりにシステムを停止させるときに0にリセットしたり、電源スイッチの操作によって起動するときの初期化処理で0にリセットしたりすることができる。
また、前述した回数記憶部211,311の健全性チェックによって回数記憶部211,311の格納値に信憑性が得られない場合に積算回数ANの初期化(0にリセットする)を試み、初期化に成功した場合にシステム動作を継続し、初期化が成功しなかった場合にはシステム動作を停止させることができる。
In this embodiment, the soundness of the number storage units 211 and 311 is checked by using the startup time, the idle time, and the like, and the integration number AN stored in the number storage units 211 and 311 is fixed within the threshold SL. The system operation is allowed after confirming that no failure has occurred. As a soundness check of the number storage units 211 and 311, for example, a check method in which redundant codes (SUM values and CRCs of the entire number storage units 211 and 311) are added and stored data and codes are checked can be applied.
For example, the accumulated number AN stored in the number-of-times storage units 211 and 311 is reset to 0 when a state in which the matching results match continues for a set time or longer, or if the system operates on a daily basis, It can be reset to 0 when the system is stopped at the end, or can be reset to 0 by an initialization process when the system is started by operating the power switch.
In addition, when credibility is not obtained in the stored values of the number storage units 211 and 311 by the soundness check of the number storage units 211 and 311 described above, initialization of the integration number AN is attempted (reset to 0), and initialization is performed. If the system operation is successful, the system operation can be continued. If the initialization is not successful, the system operation can be stopped.

図3は、照合処理の動作を示すタイムチャートである。ここで、符号Ap1〜Ap3と符号Bp1〜Bp3は、それぞれ、A系とB系のポジティブデータを表し、符号An1〜An3と符号Bn1〜Bn3は、それぞれ、A系とB系のネガティブデータを表す。
A系演算処理回路2とB系演算処理回路3は、同一のクロック信号CLK0に同期するため、それぞれ、計時完了信号TUPa,TUPbを同一のタイミングで出力する。
従って、A系演算処理回路2とB系演算処理回路3は、それぞれ、同一のタイミングでデータDa,Dbを出力し、照合部208,308は、同一のタイミングで照合処理を行うことができる。
FIG. 3 is a time chart showing the operation of the collation process. Here, the symbols Ap1 to Ap3 and the symbols Bp1 to Bp3 represent positive data of the A system and the B system, respectively, and the symbols An1 to An3 and the symbols Bn1 to Bn3 represent the negative data of the A system and the B system, respectively. .
Since the A-system arithmetic processing circuit 2 and the B-system arithmetic processing circuit 3 are synchronized with the same clock signal CLK0, they respectively output the timing completion signals TUPa and TUPb at the same timing.
Therefore, the A-system arithmetic processing circuit 2 and the B-system arithmetic processing circuit 3 respectively output data Da and Db at the same timing, and the collation units 208 and 308 can perform collation processing at the same timing.

データDa,Dbは、それぞれ、計時完了信号TUPa,TUPbの半周期ごとにポジティブデータとネガティブデータとを交互に繰り返すから、データが一致する正常時において、交番信号CMPa,CMPbは、一致を表すハイレベルと不一致を表すローレベルとを交互に繰り返すことになり、このとき、照合回路4は、上述したように、交番信号CMPa,CMPbと同様に交番する状態信号FSを出力する。
一方、図4に示すように、データDATAaにエラーデータEpが生じた場合、このエラーデータEp,EnとデータBp2,Bn2との照合の結果、本来一致を示すタイミングで不一致となって異常が検知されるが、照合結果の不一致を検出した回数ANが閾値SL以上になるまでは、リセットによって照合のやり直しを行なわせ、回数ANが閾値SL以上になると、照合回路4が出力する状態信号FSを一方のレベルに保持させるようにして、安全リレーを落下させる。
Since the data Da and Db repeat the positive data and the negative data alternately every half cycle of the timing completion signals TUPa and TUPb, respectively, the alternating signals CMPa and CMPb are high signals indicating coincidence at the normal time when the data coincides. The level and the low level indicating inconsistency are alternately repeated. At this time, as described above, the collation circuit 4 outputs the state signal FS that alternates in the same manner as the alternating signals CMPa and CMPb.
On the other hand, as shown in FIG. 4, when error data Ep is generated in the data DATAa, the error data Ep, En and the data Bp2, Bn2 are collated, and as a result, the abnormality is detected at the timing indicating the original match. However, until the number of times AN in which the mismatch of the collation results is detected becomes equal to or greater than the threshold SL, the collation is performed again by reset. When the number AN exceeds the threshold SL, the state signal FS output from the collation circuit 4 is generated. The safety relay is dropped so that it is held at one level.

尚、上記実施形態では、照合部208,308の出力である交番信号CMPa,CMPbを、照合結果比較部210,310を経由させて、照合回路4に入力させるようにしたが、照合部208,308から直接交番信号CMPa,CMPbを照合回路4に入力させてもよい。但し、上記構成では、A系とB系との間における照合結果が不一致となると、リセットを行なう場合であっても、照合回路4から出力される状態信号FSの交番が停止して安全リレーが落ちてしまうため、リセット動作に伴って安全リレーを直ちに復帰させるようにするとよい。
また、本発明に係る2重化演算装置の適用範囲は、鉄道分野の装置に限定されず、例えば航空機に搭載される装置など、フェイルセーフ性を必要とする他分野の装置も本発明の適用範囲内にあるのは言うまでもない。
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
In the above embodiment, the alternating signals CMPa and CMPb, which are the outputs of the matching units 208 and 308, are input to the matching circuit 4 via the matching result comparison units 210 and 310. Alternatively, the alternating signals CMPa and CMPb may be input directly to the verification circuit 4 from 308. However, in the above configuration, if the collation result between the A system and the B system does not match, even if the reset is performed, the alternating of the state signal FS output from the collation circuit 4 stops and the safety relay operates. Since it will fall, it is good to make a safety relay return immediately with reset operation.
In addition, the application range of the duplex computing device according to the present invention is not limited to the railway field device, and the present invention also applies to devices in other fields that require fail-safety, such as a device mounted on an aircraft. It goes without saying that it is within range.
Although the contents of the present invention have been specifically described above with reference to the preferred embodiments, it is obvious that those skilled in the art can take various modifications based on the basic technical idea and teachings of the present invention. It is.

1 発振器
2,3 演算処理回路
4 照合回路
5 検査用発振器
6 リセット回路
205,305 データ記憶部
206,306 系間出力部
207,307 データ処理部
208,308 照合部
209,309 系間入力部
210,310 照合結果比較部
211,311 回数記憶部
CLK0 クロック信号
CLK1 検査用クロック信号
TUPa,TUPb 計時完了信号
CMPa,CMPb 交番信号
Ta,Tb タイマ値
DATAa,DATAb データ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Oscillator 2, 3 Arithmetic processing circuit 4 Collation circuit 5 Test oscillator 6 Reset circuit 205,305 Data storage part 206,306 Intersystem output part 207,307 Data processing part 208,308 Collation part 209,309 Intersystem input part 210 , 310 Matching result comparison unit 211, 311 Count storage unit CLK0 Clock signal CLK1 Test clock signal TUPa, TUPb Timing completion signal CMPa, CMPb Alternate signal Ta, Tb Timer values DATAa, DATAb Data

Claims (4)

同一の処理を同期して行う第1演算処理手段及び第2演算処理手段と、
前記第1演算処理手段及び第2演算処理手段をリセットするリセット信号を出力するリセット手段と、を備え、
前記第1演算処理手段及び第2演算処理手段は、それぞれ、他系のデータを読み込んで、対応する自系のデータと照合すると共に、他系での照合結果を読み込んで、系間で異なる照合結果となった回数を計数し、前記回数が閾値よりも少ない場合に前記リセット手段に対して前記リセット信号の出力を指示し、前記回数が閾値よりも多くなった場合に前記リセット信号の出力指示を停止する2重化演算装置。
A first arithmetic processing means and a second arithmetic processing means for performing the same processing synchronously;
Resetting means for outputting a reset signal for resetting the first arithmetic processing means and the second arithmetic processing means,
Each of the first arithmetic processing means and the second arithmetic processing means reads the data of the other system and collates it with the corresponding own system data, and also reads the collation result in the other system, and collates differently between the systems. Counts the number of times the result is obtained, instructs the reset means to output the reset signal when the number is less than a threshold, and instructs the reset signal to output when the number exceeds the threshold Duplicate arithmetic unit that stops the operation.
前記第1演算処理手段における照合結果と前記第2演算処理手段における照合結果とを入力し、系間で照合結果が異なる場合に、前記2重化演算装置を含むシステムの動作を停止させるフェイルセーフ信号を出力するフェイルセーフ照合手段を備え、
系間で照合結果が異なり、かつ、前記リセット信号の出力指示が停止されている場合に、前記フェイルセーフ照合手段からのフェイルセーフ信号の出力によってシステムの動作を停止させる請求項1記載の2重化演算装置。
A fail-safe that inputs the collation result in the first arithmetic processing means and the collation result in the second arithmetic processing means and stops the operation of the system including the duplex arithmetic unit when the collation results are different between systems. A fail-safe verification means for outputting a signal,
The double operation according to claim 1, wherein when the verification result is different between systems and the output instruction of the reset signal is stopped, the operation of the system is stopped by the output of the fail-safe signal from the fail-safe verification means. Computing device.
前記第1演算処理手段及び第2演算処理手段は、それぞれ、他系が計数した回数を読み込んで、自系が計数した回数と他系が計数した回数とを比較して、前記リセット信号の出力指示を制御する請求項1又は2記載の2重化演算装置。   Each of the first arithmetic processing means and the second arithmetic processing means reads the number of times counted by the other system, compares the number of times counted by the own system with the number of times counted by the other system, and outputs the reset signal. The duplex arithmetic unit according to claim 1 or 2, which controls an instruction. 前記第1演算処理手段及び第2演算処理手段に共通のクロック信号を供給する発振手段を備え、
前記第1演算処理手段及び第2演算処理手段は、それぞれ、前記クロック信号による計時に基づいて、一定の周期で計時完了信号を他系に出力し、前記計時完了信号の入力を契機に、前記クロック信号に同期してデータを他系に出力し、前記データの照合結果を示す交番信号を前記フェイルセーフ照合手段に出力する請求項2又は3記載の2重化演算装置。
Oscillating means for supplying a common clock signal to the first arithmetic processing means and the second arithmetic processing means;
Each of the first arithmetic processing means and the second arithmetic processing means outputs a time measurement completion signal to another system at a constant period based on the time measurement by the clock signal, and triggered by the input of the time measurement completion signal, 4. The duplication operation apparatus according to claim 2, wherein data is output to another system in synchronization with a clock signal, and an alternating signal indicating the data verification result is output to the fail-safe verification means.
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