JP2020035205A - 演算装置、及び相互監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】同期処理を要することなく、他の演算装置との間で互いに動作故障を監視することを可能とする演算装置を提供する。【解決手段】相互監視システムＵにおいて、共通の周期性を有する符号系列を用いて、他の演算装置との間で動作状態の相互監視を行う演算装置１０であって、符号系列の第１ビット値を算出する第１演算部１２と、他の演算装置２０に内蔵された第２演算部２２から算出した符号系列の第２ビット値を取得する受信処理部１３と、第１ビット値と第２ビット値との相関演算を行う相関演算部１６と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、演算装置、及び相互監視システムに関する。

従来、マイコン等の演算装置の動作故障を判定する手法として、宿題回答方式の監視システムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

図１は、従来技術に係る監視システムの構成の一例を示している。

この種の監視システムにおいては、例えば、監視装置Ｔ３が、複数の演算装置Ｔ１、Ｔ２それぞれに対して予め定められた共通の宿題信号を送ると共に、複数の演算装置Ｔ１、Ｔ２それぞれから当該宿題信号に基づいて演算処理がなされた演算結果を取得する。そして、監視装置Ｔ３は、一の演算装置Ｔ１が算出した演算結果と他の演算装置Ｔ２が算出した演算結果とを比較して、両者が異なる演算結果を出力した場合、いずれかの演算装置が故障状態であると判定する。

特開２００４−２５９１３７号公報

ところで、従来技術に係る監視システムにおいては、複数の演算装置Ｔ１、Ｔ２それぞれから同一の宿題信号に対する回答を取得するため、演算装置Ｔ１と演算装置Ｔ２との間で宿題信号に対する演算処理を同期して実行させたり、演算装置Ｔ１から監視装置Ｔ３が回答を取得するタイミング又は演算装置Ｔ２から回答を取得するタイミングを調整したりする構成となっている。

しかしながら、演算装置の種類が異なる場合、処理能力の違いにより、複数の演算装置間で演算結果を出力するタイミングが異なることになる。そのため、当該相互監視システムにおいて、従来技術を適用する場合には、複数の演算装置間を同期させるためのクロック機構が必要となる等、回路構成や処理シーケンスが複雑化するおそれがある。

本開示は、上記問題点に鑑みてなされたもので、同期処理を要することなく、他の演算装置との間で互いに動作故障を監視することを可能とする演算装置、及び相互監視システムを提供することを目的とする。

本開示の一態様に係る演算装置は、
共通の符号系列を用いて、他の演算装置との間で動作状態の相互監視を行う演算装置であって、
前記符号系列の第１ビット値を算出する第１演算部と、
前記他の演算装置に内蔵された第２演算部から、前記第２演算部が算出した前記符号系列の第２ビット値を取得する受信処理部と、
前記第１ビット値と、前記第２ビット値との相関演算を行う相関演算部と、
を備え、
前記符号系列は周期性を有する。

本開示の一態様に係る相互相関システムは、
共通の符号系列を用いて、複数の演算装置間で相互監視を行う相互監視システムであって、
前記複数の演算装置は、それぞれ、
前記符号系列の第１ビット値を算出する第１演算部と、
前記複数の演算装置のうちの他の演算装置に内蔵された第２演算部から、前記第２演算部が算出した前記符号系列の第２ビット値を取得する受信処理部と、
前記第１ビット値と、前記第２ビット値との相関演算を行う相関演算部と、
を備え、
前記符号系列は周期性を有する。

本開示に係る演算装置によれば、同期処理を要することなく、他の演算装置との間で互いに動作故障を監視することが可能である。

従来技術に係る監視システムの構成の一例を示す図 第１の実施形態に係る相互監視システムの構成の一例を示す図 第１の実施形態に係るシフト演算部の演算処理を説明する図 第１の実施形態に係るシフト演算部が算出するＰＮ符号系列の一例を示す図 第１の実施形態に係る第１リングバッファの構成の一例を示す図 第１の実施形態に係る第２リングバッファの構成の一例を示す図 第１の実施形態に係る相互監視システムにおける第１演算装置の動作フローの一例を示す図 第１演算装置、第２演算装置及び第３演算装置から車両ＥＣＵへの報知内容の一例を示す図 第２の実施形態に係る相互監視システムの構成の一例を示す図 第３の実施形態に係る相互監視システムの構成の一例を示す図

近年の電子制御の多様化に起因して、互いに種類が異なる複数の演算装置間（例えば、機器制御用のマイコンとセンサ信号検知用のマイコン等）において、相互監視システムを構築することが求められている。特に、電子制御が複雑である自動運転や運転支援などの車両制御装置に有用である。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

［相互監視システムの構成］
以下、図２〜図５を参照して、本実施形態に係る相互監視システムＵの構成の一例について説明する。

図２は、本実施形態に係る相互監視システムＵの構成の一例を示す図である。

図３は、シフト演算部１２の演算処理を説明する図である。図４は、図３のシフト演算部１２によって算出されるＰＮ符号系列の一例を示す図である。

図５Ａは、本実施形態に係る第１リングバッファ１４の構成の一例を示す図である。図５Ｂは、本実施形態に係る第２リングバッファ１５の構成の一例を示す図である。

相互監視システムＵは、複数の演算装置１０、２０、３０それぞれにおいて、共通の演算処理を行い、これによって、互いに動作故障を監視するシステムである（共通宿題方式とも称される）。

本実施形態に係る相互監視システムＵは、第１演算装置１０、第２演算装置２０及び第３演算装置３０によって構成され、これらの第１演算装置１０、第２演算装置２０及び第３演算装置３０の間で相互に動作状態（典型的には、動作故障）を監視している。より詳細には、本実施形態に係る相互監視システムＵは、例えば、車載バッテリの状態の監視を行う電子制御ユニット（第１演算装置１０）、車載バッテリへの充放電を制御する電子制御ユニット（第２演算装置２０）、及び、車載バッテリから各部に通流する電流を検知する電子制御ユニット（第３演算装置３０）の相互監視に適用されている。そして、第１演算装置１０、第２演算装置２０及び第３演算装置３０にて検出された動作故障の結果は、車両ＥＣＵ１００に出力される。

尚、第１演算装置１０、第２演算装置２０及び第３演算装置３０は、それぞれ、例えば、ＣＰＵ、レジスタ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、及び出力ポート等を含んで構成されるマイコンである。そして、第１演算装置１０、第２演算装置２０及び第３演算装置３０それぞれが有する機能は、例えば、ＣＰＵがレジスタ、ＲＯＭ又はＲＡＭに格納された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。

第１演算装置１０は、シード記憶部１１、シフト演算部１２、受信処理部１３、第１リングバッファ１４、第２リングバッファ１５、及び、相関演算部１６を備えている。

第２演算装置２０は、シード記憶部２１、シフト演算部２２、受信処理部２３、第１リングバッファ２４、第２リングバッファ２５、及び、相関演算部２６を備えている。

第３演算装置３０は、シード記憶部３１、シフト演算部３２、受信処理部３３、第１リングバッファ３４、第２リングバッファ３５、及び、相関演算部３６を備えている。

尚、ここでは、第１演算装置１０、第２演算装置２０及び第３演算装置３０のシード記憶部（１１、２１、３１）、シフト演算部（１２、２２、３２）、受信処理部（１３、２３、３３）、第１リングバッファ（１４、２４、３４）、第２リングバッファ（１５、２５、３５）、及び、相関演算部（１６、２６、３６）は、それぞれ、同様の構成を有するものとして、第１演算装置１０の構成についてのみ、説明する。

本実施形態に係る相互監視システムＵは、所定のＰＮ符号系列の算出処理を共通宿題として設定している点で、従来技術に係る相互監視システムＵと相違する。

ＰＮ符号系列（Pseudo-Noise Sequences）は、周期性を有する符号系列であり、その不規則性から擬似乱数として幅広く利用されている。尚、本実施形態では、ＰＮ符号系列として、一例として、１５ビットを一周期とするＭ系列を用いる態様を示す。具体的には、本実施形態では、図４に示すように、「１０００１１１１０１０１１００」の１５ビットからなるＰＮ符号系列を用いている。

シード記憶部１１は、シフト演算部１２にて、所定のＰＮ符号系列を算出するための初期値を記憶する（例えば、図４の一行目に示す「０００１」のビット列）。

シフト演算部１２（本開示の「第１演算部」に相当）は、例えば、所定の演算処理により、所定のＰＮ符号系列の周期内の位相を進めるようにＰＮ符号系列のビット値（本開示の「第１ビット値」に相当）を順番に算出し、第１リングバッファ１４に順番に記憶する。又、シフト演算部１２は、算出したＰＮ符号系列のビット値を順番に第３の演算装置３０に送信する。

図３には、シフト演算部１２の演算処理の一例を示している。シフト演算部１２は、例えば、ＰＮ符号系列を算出するための所定の生成多項式（ここでは、ｈ（Ｘ）＝Ｘ^４＋Ｘ＋１）に基づいた演算処理を実行する。具体的には、シフト演算部１２は、シフト演算処理と排他的論理和（Exclusive OR）演算処理によって、ＰＮ符号系列のビット値を順番に算出する。図３には、当該演算処理を実行するための構成として、４つのレジスタ部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄと、排他的論理和（Exclusive OR）演算部１２ｅとを示している。

シフト演算部１２は、まず、各レジスタ部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに、シード記憶部１１に格納された初期値を設定する。そして、シフト演算部１２は、シフト演算毎に、各レジスタ部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄへのデータ入出力を一回実行する。

このとき、レジスタ部１２ａの値は、レジスタ部１２ｂ及び排他論理和演算部１２ｅに出力される。レジスタ部１２ｂの値は、レジスタ部１２ｃに出力される。レジスタ部１２ｃの値は、レジスタ部１２ｄに出力される。レジスタ部１２ｄの値は、排他論理和演算部１２ｅに出力される。排他論理和演算部１２ｅは、レジスタ部１２ａの値とレジスタ部１２ｄの値との排他論理和演算を実行し、その結果をレジスタ部１２ａに出力する。

そして、シフト演算部１２は、レジスタ部１２ｄにセットされる「１」又は「０」の値を、シフト演算毎に取り出す。その結果、シフト演算部１２は、図４に示す１５ビットのＰＮ符号系列を、この順で、周期的に発生する。

尚、シフト演算部１２の上記の演算処理は、例えば、ＣＰＵがレジスタ、ＲＯＭ又はＲＡＭに格納された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。これによって、シフト演算部１２によって算出されるＰＮ符号系列が、第１演算装置１０内のＣＰＵ、レジスタ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等の動作の正常又は異常を示す信号として生成されることになる。

又、シフト演算部１２は、ＰＮ符号系列を繰り返し、即ち、巡回的に算出する。

シフト演算部１２は、例えば、演算処理を実行する毎に、１周期分のＰＮ符号系列（即ち、１５ビット分のビット値）を算出する。但し、シフト演算部１２は、１周期分のＰＮ符号系列のうちの一部（即ち、１５ビット分のビット値のうちの数ビット分）のみを算出する態様としてもよい。その場合、シフト演算部１２は、シード記憶部１１に前回時点で算出したビット列（ここでは、レジスタ部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄに記憶される４ビット分のビット値）を記憶しておき、前回時点で算出したＰＮ符号系列から位相を進めるように、続くＰＮ符号系列のビット値を算出し、第１リングバッファ１４に順番に記憶する構成とすればよい。

尚、シフト演算部１２が演算処理を実行するタイミングは、任意であり、第２演算装置２０及び第３演算装置３０が同様の演算処理を実行するタイミングとは独立したタイミングであってもよいし、第２演算装置２０及び第３演算装置３０と同期したタイミングであってもよい。又、シフト演算部１２は、ＣＰＵの空き時間に逐次的に当該演算処理を実行してもよい。本実施形態に係るシフト演算部１２は、例えば、予め設定された所定時間（例えば、１分）毎に、１周期分のＰＮ符号系列のビット値を算出する。

受信処理部１３は、他の演算装置（ここでは、第２演算装置２０）から、当該他の演算装置（シフト演算部２２（本開示の「第２演算部」に相当））がＰＮ符号系列の周期内の位相を進めるように算出したＰＮ符号系列のビット値（本開示の「第２ビット値」に相当）を取得して、第２リングバッファ１５に順番に記憶する。

第１リングバッファ１４（本開示の「第１記憶部」に相当）は、シフト演算部１２が算出したＰＮ符号系列のビット値を順番に記憶する（図５Ａを参照）。つまり、第１リングバッファ１４は、ＰＮ符号系列の１５種類のビット値を順番に、記憶することになる。

尚、リングバッファは、ＦＩＦＯ（First-In, First-Out）型メモリであり、データが入力される毎に、先に入力されたデータのポインタを、順次、シフトするようにデータ記憶を行う。又、リングバッファにおいては、データが入力される度に、先頭データが抹消され、当該記憶領域に、新たに入力されたデータが上書きされることになる。

第１リングバッファ１４は、典型的には、ＰＮ符号系列の１周期分のデータ容量よりも大きな記憶容量を有している。これによって、シフト演算部１２による第１リングバッファ１４への追記処理が停止した場合にも、当該事態を検出し得るようにしている。

第２リングバッファ１５（本開示の「第２記憶部」に相当）は、受信処理部１３が取得した他の演算装置（ここでは、第２演算装置２０）が算出したＰＮ符号系列のビット値を順番に記憶する（図５Ｂを参照）。尚、第２リングバッファ１５は、典型的には、第１リングバッファ１４と同様の構成を有する。

つまり、第１演算装置１０と第２演算装置２０の動作が正常に動作している場合には、第１リングバッファ１４と第２リングバッファ１５とは、ＰＮ符号系列の１５ビット分のビット値を同一の順番で、記憶することになる。

相関演算部１６は、第１リングバッファ１４に格納された１周期分のＰＮ符号系列と、第２リングバッファ１５に格納された１周期分のＰＮ符号系列との相関演算を行って、故障判定結果として出力する。相関演算部１６は、例えば、第１リングバッファ１４に最後に追加されたビット値から１周期分のＰＮ符号系列を取得する（図５ＡのＡ１部分）。又、相関演算部１６は、例えば、第２リングバッファ１５に最後に追加されたビット値から１周期分のＰＮ符号系列を取得する（図５ＢのＡ２部分）。

相関演算部１６は、この相関演算によって、第１リングバッファ１４に格納された１周期分のＰＮ符号系列、又は第２リングバッファ１５に格納された１周期分のＰＮ符号系列のいずれかに誤りが含まれているか否かを求める。この際、相関演算部１６は、ＰＮ符号系列の特性上、いずれにも誤りが含まれていない場合には、相関値を「１」と算出し、いずれかに誤りが含まれている場合には、相関値を「１未満の値（−１以上且つ１未満）」と算出することになる。

相関演算部１６は、例えば、車両ＥＣＵ１００に対して、相関演算の結果を、故障判定結果として出力する。そして、車両ＥＣＵ１００は、例えば、相関値「１」の場合には、第１演算装置１０及び第２演算装置２０のいずれにも異常なしと判定し、相互相関値「１未満の値（−１以上且つ１未満）」の場合には、第１演算装置１０又は第２演算装置２０のいずれかに異常ありと判定する。尚、車両ＥＣＵ１００（本開示の「監視装置」に相当）は、第１演算装置１０又は第２演算装置２０のいずれかに異常ありと判定した場合には、警報等によって運転者に警告を行ったり、当該第１演算装置１０及び第２演算装置２０による動作を停止させたりする。

尚、上記したように、第１演算装置１０、第２演算装置２０及び第３演算装置３０のシード記憶部（１１、２１、３１）いずれにおいても、共通の初期値が設定され、第１演算装置１０、第２演算装置２０及び第３演算装置３０のシフト演算部（１２、２２、３２）は、共通のＰＮ符号系列（図４を参照）を算出する。そして、第１演算装置１０が算出するＰＮ符号系列は、第３演算装置３０に対して入力され、第２演算装置２０が算出するＰＮ符号系列は、第１演算装置１０に対して入力され、第３演算装置３０が算出するＰＮ符号系列は、第２演算装置２０に対して入力される。

このようにして、第１演算装置１０、第２演算装置２０及び第３演算装置３０の間で、互いに動作故障を相互監視することが可能となる。

［相互監視システムＵの動作フロー］
次に、本実施形態に係る相互監視システムＵの動作フローの一例について、説明する。

図６は、本実施形態に係る相互監視システムＵにおける第１演算装置１０の動作フローの一例を示す図である。

図６に示すフローのうち、ステップＳ１〜Ｓ７は、相互監視を開始する際の初期診断の処理に相当し、ステップＳ８〜Ｓ１５は、相互監視を運用している際の故障診断処理に相当する。

第１演算装置１０（受信処理部１３）は、まず、第２演算装置２０から、当該第２演算装置２０が算出した１周期以上のＰＮ符号系列を受信し（ステップＳ１）、当該ＰＮ符号系列を第２リングバッファ１５に記憶する（ステップＳ２）。

一方、第１演算装置１０（シフト演算部１２）は、ステップＳ１〜Ｓ２と並列に、１周期以上のＰＮ符号系列を算出する処理を実行し（ステップＳ３）、当該ＰＮ符号系列を第１リングバッファ１４に記憶する（ステップＳ４）。又、第１演算装置１０は、この際、第３演算装置３０に対して、算出したＰＮ符号系列を送信する（ステップＳ５）。

ステップＳ１〜Ｓ５の後、第１演算装置１０（相関演算部１６）は、第１リングバッファ１４に記憶された１周期分のＰＮ符号系列と第２リングバッファ１５に記憶された１周期分のＰＮ符号系列との相互相関を計算して、相関値が「１」であるか否かを判定する（ステップＳ６）。この際、相関値が「１」である場合（Ｓ６：Ｙｅｓ）、第１演算装置１０は、初期故障は発生していないとして、ステップＳ８〜Ｓ１５の相互監視システムＵの運用を開始する。一方、相関値＝１でない場合（Ｓ６：Ｎｏ）、第１演算装置１０は、初期故障が発生しているとして、車両ＥＣＵ１００に対して、その旨を報知する（ステップＳ７）。

運用中においては、第１演算装置１０（受信処理部１３）は、まず、第２演算装置２０から、当該第２演算装置２０が算出したＰＮ符号系列（例えば、１周期分）を受信し（ステップＳ８）、当該ＰＮ符号系列を第２リングバッファ１５に記憶する（ステップＳ９）。

一方、第１演算装置１０（シフト演算部１２）は、ステップＳ８〜Ｓ９と並列に、ＰＮ符号系列（例えば、１周期分）を算出する処理を実行し（ステップＳ１０）、当該ＰＮ符号系列を第１リングバッファ１４に記憶する（ステップＳ１１）。又、第１演算装置１０は、この際、第３演算装置３０に対して、算出したＰＮ符号系列を送信する（ステップＳ１２）。

ステップＳ８〜Ｓ１２の後、第１演算装置１０は、第１リングバッファ１４に記憶された最新１周期分のＰＮ符号系列と第２リングバッファ１５に記憶された最新１周期分のＰＮ符号系列との相互相関を計算して、相互相関値が「１」であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。この際、相関値が「１」である場合（Ｓ１３：Ｙｅｓ）、第１演算装置１０は、第１演算装置１０及び第２演算装置２０のいずれも正常動作中であるとして、その旨を車両ＥＣＵ１００に対して、その旨を報知して、ステップＳ８に戻って処理を繰り返す（ステップＳ１５）。一方、相関値が「１」でない場合（Ｓ１３：Ｎｏ）、第１演算装置１０は、第１演算装置１０又は第２演算装置２０のいずれかに動作故障が発生しているとして、車両ＥＣＵ１００に対して、その旨を報知する（ステップＳ１４）。

第１演算装置１０は、以上のような処理を実行することで、自身又は第２演算装置２０のいずれかに動作故障が発生しているか否かを、自動的に検査する。

尚、第２演算装置２０及び第３演算装置３０においても、図６の動作フローと同様の処理を実行する。

図７は、第１演算装置１０、第２演算装置２０及び第３演算装置３０から車両ＥＣＵ１００への報知内容を示す図である。

本実施形態に係る相互監視システムＵにおいては、第１演算装置１０が故障した場合には、第１演算装置１０及び第３演算装置３０にて当該動作故障が検出される。又、第２演算装置２０が故障した場合には、第１演算装置１０及び第２演算装置２０にて当該動作故障が検出される。又、第３演算装置３０が故障した場合には、第２演算装置２０及び第３演算装置３０にて当該動作故障が検出されることになる。

車両ＥＣＵ１００は、典型的には、第１演算装置１０、第２演算装置２０又は第３演算装置３０のいずれかに故障が生じた場合には、車両のインパネ等にその旨を報知する。又、この際、車両ＥＣＵ１００は、図７に示すように、第１演算装置１０、第２演算装置２０及び第３演算装置３０からの報知内容に基づいて、多数決方式により、第１演算装置１０、第２演算装置２０又は第３演算装置３０のいずれに故障状態が発生しているかを識別して、報知してもよい（例えば、第１演算装置１０及び第３演算装置３０から故障発生の報知があった場合、第１演算装置１０が故障状態であると識別する）。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る相互監視システムＵの演算装置（ここでは、第１演算装置１０）は、ＰＮ符号系列の周期内の位相を進めるように符号系列のビット値を順番に算出して、第１記憶部（ここでは、第１リングバッファ１４）に記憶させる第１演算部（ここでは、シフト演算部１２）と、他の演算装置（ここでは、第２演算装置２０）に内蔵された第２演算部（ここでは、シフト演算部２２）から、当該第２演算部２２が順番に算出したＰＮ符号系列のビット値を取得して、第２記憶部（ここでは、第２リングバッファ１５）に記憶させる受信処理部（ここでは、受信処理部１３）と、第１記憶部に格納された１周期分の符号系列と、第２記憶部に格納された１周期分の符号系列との相関演算を行って、当該相関演算の結果を故障判定結果として出力する相関演算部（ここでは、相関演算部１６）と、を備えている。

従って、本実施形態に係る相互監視システムＵによれば、各演算装置で独立したタイミングにて（即ち、非同期な状態にて）、宿題演算（即ち、シフト演算処理）及び故障判定演算（即ち、相関演算処理）を実行することが可能である。

これによって、互いに異なるアーキテクチャ、又は互いに異なる演算能力の演算装置が混在していても、相互監視を行うことが可能である。又、これによって、複数の演算装置を同期して動作させるための動作シーケンスも不要となり、相互監視のための処理負荷の軽減にも資する。又、これによって、相互監視システムＵを構成する演算装置の個数を、容易に設定変更することが可能となる。

（第２の実施形態）
次に、図８を参照して、第２の実施形態に係る相互監視システムＵの構成について説明する。

図８は、本実施形態に係る相互監視システムＵの構成の一例を示す図である。

本実施形態に係る相互監視システムＵは、第１演算装置１０、第２演算装置２０、第３演算装置３０、及び第４演算装置４０の４つの演算装置によって、構成されている点で、第１の実施形態と相違する。

第１演算装置１０、第２演算装置２０、第３演算装置３０、及び第４演算装置４０は、それぞれ、第１の実施形態に係る相互監視システムＵと同様に、同一の機能部を有している。具体的には、シード記憶部（１１、２１、３１、４１）、シフト演算部（１２、２２、３２、４２）、受信処理部（１３、２３、３３、４３）、第１リングバッファ（１４、２４、３４、４４）、第２リングバッファ（１５、２５、３５、４５）、及び、相関演算部（１６、２６、３６、４６）を有している。

尚、上記したように、第１演算装置１０、第２演算装置２０、第３演算装置３０及び第４演算装置４０のシード記憶部（１１、２１、３１、４１）のいずれにおいても、共通の初期値が設定され、第１演算装置１０、第２演算装置２０、第３演算装置３０及び第４演算装置４０のシフト演算部（１２、２２、３２、４２）は、共通のＰＮ符号系列（図４を参照）を算出する。そして、第１演算装置１０が算出するＰＮ符号系列は、第４演算装置４０に対して入力され、第２演算装置２０が算出するＰＮ符号系列は、第１演算装置１０に対して入力され、第３演算装置３０が算出するＰＮ符号系列は、第２演算装置２０に対して入力され、第４演算装置４０が算出するＰＮ符号系列は、第３演算装置３０に対して入力される。

このような構成によって、第１演算装置１０、第２演算装置２０、第３演算装置３０及び第４演算装置４０の間で、互いに動作故障を相互監視することが可能となる。

（第３の実施形態）
次に、図９を参照して、第３の実施形態に係る相互監視システムＵについて説明する。

図９は、本実施形態に係る相互監視システムＵの構成の一例を示す図である。

本実施形態に係る相互監視システムＵは、各演算装置１０、２０、３０が、第１リングバッファ（１４、２４、３４）、第２リングバッファ（１５、２５、３５）に加えて、第３リングバッファ（１７、２７、３７）を備えている点で、第１の実施形態と相違する。

本実施形態においては、第１演算装置１０で算出されたＰＮ符号系列は、第２演算装置２０及び第３演算装置３０の両方に送信される。又、第２演算装置２０で算出されたＰＮ符号系列は、第１演算装置１０及び第３演算装置３０の両方に送信される。又、第３演算装置３０で算出されたＰＮ符号系列は、第１演算装置１０及び第２演算装置２０の両方に送信される。

つまり、本実施形態に係る相互監視システムＵにおいて、各演算装置１０、２０、３０の第１リングバッファ（１４、２４、３４）、第２リングバッファ（１５、２５、３５）、及び第３リングバッファ（１７、２７、３７）それぞれには、第１演算装置１０で算出されたＰＮ符号系列、第２演算装置２０で算出されたＰＮ符号系列、及び第３演算装置３０で算出されたＰＮ符号系列が格納されることになる。

第１演算装置１０の相関演算部１６は、第１リングバッファ１４に格納された１周期分のＰＮ符号系列と、第２リングバッファ１５に格納された第２演算装置２０の１周期分のＰＮ符号系列との相関演算を行って、車両ＥＣＵ１００に対して、第１故障判定結果として出力する。又、相関演算部１６は、第１リングバッファ１４に格納された１周期分のＰＮ符号系列と、第３リングバッファ１７に格納された第３演算装置３０の１周期分のＰＮ符号系列との相関演算を行って、第２故障判定結果として出力する。

同様に、第２演算装置２０の相関演算部２６は、第１リングバッファ２４に格納された１周期分のＰＮ符号系列と、第２リングバッファ２５に格納された第３演算装置３０の１周期分のＰＮ符号系列との相関演算を行って、第１故障判定結果として出力する。又、相関演算部２６は、第１リングバッファ２４に格納された１周期分のＰＮ符号系列と、第３リングバッファ２７に格納された第３演算装置３０の１周期分のＰＮ符号系列との相関演算を行って、第２故障判定結果として出力する。

同様に、第３演算装置３０の相関演算部３６は、第１リングバッファ３４に格納された１周期分のＰＮ符号系列と、第２リングバッファ３５に格納された第２演算装置２０の１周期分のＰＮ符号系列との相関演算を行って、第１故障判定結果として出力する。又、相関演算部３６は、第１リングバッファ３４に格納された１周期分のＰＮ符号系列と、第３リングバッファ３７に格納された第２演算装置２０の１周期分のＰＮ符号系列との相関演算を行って、第２故障判定結果として出力する。

このように、車両ＥＣＵ１００に対して、各演算装置１０、２０、３０から第１故障判定結果及び第２故障判定結果を出力することによって、車両ＥＣＵ１００は、多数決方式によって、より容易に、第１演算装置１０、第２演算装置２０又は第３演算装置３０のいずれにおいて動作故障が発生したかを識別することが可能となる。

（その他の実施形態）
本開示は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。

上記実施形態では、各演算装置（１０、２０、３０）で算出する共通の周期性を有する符号系列の一例として、ＰＮ符号系列を示した。しかしながら、当該符号系列は、周期性を有する符号系列であれば、ＰＮ符号系列以外の他の符号系列が用いられてもよい。又、その際に、周期性を有する符号系列を算出するための演算処理の手法も任意であってよい。又、その際に、シフト演算部（１２、２２、３２）にて１ビットずつビット値を算出する態様に代えて、数ビット列ずつビット値を算出する態様が用いられてもよい。

又、上記実施形態では、各演算装置（１０、２０、３０）の一例として、各演算装置（１０、２０、３０）がシード記憶部（１１、２１、３１）を有する態様を示した。しかしながら、シード記憶部（１１、２１、３１）に記憶された初期値は、例えば、各演算装置（１０、２０、３０）のシフト演算部（１２、２２、３２）にてシフト演算を行う際に、外部装置から入力される態様としてもよい。

又、上記実施形態では、各演算装置（１０、２０、３０）の一例として、自身が算出したＰＮ符号系列を、ＰＮ符号系列を受信する先の演算装置（図２では、第２演算装置２０）とは別の演算装置（図２では、第３演算装置３０）に送信する態様を示した。しかしながら、各演算装置の構成として、ＰＮ符号系列を受信する対象の演算装置と、自身が算出したＰＮ符号系列を送信する対象の演算装置とは、同一の演算装置であってもよい。

又、上記実施形態では、相互監視システムＵの一例として、各演算装置（１０、２０、３０）が出力する故障判定結果を示す信号を、車両ＥＣＵ１００にて統括監視する態様を示した。しかしながら、本開示における相互監視システムＵにおいては、統括監視する装置は、必ずしも必要ではない。例えば、故障判定結果を示す信号が、電気経路を遮断するためのスイッチ信号となっていてもよい。

又、上記実施形態で説明したシード記憶部、シフト演算部、受信処理部、相関演算部などの各ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように１チップ化されても良い。

又、上記各実施形態の各機能ブロックの処理の一部又は全部は、コンピュータプログラムにより実現されるものであってもよい。また、上記実施形態の各処理をハードウエアにより実現してもよいし、ソフトウエア（ＯＳ（オペレーティングシステム）、ミドルウェア、あるいは、所定のライブラリとともに実現される場合を含む。）により実現してもよい。更に、ソフトウエア及びハードウエアの混在処理により実現してもよい。

又、上記実施形態に係る処理方法の実行順序は、必ずしも、上記実施形態の記載に制限されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えることができる。

以上、本開示の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

本開示に係る演算装置によれば、同期処理を要することなく、他の演算装置との間で互いに動作故障を監視することが可能である。

Ｕ 相互監視システム
１０ 第１演算装置
２０ 第２演算装置
３０ 第３演算装置
４０ 第４演算装置
１１、２１、３１、４１ シード記憶部
１２ シフト演算部（第１演算部）
２２ シフト演算部（第２演算部）
３２、４２ シフト演算部
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ レジスタ部
１２ｅ 排他的論理和演算部
１３、２３、３３、４３ 受信処理部
１４、２４、３４、４４ 第１リングバッファ
１５、２５、３５、４５ 第２リングバッファ
１７、２７、３７ 第３リングバッファ
１６、２６、３６、４６ 相関演算部
１００ 車両ＥＣＵ
Ｔ１ 演算装置
Ｔ２ 演算装置
Ｔ３ 監視装置

Claims (10)

1. 共通の符号系列を用いて、他の演算装置との間で動作状態の相互監視を行う演算装置であって、
   前記符号系列の第１ビット値を算出する第１演算部と、
   前記他の演算装置に内蔵された第２演算部から、前記第２演算部が算出した前記符号系列の第２ビット値を取得する受信処理部と、
   前記第１ビット値と、前記第２ビット値との相関演算を行う相関演算部と、
   を備え、
   前記符号系列は周期性を有する、演算装置。
2. 前記第１ビット値及び前記第２ビット値は、それぞれ、前記符号系列の周期内の位相を進めるように順番に算出されたビット値である
   請求項１に記載の演算装置。
3. 前記相関演算部は、前記相関演算の結果から故障判定を行う
   請求項１又は２に記載の演算装置。
4. 前記符号系列は、所定のＰＮ符号系列である
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の演算装置。
5. 前記第１演算部が算出した前記符号系列の前記第１ビット値を記憶する第１記憶部と、
   前記受信処理部が取得した前記第２ビット値を記憶する第２記憶部と、を有し、
   前記第１記憶部及び前記第２記憶部は、それぞれ、前記符号系列の１周期分よりも大きい記憶容量を有するリングバッファによって構成される
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の演算装置。
6. 前記第１演算部は、シフト演算により、初期値から前記符号系列の周期内の位相を進めるように前記符号系列のビット値を順番に算出する
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の演算装置。
7. 共通の符号系列を用いて、複数の演算装置間で相互監視を行う相互監視システムであって、
   前記複数の演算装置は、それぞれ、
   前記符号系列の第１ビット値を算出する第１演算部と、
   前記複数の演算装置のうちの他の演算装置に内蔵された第２演算部から、前記第２演算部が算出した前記符号系列の第２ビット値を取得する受信処理部と、
   前記第１ビット値と、前記第２ビット値との相関演算を行う相関演算部と、
   を備え、
   前記符号系列は周期性を有する、相互監視システム。
8. 前記複数の演算装置は、３個以上の演算装置を含む
   請求項７に記載の相互監視システム。
9. 前記第１演算部は、自身が算出した前記符号系列を、前記複数の演算装置のうちの前記他の演算装置とは異なる他の演算装置に送信する
   請求項８に記載の相互監視システム。
10. 前記複数の演算装置それぞれから前記相関演算部の演算結果を取得する監視装置、を更に備え、
    前記監視装置は、前記複数の演算装置それぞれの前記相関演算部の演算結果に基づいて、多数決方式で、前記複数の演算装置のうち故障が発生した演算装置を特定する
    請求項８又は９に記載の相互監視システム。

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