JP3833405B2 - Cpu異常監視方法及び装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のCPU(central processing unit)により制御を行う制御装置において、CPUが暴走をしたかどうか等、正常に働いているか否かの状態を監視するためのCPU異常監視方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
CPUの暴走を監視する手法としては、外部のウオッチドッグタイマによる方式がある。これは例えばCPUからウオッチドッグタイマに対してポートから定期的なパルスを出力し、このパルスの間隔が規定された時間を越えた場合にCPUに対してリセット信号を出力するものである。
【0003】
しかし、CPUが暴走した場合の上記パルス出力を行うポートの動作は保証できないため、規定の時間内の定期的なパルスが偶然出力される可能性もあり、確実なリセット動作が期待できない。これを防ぐためには、
(1) パルスの周期に上下限値を規定する。
(2) 複数の信号を用いてその組み合わせによりウオッチドッグタイマをリセットする。
等の方式が考えられるが、ウオッチドッグタイマのハードウエア構成が複雑となる。
【0004】
また、このようなウォッチドッグタイマは、時間基準タイマを持つ必要があり、外部からクロックを与えるか、自ら発信回路を有し、時間基準を作成する必要がある。前者の場合は、外部から与えるクロックがノイズの発生源となり、周辺機器に悪影響を及ぼす懸念があり、後者の場合は、発信回路の誤動作や不動作により意図した動作を与えない場合がある。
【0005】
一方、複数のCPUを有する制御装置においては、一方のCPUが他方のCPUを、例えばシリアル通信を介して監視し、異常であればリセット信号を出力することが可能である。
【0006】
は、一方のCPUが他方のCPUをシリアル通信を介して監視し、異常であればリセット信号を出力する監視方式の一構成例を示す図である。図において、101は第1CPU、102は第2CPU、103はシリアル通信ライン、104はリセット通信ラインである。CPU102はとシリアル通信ライン103を介してCPU101を監視し、CPU101が異常と判定された場合にはCPU102はリセット通信ライン104によりCPU101のリセットを行う。この方式によれば、ソフトウェアで判定を行うので、外付けのウォッチドッグタイマを設ける必要が無く、また確実にCPU1の異常監視を実行できる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図5の構成例において、CPU102が異常となった場合、誤ってリセット信号を発生し、正常であるCPU101をリセットしてしまう可能性がある。
【0008】
本発明は、上記した問題に鑑みなされたもので、CPUの働きが異常であるか否かの監視を最小限の構成で、また高い信頼性を持たせて実現することができるCPU異常監視方法及び装置を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、一方のCPUが異常と判定されるとともに他方のCPUが特定の信号を出力したときに、前記一方のCPUに対してリセットを行う手段を備え、例え一方のCPUが異常と判定されても、その一方のCPUを監視している他方のCPUが特定の信号を出力していない場合は、例えば他方のCPUに異常が存在するとして一方のCPUにリセット信号を出さないようにし、誤って正常である一方のCPUをリセットしないようにしたものである。
【0010】
本発明はまた、上記の監視及びリセット動作をCPU相互に行えるようにしたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1に記載の発明は、複数搭載されたCPUのうち、一方のCPUが他方のCPUにより異常と判定され、前記一方のCPUに対してリセット信号を出力するリセット信号発生手段を備えたCPU異常監視装置において、
前記リセット信号発生手段は、前記他方のCPUからの第1のリセット制御信号がLOW、前記他方のCPUからの第2のリセット制御信号がHIGHのときのみ、前記他方のCPUからの第3のリセット制御信号が、第1のD−フリップフロップ及び第2のD−フリップフロップのクロックCKに入力され、前記第2のD−フリップフロップの出力から前記リセット信号が出力され、また、前記他方のCPUからの第1のリセット制御信号がLOW、前記他方のCPUからの第2のリセット制御信号がHIGH以外のときには、前記第1のD−フリップフロップ及び前記第2のD−フリップフロップがリセットされ、前記第2のD−フリップフロップの出力から前記リセット信号が出力されないことを特徴とするCPU異常監視装置であり、例え一方のCPUが異常と判定されても、その一方のCPUを監視している他方のCPUが特定の信号を出力していない場合は一方のCPUにリセット信号を出さないので、誤って正常である一方のCPUをリセットしてしまうのを防止でき、信頼性の向上が図れるという作用を有する。
【0012】
本発明の請求項2に記載の発明は、複数搭載されたCPUのうち、一方のCPUが他方のCPUにより異常と判定され、前記一方のCPUに対してリセット信号を出力するリセット信号発生手段を備えたCPU異常監視装置において、前記リセット信号発生手段は、NOTゲートと第1、第2のANDゲートと第1、第2のD−フリップフロップで構成され、前記他方のCPUからの第1のリセット制御信号は前記NOTゲートを介して前記第1のANDゲートに入力され、前記他方のCPUからの第2のリセット制御信号は前記第1のANDゲートに入力され、前記他方のCPUからの第 3 のリセット制御信号と前記第 1 のANDゲートの出力は前記第2のANDゲートへ入力され、前記第2のANDゲートの出力は、前記第1のD−フリップフロップ及び前記第2のD−フリップフロップのクロックCKに入力され、前記第1のANDゲートの出力は、前記第1のD−フリップフロップ及び前記第2のD−フリップフロップのリセットRに入力され、前記第1のD−フリップフロップの出力は前記第2のD−フリップフロップに入力され、前記第2のD−フリップフロップの出力から前記一方のCPUに前記リセット信号が出力されることを特徴とするCPU異常監視装置であり、
例え一方のCPUが異常と判定されても、その一方のCPUを監視している他方のCPUが特定の信号を出力していない場合は一方のCPUにリセット信号を出さないので、誤って正常である一方のCPUをリセットしてしまうのを防止でき、信頼性の向上が図れるという作用を有する。
【0013】
本発明の請求項3に記載の発明は、前記他方のCPUから 前記第1のリセット制御信号及び前記第2のリセット制御信号が特定の信号を出力した状態で、前記第3のリセット制御信号に複数のパルス信号が出力された場合にのみ、前記一方のCPUに対してリセット信号を出力する前記リセット信号発生手段であることを特徴とする請求項2記載のCPU異常監視装置であり、
例えば、一方のCPUが異常と判定されても、その一方のCPUを監視している他方のCPUが特定の信号を出力していない場合は、リセット信号発生手段から一方のCPUに対してリセット信号を出さないので、誤って正常である一方のCPUをリセットしてしまうのを防止でき、信頼性の向上が図れるという作用を有する。
【0014】
本発明の請求項に記載の発明は、前記第1のリセット制御信号の特定の信号はLOW、前記第2のリセット制御信号の特定の信号はHIGHであることを特徴とする請求項2および3記載のCPU異常監視装置であり、例え一方のCPUが異常と判定されても、その一方のCPUを監視している他方のCPUが LOW HIGH の信号を出力していない場合は、リセット信号発生手段から一方のCPUに対してリセット信号を出さないので、誤って正常である一方のCPUをリセットしてしまうのを防止でき、信頼性の向上が図れるという作用を有する。
【0015】
本発明の請求項に記載の発明は、前記CPUが互いに異常を監視し合うようにしたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のCPU異常監視装置であり、CPU同士が相互に監視し合え、信頼性の向上がさらに図れるという作用を有する。
【0016】
(実施の形態)
以下、本発明の第1の実施の形態におけるCPU異常監視装置について図面を参照しながら説明する。図1は本実施の形態におけるCPU異常監視装置の構成を示す図である。図1において、1は第1CPU、2は第2CPU、3はシリアル通信ラインで、CPU1とCPU2を接続している。4は論理回路で、CPU1とCPU2との間に設けられている。この構成では、CPU2から論理回路4にリセット制御信号5,6,7が出力され、論理回路4からはリセット信号8がCPU1に対して出力される。
【0017】
論理回路4の内部構成を図2に示す。図2において、9はNOTゲート、10,11はANDゲート、12,13はD−フリップフロップである。この構成では、リセット制御信号5はNOTゲート9を介してANDゲート10に入力され、リセット制御信号6もANDゲート10に入力される。ANDゲート10の出力は、リセット制御信号7と共にANDゲート11へ入力される。ANDゲート11の出力は、D−フリップフロップ12及び13のクロックCKに入力される。また、ANDゲート10の出力は、D−フリップフロップ12及び13のリセットRに入力される。
【0018】
図3に論理回路4の動作例を示す。図3に示す動作例の場合では、リセット制御信号5がL(low) 、リセット制御信号6がH(high)の状態で、リセット制御信号7にパルス信号が出力される。すると、図2のD−フリップフロップ12及び13のクロックCKにリセット信号と同じ波形が入力され、パルス信号が2回発生するとリセット信号8はHからLへと切り替わる。この信号が図1のCPU1へのリセット信号8として入力される。また、この時に、フリップフロップリセット信号14の状態はHのままである。
【0019】
したがって、図1において、CPU2がシリアル通信ライン3を介してCPU1を監視し、異常であると判定した場合には、図3(a)に示されるリセット制御信号5,6,7の出力を行い、CPU1をリセットする。
【0020】
ここで、CPU2が異常となり、出力ポートがランダムな動作をして、図3(b)に示すような波形を出力した場合、リセット制御信号5がL、リセット制御信号6がHであるときにリセット制御信号7がパルス信号とならない限り、図2のD−フリップフロップ12及び13には与えられず、リセット信号8はLとはならない。万が一、前記のような状態が1回発生し、図3(b)において、符号15に示すようなクロック信号が発生したとしても、リセット制御信号5がH、またはリセット制御信号6がLとなれば、図2のANDゲート10はLとなるため、フリップフロップリセット信号14がLとなり、フリップフロップ12及び13は初期状態に戻り、リセット信号8はLとはならない。したがって、CPU2が異常となっても、誤ってCPU1をリセットしてしまうことを防止できる。
【0021】
外部に構成される論理回路は、この構成例においてはNOTゲートが1つ、ANDゲートが2つ、D−フリップフロップが2つとなっており、外部にウォッチドッグタイマ回路を構成する場合に比べ、簡単な回路構成で実現されている。また、他の機能に用いる論理回路と共にゲートアレイに組み込めば、外付け回路を特に設ける必要はない。
【0022】
なお、上記構成例において、2つのH/L信号と、1つのパルス信号の組み合わせでリセット信号を生成する論理回路としたが、例えば2つのパルス列の組み合わせとし、1つのパルス列がN回発生後にもう一方のパルス列が1回発生した時のみリセット信号を生成するようにする等、監視を行うCPUが異常となった時に誤ってリセット信号が発生しないような構成であれば、どのような論理回路でも良い。
【0023】
また、複数のCPUを有する制御装置において、相互監視を行い、互いにリセット信号を発生するような構成としても良い。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば、上記実施の形態より明らかなように、例え一方のCPUが異常と判定されても、その一方のCPUを監視している他方のCPUが特定の信号を出力していない場合は一方のCPUにリセット信号を出さないので、誤って正常である一方のCPUをリセットしてしまうのを防止でき、信頼性の向上が図れる。
【0025】
また、CPUが互いに異常を監視し、一方のCPUが異常と判定され、他方のCPUが特定の信号を出力したとき、前記一方のCPUのリセットを行うようにした場合では、信頼性の向上がさらに図れる。
【0026】
さらに、リセット信号発生手段を論理回路で構成した場合では、外部にウォッチドッグタイマ回路を設ける必要が無く、簡単な回路構成で実現できる。また、ソフトウエアにより正常・異常の判定を行うことができるので、確実性のある監視を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における全体構成図
【図2】本発明の実施の形態で用いている論理回路図
【図3】本発明の実施の形態における各部動作波形図
【図4】従来の構成例を示す図
【符号の説明】
1 CPU
2 CPU
3 シリアル通信ライン
4 論理回路
5,6,7 リセット制御信号
8 リセット信号
9 NOTゲート
10,11 ANDゲート
12,13 D−フリップフロップ
14 フリップフロップリセット信号

Claims (5)

  1. 複数搭載されたCPUのうち、一方のCPUが他方のCPUにより異常と判定され、前記一方のCPUに対してリセット信号を出力するリセット信号発生手段を備えたCPU異常監視装置において、
    前記リセット信号発生手段は、前記他方のCPUからの第1のリセット制御信号がLOW、前記他方のCPUからの第2のリセット制御信号がHIGHのときのみ、前記他方のCPUから第3のリセット制御信号が、第1のD−フリップフロップ及び第2のD−フリップフロップのクロックCKに入力され、前記第2のD−フリップフロップの出力から前記リセット信号が出力され、また、前記他方のCPUからの第1のリセット制御信号がLOW、前記他方のCPUからの第2のリセット制御信号がHIGH以外のときには、前記第1のD−フリップフロップ及び前記第2のD−フリップフロップがリセットされ、前記第2のD−フリップフロップの出力から前記リセット信号が出力されないことを特徴とするCPU異常監視装置。
  2. 複数搭載されたCPUのうち、一方のCPUが他方のCPUにより異常と判定され、前記一方のCPUに対してリセット信号を出力するリセット信号発生手段を備えたCPU異常監視装置において、前記リセット信号発生手段は、NOTゲートと第1、第2のANDゲートと第1、第2のD−フリップフロップで構成され、
    前記他方のCPUからの第1のリセット制御信号は前記NOTゲートを介して前記第1のANDゲートに入力され、前記他方のCPUからの第2のリセット制御信号は前記第1のANDゲートに入力され、前記他方のCPUからの第 3 のリセット制御信号と前記第 1 のANDゲートの出力は前記第2のANDゲートへ入力され、前記第2のANDゲートの出力は、前記第1のD−フリップフロップ及び前記第2のD−フリップフロップのクロックCKに入力され、
    前記第1のANDゲートの出力は、前記第1のD−フリップフロップ及び前記第2のD−フリップフロップのリセットRに入力され、
    前記第1のD−フリップフロップの出力は前記第2のD−フリップフロップに入力され、
    前記第2のD−フリップフロップの出力から前記一方のCPUに前記リセット信号が出力されることを特徴とするCPU異常監視装置。
  3. 前記他方のCPUから 前記第1のリセット制御信号及び前記第2のリセット制御信号が特定の信号を出力した状態で、前記第3のリセット制御信号に複数のパルス信号が出力された場合にのみ、前記一方のCPUに対してリセット信号を出力する前記リセット信号発生手段であることを特徴とする請求項2記載のCPU異常監視装置。
  4. 前記第1のリセット制御信号の特定の信号はLOW、前記第2のリセット制御信号の特定の信号はHIGHであることを特徴とする請求項2および3記載のCPU異常監視装置。
  5. 前記CPUが互いに異常を監視し合うようにしたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のCPU異常監視装置
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