JP4962497B2 - Clock monitoring circuit, information processing apparatus, and clock monitoring method - Google Patents
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Description
本発明は、クロックに同期して動作する装置のクロックを監視するクロック監視回路、情報処理装置およびクロック監視方法に関し、特に、少ないハードウェアで高速にクロックを監視することができるクロック監視回路、情報処理装置およびクロック監視方法に関するものである。 The present invention relates to a clock monitoring circuit, an information processing apparatus, and a clock monitoring method for monitoring a clock of a device that operates in synchronization with a clock, and in particular, a clock monitoring circuit capable of monitoring a clock at high speed with less hardware, information The present invention relates to a processing device and a clock monitoring method.
従来、クロックが正常に動作しているか否かを監視する手法として相互のタイムアウト監視がある。図6は、相互のタイムアウト監視を説明するための説明図である。同図に示すように、相互のタイムアウト監視では、異なるクロックで動作するユニットAおよびBの間で一方のユニットAが他方のユニットBに起動をかけ、起動を受けたユニットBは一定時間内にユニットAに応答を報告する。 Conventionally, there is a mutual timeout monitoring as a method for monitoring whether or not the clock is operating normally. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining mutual timeout monitoring. As shown in the figure, in mutual timeout monitoring, one unit A activates the other unit B between units A and B operating at different clocks, and the unit B that has been activated is activated within a certain time. Report the response to unit A.
そして、ユニットAは起動送出後ユニットBからの応答があるか否かをチェックし、一定時間内に応答を検出できなかった場合には、ユニットBのエラーをタイムアウトとして検出する。 Then, the unit A checks whether or not there is a response from the unit B after start-up transmission. If the response cannot be detected within a predetermined time, the unit A detects an error of the unit B as a timeout.
また、ユニットAは、タイムアウトによるユニットBのエラーを検出すると、例えば図7に示すように、エラーが発生したユニットBを切り離し、代替ユニットであるユニットCに切り替える処理を行う。なお、図7は、ユニットBおよびユニットCがメモリであり、ユニットAとユニットDがユニットBまたはユニットC上のデータを共有する場合を示している。 Further, when the unit A detects an error of the unit B due to a timeout, for example, as shown in FIG. 7, the unit A performs a process of disconnecting the unit B in which the error has occurred and switching to the unit C that is an alternative unit. FIG. 7 shows a case where unit B and unit C are memories, and unit A and unit D share data on unit B or unit C.
相互のタイムアウト監視以外には、特定のFFの内容をIEEE標準1149.1のJTAGスキャン(例えば、特許文献1参照。)を用いて読み出し、スキャンにより読み出したデータが期待値と一致するか否かによってエラーを検出する手法がある。 In addition to mutual timeout monitoring, the content of a specific FF is read using a JTAG scan of IEEE Standard 1149.1 (see, for example, Patent Document 1), and whether or not the data read by the scan matches an expected value. There is a method for detecting errors.
なお、情報処理装置の内部クロックに関する技術としては、特許文献2に、内部クロック停止時にレジスタ間のデ−タ伝播状況の把握をすることを目的としたデータの伝搬域を検出する技術が開示されている。
As a technique related to the internal clock of the information processing apparatus,
相互のタイムアウト監視では、図7に示したユニットBのユニットAからの起動を受け付ける部分のFFが故障により正常に動作できない状態では、ユニットBはユニットAからの切り離し命令を受け付けられない状態になる。ここで、ユニットAはユニットBのエラーを検出しているので、ユニットBのデータを使わない(または別のユニットCに切り替える)ことができるが、ユニットDはユニットAが検知したユニットBの故障がわからず継続してユニットBを使用するという状況が発生する。このような状況に対しては、ユニットAからユニットB、Cへの切り離し命令を伝えるパス/回路を2重化すれば対応できるがハードウェア量の増大を招いてしまうという問題がある。 In mutual timeout monitoring, unit B cannot accept a disconnection command from unit A in a state where the FF of the part B that accepts activation from unit A shown in FIG. 7 cannot operate normally due to a failure. . Here, unit A detects an error in unit B, so the data in unit B can not be used (or switched to another unit C), but unit D has a failure of unit B detected by unit A. A situation occurs in which the unit B is continuously used without knowing. Such a situation can be dealt with by duplicating the path / circuit for transmitting the disconnection command from the unit A to the units B and C, but there is a problem that the amount of hardware increases.
また、例えばIEEE1149.1で規定されるJTAGを利用する場合には、SVP(サービスプロセッサ)を介したプログラムにより定期的に回路チェックを行うが、当該プログラムの動作時間によりシステムに矛盾が拡大してしまい、OS等が矛盾を解消できず結果的にシステム動作を継続できなくなる場合がある。 For example, when JTAG defined in IEEE1149.1 is used, a circuit check is periodically performed by a program via an SVP (service processor). As a result, the OS may not be able to resolve the contradiction, and as a result, the system operation may not be continued.
本発明は、上述した従来技術における問題点を解消するためになされたものであり、より少ないハードウェアで高速にクロックを監視することができるクロック監視回路、情報処理装置およびクロック監視方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and provides a clock monitoring circuit, an information processing apparatus, and a clock monitoring method capable of monitoring a clock at a high speed with less hardware. For the purpose.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るクロック監視回路は、クロック信号の入力により値が反転するデータを出力するデータ出力手段と、前記データ出力手段により出力されたデータを受信するデータ受信手段と、前記データ受信手段により受信されたデータの変化を検出するデータ変化検出手段と、前記データ変化検出手段により所定の時間内に前記受信されたデータが変化しない場合には、エラーとして検出を行うエラー検出手段とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a clock monitoring circuit according to the present invention includes a data output means for outputting data whose value is inverted by the input of a clock signal, and the data output by the data output means. When the data receiving means for receiving, the data change detecting means for detecting the change of the data received by the data receiving means, and the data received by the data change detecting means within a predetermined time do not change, It has an error detection means for detecting as an error.
この発明によれば、クロック信号の入力により値が反転するデータを出力し、出力したデータを受信し、受信したデータの変化を検出し、所定の時間内に受信したデータが変化しない場合には、エラーとして検出を行うよう構成したので、簡単な機構でクロックを監視することができる。 According to the present invention, when the data whose value is inverted by the input of the clock signal is output, the output data is received, the change of the received data is detected, and the received data does not change within a predetermined time. Since the detection is made as an error, the clock can be monitored with a simple mechanism.
また、本発明に係るクロック監視回路のデータ変化検出手段は、クロック信号の入力によりデータの保持を行うデータ保持手段と、前記データ保持手段の入力と出力との排他的論理和演算を行う論理演算手段とを有するように構成してもよい。 The data change detecting means of the clock monitoring circuit according to the present invention includes a data holding means for holding data by inputting a clock signal, and a logical operation for performing an exclusive OR operation between the input and output of the data holding means. It may be configured to have a means.
この発明によれば、クロック信号の入力によりデータの保持を行い、保持手段の入力と出力との排他的論理和演算を行うよう構成したので、簡単な機構でデータの変化を検出することができる。 According to the present invention, the data is held by the input of the clock signal, and the exclusive OR operation between the input and the output of the holding means is performed, so that the data change can be detected with a simple mechanism. .
また、本発明に係る情報処理装置は、第1のユニットと第2のユニットを有する情報処理装置であって、前記第1のユニットは、クロック信号の入力により値が反転するデータを前記第2のユニットに出力するデータ出力手段と、前記第2のユニットが有するデータ出力手段により前記第2のユニットから出力されたデータを受信するデータ受信手段と、前記データ受信手段により受信されたデータの変化を検出するデータ変化検出手段と、前記データ変化検出手段により所定の時間内に前記受信されたデータが変化しない場合には、前記第2のユニットのエラーとして検出を行うエラー検出手段とを有することを特徴とする。 The information processing apparatus according to the present invention is an information processing apparatus having a first unit and a second unit, wherein the first unit receives data whose value is inverted by an input of a clock signal. Data output means for outputting to the unit, data receiving means for receiving the data output from the second unit by the data output means of the second unit, and changes in the data received by the data receiving means And a data change detecting means for detecting an error of the second unit when the received data does not change within a predetermined time by the data change detecting means. It is characterized by.
この発明によれば、第1のユニットは、クロック信号の入力により値が反転するデータを第2のユニットに出力し、第2のユニットから出力されたデータを受信し、受信したデータの変化を検出し、受信したデータが所定の時間内に変化しない場合には、第2のユニットのエラーとして検出を行うよう構成したので、簡単な機構でクロックを監視することができる。 According to the present invention, the first unit outputs data whose value is inverted by the input of the clock signal to the second unit, receives the data output from the second unit, and changes the received data. If the detected and received data does not change within a predetermined time, the clock is monitored with a simple mechanism because the second unit is detected as an error.
また、本発明に係る情報処理装置は、複数のユニットを有する情報処理装置であって、前記複数のユニットのうち、一のユニットは、クロック信号の入力により値が反転するデータを前記複数のユニットのうちのいずれかのユニットに出力するデータ出力手段と、前記複数のユニットのうちのいずれかのユニットが有するデータ出力手段により前記複数のユニットのうちのいずれかのユニットから出力されたデータを受信するデータ受信手段と、前記データ受信手段により受信されたデータの変化を検出するデータ変化検出手段と、前記データ変化検出手段により所定の時間内に前記受信されたデータが変化しない場合には、前記受信されたデータを出力したユニットのエラーとして検出を行うエラー検出手段とを有することを特徴とする。 The information processing apparatus according to the present invention is an information processing apparatus having a plurality of units, and one unit of the plurality of units receives data whose value is inverted by an input of a clock signal. The data output means for outputting to any one of the units and the data output means included in any one of the plurality of units receive data output from any of the plurality of units. Data receiving means, data change detecting means for detecting a change in data received by the data receiving means, and when the received data does not change within a predetermined time by the data change detecting means, And error detection means for detecting an error of the unit that outputs the received data.
本発明によれば、複数のユニットのうち、一のユニットは、クロック信号の入力により値が反転するデータを複数のユニットのうちのいずれかのユニットに出力し、複数のユニットのうちのいずれかのユニットから出力されたデータを受信し、受信したデータの変化を検出し、受信したデータが所定の時間内に変化しない場合には、受信したデータを出力したユニットのエラーとして検出を行うよう構成したので、簡単な機構でクロックを監視することができる。 According to the present invention, one of the plurality of units outputs data whose value is inverted by the input of the clock signal to any one of the plurality of units, and any one of the plurality of units. The data output from the unit is received, the change of the received data is detected, and if the received data does not change within a predetermined time, the received data is detected as an error of the unit that output the data. Therefore, the clock can be monitored with a simple mechanism.
また、本発明に係るクロック監視方法は、クロック信号に同期して動作する回路の監視を行うクロック監視方法であって、クロック信号の入力により値が反転するデータを出力するステップと、前記出力されたデータの受信を行うステップと、前記受信されたデータの変化を検出するステップと、所定の時間内に前記受信されたデータが変化しない場合には、エラーとして検出を行うステップとを有することを特徴とする。 The clock monitoring method according to the present invention is a clock monitoring method for monitoring a circuit that operates in synchronization with a clock signal, the step of outputting data whose value is inverted by the input of the clock signal, and the output Receiving the received data, detecting a change in the received data, and detecting the error if the received data does not change within a predetermined time. Features.
この発明によれば、クロック信号の入力により値が反転するデータを出力し、出力したデータを受信し、受信したデータの変化を検出し、所定の時間内に受信したデータが変化しない場合には、エラーとして検出を行うよう構成したので、簡単な機構でクロックを監視することができる。 According to the present invention, when the data whose value is inverted by the input of the clock signal is output, the output data is received, the change of the received data is detected, and the received data does not change within a predetermined time. Since the detection is made as an error, the clock can be monitored with a simple mechanism.
本発明によれば、簡単な機構でクロックを監視するので、少ないハードウェアで高速にクロックを監視することができるという効果を奏する。 According to the present invention, since the clock is monitored by a simple mechanism, there is an effect that the clock can be monitored at high speed with a small amount of hardware.
本発明によれば、簡単な機構でクロック監視用のデータの変化を検出するので、少ないハードウェアで高速にクロックを監視することができるという効果を奏する。 According to the present invention, since a change in data for clock monitoring is detected with a simple mechanism, there is an effect that the clock can be monitored at high speed with less hardware.
以下に添付図面を参照して、本発明に係るクロック監視回路、情報処理装置およびクロック監視方法の好適な実施例を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a clock monitoring circuit, an information processing apparatus, and a clock monitoring method according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
まず、本実施例1に係るクロック監視機構について説明する。図1は、本実施例1に係るクロック監視機構を説明するための説明図である。同図に示すように、このクロック監視機構では、監視対象のクロックで動作するユニットWを機能ブロックまたは領域ブロックで分割する(図1のX、Y及びZ)。 First, the clock monitoring mechanism according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the clock monitoring mechanism according to the first embodiment. As shown in the figure, in this clock monitoring mechanism, the unit W that operates with the clock to be monitored is divided into functional blocks or area blocks (X, Y, and Z in FIG. 1).
そして、Xは一定時間毎に、クロック動作するFFに保持されるデータを反転させYに送る。Yも同様にFFに保持されるデータを一定時間毎に反転させZに送る。Zも同様にFFに保持されるデータを一定時間毎に反転させXに送る。そして、XはYに一定時間毎に反転したデータを送るのと同時に、Zからのデータが一定時間内で変化するか否かをチェックする。そして、Zからのデータが一定時間内に変化しない場合には、クロックに異常があると判定する。YおよびZにおいても同様とする。 Then, X inverts the data held in the clocked FF and sends it to Y at regular intervals. Similarly for Y, the data held in the FF is inverted at regular intervals and sent to Z. Similarly for Z, the data held in the FF is inverted at regular intervals and sent to X. X sends the inverted data to Y every certain time, and at the same time checks whether the data from Z changes within a certain time. If the data from Z does not change within a certain time, it is determined that there is an abnormality in the clock. The same applies to Y and Z.
このように、一定時間毎に反転するFFのデータを機能ブロック間または領域ブロック間でループ状に伝送し、戻ってきたデータが一定時間内で変化するか否かをチェックすることにより、少ないハードウェアでクロックを監視することができる。 In this way, FF data that inverts every fixed time is transmitted in a loop between functional blocks or between area blocks, and it is checked whether the returned data changes within a fixed time. The clock can be monitored by hardware.
次に、本実施例1に係るチェック回路の構成について説明する。図2は、本実施例1に係るチェック回路の構成を示すブロック図である。同図に示すように、このチェック回路100は、FF1〜4と、EOR5および6と、FF10と、エラー検出回路20とを有する。
Next, the configuration of the check circuit according to the first embodiment will be described. FIG. 2 is a block diagram illustrating the configuration of the check circuit according to the first embodiment. As shown in the figure, the check circuit 100 includes FFs 1 to 4,
FF1〜4は直列に接続され、クロック動作するフリップフロップ(Flip−Flop)であり、各ブロックに入力される信号のクロック信号に対する同期をとるために設けられている。FF4の入力およびFF4の出力は、データの変化を検出(エッジトリガ)するための排他的論理和(Exclusive−OR)演算を行うEOR5の2つの入力にそれぞれ接続され、クロック信号の入力とともにFF1〜3を経由してFF4に伝播するデータが変化すると、FF4の入力(FF3の出力)とFF4の出力との排他的論理和演算を行うEOR5の出力が”1”となりEOR6の入力6aが”1”になる。 The FFs 1 to 4 are flip-flops (Flip-Flops) that are connected in series and operate as a clock, and are provided to synchronize a signal input to each block with a clock signal. The input of FF4 and the output of FF4 are respectively connected to two inputs of EOR5 that performs an exclusive OR operation for detecting a data change (edge trigger). When the data propagated to FF4 through 3 changes, the output of EOR5 that performs exclusive OR operation between the input of FF4 (output of FF3) and the output of FF4 becomes “1”, and the input 6a of EOR6 becomes “1” "become.
具体的には、FF4に保持されるデータが”0”である場合に、FF3に保持されるデータが”1”のときには、EOR5による排他的論理和演算の結果として”1”がEOR6の入力6aに出力されることにより、データの変化を検出(エッジトリガ)することができる。また、クロック信号の入力とともに、FF3に保持されていたデータ”1”がFF4に伝播し、FF2に保持されていたデータ”0”がFF3に伝播したときにも、EOR5による排他的論理和演算の結果として”1”がEOR6の入力6aに出力されることにより、データの変化を検出(エッジトリガ)することができる。従って、クロック信号毎にFF4に保持されるデータが反転し続ける限り、EOR5の出力は‘1’となる。
Specifically, when the data held in FF4 is “0” and the data held in FF3 is “1”, “1” is input to EOR6 as a result of the exclusive OR operation by EOR5. By outputting to 6a, a change in data can be detected (edge trigger). In addition, when the clock signal is input, the data “1” held in FF3 propagates to FF4, and the data “0” held in FF2 propagates to FF3. As a result, “1” is output to the input 6 a of the EOR 6, so that a data change can be detected (edge trigger). Therefore, as long as the data held in the FF 4 for each clock signal continues to be inverted, the output of the
FF10は、クロック動作するフリップフロップであり、排他的論理和演算を行うEOR6によりクロック毎に保持されるデータが反転して出力される。前述したEOR5の出力を排他的論理和演算を行うEOR6の一方の入力6aに接続し、EOR6の出力をFF10の入力に接続することによって、EOR6の他の入力6bが”1”になるとFF10のデータが反転して出力される。
The
具体的には、前述したFF1〜4を経由して伝播してくるデータが、クロック信号の入力とともに変化する限り、EOR5が出力しEOR6の入力6aに入力されるデータは常に”1”となる。そうすると、次のクロック信号の入力とともにFF10にはデータ”1”がセットされるとともに、FF10はデータ”1”の出力を行う。その結果、EOR6の入力6bにはデータ”1”が入力され、排他的論理和演算によるEOR5が出力するデータは”0”となる。従って、次のクロック信号の入力とともにFF10にはデータ”0”がセットされるとともに、FF10はデータ”0”の出力を行う。
Specifically, as long as the data propagated through the above-described FF1 to 4 changes with the input of the clock signal, the data output from the EOR5 and input to the input 6a of the EOR6 is always "1". . Then, the data “1” is set in the
すなわち、クロック信号の入力とともに値が変化するFF10の出力データが、ユニットY及びユニットZ経由でユニットXに伝搬すると、ユニットX内のFF4にセットされるデータが変化し、その結果FF10の出力するデータがクロック信号の入力とともに変化しながら伝播することとなる。
That is, when the output data of the
エラー検出回路20は、FF10の値が一定時間以内に変化するか否かを検出することによってクロックのエラーを検出する回路であり、FF10の値が一定時間以内に変化しない場合には、エラーが発生したと判定する。
The
図2はユニットXのチェック回路100を示すが、ユニットYおよびユニットZにも同様のチェック回路があり、最初はチェック回路上の全てのFFが'0'であったとする。エラーチェックをスタートさせる時はユニットXのFF10に'1'をセットする。そして、ユニットYに'1'が伝播していき、ユニットYが有するFF10に'1'がセットされる。同様にユニットZのFF10に'1'がセットされユニットXに戻ってくる。そして、ユニットXに'1'が伝播してくるとFF10は次に'0'にセットされ、あとはユニットX、ユニットYおよびユニットZが有するFF10はクロック信号の入力とともに'0'→'1'→'0'と変化し続ける。
FIG. 2 shows the check circuit 100 of the unit X, but it is assumed that the unit Y and the unit Z also have a similar check circuit, and all FFs on the check circuit are initially “0”. When starting the error check, “1” is set in the
最初にXのFF10に'1'を設定してから十分時間が経ち、ユニットX、ユニットYおよびユニットZが動作し始めたら、チェック回路100によるエラーチェックを有効にする。ユニットXでエラーが検出された場合、残りのユニットYまたはユニットZのうちのどちらかのユニットが有するFF10の動作が正常ではないことが判断できる。
When a sufficient time has passed since the
上述してきたように、本実施例1では、各ユニットを機能ブロックまたは領域ブロック毎に複数に分割し、各機能ブロックまたは各領域ブロックに、クロック動作するFF10を含むチェック回路100を設け、FF10のデータをEOR5により入力データの変化が検出される毎に反転させて機能ブロック間または領域ブロック間でループ状に伝送し、シフトされるデータの値が所定の時間内に変化するか否かをエラー検出回路20がチェックすることによって、クロックを監視することができる。なお、本実施例1に係るクロック監視機構の通常時とエラー発生時の動作を図10および図11に示す。
As described above, in the first embodiment, each unit is divided into a plurality of functional blocks or area blocks, and the check circuit 100 including the
ところで、上記実施例1では、クロック信号の入力とともに変化するデータをユニット間においてループ状に伝搬させることによってクロックの監視を行う場合について説明したが、ユニット間で相互にクロックを監視することもできる。そこで、本実施例2では、ユニット間で相互にクロックを監視する場合について説明する。 In the first embodiment, the case where the clock is monitored by propagating data that changes with the input of the clock signal in a loop form between the units has been described. However, the clocks can also be monitored between the units. . Therefore, in the second embodiment, a case where the clocks are monitored between the units will be described.
図3は、本実施例2に係るクロック監視機構を説明するための説明図である。同図は、オシレータUのクロックで動作するユニットUと、オシレータUとは異なるオシレータVのクロックで動作するユニットVとが相互にクロックを監視する場合を示している。 FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the clock monitoring mechanism according to the second embodiment. This figure shows a case where a unit U operating with the clock of the oscillator U and a unit V operating with a clock of the oscillator V different from the oscillator U monitor the clocks.
図3に示すように、ユニットUは出力回路211とチェック回路212とを有し、ユニットVも同様に出力回路221とチェック回路222とを有する。そして、ユニットUの出力回路211は一定時間毎に反転するビットを送出し、出力回路211によって送出されたビットをユニットVのチェック回路222がチェックする一方、ユニットVの出力回路221も一定時間毎に反転するビットを送出し、出力回路221によって送出されたビットをユニットUのチェック回路212がチェックすることによってユニットUとユニットVは相互にオシレータUまたはオシレータVが出力するクロック信号が正しく動作しているか否かを監視する。
As shown in FIG. 3, the unit U has an
また、ユニットU、ユニットVでのチェック結果がエラーだった場合にオシレータU、オシレータVによらず動作できる回路がエラーに対応できるようにエラー報告パス(図3の割り込み)がある。 Further, there is an error report path (interrupt in FIG. 3) so that a circuit that can operate independently of the oscillator U and the oscillator V can cope with the error when the check result in the unit U and the unit V is an error.
図4は、図3に示した出力回路211およびチェック回路222を示す図である。出力回路211、チェック回路222は、それぞれ動作開始を示すチェック回路有効フラグを保持するSR(セットリセット)ラッチ211a、SRラッチ222aがある。各ユニットの初期化完了後、クロックが動作開始した(ハズの)後のタイミングで出力回路211のチェック回路有効フラグ用SRラッチ211a、続けて受け回路222のチェック回路有効フラグ用SRラッチ222aを”1”にセットする。
FIG. 4 shows the
また、出力回路211には3ビットのインクリメンタ211bが装備されており、このインクリメンタ211bは、チェック回路有効フラグ用SRラッチ211aが”1”の場合にはクロックが入る限りインクリメントし、チェック回路有効フラグ用SRラッチ211aが”0”である場合またはユニットVからのデータの変化が検出された場合にはRESETされ続けるためインクリメントを行わない。つまり、インクリメンタ211bのインクリメント条件はチェック回路有効フラグ用SRラッチ211bの値が“1”であることであり、リセット条件はユニットVからのデータの変化が検出されることまたはチェック回路有効フラグ用SRラッチ211bの値が“0”であることとなる。なお、インクリメンタ211bの必要ビット数は、オシレータUとオシレータVとの周期差によって変化する。
Further, the
そして、出力回路211は、インクリメンタ211bの最上位ビットの出力を同期化回路230を経由してユニットVに送る。したがって、ユニットUのクロックが正常な状態であれば、ユニットVに送られるデータはインクリメンタ211bの最上位ビットに桁上がりが発生する4クロック毎に変化する。なお、同期化回路230は、クロック動作するフリップフロップを直接に接続した回路であり、インクリメンタ211bの最上位ビット出力のクロック信号に対する同期をとるために設けられた回路である。同期化を行う理由は、メタステーブル現象によるFFの誤動作を防止するためである。メタステーブルとは、FFの出力が長い間閾値付近の電位にとどまる現象である。メタステーブルが発生すると、誤作動を起こすだけでなく素子の劣化の原因にもなるため、2段以上のFFを直列に接続した同期化回路を用いて受信することにより、その出力におけるメタステーブル現象の発生頻度を実用上問題ない程度にまで低減することができる。
Then, the
一方、ユニットVのチェック回路222にも3ビットのインクリメンタ222bがある。このインクリメンタ222bも出力回路211のインクリメンタ211bと同様に、チェック回路有効フラグ用SRラッチ222aが”1”である限りインクリメントし、チェック回路有効フラグ用SRラッチ222aが”0”である場合またはユニットUからのデータの変化が検出された場合にはRESETされ続けるためインクリメントを行わない。つまり、インクリメンタ222bのインクリメント条件はチェック回路有効フラグ用SRラッチ222bの値が“1”であることであり、リセット条件はユニットUからのデータの変化が検出されることまたはチェック回路有効フラグ用SRラッチ222bの値が“0”であることとなる。なお、インクリメンタ222bの必要ビット数は、オシレータUとオシレータVとの周期差によって変化する。
On the other hand, the
したがって、正常な状態であればこのインクリメンタ222bの値はインクリメンタ222bの最上位ビットに桁上がりが発生する4クロック毎にRESETされ、このインクリメンタ222bの値が例えば”111”となることはない。したがって、このインクリメンタ222bの値が”111”となると、一定の時間以内にユニットUからのデータの変化が検出されなかったことになる。 Therefore, if the state is normal, the value of the incrementer 222b is reset every 4 clocks when a carry occurs in the most significant bit of the incrementer 222b, and the value of the incrementer 222b is, for example, “111”. Absent. Therefore, when the value of the incrementer 222b becomes “111”, no change in data from the unit U is detected within a certain time.
エラー検出回路222cは、インクリメンタ222bの値が”111”であることをデコードすることによってエラーを検出する回路であり、エラーを検出した場合にはオシレータUおよびオシレータVとは無関係に動作できる回路にエラーを報告する。
The
上述してきたように、本実施例2では、ユニットUの出力回路211のインクリメンタ211bがクロック入力に基づいてインクリメントするとともに最上位ビットをチェック回路222に送出し、出力回路211から送出されるデータが変化するとチェック回路222のインクリメンタ222bをリセットし、インクリメンタ222bの値が”111”になるとエラー検出回路222cがエラーを報告することとしたので、オシレータUのクロックを監視することができる。
As described above, in the second embodiment, the incrementer 211b of the
なお、本実施例2では、二つのユニット間で相互にクロックの動作を監視する場合について説明したが、三つ以上のユニット間でも同様にクロックの動作を監視することができる。図5は、三つのユニットでのクロック相互監視を示す図である。同図に示すように、ユニットP、ユニットQ、ユニットRの三つのユニットにおいて、ユニットPの出力回路が送出するデータをユニットQのチェック回路がチェックし、ユニットQの出力回路が送出するデータをユニットRのチェック回路がチェックし、ユニットRの出力回路が送出するデータをユニットPのチェック回路がチェックすることによって、三つのユニット間でクロックの動作を監視することができる。 In the second embodiment, the case where the clock operations are mutually monitored between the two units has been described. However, the clock operations can be similarly monitored between three or more units. FIG. 5 is a diagram illustrating mutual monitoring of clocks in three units. As shown in the figure, in three units of unit P, unit Q, and unit R, the data sent by the output circuit of unit P is checked by the check circuit of unit Q, and the data sent by the output circuit of unit Q is sent. The check circuit of the unit R checks and the check circuit of the unit P checks the data transmitted from the output circuit of the unit R, so that the clock operation can be monitored among the three units.
次に、本実施例2に係るクロック監視機構の通常時とエラー発生時の動作について説明する。図8は、通常時の動作を示すタイミングチャートであり、図9は、エラー発生時の動作を示すタイミングチャートである。 Next, the normal operation and the error occurrence operation of the clock monitoring mechanism according to the second embodiment will be described. FIG. 8 is a timing chart showing an operation at a normal time, and FIG. 9 is a timing chart showing an operation at the time of occurrence of an error.
図8において、「出し側クロック」は図3のオシレータUの出力、「出し回路start_flag」は図4のユニット211側のチェック回路有効フラグ用SRラッチ211aの出力であり、値が0の場合に3BITインクリメンタ211bがカウント動作を行い、値が1の場合には3BITインクリメンタ211bをリセットし続けることによりカウント動作を停止する。「出しCT」は図4の出力側カウンタであるユニット211中の3BITインクリメンタ211bの値を指す。「CT0,CT1,CT2」はそれぞれ3BITインクリメンタ211bのビット0出力、ビット1出力及びビット2出力を表す。
In FIG. 8, “output clock” is the output of the oscillator U in FIG. 3, and “output circuit start_flag” is the output of the check circuit valid
「受け側クロック」は図3のオシレータVの出力、「同期化」とあるのは多段のFFにより構成される図4の同期化回路230における信号の同期化のプロセスを表し、上から1段目、2段目、3段目及び4段目の波形はそれぞれ、同期化回路230の1段目の同期化FF,2段目の同期化FF,3段目の同期化FF及び4段目の同期化FFの出力を表す。また、上から5段目の波形は、図4の受信側ユニット222における受信FFの出力を表す。さらに、「同期化」の欄における上から4段目の波形から「チェックCT」の段に下りている矢印は、図4のユニット222のEOR回路によるエッジトリガ動作を現す。つまり、前記5段目の同期化FFの入力と出力との排他的論理和演算をEORにより行うことにより、波形の立ち上がりと波形の立下りの検出を行うとともに、3BITインクリメンタ222bのカウント値をリセットする。
“Receiver clock” indicates the output of the oscillator V in FIG. 3, “Synchronization” indicates a signal synchronization process in the
「チェック開始flag」は図4のユニット222側のチェック回路有効フラグ用SRラッチ222bの出力であり、値が0の場合に3BITインクリメンタ222bがカウント動作を行い、値が1の場合には3BITインクリメンタ222bをリセットし続けることによりカウント動作を停止する。
“Check start flag” is the output of the SR latch 222b for the check circuit valid flag on the
ここで、図8の通常時動作のタイミングチャートを説明すると、まず、図3のオシレータUの出力として「出し側クロック」が正常に動作しているときに、図4のユニット211側のチェック回路有効フラグ用SRラッチ211aに‘1’をセットすることによりタイミングチャート上の「出し回路start_flag」が‘1’となり、図4のユニット211側の3BITインクリメンタ211bがカウント動作を開始し、「出しCT」の「CT0,CT1,CT2」が動作し、最上位ビットであるビット2、つまりタイミングチャートにおける「CT2」の出力が1となる。
Here, the timing chart of the normal operation in FIG. 8 will be described. First, when the “output clock” is operating normally as the output of the oscillator U in FIG. 3, the check circuit on the
ユニット211は3BITインクリメンタ211bのし最上位ビット信号であるビット2の出力を行い、当該最上位ビット出力信号は「同期化回路230」の4段FFにより同期化がなされる。
The
図4のユニット222側のチェック回路有効フラグ用SRラッチ222bに‘1’をセットすることにより図8のタイミングチャート上の「チェック開始flag」が‘1’となり、図4のユニット222側の3BITインクリメンタ222bがカウント動作を開始し、「出しCT」の「CT0,CT1,CT2」がカウント動作を開始する。ここで、上述した図4のユニット222のEOR回路によるエッジトリガ動作により、同期化回路230による同期化後の最上位ビット信号の立ち上がりと立下りの検出を行い、ユニット222側の3BITインクリメンタのリセットを4クロック毎に行うため、「チェックCT」はエラー検出条件である‘111’までマウント動作を行うことはない。従って、図4の実施例2においては、図3のオシレータUが正常動作している限り、エラーの検出がされないことがわかる。
By setting “1” to the SR latch 222b for the check circuit valid flag on the
次に、図9のエラー発生時のタイミングチャートの動作を説明する。具体的には、上述した通常時動作を行っている最中に、「出し側クロック」が停止した場合の説明を行う。なお、信号名の説明は、上述した図8における説明と同様であるため省略する。 Next, the operation of the timing chart when an error occurs in FIG. 9 will be described. Specifically, a description will be given of a case where the “sending clock” is stopped during the normal operation described above. The description of the signal name is the same as the description in FIG.
上述した通常時動作の最中に図3におけるオシレータUが停止した場合には、まず、図9における「出し側クロック」が停止する(図9中の「★」の時点)。そうすると、図4におけるチェック回路有効フラグ用SRラッチ211aに‘1’がセットされているのにも関わらず3BITインクリメンタ211bのカウント動作が停止することになる。そうすると、最上位ビットであるビット2、つまりタイミングチャートにおける「CT2」の出力は‘0’または‘1’に固定されることにより、受信側ユニット222内のEORの排他的論理和演算の結果は常に‘0’となるため、3BITインクリメンタ222bはリセットされず、図3におけるオシレータVのクロックが入力される毎に、3BITインクリメンタ222bのカウント動作が行われることにより、「チェックCT」の「CT0」、「CT1」及び「CT2」が‘111’までカウントアップし、エラー検出回路222cによるカウンタ値‘111’のデコードの結果、エラーが検出されることとなる。
When the oscillator U in FIG. 3 stops during the above-described normal operation, first, the “sending clock” in FIG. 9 stops (at the time of “★” in FIG. 9). As a result, the count operation of the 3BIT incrementer 211b is stopped even though “1” is set in the
なお、本実施例1および2では、クロックの動作を監視する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、クロックにより動作するFF制御系の異常を監視する場合にも同様に適用することができる。 In the first and second embodiments, the case where the operation of the clock is monitored has been described. However, the present invention is not limited to this, and the same applies to the case where the abnormality of the FF control system that operates based on the clock is monitored. Can be applied to.
以上のように、本発明に係るクロック監視回路、情報処理装置およびクロック監視方法は、情報処理装置の異常検出に有用であり、特に、少量のハードウェアでクロック監視が必要な場合に適している。 As described above, the clock monitoring circuit, the information processing apparatus, and the clock monitoring method according to the present invention are useful for detecting an abnormality in the information processing apparatus, and are particularly suitable when clock monitoring is necessary with a small amount of hardware. .
1〜4 FF(フリップフロップ)
5,6 EOR(排他的論理和演算回路)
10 FF(フリップフロップ)
20 エラー検出回路
100 チェック回路
211 出力回路
211a チェック回路有効フラグ
211b インクリメンタ
212 チェック回路
221 出力回路
222 チェック回路
222a チェック回路有効フラグ
222b インクリメンタ
222c エラー検出回路
1-4 FF (flip-flop)
5,6 EOR (Exclusive OR operation circuit)
10 FF (flip-flop)
20 Error detection circuit 100
Claims (5)
前段のクロック監視回路から出力されたデータを受信するデータ受信手段と、
前記データ受信手段により受信されたデータの変化を検出するデータ変化検出手段と、
前記データ変化検出手段により前記データの変化が検出される毎に、クロック信号の入力タイミングで、後段のクロック監視回路へのデータを反転して出力するデータ出力手段と、
前記リング状に接続されたすべてのクロック監視回路におけるデータ入力からデータ出力までの処理時間を合計した一定時間内で前記データ出力手段の出力データが変化するか否かを検出し、当該一定時間内で変化が検出されない場合に、エラーが発生したと判定するエラー検出手段と、
を有することを特徴とするクロック監視回路。 Each clock monitoring circuit when a plurality of clock monitoring circuits are connected in a ring shape,
Data receiving means for receiving data output from the clock monitoring circuit in the previous stage;
Data change detecting means for detecting a change in data received by the data receiving means ;
Each time a change in the data by the previous SL data change detection means is detected, at the input timing of the clock signal, a data output means for outputting the inverted data to the subsequent clock monitoring circuit,
It is detected whether or not the output data of the data output means changes within a certain time obtained by summing the processing time from data input to data output in all clock monitoring circuits connected in the ring shape. Error detection means for determining that an error has occurred when no change is detected in
A clock monitoring circuit comprising:
前記データ保持手段の入力と出力との排他的論理和演算を行う論理演算手段と、
を有することを特徴とする請求項1記載のクロック監視回路。The data change detecting means includes data holding means for holding data by inputting a clock signal;
Logical operation means for performing an exclusive OR operation between the input and output of the data holding means;
The clock monitoring circuit according to claim 1, further comprising:
前記第1のユニットは、
前記第2のユニットが有するデータ出力手段から出力されたデータを受信するデータ受信手段と、
前記データ受信手段により受信されたデータの変化を検出するデータ変化検出手段と、
前記データ変化検出手段により前記データの変化が検出される毎に、クロック信号の入力タイミングで、前記第2のユニットへのデータを反転して出力するデータ出力手段と、
前記各ユニットにおけるデータ入力からデータ出力までの処理時間を合計した一定時間内で前記データ出力手段の出力データが変化するか否かを検出し、当該一定時間内で変化が検出されない場合に、前記第2のユニットにエラーが発生したと判定するエラー検出手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。 Have a first and second units, the input and output of each unit is an information processing apparatus connected to each other,
The first unit is:
Data receiving means for receiving data output from the data output means of the second unit;
Data change detecting means for detecting a change in data received by the data receiving means ;
Each time a change in the data by the previous SL data change detection means is detected, at the input timing of the clock signal, a data output means for outputting the inverted data to the second unit,
Detecting whether the output data of the data output means changes within a certain time obtained by summing the processing time from data input to data output in each unit, and if no change is detected within the certain time, Error detection means for determining that an error has occurred in the second unit;
An information processing apparatus comprising:
前記複数のユニットのうち、一のユニットは、
前記複数のユニットのうちの前段のユニットが有するデータ出力手段から出力されたデータを受信するデータ受信手段と、
前記データ受信手段により受信されたデータの変化を検出するデータ変化検出手段と、
前記データ変化検出手段により前記データの変化が検出される毎に、クロック信号の入力タイミングで、後段のユニットへのデータを反転して出力するデータ出力手段と、
前記複数のユニットにおけるデータ入力からデータ出力までの処理時間を合計した一定時間内で前記データ出力手段の出力データが変化するか否かを検出し、当該一定時間内で変化が検出されない場合に、自ユニット以外のユニットにエラーが発生したと判定するエラー検出手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。 Have a plurality of units, the plurality of units is an information processing apparatus connected in a ring,
Among the plurality of units, one unit is:
Data receiving means for receiving data output from the data output means of the preceding unit of the plurality of units;
Data change detecting means for detecting a change in data received by the data receiving means ;
Each time a change in the data by the previous SL data change detection means is detected, at the input timing of the clock signal, a data output means for outputting the inverted data to the subsequent unit,
When it is detected whether the output data of the data output means changes within a certain time totaling the processing time from data input to data output in the plurality of units, and when no change is detected within the certain time, Error detection means for determining that an error has occurred in a unit other than the own unit;
An information processing apparatus comprising:
前段の回路から出力されたデータを受信するデータ受信ステップと、
前記データ受信ステップにおいて受信されたデータの変化を検出するデータ変化検出ステップと、
前記データ変化検出ステップにおいて前記データの変化が検出される毎に、クロック信号の入力タイミングで、後段の回路へのデータを反転して出力するデータ出力ステップと、
前記リング状に接続されたすべての回路におけるデータ入力からデータ出力までの処理時間を合計した一定時間内で前記データ出力ステップにより出力されるデータが変化するか否かを検出し、当該一定時間内で変化が検出されない場合に、エラーが発生したと判定するエラー検出ステップと、
を有することを特徴とするクロック監視方法。A clock monitoring method for monitoring a circuit when a plurality of circuits operating in synchronization with a clock signal are connected in a ring shape ,
A data receiving step for receiving data output from the previous circuit;
A data change detecting step for detecting a change in the data received in the data receiving step ;
Each time a change in the data before Symbol data change detecting step is detected, at the input timing of the clock signal, a data output step of outputting the inverted data to the subsequent circuit,
Detects whether or not the data output by the data output step changes within a certain time obtained by summing the processing time from data input to data output in all the circuits connected in the ring shape, and within the certain time An error detection step for determining that an error has occurred when no change is detected in
A clock monitoring method comprising:
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