JP6169436B2 - Dual system verification device - Google Patents
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Description
本発明は2重系照合装置に係り、特に、CPUなどの処理回路を用いることなく、簡易な回路でフェールセーフ性を確保することを可能とした2重系照合装置に関する。 The present invention relates to a dual system verification apparatus, and more particularly to a dual system verification apparatus that can ensure fail-safety with a simple circuit without using a processing circuit such as a CPU.
従来から、例えば、鉄道信号保安装置や産業ロボットのように高い安全性と高い信頼性の要求される制御システムにおいて、2重系の演算装置が多く用いられている。 Conventionally, for example, in a control system that requires high safety and high reliability, such as a railway signal security device and an industrial robot, a double-system arithmetic device is often used.
このような2重系照合装置として、従来、例えば、A系演算処理回路と、B系演算処理回路と、照合回路と、リセット回路とを備え、A系演算処理回路とB系演算処理回路との間でデータの受け渡しを行い、系間でのデータの一致・不一致を判断するとともに、データ照合の結果が系間で一致しているか否かを判断し、データ照合の結果が不一致となった回数が閾値に達するまでは、データ照合の結果が異なることを示す信号の照合回路への出力を停止した上で、A系演算処理回路およびB系演算処理回路をリセットし、前記回数が閾値に達すると、データ照合の結果が異なることを示す信号を照合回路へ出力させるとともにリセットを停止し、照合回路の出力をハイレベルまたはローレベルに維持させることで、安全リレーを落下させようにした技術が開示されている(例えば、特許文献1を参照。)。
As such a dual system verification device, conventionally, for example, an A system arithmetic processing circuit, a B system arithmetic processing circuit, a verification circuit, and a reset circuit are provided, and an A system arithmetic processing circuit and a B system arithmetic processing circuit are provided. Data is exchanged between the systems, and it is judged whether the data matches or does not match between the systems, and whether the data matching results match between the systems, and the data matching results do not match Until the number of times reaches the threshold value, output of the signal indicating that the result of the data matching is different to the verification circuit is stopped, and then the A-system arithmetic processing circuit and the B-system arithmetic processing circuit are reset. When it reaches, let's output a signal indicating that the result of data verification is different to the verification circuit, stop reset, and maintain the output of the verification circuit at high level or low level to drop the safety relay Techniques have been disclosed (e.g., see
しかしながら、前記従来の技術においては、2つの演算処理回路から独立した照合回路が必要であり、しかも、2つの演算処理回路はクロック同期を行うようにしているので、回路が複雑化するとともに、大規模なものとなり、CPUなどの演算回路を用いて処理を行う必要があるという問題を有している。 However, the conventional technique requires a collation circuit independent of the two arithmetic processing circuits, and the two arithmetic processing circuits perform clock synchronization, so that the circuit becomes complicated and large. There is a problem that it is necessary to perform processing using an arithmetic circuit such as a CPU.
また、近年、国際規格IEC62425に基づくSLI4レベルの安全性を達成することが望まれており、このようにSLI4レベルの安全性を達成するためには、各演算処理回路のクロックの独立性を確保する必要があり、従来の技術においては、CPUなど使用する部品点数が多く、クロックの独立化が極めて困難であるという問題を有している。そのため、CPUなどの処理回路を用いることなく、簡易な回路でフェールセーフ性を確保することができる2重系照合装置が望まれていた。 In recent years, it has been desired to achieve SLI4 level safety based on the international standard IEC62425. In order to achieve SLI4 level safety in this way, the clock of each arithmetic processing circuit is ensured independence. Therefore, the conventional technique has a problem that the number of components such as a CPU is large and it is extremely difficult to make the clock independent. Therefore, there has been a demand for a dual collation apparatus that can ensure fail-safety with a simple circuit without using a processing circuit such as a CPU.
本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、CPUなどの処理回路を用いることなく、簡易な回路でフェールセーフ性を確保することのできる2重系照合装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a dual system verification device that can ensure fail-safety with a simple circuit without using a processing circuit such as a CPU. To do.
本発明は前記目的を達成するために、請求項1の発明に係る2重系照合装置は、所定の入力信号に基づいてカウントしたカウント値が目標値に達したら、前記カウント値を予め設定された互いに異なる任意設定値にそれぞれ置き換える第1及び第2の出力カウンタと、
前記第1及び第2の出力カウンタのカウント値の比較を行い、不一致が検出されたら、各カウント値を対応する任意設定値とそれぞれ照合し、カウント値と任意設定値とが一致した場合にカウント動作が正常と判断する照合回路と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, the dual system verification device according to the first aspect of the present invention sets the count value in advance when the count value counted based on a predetermined input signal reaches a target value. First and second output counters that are respectively replaced with different arbitrary set values;
The count values of the first and second output counters are compared, and if a mismatch is detected, each count value is collated with the corresponding arbitrary set value, and the count value and the arbitrary set value are counted. A verification circuit that determines that the operation is normal;
It is characterized by providing.
請求項2に係る発明は、請求項1において、前記第1及び第2の出力カウンタをそれぞれ備えた第1照合装置及び第2照合装置を備え、
前記第1及び第2の出力カウンタは、前記入力信号とこの入力信号が検出器を介して入力される信号に基づいてカウントを行い、
前記第1照合装置及び前記第2照合装置は、前記入力信号と前記検出器を介して入力される信号との位相差を検出して前記第1及び第2の出力カウンタに送る位相比較回路をそれぞれ備えていることを特徴とする。
An invention according to a second aspect includes the first collation device and the second collation device each including the first and second output counters according to the first aspect,
The first and second output counters perform counting based on the input signal and a signal to which the input signal is input via a detector,
The first verification unit and the second verification device, a phase comparator circuit for detecting a phase difference and sends the first and second output counter with signal input via the input signal and the detector It is characterized by having each.
請求項3に係る発明は、請求項2において、前記第1照合装置及び前記第2照合装置は、前記位相比較回路から送られる位相差を入力して、この位相差に対応する周波数信号に変換して前記第1及び第2の出力カウンタに送る変換回路をさらに備えていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the first verification device and the second verification device receive the phase difference sent from the phase comparison circuit and convert it into a frequency signal corresponding to the phase difference. And a conversion circuit for sending to the first and second output counters.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項において、前記任意設定値は、前記第1及び第2の出力カウンタによる通常のカウントでは、発生し得ない値であることを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項1から請求項4のいずれか一項において、前記照合回路は、前記第1及び第2の出力カウンタによるカウント値の差が予め設定された許容値を超えたら、前記任意設定値と照合することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the arbitrary set value is a value that cannot be generated in a normal count by the first and second output counters. It is characterized by that.
According to a fifth aspect of the present invention, in the verification circuit according to any one of the first to fourth aspects, the difference between the count values of the first and second output counters exceeds a preset allowable value. Then, it is collated with the arbitrary set value.
請求項1に係る発明によれば、第1及び第2の出力カウンタにより、カウント値が目標値に達したら、カウント値を予め設定された互いに異なる任意設定値にそれぞれ置き換える。また、照合回路は、第1及び第2の出力カウンタのカウント値の比較を行い、不一致が検出されたら、各カウント値を対応する任意設定値とそれぞれ照合し、カウント値と任意設定値とが一致した場合にカウント動作が正常と判断するようにしている。以上により、CPUなどの処理回路を用いることなく、簡易な回路でフェールセーフ性を確保することができる。
According to the first aspect of the present invention, when the count value reaches the target value by the first and second output counters, the count value is replaced with a preset arbitrary set value. The collation circuit compares the count values of the first and second output counters. When a mismatch is detected, each count value is collated with the corresponding arbitrary set value, and the count value and the arbitrary set value are obtained. If they match, the count operation is determined to be normal. As described above, fail-safety can be secured with a simple circuit without using a processing circuit such as a CPU.
請求項2に係る発明によれば、第1及び第2の出力カウンタをそれぞれ備えた第1照合装置及び第2照合装置に、入力信号と検出器を介して入力される信号との位相差を検出して第1及び第2の出力カウンタに送る位相比較回路をそれぞれ設けるようにしているので、位相比較回路により、信号と検出器を介して入力される信号との位相差を検出して第1及び第2の出力カウンタに送ることができる。 According to the second aspect of the present invention, the phase difference between the input signal and the signal input via the detector is inputted to the first collation device and the second collation device each having the first and second output counters. Since a phase comparison circuit for detecting and sending to the first and second output counters is provided, the phase comparison circuit detects the phase difference between the signal and the signal input via the detector . Can be sent to the first and second output counters.
請求項3に係る発明によれば、第1照合装置及び第2照合装置に、位相比較回路から送られる位相差を入力して、この位相差に対応する周波数信号に変換して第1及び第2の出力カウンタに送る変換回路をさらに設けるようにしているので、変換回路により、位相差に対応する周波数信号に変換して第1及び第2の出力カウンタに送ることができ、第1及び第2の出力カウンタにより、カウントを行うことができる。 According to the third aspect of the present invention, the phase difference sent from the phase comparison circuit is input to the first collation device and the second collation device, and the first and second collation devices are converted into frequency signals corresponding to the phase difference . Since a conversion circuit for sending to the second output counter is further provided, the conversion circuit can convert the frequency signal corresponding to the phase difference and send it to the first and second output counters . the second output counter, it is possible to perform counting.
請求項4に係る発明によれば、任意設定値を、第1及び第2の出力カウンタによる通常のカウントでは、発生し得ない値としているので、任意設定値を用いることにより、第1及び第2の出力カウンタのカウンタ値の照合を適正に行うことができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the arbitrary set value is a value that cannot be generated in the normal counts by the first and second output counters . The counter values of the two output counters can be properly verified.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る2重系照合装置の実施形態を示す概略構成図であり、図1において、本実施形態の2重系照合装置は、信号の位相を周波数に変換するための第1照合装置1と、第2照合装置2とから構成されている。これら第1照合装置1と、第2照合装置2とは、同一の構成であるから、以下、第1照合装置1について説明する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a dual system verification device according to the present invention. In FIG. 1, the dual system verification device of this embodiment is a first system for converting the phase of a signal into a frequency. 1
第1照合装置1は、位相調整回路3と、位相比較回路4と、変換回路としての位相/周波数変換テーブル5と、出力カウンタ6と、照合回路7と、出力生成回路8とをそれぞれ有している。
The
位相調整回路3には、図示しない送信部から送られる信号f1(TX)が入力されるように構成されており、位相調整回路3は、所定のシフト設定値に基づいて、信号f1(TX)の位相の時間的なずれを調整するように構成されている。
The
位相比較回路4には、送信部から、信号f1が図示しない検出器などを介して送られる信号f1(RX)が入力されるように構成されており、位相比較回路4は、カウンタなどにより構成されている。位相比較回路4は、位相調整回路3から信号f1(TX)が送られた場合に、位相差カウントを開始するものであり、この位相差カウントは、第1照合装置1の動作クロックの立ち上がりタイミングで、カウントするように構成されている。そして、位相比較回路4は、f1(RX)が入力された場合に、信号f1(TX)の位相差カウントを停止し、信号f1(TX)と、信号f1RXとの位相差をカウントするように構成されている。すなわち、信号f1(TX)と、信号f1(RX)との位相差を、動作クロックのパルス数によりカウントするようにしたものである。
The
位相/周波数変換テーブル5には、位相差に対して変換する周波数があらかじめ設定されており、位相比較回路4により、信号f1(TX)と、信号f1(RX)との位相差がカウントされた場合には、位相/周波数変換テーブル5により、位相差のカウント値を周波数に変換するとともに、出力目標値に置き換えて、出力カウンタ6に出力するように構成されている。そして、目標値が出力された場合には、位相比較回路4は、位相差のカウンタをリセットし、次の信号が入力されるまで待機するように構成されている。
In the phase / frequency conversion table 5, the frequency to be converted with respect to the phase difference is set in advance, and the
出力カウンタ6は、出力目標値が入力された場合には、目標値をセットするとともに、カウントを開始するように構成されている。そして、出力カウンタ6は、カウント値が目標値に達したら、カウンタのカウンタ値を任意設定値に置き換えるように構成されており、同時に、他系に任意設定値に置き換える指示を送るように構成されている。ここで、任意設定値は、あらかじめ定めた値であり、第1照合装置1と第2照合装置2とで異なる値に設定されるとともに、通常のカウントでは発生し得ない値となっている。
The output counter 6 is configured to set a target value and start counting when an output target value is input. The output counter 6 is configured to replace the counter value of the counter with an arbitrarily set value when the count value reaches the target value, and at the same time, configured to send an instruction to replace the counter value with the arbitrarily set value to another system. ing. Here, the arbitrarily set value is a predetermined value, and is set to a different value between the
また、第2照合装置2の出力カウンタ6は、第2照合装置2のカウント値が、第1照合装置1のカウント値より先に、目標値に達した場合には、第1照合装置1に対して任意設定値に置き換えるように指示を送るように構成されており、第1照合装置1の出力カウンタ6は、任意設定値の置き換え指示を受けた場合には、カウント値が目標値に達していなくても、カウント値を任意設定値に置き換えるように構成されている。ただし、この場合に、出力カウンタ6は、カウント値が目標値と所定の誤差範囲である場合には、カウント値を任意設定値に置き換えるが、カウント値と目標値とが誤差範囲を超えて一致していない場合は、異常であるとしてカウントを停止するように構成されている。
In addition, the output counter 6 of the
また、照合回路7は、第1照合装置1と第2照合装置2とのカウント値を常に比較し、その差があらかじめ決めてある許容値を超えていないか判断するように構成されている。ここで、第1照合装置1と第2照合装置2とは、完全に同期しているものではないことから、第1照合装置1と第2照合装置2のカウント値は、完全に一致するとは限らないので、数カウント程度の許容範囲を設定し、この許容範囲にある場合には、第1照合装置1と第2照合装置2とは一致しているものとして取り扱うように構成されている。
The
そして、照合回路7は、第1照合装置1と第2照合装置2のカウント値が一致している場合には、カウントを続けるように構成されている。照合回路7は、第1照合装置1と第2照合装置2のカウント値が許容差を超えて不一致となった場合には、カウント値を任意設定値と照合し、カウント値が任意設定値と一致する場合には、出力生成回路8に出力を反転させる指示を送るように構成されている。一方、カウント値が任意設定値と一致しない場合には、正常ではないと判断して、カウント動作を停止するように構成されている。このカウント値と任意設定値との照合は、正常動作の確認も兼ねている。そして、照合回路7は、カウント値が任意設定値と一致する場合には、カウントをリセットして、位相/周波数変換テーブル5から出力目標値が入力されるまで、待機するように構成されている。
And the
出力生成回路8は、照合回路7から、出力を反転させる指示が送られた場合に、出力を反転させて目的の周波数パルスを生成して出力するように構成されている。なお、カウント値が任意設定値と一致せず、カウント動作を停止して場合には、照合回路7から出力の反転指示が送られないので、目的の周波数パルスは、出力されない。
The
なお、本実施形態においては、第1照合装置1および第2照合装置2は、信号f1が入力される回路の他、信号f2が入力される同様の回路を備えており、信号f2についても、位相を周波数に変換することができるように構成されている。この場合に、本実施形態においては、第1照合装置1および第2照合装置2の出力は、1系統で足りることから、出力生成回路8は、第1照合装置1にのみ設けるように構成されている。
In the present embodiment, the
次に、本実施形態の動作について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
まず、位相調整回路3、位相比較回路4および位相/周波数変換テーブル5による動作について、図2に示すフローチャートを参照して説明する。
First, operations by the
位相調整回路3に、送信部から信号f1(TX)が入力されると(ST1)、位相調整回路3により、所定のシフト設定値に基づいて、信号f1(TX)の位相の時間的なずれを調整する(ST2)。
When the signal f1 (TX) is input from the transmission unit to the phase adjustment circuit 3 (ST1), the
そして、位相比較回路4に位相調整回路3から信号f1(TX)が送られた場合に、位相差カウントを開始し(ST3)、位相比較回路4に、f1(RX)が入力された場合に(ST4:YES)、信号f1(TX)の位相差カウントを停止し(ST5)、信号f1(TX)と、信号f1(RX)との位相差をカウントする(ST6)。
When the signal f1 (TX) is sent from the
その後、位相/周波数変換テーブル5により、信号f1(TX)と、信号f1(RX)との位相差のカウント値を周波数に変換するとともに、出力目標値に置き換えて、出力カウンタ6に出力する(ST7)。そして、目標値が出力された場合には、位相比較回路4により、位相差のカウンタをリセットし(ST8)、次の信号が入力されるまで待機する。
Thereafter, the phase / frequency conversion table 5 converts the count value of the phase difference between the signal f1 (TX) and the signal f1 (RX) into a frequency, replaces it with the output target value, and outputs it to the output counter 6 ( ST7). When the target value is output, the
次に、出力カウンタ6による動作について、図3に示すフローチャートを参照して説明する。なお、この出力カウンタ6の動作については、主として第1照合装置1の動作について説明する。
Next, the operation of the output counter 6 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The operation of the output counter 6 will be described mainly with respect to the operation of the
本実施形態においては、出力カウンタ6に、目標値が入力された場合には、目標値をセットし(ST10)、カウントを開始する(ST11)。そして、第2照合装置2から任意設定値に置き換える指示が送られていない場合(ST12:NO)、カウント値が目標値に達したら(ST13:YES)、カウンタのカウント値を任意設定値に置き換える(ST14)。そして、第2照合装置2に対して任意設定値を置き換える指示を送る(ST15)。 In the present embodiment, when a target value is input to the output counter 6, the target value is set (ST10) and counting is started (ST11). And when the instruction | indication which replaces with an arbitrary setting value is not sent from the 2nd collation apparatus 2 (ST12: NO), if a count value reaches target value (ST13: YES), the count value of a counter will be replaced with an arbitrary setting value. (ST14). Then, an instruction to replace the arbitrarily set value is sent to the second verification device 2 (ST15).
一方、他の照合装置から任意設定値に置き換える指示が送られた場合には(ST12:YES)、カウント値が誤差範囲である場合には(ST16:YES)、カウンタのカウンタ値を任意設定値に置き換え(ST14)、カウント値と目標値とが誤差範囲を超えて一致していない場合は(ST16:NO)、異常であるとしてカウントを停止する(ST17)。 On the other hand, when an instruction to replace with an arbitrary set value is sent from another verification device (ST12: YES), when the count value is within an error range (ST16: YES), the counter value of the counter is set to an arbitrary set value. (ST14), and if the count value and the target value do not coincide with each other beyond the error range (ST16: NO), the count is stopped as being abnormal (ST17).
次に、照合回路7による動作について、図4に示すフローチャートを参照して説明する。
Next, the operation of the
本実施形態においては、照合回路7により、第1照合装置1と第2照合装置2とのカウント値を常に照合し(ST20)、その差があらかじめ決めてある許容値を超えていないか判断する。そして、第1照合装置1と第2照合装置2のカウント値が許容値を超えておらず一致していると判断する場合には(ST21:YES)、カウントを続け、第1照合装置1と第2照合装置2のカウント値が許容差を超えて不一致となった場合には(ST21:NO)、カウント値を任意設定値と照合し(ST22)、カウント値が任意設定値と一致する場合には(ST23:YES)、出力生成回路8に出力を反転させる指示を送る(ST24)。そして、カウント値が任意設定値と一致する場合には、出力カウントをリセットして(ST25)、位相/周波数変換テーブル5から出力目標値が入力されるまで、待機する。
In this embodiment, the
一方、カウント値が任意設定値と一致しない場合には(ST23:NO)、正常ではないと判断して、カウント動作を停止する(ST26)。 On the other hand, if the count value does not match the arbitrarily set value (ST23: NO), it is determined that the count value is not normal, and the count operation is stopped (ST26).
以上述べたように、本実施形態においては、出力カウンタ6により、所定の目標値までカウントを行うとともに、このカウント値が目標値に達したら、カウント値を任意設定値に置き換え、照合回路7により、第1照合装置1および第2照合装置2によるカウント値の比較を行い、その差があらかじめ設定された許容値を超えて不一致が検出されたら、前記任意設定値と照合し、両者が一致した場合に正常と判断するようにしているので、CPUなどの処理回路を用いることなく、また、独立した照合回路7が不要となり、簡易な回路でフェールセーフ性を確保することができる。
As described above, in this embodiment, the output counter 6 counts up to a predetermined target value, and when this count value reaches the target value, the count value is replaced with an arbitrarily set value, and the collating
また、一方の出力カウンタ6により、カウント値が目標値に達したら、カウンタのカウント値を任意設定値に置き換えるとともに、他方の出力カウンタ6に任意設定値に置き換える指示を送るようにしているので、他方の出力カウンタ6により、カウント値が目標値に達したとして、処理することができ、第1照合装置1と第2照合装置2の出力カウンタ6の同期をとることができる。
Also, when the count value reaches the target value by one output counter 6, the counter value is replaced with an arbitrarily set value, and an instruction to replace the other set value with an arbitrarily set value is sent to the other output counter 6. The other output counter 6 can process the count value when it reaches the target value, and can synchronize the output counter 6 of the
さらに、任意設定値を、通常のカウントでは発生し得ない値にしているので、任意設定値を用いることにより、第1照合装置1と第2照合装置2の出力カウンタ6のカウンタ値の照合を適正に行うことができる。
Furthermore, since the arbitrary set value is set to a value that cannot be generated by a normal count, the counter value of the output counter 6 of the
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible based on the meaning of this invention.
1 第1照合装置
2 第2照合装置
3 位相調整回路
4 位相比較回路
5 位相/周波数変換テーブル
6 出力カウンタ
7 照合回路
8 出力生成回路
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記第1及び第2の出力カウンタのカウント値の比較を行い、不一致が検出されたら、各カウント値を対応する任意設定値とそれぞれ照合し、カウント値と任意設定値とが一致した場合にカウント動作が正常と判断する照合回路と、
を備えることを特徴とする2重系照合装置。 First and second output counters that replace the count value with a preset arbitrary set value when the count value counted based on a predetermined input signal reaches a target value;
The count values of the first and second output counters are compared, and if a mismatch is detected, each count value is collated with the corresponding arbitrary set value, and the count value and the arbitrary set value are counted. A verification circuit that determines that the operation is normal;
A double system verification apparatus comprising:
前記第1及び第2の出力カウンタは、前記入力信号とこの入力信号が検出器を介して入力される信号に基づいてカウントを行い、
前記第1照合装置及び前記第2照合装置は、前記入力信号と前記検出器を介して入力される信号との位相差を検出して前記第1及び第2の出力カウンタに送る位相比較回路をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項1に記載の2重系照合装置。 A first collation device and a second collation device each comprising the first and second output counters;
The first and second output counters perform counting based on the input signal and a signal to which the input signal is input via a detector,
The first verification device and the second verification device each include a phase comparison circuit that detects a phase difference between the input signal and a signal input through the detector and sends the phase difference to the first and second output counters. The dual system verification device according to claim 1, wherein each of the dual system verification devices is provided.
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