JP6200381B2 - 監視対象の稼働状況に応じた誤り訂正機能を有する制御装置 - Google Patents
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Description
また、状態毎の訂正率に応じて訂正能力に余裕のある誤り訂正符号に変更することで、訂正不可能な誤りが発生する前に訂正能力を向上でき、訂正不能によるシステム停止の頻度を低減することができる。
図1は本実施の形態における誤り訂正機能を有する制御装置の機能ブロック図である。制御装置10は、監視対象20の状態を監視する状態監視部11、状態毎の訂正率を算出する訂正率算出部12、情報データの符号化処理と、符号化データの復号化処理を実行する誤り訂正処理部13を有する。
以下に、制御装置10を構成する各機能手段の動作を詳細に説明する。
状態監視部11は、監視対象20に関する情報を取得し(S201)、取得した情報に基づいて監視対象20の状態を分析する(S202)。そして、分析した監視対象20の状態に基づいて状態情報を生成し(S203)、生成した状態情報を訂正率算出部12に対して出力する(S204)。
訂正率算出部12は、誤り訂正処理部13から訂正情報を取得すると(S301)、状態監視部11から状態情報を取得し(S302)、状態監視部11から取得した状態情報、誤り訂正処理部13から取得した訂正情報に基づいて状態毎に訂正率を算出し(S303)、算出した状態毎の訂正率を誤り訂正処理部13へ出力する(S304)。
一般に、誤り訂正符号は、誤り訂正可能ビット数Tビットの訂正能力があり、符号化においてKビットの情報データをNビットの符号語に変換し、復号化において符号語の誤りを検出し訂正して情報データを復元し、Tビット以上の誤りを検出した場合は訂正不能の結果を出力する。誤り訂正符号の訂正能力には、バースト誤りに対するバースト誤り訂正可能ビット数や、ランダム誤りに対するランダム誤り訂正可能ビット数や、N/Kで表される符号化率などのパラメータがある。
表を参照すると、3回目の復号化処理の際に1ビットの訂正が行われ、次いで5回目の復号処理において2ビット、7回目の復号処理において1ビット、10回目の復号処理において2ビットの訂正が行われている。図4の表に基づいて数1式に当てはめて訂正率を計算すると、各訂正までに復号した符号語の数はそれぞれC1=3、C2=5−3=2、C3=7−5=2、C4=10−7=3、また、訂正ビット数はそれぞれE1=1、E2=2、E3=1、E4=2となり、訂正率は図4の式の通り5/32≒0.16となる。
表を参照すると、3回目の復号化処理の際に1ビットの訂正が行われ、次いで5回目の復号処理において2ビット、7回目の復号処理において1ビット、10回目の復号処理において2ビットの訂正が行われている。図5の表に基づいて数1式に当てはめて訂正率を計算すると、各訂正までに復号した符号語の数はそれぞれC1=3、C2=5−3=2、C3=7−5=2、C4=10−7=3、また、訂正ビット数はそれぞれE1=1、E2=2、E3=1、E4=2となり、訂正率は図5の式の通り5/24≒0.21となる。
誤り訂正処理部13は、訂正率算出部12から状態毎の訂正率を取得し(S701)、取得した状態毎の訂正率に基づいて誤り訂正符号群の中からより適切な誤り訂正符号を選択して切り替える(S702)。そして、誤り訂正処理部13は、切り替えられた誤り訂正符号に基づいて情報データから符号語への符号化処理と、符号語から情報データへの復号化処理を行う(S703)。
なお、誤り訂正符号群が備える誤り訂正符号は、あらかじめ装置内にプログラミングされたものを利用してもよいし、例えばネットワークを介して誤り訂正符号が更新できるようにするなど、外部から設定するための手段を制御装置に組み込んでもよい。このように構成することで監視対象20の設置場所の変化などに対して設定変更により対応することができるようになる。
本実施の形態における誤り訂正符号切り替え処理の一例を図8のフローチャートに基づいて説明する。
誤り訂正処理部13は、訂正率算出部12から取得した状態毎の訂正率と設定されている所定の閾値PHとを比較し(S801)、状態毎の訂正率が所定の閾値PHを上回った場合、誤り訂正符号のパラメータを参照し、より訂正能力の高い誤り訂正符号に切り替える(S802)。状態毎の訂正率が所定の閾値PHを上回らなかった場合は、更に、状態毎の訂正率と設定されている所定の閾値PLとを比較し(S803)、状態毎の訂正率が所定の閾値PLを下回った場合、誤り訂正符号のパラメータを参照し、より訂正能力の低い誤り訂正符号に切り替える(S804)。状態毎の訂正率が高くなるということは、数2式から明らかなように、訂正までに復号した符号語の数Csiの値が小さくなった(誤り頻度の上昇)、あるいは訂正の符号語の訂正ビット数Esiの値が大きくなった(誤りビット数の増加)ことを意味している。このような状態になった場合、監視対象20の動作環境がより過酷な状態となったことを意味していると考えられるので、より訂正能力の高い誤り訂正符号に事前に切り替えることで、システム停止などの原因となる訂正不可能な誤りが発生することを防止することができる。また、状態毎の訂正率が低くなるということは、上記とは逆に符号語の誤り率が下がっているということであるから、より訂正能力の低い誤り訂正符号に切り替えることで、誤り訂正のための過剰なリソース使用を抑制することができる。
また、誤り訂正符号群の訂正能力の順位についても、外部から適宜書き換えることができる手段を設けてもよい。このような手段を設けることにより、動作環境への設置後に状況に合わせてより適切な誤り訂正符号が選択されるように調整することができるようになる。
更に、誤り訂正符号の切り替えに対応するために、誤り訂正処理部13は、切り替え前の誤り訂正符号により符号化された符号語を切り替え後の誤り訂正符号に符号化しなおす機能を備えるようにしてもよい。
更に、本実施の形態の制御装置は、メモリなどの誤り訂正以外にも、通信で扱われるデータなどに用いてもよい。
11 状態監視部
12 訂正率算出部
13 誤り訂正処理部
20 監視対象
Claims (9)
- 誤り訂正符号により、情報データから符号語への符号化および符号語から情報データへの復号化を行い、復号化において訂正可能な誤りを自動訂正する誤り訂正機能を有する制御装置において、
監視対象の状態を監視し状態情報を出力する状態監視部と、
前記状態毎の訂正率を出力する訂正率算出部と、
所定の基準によって定義された訂正能力の順位を有する複数の誤り訂正符号を有する誤り訂正符号群を備え、前記誤り訂正符号を切り替えて、情報データから符号語への符号化および符号語から情報データへの復号化をすると共に、誤り訂正に係る訂正情報を出力する誤り訂正処理部とを有し、
前記訂正率算出部は、
前記状態情報と前記訂正情報とを関連付けて記憶する訂正情報履歴テーブルを有し、
前記状態監視部が出力する前記状態情報、前記誤り訂正処理部が出力する前記訂正情報と、前記訂正情報履歴テーブルとに基づいて前記状態毎の訂正率を算出し、
前記誤り訂正処理部は、
前記訂正率算出部から出力された前記状態毎の訂正率に基づいて前記誤り訂正符号を切り替える、
ことを特徴とする誤り訂正機能を有する制御装置。 - 前記誤り訂正処理部は、
前記誤り訂正符号群が有する一つの誤り訂正符号による符号語を前記誤り訂正符号群が有する他の誤り訂正符号による符号語へと符号化し直す機能を有することを特徴とする請求項1に記載の誤り訂正機能を有する制御装置。 - 前記誤り訂正符号群は、
ランダム誤り訂正可能ビット数に基づいて訂正能力が定量化された誤り訂正符号を少なくとも有することを特徴とする請求項1または2に記載の誤り訂正機能を有する制御装置。 - 前記誤り訂正符号群は、
誤り訂正符号はバースト誤り訂正可能ビット数に基づいて訂正能力が定量化された誤り訂正符号を少なくとも有することを特徴とする請求項1または2に記載の誤り訂正機能を有する制御装置。 - 前記誤り訂正符号群は、
符号化率に基づいて訂正能力が定量化された誤り訂正符号を少なくとも有することを特徴とする請求項1または2に記載の誤り訂正機能を有する制御装置。 - 前記状態監視部は、
監視対象に設置されたセンサによる測定値を監視し、
前記測定値が所定の範囲にあるか否かを判定し、判定結果に基づいて状態情報を生成する手段と、
前記所定の範囲を変更する手段と、
を有することを特徴とする請求項1または2に記載の誤り訂正機能を有する制御装置。 - 前記状態監視部は、
制御プログラムを実行する機械の制御装置のプログラムカウンタを監視し、
前記プログラムカウンタの値が所定のプログラムブロック内にあるか否かを判定し、判定結果に基づいて状態情報を生成する手段と、
前記所定のプログラムブロックの定義を変更する手段と、
を有することを特徴とする請求項1または2に記載の誤り訂正機能を有する制御装置。 - 前記制御装置は、
前記誤り訂正符号群に誤り訂正符号を登録または変更する手段と、
を有することを特徴とする請求項1または2に記載の誤り訂正機能を有する制御装置。 - 前記訂正率算出部は、
前記状態毎の所定の期間の訂正ビット数に基づいて前記状態毎の訂正率を算出する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の誤り訂正機能を有する制御装置。
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