JP6267105B2 - 保守診断情報を出力する制御装置及び診断情報記録表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、保守診断情報の出力及び診断情報表示装置に関し、特にＣＰＵが動作していない状況であっても保守診断情報の出力及び表示が可能な保守診断情報を出力する制御装置及び診断情報記録表示装置に関する。

制御装置の起動時の動作状況や不具合状況をランプなどに表示し、番号やＬＥＤでユーザに提供する手法として、例えばパソコンのＰＯＳＴ（Ｐｏｗｅｒ Ｏｎ Ｓｅｌｆ Ｔｅｓｔ）コードの７ＳＥＧ ＬＥＤ表示などが広く知られている。

上記手法は、起動時の動作状況や不具合状況を表示するための専用の表示装置を持つ必要がある。保守用の７ＳＥＧ ＬＥＤ等は、通常は使用しない物であるため、余分なコストがかかり、また、通常状態では使用しない物であるため、見えるところには設置されておらず、見るためには筐体を開けるなど手間がかかっていた。

このような問題を解決する従来技術として、汎用インターフェースを使って動作状況を出力する技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

特許第５１３８６４４号公報

しかしながら、通常、一般に使えるインターフェースは複雑な制御回路が必要となるため、正常に動作していない状態や電源投入直後など、初期化が完了しない状況やＣＰＵが動作していない状況では使用することが出来ず、特許文献１に開示されるような技術においても、汎用インターフェースに動作状況を出力することはできるものの、汎用インターフェースの制御のためにＣＰＵが動作している必要があり、ＣＰＵが動作していない状況では起動時の動作状況や不具合状況を表示できないという問題があった。

そこで本発明の目的は、ＣＰＵが動作していない状況であっても保守診断情報の出力及び表示が可能な保守診断情報の出力及び診断情報表示装置を提供することである。

本願の請求項１に係る発明は、外部機器と接続するための第１汎用インターフェースを備えた制御装置において、制御装置の動作状態の診断に必要な少なくともイネーブル信号、タイミング信号、リセット信号、クロック信号を含む内部信号を受信し保持する状態監視回路と、前記状態監視回路が保持する前記内部信号を受け、前記内部信号から前記制御装置の状態を判定する状態判定回路と、外部から前記制御装置を制御するために必要な第１の信号を受け、前記制御装置を制御する第２の信号を出力する状態制御信号監視回路と、前記状態判定回路の状態判定結果と前記状態制御信号監視回路から入力された前記第２の信号とに基づいて、前記制御装置の状態を表す診断情報を生成する出力情報生成回路と、前記出力情報生成回路で生成された前記診断情報を第４の信号に変換して出力する第１出力回路と、前記第２の信号を受けて、前記内部信号を変更する状態制御回路と、から構成される診断情報出力回路を有し、前記診断情報出力回路は、前記第１出力回路から出力された前記第４の信号を前記第１汎用インターフェースが備える電源インターフェースを介して外部に出力すると共に、前記第１の信号を前記第１汎用インターフェースが備える電源インターフェースを介して受けて前記内部信号を変更する、ことを特徴とする制御装置である。

本願の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の制御装置と接続するための第２汎用インターフェースを備えた診断情報記録表示装置であって、前記制御装置から出力された制御装置の状態を示す第４の信号を受信して保持する入力回路と、前記入力回路から第４の信号を受け、前記制御装置の状態を示す診断情報を復元する状態復元回路と、前記状態復元回路から受けた前記診断情報の前記第２汎用インターフェースとは異なる他のインターフェースを介して接続される外部装置への出力と、前記外部装置からの前記制御装置を制御するための第３の信号の入力を制御する通信制御回路と、前記通信制御回路の制御に従って、前記状態復元回路から受けた前記診断情報の前記外部装置へ出力すると共に、前記外部装置から前記制御装置を制御するための前記第３の信号を受けて保持する入出力回路と、前記入出力回路からの前記第３の信号を受けて当該第３の信号を伝達するための応答情報を生成する状態制御情報生成回路と、前記状態制御情報生成回路からの前記応答情報を第１の信号に変換して出力する第２出力回路と、から構成される診断情報記録表示回路を有し、前記診断情報記録表示回路は、前記制御装置からの前記第４の信号を前記第２汎用インターフェースが備える電源インターフェースを介して受けると共に、前記第２出力回路から出力された第１の信号を前記第２汎用インターフェースが備える電源インターフェースを介して出力する、ことを特徴とした診断情報記録表示装置である。

本発明により、ＣＰＵが動作していない状況であっても、保守用の診断情報を簡便に電気的信号として出力することができる。また、一般的なユーザがすぐに使えるインターフェースに保守用の診断情報を出力することにより、筐体を開けたりすることなく、簡便に利用することができるため、使い勝手が良くなる。

本発明の実施の形態における制御装置と診断情報記録表示装置の要部ブロック図である。 本発明の実施の形態における診断情報出力回路の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態における診断情報記録表示回路の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態における診断情報の例を示す図である。 本発明の実施の形態における応答情報の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
本発明では、ＵＳＢポートなどの一般的なユーザのインターフェースを使い、保守用の診断情報を簡便に電気的信号として出力し、取得出来る方法を提供する。保守用の診断情報の出力を、汎用インターフェースの電源ピンとＧＮＤピンを使用して簡易に電気的信号として出力できるようにすることで、ＣＰＵが動作していない状況であっても保守用の診断情報を出力することができる。

図１は、本発明の一実施の形態における制御装置と、診断情報記録表示装置の要部ブロック図である。
本実施の形態の制御装置は、制御装置１００全体の動作を制御するＣＰＵ１１０とチップセット１２０、診断情報出力回路１４０、ＵＳＢなどの汎用インターフェース１５０を備えている。汎用インターフェース１５０には、通常はＵＳＢデバイスなどの外部デバイスが接続され、ＣＰＵ１１０からの指令を受けてチップセット１２０内のＵＳＢコントローラ１３０により制御されている。

診断情報出力回路１４０は、制御装置１００内のイネーブル信号、タイミング信号、リセット信号、クロック信号などの電気信号を読み取って問題が発生していないかを監視し、各電気信号の情報に基づいて制御装置１００の起動時の動作状況や不具合状況を判定する。そして、判定結果に基づいて保守用の診断情報を生成し、当該診断情報をスイッチＳ１を制御することで汎用インターフェース１５０の電源インターフェース（電源ピン、ＧＮＤピン）を介して電気信号として外部へと出力する。

また、診断情報出力回路１４０は、スイッチＳ２を制御することにより電源インターフェースを電源プルアップ状態にすることで信号入力状態とし、診断情報記録表示装置からの応答信号Ｄｅｔｅｃｔ＃を検出する。
更に、診断情報出力回路１４０は、汎用インターフェース１５０のデータピン（Ｄ＋ピン，Ｄ−ピン）を読み取ることで、汎用インターフェース１５０に診断情報記録表示装置２００以外の通常の外部デバイスが接続されていないかを監視しており、監視結果に基づいて出力情報の出力を制御する。

一方、診断情報記録表示装置２００は、診断情報記録表示回路２１０、ＵＳＢインターフェースなどの汎用インターフェース２２０を備えており、ＵＳＢケーブルなどのケーブル３００を介して制御装置１００に接続されて使用される。診断情報記録表示装置２００は、通常の外部デバイスと異なり、汎用インターフェース２２０のデータピン（Ｄ＋ピン，Ｄ−ピン）が接続されておらず、これを検出することで制御装置１００の診断情報出力回路１４０は通常の外部デバイスと、診断情報記録表示装置２００とを判別することができる。また、診断情報記録表示回路２１０には、表示器４００を備えたパソコンまたは数値制御装置５００が接続される。

診断情報記録表示回路２１０は、汎用インターフェース２２０の電源インターフェース（電源ピン、ＧＮＤピン）を監視しており、電源インターフェースを介して入力された電気信号を解析し、制御装置１００が生成した制御装置の診断情報を取得する。そして、取得した診断情報を、パソコンまたは数値制御装置５００へと出力し、パソコンまたは数値制御装置５００において表示器４００へと表示することでユーザに伝える。

また、診断情報記録表示回路２１０は、必要に応じてスイッチＳ４を制御して診断情報に対する応答信号Ｄｅｔｅｃｔ＃を生成し、汎用インターフェース２２０の電源インターフェースを介して制御装置１００の診断情報出力回路１４０に対して出力する。

図２は、本実施の形態における診断情報出力回路１４０の機能ブロック図である。
診断情報出力回路１４０は、状態監視回路１４１、状態判定回路１４２、状態制御信号監視回路１４３、出力情報生成回路１４４、出力回路１４５、状態制御回路１４６を備える。

状態監視回路１４１は、制御装置１００の動作状態の診断に必要な信号である、イネーブル信号、タイミング信号、リセット信号、クロック信号などの電気信号を受信して保持する役割を持つ。状態判定回路１４２は、状態監視回路１４１が保持した電気信号の状態に基づいて制御装置１０の状態を判定する。状態制御信号監視回路１４３は、汎用インターフェース１５０の動作状態を取得すると共に、外部から制御装置１００を制御するために必要な信号を受け、制御装置１００の動作を制御する信号を状態制御回路１４６に対して出力する。

出力情報生成回路１４４は、状態判定回路１４２が判定した状態判定結果と状態制御信号監視回路１４３から入力した制御信号に基づいて、制御装置１００の状態を表す診断情報を生成する。出力回路１４５は、出力情報生成回路１４４が生成した制御装置１００の状態を表す診断情報を電気信号へと変換して外部へと出力する。
また、状態制御回路１４６は、状態制御信号監視回路１４３から入力した制御信号に基づいて制御装置１００内部の電気信号（例えば、Ｅｎａｂｌｅ信号、タイミング信号、リセット信号、クロック信号）を変更する。

図３は、本実施の形態における診断情報記録表示回路２１０の機能ブロック図である。
診断情報記録表示回路２１０は、入力回路２１１、状態復元回路２１２、通信制御回路２１３、入出力回路２１４、状態制御情報生成回路２１５、出力回路２１６を備える。

入力回路２１１は、制御装置１００から電気的信号として出力された制御装置１００の状態を表す診断情報を受信して保持する。状態復元回路２１２は、入力回路２１１が保持する電気的信号から制御装置１００の状態を示す診断情報を復元する。通信制御回路２１３は、状態復元回路２１２から受けた制御装置１００の状態を示す診断情報と、状態制御情報生成回路２１５から受けた制御信号とに基づいて入出力回路２１４を制御することで、パソコンまたは数値制御装置５００との間で、制御装置１００の状態を示す診断情報の送信や、制御装置１００の制御信号の受信に関する通信制御を行う。

状態制御情報生成回路２１５は、入出力回路２１４を介して制御信号を受け、該制御信号に基づいて制御装置１００に前記制御信号を伝達するための応答情報を生成する。出力回路２１６は、状態制御情報生成回路２１５が生成した応答情報を電気的信号へと変換し、汎用インターフェース２２０の電源インターフェースを介して外部へと出力する。

図４は、本実施の形態における制御装置１００から出力される診断情報の例を示す図である。本実施の形態における診断情報は、図４（ａ）に示すように、診断情報であることを示すＨｅａｄｅｒ、診断コードの数、複数の診断コード、ＣＲＣコードをから構成された情報である。診断コードの値がどのような情報を示すのかについては、制御装置の仕様に合わせて適宜定める。

本実施の形態における診断情報は、そのビット列に基づいてＭコード、Ｐｕｌｓｅ幅変調、周波数変調等が行われ、電気的に０または１の信号に変換されて電気信号として制御装置１００から汎用インターフェース１５０の電源インターフェースを介して出力される。図４（ｂ）はＰｕｌｓｅ幅変調することによるＰｕｌｓｅの位相を変えることで０または１を表した電気的出力例を示している。

図５は、本実施の形態における診断情報記録表示装置２００から出力される診断情報への応答情報の例を示す図である。本実施の形態における診断情報への応答情報は、図５に示すように、応答情報であることを示すＨｅａｄｅｒ、パラメータの数、複数のパラメータ、ＣＲＣコードをから構成された情報であり、例えば、パラメータ１が０１ｈであれば診断情報を正常に受け取ったことの応答情報となり、パラメータ１が０２ｈであれば診断情報が異常であり再送を要求する応答情報となる。また、制御装置１００を制御するための各制御情報をパラメータとして設定することで、診断情報記録表示装置２００側から制御装置１００に対して制御信号を送信することもできる。

本実施の形態における診断情報への応答情報は、診断情報の場合と同様に、そのビット列に基づいてＭコード、Ｐｕｌｓｅ幅変調、周波数変調等が行われ、電気的に０または１の信号に変換されて電気信号として診断情報記録表示装置２００から汎用インターフェース２２０の電源インターフェースを介して出力される。

このような構成を備えた制御装置１００上で、以下の手順に従って起動処理が行われる。
●［ステップＳＡ０１］電源が立ち上がり、内部リセットが解除された後、外部ポートの電源を出力（スイッチＳ１をＯＮ）し、汎用インターフェース１５０の電源ピン（ＵＳＢ ５Ｖ）に５Ｖが出力される。
●［ステップＳＡ０２］汎用インターフェース１５０のデータピン（ＵＳＢ Ｄ＋、ＵＳＢＤ−）に電圧がかかっているか検出する。
●［ステップＳＡ０３］ステップＳＡ０２で、データピンに電圧がかかっている場合、汎用インターフェース１５０に通常の外部デバイスがつながっていると判定し、ステップＳＡ０９へ進む。そうでない場合にはステップＳＡ０４へ進む。

●［ステップＳＡ０４］制御装置の動作状態の診断に必要な電気信号の状態を監視し、規定時間内に信号がでないなど、内部動作に異常があるか否かを判定する。内部時動作に異常がない場合にはステップＳＡ０２へ戻る。異常がある場合には、汎用インターフェースの電源ピン（ＵＳＢ ５Ｖ）を使って、異常の状態を表す診断情報を電気的信号に変換して診断情報記録表示装置２００へと出力（スイッチＳ１を制御）する。
●［ステップＳＡ０５］電気的信号の出力が終了したら電源ピンの電源を切り（スイッチＳ１をＯＦＦ）、電源ピンを電源プルアップに切り替える（スイッチＳ２をＯＮ）。
●［ステップＳＡ０６］診断情報記録表示装置２００からの電源ピンのドライブを待つ（Ｄｅｔｅｃｔ＃がアクティブになるのを監視）。

●［ステップＳＡ０７］診断情報記録表示装置２００から電源ピンのＬｏｗへのドライブがあった場合、双方向通信を行い診断動作（応答信号の受信、診断情報の再送、制御信号に基づく制御装置１００の制御など）を行う。
●［ステップＳＡ０８］通信が完了した時点で、診断情報出力回路１４０の動作を停止する。
●［ステップＳＡ０９］診断情報の出力は行わず、診断情報出力回路１４０の動作を停止する。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態の例に限定されることなく、適宜の変更を加えることにより、その他の態様で実施することができる。

１００ 制御装置
１１０ ＣＰＵ
１２０ チップセット
１３０ ＵＳＢコントローラ
１４０ 診断情報出力回路
１４１ 状態監視回路
１４２ 状態判定回路
１４３ 状態制御信号監視回路
１４４ 出力情報生成回路
１４５ 出力回路
１４６ 状態制御回路
１５０ 汎用インターフェース
２００ 診断情報記録表示装置
２１０ 診断情報記録表示回路
２１１ 入力回路
２１２ 状態復元回路
２１３ 通信制御回路
２１４ 入出力回路
２１５ 状態制御情報生成回路
２１６ 出力回路
２２０ 汎用インターフェース
３００ ケーブル
４００ 表示器
５００ パソコンまたは数値制御装置

Claims (2)

1. 外部機器と接続するための第１汎用インターフェースを備えた制御装置において、
   制御装置の動作状態の診断に必要な少なくともイネーブル信号、タイミング信号、リセット信号、クロック信号を含む内部信号を受信し保持する状態監視回路と、
   前記状態監視回路が保持する前記内部信号を受け、前記内部信号から前記制御装置の状態を判定する状態判定回路と、
   外部から前記制御装置を制御するために必要な第１の信号を受け、前記制御装置を制御する第２の信号を出力する状態制御信号監視回路と、
   前記状態判定回路の状態判定結果と前記状態制御信号監視回路から入力された前記第２の信号とに基づいて、前記制御装置の状態を表す診断情報を生成する出力情報生成回路と、前記出力情報生成回路で生成された前記診断情報を第４の信号に変換して出力する第１出力回路と、
   前記第２の信号を受けて、前記内部信号を変更する状態制御回路と、
   から構成される診断情報出力回路を有し、
   前記診断情報出力回路は、前記第１出力回路から出力された前記第４の信号を前記第１汎用インターフェースが備える電源インターフェースを介して外部に出力すると共に、前記第１の信号を前記第１汎用インターフェースが備える電源インターフェースを介して受けて前記内部信号を変更する、
   ことを特徴とする制御装置。
2. 請求項１に記載の制御装置と接続するための第２汎用インターフェースを備えた診断情報記録表示装置であって、
   前記制御装置から出力された制御装置の状態を示す第４の信号を受信して保持する入力回路と、
   前記入力回路から第４の信号を受け、前記制御装置の状態を示す診断情報を復元する状態復元回路と、
   前記状態復元回路から受けた前記診断情報の前記第２汎用インターフェースとは異なる他のインターフェースを介して接続される外部装置への出力と、前記外部装置からの前記制御装置を制御するための第３の信号の入力を制御する通信制御回路と、
   前記通信制御回路の制御に従って、前記状態復元回路から受けた前記診断情報の前記外部装置へ出力すると共に、前記外部装置から前記制御装置を制御するための前記第３の信号を受けて保持する入出力回路と、
   前記入出力回路からの前記第３の信号を受けて当該第３の信号を伝達するための応答情報を生成する状態制御情報生成回路と、
   前記状態制御情報生成回路からの前記応答情報を第１の信号に変換して出力する第２出力回路と、から構成される診断情報記録表示回路を有し、
   前記診断情報記録表示回路は、前記制御装置からの前記第４の信号を前記第２汎用インターフェースが備える電源インターフェースを介して受けると共に、前記第２出力回路から出力された第１の信号を前記第２汎用インターフェースが備える電源インターフェースを介して出力する、
   ことを特徴とした診断情報記録表示装置。

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