JP6378017B2 - 電源監視装置および電源監視方法 - Google Patents

Description

本発明は、電源システムに関するものであり、特に出力電圧の制御系の異常を検出する技術に関するものである。

コンピュータシステム等では、基板上に多数の半導体装置やその他の電子装置が実装され、各々の半導体装置や電子装置は基板を介して電源から電力の供給を受けることにより動作する。半導体装置や電子装置は、それぞれ所定の動作電圧が設定されている。そのため、各装置の動作電圧の中心電圧から所定の範囲内の電圧値で電力の供給が行われる必要がある。コンピュータシステムでは、電源装置から出力された電力が、電圧制御装置として備えられているＶＲ（Voltage Regulator）回路などにより各装置の所定の電圧に調整されて、各半導体装置や電子装置に供給される。また、ＶＲ回路などは、半導体装置等の動作電圧の種類数などに応じて複数、備えられていることが多い。

コンピュータシステムは高可用性が要求されることが多く、コンピュータシステムを構成する半導体装置等への電力の供給も安定して行われる必要がある。そのため、各半導体装置等への供給される電圧を制御するＶＲ回路も安定して動作する必要があり、異常が発生した場合などは、早期に異常個所を特定して交換や修理などの対応をする必要がある。

基板上に複数のＶＲ回路を実装して電圧の調整を行っている場合、各装置の保護や安全性の確保のため、あるＶＲ回路に異常が生じると、全てのＶＲ回路および電源ユニットの電源をオフにする構成としていることが多い。電源がオフとなるため、修理や交換を行う際にどのＶＲ回路で異常が生じているかの判断が困難なことが多い。よって、迅速に修理や交換等を行うためには、異常が生じた際に、異常を検知して異常が生じた箇所を容易に特定できる技術があることが望ましい。また、コンピュータシステム等の基板は、各装置を実装できる面積に限りがあるため、出来るだけ装置の大型化や複雑化を抑制して異常の箇所を容易に特定できることが望ましい。そのような、複数の電圧設定があるような電源系を備えるシステムにおいて、電源の異常を検知する技術としては、例えば、特許文献１のような技術が開示されている。

特許文献１は、複数の電圧系を有する機器において、出力電圧のシーケンスを測定する測定装置に関するものである。特許文献１の測定装置は、出力電圧のシーケンス、すなわち、どのタイミングでどのような電圧値になるかを測定し、あらかじめシーケンス情報として設定されたデータとの比較により異常の検出を行う。シーケンス情報は、電圧の情報と各電圧値となるタイミングの情報により構成されている。特許文献１の測定装置は、各電圧系の実際の出力電圧をデジタルデータに変換し、測定データとして保存する。特許文献１は、測定データとあらかじめ保存されているシーケンス情報とを比較し、測定データの異常の有無を判断する。特許文献１は、このような構成とすることにより、信号の異常の有無を、短時間で解析することが可能になるとしている。

特開２０１０−１９３５４４号公報

しかしながら、特許文献１の技術は次のような点で十分ではない。特許文献１の測定装置は、電圧制御装置などから各装置へ供給される際の出力電圧を直接、測定している。特許文献１の測定装置は、電源として出力された電気信号をアナログからデジタルに変換し、デジタルデータを用いて、シーケンス情報との比較を行っている。そのため、複数の電圧系の測定を同時に行う場合において、それぞれの出力系統ごとにアナログ―デジタル変換を行い信号のレベルを測定する素子構成が必要となる。その結果、電源監視用の装置の大型化や複雑化が生じ得る。よって、特許文献１は、異常が発生した電圧制御装置の検出を、装置の大型化等を抑制しつつ、容易に行うための技術としては十分ではない。

本発明は、装置構成を簡略化しつつ異常を容易に検出することが可能な電源監視装置を得ることを目的としている。

上記の課題を解決するため、本発明の電源監視装置は、制御信号受信手段と、シーケンス情報保存手段と、比較手段を備えている。制御信号受信手段は、電圧制御装置が出力電圧の制御に用いている所定の制御信号を、電圧制御装置から受信する。シーケンス情報保存手段は、電圧制御装置が正常に動作しているときの所定の制御信号のシーケンス情報を、リファレンスデータとしてあらかじめ保存している。比較手段は、制御信号受信手段が受信した所定の制御信号のシーケンスとリファレンスデータを比較し、所定の制御信号の送信元の電圧制御装置の異常の有無を判断する。

本発明の電源監視方法は、電圧制御装置が出力電圧の制御に用いている所定の制御信号を、電圧制御装置から受信する。本発明の電源監視方法は、リファレンスデータとしてあらかじめ保存されている電圧制御装置が正常に動作しているときの所定の制御信号のシーケンス情報と、受信した所定の制御信号のシーケンスとを比較する。また、本発明の電源監視方法は、所定の制御信号の送信元の電圧制御装置の異常の有無を判断する。

本発明によると、装置構成を簡略化しつつ異常を容易に検出することが可能となる。

本発明の第１の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態の装置の構成の概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態における動作フローの概要を示す図である。 本発明の第２の実施形態における制御信号の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における制御信号の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態における制御信号の例を示す図である。 本発明の第３の実施形態の構成の概要を示す図である。 本発明の第３の実施形態における動作フローの概要を示す図である。 本発明の第３の実施形態における動作フローの概要を示す図である。 本発明における制御信号の例を示す図である。 本発明における電源システムの構成の例を示す図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の電源監視装置の構成の概要を示したものである。本実施形態の電源監視装置は、制御信号受信手段１と、シーケンス情報保存手段２と、比較手段３を備えている。

制御信号受信手段１は、電圧制御装置が出力電圧の制御に用いている所定の制御信号を、電圧制御装置から受信する。シーケンス情報保存手段２は、電圧制御装置が正常に動作しているときの所定の制御信号のシーケンス情報を、リファレンスデータとしてあらかじめ保存している。比較手段３は、制御信号受信手段１が受信した所定の制御信号のシーケンスとリファレンスデータを比較し、所定の制御信号の送信元の電圧制御装置の異常の有無を判断する。

本実施形態の電源監視装置では、比較手段３が、制御信号受信手段１によって電圧制御装置から受信された所定の制御信号のシーケンスと、シーケンス情報保存手段２にあらかじめ保存されている正常時のシーケンス情報との比較を行っている。比較手段３は、電圧制御装置の実際の動作時の所定の制御信号のシーケンスと、あらかじめ保存されている正常時のシーケンス情報、すなわち、リファレンスデータを比較することにより、電圧制御装置の異常の有無を判断している。このように、電源監視装置の所定の制御信号のシーケンスを基に異常の有無を判断することにより、実際の出力電圧の測定を行わなくとも異常が生じている電源監視装置を検出することが可能となる。そのため、電源監視装置の異常を検出する目的で出力電圧の測定を行う装置を新たに設ける必要はない。その結果、本実施形態の電源監視装置は、装置構成を簡略化しつつ異常を容易に検出することが可能となる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図２は、本実施形態の電源システムの構成の概要を示したものである。本実施形態の電源システムは、電源監視部１０と、ＶＲ（Voltage Regulator）回路２０と、電源部３０と、クロック生成部４０を備えている。本実施形態の電源システムでは、電源監視部１０、ＶＲ回路２０およびクロック生成部４０は、同一の基板上に備えられている。電源部３０は、電源監視部１０と同一の基板上に備えられていてもよく、また、独立して備えられていてもよい。また、電源部３０の一部の機能が、電源監視部１０と同一の基板上に備えられている構成としてもよい。以下の説明では、ＶＲ回路２０が複数、備えられている例を説明するが、ＶＲ回路２０が１つの場合でも、異常の検知を行うことができる。

電源監視部１０は、信号入力部１１と、サンプリング部１２と、サンプリングデータ記憶部１３と、データ比較部１４と、シーケンスデータ記憶部１５と、比較結果記憶部１６を備えている。

信号入力部１１は、ＶＲ回路２０から送られてくる制御信号Ｓ１を受信する機能を有する。信号入力部１１は、例えば、ＧＰＩＯ（General Purpose Input / Output）ピンを用いて構成することができる。制御信号Ｓ１は、ＶＲ回路２０が出力電圧を一定に保つために回路を制御する際にＶＲ回路２０の内部で用いている信号を出力したものである。信号入力部１１は、制御信号Ｓ１を受信すると、受信信号Ｓ２としてサンプリング部１２に送る。制御信号Ｓ１と受信信号Ｓ２に含まれる情報は同様である。また、１つのＶＲ回路２０から信号入力部１１に複数の制御信号がそれぞれ別に入力されてもよい。 サンプリング部１２は、信号入力部１１から入力される受信信号Ｓ２をサンプリングする機能を有する。すなわち、受信信号Ｓ２とＶＲ回路２０から送られてくる制御信号Ｓ１は同じ内容のため、サンプリング部１２は、制御信号Ｓ１を直接、サンプリングした場合と同じ内容のデータを生成する。サンプリング部１２は、クロック生成部４０から入力される所定の周波数のクロックに基づいて、入力された信号のサンプリングを行う。信号入力部１１およびサンプリング部１２は、第１の実施形態の制御信号受信手段１に相当する。また、１つのＶＲ回路２０から複数の制御信号が信号入力部１１にそれぞれ入力される場合は、サンプリング部１２においてそれぞれ制御信号のサンプリングを行う構成とすることもできる。

サンプリングデータ記憶部１３は、サンプリング部１２でサンプリングされたデータを保存する機能を有する。サンプリングデータ記憶部１３は、サンプリング部１２からサンプリング信号Ｓ３として送られてくるサンプリングされたデータを、制御信号Ｓ１の送信元のＶＲ回路２０の識別子の情報と関連づけてＶＲ回路２０ごとに入力された順に保存する。ＶＲ回路２０の識別子の情報は、ＶＲ回路２０を個々に識別できるものであれば、他の情報を用いてもよい。例えば、ＶＲ回路２０の識別子の情報に代えて、制御信号Ｓ１が入力される信号入力部１１の入力ポートの番号を用いることもできる。また、サンプリングデータ記憶部１３は、ＶＲ回路２０ごとに所定の時間のサンプリングデータを保存すると、サンプリングデータをサンプリングデータ信号Ｓ４としてデータ比較部１４に送る。サンプリングデータ信号Ｓ４は、ＶＲ回路２０の識別子の情報と所定の時間分のサンプリングデータとを含む信号として構成されている。

データ比較部１４は、サンプリング部１２でサンプリングされたデータの異常の有無を判断する機能を有する。データ比較部１４は、サンプリングデータ記憶部１３からサンプリングデータ信号Ｓ４として送られてくるデータと、シーケンスデータ記憶部１５に保存されたデータを比較する。データ比較部１４は、サンプリングデータ記憶部１３から送られてくるデータと、シーケンスデータ記憶部１５に保存されているシーケンスデータが異なっているときに、制御信号Ｓ１の送信元のＶＲ回路２０に異常があると判断する。データ比較部１４は、異常があると判断すると、異常と判断されたサンプリングデータの基となった制御信号Ｓ１の送信元のＶＲ回路２０の識別子の情報と異常が生じている情報を、比較結果信号Ｓ５として比較結果記憶部１６に保存する。また、データ比較部１４は、第１の実施形態の比較手段３に相当する。

起動の際や所定の動作の開始する際に、ＶＲ回路２０が出力電圧の制御に用いる制御信号のシーケンスは、ＶＲ回路２０が正常動作をしているときは、毎回、同じシーケンスとなる。制御信号のシーケンス、すなわち、所定の信号がＨｉｇｈ状態やＬｏｗ状態となる順番は、正常時の起動等から所定の期間において、ＶＲ回路２０ごとに毎回、同じになる。一方で、ＶＲ回路２０またはその出力先等に異常が生じているときは、電源としての出力電圧が正常時とは異なる挙動を示すので、出力電圧を調整する制御信号は正常時とは異なるシーケンスとなり得る。よって、データ比較部１４は、所定のタイミングを起点として、その起点からの制御信号の実際のシーケンスを正常時のシーケンスと比較し、異なっているときにＶＲ回路２０に異常が生じていると判断することができる。

シーケンスデータ記憶部１５は、データ比較部１４がサンプリングデータの異常の有無を判断する際に、判断基準として用いるデータであるリファレンスデータを保存する機能を有する。シーケンスデータ記憶部１５には、ＶＲ回路２０が正常に動作しているときの制御信号Ｓ１のシーケンスのデータがリファレンスデータとして保存されている。正常に動作しているときのシーケンスのデータはＶＲ回路２０ごとに保存されている。正常時のシーケンスが同一のＶＲ回路２０が、複数、備えられている場合は、同一のシーケンスのＶＲ回路２０で、共通するシーケンスのデータを共有する方法とすることもできる。また、シーケンスデータ記憶部１５は、第１の実施形態のシーケンス情報保存手段２に相当する。

比較結果記憶部１６は、データ比較部１４が行ったＶＲ回路２０の異常の有無の判断結果を保存する機能を有する。比較結果記憶部１６は、データ比較部１４から比較結果信号Ｓ５として受け取った情報を基に、異常の有無の判断が行われた日時、ＶＲ回路２０の識別子の情報および判断結果を関連づけて保存している。本実施形態では、比較結果記憶部１６は、比較結果信号Ｓ５を受け取った日時を異常の有無の判断が行われた日時として比較結果の情報の保存を行う。本実施形態の比較結果記憶部１６は、内部に日時を計測する機能を備えている。日時の情報は、外部から入力される構成としてもよい。また、日時に代えて、異常の有無の確認が行われた順番が判断結果とともに保存される方法としてもよい。また、比較結果記憶部１６は、異常のあった場合のみ判断結果を保存する構成とすることもできる。

ＶＲ回路２０は、電源部３０から供給される電源を元に、出力電圧が所定の電圧値となるように調整し、出力電圧を一定にして出力する電圧制御装置としての機能を有する。本実施形態のＶＲ回路２０は、電圧レギュレータとして構成されている。図３は、ＶＲ回路２０の構成の例を示したものである。図３に示したＶＲ回路２０は、電圧変換部２１と、電圧制御部２２と、制御信号出力部２３を備えている。

電圧変換部２１は、電源部３０から電源として入力される電気信号を所定の電圧値に変換し、出力電圧が一定になるように出力する。電圧制御部２２は、電圧変換部２１の出力電圧を監視し、出力が一定になるように電圧変換部２１を制御する。また、電圧制御部２２は、電圧変換部２１に送る制御信号を制御信号出力部２３に送る。制御信号出力部２３は、電圧制御部２２から入力された制御信号を制御信号Ｓ１として電源監視部１０に送る。制御信号の電圧値は、所定の電圧値としてあらかじめ設定されている。すなわち、制御信号が示すＬｏｗの状態およびＨｉｇｈの状態は、それぞれ所定の電圧値の信号として設定されている。また、ＶＲ回路２０からの電源としての出力電圧は、電源の供給を行う装置の仕様に応じてそれぞれ設定されている。ＶＲ回路２０から出力された電力は、半導体装置等に電源として供給される。

ＶＲ回路２０から電源監視部１０に送る制御信号Ｓ１としては、例えば、ＰＳＯＮ（Power Supply ON）信号とＰＷＲＧＤ（Power Good）信号が用いられる。ＰＳＯＮ信号は、電源の出力が行われているときはＬｏｗの信号、電源の出力が行われていないときはＨｉｇｈの信号として出力される。ＰＷＲＧＤ信号は、ＶＲ回路２０からの出力が所定の出力より大きい場合はＨｉｇｈの信号、所定の出力電圧よりも小さいときはＬｏｗの信号として出力される。所定の出力電圧は、ＶＲ回路２０の設計に応じて設定されている。

電源監視部１０のデータ比較部１４は、ＰＳＯＮ信号が所定の変化をした時点から所定の時間のＰＷＲＧＤ信号のシーケンスを、シーケンスデータ記憶部１５にリファレンスとして保存されたシーケンスデータと比較する。ＰＳＯＮ信号の所定の変化とは、例えば、ＰＳＯＮ信号がＨｉｇｈ状態からＬｏｗ状態への変化することをいう。ＰＳＯＮ信号が変化した時点から所定の時間のＰＷＲＧＤ信号のシーケンスが、正常時を基準としたリファレンスのシーケンスデータと異なるときに、データ比較部１４は、制御信号に対応するＶＲ回路２０に異常が生じていると判断する。

電源部３０は、各ＶＲ回路２０に電力を供給する電源としての機能を有する。電源部３０は、外部からの供給される電力を元に、各ＶＲ回路２０に電力を供給する。

クロック生成部４０は、所定の周波数のクロックを生成する機能を有する。クロック生成部４０は、所定の周波数のクロック信号を生成し、サンプリング部１２にクロック信号を送る。所定の周波数は、サンプリング部１２においてＶＲ回路２０から送られてくる制御信号Ｓ１のサンプリングが行われる際のサンプリングの周期に応じて設定されている。

本実施形態の電源システムの動作について説明する。図４は、本実施形態の電源システムにおいて、ＶＲ回路２０の異常の有無の監視が行われる際の動作フローの概要を示したものである。

ＶＲ回路２０は、電圧を制御する際の制御信号Ｓ１を電源監視部１０に出力する。ＶＲ回路２０から出力された制御信号Ｓ１は、電源監視部１０の信号入力部１１に入力される（ステップ１０１）。信号入力部１１に入力された制御信号Ｓ１は受信信号Ｓ２として、サンプリング部１２に送られる。サンプリング部１２に入力された受信信号Ｓ２は、サンプリング部１２でサンプリングされる（ステップ１０２）。サンプリングは、クロック生成部４０から入力される所定の周波数のクロックの周期に基づいて行われる。サンプリングされた制御信号Ｓ１のデータは、サンプリングデータ記憶部１３にサンプリング信号Ｓ３として送られる。

サンプリングされた受信信号Ｓ２のデータがサンプリシング信号Ｓ３として入力されると、サンプリングデータ記憶部１３は受け取ったデータを保存する（ステップ１０３）。データの保存が行われた際に所定の時間のサンプリングデータが保存されていない場合は（ステップ１０４でＮｏ）、所定の時間のサンプリングデータが保存されるまでステップ１０１からの動作が継続される。また、所定の時間の開始点は、例えば、入力されたＰＳＯＮ信号の変化点として設定することができる。

所定の時間のサンプリングデータが保存されると（ステップ１０４でＹｅｓ）、サンプリングデータ記憶部１３は所定の時間分のサンプリングデータを、データ比較部１４にサンプリングデータ信号Ｓ４として送る。データ比較部１４は、サンプリングデータをサンプリングデータ信号Ｓ４として受け取ると、受け取ったデータとシーケンスデータ記憶部１５に保存されたシーケンスデータを比較する（ステップ１０５）。

本実施形態では、データ比較部１４は、ＰＳＯＮ信号がＬｏｗ状態に変化してから所定の時間のＰＷＲＧＤ信号のシーケンスを、シーケンスデータ記憶部１５に保存されたシーケンスデータと比較し、ＶＲ回路２０の異常の有無を判断する。本実施形態ではシーケンスデータ記憶部１５に保存されたシーケンスデータをリファレンスデータと呼ぶ。データ比較部１４は、ＰＳＯＮ信号が変化してから所定の時間のＰＷＲＧＤ信号のシーケンスをリファレンスデータと比較し、リファレンスデータと実際のシーケンスが異なるときに信号が対応するＶＲ回路２０に異常が生じていると判断する。

サンプリングデータとリファレンスデータが一致するとき（ステップ１０６でＹｅｓ）、データ比較部１４は、サンプリングデータに対応する制御信号Ｓ１の送信元のＶＲ回路２０が正常であると判断する。ＶＲ回路２０が正常であると判断すると、ＶＲ回路２０が正常であることを示す情報とＶＲ回路２０の識別子の情報を比較結果記憶部１６に、比較結果信号Ｓ５として送る。比較結果記憶部１６は、ＶＲ回路２０が正常であることを示す比較結果信号Ｓ５を受け取ると、信号を受け取った日時の情報と、ＶＲ回路２０の識別子の情報と、正常であることを示す情報とを関連づけて保存する（ステップ１０７）。

サンプリングデータとリファレンスデータが一致しないとき（ステップ１０６でＮｏ）、データ比較部１４は、サンプリングデータに対応するＶＲ回路２０に異常が生じていると判断する。ＶＲ回路２０に異常が生じていると判断すると、ＶＲ回路２０に異常が生じていることを示す情報とＶＲ回路２０の識別子の情報を比較結果記憶部１６に比較結果信号Ｓ５として送る。比較結果記憶部１６は、異常が生じていることを示す比較結果信号Ｓ５として受け取ると、信号を受け取った日時の情報と、ＶＲ回路２０の識別子の情報と、異常が生じていることを示す情報とを関連づけて保存する（ステップ１０８）。

作業者は、情報端末装置等で比較結果記憶部１６に保存されているＶＲ回路２０の異常の有無の判断結果を参照することで、異常の発生したＶＲ回路２０の識別子の情報から異常が発生したＶＲ回路２０を特定することができる。また、データ比較部１４で、ＶＲ回路２０に異常が生じていると判断されたときに、電源監視部１０から異常を示す信号がコンピュータシステム等に出力される構成とすることもできる。また、ＶＲ回路２０に異常が生じていると判断されたときに、音や表示などで作業者に通知する構成とすることもできる。

本実施形態の電源システムにおいてＶＲ回路２０から電源監視部１０に送られる制御信号の例について図５、図６および図７を参照して説明する。図５は、正常時の各信号の例を示したものである。図６は、電源部３０に異常が生じた際の各信号の例を示したものである。また、図７は一部のＶＲ回路２０に異常が生じた場合の各信号の例を示したものである。

図５、図６および図７は、ＶＲ回路２０としてＶＲ回路ＡおよびＶＲ回路Ｂの２つのＶＲ回路を用いた場合の各信号の例を示している。また、図７は、ＶＲ回路Ｂに異常が生じた場合の例を示している。図５、図６および図７では、最上段から順に、ＰＳＯＮ信号、電源部の出力電圧、電源部のＰＷＲＧＤ信号、ＶＲ回路ＡのＰＷＲＧＤ信号、ＶＲ回路ＢのＰＷＲＧＤ信号および電源システム全体のＰＷＲＧＤ信号の例が示されている。図５、図６および図７の横軸は、時間を示している。各グラフは、信号の波形を模式的に表したものであり、縦方向の段差により信号のＨｉｇｈ状態やＬｏｗ状態を示している。直線状態であるとき、各グラフは信号に変化がないことを示している。

正常時の各信号の例を示す図５では、ＰＳＯＮ信号がＬｏｗ状態、すなわち、電源がＯＮの状態になると、ほぼ同時に電源部３０からの出力が開始されている。また、ＰＳＯＮ信号がＬｏｗ状態となった後、ＶＲ回路ＡおよびＶＲ回路ＢのＰＷＲＧＤ信号が順次、Ｈｉｇｈ状態となる。電源部３０のＰＷＲＧＤ信号および電源システム全体のＰＷＲＧＤ信号も、正常であることを示すＨｉｇｈ状態を順次、示している。

シーケンスデータ記憶部１５には、正常時のリファレンスデータとして図５のようなＰＳＯＮ信号、並びに、ＶＲ回路ＡおよびＶＲ回路ＢのＰＷＲＧＤ信号のシーケンスデータが保存されている。一方で、電源部３０に異常が生じている図６では、ＰＳＯＮ信号がＬｏｗ状態となり、電源がＯＮの状態になっても、各ＶＲ回路は正常な出力を行えないため各ＰＷＲＧＤ信号は、Ｌｏｗ状態のままとなる。図６のような状態のシーケンスの場合、シーケンスデータ記憶部１５に保存されているリファレンスと異なるので、データ比較部１４は、異常が生じていると判断する。図６の例の場合は、電源システム全体のＰＷＲＧＤ信号がＬｏｗの状態のままであるので、電源システム全体のＰＷＲＧＤ信号を電源監視部１０に入力する構成とすることにより、電源部３０に異常が生じていると判断することができる。

また、ＶＲ回路Ｂで異常が生じた場合を示す図７では、ＰＳＯＮ信号がＬｏｗ状態となった後、ＶＲ回路ＡのＰＷＲＧＤ信号は図５と同様に正常時の挙動を示すが、ＶＲ回路ＢのＰＷＲＧＤ信号はＨｉｇｈ状態からすぐにＬｏｗ状態に戻っている。ＶＲ回路ＢのＰＷＲＧＤ信号は、正常時とは異なるシーケンスとなるので、データ比較部１４は、ＶＲ回路Ｂに異常が生じていると判断する。

本実施形態の電源システムにおいて、電源監視部１０は、ＶＲ回路２０から出力電圧の制御に用いる制御信号を受信し、受信した制御信号のシーケンスとあらかじめ保存している正常時のシーケンスとの比較を行っている。電源監視部１０は、受信した制御信号のシーケンスと、リファレンスとして保存されている正常時のシーケンス情報が異なるときに、制御信号の送信元のＶＲ回路２０に異常が生じていると判断する。

例えば、異常の有無を判断するための制御信号としてＰＳＯＮ信号のような第１の信号と、ＰＷＲＧＤのような第２の信号を用いた場合に、第１の信号の所定の変化から、所定の時間の第２の信号のシーケンスを基に異常の有無を判断することができる。このような場合において、第１の信号には起動や所定の動作の開始を示す制御信号が用いられる。また、第２の信号としては、ＶＲ回路２０の電源としての出力電圧を制御する信号または出力状態を示す信号が用いられる。第１の信号と第２の信号はそれぞれ独立した信号として用いるのではなく、１つの制御信号の中に第１の信号と第２の信号を含む構成とすることもできる。また、各ＶＲ回路２０から第１の信号が電源監視部１０に入力される構成に代えて、装置の起動等に係る他の素子から電源監視部１０に第１の信号が入力される構成とすることもできる。このように、制御信号から異常の有無を判断することにより、本実施形態の電源システムの電源監視装置１０は、異常の生じたＶＲ回路２０を特定することができる。

また、本実施形態の電源監視部１０は、ＶＲ回路２０が出力電圧の制御に用いている制御信号を基に異常の有無を判断している。制御信号は、信号のレベルが所定の電圧値に設定されているため、信号のレベルを測定しなくとも信号のＯＮとＯＦＦ状態を判別し信号のシーケンスの情報を得ることができる。そのため、本実施形態の電源システムでは、電源監視部１０が異常の有無を判断するための出力電圧の測定部をＶＲ回路２０ごとに備える必要がない。その結果、本実施形態の電源システムは、システムや装置の構成を簡略化しつつ異常の生じている箇所を容易に特定することが可能となる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について図を参照して詳細に説明する。図８は、本実施形態の電源システムの構成の概要を示したものである。第２の実施形態では、あらかじめ保存されているシーケンスデータをリファレンスとして制御信号の異常の有無の判断を行っている。本実施形態の電源システムは、シーケンスデータが保存されていないときなどに、制御信号をサンプリングしたデータを基にリファレンスとして用いるシーケンスデータを生成する機能をさらに有する。

本実施形態の電源システムは、電源監視部５０と、ＶＲ回路２０と、電源部３０と、クロック生成部４０を備えている。ＶＲ回路２０、電源部３０およびクロック生成部４０の構成と機能は第２の実施形態の同名称の部位と同様である。

電源監視部５０は、信号入力部５１と、サンプリング部５２と、サンプリングデータ記憶部５３と、データ比較部５４と、シーケンスデータ記憶部５５と、比較結果記憶部５６と、シーケンスデータ生成部５７を備えている。信号入力部５１、サンプリング部５２、サンプリングデータ記憶部５３および比較結果記憶部５６の構成と機能は第２の実施形態の同名称の部位と同様である。また、制御信号Ｓ１１、受信信号Ｓ１２、サンプリング信号Ｓ１３、サンプリングデータ信号Ｓ１４および比較結果信号Ｓ１５は、第２の実施形態の同名称の信号と同様の構成および機能を有する信号である。

データ比較部５４は、第２の実施形態のデータ比較部と同様の機能に加え、シーケンスデータ記憶部５５にシーケンスデータが無い場合に、シーケンスデータ生成部５７にサンプリングしたデータを送る機能を有する。データ比較部５４は、シーケンスデータ記憶部５５にサンプリングデータに対応するＶＲ回路２０のシーケンスデータが保存されていない場合に、サンプリングデータをシーケンスデータ生成部５７に生成用データ信号Ｓ１６として送る。生成用データ信号Ｓ１６は、サンプリングデータとサンプリングデータに対応する制御信号Ｓ１１の送信元のＶＲ回路２０の識別子の情報で構成されている。また、データ比較部５４は、シーケンスデータ記憶部５５にシーケンスデータが保存されていない場合に、ＶＲ回路２０の識別子の情報と評価を行っていない情報を比較結果記憶部５６に、比較結果信号Ｓ１５として送る
シーケンスデータ記憶部５５は、第２の実施形態のシーケンスデータ記憶部と同様の機能に加え、シーケンスデータ生成部５７からシーケンスデータ信号Ｓ１７として送られてくるシーケンスデータを保存する機能を有する。シーケンスデータ信号Ｓ１７は、シーケンスデータ生成部５７が生成したシーケンスデータと対応するＶＲ回路２０の識別子の情報によって構成されている。シーケンスデータ記憶部５５は、シーケンスデータ生成部５７からシーケンスデータ信号Ｓ１７が送られてきたときに、シーケンスデータと対応するＶＲ回路２０の識別子の情報を関連づけて保存する。

比較結果記憶部５６は、第２の実施形態の比較結果記憶部と同様の機能に加え、データ比較部５４から送られてくる、評価を行っていない情報とＶＲ回路２０の識別子の情報とを保存する機能を有する。比較結果記憶部５６は、評価を行っていない情報を受け取ったときは、第２の実施形態において評価結果の情報を受け取ったときと同様に受け取った情報を保存する。すなわち、比較結果記憶部５６は、データ比較部５４から比較結果信号Ｓ１５を受け取った日時、ＶＲ回路２０の識別子の情報および評価を行っていない情報を関連づけて保存する。

シーケンスデータ生成部５７は、データ比較部５４から受け取ったサンプリングデータを基に、制御信号Ｓ１１の異常の有無を判断する際にリファレンスデータとして用いるシーケンスデータを生成する機能を有する。シーケンスデータ生成部５７は、データ比較部５４からサンプリングデータを生成用データ信号Ｓ１６として受け取ると、ＶＲ回路２０の識別子の情報と関連づけて保存する。ＶＲ回路２０ごとに所定の数のサンプリングデータを受け取ると、シーケンスデータ生成部５７は、同一のＶＲ回路２０のサンプリングデータを比較する。比較した結果、一致した場合は、シーケンスデータ生成部５７はサンプリングデータをそのＶＲ回路２０の異常の有無の判定の際にリファレンスデータとして用いるシーケンスデータとして生成する。シーケンスデータを生成すると。シーケンスデータ生成部５７は、シーケンスデータと対応するＶＲ回路２０の識別子の情報をシーケンスデータ記憶部５５にシーケンスデータ信号Ｓ１７として送る。

本実施形態の電源システムの動作について説明する。図９は、本実施形態の電源システムにおいて、ＶＲ回路２０の異常の有無の監視が行われる際の動作フローの概要を示したものである。また、図１０は、本実施形態の電源システムにおいて、ＶＲ回路２０の異常を判断する際にリファレンスデータとして用いるシーケンスデータを生成する際の動作フローの概要を示したものである。本実施形態の電源システムにおいて、ＶＲ回路２０の異常の有無の判断に関する動作は、第２の実施形態の電源システムの場合と同様である。本実施形態の電源システムは、主としてシーケンスデータの生成に関する動作の部分で第２の実施形態の電源システムとは異なる動作を行う。

ＶＲ回路２０は、電圧を制御する際の制御信号Ｓ１１を電源監視部５０に出力する。ＶＲ回路２０から出力された制御信号Ｓ１１は、電源監視部５０の信号入力部５１に入力される（ステップ１１１）。信号入力部５１に入力された制御信号Ｓ１１は、サンプリング部５２に受信信号Ｓ１２として送られる。受信信号Ｓ１２が入力されると、サンプリング部５２は、受信した信号のサンプリングを行う。（ステップ１１２）。サンプリングは、クロック生成部４０から入力される所定の周波数のクロックに対応する周期で行われる。サンプリングされた受信信号Ｓ１２のデータは、サンプリングデータ記憶部５３にサンプリング信号Ｓ１３として送られる。

サンプリング信号Ｓ１３が入力されると、サンプリングデータ記憶部５３は受け取ったデータを保存する（ステップ１１３）。所定の時間のサンプリングデータが保存されると、サンプリングデータ記憶部５３は所定の時間のサンプリングデータを、データ比較部５４にサンプリングデータ信号Ｓ１４として送る。

データ比較部５４は、サンプリングデータをサンプリングデータ信号Ｓ１４として受け取るとシーケンスデータ記憶部５４を参照し、サンプリングデータに対応するＶＲ回路２０のシーケンスデータの有無を確認する。対応するＶＲ回路２０のシーケンスデータが保存されている場合は（ステップ１１５でＹｅｓ）、データ比較部５４は、受け取ったデータとシーケンスデータ記憶部５５に保存されたシーケンスデータを比較する（ステップ１１６）。

サンプリングデータとリファレンスであるシーケンスデータが一致するとき（ステップ１１７でＹｅｓ）、データ比較部５４は、サンプリングデータに対応するＶＲ回路２０が正常であると判断する。ＶＲ回路２０が正常であると判断すると、ＶＲ回路２０が正常であることを示す情報とＶＲ回路２０の識別子の情報を比較結果記憶部５６に比較結果信号Ｓ１５として送る。比較結果記憶部１６は、正常であることを示す比較結果信号Ｓ１５を受け取ると、信号を受け取った日時の情報と、ＶＲ回路２０の識別子の情報と、正常であることを示す情報とを関連づけて保存する（ステップ１１８）。

サンプリングデータとリファレンスのシーケンスデータが一致しないとき（ステップ１１７でＮｏ）、データ比較部５４は、サンプリングデータに対応するＶＲ回路２０に異常が生じていると判断する。ＶＲ回路２０に異常が生じていると判断すると、データ比較部５４は、ＶＲ回路２０に異常が生じていることを示す情報とＶＲ回路２０の識別子の情報を比較結果記憶部５６に比較結果信号Ｓ１５として送る。比較結果記憶部５６は、異常が生じていることを示す比較結果信号Ｓ１５を受け取ると、信号を受け取った日時の情報と、ＶＲ回路２０の識別子の情報と、異常が生じていることを示す情報とを関連づけて保存する（ステップ１１９）。

シーケンスデータが保存されていない場合は（ステップ１１５でＮｏ）、データ比較部５４は、比較結果記憶部５６にＶＲ回路２０の識別子の情報と評価を実施していないことを示す情報を比較結果信号Ｓ１５として送る。比較結果記憶部５６は、評価を行っていないことを示す比較結果信号Ｓ１５を受け取ると、信号を受け取った日時の情報と、ＶＲ回路２０の識別子の情報と、未評価であることを示す情報とを関連づけて保存する（ステップ１２０）。

また、データ比較部５４は、サンプリングデータをシーケンスデータ生成部５７に生成用データ信号Ｓ１６として送る。サンプリングデータ生成部５７に生成用データ信号Ｓ１６が入力されると、シーケンスデータ生成部５７は、シーケンスデータの生成の動作を開始する（ステップ１２１）。

ステップ１２１の動作の詳細は、図１０を参照して説明する。シーケンスデータ生成部５７は、サンプリングデータを生成用データ信号Ｓ１６として受け取ると、ＶＲ回路２０の識別子の情報と関連づけて保存する（ステップ１３１）。サンプリングデータを保存した際に、同一のＶＲ回路２０のサンプリングデータが所定の数未満である場合（ステップ１３２でＮｏ）、シーケンスデータ生成部５７は、次に信号が入力されるまで待機し、シーケンスデータの生成の動作を一時、終了する。

サンプリングデータを保存した際に、同一のＶＲ回路２０のサンプリングデータが所定の数以上である場合（ステップ１３２でＹｅｓ）、データ比較部５４は、同一のＶＲ生成回路２０のサンプリングデータを比較する。所定の数のサンプリングデータが互いに一致したとき（ステップ１３３でＹｅｓ）、データ比較部５４は、サンプリングデータを対応するＶＲ回路２０の異常の有無を判断する際にリファレンスとして用いるシーケンスデータとして生成する。

シーケンスデータを生成すると、シーケンスデータ生成部５７は、ＶＲ回路２０の識別子の情報とともにシーケンスデータをシーケンスデータ記憶部５５にシーケンスデータ信号Ｓ１７として送る。シーケンスデータ記憶部５５は、シーケンスデータ信号Ｓ１７を受け取ると、受け取ったデータを対応するＶＲ回路２０のシーケンスデータとして保存する（ステップ１３４）。また、シーケンスデータ生成部５７は、内部に保存していた、シーケンスデータを生成済みのＶＲ回路２０のサンプリングデータを消去する（ステップ１３５）。

所定の数のサンプリングデータの中に一致しないものが含まれていたとき（ステップ１３３でＮｏ）、シーケンスデータ生成部５７はシーケンスデータの生成が不可であると判断する。シーケンスデータの生成が不可であると判断すると、データ比較部５４は、該当するＶＲ回路２０に関連付けられたサンプリングデータを消去する（ステップ１３６）。サンプリングデータを消去すると、シーケンスデータ生成部５７は、次にデータが入力されるまで待機し、シーケンスデータの生成の動作を一時、終了する。

作業者は、情報端末装置等で比較結果記憶部５６に保存されているＶＲ回路２０の異常の有無の判断結果を参照することで、異常の発生したＶＲ回路２０の識別子の情報から異常が発生したＶＲ回路２０を特定することができる。本実施形態においても、データ比較部５４で、ＶＲ回路２０に異常が生じていると判断されたときに、電源監視部５０から異常を示す信号がコンピュータシステム等に出力される構成とすることもできる。また、ＶＲ回路２０に異常が生じていると判断されたときに、音や表示などで作業者に通知される構成とすることもできる。また、ステップ１１５でシーケンスデータが保存されていなかったときに、保存されていないことを示す信号が出力される構成としてもよい。ステップ１１５でシーケンスデータが保存されていなかったときに、音や表示などで作業者に通知される構成とすることもできる。

リファレンスデータとしてのシーケンスデータの生成は、作業者や情報システムからの開始指示によっても行わる構成としてもよい。また、シーケンスデータの生成から所定の時間が経過した際に、更新用のシーケンスデータが生成されるようにしてもよい。また、ＶＲ回路２０の交換や増設が行われたときにシーケンスデータが生成されるようにしてもよい。

本実施形態の電源システムを用いることにより第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態の電源システムでは、電源監視部５０がシーケンスデータ生成部５７で、異常の有無を判断する際のリファレンスデータとしてのシーケンスデータの生成を行っている。このように、制御信号を基にリファレンスデータとしてのシーケンスデータの生成を行うことにより、本実施形態の電源監視部５０は、シーケンスデータが保存されていない場合でもＶＲ回路２０の異常の有無を判断することが可能となる。また、本実施形態の電源システムは、ＶＲ回路２０の経時変化や回路の変更から生じる負荷の変化等によりシーケンスに変化が生じた場合でも、新たにリファレンスのシーケンスデータを生成することで異常の有無を的確に検出することが可能となる。

第１乃至第３の実施形態では、制御信号をサンプリングしたデータを基にＶＲ回路に異常が生じている状態か、異常が生じていない状態かのいずれかであるかの２段階の評価結果での判断が行われている。このような構成に代えて、評価結果を３段階以上とすることもできる。例えば、シーケンスは一致するがタイミングがずれている場合に、異常の兆候がある「warning」状態として検出してもよい。そのような構成とすることにより、異常が生じる前にＶＲ回路の修理や交換の実施、それらの準備を行うことが可能となる。

図１１は、制御信号であるＰＷＲＧＤ信号のタイミングがずれた場合の例を、正常時の例である図５と同様に示したものである。図１１の例では、ＶＲ回路ＢのＰＷＲＧＤ信号は、Ｈｉｇｈ状態となるが、正常時のシーケンスを示す図５とは異なるタイミングでＨｉｇｈ状態となっている。このような場合に、電源監視部のデータ比較部は、ＶＲ回路Ｂに異常の兆候があると判断する。

第２および第３の実施形態の電源監視部は、ＶＲ回路の異常の有無の判断結果を比較結果記憶部に保存しているが、サンプリングした信号のシーケンスのデータも判断結果とともに保存する構成とすることもできる。また、電源監視部が異常と判断した場合のみサンプリングした信号のシーケンスのデータを保存する構成とすることもできる。例えば、データ比較部がＶＲ回路に異常が生じていると判断したときに、比較結果記憶部に、異常の有無の判断結果とともにサンプリングデータを送ることによりシーケンスのデータを保存する。そのような構成とすることにより、ＶＲ回路に生じている異常がどのような状態であるかを解析することが可能となる。

第２および第３の実施形態の電源システムの構成のより具体的な例について説明する。図１２は、第２の実施形態の電源システムについて、より具体的な構成の例を示したものである。図１２に示した電源システムは、ベースマネージメントコントローラ６０と、ＶＲ回路２５と、電源ユニット３１と、クロック生成装置４１を備えている。ベースマネージメントコントローラ６０と、複数のＶＲ回路２５は、同一の基板上に形成されている。

図１２の例では、電源ユニット３１から供給されたＤＣ（Direct Current）電源がＶＲ回路２５で所定の電圧に変換されて出力される。また、ＶＲ回路２５から出力される制御信号は、ベースマネージメントコントローラ６０に入力され、クロック生成装置４０から入力されるクロックの周期を基にサンプリングが行われる。ベースマネージメントコントローラ６０は、制御信号をサンプリングして得た実際のシーケンスのデータとあらかじめ保存しているリファレンスデータを比較して、ＶＲ回路２５の異常の有無を判断する。ＶＲ回路２５からベースマネージメントコントローラ６０に送られる制御信号には、ＰＳＯＮ信号およびＰＷＲＧＤ信号が用いられている。

ベースマネージメントコントローラ６０は、第２の実施形態における電源監視部１０に相当する。ベースマネージメントコントローラ６０は、ＧＰＩＯピン６１と、サンプリング６２と、メモリ６３と、シーケンスチェックテーブル６４と、信号異常判定６５と、メモリ６６を備えている。

ＧＰＩＯピン６１、サンプリング６２およびメモリ６３は、第２の実施形態における信号入力部１１、サンプリング部１２およびサンプリングデータ記憶部１３にそれぞれ相当する。また、シーケンスチェックテーブル６４は、第２の実施形態におけるデータ比較部１４とシーケンスデータ記憶部１５の機能を併せて有する。信号異常判定６５およびメモリ６６は、第２の実施形態における比較結果記憶部１６に相当する。信号異常判定６５は、異常の有無の判断結果を一時的に保存するレジスタとして構成されている。信号異常判定６５に一時的に保存された異常の有無の判断結果は、メモリ６６にログとして保存される。

ＶＲ回路２５、電源ユニット３１およびクロック生成装置４１は、第２の実施形態のＶＲ回路２０、電源部３０およびクロック生成部４０にそれぞれ相当する。

図１２の電源システムは、上記でそれぞれ置き換えた各部位により第２の実施形態と同様の動作を行う。また、第３の実施形態の電源システムについても、ベースマネージメントコントローラ内にシーケンスデータを生成する部位を付加することで図１２と同様の構成とすることができる。このようにベースマネージメントコントローラ６０に、電源監視部としての機能ブロックを形成することで、必要な半導体装置等の数を抑制して装置構成を簡略化しつつ、異常が生じているＶＲ回路２５の検出が可能となる。

１ 制御信号受信手段
２ シーケンス情報保存手段
３ 比較手段
１０ 電源監視部
１１ 信号入力部
１２ サンプリング部
１３ サンプリングデータ記憶部
１４ データ比較部
１５ シーケンスデータ記憶部
１６ 比較結果記憶部
２０ ＶＲ回路
２１ 電圧変換部
２２ 電圧制御部
２３ 制御信号出力部
２５ ＶＲ回路
３０ 電源部
３１ 電源ユニット
４０ クロック生成部
４１ クロック生成装置
５０ 電源監視部
５１ 信号入力部
５２ サンプリング部
５３ サンプリングデータ記憶部
５４ データ比較部
５５ シーケンスデータ記憶部
５６ 比較結果記憶部
５７ シーケンスデータ生成部
６０ ベースマネージメントコントローラ
６１ ＧＰＩＯピン
６２ サンプリング
６３ メモリ
６４ シーケンスチェックテーブル
６５ 信号異常判定
６６ メモリ
１０１‐１０８ 電源システムの動作ステップ
１１１‐１２１ 電源システムの動作ステップ
１３１‐１３６ 電源システムの動作ステップ
Ｓ１ 制御信号
Ｓ２ 受信信号
Ｓ３ サンプリング信号
Ｓ４ サンプリングデータ信号
Ｓ５ 比較結果信号
Ｓ１１ 制御信号
Ｓ１２ 受信信号
Ｓ１３ サンプリング信号
Ｓ１４ サンプリングデータ信号
Ｓ１５ 比較結果信号
Ｓ１６ 生成用データ信号
Ｓ１７ シーケンスデータ信号

Claims (8)

1. 複数の電圧制御装置が出力電圧の制御に用いている所定の制御信号を、前記電圧制御装置からそれぞれ受信する制御信号受信手段と、
   前記電圧制御装置が正常に動作しているときの前記所定の制御信号の状態の変化を示すデータを、リファレンスデータとしてあらかじめ保存しているシーケンス情報保存手段と、
   前記制御信号受信手段が前記電圧制御装置からそれぞれ受信した前記所定の制御信号の状態が変化する前記電圧制御装置の順番と前記リファレンスデータにおいて信号の状態が変化する前記電圧制御装置の順番とを比較し、前記所定の制御信号の送信元の前記電圧制御装置の異常の有無を判断する比較手段と
   を備えることを特徴とする電源監視装置。
2. 前記制御信号受信手段が受信した前記制御信号のデータを保存する受信信号保存手段と、
   前記受信信号保存手段に保存された、複数の前記制御信号のデータを基に、前記リファレンスデータを生成するリファレンスデータ生成手段と
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の電源監視装置。
3. 前記制御信号受信手段は、前記制御信号として第１の信号および第２の信号を受信し、
   前記比較手段は、前記第１の信号が所定の変化を行ってから所定の時間において前記第２の信号の状態が変化する順番を前記リファレンスデータと比較して、前記電圧制御装置の異常の有無を判断することを特徴とする請求項１または２に記載の電源監視装置。
4. 前記比較手段は、前記所定の制御信号の状態が変化するタイミングと、前記リファレンスデータにおいて信号の状態が変化するタイミングのずれを検出し、正常ではない状態を検知することを特徴とする請求項１から３いずれかに記載の電源監視装置。
5. 入力された電気信号を所定の電圧に変換して出力電気信号として出力する電圧変換手段と、
   前記出力電気信号が所定の電圧となるように制御信号により前記電圧変換手段を制御する制御手段と、
   前記制御信号を出力する制御信号出力手段と、を備える電圧制御装置と、
   請求項１から４いずれかに記載の電源監視装置と、を備え
   前記電圧制御装置および前記電源監視装置が同一基板上に実装され、前記電圧制御装置から出力された前記制御信号が前記電源監視装置に入力されることを特徴とする電子装置。
6. 請求項５に記載の電子装置と、
   電源装置と、を備え、
   前記電源装置から電源が前記電気信号として前記電子装置の前記電圧変換手段に入力されることを特徴とする電源システム。
7. 複数の電圧制御装置が出力電圧の制御に用いている所定の制御信号を、前記電圧制御装置からそれぞれ受信し、
   リファレンスデータとしてあらかじめ保存されている前記電圧制御装置が正常に動作しているときの前記所定の制御信号の状態の変化を示すデータにおいて信号の状態が変化する前記電圧制御装置の順番と、受信した前記所定の制御信号の状態が変化する前記電圧制御装置の順番とを比較し、
   前記所定の制御信号の送信元の前記電圧制御装置の異常の有無を判断することを特徴とする電源監視方法。
8. 前記制御信号として第１の信号および第２の信号を受信し、
   前記第１の信号が所定の変化を行ってから所定の時間において前記第２の信号の状態が変化する順番を前記リファレンスデータと比較して、前記電圧制御装置の異常の有無を判断することを特徴とする請求項７に記載の電源監視方法。

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