JPH0412431B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、入力信号を切換えるマルチプレクサ
の故障検出方法に関するものである。

〔発明の背景〕

計算機システムの入力装置には、通常複数の信
号線が接続され、それをマルチプレクサ等で切換
えて入力信号を処理装置へ取込むようになつてい
る。第１図にプロセスの計算機システムの例を示
す。プロセス６０から複数のアナログ信号を信号
線７０を介して入力する入力装置２０は、そのア
ナログ信号を切換えて順次１つずつ取込むマルチ
プレクサを有し、その取込んだ信号をデジタル信
号に変換し、信号線８０、システムバス５０を介
して処理装置１０へ出力する。処理装置１０は、
システムバス５０を介して、入力装置２０からの
信号を取込んだり、出力装置４０にデイジタル信
号を出力する。出力装置４０は、信号線９０から
のデイジタル信号をアナログ信号に変換して、信
号線１００を介してプロセス６０に対して出力す
るものである。

ここで、アナログ信号を切換えて順次取込むマ
ルチプレクサの従来の故障検出方法の１つを第２
図を参照して説明する。第２図において、２１は
走査信号により内部のスイツチ２１１〜２１ｎを
順次１つずつONさせ、複数の入力信号を１つず
つ切換えるマルチプレクサ、３５はマルチプレク
サ２１の１つの入力端子（内部スイツチ２１１）
に接続される基準電源、２２はマルチプレクサの
出力を増幅する前置増幅器、２３は増幅した信号
をデイジタル信号に変換するアナログ／デイジタ
ル（以下Ａ／Ｄと記す）変換器、２４，２５は、
基準電源３５の基準電圧を増幅した電圧が規定の
範囲（V_S±Ｅ）にあるか否かを検出する比較器、
２８は、比較器２４，２５の出力と選択信号との
論理積をとるANDゲートである。

以下、動作を説明する。走査信号により内部ス
イツチ２１１をONさせ、基準電源３５の基準電
圧を取込んだ時、前置増幅器２２の出力電圧が、
基準電圧のみを正しく増幅しているか否かを比較
器２４，２５で検出するものである。

内部スイツチ２１１のみが正常に動作した時の
増幅器２２の出力電圧をV_Sとした時、比較器２
４は、増幅された電圧がV_S＋Ｅより大きければ
出力信号を送出し、比較器２５は、増幅された電
圧がV_S−Ｅより小さければ出力信号を送出する
ようにそれぞれバイアス電圧V_S＋Ｅ、V_S−Ｅが
設定してある。ANDゲート２８の一方入力であ
る選択信号はマルチプレクサ２１の内部スイツチ
２１１をONするとき（基準電圧３５を選択する
とき）のみ送出される。

次に、走査信号により、マルチプレクサ２１の
内部スイツチ２１２をONさせ、入力信号AI−１
を取込む。そしてAI−１，２，３，…ｎと順次
入力信号を取込んでいくわけである。一通り取込
み終つたら、再び内部スイツチ２１１をONさ
せ、基準電源３５から基準電圧を取込み、比較器
２４，２５で検出する。このとき、スイツチ２１
１の他にONとなつているスイツチが１つでもあ
れば、比較器２４，２５に入力される電圧は変動
し、規定の範囲（V_S±Ｅ）外となるので、エラ
ー信号が出力される。

この方法は、入力信号の切換えに際して、一周
期に１度、基準電源のチエツクを行なうことによ
り、内部スイツチの故障を検出するものである。
すなわち、マルチプレクサ２１の内部スイツチの
いずれかが永久的にONとなるような故障に対し
ては、内部スイツチ２１１がONした時（基準電
源を取込んだ時）、比較器２４，２５のいずれか
が論理レベル「１」となる。ANDゲート２８で
は、選択信号と論理積がとられ、最終的なエラー
信号が出力され、故障が検出される。

しかしながら、上記方法では、マルチプレクサ
２１内部のスイツチの永久故障に対しては故障検
出できるが、ある瞬間のみONしてしまう瞬時故
障（例えば、内部スイツチ２１２が一時的に故障
（ON）しても、走査信号により内部スイツチが
順次切換えられ、一巡して基準電圧を取込む時に
内部スイツチ２１２は既にOFFしてしまつてい
るような故障）に対しては故障検出できないとい
う欠点があつた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記のようなマルチプレクサ
の瞬時故障に対しても検出することができる故障
検出方法を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、マルチプレクサの入力信号の切換え
時に空き時間を設け、この空き時間中は信号電圧
は発生していないが点に着目して、空き時間毎
に、マルチプレクサの出力信号電圧が規定の範囲
にあるか否かを検出し、規定の範囲外であれば、
エラー信号を処理装置に対して出力することによ
り、マルチプレクサの故障検出を行うことを特徴
としている。

すなわち、マルチプレクサの内部スイツチの切
換えは、多重選択を防止するために走査信号によ
り、まず現内部スイツチをOFFさせ、空き時間
（以下アイドル時間と記す）を設けて、同じく走
査信号により次の内部スイツチをONさせて行な
う。このアイドル時間中はマルチプレクサが正常
であれば、どの内部スイツチもONとなつておら
ず、従つてマルチプレクサの出力には信号電圧は
発生しないはずである。よつて、アイドル時間中
に、何らかの信号電圧が発生していればマルチプ
レクサが故障したと判定できる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第３図を用いて説明
する。

第３図において、マルチプレクサ２１、増幅器
２２、Ａ／Ｄ変換器２３、比較器２４，２５、
ANDゲート２８は第２図と同様である。ただし、
比較器２４の反転入力、比較器２５の非反転入力
に印加される電圧は従来方法が基準電圧を増幅し
た電圧（V_S）を中心とする規定の範囲（V_S±Ｅ）
で設定していたのに対し、本発明は、接地電位を
中心とする規定の範囲（±Ｅ）で設定している。
更に、第２図との違いは、マルチプレクサ２１の
出力を抵抗２６とスイツチ２７とからなる直列回
路を介して接地していることである。また、この
スイツチ２７の開閉動作を行なわせるために選択
信号にかわるチエツク信号を送出しており、この
チエツク信号は、アイドル時間毎に出力するもの
である。そして、このチエツク信号と、比較器２
４，２５の出力がワイヤードオアされた信号とが
ANDゲート２８に入力されて、論理積がとられ、
エラー信号が出力されるような構成となつてい
る。

ここで、増幅器２２の入力インピーダンスは信
号源インピーダンスとの比で取りこんだデータ精
度上無視できる程の高インピーダンスである。

また、抵抗２６、スイツチ２７からなる直列回
路を挿入したのは、マルチプレクサの内部スイツ
チをOFFしたアイドル時間中でも、マルチプレ
クサの出力には信号源からの引き込み線の静電容
量により幾らかの残留電圧が残り、増幅器２２の
入力はオープンとならないので、その電圧を降下
させるためである。すなわちアイドル時間中にマ
ルチプレクサ２１の出力に何らかの電圧が発生し
ていて、その電圧が増幅器２２で増幅されてしま
うと、比較器２４，２５は接地電位を中心に範囲
の検出を行なうので、正常状態でも故障と判断さ
れる恐れがあるためである。

ここで、第４図のタイムチヤートを用いて動作
の説明をする。まず、マルチプレクサ２１に対し
て走査信号が入力され、内部スイツチ２１１が
ONし、入力信号AI−１が増幅器２２に入力され
る。次にスイツチ２１１をOFFして、アイドル
時間Ｔ経過後スイツチ２１２をONして、AI−２
が入力される。この時、内部スイツチ２１２が故
障してON状態が続いたとする。チエツク信号
は、アイドル時間毎（CH₁、CH₂、CH₃、…）に
出力されており、スイツチ２７をONする。この
場合、内部スイツチ２１２が故障してON状態の
ままになつているので、AI−２は抵抗２６とス
イツチ２７を介してアースに流れる。よつて抵抗
２６には電圧が発生し、その電圧は増幅器２２で
増幅され、該定電圧Ｅより大きくなり比較器２４
の出力は“１”となる。そしてその出力とチエツ
ク信号のCH₂はANDゲート２８により論理積が
とられ、エラー信号E_Pが発生する。

内部スイツチ２１２の故障が回復すれば、次の
アイドル時間の際にはエラー信号は発生せず、ど
この接点にエラーが発生したか不明になるので、
後述する如く、エラー信号により、その時点の走
査信号の内容を記憶し、必要により取り出せるよ
うにすればよい。

第５図は、第３図で示した本発明の一実施例を
入力装置２０を含む計算機システムに適用した構
成図である。

マルチプレクサ２１、増幅器２２、Ａ／Ｄ変換
器２３、比較器２４，２５、抵抗２６、スイツチ
２７、ANDゲート２８は、第３図と同様である。
５１はデータバス、５２はコントロールバスで、
システムバス５０に含まれ、処理装置１０（図示
せず、第１図参照）に接続されている。３０，３
４はANDゲート、３１はフリツプフロツプ、３
２，３３はレジスタである。尚、単線の矢印は、
コントロール信号の流れを表わし、二重線の矢印
はアドレスおよびデータ信号の流れを表わす。

まず、処理装置１０は、レジスタ３３に対し、
データバス５１を介して、アドレス信号をＤ端子
に、そしてコントロールバス５２を介して、アド
レスラツチ信号をＴ端子に入力させる。するとア
ドレスがレジスタ３３にラツチされ、レジスタ３
３の出力は、走査信号としてマルチプレクサ２１
を動作させると共に、レジスタ３２のＤ端子に入
力される。そして、マルチプレクサ２１は入力信
号AI−１〜ｎのいずれかを選択し、その出力は
増幅器２２により増幅され、その出力信号をＡ／
Ｄ変換器２３でデイジタル信号に変換する。その
デイジタル信号は、コントロールバス５２からの
データ取込信号とANDゲート３０により論理積
がとられ、アドレスバス５１を介して処理装置１
０に取込まれる。これが正常データの流れであ
る。

次にチエツク信号による故障検出データの流れ
を以下に示す。

処理装置１０は、アイドル時間中にコントロー
ルバス５２を介して、チエツク信号CHを出力し
て、スイツチ２７をONして、故障検出を行な
う。もしこの時、マルチプレクサ２１の内部接点
２１１〜２１ｎのうち、いずれかが故障し、短絡
状態であれば第３図で説明した如く、ANDゲー
ト２８よりエラー信号が発生するのでフリツプフ
ロツプ３１がセツトされる。そしてこのフリツプ
フロツプ３１の出力はコントロールバス５２を介
して処理装置１０にエラー信号として出力され、
処理装置１０は故障があつたことを知ることがで
きる。またフリツプフロツプ３１がセツトされる
と、レジスタ３２のＴ端子にパルスが入力され、
その時のアドレスがレジスタ３２に記憶される。
フリツプフロツプ３１がセツトされている時に
は、レジスタ３２の内容は更新されない。従つ
て、必要により処理装置１０よりアドレス取込信
号を出力すれば、このレジスタ３２の内容が、
ANDゲート３４、データバス５１を介して処理
装置１０に取込まれ、いつでも故障したアドレス
を知ることができる。故障アドレスを取込んだ場
合には、エラーリセツト信号を出力し、エラーフ
リツプフロツプ３１をリセツトし、次のエラー検
出及びアドレスの記憶にそなえる。

本実施例によれば、永久故障ではなく、あるス
イツチが一時的に故障して、一巡する間にその故
障が回復してしまうような瞬時故障の場合におい
ても故障したアドレスがレジスタ３２に記憶され
ているので、故障検出することが出来るという効
果を有する。

本発明の他の実施例を第６図を用いて説明す
る。第６図における第３図との相違は、抵抗２
６、スイツチ２７の直列回路を除いた点である。
但し、本実施例は、入力信号源インピーダンスに
対して、入力インピーダンス２９が低い増幅器２
２′に対してのみ適用が可能である。

本実施例の場合、アイドル時間中マルチプレク
サ２１の内部スイツチがすべてOFFの時は、マ
ルチプレクサ２１の出力に多少の残留電圧が残つ
ていても入力インピーダンス２９が低いので、残
留電圧が低下し、残留電圧による影響をなくすこ
とができる。また、どれか一つの内部スイツチで
もON状態が続いている時は、入力信号の信号源
インピーダンスと増幅器２２′の入力インピーダ
ンス２９の分圧比で現われた電圧が増幅される。
これ以後の動作は第３図と同様で、増幅器２２′
からの出力を比較器２４，２５で検出し、チエツ
ク信号と論理積がとられ、エラー信号の有無によ
り、故障検出がなされる。エラー信号の処理につ
いては第５図と同様に扱うことができる。

本発明の他の実施例を第７図を用いて説明す
る。本実施例は、コンデンサ記憶伝送方式のマル
チプレクサ２１′を用いたものである。このマル
チプレクサ２１′は入力側と出力側、すなわち信
号源側と増幅器側とを絶縁化したものである。す
なわち、このマルチプレクサ２１′は２つの接点
を有する内部スイツチ２２１〜２２ｎを信号源側
と増幅器側の両方に切換えられるようにしたもの
であり、常時は信号源側に切換えておく。その
時、信号電圧はコンデンサに充電されている。
（AI−１を例にとると、抵抗２３０、コンデンサ
２３１、抵抗２３２の経路で電流が流れ、コンデ
ンサ２３１に充電される。）ここで、走査信号が
入力されると、その内容に応じて内部スイツチ２
２１〜２２ｎの１つが順次、増幅器側に切換えら
れる。この時、コンデンサに充電されている電圧
は、増幅器２２で増幅される。

このようなマルチプレクサ２１′において、内
部スイツチ２２１〜２２ｎに故障が発生した場合
の故障検出は次のようにして行なう。

例えば内部スイツチ２２１が故障して、アイド
ル時間中も、増幅器側に切換えられた状態が続く
とチエツク信号によりスイツチ２７がONした場
合、抵抗３６に電圧が発生するので、第３図と同
様にANDゲート２８よりエラー信号が出力され
る。

本実施例によれば、入力側と出力側を絶縁化し
たマルチプレクサを用いているので、高いコモン
モードノイズ除去比が得られる。

また、エラー検出は、Ａ／Ｄ変換器２３で入力
信号をデイジタル信号に変換した後で行なつても
よい。尚、第５図の実施例では、入力装置２０内
にレジスタ３２を設ける例を示しているが、処理
装置はエラー発生時のアドレスをソフト的に容易
に検出できるので、このレジスタ３２は省略可能
である。また、エラー検出信号の処理を、処理装
置がある場合についてのみ説明したが、処理装置
がない場合は、例えばエラー検出信号をフリツプ
フロツプに記憶し、その出力によりランプ表示を
行い、オペレータ等が目視によりエラー発生を確
認した際、スイツチ操作により、エラー発生がど
こで生じたかを検出するようにしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、マルチプレクサの内部スイツ
チが一時的にONとなるような瞬時故障に対して
もその故障を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プロセスの計算機システムの例を示
す図、第２図は、従来のマルチプレクサの故障検
出方法を説明するための入力装置の一部を示す
図、第３図は、本発明の一実施例を説明するため
の入力装置の一部を示す図、第４図は、本発明の
動作を示すタイムチヤート、第５図は、本発明の
一実施例を計算機システムに適用した構成図、第
６図、第７図は、本発明の他の実施例を説明する
ための入力装置の一部を示す図である。 ２１…マルチプレクサ、２２…増幅器、２４，
２５…比較器、２６…抵抗、２７…スイツチ、２
８…ANDゲート、３１…フリツプフロツプ、３
２，３３…レジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の入力信号を切換えるマルチプレクサの
   故障検出方法において、入力信号の切換え時に空
   き時間を設け、該空き時間毎にマルチプレクサの
   出力信号電圧が規定の範囲にあるか否かを検出
   し、マルチプレクサの故障検出を行なうようにし
   たことを特徴とするマルチプレクサの故障検出方
   法。