JPH0486926A - 制御用マイクロプロセッサシステムの処理状態チェック方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は制御用マイクロプロセッサシステムの処理状態
チェック方式に関するものである。

〔従来の技術〕

制御用マイクロプロセッサシステムが誤動作した場合、
正常な動作に回復させるための修理に際して、原因の究
明が不可欠である。

従来、このような場合に誤動作の原因を調べるためのチ
ェック方式としては大きく分けて次の２通りがあった。

■外部の測定器によってチェックする方式■制御用マイ
クロプロセッサシステムに内蔵したチェックプログラム
によってチェックする方式 また、■の外部の測定器によってチェックする方式にも
次のようにいくつかの方式があった。

■＝ａ　　Ｉ１ｍ用マイクロプロセッサシステムが本来
有している機能を実動作させ、定められた手段で所定の
入出力動作が行われているかどうかをオシロスコープ、
ロジックアナライザ、オンラインスコープ等の一般的な
測定器を使用して入出力信号をチェックする方式 ■−ｂ　制御用マイクロプロセッサシステムの基板上に
マイクロプロセッサアナライザ等の特殊な測定器を接続
し、実行状態をチェックすることによって、動作状態を
チェックする方式また、■の制御用マイクロプロセッサ
システムに内蔵したチェックプログラムによってチェッ
クする方式にも次のようにいくつかの方式があった。

■−ａｌｌＩＩＩ′ａ用マイクロプロセッサシステムに
高度なチェックプログラムと動作チェック用回路とを予
め組み込んでおき、何らかの指示があったときにチェッ
クプログラムを起動させ、動作状態を自動的にチェック
させる方式 ■−ｂ　　ｆｉ１ｍ用マイクロプロセッサシステムに簡
単なチェックプログラムを組み込んでおき、外部の専用
のチェック用システムと連携して動作状態をチェックす
る方式 ■−Ｃ特別なチェックプログラムではなく、プログラム
トレーサ　メモリダンプ機能等を持っているオペレーテ
ィングシステム上でアプリケーションプログラムとして
制御用マイクロプロセッサシステムを構築しておき、必
要なときに入出力装置等を接続してプログラムトレーサ
等の機能を使って動作状態をチェックする方式 〔発明が解決しようとする課題〕 上述したように、従来から種々のチェック方式が存在し
ていたが、それぞれについて次のような欠点があった。

■−ａの一般的な測定器によるチェック方式では、この
種の分野における相当の知識を持った者が必要となり、
熟練していない者にはチェックが難しいという欠点があ
る。例えば、入出力信号をチェックするにしても、信号
の数が多くなったり、信号がクロック成分を有している
ような場合には、正確な判断は非常に難しくなる。また
、この方式では入出力信号の変化だけで、プログラムの
実行状態を調べることができないため、どういう処理に
異常があって誤動作が起きているのかを判断するのが困
難であるという欠点もある。

■−ｂのマイクロプロセッサアナライザ等の特殊な測定
器によるチェック方式では、プログラムの実行状態を調
べることができ、どの処理に異常があって誤動作が起き
ているのかを判断するのは容易であるが、マイクロプロ
セッサアナライザ等は比較的大型の装置となることから
、社内の生産ラインにおいてチェックする場合には問題
はないが、既に出荷された制御用マイクロプロセッサシ
ステムのチェックには対応が困難であるという欠点があ
る。また、この方式にあってもこの種の分野における相
当の知識を持った者が必要となり、熟練していない者に
はチェックが難しいという欠点もある。特に、簡単な機
能の制御用マイクロプロセッサシステムであれば問題は
ないが、機能が複雑になり、システムが大型化すればす
るほどチェックには膨大な知識を要し、時間も要するこ
とになる。

■−ａの高度なチェックプログラムを内蔵した方式では
、チェックプログラムが非常に複雑になると共に動作チ
ェック用回路も高価となり、大量生産される高機能な測
定器等ならばともかく、般の少量生産の制御用マイクロ
プロセッサシステムに搭載するのはコスト的に困難であ
るという欠点がある。また、誤動作の態様として、完全
な故障の場合と、ある条件下でのみ起こる間欠障害の場
合とがあるが、チェックプログラムによって容易にチェ
ックできるのは完全な故障についてであり、間欠障害に
ついては困難である場合が多い。

更に、この方式はハードウェア的な障害の検出が容易で
ある反面、実動作中にしか発生しないソフトウエア的な
障害の検出が困難であるという欠点もある。

■−ｂの簡単なチェックプログラムを内蔵した方式では
、外部に専用のチェック用システムを必要とし、社内の
生産ラインにおいてチェックする場合には問題はないが
、既に出荷された制御用マイクロプロセッサシステムの
チェックには対応が困難であるという欠点がある。また
、この方式にあってもこの種の分野における相当の知識
を持った者が必要となり、熟練していない者にはチェッ
クが難しいという欠点もある。

■−Ｃのプログラムトレーサ等の機能を使った方式では
、この種の分野における相当の知識を持った者が必要と
なり、熟練していない者にはチェックが難しいという欠
点がある。

本発明は上記の点に鑑み提案されたものであり、その目
的とするところは、簡単なチェックプログラムおよび回
路を内蔵させることにより、外部の測定器を用いること
なく、更に高度な知識がなくても簡単に動作状態のチェ
ックが行える制御用マイクロプロセッサシステムの処理
状態チェック方式を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するため、実行プログラム中
のチェックしたいプログラム位置に対応した値をセット
するチェックスイッチと、チェックスイッチの値をマイ
クロプロセッサに入力する入力ポートと、 マイクロプロセッサからトリガパルスを出力する出力ポ
ートと、 実行プログラム中の複数の箇所に挿入され、実行された
際にチェックスイッチの値を参照し、挿入されたプログ
ラム位置に対応して予め設定された値と比較して一致す
る場合に出力ポートにトリガパルスを発生させるチェッ
クプログラムと、出力ポートに発生したトリガパルスに
応して所定の表示を行う表示部とを備えるようにしてい
る。

すなわち、本発明では、この種の制御用マイクロプロセ
ッサシステムが、 （］）外部からの何らかの割り込み信号を入力し、定期
的に何らかの制御動作を行うものが多い。

例えば、数ミリ秒毎に割り込み信号を外部より入力し、
この信号をマイクロプロセッサの割り込み入力に接続す
ることにより、定期的に何らかのプログラムを起動する
等の処理を行っているものが多い。

（２）実行プログラムは基本的に、信号の入出力分岐、
計算等の命令の組み合わせによって構成されている。

という性質を持つことから、その誤動作の原因を解明す
る上で、実行プログラム中の所定のプログラム位置に実
際に制御が渡ったかどうかを知ることが非常に有益であ
る点に着目し、外部からの操作によりプログラム位置を
指定し、そのプログラム位置に制御が渡った時点で外部
に対して表示を行わせるようにしている。例えば、上記
の（１）に対しては、定期的な処理の入口点等に正常に
制御が渡るか否かを監視することにより、誤動作の原因
を絞ることができる。また、上記の（２）に対しては、
重要な分岐命令等の後のプログラム位置に制御が渡るか
否かを監視することにより、誤動作の原因を絞ることが
できる。

〔作用〕

本発明の制御用マイクロプロセッサシステムの処理状態
チェック方式にあっては、チェックスイッチに実行プロ
グラム中のチェックしたいプログラム位置に対応した値
をセットすると、実行プログラム中の複数の箇所に挿入
されたチェックプログラムが実行された際にチェックス
イッチの値を参照し、そのチェックプログラムの挿入さ
れたプログラム位置に対応して予め設定された値と比較
して一致する場合に出力ポートにトリガパルスを発生さ
せ、表示部により所定の表示が行われる。

すなわち、実行プログラム中の処理の要となる部分が実
際に実行されているかどうかを知りたい場合、その部分
に対応する値をチェックスイッチに設定すると、その部
分に制御が渡った時点で表示が行われ、その旨を知るこ
とができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例につき図面を参照して説明する。

第１図は本発明の制御用マイクロプロセッサシステムの
処理状態チェック方式を実現するためのハードウェア構
成の一実施例を示す構成図である。

第１図において、本実施例は、制御用マイクロプロセッ
サシステムにおいて主たる制御動作を行うマイクロプロ
セッサ１と、そのバス（アドレスバス　データバス）２
に接続された入力ポート３および出力ポート４と、チェ
ックを行う利用者が容易にアクセスできる位置に実装さ
れたチェックスイッチ５と、出力ポート４に順次接続さ
れたワンショットフリップフロンブ（ワンショットマル
チバイブレータ）６．ドライバ７、ＬＥＤ８とから構成
されている。なお、マイクロプロセッサ１は実行プログ
ラム中に設けられたチェックプログラムに従い、適当な
タイミングで入力ポート３によりチェックスイッチ５の
値を読み込むと共に、適当なタイミングで出力ポート４
にトリガパルスを発生させ、このトリガパルスはワンシ
ジットフリップフロップ６により肉眼で認識可能な程度
の幅に伸長され、ドライバ７を介してＬＥＤ８を点灯さ
せる。

第２図はマイクロプロセッサ１で実行される実行プログ
ラム中に設けられたチェックプログラムの例を示したも
のである。すなわち、実行プログラム中の例えば入力信
号のチェックを行うステップ１０１に続きそのレベルに
より分岐を行うステップ１０２の後にそれぞれチェック
プログラムＷ１、Ｗ２を設け、その後に定常処理に移行
するようになっている。ここで、チェックプログラムＷ
Ｉ　　Ｗ２は、チェックスイッチ５の値を読み込むステ
ップ１０３，１０７と、チェックスイッチ５の値と所定
値ｎ、ｍとを比較するステップ１０４１０８と、比較結
果により分岐するステップ１０５．１０９と、比較結果
が一致を示す場合に出力ポート４にトリガパルスを出力
させるステップ１０６．１１０とから構成されている。

なお、値ｎ。

ｍはチェックプログラムＷｌ、Ｗ２が挿入されたプログ
ラム位置に対応して設定された値である。

今、マイクロプロセッサシステムに何らかの誤動作が生
し、その原因を究明する必要が生した場合、利用者は重
要な処理が正常に行われているか否かのチェックを始め
る。例えば、第２図の分岐のステップ１０２の後に左右
いずれの処理に制御が移行するかをチェックする場合、
先ず、チェックスイッチ５に値ｎをセットすると、実際
の動作で左側に分岐した場合、チェックプログラムＷ１
が実行され、この場合はチェックスイッチ５の値がその
プログラム位置に対応した値ｎと一致するため、ＬＥＤ
８が点灯する。これにより、利用者は分岐が左側に行わ
れたことを知ることができる。

また、分岐が左側に行われなかった場合にはＬＥＤ８は
点灯しないので、利用者は分岐が左側に行われなかった
ことを知ることができる。同様に、チェックスイッチ５
に値ｍを設定することにより、第２図において右側に分
岐が行われたか否かを知ることができる。このような動
作を実行プログラムの要となるプログラム位置について
繰り返すことにより、誤動作の原因を究明することがで
きる。

なお、プログラム位置とチェックスイッチ５にセットす
べき値との関係はマニュアル等によりいつでもわかるよ
うにしておく必要がある。

なお、上記の実施例では表示のためにＬＥＤを用いたが
、他の表示素子を用いることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の制御用マイクロプロセッ
サシステムの処理状態チェック方式にあっては、 ■実行プログラム中の所定の位置に実際に制御が渡った
か否かを知ることができるため、誤動作の原因を早急に
つきとめることができる。

■重要な処理が実際に行われたか否かをマニュアル等に
従って順次鋼べて行くだけなので、高度の知識がな（で
も充分にチェックが行える。

■外部の測定器等を必要としないため、製品の出荷後で
も容易にチェックが行える。

■簡単なチェックプログラムと回路で構成できるため、
コストアップを招かない。

等の効果がある。

なお、故障診断用のエキスパートシステム等と組み合わ
せることにより、−層効率のよいチェックを行わせるこ
とも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の制御用マイクロプロセッサシステムの
処理状態チェック方式を実現するためのハードウェア構
成の一実施例を示す構成図および、第２図は実行プログ
ラムに挿入されたチェックプログラムの説明図である。 図において、 １・・・・・・マイクロプロセッサ ２・・・・・・バス（アドレスバス、データバス）３・
・・・・・入力ポート ４・・・・・・出力ポート ５・・・・・・チェックスイッチ ６・・・・・・フンショットフリップフロップ（ワンジ
ョントマルチハイブレータ） ７・・・・・・ドライバ ８・・・・・・ＬＥＤ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）実行プログラム中のチェックしたいプログラム位
   置に対応した値をセットするチェックスイッチと、 チェックスイッチの値をマイクロプロセッサに入力する
   入力ポートと、 マイクロプロセッサからトリガパルスを出力する出力ポ
   ートと、 実行プログラム中の複数の箇所に挿入され、実行された
   際にチェックスイッチの値を参照し、挿入されたプログ
   ラム位置に対応して予め設定された値と比較して一致す
   る場合に出力ポートにトリガパルスを発生させるチェッ
   クプログラムと、出力ポートに発生したトリガパルスに
   応じて所定の表示を行う表示部とを備えたことを特徴と
   する制御用マイクロプロセッサシステムの処理状態チェ
   ック方式。
2. （２）表示部をＬＥＤとしたことを特徴とする請求項１
   記載の制御用マイクロプロセッサシステムの処理状態チ
   ェック方式。
3. （３）出力ポートの出力パルスをワンショットフリップ
   フロップおよびドライバを介してＬＥＤに与えることを
   特徴とした請求項２記載の制御用マイクロプロセッサシ
   ステムの処理状態チェック方式。