JPH06149604A - 多重化システム - Google Patents

多重化システム

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JPH06149604A
JPH06149604A JP4300846A JP30084692A JPH06149604A JP H06149604 A JPH06149604 A JP H06149604A JP 4300846 A JP4300846 A JP 4300846A JP 30084692 A JP30084692 A JP 30084692A JP H06149604 A JPH06149604 A JP H06149604A
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JP
Japan
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cpu
watchdog timer
cpus
diagnosis
wdt
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Masahiro Ishikawa
雅博 石川
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 システム動作を維持しながらウォッチドッグ
タイマを監視するCPUの動作状態によりウォッチドッ
グタイマを診断し得る多重化システムを提供する。 【構成】 第2のCPU39を監視している第2のウォ
ッチドッグタイマ36を診断する場合には、アンド回路
37によって第2のCPU39からウォッチドッグタイ
マ36への監視入力信号を遮断し、この場合の第2のC
PU39の動作状態によって該ウォッチドッグタイマ3
6を診断するとともに、診断の間は該診断されるウォッ
チドッグタイマ36によって監視される第2のCPU3
9の演算結果をSW回路41によって比較回路42に供
給されることを防止して照合対象から除外している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数のCPUを多重化
し、故障発生時のフォールトトレランスを図った多重化
システムに関し、更に詳しくは、複数のCPUの暴走を
監視するウォッチドッグタイマを診断し得る多重化シス
テムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の多重化システムとしては、図3に
示すような2つのCPUを有し、それらの演算出力結果
を比較回路にて照合する構成があげられる。これは電子
情報通信学会誌(平成2年11月号)に掲載された鉄道
信号制御フェールセーフシステムに紹介された構成であ
り、比較回路の比較結果が不一致であった場合、出力回
路に供給する電源を停止させるといった動作にて1つの
CPUに異常が発生した場合出力を安全側に維持してい
る。
【0003】通常、このようなCPUを用いて演算を行
なうシステムでは図4に示すように各CPUにプログラ
ム暴走を監視するウォッチドッグタイマ(以下、WDT
と略称する)を付加することが一般的である。この構成
例は日立マイクロコンピュータシステムHMCS680
0ユーザーズマニュアル(昭和60年7月発行番号68
−1−120A)に示されたものである。動作を概説す
ると、CPU11のポートからプログラムルーチンの進
行に伴い定期的な反転信号が出力され、プログラム暴走
時前記信号が不定期になったことをWDT13にて検知
しCPUにリセット信号を発生し、CPUの暴走を停止
させている。
【0004】図3に示した多重化システムにおいても図
5に示すように各CPUにそれぞれWDTを配する必要
がある。これは各CPUの出力結果を比較回路にて照合
し、CPU異常監視を行なっているが、通常各CPUの
同期ずれ等を許容するため異常判断を遅延回路を介した
上行い、またCPU異常が即座に出力結果に反映されな
いなど時間的に異常検知までに遅れが生ずる。しかし、
プログラム暴走のようなシステムに多大なる影響を与え
るような異常は専用に監視するWDTを配し、暴走発生
を迅速に検知し、CPUリセットを行なうことがほとん
どのシステムで行なわれている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の多重化システムにあっては、各CPUにそれ
ぞれWDTを配する必要があり、またそれらを構成する
際、1つのWDTあたり汎用部品では図4に示されるよ
うに最低数個必要となる。これが各CPU毎に必要とな
るため、部品点数が多くなり、コストアップ、実装面積
増大、接続点数増加による生産性低下を招いている。
【0006】これを解決する手法として、各WDTを全
て1チップで実現するカスタムICがあるが、ICに過
大ストレスが印加され、チップ破壊が発生した場合、最
悪ケースでWDTの全機能が停止し、各CPU監視機能
が無い状態に陥ってしまう。従って、このような理由が
WDTのカスタムIC化の妨げとなり、前記問題点を持
ちながら1次の部品故障が全機能停止を招かない汎用部
品による構成を余儀なくされていた。ここで汎用部品の
場合、1次の部品故障が発生しても停止するWDTは1
つであるため、他のCPUに影響を与えないので故障し
たWDTを監視するCPUが暴走しても最終的に比較回
路にて異常を検出できる。
【0007】また、複数のWDTを1チップ化可能とす
るためシステム動作を維持しながら定期的に他のWDT
をCPUが診断し、常に各WDTの異常を監視する方法
が特開平1−298446にて提案されている。これは
図6に示す回路構成にてWDTの正常動作を定期的に診
断しており、例えば第1CPU65が第2WDT70を
診断する場合は第2WDTパルス遮断回路68を第1C
PU65で制御し、第2WDT70の作動を第2CPU
66のリセットライン62をモニタすることで行なって
いる。
【0008】しかしながら、本構成においてはCPUの
リセットラインをモニタする診断方式をとっているため
WDT機能を診断することは可能であるがWDT作動に
よりCPUが正常に初期化されているかの診断は不可能
となる。従って、回路規模を増大させる割にはその効果
が少ないといった問題点があった。
【0009】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、システム動作を維持しながら
ウォッチドッグタイマを監視するCPUの動作状態によ
りウォッチドッグタイマを診断し得る多重化システムを
提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の多重化システムは、並列に動作する複数の
CPUと、該複数のCPUの各々の暴走を監視すべく各
CPUに対応してそれぞれ設けられるとともに、該対応
しない他のCPUによってそれぞれ診断されるように構
成されている複数のウォッチドッグタイマと、前記複数
のCPUの演算結果を照合する照合手段と、前記ウォッ
チドッグタイマを前記他のCPUが診断する場合、該診
断されるウォッチドッグタイマによって暴走を監視され
るCPUから該診断ウォッチドッグタイマへの監視入力
信号を遮断する監視入力遮断手段と、該監視入力遮断手
段によって前記診断ウォッチドッグタイマへの前記監視
入力信号を遮断したCPUの動作状態によって該診断ウ
ォッチドッグタイマの診断を行う診断手段と、前記ウォ
ッチドッグタイマの診断の間、該診断されるウォッチド
ッグタイマによって監視されるCPUの演算結果を前記
照合手段による照合対象から除外する照合除外手段とを
有することを要旨とする。
【0011】
【作用】本発明の多重化システムでは、診断すべきウォ
ッチドッグタイマへの監視入力信号を遮断した場合のC
PUの動作状態によって該ウォッチドッグタイマを診断
するとともに、診断の間は該診断されるウォッチドッグ
タイマによって監視されるCPUの演算結果を照合対象
から除外している。
【0012】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
【0013】図1は、本発明の一実施例に係わる多重化
システムの構成図である。同図に示す多重化システム
は、入力信号の状態に対し同一の演算を行って出力信号
を発生出力する第1のCPU31および第2のCPU3
9と、CPU31のプログラムラン信号(PRUN1)
をCPU39で制御されるゲート回路33を介して入力
信号とし、前記PRUN1信号が異常となった場合、リ
セット信号をCPU39で制御されるゲート回路34を
介してCPU31のリセット端子にリセット信号を印加
する第1のWDT35と、CPU39のプログラムラン
信号(PRUN2)をCPU31で制御されるゲート回
路37を介して入力信号とし、前記PRUN2信号が異
常となった場合、リセット信号をCPU31で制御され
るゲート回路38を介してCPU39のリセット端子に
リセット信号を印加する第2のWDT36と、通常CP
U31の出力信号を通過させ、CPU39からの指示に
よりCPU39の出力信号を通過させる第1のSW回路
40と、通常CPU39の出力信号を通過させ、CPU
31からの指示によりCPU31の出力信号を通過させ
る第2のSW回路41と、SW回路40とSW回路41
の出力結果を比較する比較回路42と、比較回路42の
判定結果に遅延を付加する遅延回路43と、各ゲート回
路に入力するCPU制御信号線にCPUリセット時ゲー
ト開を持続するために付加されるプルアップ抵抗44,
45,46,47,48,49とから構成される。
【0014】次に、図2に示すフローチャートを参照し
て、作用を説明する。なお、図2に示す処理は、第1の
CPU31によって第2のウォッチドッグタイマ36を
診断する場合について示している。
【0015】まず、CPU31が診断中の比較回路の作
動を防止するためにSW41の通過信号をCPU31に
切り換える(ステップ110)。CPU31がCPU3
9のプログラムラン信号(PRUN2)をマスクするた
めにゲート回路37をOFFにし、WDT36を作動さ
せる(ステップ120)。CPU31にてCPU39の
出力信号を監視し、リセット状態のステートになったら
WDT36が正常に作動したと判断する(ステップ13
0)。ここでそうでない場合はWDT36異常と判断し
(ステップ170)、システムリセットをCPU31が
行なう(ステップ180)。
【0016】次に、CPU31がゲート回路37のマス
ク信号を解除し、かつゲート回路38のマスク信号を発
生しCPU39のリセット信号を解除してCPU39の
動作を復帰させる(ステップ140)。CPU31がC
PU39の出力信号の復帰を検知する(ステップ15
0)。CPU31がSW回路40の通過信号をCPU3
9の出力信号に切り換え、かつゲート回路38のマスク
信号を解除する(ステップ160)。
【0017】以上説明した動作にてCPU31によるW
DT36の診断を行なうが、CPU39によるWDT3
5の診断も同様のフローにて行なわれる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
診断すべきウォッチドッグタイマへの監視入力信号を遮
断した場合のCPUの動作状態によって該ウォッチドッ
グタイマを診断するとともに、診断の間は該診断される
ウォッチドッグタイマによって監視されるCPUの演算
結果を照合対象から除外しているので、多重化システム
のシステム動作を維持しながらウォッチドッグタイマを
診断することが可能となる。そして、例えばすべてのウ
ォッチドッグタイマを1チップ化することができ、シス
テムの信頼性を損なうことなく、コストダウン、部品点
数の削減、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる多重化システムの構
成図である。
【図2】図1に示す多重化システムの作用を示すフロー
チャートである。
【図3】多重化システムの構成の一例を示すブロック図
である。
【図4】ウォッチドッグタイマの構成図である。
【図5】ウォッチドッグタイマを使用した従来の多重化
システムの構成図である。
【図6】ウォッチドッグタイマを使用した従来の他の多
重化システムの構成図である。
【符号の説明】
31,39 CPU 33,34,37,38 アンド回路 35,36 WDT 40,41 SW回路 42 比較回路 43 遅延回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 並列に動作する複数のCPUと、該複数
    のCPUの各々の暴走を監視すべく各CPUに対応して
    それぞれ設けられるとともに、該対応しない他のCPU
    によってそれぞれ診断されるように構成されている複数
    のウォッチドッグタイマと、前記複数のCPUの演算結
    果を照合する照合手段と、前記ウォッチドッグタイマを
    前記他のCPUが診断する場合、該診断されるウォッチ
    ドッグタイマによって暴走を監視されるCPUから該診
    断ウォッチドッグタイマへの監視入力信号を遮断する監
    視入力遮断手段と、該監視入力遮断手段によって前記診
    断ウォッチドッグタイマへの前記監視入力信号を遮断し
    たCPUの動作状態によって該診断ウォッチドッグタイ
    マの診断を行う診断手段と、前記ウォッチドッグタイマ
    の診断の間、該診断されるウォッチドッグタイマによっ
    て監視されるCPUの演算結果を前記照合手段による照
    合対象から除外する照合除外手段とを有することを特徴
    とする多重化システム。
JP4300846A 1992-11-11 1992-11-11 多重化システム Pending JPH06149604A (ja)

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