JPH0721046A - ２線式チェッカの故障検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 ２線式チェッカに入力すべき一組の被照合入
力を、そのまま２線式チェッカに入力し、下位ビット対
のみ反転して２線式チェッカに入力し、全入力を反転し
て２線式チェッカに入力し、上位ビット対のみ反転して
２線式チェッカに入力し、出力に非符号語が出現する場
合を故障として検出する。或いは、２線式チェッカに入
力すべき一組の被照合入力を順に、先ず、そのまま２線
式チェッカに入力し、次に、下位ビット対のみ反転して
２線式チェッカに入力し、次に、全入力を反転して２線
式チェッカに入力し、次に、上位ビット対のみ反転して
２線式チェッカに入力して、２線式チェッカの出力を監
視し、一組の被照合入力の照合周期中に２回反転する符
号語が得られない場合を故障とする。 【効果】 ２線式チェッカ自身に故障がある場合にも２
線式チェッカの出力から非符号語出力を得て２線式チェ
ッカの故障検出をも行うことができ、２線式チェッカの
信頼性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、デジタル回路にて異常
発見のための「２重化−比較」に多用されている２線式
チェッカの故障を検出するための２線式チェッカの故障
検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高信頼性システムを構築するためには一
般に冗長構成が有効であり、デジタルシステムにおいて
も回路全体の２重化或いは重要部の局所的２重化がひろ
く行われている。このような２重化されたデジタル回路
部の故障検出手法として、回路所定部位での「２重化−
比較」方式として２線式符号チェッカがある。この２線
式符号チェッカは、回路構成が簡単である、またツリー
構造とすることで検証が容易である等の理由で広く用い
られている。

【０００３】図３（ａ）は、このような２線式チェッカ
ＬＥn （図では、ＬＥ１，ＬＥ２，ＬＥ３の３個の回
路）の構成を示している。図の２線式チェッカＬＥn は
周知の回路で、入力側の４個の２入力アンドゲートＡ
１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２と、アンドゲートＡ１及びＡ２の
両出力は２入力オアゲートＣ１の入力端子に夫々入力さ
れており、また、アンドゲートＢ１及びＢ２の両出力は
２入力オアゲートＣ２の入力端子に夫々入力されてい
る。２入力オアゲートＣ１，Ｃ２の両出力が出力とな
る。

【０００４】図３（ｂ）は、上記２線式チェッカ（基本
単位回路）の真理値表を回路ＬＥ１を例に示したもので
ある。この真理値表中で黒丸を付した（ヘ）、（ト）、
（ヌ）、（ル）の４通りの入力、即ち相対の（符号語）
の入力に対しては、４入力２出力の基本単位回路ＬＥn
では回路故障がない限り、符号語（０，１または１，
０）の入力組合わせに対しては符号語（１，０または
０，１）が出力される。その他の場合には、必ず非符号
語（１，１または０，０）が出力される。

【０００５】従って、証査すべき（本来同一であるべ
き）一対の入力を、相対の関係に変換して（一対の入力
の一方のみを反転して）２線式チェッカに入力し、出力
を監視することで、入力データの正否を判定することが
できる。正常な入力データのみであれば、常に出力では
符号語のみが出力され、非符号語（１，１または０，
０）が出力されることはない。

【０００６】上述２線式チェッカＬＥn を基本単位とし
て順にツリー構造に接続することで、所定ビットの２線
式チェッカを構成することができる。図３（ａ）では、
例として、３個の２線式チェッカを接続して４ビット対
の２線式チェッカとした場合のツリー構造を示してい
る。最終段の対となる出力Ｍ２、Ｎ２を検査し常に出力
では符号語のみが出力されていることを監視すること
で、照合対象となる対となり相対の一連の被照合入力が
全ての入力対で符号語が含まれていないこと、即ち全入
力に異常が無いことのチェックができる。

【０００７】言うまでもなく、このような２線式チェッ
カは同時２重故障がおこらないことを前提とした、符号
による故障検出回路である。従って、１重故障に対して
は、想定した通りの故障検出動作を保証するものでは無
い。以下、この点につき触れる。

【０００８】図４は、２線式チェッカ回路の一部に縮退
故障が生じたことにより誤って符号語を出力してしまう
ことを示すもので、図４（ａ）に示す基本単位回路ＬＥ
１においてゲート回路Ａ１が常時“１”となる縮退故障
を生じた場合の真理値表を図４（ｂ）に示す。この真理
値表からわかるように不合理な出力となる場合が生じ
る。

【０００９】例えば、真理値表中で（ヘ）、（ル）の入
力、即ち相対の（符号語）の入力に対して、非符号語
（１，１または０，０）が出力されてしまうし、（イ）
の入力のように、非符号語の入力に対応して符号語を出
力してしまう等の不都合がおき、本来の機能が損なわれ
てしまう。

【００１０】もっとも、「バス同期式」のようにマシン
サイクル毎にデータをチェックする構造に２線式符号チ
ェッカを使用した場合には、「１重故障が発生し、例え
符号語が２線式チェッカから出力されてしまってもそれ
が２重故障にいたる前に非符号語となる入力が得られる
ことを期待することが十分できる」場合には大きな問題
は生じない。一般的に、上述条件、即ち多重故障に至る
前記に非符号語となる入力が期待できる回路の故障検出
においては２線式符号チェッカは単独で使用して大きな
問題を生じない。

【００１１】然しながら、上記前提条件が必ずしも期待
できない回路、例えば、入力切り換え頻度が少なく、誤
り見逃し期間が相当に長い場合もある部分での故障検出
として使用する場合には、従来の２線式チェッカを単独
で使用した場合には１重故障を発生した場合に、上述し
たように故障モードによっては、本来「非符号語（１，
１または０，０）が出力されるべき入力に対応して符号
語（１，０または０，１）が出力されてしまう、或いは
逆に符号語が出力されるべき入力に対応して非符号語が
出力されてしまうという不合理な結果が生じてしまい放
置される事態が生じ問題となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うに所定デジタル回路の故障検出手段として有効な２線
式チェッカが、２線式チェッカ自身の故障に対しては無
力であり、用途によっては重大な不都合を生じてしまう
との問題点を有している点に鑑みてなされたものであ
り、異常入力の検出手段である２線式チェッカ自身の故
障をも合わせて検出することができる簡易な構成の２線
式チェッカの故障検出方法を提案することを目的として
いる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本願第一発明の２線式チェッカの故障検出方法では、
２線式チェッカに入力すべき、対となり相対の一連の被
照合入力をそのまま２線式チェッカに入力する過程、下
位ビット対のみ反転して２線式チェッカに入力する過
程、全入力を反転して２線式チェッカに入力する過程、
上位ビット対のみ反転して２線式チェッカに入力する過
程を含み、２線式チェッカの出力を監視して非符号語が
得られた場合を故障とする。

【００１４】また、本願第二発明の２線式チェッカの故
障検出方法では、２線式チェッカに入力すべき、対とな
り相対の一連の被照合入力を順に、先ず、そのまま２線
式チェッカに入力し、次に、下位ビット対のみ反転して
２線式チェッカに入力し、次に、全入力を反転して２線
式チェッカに入力し、次に、上位ビット対のみ反転して
２線式チェッカに入力し、２線式チェッカの出力を監視
し、一組の被照合入力の照合周期中に２回反転する符号
語が得られない場合を故障とする。

【００１５】

【作用】第一発明では、一組の入力を照合するのに上述
の４回の照合を行っても、回路及び入力が正常である場
合にのみ各照合結果が全て符号語となる。従って、２線
式チェッカの出力を監視して一組の被照合入力の照合周
期中に非符号語を検出した場合を異常とすることで、本
来の２線式チェッカの機能である入力の異常検出に加え
て、２線式チェッカ自体が故障した場合も検出できる。

【００１６】第二発明では、一組の入力を照合するのに
上述順で４回の照合を行うので、回路及び入力が正常で
ある場合には、各照合結果は２線式チェッカ出力では符
号語であることに加えて、順に出力が２回反転する。従
って、２線式チェッカの出力を監視して一組の被照合入
力の照合周期中に２回反転する非符号語が得られない場
合を異常とすることで、本来の２線式チェッカの機能で
ある入力の異常検出に加えて、２線式チェッカ自体が故
障した場合も検出できる。そして、この検出回路に出力
の周波数的特徴を利用した簡易な回路を使用することも
できる。

【００１７】

【実施例】以下、本願発明を添附図面を用いて詳細に説
明する。２線式チェッカの基本回路に前掲の図４に示す
ような縮退故障が生じた場合には、既述したように異常
な入力（非符号語）に対しても誤って符号語を出力して
しまい従来は発見できない。このような場合でも入力信
号ペアの一部または全部を反転した信号について同様の
チェックを行うと今度は符号語が出力される。

【００１８】例えば、図４の場合であれば、 （Ｄ１Ｙ，Ｄ１Ｘ，Ｄ０Ｙ，Ｄ０Ｘ）−−＞（Ｍ０，Ｎ
０） なる入出力関係において、（ル）からわかるように、そ
のままの入力に対しては、 （ ０， １， １， ０）−−＞（ １， ０）と、
符号語となるが、同一入力を下位ビットを反転して入力
すれば、 （ ０， １， ０， １）−−＞（ １， １）と、
非符号語が得られる。

【００１９】このように入力信号ペアの一部または全部
を反転した信号について同様のチェックを行うと何れか
の場合に回路故障があれば最終的に非符号語が出力され
る。従って、非符号語が得られた場合を故障とすること
で回路異常を検出できる。その他の回路故障の場合につ
いても、一組の被照合入力の照合周期中に入力信号ペア
の一部または全部を反転した信号について同様のチェッ
クを行い非符号語が出力される場合を故障とすること
で、全ての異常を検出することができる。

【００２０】なお、入力信号と２線式チェッカ回路が共
に正常であれば、反転は見られるものの符号語が出力さ
れることは無い。即ち、当然ながら入力信号の異常に対
しては非符号語を出力するから２線式チェッカの出力を
監視することで２線式チェッカ本来の機能も有してい
る。結局、上述過程により２線式チェッカ機能に２線式
チェッカ自身の故障を検出する機能が付加されることに
なる。

【００２１】また、入力信号ペアの一部または全部を反
転して再チェックを行う際に、２線式チェッカに入力す
べき一組の被照合入力を順に、先ずそのまま２線式チェ
ッカに入力し、次に下位ビット対のみ反転して２線式チ
ェッカに入力し、次に全入力を反転して２線式チェッカ
に入力し、次に、上位ビット対のみ反転して２線式チェ
ッカに入力すると、各入力と２線式チェッカ自身が共に
正常である場合にのみ２線式チェッカの出力では一組の
被照合入力の照合周期中に２回反転する非符号語が得ら
れることから、簡易な回路で出力の周波数的特徴を監視
することで故障を検出することができる。

【００２２】次に、上述機能を実現するための本願発明
の２線式チェッカの故障検出回路を例示する。図１は本
発明の２線式チェッカの故障検出方法に用いて好適な２
線式チェッカの故障検出回路の一例を示すブロック図で
ある。

【００２３】図１の回路は、２線式チェッカＬＥ１，Ｌ
Ｅ２，ＬＥ３の入力部に挿入されて用いられるもので、
タイミング回路ＬＢと、このタイミング回路に接続され
２線式チェッカＬＥの入力部夫々に個々に挿入される符
号変換回路ＬＡ１，ＬＡ２，ＬＡ３とで構成されてい
る。

【００２４】タイミング回路ＬＢは、２線式チェッカの
本来の一回分の照合周期を４分割して各符号変換回路Ｌ
Ａに対して４フェイズとなるタイミング信号群を送出す
るもので、所定クロック信号ＣＬＫが入力され第１反転
信号ＬＩＮＶ及び第２反転信号ＨＩＮＶを送出するカウ
ンタＣＴを含み構成されている（図２のタイミングチャ
ート参照）。

【００２５】夫々の符号変換回路ＬＡは、２線式チェッ
カに入力すべき２ビット分信号一対、計４ビット分の入
力信号を単位に設けられ、各入力信号が入力される４個
のゲート回路で構成されている。

【００２６】なお、２線式チェッカの証査すべき対デー
タ（図では４対、８入力）は、従来と同じく符号調整回
路ＳＧＣを介して２線式チェッカ（群）に入力されてい
る。符号調整回路ＳＧＣは、２線式チェッカに入力すべ
き２ビット分信号一対、計４ビット分の入力信号を単位
に、各入力信号が入力される４系統のフリップフロップ
回路と、対データの一方の極性を反転するインバータと
で構成されている。各ＦＦには、入力ラッチ信号ＬＣＰ
が入力されている。

【００２７】次に、図１の２線式チェッカの故障検出回
路の作用を説明する。タイミング回路ＬＢでは、入力さ
れたクロック信号ＣＬＫ、ラッチ信号ＬＣＰ等に基づき
図２に示すように、２線式チェッカの本来の一回分の照
合周期Ｔに対応してこれを４分割するための第１反転信
号ＬＩＮＶ及び第２反転信号ＨＩＮＶ、そして入力ラッ
チ信号ＬＣＰを発生する。このＬＣＰ信号の立ち上がり
で、符号調整回路ＳＧＣの各フリップフロップは、被照
合信号群を（そのまま、或いは反転して）ラッチする。
またＬＩＮＶ及びＨＮＩＶは本来の被照合信号あるいは
次段の２線式チェッカに入力される被照合信号を、所定
順序で反転し順に照合させるための信号でクロック同期
した信号として作成する（２図参照）。

【００２８】上記各信号により各符号変換回路ＬＡで
は、入力信号を、先ず、そのまま２線式チェッカに入力
し、次に、下位ビット対のみ反転して２線式チェッカに
入力し、次に、全入力を反転して２線式チェッカに入力
し、次に、上位ビット対のみ反転して２線式チェッカに
入力する。

【００２９】この結果、２線式チェッカの出力では、２
線式チェッカの故障検出回路ＬＡに入力される各信号が
正常であり、且つ２線式チェッカ自体が正常であれば、
図２に正常時出力信号として示す様に、２線式チェッカ
の出力には１照合動作中で常に符号語が、しかも順に反
転して得られるから、この出力を監視しこの状態を確認
することで、２線式チェッカも正常であることがわか
る。

【００３０】しかし、もし入力される各信号が正常であ
っても、２線式チェッカ自体に故障があれば２線式チェ
ッカの出力には上述したような所定の出力が得られない
こととなり２線式チェッカの異常が検出できる。図２に
故障時出力信号として示す出力波形は故障時の２線式チ
ェッカの出力の一例を示すもので、非符号語が発生した
り常態と異なる周波数的特徴が表れる。勿論入力される
各信号が正常でない場合には、２線式チェッカの故障の
有無に係わらず、出力に既述したような所定出力が得ら
れることは無く、やはり検出されるから、２線式チェッ
カ本来の機能も併存している。

【００３１】以上説明したように、本願第一発明では、
２線式チェッカに入力すべき一組の被照合入力を、その
まま２線式チェッカに入力し、下位ビット対のみ反転し
て２線式チェッカに入力し、全入力を反転して２線式チ
ェッカに入力し、上位ビット対のみ反転して２線式チェ
ッカに入力することで、２線式チェッカ自身に故障があ
る場合にも２線式チェッカの出力から非符号語出力を検
出し故障検出をする。

【００３２】特に、本願第二発明では、２線式チェッカ
に入力すべき一組の被照合入力を順に、先ず、そのまま
２線式チェッカに入力し、次に、下位ビット対のみ反転
して２線式チェッカに入力し、次に、全入力を反転して
２線式チェッカに入力し、次に、上位ビット対のみ反転
して２線式チェッカに入力するようにし、２線式チェッ
カの出力を監視し一組の被照合入力の照合周期中に２回
反転する符号語が得られない場合を故障とすることで、
２線式チェッカの出力の周波数変化として入力の異常と
２線式チェッカ自身に故障がある場合とを検出すること
ができる。

【００３３】

【発明の効果】本願第一発明の２線式チェッカの故障検
出方法では、２線式チェッカに入力すべき、対となり相
対の一連の被照合入力を、そのまま２線式チェッカに入
力する過程、下位ビット対のみ反転して２線式チェッカ
に入力する過程、全入力を反転して２線式チェッカに入
力する過程、上位ビット対のみ反転して２線式チェッカ
に入力する過程を含み、２線式チェッカの出力を監視し
て符号語が得られた場合を故障とするので、２線式チェ
ッカ本来の機能に加えて２線式チェッカ自身に故障があ
る場合も検出することが可能となり２線式チェッカの信
頼性を向上させる。

【００３４】また、本願第二発明の２線式チェッカの故
障検出方法では、２線式チェッカに入力すべき、対とな
り相対の一連の被照合入力を順に、先ず、そのまま２線
式チェッカに入力し、次に、下位ビット対のみ反転して
２線式チェッカに入力し、次に、全入力を反転して２線
式チェッカに入力し、次に、上位ビット対のみ反転して
２線式チェッカに入力し、２線式チェッカの出力を監視
し、一組の被照合入力の照合周期中に２回反転する非符
号語が得られない場合を故障とするから、第一発明と同
様に２線式チェッカ本来の機能に加えて２線式チェッカ
自身に故障がある場合も検出することが可能となり２線
式チェッカの信頼性を向上させる。更に、正常時の出力
に周波数的特徴があるので、簡単な検出回路で異常検出
をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の２線式チェッカの故障検出方法に用
いて好適な２線式チェッカの故障検出回路の一例を示す
ブロック図である。

【図２】図１の２線式チェッカの故障検出回路の動作を
説明するタイムミングチャートである。

【図３】本願発明に係る２線式チェッカの一例を示すブ
ロック図及びその真理値表、またツリー構造とした例を
同時に示すブロック図である。

【図４】図３の２線式チェッカの故障時の真理値表を示
す図である。

【符号の説明】

ＬＥ…２線式チェッカ、 ＳＧＣ…符号変換回路、 ＬＢ…タイミング回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２線式チェッカに入力すべき、対となり
   相対の一連の被照合入力を、 そのまま２線式チェッカに入力する過程、 下位ビット対のみ反転して２線式チェッカに入力する過
   程、 全入力を反転して２線式チェッカに入力する過程、 上位ビット対のみ反転して２線式チェッカに入力する過
   程を含み、 ２線式チェッカの出力を監視して非符号語が得られた場
   合を故障とすることを特徴とする２線式チェッカの故障
   検出方法。
2. 【請求項２】 ２線式チェッカに入力すべき、対となり
   相対の一連の被照合入力を順に、 先ず、そのまま２線式チェッカに入力し、 次に、下位ビット対のみ反転して２線式チェッカに入力
   し、 次に、全入力を反転して２線式チェッカに入力し、 次に、上位ビット対のみ反転して２線式チェッカに入力
   し、 ２線式チェッカの出力を監視し、一組の被照合入力の照
   合周期中に２回反転する符号語が得られない場合を故障
   とすることを特徴とする２線式チェッカの故障検出方
   法。