JPS5814692B2 - 多重系同期運転方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は多重系同期運転方式、さらに詳しくはそれぞ
れ中央処理装置を有する複数系のシステムを同−のプロ
グラムにより同期運転する方式に関するものである。

例えば、列車運行制御システムなど高度の保安性が要求
されるシステムにおいては、多重系運転を行ない、各系
の処理結果の多数決又は一致（以下、代表的に多数決と
いう。

）をとって、外部装置へ出力することにより、処理結果
の信頼性を向上させている。

この多数決をとるためには、多重系運転の場合は各系を
同期運転することが好ましい。

また、いつとのような緊要な処理要求が発生するかわか
らないようなシステム、あるいは処理密度が高いシステ
ムにおいては、高度の保安性を確保するため、プログラ
ム多重処理を行なうことが望まれる。

プログラム多重処理とは、一つのプログラムの処理をそ
の動作中に発生した外部割込み要求に基いて中断し、そ
の割込み要求に対する処理（その割込みに対応するプロ
グラムの処理、又は単なる割込みの受入れ）をした後に
、中断ししプログラムの処理を再度続行するというよう
に、複数のプログラムを見かけ上並列的に処理すること
をいう。

中央処理装置による多重系同期運転においてプログラム
多重処理を可能にするためには、各系の中央処理装置の
命令実行ステップを一致させる必要がある。

命令実行ステップを一致させずに多重系同期運転を行な
うと、割込信号を入力したとき割込を受け付ける系と受
け付けない系が発生し、それらの系間の処理内容が不一
致になる危険性がある。

それは例えは割込を禁止する命令を実行した場合である
。

割込信号を入力したとき、ある系は割込を禁止する命令
を実行する直前であるとすると割込を受け付け、別な系
は命令実行の直後であるとすると割込を受け付けない事
態が発生する。

各系の中央処理装置を命令実行ステップレベルで同期さ
せるようにした多重系同期運転方式は知られている（特
開昭５３−６１９４４号公報）が、内方式は複数の中央
処理装置に対して一台の集中同期制御装置を用いるもの
であるから、同期制御装置の故障によりすべての系が動
作不可能になるため、例えば列車運行制御システムに応
用した場合に列車運行の安全性を保証することができな
い。

こうして、この発明は、プログラム多重処理が可能な多
重系同期運転方式において、同期動作を各系ごとに独立
して行なう同期制御機構を各系に備えることにより、一
つの系の同期制御機構が故障しても他の系に影響が及ば
ず、従って高い保安性が確保されるようにした多重系同
期運転方式を提供することを目的とする。

この発明が七記目的を達成するために備えた基本的機能
は、各系の中央処理装置が同一プログラム中の予め定め
た特定命令を実行する時毎に、白系の中央処理装置の動
作を停止させるとともに、各系において白系と他系の中
央処理装置を停屯させる信号の多数決をとり、多数決信
号が得られたことに基いてそれぞれ山系の中央処理装置
の停止状態を解除することにより、前記特定命令実行時
の処理結果の一致を図るというものである。

そして、この発明は、上記機能を有する手段として、フ
リーズ回路とフリーズ同期回路とからなる、いずれも同
一の構成を有する命令実行同期制御回路を各系に備え、
各系のフリーズ同期回路の入力端子に白系と他系のフリ
ーズ回路の出力端子を結合する構成としている。

次に、この発明を３重系同期運転に適用した場合の実施
例について、図面に基いて説明する。

Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ中央処理装置２Ａ．２Ｂ，２Ｃを
備えた系であり、ＩＡ，ＩＢ，ＩＣはこの発明に従って
各系に備えられた命令実行同期制御回路である。

命令実行同期制御回路ＩＡ，ＩＢ，ＩＣはいずれも同一
の構成を有するものであり、白系の中央処理装置２Ａ，
２Ｂ．２Ｃが特定命令を実行したときに出力する信号Ｓ
１を入力して白系の中央処理装置を停止させるためのフ
リーズ信号Ｓ２を出力するフリ−ズ回路１．１Ａ〜１．
ＩＣと、自系のフリーズ信号と他系のフリーズ信号の多
数決又は一致をとり、この同期信号Ｓ３により山系のフ
リーズ回路１．１Ａ〜１．ＩＣからのフリーズ信号の出
力を止めるフリーズ同期回路１．２Ａ〜１．２Ｃとから
なっている。

そして、各系の命令実行同期制御回路のフリーズ回路１
．１Ａ〜１．ＩＣからのフリーズ信号は互いに、他の系
の命令実行同期制御回路のフリーズ同期回路１．２Ａ〜
１．２０に入力するように結線されている。

こうして、いま第１系のフリーズ回路１．ＩＡに中央処
理装置２Ａからの特定命令実行信号Ｓ１が入力すると、
この回路１．ＩＡはフリーズ信号Ｓ２を出力し、中央処
理装置２Ａを停止させるとともに、フリーズ同期回路１
．２Ａを動作させる。

他の二つの系のフリーズ回路］．ＩＢ，１．１Ｃにも同
様に中央処理装置２Ｂ．２Ｃからの特定命令実行信号Ｓ
１が入力してフリーズ信号が出力されると、各系のフリ
ーズ同期回路１．２Ａ〜１．２０が同期信号Ｓ３を出力
し、フリーズ回路１．ＩＡ〜１．ＩＣを同時にリセツ卜
して各系の中央処理装置の停止状態を解除して、次のス
テップの命令を実行させる。

従って、各系の中央処理装置からの特定命令実行信号の
発生時点に差異が生じても、上述のように次ステップの
実行時点を各系とも一致させることができる。

第２図は命令実行同期制御回路の実例１を示す。

ＦＦはフリーズ回路を構成するフリツブフロツプであり
、中央処理装置からの特定命令実行信号Ｓ，によりセッ
トされ、セット出力信号はフリーズ信号Ｓ２となる。

また、ＡＮＤはフリーズ同期回路を構成するアンドゲー
トであり、前記フリップフロツプＦＦからのセツ卜出力
信号及び他系のフリッフフロツプからのセット出力信号
のアンドをとり、パルス発生回路ＳＳを介して前記フリ
ツプフロップＦＦをリセットする。

この例の命令実行同期制御回路を用いる場合は、いずれ
か一つの系の命令実行同期制御回路が正常である限り、
他の系の命令実行同期制御回路の７リップフロツプＦＦ
以外の構成要素が故障しても、前記一つの系は正常に処
理を続行することができる。

しかし、各系に備えられる命令実行同期制御回路は構成
簡単で廉価であるから、故障した回路を簡単に正常な回
路と交換して、迅速に止常動作に復帰させることができ
る。

第３図は命令実行同期制御回路の実例２を示す。

ＦＦはフリーズ回路を構成するフリツプフロツプであり
、中央処理装置からの特定命令実行信号Ｓ，によりセッ
トされ、セット出力信号は、フリーズ信号Ｓ２となる。

又、アンドゲート、多数決回路、タイマー回路、オアゲ
ートはフリーズ同期回路を構成し、前記フリツプフロツ
プＦＦからのセット出力信号及び他系のフリツブフロッ
プからのセット出力信号を人力し、３系とも同期したと
きはアンドゲ−卜ＡＮＤの出力により、オアゲ−卜ＯＲ
及びパルス発生回路ＳＳを介して前記フリップフロツプ
ＦＦがリセットされ、また、■系が同期はずれを起こし
たときは、多数決回路を介して他の２系の多数決出力に
よりタイマー回路が起動し、通常の同期おくれ時間を見
込んだ一定時間経過後のタイマー回路の出力によりオア
ゲート及びパルス発生回路ＳＳを介して前記フリツプフ
ロップＦＦがリセットされる。

この例の命令実行同期制御回路はアンドゲートＡＮＤを
有するので、３系とも同期したときは直ちに各系が停止
状態を解除され、また、多数決回路とタイマー回路を有
するので、同期はずれを起した系があっても、一定時間
以内は同期運転をしている系に同期はずれ系を待たせて
可及的に全系同期運転させることができ、かつ、同期は
ずれ系か故障などにより特定命令実行に至らない場合は
同期運転している他系に一定時間以上処理を停止させる
ことを防止することができる。

また、−系の命令同期制御回路が故障しても、他の多数
系が正常であれば、同期運転を続行することができる。

命令実行同期制御回路において行なう同期は中央処理装
置が実行するすべての命令について各命令実行時に行な
ってもよいが、各命令間に生じる各系の実行ステップの
ずれは非常に少ないので、いくつかの命令を実行したつ
どに、命令実行の同期を行なうことで十分てある。

どの命令実行時に同期をとるかはプログラム設定時にあ
らかじめ特定する。

このようにして特定された命令を、この明細書では特定
命令なる用語を用いており、各特定命令実行時毎に各系
の中央処理装置が停止され、すべて又は過半数の停止が
同期したことに基いて停止を解除することにより次の命
令実行ステップを一致させる。

実施例では、特定命令を実行した時に、同期動作を行な
うようになっているが、同期動作は特定命令を実行する
前・後、いずれの時に行なってもよい。

また、各系のフリーズ信号のアンド条件または多数決条
件によって同期をとるようになっているが、システムの
要求に適した一致条件を採れはよい。

上記のように、命令実行同期制御回路は各系において第
２図又は第３図に示されたようないずれも同−構成のも
のが用いられ、かつ、同期運転のため系相互間で授受す
る信号はフリーズ信号の一種類だけであるので、各系へ
の回路実装は容易であり、かつ、各系間の接続が非常に
簡単であり、互換性、経済性に優れている。

以上のように、この発明による多重系同期運転方式は、
白系の中央処理装置からの特定命令実行信号を入力して
白系の中央処理装置を停止させるフリーズ信号を出力す
るフリーズ回路と、各系のフリーズ信号の多数決又は一
致により前記フリーズ回路をリセットするフリーズ同期
回路とからなる、同一構成の命令実行同期制御回路を、
各系に備え、各系は白系のフリーズ回路のりセットによ
りそれぞれ山系の中央処理装置の停止を解除するように
した構成であるから、第１に、各系に同−構成の命令実
行同期回路を備えたことにより、各系の外部にあって各
系を総括する集中制御装置が不要であるため高い信頼性
が得られる。

第２に、各系は命令実行レベルで同期をとることができ
るためプログラム多重処理が可能である。

第３に、各系相互間ではフリーズ信号一種類のみの結線
をすれはよいから多重系構成が容易に行なえる。

また故障時の交換も容易に行なえる。

このような利点を有する多重系同期運転方式は、高度な
保安性が要求される列車運行制御システムに応用し、プ
ログラム多重処理をするのに適している。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の全体構成の−例を示すブ節ツク図、
第２図及び第３図は、それぞれ命令実行同期回路の具体
例を示すブ吊ツク図である。 ＩＡ，ＩＢ．ＩＣ……命令実行同期回路、１．ＬＡ，］
．ＩＢ，１．ＩＣ……フリーズ回路、１．２Ａ，１．２
Ｂ，１．２Ｃ……フリーズ同期回路、２Ａ，２Ｂ，２Ｃ
……中央処理装置、ＦＦ……フリツブフロツプ、ＡＮＤ
……アンドゲ−卜、ＳＳ……パルス発生回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同−のプログラムを処理する中央処理装置をそれぞ
   れ有する複数系のシステムを同期運転する多重系同期運
   転方式において、 白系の中央処理装置からの特定命令実行信号を入力して
   白系の中央処理装置を停止させるフリーズ信号を出力す
   るフリーズ回路と、各系のフリーズ信号を人力してその
   多数決又は一致により前記フリーズ回路をリセットする
   フリーズ同期回路とからなる命令実行同期制御回路を、
   各系に備え、各系は白系のフリーズ回路のリセットによ
   りそれぞれ山系の中央処理装置の停止を解除することを
   特徴とする多重系同期運転方式。 ２ フリーズ回路は白系の中央処理装置からの特定命令
   実行信号をセット入力信号とし、かつセット出力信号を
   フリーズ信号とするフリツブフロツプで構成し、フリー
   ズ同期回路は山系及び他系のフリーズ信号を入力とされ
   るアンドゲ＝卜で構成して、そのアンドゲ−卜の出力を
   前記フリツプフロツプのリセット入力としたことを特徴
   とする１項に記載の多重系同期運転方式。 ３ フリーズ回路は白系の中央処理装置からの特定命令
   実行信号をセット入力信号とし、セット出力信号をフリ
   ーズ信号とするフリツプフロツプで構成し、フリーズ同
   期回路は山系及び他系のフリーズ信号を入力とされるア
   ンドゲート及び多数決回路と、その多数決回路の出力に
   より動作されるタイマー回路と、前記アンドゲートとタ
   イマー回路の出力を入力とするオアゲー卜とで構成して
   、前記オアゲートの出力を前記フリツプフロツブのリセ
   ツ卜入力としたことを特徴とする１項に記載の多重系同
   期運転方式。