JPS5824812B2 - 入出力装置管理方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はストアードプログラム制御力式によるデータ処
理装置のバス結合入出力装置管理方式に関するものであ
る。

最近技術革新の目ざましいマイクロプロセッサ等のスト
アードプログラム制御によるデータ処理装置が各種の制
御装置等に盛んに用いられている。

今やマイクロプロセッサは、集積回路技術の進渉により
、一つのパッケージに必要なあらゆる機器が集積されて
おり、経済的にも安価で入手可能で小形、小規模な制御
装置にも使用出来る様にな−て来た。

一般にマイクロプロセッサ等をそのデータ処理制御の中
枢として用いる場合、入出力装置とプロセッサとの間は
、アドレス・データ等の共通信号線、すなわちバスを介
してメモリと同等の扱いでアクセスすることの出来るメ
モリーインターフェースを用いている。

このインターフェースバスすなわち共通バスは、信号線
として、アドレス信号線（読出し、書込みのモード指定
制御線を含む）プロセッサと入出力装置とを連絡してそ
の起動制御を行なうためのスｌ−ローブ信号線、データ
信号線及びストローブ信号に対する入出力装置からの応
答を示すレディ信号を転送するレディ信号線などを備え
ている。

第１図は従来のメモリーインタフェースを用いたデータ
処理装置１のブロック図である。

プロセッサ２は共通バス（ストローブ信号線５、アドレ
ス信号線６、レディ信号線γ、データ信号線８）により
、メモリ３、入出力装置４−１〜４−ｎと接続されてい
る。

プロセッサ２は、共通バスを介してメモリ３からプログ
ラムを読出し、これを内部で解読し、その内容に応じて
入出力装置４−１〜４− ｎに対してデータを出力し、
プラント機器９に対して各種の制御を行なう。

また、プラント機器の各種状態、監視情報等は入出力装
置４−１〜ｎから入力し、プロセッサ２でデータ処理の
後メモリ３に格納する。

共通バスは前述のようにメモリインターフェースであり
、この時プロセッサー２とメモリ３間、あるいはプロセ
ッサー２と入出力装置４−１〜ｎ間のデータの授受は、
共通バスのストローブ信号線５上のストローブ信号と、
その応答であるレディ信号線７上のレディ信号との相互
応答により行なわれる。

これをタイムチャートで示したのが第２図である。

すなわち共通バスを用いたデータ転送手順は、先ずプロ
セッサー２がアドレス信号、データ信号（書込み動作の
場合のみ）に続いてストローブ信号を出力する。

前記アドレス信号により指定されたメモリ３または入出
力装置４−１〜ｎが先のストローブ信号を受け、この応
答としてプロセッサー２へレディ信号を返す。

レディ信号を受けたプロセッサー２はストローブ信号を
落し、この応答としてメモリ３または入出力装置４−１
〜ｎが今まで出力していたレディ信号を落す。

これをプロセッサー２が確認すれば一回のデータ転送が
終結される。

以上の様に、一連のストローブ信号とレディ信号の応答
が正しく終了したときに初めて、プロセッサー２は次の
データを転送できる状態になる。

ここで問題となるのは、第２図のタイムチャートでも明
らかな様に、アドレスにより指定されたメモリ３あるい
は入出力装置４−１〜ｎが何らかのハード故障によりレ
ディ信号をプロセッサ２へ返せなかった場合は、プロセ
ッサ２はレディ信号の応答待のままデッドロックとなり
、装置はシステムダウン表なる。

同様に、データ処理装置１の稼働中に、入出力装置４−
１〜ｎのいずれかが共通バスから切り離された入出力装
置に対してプロセッサ２がアクセスを行なった場合にも
システムダウンとなる。

従来装置ではこの様な場合、タイマー等を用いてシステ
ムダウンのアラームを外部（オペレータ）に出力して警
報するか、あるいは疑似のレディ信号を発生させてスト
ローブ信号を落とし、プロセッサー２の処理を次のステ
ップに進めていた。

しかしながら、このような従来方式では疑似レディ信号
を発生させる結果、誤りを含むデータがそのままその後
の制御に利用されてしまうことになるばかりでなく、ど
の入出力装置が故障しているかの特定に手数と時間がか
かる欠点がある。

本発明は、上記従来装置の欠点を除去したもので、入出
力装置の一つが故障した場合に誤りを含むデータが転送
されたことをプロセッサーに知らせてその無効処理を行
なわせると共に、プロセッサーの処理としては当該入出
力装置を切り離し、健全な入出力装置のみでの部分運転
（フォールバック運転）を可能とし、また予じめ設定ス
イッチによりある入出力装置の活殺を指定することによ
り、ユニットあるいは装置電源を切ることなく活線にて
入出力装置をバスから切離しまたは接続を容易に可能と
するような入出力装置管理方式を提供するものである。

このために、本発明では、メモワインターフエレスにお
いて、プロセッサからストローブ信号を出力した後、入
出力装置からのレディ信号応答待のときに、何らかの原
因（入出力装置の故障、あるいはバスからの物理的な切
離し）でいつまでもレディ信号応答がなかった場合には
、プロセッサ側でレディ信号応答待のタイムアウト検出
を行ない、タイムアウト時に疑似レディ信号を生成して
その回のデータ転送アクセスを終了させるとともに、プ
ロセッサに対する割込信号を生成し、この割込処理によ
り、その時のデータ転送アクセスは異常のまま終了した
ことを処理内容に反映させるまた、その時のアクセス当
該入出力装置が設定スイッチによりバスに実装指定とな
っていた場合はその入出力装置の異常を表示する。

さらに本発明では、設定スイッチの設定により、入出力
装置のバスへの接続あるいは切離し指定を行ない、この
情報を処理内容に反映させることにより、装置の処理に
じよう乱を与えることなく入出力装置の増設、改造を可
能としている。

第３図は本発明の一実施例を示すデータ処理装置のブロ
ック図である。

ここで１０はワンショットマルチバイブレーク（以下Ｏ
８Ｍと略す）、１１はアンゲート、１２はオアゲートを
示す。

また１５はアンドレスデコーダ及びストローブ信号を受
けてレディ信号を生成するためのタイミング制御部、１
３は入出力装置の接続、切離し設定のための設定スイッ
チであり、入出力装置の数だけ設けである。

１４は入力ゲート、１６はレジスタ及び表示器ドライバ
ー、１７は表示器であり、入出力装置４−１〜ｎの各々
状態つまりプロセッサからのアクセス処理が可能か否か
を表示するためのもので入出力装置の数だけ各々に対応
して設けている。

今フロセッサ２からメモリインターフェースで結合され
ている入出力装置−例えば４−１に対してデータ読取り
のアクセスを行なった場合を考えてみる。

プロセッサ２は、アドレス信号線６に入出力装置４−１
のアドレス信号を出力し、続いてストローブ信号線５に
ストローブ信号を出力する。

入出力装置４−１は、それが正常であれば、ストローブ
信号を受けとると、指定されたアドレスに対応するデー
タをデータ信号線８に出力すると共に、ストローブ信号
に対する応答としてレディ信号をプロセッサ２へ出力す
る。

−力、入出力装置４−１が故障でレディ信号の応答を返
すことが出来ない場合は、一定時間経過後に０８Ｍ１０
が働き、アンドゲート１１を経てプロセッサ２に対し割
込信号ＩＮを発するとともに、オアゲート１２から疑似
レディ信号をプロセッサ２に返し、入出力装置４−１か
らのテーク読取りアクセスを終了に持込む。

この時読取ったデータは、入出力装置４−１が正常に動
作しなかったため、誤ったデータであり処理上は無効扱
いにする必要がある。

プロセッサ２には割込信号ＩＮが入力されているので、
プロセッサ２は続いて割込処理に移る。

この処理の中で、その直前の入出力装置４−１とのデー
タ読取アクセスが失敗に終ったことを認識して、その読
取データの無効処理をする。

前記のアクセス失敗の判定はまた、例えばアンドゲート
１１からの割込信号を適当なレジスタに書込んでおき、
つぎのアクセス開始前に必ずそのレジスタを読取るよう
にすることによっても行なうことができる。

前記無効処理と同時に入出力装置４−１が故障であるこ
とを他の適当な入出力装置を経由してオペレータに対す
る警報きして出力する。

さらにレジスタ及び表示器ドライバー１６に当該入出力
装置異常信号をセットして表示器１７に表示する。

これによりオペレータは、どの入出力装置が異常であっ
たかを表示器１７の点灯状態により直ちに認識可能であ
る。

前記警報及び表示は、いぜれか−力のみでも良いことは
明らかである。

また入出力装置のいずれかを共通バスから切り離したり
、あるいは共通バスに接続する場合は、個々の入出力装
置に対応して設けた設定スイッチ１３を自動または手動
的に操作し、その内容を読取らせることによりプロセッ
サ２で実行する処理プログラムに、どの入出力装置がア
クセス可能かを認識させることができる。

これによりアクセス不可の入出力装置は、アクセス処理
を行なわせない様にして、その入出力装置をバスから切
離すことが出来る。

またある入出力装置のバスへの接続も、切離しと逆の手
順で、全く同じように可能である。

以上では、主にハードウェア面から本発明の制御力式を
説明して来たが、−カソフトウエアサポートの処理流れ
図及び手順を示したのが第４〜７図である。

すなわち第４図の流れ図は、設定スイッチ１３の内容を
読取り、その読取った情報をメモリ内に第５図に示す様
な入出力装置管理テーブルＡとして格納しておく手順を
示している。

例えば設定スイッチ１３をＯＮにした時は、これに対応
する入出力装置が実装（バスに接続）されており、アク
セス可能であると仮定するさ、この内容は管理テーブル
Ａの該当ビット位置にデータ゛１゛として格納される。

従って処理プログラムは、入出力装置をアクセスする前
に管理テーブルＡの該当ビット位置の内容を参照するこ
とによりアクセス可能（バスに接続されている）か否（
バスから切離されている）かを認識することが出来る。

尚第４図に示した管理テーブルＡの登録（リフレッシュ
）をある一定周期ご七に起動させる様にしておき、その
周期を適当に選んでおけば、テーブルＡの内容は常にリ
フレッシュされ最新のものとすることが出来る。

第５図に示した管理テーブルＡでは、ワードを構成する
個々のビットが１つの入出力装置に対応させられている
。

したがって各々のビットＯ〜７のそれぞれのＩｌｌ、ｒ
ＯＪの状態はそのままそのビットに対応する入出力装置
がアクセス可能か否か（バスから切離されているか否か
）を表わしている。

第６図は、入出力装置の故障状態を登録するための管理
テーブルＢを示したもので、入出力装置をアクセスして
異常を検出した時に、その都度異常状態を登録する。

後者の管理テーブルＢにおいても、管理テーブルＡの場
合と同様に、ワードを構成する個々のビットが１つの入
出力装置に対応させられている。

それ故に、管理テーブルＡおよびＢにおいて、個々の入
出力装置に割当てるワード≠およびビット位置を合せて
おくき、ビットの状態判定をワード単位で行なうことが
でき、ワードアドレス割出及びビット毎の論理処理等が
容易となる。

以上２つの管理テーブルＡとＢを用いて行なわれる本発
明の具体的処理手順を第７図に示す。

今伺らかの前段処理に引続いて入出力装置をアクセスし
ようとする場合、先づ、管理テーブルＡを参照し当該入
出力装置がアクセス可能か否か、すなわち入出力装置が
実装設定か不実装設定かを判断し、アクセス不可能（不
実装設定）の場合は、アクセスをバイパスして次の後続
処理を実行する（第７図ルートＡ）。

アクセス可能（実装設定）の場合はアクセス入出力装置
番号を異常処理連絡エリアにセットし、入出力装置のア
クセスに移る。

もしこの時のアクセスが正常に終了出来なかった時は、
先に述べた様に異常割込が発生して割込処理へと分岐す
る。

割込処理では異常連絡エリアにセットされた入出力装置
番号を読出し、これから該当入出力装置の設定スイッチ
の状態を読んで実装設定か否かを判定する。

管理テーブルＡの更新（第４図の処理フロー）の後に、
設定スイッチの実装設定から不実装設定への変更が行な
われ、これに引続いて該当入出力装置のアクセス実行に
入った場合には、管理テーブルＡの内容は末だ実際の設
定スイッチの内容に更新されていないので、そのままで
は入出力装置の故障と誤認識してしまうことになる。

これを避けるため、異常割込処理の度に真の入出力装置
故障か否かを判断し、管理テーブルＡを更新している。

すなわち管理テーブルＡが未更新で設定スイッチが不実
装設定の場合は、管理テーブルＡの当該入出力装置状態
を不実装に更新するとともに、該当表示器（第３図表示
器１７）を点灯して当該入出力装置はアクセス不可であ
ることを表示する。

次にアクセスデータ（例えば入出力装置からの読取デー
タ等）の無効扱い処理をし、後続処理へと進める。

また設定スイッチが実装設定であるのにアクセスが失敗
に終った場合は、明らかに入出力装置の故障であるから
、管理テーブルＢ上の該描ビット位置に入出力装置異常
を登録するとともに、入出力異常アラーム処理（例えば
ブザーの鳴動警報等）を行ない、続いて前述と同じ様に
表示器の点灯、アクセスデータの無効処理を行なう。

一力、先程の入出力装置アクセス時に異常割込が発生し
なかった場合、すなわち入出力装置アクセスが正常に終
了した場合には、管理テーブルＢ上の該当入出力装置状
態表示を正常表示にセットるとともに、該当表示器（第
３図、表示器１７）を消灯する。

その後は後続処理を継続する。以上から明らかなように
、本発明によれば、メモリインターフェースでバスに接
続された入出力装置のいずれかにアクセス異常が発生し
た場合にも、従来装置の様なシステムダウンを避けるこ
とができ、しかもアクセス異常入出力装置がどれかが一
目で分る異常表示及び警報により直ちに故障入出力装置
の特定が可能となる。

また、プロセツサーによる処理の流れの中で個々の入出
力装置の設定スイッチによる接続、切離しく実装、不実
装）操作が任意に出来る。

このことは例えば、装置全体をオンラインで動作させて
いる間に、装置全体の動作に支障（例えばシステムダウ
ン等）を与えることなしに入出力装置の増設、追加ある
いはメインテナンス等のための切離しが可能となったこ
とを意味する。

本発明の変形例としては、第４〜７図に示した処理流れ
図、及びテーブル構成を変形したものが考えられる。

すなわち、例えば第４および第７図の処理流れ図におい
ても、一部の処理をサブルーチン化したり、あるいは数
個の独立な処理に分割し、それらを組合せ、あるいは各
々を管理プログラムにより制御動作させる方法が考えら
れるが、それらはいずれも本発明の変形構成であり、本
発明の範囲に属するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のデータ処理装置の一般的装置構成を示す
ブ冶ツク図、第２図は入出力装置アクセス時のタイムチ
ャート、第３図は本発明の一実施例を示すブロック図、
第４図は本発明に用いられる管理テーブルＡのリフレッ
シュ処理の流れ図、第５図は本発明に用いられる管理テ
ーブルＡの構成例図、第６図は本発明に用いられる管理
テーブルＢの構成例図、第７図は本発明の一実施例であ
る入出力装置管理方式の流れ図である。 １・・・・・・データ処理装置、２・・・・・・プロセ
ッサ、３・・・・・・メモリ、４−１〜４−ｎ・・・・
・・入出力装置、５・・・・・・ストローブ信号線、６
・・・・・・アドレス信号線、７・・・・・・レディ信
号線、８・・・・・・データ信号線、９・・・・・・プ
ラント機器、１３・・・・・・設定スイッチ、１５・・
・・・・タイミング制御部、１７・・・・・・表示器、
ＩＮ・・・・・・割込信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入出力装置が共通バスを介してプロセッサに接続さ
   れており、プロセッサからのアクセスに対する入出力装
   置からの応答が予め定められた時間内に発生されない場
   合には疑似応答を発生させて当該アクセスを終了させる
   ようにされた入出力装置管理方式であって、各入出力装
   置の共通バスへの実装、不実装をあられす設定手段と管
   理テーブルとを設け、プロセッサからのアクセス時に疑
   似応答を発生したときはプロセッサに信号を供給して当
   該アクセスによるデータの無効処理をすると共に、アク
   セスされた入出力装置に対応する設定手段の状態を読出
   して当該入出力装置が実装されているか否かを検出し、
   実装されているときは当該入出力装置の異常表示および
   警報の少なくとも１方を行ない、また、不実装のときは
   前記管理テーブルに当該入出力装置の不実装を登録して
   前記管理テーブルを更新することを特徴とする入出力装
   置管理方式。 ２ 入出力装置が共通バスを介してプロセッサに接続さ
   れており、プロセッサからのアクセスに対する入出力装
   置からの応答が予め定められた時間内は発生されない場
   合には疑似応答を発生させて当該アクセスを終了させる
   ようにされた入出力装置管理方式であって、各入出力装
   置の共通バスへの実装、不実装をあられす設定手段と管
   理テーブルとを設け、プロセッサからのアクセス時に前
   記管理テーブルを参照し、管理テーブルの内容が不実装
   の場合には当該アクセスを中止して後続処理に移行し、
   一方管理テーブルの内容が実装であって疑似応答を発生
   したときは、プロセッサに信号を供給して当該アクセス
   によるデータの無効処理をすると共に、アクセスされた
   入出力装置に対応する設定手段の状態を読出してその実
   装、不実装を検出し、実装のときは当該入出力装置の異
   常表示および警報の少なくとも１力を行ない、不実装の
   ときは管理テーブルに当該入出力装置の不実装を登録し
   てこれを更新することを特徴さする入出力装置管理方式
   。 ３ 個々の入出力装置の実装、不実装を表示するように
   したことを特徴とする第２項記載の入出力装置管理方式
   。