JPS61173348A - 多数決演算回路 - Google Patents

多数決演算回路

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JPS61173348A
JPS61173348A JP1385585A JP1385585A JPS61173348A JP S61173348 A JPS61173348 A JP S61173348A JP 1385585 A JP1385585 A JP 1385585A JP 1385585 A JP1385585 A JP 1385585A JP S61173348 A JPS61173348 A JP S61173348A
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Masakazu Kato
雅一 加藤
Koichi Yomogihara
弘一 蓬原
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Nippon Signal Co Ltd
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Nippon Signal Co Ltd
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/16Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
    • G06F11/18Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using passive fault-masking of the redundant circuits
    • G06F11/187Voting techniques

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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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、多重処理系において各県の演算結果の判断を
行なう多数決演算回路に関し、n個の多重系システムか
ら与えられる情報のうち、過半数以上の一致出力を間違
うことなく判断して出力し、誤った多数決演算出力を出
さず、しかも、自身を含めて、回路故障を確実に検知し
、かつ、速やかに通報することができるようにすること
により、フェイルセーフ性及び情報の信頼性を高めたも
のである。
従来の技術 システムダウンによって膨大な損害或は重大な事故が予
想されるシステム、例えば鉄道、交通管制、プラント、
発電所、電話等のシステムにおいては、3重系などの多
重処理系とし、この多重処理系の多数決をとることによ
り、l系統が故障した場合にも、多数決原理によって、
システムダウンを防上するのが普通である。この場合、
多数決回路は2それ自身に故障が生じたときに、安全側
で停止するフェイルセーフな回路として構成する必要が
ある。このようなフェイルセーフな多数決演算回路の公
知例としては、例えば、電気学会論文誌 57−C11
(昭和57年4月)に発表された「内部三重系を持った
フェイルセーフ計算機システムの開発」がある、第3図
はこの公知技術の概略を示すものであって、A−C系の
三重系処理システムに対応して3個備えられた非対称誤
り論理演算発振器11〜13の出力を整流回路21〜2
3によって整流し、そのワイヤードオア出力から多数決
出力(2out of 3)を得るようになっている。
システムがn個の多重系となった場合にはそれに対応し
て論理演算発振器11〜13及び整流回路21〜23が
付加され、(n/2)<mとなるm個以上の入力があっ
たときに多数決出力を生じるように構成される。整流回
路21〜23はダイオードD II” D I3、D2
1〜D23及びコンデンサC21〜C23などを備える
一般的な倍電圧整流回路となっている。011〜CI3
は結合コンデンサである。
第4図(イ)は論理演算発振器11〜13の具体的な回
路例を示している0図において、Q1〜Q3はNPN型
トランジスタ、R1−R7は抵抗である。この発振回路
は入力端子aに、 Vin+ >(R1+R;”R3)V / R3の入力
電圧Vin1が加わり、かつ、入力端子すに、 V < V in2< (R6+R7)V/ Ryを満
足する入力電圧Vin2が加わったときに発振するアン
ドゲートとして機能する。論理演算発振器11〜13の
出力は整流回路21〜23によって整流され、整流出力
として取出される。また入力端子a、bを共通にして入
力電圧Vinを印加すると、 (RI+R2+R3)V /  R3<Vin<(R6
+R7)V/ R7の間の入力電圧Vinで発振するウ
ィンドウ、コンパレータとなる。
入力端子a、bを独立させて使用する場合には入力電圧
V inl またはVin2の何れかが、また、入力端
a、bを共通にした場合には入力電圧Vinが上記の条
件式を満足できなくなった場合、及び演算発振器11〜
13の各構成要素の何れかが、断線、短絡等の故障を生
じた場合には、論理演算発振器11〜13の発振動作が
停止し、整流出力が得られない、整流回路21〜23に
断線故障を生じた場合も同様である。従って、入力端子
a、bに接続されるA−C系の回路故障及び自己の回路
故障に対してフェイルセーフである。
第4図(イ)に示した回路において、トランジスタQ1
〜Q3を、NPN型のものからPNP型のものに代える
と、負の入力電圧で発振する論理演算発振器またはウィ
ンドウ、コンパレータを構成できる。第4図(ロ)はそ
の具体例を示し、入力端子a、 bにアースレベルより
低い入力電圧が印加されると発振する。
発明が解決しようとする問題点 ところで、この種の多数決演算回路は、n個の多重系シ
ステムから与えられる情報のうち、過半数以上の一致出
力を間違うことなく判断して出力し、誤った演算出力を
出さないことと、一致、不一致検出を正確に行ない、多
数決回路自身を含めて、回路故障を確実に検知し、かつ
速やかに通報し得る機能を持つことが必要である。とこ
ろが、上記した公知技術では、ワイヤードオア入力側が
故障しても、その故障が出力側ではわからない。
出力側で故障検知を行なう例として、例えば第5図に示
すように、整流回路21〜23の各出力の論理積をとる
論理演算発振器3と、A−C系から与えられる各入力信
号の論理積を取る論理演算発振器4を備え、論理演算発
振器3.4の出力の一致、不一致を検出することにより
、故障検知を行なう手段゛も考えられるが、この場合に
も、多数決出力0UTI側の整流回路21〜23が故障
した場合にはこれを検知することができない。
問題点を解決するための手段 本発明は、上述する問題点を解決するため、n個の入力
信号のうち、(n/2)<mとなるm個以上の入力があ
ったときに多数決出力を生じる多数決演算回路において
、n個の入力信号を順次クランプして加え合わせる回路
と、加算レベルが(n/2)<m個のレベルに対応する
ときに多数決出力を生じる回路と、加算レベルがn個の
レベルに対応しているか否かを監視してその監視出力を
生じる回路とを備えることを特徴とする。
作用 上記構成の多数決演算回路によれば、加算出力のレベル
より、n個の多正系システムから与えられる情報のうち
、過半数以上の一致出力を間違うことなく判断して出力
し、誤った多数決演算出力を出さない、また、加算出力
レベルより、自身を含めて、回路故障を確実に検知し、
かつ、速やかに通報することができる。
実施例 第1図は本発明に係る多数決演算回路の電気回路図であ
る0図において、第3図〜第5図と同一の参照符号は同
一性ある構成部分を示している。
この実施例では、第4図で説明した非対称誤りの論理演
算発振器11−13のそれぞれに接続される整流回路2
1〜23を、整流出力Va−Vcが順次加算されるよう
に接続しである。即ち、整流回路23の整流出力Vcを
基準とした場合、整流回路23の整流出力端を整流回路
22のアース端子に接続し、整流回路22の整流出力端
を整流回路21のアース端子へと順次積上げ結線し、整
流回路21の整流出力端子(イ)から加算出力を得るよ
うになっている。A−C系から与えられる入力の全てが
高レベルである場合には、回路故障を生じていない限り
、整流回路21〜23の整流出力は高レベルVc、Vb
及びVaとなり、出力端子(イ)における加算出力は高
レベル(Vc+Vb+Va)となるが、A−C系の一部
または全部の入力がなくなった場合には、その系に対応
する整流回路の整流出力Vc、Vb、Vaが低レベルに
なるから、出力端子(イ)における加算出力はその分だ
け低下する0例えば、A系の入力がなくなったとすれば
、整流回路21の出力が低レベルとなり、出力端(イ)
における加算出力レベルは、実質的に(Vc+Vb)に
低下する。
出力端(イ)には多数決回路5及び監視回路6が接続さ
れている。多数決回路5及び監視回路6はレベル検定器
として動作するものであって、論理演算発振器によって
構成する。特に前述のウィンドウ、コンパレータが適し
ている。
多数決回路5は、A−C系から与えられる3つの入力の
うち、2つ以上の入力が高レベルにある場合に多数決出
力OUT+を生じる。即ち、整流回路21の出力端(イ
)における加算出力が3つの整流出力Vc、Vb及びV
aのうち、2つ以上の整流出力を加算した高レベルにあ
るときに発振し、多数決出力OUT+を生じる。A−C
系のうち、2つの系の入力が低レベルになった場合には
、発振できなくなるから、多数決出力0υT1はなくな
る。
また、A−C系のうち、2つ以上の系の入力が高レベル
であっても、論理演算発振器11〜13または整流回路
21〜23の回路故障により、出力端(イ)で見た加算
出力が1つの整流出力のレベル以下にあるときは、多数
決出力OUT+は生じない、更に、多数決回路5自身が
回路故障を生じた場合には論理演算発振動作が停止し、
多数決出力OUT+がなくなる。従って、回路故障に対
してフェイルセーフである。
監視回路6は出力端(イ)における出力レベルがA−C
系の高レベル時の加算出力であるか否かを検定する。即
ち、監視回路6は、出力端(イ)の出力レベルが、整流
回路21〜23の高レベル出力Vc、Vb、Vaを加算
したレベル(vc+Vb+Va)にあるときにのみ、発
振して監視出力0UT2を発生する。論理演算発振器1
1〜13及び整流回路21〜23の1つでも、回路故障
を生じた場合には、出力端(イ)のレベルが(V Q 
+Vb+Va)を維持できなくなり、監視出力0UT2
がなくなる。つまり、監視回路6は高レベルの不一致と
同時に、論理演算発振器11〜13及び整流回路21〜
23の故障を検知するものである。
しかも自己の回路故障を生じた場合にも監視出力0UT
2がなくなるから、回路故障に対して、フェイルセーフ
性を確保できる。
第2図は本発明に係る多数決演算回路の別の実施例を示
している。この実施例では、A−C系からの入力を、論
理演算発振1111−13の入力端で並列に分岐して監
視回路7に入力し、監視回路7の出力と監視回路6の出
力とのワイヤードオア出力を監視出力0UT2とするよ
うになっている。
監視回路7はA−C系の全入力が低レベルにあるときに
発振する論理演算発振器71.つまり第4図(ロ)に示
した回路構成の論理演算発振器を備えて構成されている
。ツェナーダイオードVzは第4図(ロ)のアース点に
接続されてアース電位を与えており、論理演算発振器7
1は、ツェナーダイオードVzのツェナー電圧Ezより
低い負入力(−V + Ez)で発振する。72は整流
回路である。従って、この監視回路7は、監視回路6が
高レベル時の入力の不一致を検知するのに対し、低レベ
ル時の入力の不一致を検知する回路として動作する。6
1は監視回路6を構成する論理演算発振器、62は同じ
く整流回路、81〜83はA〜C系毎の処理回路ある。
なお、上記実施例では、A−C系の三重系システムを例
にとって説明したが、これより多重のn個の系のシステ
ムについても、同様に適用が可能であることはいうまで
もない。
発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、加算出力のレベル
から、n個の多重系システムから与えられる情報のうち
、過半数以上の一致出力を間違うことなく判断して出力
し、誤った多数決演算出力を出さず、しかも、加算出力
レベルより、自身を含めて、回路故障を確実に検知し、
かつ、速やかに通報することができ、フェイルセーフ性
及び情報の信頼性の高い多数決演算回路を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る多数決演算回路の電気回路図、第
2図は同じく別の実施例における電気回路図、第3図は
従来の多数決回路の電気回路図、第4図(イ)及び(ロ
)は非対称誤り論理演算発振器の電気回路図、第5図は
同じく別の従来例における電気回路図である。 11〜13・・・非対称誤り論理演算発振器21〜23
拳−・整流回路 5・・・多数決回路 6・・・監視回路第2図 第3図 う1 第4図 (イ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)n個の入力信号のうち、(n/2)<mとなるm
    個以上の入力があったときに多数決出力を生じる多数決
    演算回路において、n個の入力信号を順次クランプして
    加え合わせる回路と、加算レベルが(n/2)<m個の
    レベルに対応するときに多数決出力を生じる回路と、加
    算レベルがn個のレベルに対応しているか否かを監視し
    てその監視出力を生じる回路とを備えることを特徴とす
    る多数決演算回路。
  2. (2)前記入力信号を与えるn個の非対称誤り論理演算
    発振器と、これらの論理演算発振器のそれぞれに備えら
    れ出力が順次加算されるように接続されたn個の整流回
    路と、これらの整流回路の加算出力が(n/2)<m個
    の加算出力に対応するものであるときに多数決出力を生
    じる多数決回路と、前記整流回路の加算出力がn個の加
    算出力であるときに出力を生じる監視回路とを有するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の多数決演
    算回路。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04109459U (ja) * 1991-03-12 1992-09-22 日産デイーゼル工業株式会社 デイーゼルエンジンの排気還流装置
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JPS59104248U (ja) * 1982-12-28 1984-07-13 株式会社東芝 伝達冗長回路

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