DE112015007095B4

DE112015007095B4 - Multiplexsystem

Info

Publication number: DE112015007095B4
Application number: DE112015007095.8T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Omori
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2018-11-22
Anticipated expiration: 2035-12-04
Also published as: WO2017094162A1; JPWO2017094162A1; US20180293142A1; JP6266190B2; CN108292251A; DE112015007095T5

Abstract

Multiplexsystem (100), umfassend eine Vielzahl von Eingabeeinheiten (110), in welche Daten jeweils eingegeben werden, wobei jede von der Vielzahl von Eingabeeinheiten eine Eingabebenachrichtigung zu einem Eingabezeitpunkt, zu welchem die Daten eingegeben werden, ausgibt und wenn ein Synchronisationszeitpunkt zum Begrenzungszeitpunkt erreicht wird, die Daten zu dem Synchronisationszeitpunkt ausgibt, und wenn der Synchronisationszeitpunkt zum Begrenzungszeitpunkt nicht erreicht ist, die Daten zum Begrenzungszeitpunkt ausgibt, wobei der Synchronisationszeitpunkt ein Zeitpunkt eines späteren von dem Eingabezeitpunkt und einem Zeitpunkt ist, zu welchem eine Eingabebenachrichtigung von einer anderen Eingabeeinheit ausgegeben wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Multiplexsystem, umfassend eine Vielzahl von Verarbeitungssystemen.
Hintergrund zum Stand der Technik
In einem eingebetteten System mit hoher Zuverlässigkeit ist es erforderlich, mit der Verarbeitung fortzufahren, selbst wenn sich eine Störung, wie ein Fehler, ereignet. Daher wird für Multiplexverarbeitungssysteme eine fehlertolerante Konzeption gewählt, um einen Betrieb in einem anderen Verarbeitungssystem fortzusetzen, selbst wenn sich ein Fehler in irgendeinem Verarbeitungssystem ereignet. Als eine der fehlertoleranten Konzeptionen gibt es ein Verfahren zum Erfassen eines Verarbeitungssystems, in welchem sich ein Fehler ereignet hat, Trennen des erfassten Verarbeitungssystems und Fortsetzen der Verarbeitung in den verbleibenden Verarbeitungssystemen.
Als ein allgemeines Verfahren zum Bestimmen des Ereignens eines Fehlers gibt es ein Verfahren zum Vergleichen von Berechnungsergebnissen von jedem Verarbeitungssystem. Wenn die Berechnungsergebnisse nicht übereinstimmen, kann erfasst werden, dass sich ein Fehler in irgendeinem der Verarbeitungssysteme ereignet hat.
In diesem Verfahren ist es notwendig, in jedem Verarbeitungssystem die gleiche Eingabe vorzunehmen, um zu veranlassen, dass die Berechnungsergebnisse jedes Verarbeitungssystems in einem Fall, wenn in jedem Verarbeitungssystem kein Fehler auftritt, übereinstimmen.
Allerdings würden in einem Fall, wenn die Verarbeitungssysteme Berechnungen zu einem gleichen Zeitpunkt durchführen, die Berechnungsergebnisse der Verarbeitungssysteme nicht übereinstimmen, wenn die Zeitpunkte, zu welchen die Daten in jedes Verarbeitungssystem eingegeben werden, voneinander abweichen.
Genauer gesagt werden erste Daten in ein erstes Verarbeitungssystem vor dem Berechnungszeitpunkt eingegeben, während die ersten Daten in ein zweites Verarbeitungssystem nach dem Berechnungszeitpunkt eingegeben werden. In diesem Fall führt das erste Verarbeitungssystem eine Berechnung unter Verwendung der ersten Daten zu einem ersten Zeitpunkt durch, während das zweite Verarbeitungssystem eine Berechnung ohne Verwendung der ersten Daten zum ersten Zeitpunkt durchführt. Daher stimmen das Berechnungsergebnis des ersten Verarbeitungssystems und das Berechnungsergebnis des zweiten Verarbeitungssystems nicht miteinander überein.
In einem System eines solchen Verarbeitungssystems ist es notwendig, die Zeitpunkte, zu welchen Daten in jedes Verarbeitungssystem eingegeben werden, zu vereinheitlichen.
Zudem, wenn die Zeitpunkte, zu welchen Berechnungen in jedem Verarbeitungssystem gestartet werden, nicht vereinheitlicht sind, unterscheiden sich die in jedem Verarbeitungssystem zu den Zeitpunkten, wenn Daten eingegeben werden, ausgeführten Berechnungen, selbst wenn die Zeitpunkte, zu welchen Daten in jedes Verarbeitungssystem eingegeben werden, vereinheitlicht sind. Genauer gesagt startet ein erstes Verarbeitungssystem eine zweite Berechnung nachdem zweite Daten eingegeben wurden, während ein zweites Verarbeitungssystem eine erste Berechnung startet, nachdem die zweiten Daten eingegeben wurden. In diesem Fall verwendet das erste Verarbeitungssystem die zweiten Daten, um die zweite Berechnung durchzuführen, während das zweite Verarbeitungssystem die zweiten Daten verwendet, um die erste Berechnung durchzuführen. Daher unterscheiden sich die Berechnungsergebnisse nachdem die zweiten Daten in das erste Verarbeitungssystem und das zweite Verarbeitungssystem eingegeben wurden zwischen dem ersten Verarbeitungssystem und dem zweiten Verarbeitungssystem.
In einem System eines solchen Verarbeitungssystems ist es notwendig, die Zeitpunkte zu vereinheitlichen, zu welchen Berechnungen in jedem Verarbeitungssystem gestartet werden.
Als ein Verfahren zum Vereinheitlichen der Zeitpunkte, zu welchen Berechnungen in jedem Verarbeitungssystem gestartet werden, gibt es Verfahren, um Taktquellen jedes Verarbeitungssystems wie folgt identisch zu machen:
(1) Ein Taktsignal, das aus einem einzelnen Kristalloszillator ausgegeben wird, wird als die Taktquelle von jedem Verarbeitungssystem verwendet. Dann arbeitet jedes Verarbeitungssystem in Übereinstimmung mit dem aus dem Eieinzelnen Kristalloszillator ausgegebenem Taktsignal.
Wenn jedoch in diesem Verfahren ein einziger Fehler im Kristalloszillator auftritt, stoppt das gesamte System. Im Allgemeinen weisen Kristalloszillatoren eine höhere Fehlerrate auf als andere ICs (Integrierte Schaltungen). Daher wird die Zuverlässigkeit der Systeme vermindert und die Leistung von Multiplexverarbeitungssystemen für das Ermöglichen von kontinuierlichem Betrieb beeinträchtigt.
(2) Durch einen Synchronisations-IC synchronisierte Taktsignale werden als die Taktquelle jedes Verarbeitungssystems verwendet. Der Synchronisations-IC synchronisiert Taktsignale, die aus einer Vielzahl von Kristalloszillatoren ausgebeben werden. Dann arbeitet jedes Verarbeitungssystem in Übereinstimmung mit dem durch den Synchronisations-IC synchronisierten Taktsignal.
In diesem Fall, da das System eine Vielzahl von Kristalloszillatoren aufweist, stoppt nicht das ganze System, selbst wenn ein einziger Fehler in den Kristalloszillatoren auftritt. Daher kann die Zuverlässigkeit des Systems aufrechterhalten werden.
Jedoch ist der Synchronisations-IC sehr kostenintensiv und dieses Verfahren kann somit nicht für ein eingebettetes System angewendet werden, wenn Kosten eine hohe Wichtigkeit beigemessen ist.
Mit anderen Worten kann keines der vorstehenden Verfahren (1) und (2) angewendet werden, um hohe Zuverlässigkeit sicherzustellen und ein System mit geringen Kosten zu konstruieren.
Daher ist es notwendig, die Zeitpunkte zu vereinheitlichen, zu welchen Berechnungen in jedem Verarbeitungssystem gestartet werden, nachdem unterschiedliche Taktquellen für jedes Verarbeitungssystem bereitgestellt wurden, und jedes Verarbeitungssystem asynchron laufen zu lassen.
Als verwandter Stand der Technik, welcher ein Verfahren zum Lösen eines solchen Problems offenbart, gibt es Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2.
In einem in Patentliteratur 1 offenbarten Verfahren wird eine Differenz in der Anzahl von Taktzyklen jedes Verarbeitungssystems, das unterschiedliche Taktquellen aufweist, gezählt.
Dann wird die Differenz der Anzahl von Taktzyklen jedes Verarbeitungssystems berücksichtigt, und Daten in jedes Verarbeitungssystem eingegeben und Vergleiche von Berechnungsergebnissen jedes Verarbeitungssystems durchgeführt.
Zum Beispiel, wenn der Betrieb des zweiten Verarbeitungssystems 10 Takte langsamer ist als der Betrieb des ersten Verarbeitungssystems, wird dieser angepasst, so dass die gleichen Daten in das zweite Verarbeitungssystem 10 Takte nachdem die Daten in das erste Verarbeitungssystem eingegeben wurden eingegeben werden. Das Berechnungsergebnis des ersten Verarbeitungssystems wird mit dem Berechnungsergebnis des zweiten Verarbeitungssystems nach 10 Takten verglichen.
Auf diese Weise ist es für jedes der Verarbeitungssysteme möglich, die gleiche Berechnung unter Verwendung der gleichen Daten durchzuführen, selbst wenn die Verarbeitungssysteme asynchron arbeiten. Außerdem ist es möglich, die Ergebnisse der gleichen Berechnung jedes Verarbeitungssystems zu vergleichen.
Allerdings tritt eine Abweichung innerhalb ± 100 PPM (Teile pro Million) in einer Genauigkeit von einem allgemein verwendeten Kristalloszillator auf. Das heißt, wenn ein Kristalloszillator von 100 MHz (Megahertz) verwendet wird, tritt eine Abweichung innerhalb eines Bereichs von ± 1 Pikosekunden in Bezug auf 10 Nanosekunden, welche 1 Taktzeit ist, auf.
Als ein Ergebnis, wenn 1 Takt des ersten Verarbeitungssystems 10 Nanosekunden + 1 Pikosekunde und 1 Takt des zweiten Verarbeitungssystems 10 Nanosekunden - 1 Pikosekunde ist, tritt eine Zeitdifferenz von 1 Mikrosekunde in einer eine-Millon-Takte-Zeit zwischen dem ersten Verarbeitungssystem und dem zweiten Verarbeitungssystem auf. Eine Millionen Takte sind 1 Sekunde bei 100 MHz. Außerdem tritt eine Zeitdifferenz von 3.6 Millisekunden in einer 3.6-Milliarden-Takte-Zeit zwischen dem ersten Verarbeitungssystem und dem zweiten Verarbeitungssystem auf. 3.6 Milliarden Takte sind eine Stunde bei 100 MHz. Mit anderen Worten, je länger die Betriebszeit jedes Verarbeitungssystems ist, umso größer ist die Zeitdifferenz zwischen den Verarbeitungssystemen.
Zudem, um die Berechnungsergebnisse von jedem Verarbeitungssystem zu vergleichen, ist es notwendig, die Berechnungsergebnisse der Verarbeitungssysteme zurückzubehalten, die schneller verarbeiten, bis die Berechnungsergebnisse der Verarbeitungssysteme erhalten werden, die langsamer verarbeiten. Zudem, wenn die Betriebszeit jedes Verarbeitungssystems lang wird, steigt die Anzahl von Berechnungsergebnissen, welche zurückbehalten werden müssen, was dazu führt, dass kein Pufferraum vorhanden ist. Dann ist es nicht mehr möglich, die Berechnungsergebnisse jedes Verarbeitungssystems zu vergleichen.
Mit anderen Worten, wenn sich die Zeitdifferenz zwischen jedem Verarbeitungssystem vergrößert, ist es schwierig, die Ergebnisse der gleichen Berechnung jedes Verarbeitungssystems unter Verwendung des in Patentliteratur 1 offenbarten Verfahrens zu vergleichen.
In einem in Patentliteratur 2 offenbarten Verfahren werden ein Zeitpunkt, zu welchem jedes Verarbeitungssystem Daten akzeptiert, und ein Zeitpunkt, zu welchem jedes Verarbeitungssystem eine Berechnung startet, durch Übertragung und Empfang eines Synchronisationsbefehls in jedem Verarbeitungssystem aufeinander abgestimmt. Auf diese Weise kann jedes Verarbeitungssystem die gleiche Berechnung unter Verwendung der gleichen Daten durchführen. Es ist allerdings notwendig, dass Daten in jedem Verarbeitungssystem zur gleichen Zeit ankommen.
Mit anderen Worten kann das in Patentliteratur 2 offenbarte Verfahren nicht in dem Fall eingesetzt werden, wenn Daten in jedem Verarbeitungssystem zu unterschiedlichen Zeitpunkten ankommen.
Zudem gibt es bei periodischen Berechnungen einen Fall, in welchem Betriebe, wie, dass jedes Verarbeitungssystem in einem Standby-Zustand ist, bis jedes Verarbeitungssystem einen Synchronisationsbefehl überträgt und empfängt, nicht anwendbar sind. In diesem Fall kann das in Patentliteratur 2 offenbarte Verfahren nicht eingesetzt werden.
Liste zitierter Schriften
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2009-193504 A
Patentliteratur 2: JP 558-99865 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, Betriebe in jedem von einer Vielzahl von Verarbeitungssystemen in einem Multiplexsystem zu synchronisieren, selbst wenn Zeitpunkte, zu welchen Daten in jedes der Vielzahl von Verarbeitungssystemen eingegeben werden, nicht synchronisiert sind.
Lösung des Problems
Diese Aufgabe wird durch das Multiplexsystem nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Multiplexsystems werden in den abhängigen Ansprüchen gegeben.
Ein Multiplexsystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vielzahl von Eingabeeinheiten, an welche Daten jeweils eingegeben werden.
Jede von der Vielzahl von Eingabeeinheiten gibt eine Eingabebenachrichtigung zu einem Eingabezeitpunkt aus, zu welchem die Daten eingegeben werden, und gibt die Daten zu einem Synchronisationszeitpunkt aus, welcher ein Zeitpunkt eines späteren von dem Eingabezeitpunkt und einem Zeitpunkt ist, zu welchem eine Eingabebenachrichtigung aus einer anderen Eingabeeinheit ausgegeben wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Erfindungsgemäß werden Daten von jeder von einer Vielzahl von Eingabeeinheiten in einem Multiplexsystem synchron ausgebeben, selbst wenn die Zeitpunkte, zu welchen Daten in jede von der Vielzahl von Eingabeeinheiten eingegeben werden, nicht synchronisiert sind. Daher ist es möglich, Betriebe von jedem von einer Vielzahl von Verabeitungssystemen zu synchronisieren, selbst wenn die Zeitpunkte, zu welchen Daten in jedes von der Vielzahl von Verarbeitungssystemen eingegeben werden, nicht synchronisiert sind.
Figurenliste

1 ist ein Strukturdiagramm eines Multiplexsystems 100 in Ausführungsform 1.
2 ist ein funktionales Strukturdiagramm einer Eingabeeinheit 110 in Ausführungsform 1.
3 ist ein Strukturdiagramm einer Berechnungsschaltung 220 in Ausführungsform 1.
4 ist ein funktionales Strukturdiagramm einer Ausgabeeinheit 130 in Ausführungsform 1.
5 ist ein Flussdiagramm eines Multiplexverfahrens in Ausführungsform 1.
6 ist ein Flussdiagramm eines Eingabeprozesses (S110) in Ausführungsform 1.
7 ist ein Flussdiagramm eines Berechnungsprozesses (S120) in Ausführungsform 1.
8 ist ein Flussdiagramm eines Ausgabeprozesses (S130) in Ausführungsform 1.
9 ist ein funktionales Strukturdiagramm einer Eingabeeinheit 110 in Ausführungsform 2.
10 ist ein Flussdiagramm eines Eingabeprozesses (S110) in Ausführungsform 2.
11 ist ein Strukturdiagramm eines Multiplexsystems 100 in Ausführungsform 3.
12 ist ein funktionales Strukturdiagramm einer Spezifikationseinheit 140 in Ausführungsform 3.
13 ist ein Flussdiagramm eines Multiplexverfahrens in Ausführungsform 3.
14 ist ein Flussdiagramm eines Spezifikationsprozesses (S140) in Ausführungsform 3.

Beschreibung von Ausführungsformen
Ausführungsform 1
Das Multiplexsystem 100, das eine Vielzahl von Verarbeitungssystemen aufweist, wird unter Bezugnahme auf 1 bis 8 erläutert.
Beschreibung der Struktur
Eine Struktur des Multiplexsystems 100 wird unter Bezugnahme auf 1 erläutert.
Das Multiplexsystem 100 umfasst eine Vielzahl von integrierten Schaltungen 210, eine Vielzahl von Berechnungsschaltungen 220 und eine integrierte Schaltung 230.
Insbesondere sind die integrierten Schaltungen 210 und die integrierte Schaltung 230 als LSI (Large Scale Integration = großer Integrationsgrad) bezeichnete Schaltungen. Eine Berechnungsschaltung 220 ist eine Schaltung, die einen Prozessor aufweist.
Die Vielzahl von integrierten Schaltungen 210, die Vielzahl von Berechnungsschaltungen 220 und die integrierte Schaltung 230 sind über eine Signalleitung verbunden.
Insbesondere ist die Vielzahl von integrierten Schaltungen 210 miteinander verbunden und die Vielzahl von Berechnungsschaltungen 220 mit der integrierten Schaltung 230 verbunden. Weiterhin ist die n-te integrierte Schaltung 210 mit der n-ten Berechnungsschaltung 220 verbunden.
Eine integrierte Schaltung 210 wirkt als eine Eingabeeinheit 110, eine Berechnungsschaltung 220 wirkt als eine Berechnungseinheit 120 und die integrierte Schaltung 230 wirkt als eine Ausgabeeinheit 130.
Das heißt, das Multiplexsystem 100 umfasst „Einheiten“, wie eine Vielzahl von Eingabeeinheiten 110, eine Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 und eine Ausgabeeinheit 130 als Elemente einer funktionalen Struktur. Die Funktion der „Einheit“ ist durch Hardware realisiert, die als eine Schaltung bezeichnet ist. Die Funktion einer „Einheit“ wird später erläutert.
Die Eingabeeinheiten 110 und die Berechnungseinheiten 120 sind einander eins zu eins zugeordnet und ein Paar von einer Eingabeeinheit 110 und einer Berechnungseinheit 120 bilden ein Verarbeitungssystem.
Das heißt, die n-te Eingabeeinheit 110 und die n-te Berechnungseinheit 120 sind einander eins zu eins zugeordnet und das Paar von der n-ten Eingabeeinheit 110 und der n-ten Berechnungseinheit 120 bilden das n-te Verarbeitungssystem. Die n-te Eingabeeinheit 110 ist eine Eingabeeinheit 110 der n-ten integrierten Schaltung 210, und die n-te Berechnungseinheit 120 ist eine Berechnungseinheit 120 der n-ten Berechnungsschaltung 220.
Eine funktionale Struktur der Eingabeeinheit 110 wird unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
Die Eingabeeinheit 110 umfasst eine Speichereinheit 110, eine Benachrichtigungseinheit 112, eine Erfassungseinheit 113 und eine Synchronisationseinheit 114 als Elemente der funktionalen Struktur. Die Funktionen dieser Einheiten werden später erläutert.
Eine Struktur der Berechnungsschaltung 220 wird unter Bezugnahme auf 3 erläutert.
Die Berechnungsschaltung 220 umfasst einen Prozessor 221, einen Speicher 222 und einen Oszillator. Der Prozessor 221 ist mit dem Speicher 222 und dem Oszillator 223 über eine Signalleitung verbunden.
Der Prozessor 221 ist eine integrierte Schaltung, die einen Prozess durchführt. Genauer gesagt ist ein Prozessor 221 eine CPU (Central Processing Unit = Zentrale Verarbeitungseinheit).
Der Speicher 222 ist eine nichtflüchtige Speichereinrichtung. Genauer gesagt ist der Speicher 222 ein ROM (Random Access Memory = Nur-Lese-Speicher).
Der Oszillator 223 ist eine Schaltung, welche ein Taktsignal erzeugt. Genauer gesagt ist der Oszillator 223 ein Kristalloszillator.
Der Oszillator 223 ist eine Taktquelle des Prozessors 221. Der Prozessor 221 arbeitet unter Verwendung einer Taktfrequenz des Oszillators 223 als eine Betriebsfrequenz. Der Prozessor 221 kann auch durch Vervielfachung der Taktfrequenz des Oszillators 223 und unter Verwendung der vervielfachten Taktfrequenz als die Betriebsfrequenz arbeiten. Der Oszillator 223 weist eine individuelle Differenz auf. Insbesondere tritt eine Abweichung innerhalb von ± 100 PPM in der Genauigkeit des Oszillators 223 auf. Als ein Ergebnis, wenn eine Nennfrequenz des Oszillators 223 100 MHz beträgt, tritt im Oszillator 223 eine Differenz von ± 10 KHz (Kilohertz) auf. Das heißt, die Taktfrequenz in einem schnelleren Oszillator 223 beträgt 100 MHz + 10 KHz und die Taktfrequenz in einem langsameren Oszillator 223 beträgt 100 MHz -10 KHz. Daher tritt in den Betriebsfrequenzen unter den Prozessoren 221 eine Differenz auf.
Ein Berechnungsprogramm ist im Speicher 222 gespeichert. Eine Vielzahl von Berechnungen und eine Reihenfolge der Berechnungen sind in dem Berechnungsprogramm definiert.
Der Prozessor 221 arbeitet in Übereinstimmung mit dem durch den Oszillator 223 erzeugten Taktsignal und führt das im Speicher 222 gespeicherte Berechnungsprogramm aus. Der Prozessor 221 arbeitet als die Berechnungseinheit 120.
Eine funktionale Struktur der Ausgabeeinheit 130 wird unter Bezugnahme auf 4 erläutert.
Die Ausgabeeinheit 130 umfasst eine Mehrheitsentscheidungseinheit 131, eine Erfassungseinheit 132, eine Rücksetzeinheit 133 und eine Zeitnehmereinheit 134 als Elemente der funktionalen Struktur. Die Funktionen dieser Einheiten werden später erläutert.
Beschreibung des Betriebs
Der Betrieb des Multiplexsystems 100 ist äquivalent zu einem Multiplexverfahren.
Das Multiplexverfahren wird unter Bezugnahme auf 5 erläutert. In Schritt S101, wenn Daten in jede von der Vielzahl von Eingabeeinheiten 110 eingegeben werden, geht der Prozess weiter zu Schritt S110. In jede Eingabeeinheit 110 eingegebene Daten werden als Eingabedaten 101 bezeichnet.
Die gleichen Eingabedaten 101 werden in jede Eingabeeinheit 110 eingegeben. Zudem können die Zeitpunkte, zu welchen die Eingabedaten 101 in jede Eingabeeinheit 110 eingegeben werden, voneinander abweichen. Mit anderen Worten können die Eingabedaten 101 in jede Eingabeeinheit 110 eingegeben werden ohne Synchronisation der Zeitpunkte, zu welchen die Eingabedaten 101 in jede Eingabeeinheit 110 eingegeben werden.
Schritt S110 ist ein Eingabeprozess.
Jede von der Vielzahl von Eingabeeinheiten 110 gibt eine Eingabebenachrichtigung 104 zum Eingabezeitpunkt aus, zu welchem die Eingabedaten 101 eingegeben werden, und gibt die Eingabedaten 101 zum Synchronisationszeitpunkt aus. Der Synchronisationszeitpunkt ist der spätere von dem Eingabezeitpunkt und den Zeitpunkten, zu welchen die Eingabebenachrichtigung 104 aus den anderen Eingabeeinheiten 110 ausgegeben wird.
Insbesondere gibt jede Eingabeeinheit 110 die Eingabebenachrichtigung 104 und die Eingabedaten 101 wie folgt aus.
Die Eingabedaten 101 werden in die Speichereinheit 111 eingegeben und die Speichereinheit 111 gibt die Eingabedaten 101 ein.
Die Benachrichtigungseinheit 112 erfasst einen Zeitpunkt, zu welchem die Eingabedaten 101 in der Speichereinheit 111 gespeichert werden, als ein Eingabezeitpunkt und gibt die Eingabebenachrichtigung 104 aus.
Die Erfassungseinheit 113 erfasst den späteren von dem Eingabezeitpunkt und Zeitpunkten, zu welchen die Eingabebenachrichtigung 104 aus den Eingabeeinheiten 110 ausgegeben wird, als den Synchronisationszeitpunkt.
Die Synchronisationseinheit 114 liest die Eingabedaten 101 aus der Speichereinheit 111 und gibt die Eingabedaten 101 aus, wenn der Synchronisationszeitpunkt erfasst ist.
Ein Vorgang des Eingabeprozesses (S110) wird unter Bezugnahme auf 6 erläutert.
In Schritt S111 werden die Eingabedaten 101 in die Speichereinheit 111 eingegeben. Dann speichert die Speichereinheit 111 die Eingabedaten 101.
In Schritt S112 gibt die Speichereinheit 111 eine Speicherbenachrichtigung 191 aus. Die Speicherbenachrichtigung 191 ist ein Signal zum benachrichtigen, dass die Eingabedaten 101 in der Speichereinheit 111 gespeichert wurden.
Die ausgegebene Speicherbenachrichtigung 191 wird in die Benachrichtigungseinheit 112 und die Erfassungseinheit 113 eingegeben.
In Schritt S113 gibt die Benachrichtigungseinheit 112 die Eingabebenachrichtigung 104 aus. Die Eingabebenachrichtigung 104 ist ein Signal zum benachrichtigen, dass die Eingabedaten 101 in die Eingabeeinheit 110 eingegeben wurden.
Die ausgegebenen Eingabebenachrichtigung 104 wird in die anderen Eingabeeinheiten 110 eingegeben.
In Schritt S114 erfasst die Erfassungseinheit 113 einen Synchronisationszeitpunkt.
Der Synchronisationszeitpunkt ist der spätere von einem Zeitpunkt, zu welchem die Speicherbenachrichtigung 191, die aus der Speichereinheit 111 ausgegeben wird, eingegeben wird, und den Zeitpunkten, zu welchen die Eingabebenachrichtigung 104, die aus anderen Eingabeeinheiten 110 ausgegeben wird, eingegeben wird.
Insbesondere erfasst die Erfassungseinheit 113 den Synchronisationszeitpunkt wie folgt. In der folgenden Beschreibung sind die anderen Eingabeeinheiten 110 eine zweite Eingabeeinheit 110 und eine dritte Eingabeeinheit 110.
Die Erfassungseinheit 113 weist erste bis dritte Flags (Kennzeichen) auf.
Der Wert des ersten Flags verändert sich von 0 auf 1, wenn die Speicherbenachrichtigung 191 eingegeben wird. Der Wert des zweiten Flags verändert sich von 0 auf 1, wenn die Eingabebenachrichtigung 104 der zweiten Eingabeeinheit 110 eingegeben wird, und der Wert des dritten Flags verändert sich von 0 auf 1, wenn die Eingabebenachrichtigung 104 der dritten Eingabeeinheit 110 eingegeben wird.
Die Erfassungseinheit 113 erfasst den Zeitpunkt, zu welchem alle Werte des ersten bis dritten Flags 1 werden, als den Synchronisationszeitunkt.
Wenn der Synchronisationszeitpunkt erfasst ist, geht der Prozess weiter zu Schritt S115.
In Schritt S115 gibt die Erfassungseinheit 113 eine Erfassungsbenachrichtigung 192 aus. Die Erfassungsbenachrichtigung 192 ist ein Signal zum benachrichtigen, dass der Synchronisationszeitpunkt erfasst wurde.
Die ausgegebene Erfassungsbenachrichtigung 192 wird in die Synchronisationseinheit 114 eingegeben.
In Schritt S116 liest die Synchronisationseinheit 114 die Eingabedaten 101 aus der Speichereinheit 111. Dann gibt die Synchronisationseinheit 114 die gelesenen Eingabedaten 101 aus. Die Eingabedaten 101, die aus der Synchronisationseinheit 114 der n-ten Eingabeeinheit 110 ausgegeben wurden, werden in die n-te Berechnungseinheit 120 eingegeben.
Zurückkehrend zu 5 wird die Beschreibung von Schritt S120 fortgesetzt.
Schritt S120 ist ein Berechnungsprozess.
In Schritt S120 starten die Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 Berechnungen, wenn die Eingabedaten 101, die aus der Vielzahl von Eingabeeinheiten 110 ausgegeben wurden, eingegeben werden. Das heißt, die n-te Berechnungseinheit 120 startet eine Berechnung, wenn die Eingabedaten 101, die aus der n-ten Eingabeeinheit 110 ausgegeben wurden, eingegeben werden.
Dann gibt jede von der Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 ein Berechnungsergebnis 102 aus.
Jedoch führt die Berechnungseinheit 120, welche über einen Fehler von der Ausgabeeinheit 130 benachrichtigt wurde, die Berechnung nicht durch und gibt das Berechnungsergebnis 102 nicht aus. Dies liegt daran, dass das Verarbeitungssystem, das die Berechnungseinheit 120 umfasst, die über einen Fehler benachrichtigt wurde, als außer Betrieb zu sein betrachtet wird.
Ein Vorgang des Berechnungsprozesses (S120) wird unter Bezugnahme auf 7 erläutert.
In Schritt S121 bestimmt die Berechnungseinheit 120, ob eine Berechnung erforderlich ist oder nicht.
Genauer gesagt bestimmt die Berechnungseinheit 120, ob eine Berechnung erforderlich ist oder nicht wie folgt:
Ein Berechnungsflag ist im Speicher 222 gespeichert. Der Wert des Berechnungsflags verändert sich von 0 auf 1, wenn über einen Fehler benachrichtigt wird.
Wenn der Wert des Berechnungsflags 0 ist, bestimmt die Berechnungseinheit 120, dass eine Berechnung erforderlich ist. Wenn der Wert des Berechnungsflags 1 ist, bestimmt die Berechnungseinheit 120, dass eine Berechnung nicht erforderlich ist.
Wenn bestimmt wird, dass eine Berechnung erforderlich ist, geht der Prozess weiter zu Schritt S122.
In Schritt S122 führt die Berechnungseinheit 120 eine Berechnung unter Verwendung der Eingabedaten 101, welche eingegeben werden, durch. Genauer gesagt führt der Prozessor 221, welcher als die Berechnungseinheit 120 wirkt, ein im Speicher 222 gespeichertes Berechnungsprogramm aus.
Wenn die Berechnung endet, geht der Prozess weiter zu Schritt S123.
In Schritt S123 gibt die Berechnungseinheit 120 das Berechnungsergebnis 102 aus. Das Berechnungsergebnis 102 sind Daten, die ein Ergebnis zeigen, das durch die Berechnung erhalten wurde.
Das ausgegebene Berechnungsergebnis 102 wird in die Ausgabeeinheit 130 eingegeben.
Zurückkehrend zu 5 wird die Beschreibung von Schritt S130 fortgesetzt.
Schritt S130 ist ein Ausgabeprozess.
In Schritt S130 wählt die Ausgabeeinheit 130 ein Berechnungsergebnis 102 aus einer Vielzahl von Berechnungsergebnissen 102 aus, die durch die Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 erhalten wurden, und gibt Daten aus, die den gleichen Inhalt aufweisen wie das ausgewählte Berechnungsergebnis 102. Die aus der Ausgabeeinheit 130 ausgegebenen Daten 130 werden als Ausgabedaten 103 bezeichnet.
Die Ausgabeeinheit 130 benachrichtigt die Berechnungseinheit 120, welche ein nicht ausgewähltes Berechnungsergebnis 102 erhalten hat, über einen Fehler.
Ein Vorgang des Ausgabeprozesses (S130) wird unter Bezugnahme auf 8 erläutert.
In Schritt S131 erfasst eine Mehrheitsentscheidungseinheit 131 einen Vergleichszeitpunkt des Vergleichens der Berechnungsergebnisse 102.
Der Vergleichszeitpunkt ist der schnellere von dem Zeitpunkt, zu welchem die Berechnungsergebnisse 102, die aus der Vielzahl von Berechnungseinheiten120 ausgegeben wurden, eingegeben werden, und einem Zeitpunkt, zu welchem der Vergleich der Vergleichsergebnisse 102 abgeschlossen sein sollte.
Der Zeitpunkt, zu welchem der Vergleich der Berechnungsergebnisse 102 abgeschlossen sein sollte, ist ein Zeitpunkt, zu welchem eine aus der Zeitnehmereinheit 134 ausgegebene Zeitüberschreitungsbenachrichtigung 195 eingegeben wird.
Insbesondere erfasst die Mehrheitsentscheidungseinheit 131 den Vergleichszeitpunkt wie folgt. In der folgenden Beschreibung sind die Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 erste bis dritte Berechnungseinheiten 120.
Die aus den ersten bis dritten Berechnungseinheiten 120 ausgegebenen Berechnungsergebnisse 102 werden in die Mehrheitsentscheidungseinheit 131, die Zeitnehmereinheit 134 und die Erfassungseinheit 132 eingegeben.
Die Mehrheitsentscheidungseinheit 131 weist erste bis dritte Flags auf. Der Wert des n-ten Flags verändert sich von 0 auf 1, wenn das Berechnungsergebnis 102, das aus der n-ten Berechnungseinheit 120 ausgegeben wurde, eingegeben wird.
Die Zeitnehmereinheit 134 startet Zeitmessung, wenn das erste Berechnungsergebnis 102 der Berechnungsergebnisse 102, die aus den ersten bis dritten Berechnungseinheiten 120 ausgegeben wurden, eingegeben wird, und misst eine abgelaufene Zeit, die seit der Eingabe des ersten Berechnungsergebnisses 102 abgelaufen ist. Dann gibt die Zeitnehmereinheit 134 die Zeitüberschreitungsbenachrichtigung 195 aus, wenn die abgelaufene Zeit eine Haltezeit erreicht. Die Zeitüberschreitungsbenachrichtigung 195 ist ein Signal zum benachrichtigen, dass die abgelaufene Zeit die Haltezeit erreicht hat. Die ausgegebene Zeitüberschreitungsbenachrichtigung 195 wird in die Mehrheitsentscheidungseinheit 131 eingegeben. Die Haltezeit ist eine vorherbestimmte Zeit. Insbesondere ist die Haltezeit 1 Millisekunde.
Die Mehrheitsentscheidungseinheit 131 erfasst einen Zeitpunkt des schnelleren von dem Zeitpunkt, zu welchem alle Werte des ersten bis dritten Flags 1 werden, und dem Zeitpunkt, zu welchem die Zeitüberschreitungsbenachrichtigung 195 als der Vergleichszeitpunkt eingegeben wird.
Wenn der Vergleichszeitpunkt erfasst wird, geht der Prozess weiter zu Schritt S132.
In Schritt S132 trifft die Mehrheitsentscheidungseinheit 131 eine Mehrheitsentscheidung der eingegebenen Berechnungsergebnisse 102 und wählt die Mehrheitsberechnungsergebnisse 102 aus. Die Mehrheitsberechnungsergebnisse 102 bedeuten die durch eine Mehrheitsentscheidung ausgewählten Berechnungsergebnisse 102.
Mit anderen Worten, in einem Fall, wenn die ersten bis dritten Berechnungsergebnisse 102 eingegeben werden und das erste Berechnungsergebnis 102 und das zweite Berechnungsergebnis 102 ein erster Wert sind, während das dritte Berechnungsergebnis 102 ein zweiter Wert ist, wählt die Mehrheitsentscheidungseinheit 131 das erste Berechnungsergebnis 102 und das zweite Berechnungsergebnis 102 aus.
In Schritt S133 gibt die Mehrheitsentscheidungseinheit 131 Daten, die den gleichen Inhalt aufweisen wie die ausgewählten Berechnungsergebnisse 102, als die Ausgabedaten 103 aus.
Die Ausgabedaten 103 werden an die Außenseite des Multiplexsystems 100 ausgegeben. Zudem werden die Ausgabedaten 103 in die Erfassungseinheit 132 und die Rücksetzeinheit 133 eingegeben.
Die Rücksetzeinheit 133 gibt eine Rücksetzbenachrichtigung 196 aus, wenn die Ausgabedaten 103 eingegeben werden. Die Rücksetzbenachrichtigung 196 ist ein Signal zum Zurücksetzen der Messung von abgelaufener Zeit. Die ausgegebene Rücksetzbenachrichtigung 196 wird in die Zeitnehmereinheit 134 eingegeben.
Die Zeitnehmereinheit 134 stoppt die Messung von abgelaufener Zeit und setzt die gemessene Zeit auf 0 zurück.
In Schritt S134 vergleicht die Erfassungseinheit 132 die eingegebenen Berechnungsergebnisse 102 mit den eingegebenen Ausgabedaten 103.
In Schritt S135 bestimmt die Erfassungseinheit 132, ob die eingegebenen Berechnungsergebnisse 102 und die eingegebenen Ausgabedaten 103 übereinstimmen.
Wenn zumindest eines von den Berechnungsergebnissen 102 mit den Ausgabedaten 103 nicht übereinstimmt, geht der Prozess weiter zu Schritt S136.
In Schritt S136 erzeugt die Erfassungseinheit 132 eine Fehlerbenachrichtigung 105.
Insbesondere spezifiziert die Erfassungseinheit 132 die Berechnungseinheiten 120 der Eingabequellen der Berechnungsergebnisse 102, welche mit den Ausgabedaten 103 nicht übereinstimmen, und erzeugt die Fehlerbenachrichtigung 105, umfassend Identifikatoren, welche die spezifizierten Berechnungseinheiten 120 identifizieren.
Die Fehlerbenachrichtigung 105 sind Daten zum Benachrichtigen der Berechnungseinheiten 120 von welchen Minderheitenberechnungsergebnisse 102 erhalten werden. Die Minderheitsberechnungsergebnisse 102 bedeuten die Berechnungsergebnisse 102, welche durch die Mehrheitsentscheidung nicht ausgewählt sind.
Dann gibt die Erfassungseinheit 132 die erzeugte Fehlerbenachrichtigung 105 aus. Die ausgegebene Fehlerbenachrichtigung 105 wird in jede von der Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 eingegeben.
Die Berechnungseinheiten 120, welche durch die in der Fehlerbenachrichtigung 105 enthaltenen Identifikatoren identifiziert sind, führen Berechnungen das nächste Mal und danach nicht durch. Das heißt, eine über einen Fehler benachrichtigte Berechnungseinheit 120 führt eine Berechnung ab dem nächsten Mal und danach nicht durch. Dies liegt daran, dass das Verarbeitungssystem, umfassend die über einen Fehler benachrichtigte Berechnungseinheit 120, als außer Betrieb zu sein betrachtet wird.
Wirkungen von Ausführungsform 1
Das Multiplexsystem 100 kann Betriebe von jedem von der Vielzahl von Verarbeitungssystemen synchronisieren, selbst wenn die Zeitpunkte, zu welchen Daten in jede von der Vielzahl von Verarbeitungssystemen eingegeben werden, nicht synchronisiert sind.
Die Vielzahl von Eingabeeinheiten 110 geben die Eingabedaten 101 zum Synchronisationszeitpunkt aus. Als ein Ergebnis werden die Eingabedaten 101 in die Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 zum gleichen Zeitpunkt eingegeben.
Die Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 starten Berechnungen zu dem Zeitpunkt, zu welchem die Eingabedaten 101 eingegeben werden. Mit anderen Worten ist der Zeitpunkt, zu welchem die Eingabedaten 101 eingegeben werden, der Zeitpunkt, zu welchem Ausführung der Berechnungen im Berechnungsprogramm gestartet wird.
Als ein Ergebnis werden die gleichen Eingabedaten 101 in die Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 zum dem Zeitpunkt eingegeben, zu welchem die gleiche Berechnung ausgeführt wird, selbst wenn eine Differenz in den Betriebsfrequenzen der Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 auftritt. Daher kann die Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 die gleiche Berechnung unter Verwendung der gleichen Eingabedaten 101 ausführen. Dann kann die Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 das gleiche Berechnungsergebnis 102 ausgeben.
Genauer gesagt wird das Berechnungsprogramm initiiert, wenn ein interner Zeitnehmer des Prozessors 221 einen vorherbestimmten Wert erreicht. Zum Beispiel ist der vorherbestimmte Wert 0. In diesem Fall, durch Verändern des Werts des internen Zeitnehmers des Prozessors 221 auf 0 zu dem Zeitpunkt, wenn die Eingabedaten 101 eingegeben werden, werden die Berechnungsprogramme im Wesentlichen gleichzeitig in der Vielzahl von Prozessoren 221 initiiert. Die Berechnungsprogramme werden initiiert, wenn die Eingabedaten 101 eingegeben werden, selbst wenn die Zeitpunkte, zu welchen die Berechnungsprogramme initiiert werden, aufgrund von der Differenz in den Betriebsfrequenzen unter den Prozessoren 221 leicht voneinander abweichen. Daher kann die Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 die gleiche Berechnung unter Verwendung der gleichen Eingabedaten 101 ausführen, vorausgesetzt, dass eine Störung, wie ein Fehler in irgendeinem der Verarbeitungssysteme nicht auftritt. Dann kann die Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 das gleiche Berechnungsergebnis 102 ausgeben.
Da der Wert des internen Zeitnehmers des Prozessors 221 einen vorherbestimmten Wert zu dem Zeitpunkt erreicht, zu welchem die Eingabedaten 110 eingegeben werden, vergrößert sich nicht die Abweichung der Zeitpunkte, zu welchen die Berechnungen gestartet werden, selbst wenn sich die Betriebsfrequenzen unter den Prozessoren 221 unterscheiden. In einem Fall, in welchem ein Zyklus des Eingebens der Eingabedaten 101 mehrere hundert Millisekunden ist, ist die Abweichung der Genauigkeit des Oszillators 223 innerhalb ± 100 PPM und die Betriebsfrequenz des Prozessors 221 ist 100 MHz, und die Abweichung der Zeitpunkte, zu welchen die Berechnungen abgeschlossenen werden, wird auf ungefähr mehrere hundert Mikrosekunden unterdrückt. Dies liegt daran, dass die Berechnungen zu dem Zeitpunkt gestartet werden, zu welchem die Eingabedaten 101 ankommen. Da die Abweichung der Zeitpunkte, zu welchen die Berechnungen abgeschlossen werden, klein ist, kann die Menge der Berechnungsergebnisse 102 der Berechnungseinheiten 102, die durch die Ausgabeeinheit 130 zurückbehalten werden, klein sein. Mit anderen Worten ist es möglich, eine Wirkung des Erforderns nur eines kleinen Speicherbereichs ohne von einer Zeitüberschreitung eingeholt zu werden, zu erzielen.
Weitere Strukturen
Die Anzahl der Verarbeitungssysteme, die im Multiplexsystem 100 enthalten sind, kann 2 oder 4 oder mehr außer 3 sein.
Ausführungsform 2
Ein Modus, in welchem ein Fehler, dass die Eingabedaten 101 in irgendeine der Eingabeeinheiten 110 nicht eingegeben wurden, berücksichtigt wird, wird unter Bezugnahme auf 9 und 10 erläutert. Allerdings wird die Beschreibung, die sich mit derjenigen von Ausführungsform 1 überschneidet, weggelassen oder vereinfacht.
Beschreibung der Struktur
Die Struktur des Multiplexsystems 100, die Struktur der Berechnungsschaltung 220 und der funktionale Aufbau der Ausgabeeinheit 130 sind gleich wie diejenigen in Ausführungsform 1.
Ein funktionaler Aufbau der Eingabeeinheit 110 wird unter Bezugnahme auf 9 erläutert.
Die Eingabeeinheit 110 umfasst eine Rücksetzeinheit 115 und die Zeitnehmereinheit 116 neben der Speichereinheit 111, der Benachrichtigungseinheit 112, der Erfassungseinheit 113 und der Synchronisationseinheit 114 als Elemente der funktionalen Struktur.
Die Funktionen der Speichereinheit 111, der Benachrichtigungseinheit 112, der Erfassungseinheit 113 und der Synchronisationseinheit 114 sind gleich wie diejenigen in Ausführungsform 1. Die Funktionen der Rücksetzeinheit 115 und der Zeitnehmereinheit 116 werden später erläutert.
Beschreibung des Betriebs
Der Vorgang des Multiplexverfahrens, der Vorgang des Berechnungsprozesses (S120) und der Vorgang des Ausgabeprozesses (S130) sind gleich wie diejenigen in Ausführungsform 1.
Jedoch unterscheidet sich in dem unter Bezugnahme auf 5 erläuterten Multiplexverfahren der Eingabeprozess (S110) von demjenigen von Ausführungsform 1 in den folgenden Aspekten.
In Schritt S110 gibt jede von der Vielzahl von Eingabeeinheiten 110 die Eingabedaten 101 zu einem Begrenzungszeitpunkt aus, wenn der Synchronisationszeitpunkt bis zum Begrenzungszeitpunkt nicht erreicht wird. Der Begrenzungszeitpunkt ist ein Zeitpunkt, zu welchem die Eingabe der Eingabedaten 101 abgeschlossen sein sollte.
Der Eingabeprozess (S110) wird unter Bezugnahme auf 10 erläutert.
Der Eingabeprozess (S110) umfasst Schritte S111 bis S113 und Schritte S115 bis S117. Schritte S111 bis S113, Schritt S115 und Schritt S116 sind im Wesentlichen die gleichen wie diejenigen in Ausführungsform 1.
In Schritt S111 speichert die Speichereinheit 111 die Eingabedaten 101.
In Schritt S112 gibt die Speichereinheit 111 die Speicherbenachrichtigung 191 aus.
In Schritt S113 gibt die Benachrichtigungseinheit 112 die Eingabebenachrichtigung 104 aus.
Nach Schritt S113 geht der Prozess weiter zu Schritt S117.
In Schritt S117 erfasst die Erfassungseinheit 113 einen vorangehenden Zeitpunkt.
Der vorangehende Zeitpunkt ist der schnellere von dem Synchronisationszeitpunkt und dem Begrenzungszeitpunkt.
Wie in Ausführungsform 1 erläutert, ist der Synchronisationszeitpunkt der spätere von dem Zeitpunkt, zu welchem die Speicherbenachrichtigung 191, die aus der Speichereinheit 111 ausgegeben wurde, eingegeben wird, und den Zeitpunkten, zu welchen die aus anderen Eingabeeinheiten 110 ausgegebene Eingabebenachrichtigung 104 eingegeben wird.
Das Verfahren des Erfassens des Synchronisationszeitpunkts ist in Schritt S114 in Ausführungsform 1 erläutert.
Ein bestimmter Begrenzungszeitpunkt ist ein Zeitpunkt, zu welchem eine Zeit, die abgelaufen ist, seit die Eingabedaten 101, welche das letzte Mal eingegeben wurden, ausgegeben werden, eine zulässige Zeit erreicht. Die zulässige Zeit ist eine vorherbestimmte Zeit.
Insbesondere erfasst die Erfassungseinheit 113 den Begrenzungszeitpunkt wie folgt.
Die Eingabedaten 101, die das letze Mal aus der Synchronisationseinheit 114 ausgebeben wurden, werden neben der Berechnungseinheit 120 in die Rücksetzeinheit 115 eingegeben.
Die Rücksetzeinheit 115 gibt eine Rücksetzbenachrichtigung 193 aus, wenn die Eingabedaten 101 eingegeben werden. Die Rücksetzbenachrichtigung 193 ist ein Signal, um Zeitmessung zurückzusetzen. Die ausgegebene Rücksetzbenachrichtigung 193 wird in die Zeitnehmereinheit 116 eingegeben.
Die Zeitnehmereinheit 116 startet Zeitmessung, wenn die Rücksetzbenachrichtigung 193 eingegeben wird, und misst abgelaufene Zeit, die seit der Eingabe der Rücksetzbenachrichtigung 193 abgelaufen ist. Dann gibt die Zeitnehmereinheit 116 eine Zeitüberschreitungsbenachrichtigung 194 aus, wenn die abgelaufene Zeit die zulässige Zeit erreicht. Die Zeitüberschreitungsbenachrichtigung 194 ist ein Signal zum benachrichtigen, dass die abgelaufene Zeit die zulässige Zeit erreicht. Die ausgegebene Zeitüberschreitungsbenachrichtigung 194 wird in die Erfassungseinheit 113 eingegeben. Die zulässige Zeit ist eine vorherbestimmte Zeit. Insbesondere beträgt die zulässige Zeit 10 Millisekunden.
Die Erfassungseinheit 113 erfasst einen Zeitpunkt, zu welchem die Zeitüberschreitungsbenachrichtigung 194 als der Begrenzungszeitpunkt eingegeben wird.
Wenn der Begrenzungszeitpunkt oder der Synchronisationszeitpunkt als der vorangehende Zeitpunkt erfasst wird, geht der Prozess weiter zu Schritt S115.
In Schritt S115 gibt die Erfassungseinheit 113 die Erfassungsbenachrichtigung 192 aus und die ausgegebenen Erfassungsbenachrichtigung 192 wird in die Synchronisationseinheit 114 eingegeben.
In Schritt S116 gibt die Synchronisationseinheit 114 die Eingabedaten 101 aus und die ausgegebenen Eingabedaten 101 werden in die Berechnungseinheit 120 und die Rücksetzeinheit 115 eingegeben.
Die Rücksetzeinheit 115 gibt die Rücksetzbenachrichtigung 193 aus, wenn die Eingabedaten 101 eingegeben werden, und die ausgegebene Rücksetzbenachrichtigung 193 wird in die Zeitnehmereinheit 116 eingegeben. Die Zeitnehmereinheit 116 setzt die gemessene Zeit auf 0 zurück und startet Zeitmessung, wenn die Rücksetzbenachrichtigung 193 eingegeben ist.
Wirkungen von Ausführungsform 2
Die Vielzahl von Eingabeeinheiten 110 geben die Eingabedaten 101 spätestens zum Begrenzungszeitpunkt aus. Daher kann das Multiplexsystem 100 Betrieben fortsetzen, selbst wenn ein Übertragungsweg, durch welchen die Eingabedaten 101 übertragen werden, in irgendeiner der Eingabeeinheiten 110 getrennt ist.
Ausführungsform 3
Ein Modus, in welchem die Vielzahl von Berechnungsergebnissen 102 nach außen ausgegeben wird, wird unter Bezugnahme auf 11 und 14 erläutert. Jedoch wird die Beschreibung, die sich mit derjenigen von Ausführungsform 1 und von Ausführungsform 2 überschneidet, weggelassen oder vereinfacht.
Beschreibung der Struktur
Die Struktur des Multiplexsystems 100 wird unter Bezugnahme auf 11 erläutert.
Das Multiplexsystem 100 umfasst eine Vielzahl von integrierten Schaltungen 210, eine Vielzahl von Berechnungsschaltungen 220 und eine integrierte Schaltung 240.
Die integrierten Schaltungen 210 und die Berechnungsschaltungen 220 wirken als die Eingabeeinheiten 110 und die Berechnungseinheiten 120 wie in Ausführungsform 1 erläutert.
Die integrierte Schaltung 240 wirkt als eine Spezifikationseinheit 140. Mit anderen Worten umfasst das Multiplexsystem 100 die Spezifikationseinheit 140 als ein Element einer funktionalen Struktur. Die Funktion der Spezifikationseinheit 140 wird später erläutert.
Eine funktionale Struktur der Spezifikationseinheit 140 wird unter Bezugnahme auf 12 erläutert.
Die funktionale Struktur der Spezifikationseinheit 140 ist die gleiche wie die funktionale Struktur der Ausgabeeinheit 130, die in Ausführungsform 1 beschrieben ist.
Das heißt, die Spezifikationseinheit 140 umfasst eine Mehrheitsentscheidungseinheit 141, eine Erfassungseinheit 142, eine Rücksetzeinheit 143 und eine Zeitnehmereinheit 144 als Elemente der funktionalen Struktur.
Beschreibung des Betriebs
Ein Multiplexverfahren wird unter Bezugnahme auf 13 erläutert.
Das Multiplexverfahren umfasst Schritt S101, Schritt S110, Schritt S120 und Schritt S140.
Schritt S101, Schritt S110 und Schritt S120 sind im Wesentlichen gleich wie diejenigen in Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 2. Jedoch werden in dem Berechnungsprozess (S120) die Berechnungsergebnisse 102 zur Außenseite des Multiplexsystems 100 ausgegeben. Zudem werden die Berechnungsergebnisse 102 in die Spezifikationseinheit 140 eingegeben.
Schritt S140 ist ein Spezifikationsprozess.
In Schritt S140 spezifiziert die Spezifikationseinheit 140 die Berechnungseinheit 120, welche ein Berechnungsergebnis 102 erhalten hat, das durch eine Mehrheitsentscheidung unter der Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 nicht ausgewählt wurde.
Dann benachrichtigt die Spezifikationseinheit 140 die spezifizierte Berechnungseinheit 120 über einen Fehler und die über einen Fehler benachrichtigte Berechnungseinheit 120 für eine Berechnung das nächste Mal und danach nicht durch.
Ein Vorgang des Spezifikationsprozesses (S140) wird unter Bezugnahme auf 14 erläutert.
Der Spezifikationsprozess (S140) umfasst Schritte S141 bis S146. Schritte S141 bis S146 sind äquivalent zu den unter Bezugnahme auf 8 in Ausführungsform 1 erläuterten Schritten S131 bis S136.
In Schritt S141 erfasst die Mehrheitsentscheidungseinheit 141 einen Vergleichszeitpunkt des Vergleichens der Berechnungsergebnisse 102. Das Verfahren des Erfassens des Vergleichszeitpunkts ist wie in Ausführungsform 1 erläutert.
In Schritt S142 trifft die Mehrheitsentscheidungseinheit 141 eine Mehrheitsentscheidung über die eingegebenen Berechnungsergebnisse 102 und wählt die Mehrheitsberechnungsergebnisse 102 aus.
In Schritt S143 gibt die Mehrheitsentscheidungseinheit 141 die ausgewählten Berechnungsergebnisse 102 aus. Die aus der Mehrheitsentscheidungseinheit 141 ausgegebenen Berechnungsergebnisse 102 werden als ein Auswahlergebnis 197 bezeichnet. Das Auswahlergebnis 197 wird in die Erfassungseinheit 142 und die Rücksetzeinheit 143 eingegeben.
Die Rücksetzeinheit 143 gibt eine Rücksetzbenachrichtigung 196 aus, wenn das Auswahlergebnis 197 eingegeben wird, und die ausgegebene Rücksetzbenachrichtigung 196 wird in die Zeitnehmereinheit 134 eingegeben. Die Zeitnehmereinheit 134 stoppt die Messung von abgelaufener Zeit und setzt die gemessene Zeit auf 0 zurück.
In Schritt S144 vergleicht die Erfassungseinheit 142 die eingegebenen Berechnungsergebnisse 102 mit dem eingegebenen Auswahlergebnis 197.
In Schritt S145 bestimmt die Bestimmungseinheit 142, ob die eingegebenen Berechnungsergebnisse 102 und das eingegebene Auswahlergebnis 197 übereinstimmen.
Wenn zumindest eines der Berechnungsergebnisse 102 mit dem Auswahlergebnis 197 nicht übereinstimmt, geht der Prozess weiter zu Schritt S146.
In Schritt S146 erzeugt die Erfassungseinheit 142 die Fehlerbenachrichtigung 105 und gibt die erzeugte Fehlerbenachrichtigung 105 aus. Die ausgegebene Fehlerbenachrichtigung 105 wird in jede von der Vielzahl von Berechnungseinheiten 120 eingegeben. Der Inhalt der Fehlerbenachrichtigung 105 und das Verfahren des Erzeugens der Fehlerbenachrichtigung 105 sind wie in Ausführungsform 1 beschrieben.
Die Berechnungseinheiten 120, welche durch die Identifikatoren identifiziert sind, welche in der Fehlerbenachrichtigung 105 enthalten sind, führen Berechnungen das nächste Mal und danach nicht durch. Das heißt, eine Berechnungseinheit 120, die über einen Fehler benachrichtigt wurde, führt eine Berechnung ab dem nächsten Mal und danach nicht durch.
Wirkungen von Ausführungsform 3
Im Vergleich zu der Zeit ab der Eingabe der Eingabedaten 101 von außen bis zur Ausgabe der Ausgabedaten 103 nach außen in Ausführungsform 1 und Ausführungsform 2, ist die Zeit ab der Eingabe der Eingabedaten 101 von außen bis zur Ausgabe der Berechnungsergebnisse 102 nach außen in Ausführungsform 3 kürzer. Mit anderen Worten kann gemäß Ausführungsform 3 eine Antwortzeit des Multiplexsystems 100 nach außen verkürzt werden.
Ergänzung zu den Ausführungsformen
Jede Ausführungsform ist lediglich ein Beispiel einer bevorzugten Ausgestaltung und ist nicht dazu bestimmt, den technischen Umfang der Erfindung einzuschränken. Jede Ausführungsform kann teilweise realisiert oder mit einer anderen Ausführungsform kombiniert realisiert sein.
Die unter Verwendung von Flussdiagrammen und dergleichen erläuterten Vorgänge sind Beispiele der Vorgänge des Systems und des Verfahrens.
Die „Einheit“, welche ein Element von einer funktionalen Struktur ist, kann als „Schaltung“ gelesen werden.
Bezugszeichenliste
100: Multiplexsystem, 101: Eingabedaten; 102: Berechnungsergebnis; 103: Ausgabedaten; 104: Eingabebenachrichtigung, 105: Fehlerbenachrichtigung, 110: Eingabeeinheit, 111: Speichereinheit, 112: Benachrichtigungseinheit, 113: Erfassungseinheit, 114: Synchronisationseinheit, 115: Rücksetzeinheit, 116: Zeitnehmereinheit, 120: Berechnungseinheit, 130: Ausgabeeinheit, 131: Mehrheitsentscheidungseinheit, 132: Erfassungseinheit, 133: Rücksetzeinheit, 134: Zeitnehmereinheit, 140: Spezifikationseinheit, 141: Mehrheitsentscheidungseinheit, 142: Erfassungseinheit, 143: Rücksetzeinheit, 143: Zeitnehmereinheit, 191: Speicherbenachrichtigung, 192: Erfassungsbenachrichtigung, 193: Rücksetzbenachrichtigung, 194: Zeitüberschreitungsbenachrichtigung, 195: Zeitüberschreitungsbenachrichtigung; 196: Rücksetzbenachrichtigung, 197: Auswahlergebnis, 210: integrierte Schaltung, 220: Berechnungsschaltung, 221: Prozessor, 222: Speicher, 223: Oszillator, 230: integrierte Schaltung, 240: integrierte Schaltung

Claims

Multiplexsystem (100), umfassend eine Vielzahl von Eingabeeinheiten (110), in welche Daten jeweils eingegeben werden, wobei jede von der Vielzahl von Eingabeeinheiten eine Eingabebenachrichtigung zu einem Eingabezeitpunkt, zu welchem die Daten eingegeben werden, ausgibt und wenn ein Synchronisationszeitpunkt zum Begrenzungszeitpunkt erreicht wird, die Daten zu dem Synchronisationszeitpunkt ausgibt, und wenn der Synchronisationszeitpunkt zum Begrenzungszeitpunkt nicht erreicht ist, die Daten zum Begrenzungszeitpunkt ausgibt, wobei der Synchronisationszeitpunkt ein Zeitpunkt eines späteren von dem Eingabezeitpunkt und einem Zeitpunkt ist, zu welchem eine Eingabebenachrichtigung von einer anderen Eingabeeinheit ausgegeben wird.
Multiplexsystem (100) nach Anspruch 1, wobei der Begrenzungszeitpunkt ein Zeitpunkt ist, zu welchem eine Zeit, die abgelaufen ist seit vorherige Eingabedaten ausgegeben wurden, eine zulässige Zeit erreicht.
Multiplexsystem (100) nach Anspruch 2, wobei jede von der Vielzahl von Eingabeeinheiten (110) umfasst: eine Speichereinheit (111), in welche Daten eingegeben werden und in welcher Daten gespeichert werden; eine Benachrichtigungseinheit (112), um einen Zeitpunkt, zu welchem die Daten in der Speichereinheit (111) gespeichert werden, als den Eingabezeitpunkt zu erfassen und eine Eingabebenachrichtigung auszugeben; eine Erfassungseinheit (113), welche ein Element ist, um den Zeitpunkt des späteren von dem Eingabezeitpunkt und dem Zeitpunkt, zu welchem die Eingabebenachrichtigung aus der anderen Eingabeeinheit (110) ausgegeben wird, als den Synchronisationszeitpunkt zu erfassen, und ein Element ist, um einen vorangehenden Zeitpunkt, welcher ein Zeitpunkt eines schnelleren von dem Synchronisationszeitpunkt und dem Begrenzungszeitpunkt ist, zu erfassen; und eine Synchronisationseinheit (114), um die Daten aus der Speichereinheit (111) zu lesen und die Daten auszugeben, wenn der vorangehende Zeitpunkt erfasst ist.