JP2654072B2 - 故障容認計算機装置 - Google Patents
故障容認計算機装置Info
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- JP2654072B2 JP2654072B2 JP63086659A JP8665988A JP2654072B2 JP 2654072 B2 JP2654072 B2 JP 2654072B2 JP 63086659 A JP63086659 A JP 63086659A JP 8665988 A JP8665988 A JP 8665988A JP 2654072 B2 JP2654072 B2 JP 2654072B2
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- Japan
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- central processing
- processing unit
- processing units
- match
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、宇宙区間を航行する飛翔体（衛星）にお
いて、姿勢制御システムに使用するのに適した故障容認
計算機装置に関する。
いて、姿勢制御システムに使用するのに適した故障容認
計算機装置に関する。
（従来例） 一般に各種システムの制御装置には、計算機が使用さ
れるが、特に高い信頼性を必要とすシステムでは、複数
台の中央処理装置を全く同じように動作させている。そ
して通常は主系の中央処理装置でシステム制御を行な
い、副系の中央処理装置は主系の中央処理装置の演算結
果を監視するという手法がとられる。監視の結果、主系
の中央処理装置に異常が発生した場合は、主系の中央処
理装置の電源を切りつまりシステムダウンさせ、副系の
中央処理装置が代わってシステム制御を行なうように切
替わる。
れるが、特に高い信頼性を必要とすシステムでは、複数
台の中央処理装置を全く同じように動作させている。そ
して通常は主系の中央処理装置でシステム制御を行な
い、副系の中央処理装置は主系の中央処理装置の演算結
果を監視するという手法がとられる。監視の結果、主系
の中央処理装置に異常が発生した場合は、主系の中央処
理装置の電源を切りつまりシステムダウンさせ、副系の
中央処理装置が代わってシステム制御を行なうように切
替わる。
（発明が解決しようとする問題点） 上記のように主系と、副系の中央処理装置を備えたシ
ステムでは、主系の中央処理装置に異常が生じるとこれ
に対して人間が判断を加え、修理、点検を行なう。しか
しこのような手法は、一般に地上のシステムにおいて可
能であり、衛星の様に宇宙空間にあるものに対しては適
用不可能である。さらに、特に宇宙空間においては中央
処理装置の演算誤りは、どのような原因で生じるのか不
明である場合もある。
ステムでは、主系の中央処理装置に異常が生じるとこれ
に対して人間が判断を加え、修理、点検を行なう。しか
しこのような手法は、一般に地上のシステムにおいて可
能であり、衛星の様に宇宙空間にあるものに対しては適
用不可能である。さらに、特に宇宙空間においては中央
処理装置の演算誤りは、どのような原因で生じるのか不
明である場合もある。
また、主系の中央処理装置と副系の中央処理装置とを
並列運転させて、主系の中央処理装置の演算結果が副系
の中央処理装置の演算結果と一致しないからといって、
必ずしも主系の中央処理装置に異常が発生しているとは
限らず、副系の中央処理装置に異常が発生していること
も考えられる。
並列運転させて、主系の中央処理装置の演算結果が副系
の中央処理装置の演算結果と一致しないからといって、
必ずしも主系の中央処理装置に異常が発生しているとは
限らず、副系の中央処理装置に異常が発生していること
も考えられる。
このような場合の判断エラーを防止するために、従来
は、３台以上の中央処理装置を並列運転し、同一内容の
演算を行なわせその演算結果を比較して、多数決により
正しいと思われる中央処理装置を決定する方法がある。
は、３台以上の中央処理装置を並列運転し、同一内容の
演算を行なわせその演算結果を比較して、多数決により
正しいと思われる中央処理装置を決定する方法がある。
しかしながら、３台以上もの中央処理装置を同時に運
転して多数決をとる方法は、特に衛星などの様に電源の
節約を要求される装置において好ましくない。
転して多数決をとる方法は、特に衛星などの様に電源の
節約を要求される装置において好ましくない。
そこでこの発明は、複数の中央処理装置の中から異常
が生じた中央処理装置を検出するのに、低消費電力で運
転しながら検出することができる宇宙機搭載用の故障容
認計算機装置を提供することを目的とする。
が生じた中央処理装置を検出するのに、低消費電力で運
転しながら検出することができる宇宙機搭載用の故障容
認計算機装置を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明は、宇宙機に搭載され、複数の中央処理装置
を並列運転し、演算動作の信頼性を高めるために互いの
同一内容の演算結果を相互に確認しあって一致する場合
に次の演算処理を行なう計算機装置において、 第１、第２の中央処理装置の同一内容の演算結果が一
致するか否かを判定し、不一致である場合に前記第２の
中央処理装置の電源をオフして第３の中央処理装置の電
源をオンする手段と、前記第３の中央処理装置と前記第
１の中央処理装置の同一内容の演算結果が一致するか否
かを判定し、一致した場合には前記第１の中央処理装置
が正常であるものと判定して前記第３の中央処理装置と
ともに並列運転する手段と、前記第３の中央処理装置と
前記第１の中央処理装置の同一内容の演算結果が不一致
の場合には、前記第１の中央処理装置の電源をオフして
第２の中央処理装置の電源をオンし、この第３の中央処
理装置と前記第２の中央処理装置を並列運転する手段と
を具備するものである。
を並列運転し、演算動作の信頼性を高めるために互いの
同一内容の演算結果を相互に確認しあって一致する場合
に次の演算処理を行なう計算機装置において、 第１、第２の中央処理装置の同一内容の演算結果が一
致するか否かを判定し、不一致である場合に前記第２の
中央処理装置の電源をオフして第３の中央処理装置の電
源をオンする手段と、前記第３の中央処理装置と前記第
１の中央処理装置の同一内容の演算結果が一致するか否
かを判定し、一致した場合には前記第１の中央処理装置
が正常であるものと判定して前記第３の中央処理装置と
ともに並列運転する手段と、前記第３の中央処理装置と
前記第１の中央処理装置の同一内容の演算結果が不一致
の場合には、前記第１の中央処理装置の電源をオフして
第２の中央処理装置の電源をオンし、この第３の中央処
理装置と前記第２の中央処理装置を並列運転する手段と
を具備するものである。
（作用） 上記の手段により、運転される中央処理装置の台数は
常に２台であり、最低必要な中央処理装置の消費電力で
異常のある中央処理装置を判定することができる。
常に２台であり、最低必要な中央処理装置の消費電力で
異常のある中央処理装置を判定することができる。
（実施例） 以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示すもので、例えば衛
星の姿勢制御装置に使用される。この例は３台の中央処
理装置Ａ、Ｂ、Ｃのうち２台を並列運転させる例であ
る。中央処理装置Ａ、Ｂ、Ｃは、共通のバス101を介し
て接続され、又共通のランダムアクセスメモリ（RAM）1
02、リードオンリーメモリ（ROM）103にも接続される。
さらに104は出力装置であり、被制御対象となるアクチ
ュエータホイール、ガスジェットスラスタ等に対する制
御信号を出力する装置であり、また入力装置105は、外
部情報（センサ出力等）を取込むための入力装置であ
る。
星の姿勢制御装置に使用される。この例は３台の中央処
理装置Ａ、Ｂ、Ｃのうち２台を並列運転させる例であ
る。中央処理装置Ａ、Ｂ、Ｃは、共通のバス101を介し
て接続され、又共通のランダムアクセスメモリ（RAM）1
02、リードオンリーメモリ（ROM）103にも接続される。
さらに104は出力装置であり、被制御対象となるアクチ
ュエータホイール、ガスジェットスラスタ等に対する制
御信号を出力する装置であり、また入力装置105は、外
部情報（センサ出力等）を取込むための入力装置であ
る。
上記中央処理装置Ａ、Ｂ、Ｃは、例えば姿勢制御デー
タを得るために、姿勢センサからの姿勢情報を受けて、
姿勢誤差を計算することができる。ここで、通常は２台
の中央処理装置、例えばＡとＢが並列運転され、同じ様
な演算処理を行なう様に設定されている。両者の演算結
果のうち、通常は主系のものが決められており、主系か
らの演算結果が使用される。
タを得るために、姿勢センサからの姿勢情報を受けて、
姿勢誤差を計算することができる。ここで、通常は２台
の中央処理装置、例えばＡとＢが並列運転され、同じ様
な演算処理を行なう様に設定されている。両者の演算結
果のうち、通常は主系のものが決められており、主系か
らの演算結果が使用される。
本システムでは、並列運転される中央処理装置が相互
に機能点検行なう場合、両者の間に不一致が生じたとき
の対策システムに特徴を有する。
に機能点検行なう場合、両者の間に不一致が生じたとき
の対策システムに特徴を有する。
相互監視を行なう場合には、相互監視用のスタートパ
ルスSP1が選択回路106に供給される。このスタートパル
スSP1は、外部の定期タイマから発生されるもので、姿
勢制御の演算サイクルの間隙に発生する。例えば、今、
機能点検の為に中央処理装置Ａ、Ｂが選択されたとする
と、この中央処理装置Ａ、Ｂは相互の点検プログラムを
スタートさせ、例えば内部クロックのタイミングで点検
プログラムの進行が図られる。この点検作業は終了パル
スSP2が定期タイマから与えられるまで行われる。また
選択回路106は、各中央処理装置Ａ、Ｂが均等に機能点
検を得られるように、順次選択動作を得る。
ルスSP1が選択回路106に供給される。このスタートパル
スSP1は、外部の定期タイマから発生されるもので、姿
勢制御の演算サイクルの間隙に発生する。例えば、今、
機能点検の為に中央処理装置Ａ、Ｂが選択されたとする
と、この中央処理装置Ａ、Ｂは相互の点検プログラムを
スタートさせ、例えば内部クロックのタイミングで点検
プログラムの進行が図られる。この点検作業は終了パル
スSP2が定期タイマから与えられるまで行われる。また
選択回路106は、各中央処理装置Ａ、Ｂが均等に機能点
検を得られるように、順次選択動作を得る。
今、中央処理装置Ａ、Ｂが動作しているものとして第
２図を参照して説明する。姿勢制御データの算出はステ
ップS11、S21で同様に行われる。そして、ステップS1
2、S22では、相互に監視し合うためのチェックデータの
作成が行われる。そして例えば次のステップS13、S23で
はチェックスタートパルスが与えられ、互いの演算結果
つまりチエックデータの交換が行われ、そしてステップ
S14、S24では、自己のデータと相手から貰ったデータと
が一致するかどうかの判断が行われる。
２図を参照して説明する。姿勢制御データの算出はステ
ップS11、S21で同様に行われる。そして、ステップS1
2、S22では、相互に監視し合うためのチェックデータの
作成が行われる。そして例えば次のステップS13、S23で
はチェックスタートパルスが与えられ、互いの演算結果
つまりチエックデータの交換が行われ、そしてステップ
S14、S24では、自己のデータと相手から貰ったデータと
が一致するかどうかの判断が行われる。
ここで、互いの中央処理装置のデータが一致すれば、
次の処理つまり具体的な姿勢制御動作のステップに進
む。しかし、不一致の結果が得られると、双方の中央処
理装置Ａ、Ｂは、再試行つまりロールバックする。この
ロールバックが有ると、計算した姿勢制御データを制御
部に送らずに、例えばステップS11、S21まで戻り再度、
姿勢制御データの算出を行なう。そして再度同じ経過を
通り、相互の監視を行なう。
次の処理つまり具体的な姿勢制御動作のステップに進
む。しかし、不一致の結果が得られると、双方の中央処
理装置Ａ、Ｂは、再試行つまりロールバックする。この
ロールバックが有ると、計算した姿勢制御データを制御
部に送らずに、例えばステップS11、S21まで戻り再度、
姿勢制御データの算出を行なう。そして再度同じ経過を
通り、相互の監視を行なう。
上記のロールバック手段は、偶発的な誤りによって誤
診断が行われるのを防止することができる。特に、宇宙
空間のような特殊な雰囲気の中では、例えば一方の処理
装置に放射線が当り、データの一部が０から１、または
１から０に変わることが想定できる。このような単発
的、偶発的なエラーは、処理装置自体の永久的な故障と
は異なり、再度計算をやりなおせば不一致が生じること
はない。
診断が行われるのを防止することができる。特に、宇宙
空間のような特殊な雰囲気の中では、例えば一方の処理
装置に放射線が当り、データの一部が０から１、または
１から０に変わることが想定できる。このような単発
的、偶発的なエラーは、処理装置自体の永久的な故障と
は異なり、再度計算をやりなおせば不一致が生じること
はない。
さらにこの発明では、できるだけシステムの小形、軽
量化が得られるように図られている。つまり相互のデー
タ交信が、相互に接続された割込みラインを含めて交信
出来るように構成されている。例えば、中央処理装置
Ａ、Ｂを代表して説明すると以下の通りである。
量化が得られるように図られている。つまり相互のデー
タ交信が、相互に接続された割込みラインを含めて交信
出来るように構成されている。例えば、中央処理装置
Ａ、Ｂを代表して説明すると以下の通りである。
今、中央処理装置Ａが中央処理装置Ｂの機能（例えば
計算結果）をチエックするものとすると、この中央処理
装置Ａは、自己の計算結果を中央処理装置Ｂにバス101
を介して伝送する。中央処理装置Ｂは、送られてきた計
算結果と、自己の計算結果とを比較し、一致していれば
割込みラインａをエネーブルにする。このエネーブル状
態を判定するより、中央処理装置Ａは計算結果が正常で
あったことを認識する。しかし、一定期間以内に、割込
みラインａがエネーブル状態にならなかった場合は、上
記したロールバック手段が動作することになる。中央処
理装置Ｂ側においても同様な処理が行われる。なおこの
ように、割込みラインを利用したデータ交信は他の中央
処理装置の間でも同様である。
計算結果）をチエックするものとすると、この中央処理
装置Ａは、自己の計算結果を中央処理装置Ｂにバス101
を介して伝送する。中央処理装置Ｂは、送られてきた計
算結果と、自己の計算結果とを比較し、一致していれば
割込みラインａをエネーブルにする。このエネーブル状
態を判定するより、中央処理装置Ａは計算結果が正常で
あったことを認識する。しかし、一定期間以内に、割込
みラインａがエネーブル状態にならなかった場合は、上
記したロールバック手段が動作することになる。中央処
理装置Ｂ側においても同様な処理が行われる。なおこの
ように、割込みラインを利用したデータ交信は他の中央
処理装置の間でも同様である。
上記の説明は、計算結果が一致するかどうかをチエッ
クする機能を代表して説明しているが、相互監視項目は
さらに多数揚げられる。例えば、電源電圧データのチエ
ック、受信レベルデータのチエックなどである。この様
に相互のデータをチエックする場合、相互間に接続され
た割込みラインをデータ通信の一部ラインとして利用す
ることにより、相互監視のための別のバスラインや入出
力ポートを装備する必要はない。これは、特に衛星など
のように、小形、軽量の部品を要求する制御システムと
して有利である。
クする機能を代表して説明しているが、相互監視項目は
さらに多数揚げられる。例えば、電源電圧データのチエ
ック、受信レベルデータのチエックなどである。この様
に相互のデータをチエックする場合、相互間に接続され
た割込みラインをデータ通信の一部ラインとして利用す
ることにより、相互監視のための別のバスラインや入出
力ポートを装備する必要はない。これは、特に衛星など
のように、小形、軽量の部品を要求する制御システムと
して有利である。
さらにこの計算機装置は、中央処理装置間の演算結果
が不一致であった場合、どちらの装置がエラーを生じて
いるのかを判定し、正常な２台の装置を決めるための再
構成回路107が、バス101に接続されている。この再構成
回路107は、システムの消費電力を最低に押さえるため
に、演算結果の多数決を時間をずらしながら裁決するよ
うに図られている。以下第２図も併用しながら説明す
る。
が不一致であった場合、どちらの装置がエラーを生じて
いるのかを判定し、正常な２台の装置を決めるための再
構成回路107が、バス101に接続されている。この再構成
回路107は、システムの消費電力を最低に押さえるため
に、演算結果の多数決を時間をずらしながら裁決するよ
うに図られている。以下第２図も併用しながら説明す
る。
今中央処理装置Ａ、Ｂが運転されており、双方の機能
監視の結果、数回のロールバックが行われたとすると、
このことは、例えばステップS41で検出される。そして
ステップS42に移り、中央処理装置Ｂの電源をオフし、
次にステップS43で中央処理装置Ｃの電源をオンする。
この様な経過をとることにより、３台の中央処理装置が
同時に電源を使用することはない。次のステップS44で
は、中央処理装置Ａ、Ｃを並列運転させ、相互の機能点
検を行なわせる。この点検プログラムは先に中央処理装
置ＡとＢが行なったのと同様なルーチンであり、ステッ
プS11〜S14、ステップS31〜S34のルーチンが利用され
る。
監視の結果、数回のロールバックが行われたとすると、
このことは、例えばステップS41で検出される。そして
ステップS42に移り、中央処理装置Ｂの電源をオフし、
次にステップS43で中央処理装置Ｃの電源をオンする。
この様な経過をとることにより、３台の中央処理装置が
同時に電源を使用することはない。次のステップS44で
は、中央処理装置Ａ、Ｃを並列運転させ、相互の機能点
検を行なわせる。この点検プログラムは先に中央処理装
置ＡとＢが行なったのと同様なルーチンであり、ステッ
プS11〜S14、ステップS31〜S34のルーチンが利用され
る。
上記の機能点検の結果、中央処理装置Ａ、Ｃ間で演算
結果の一致が得られると、中央処理装置Ｂに異常が有っ
たものと判定し、ステップS46に移行し、中央処理装置
ＡとＣの並列運転が継続される。しかしステップS45
で、互いの演算結果が不一致であると、ステップS47で
中央処理装置Ａの電源がオフされ、ステップS48で中央
処理装置Ｂの電源がオンされる。そして今度は中央処理
装置ＢとＣ間で相互の機能点検が行われる。そしてステ
ップS50において中央処理装置Ｂ、Ｃの演算結果が互い
に一致すれば、中央処理装置Ａに異常が発生しているも
のと判定し、以後は、中央処理装置Ｂ、Ｃの並列運転状
態に移る。ステップS50において中央処理装置Ｂ、Ｃの
演算結果が不一致であれば、例えば警告信号が発生され
る。
結果の一致が得られると、中央処理装置Ｂに異常が有っ
たものと判定し、ステップS46に移行し、中央処理装置
ＡとＣの並列運転が継続される。しかしステップS45
で、互いの演算結果が不一致であると、ステップS47で
中央処理装置Ａの電源がオフされ、ステップS48で中央
処理装置Ｂの電源がオンされる。そして今度は中央処理
装置ＢとＣ間で相互の機能点検が行われる。そしてステ
ップS50において中央処理装置Ｂ、Ｃの演算結果が互い
に一致すれば、中央処理装置Ａに異常が発生しているも
のと判定し、以後は、中央処理装置Ｂ、Ｃの並列運転状
態に移る。ステップS50において中央処理装置Ｂ、Ｃの
演算結果が不一致であれば、例えば警告信号が発生され
る。
従って上記の再構成回路107は、３台の中央処理装置
の演算結果の多数決を取っているのであるが、３台の装
置を同時に運転することなく、同時運転を常に２台に制
限し、電源の使用ピーク値を押さえ電力消費を低減して
いる。
の演算結果の多数決を取っているのであるが、３台の装
置を同時に運転することなく、同時運転を常に２台に制
限し、電源の使用ピーク値を押さえ電力消費を低減して
いる。
［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は、複数の中央処理装置
の中から異常が生じた中央処理装置を検出するのに、低
消費電力で運転しながら検出することができる故障容認
計算機装置を提供することができる。
の中から異常が生じた中央処理装置を検出するのに、低
消費電力で運転しながら検出することができる故障容認
計算機装置を提供することができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す構成説明図、第２図
は第１図の装置の動作説明の為に示したフローチャート
である。 Ａ、Ｂ、Ｃ……中央処理装置、101……データバス、102
……RAM、103……ROM、104……出力装置、105……入力
装置、106……選択回路、107……再構成回路。
は第１図の装置の動作説明の為に示したフローチャート
である。 Ａ、Ｂ、Ｃ……中央処理装置、101……データバス、102
……RAM、103……ROM、104……出力装置、105……入力
装置、106……選択回路、107……再構成回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−123056（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−229145（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−242215（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−55699（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】宇宙機に搭載され、複数の中央処理装置を
並列運転し、演算動作の信頼性を高めるために互いの同
一内容の演算結果を相互に確認しあって一致する場合に
次の演算処理を行なう計算機装置において、 第１、第２の中央処理装置の同一内容の演算結果が一致
するか否かを判定し、不一致である場合に前記第２の中
央処理装置の電源をオフして第３の中央処理装置の電源
をオンする手段と、前記第３の中央処理装置と前記第１
の中央処理装置の同一内容の演算結果が一致するか否か
を判定し、一致した場合には前記第１の中央処理装置が
正常であるものと判定して前記第３の中央処理装置とと
もに並列運転する手段と、前記第３の中央処理装置と前
記第１の中央処理装置の同一内容の演算結果が不一致の
場合には、前記第１の中央処理装置の電源をオフして第
２の中央処理装置の電源をオンし、この第３の中央処理
装置と前記第２の中央処理装置を並列運転する手段とを
具備したことを特徴とする故障容認計算機装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63086659A JP2654072B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 故障容認計算機装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63086659A JP2654072B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 故障容認計算機装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01258137A JPH01258137A (ja) | 1989-10-16 |
| JP2654072B2 true JP2654072B2 (ja) | 1997-09-17 |
Family
ID=13893161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63086659A Expired - Lifetime JP2654072B2 (ja) | 1988-04-08 | 1988-04-08 | 故障容認計算機装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2654072B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6766587B2 (ja) * | 2016-10-21 | 2020-10-14 | 株式会社デンソー | 電子制御装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59123056A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-16 | Toshiba Corp | 冗長機能自動切替システム |
| JPS60229145A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 予備ユニツト自動切替装置 |
| JPS6155699A (ja) * | 1984-08-27 | 1986-03-20 | 富士通株式会社 | 呼気段落境界設定方式 |
-
1988
- 1988-04-08 JP JP63086659A patent/JP2654072B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01258137A (ja) | 1989-10-16 |
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