JP4027008B2

JP4027008B2 - Communication control device

Info

Publication number: JP4027008B2
Application number: JP2000082198A
Authority: JP
Inventors: 雅之長谷川; 俊介林; 隆哉小堀; 史彦藤田
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd; Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd; Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2020-03-23
Also published as: JP2001274863A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冗長化バスを用いて通信を行う通信制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通信システムでは、信頼性を保証させるためにバス系統を二重化したシステムがある。
二重化制御のしかたには、交互にバス系統を切り替えて使う方式や、一方のバス系統を固定して使い、他方のバス系統は待機させておき、現用側のバス系統が故障したときに待機側のバス系統を使う方式があった。
従来、バスの二重化制御は上位コントローラが行っていた。しかし、二重化制御の複雑な処理のために上位コントローラの実行時間のオーバーヘッドが増大するという問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、冗長化バスに接続された制御モジュールと上位コントローラとの間に中継モジュールを介在させ、この中継モジュールがバスの冗長化制御を行うことによって、上位コントローラは冗長化バスを意識することなくアクセスできる通信制御装置を実現することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は次のとおりの構成になった通信制御装置である。
【０００５】
（１）上位コントローラと二重化バスに接続された制御モジュールとの間の通信を中継するとともに、二重化バスの制御を行う中継モジュールを備えた通信制御装置であって、
前記中継モジュールは、前記二重化バスの各バス系統の状態を示すライブリストを格納する記憶手段と、
前記ライブリストの情報に基づいて前記二重化バスのうちアクセスするバス系統を決めるバス選択手段と、
前記ライブリストの情報に基づいてバス系統の健全性をチェックする診断手段と、を有し、
前記制御モジュールが前記上位コントローラからの要求に対するレスポンスを返した後に、アクセスに使用していないバス系統の健全性を前記診断手段がチェックし、チェック完了ごとに前記ライブリストの情報を更新することを特徴とする通信制御装置。
【０００６】
（２）前記ライブリストは、バス系統ごと及び制御モジュールごとに通信の健全性を示す情報であるライブフラグ並びに、制御モジュールごとにアクセスの有無及びアクセスに使用しているバス系統を示す情報であるアクセスフラグからなることを特徴とする（１）記載の通信制御装置。
【０００７】
（３）前記バス選択手段は、前記ライブリストのライブフラグの情報に基づいて、両バス系統で健全な場合は、一方のバス系統でアクセスに失敗したら他方のバス系統に切替えてアクセスを行い、あらかじめ他方のバス系統の通信不可が分かっている場合は、バス系統の切替えを行わないことを特徴とする（２）記載の通信制御装置。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。
図１で、制御モジュール１１，１２は二重化されたバス２１，２２に接続されている。上位コントローラ３０は、制御モジュール１１，１２を制御する。
中継モジュール４０は、上位コントローラ３０と制御モジュール１１，１２との間の通信を中継するとともに、バス２１，２２の二重化制御を行う。中継モジュール４０と上位コントローラ３０はバス５０で接続されている。
【００１２】
制御モジュール１１，１２、上位コントローラ３０、中継モジュール４０は、それぞれＣＰＵとＲＡＭを備えている。
バス２１の系統をα系、バス２２の系統をβ系とする。
【００１３】
中継モジュール４０で、記憶手段４１は例えばＲＡＭで、各バス系統のバス２１，２２の状態を示すライブリスト４１１を格納している。
プロセッサ４２は例えばＣＰＵで、バス選択手段４２１と診断手段４２２を有する。バス選択手段４２１は、ライブリスト４１１の情報に基づいて上位コントローラ３０がアクセスするバス系統を決める。
診断手段４２２は、一方のバス系統を介して制御モジュール１１，１２が上位コントローラ３０にレスポンスを返した後に、他方のバス系統の健全性をチェックする。例えば、α系のバスを用いて通信を行っているときは、レスポンス返送後にβ系のバスの健全性をチェックする。診断手段４２２は、ライブリスト４１１の情報に基づいて健全性をチェックするバス系統を決める。診断手段４２２は、チェックが完了したときにライブリスト４１１の内容を更新する。
【００１４】
例えば、上位コントローラ３０は制御モジュール１１，１２に対してアナログ電流出力の設定値を示すデータを送り、制御モジュール１１，１２は実際に出力したアナログ電流値のデータをレスポンスとして返す。
【００１５】
図２は本発明にかかる通信制御装置の適用例を示した図である。
この例では、プロセス制御システムに用いる信号入出力装置に適用している。
この通信制御装置は、上位側のリモートバス６０ａ，６０ｂと下位側のノード内バス７０ａ，７０ｂを接続している。
バス・インタフェイス・モジュール（ＢＩＭと略す）８０ａ，８０ｂは、コントローラ８１ａ，８１ｂとＩＯモジュール（入出力モジュール。ＩＯＭと略す。）８２ａ〜８２ｈの間の通信を中継するとともに、ノード内バス７０ａ，７０ｂについて使用するバス系統の選択や、健全性のチェックを行うバス系統の選択等を含むバスの二重化制御を行う。ＢＩＭ８０ａ，８０ｂが二重化制御を実行するため、上位側のコントローラ（ＣＯＮＴＲＯＬＬＥＲ）８１ａ，８１ｂは二重化バスを意識することなくＩＯＭにアクセスできる。
電源モジュール（ＰＷＭと略す）はＢＩＭ７やＩＯＭに駆動電力を供給する。
【００１６】
図２の適用例では、上位コントローラ、制御モジュール及び中継モジュールは、コントローラ８１ａ，８１ｂ、ＩＯＭ８２ａ〜８２ｈ及びＢＩＭ８０ａ，８０ｂに相当する。上位コントローラと中継モジュールは、それぞれ二重化されている。
【００１７】
本発明の動作について説明する。
中継モジュール４０は、内部にライブリスト４１１を持ち、上位コントローラ３０からアクセスを要求された場合に、ライブリスト４１１に従って健全なバス系統（α系，β系）にアクセスする。ライブリストはライブフラグとアクセスフラグとから構成される。
【００１８】
ライブフラグは、ノード内の各スロット毎（制御モジュール毎）にバス通信の健全性を示すリストである。
図３はライブフラグの例を示した図である。
図３で、「０」はバス系統が未アクセス又は未実装であることを示す。「×」はバス系統が通信不可、「１」はバス系統が健全な系統であることを示す。
【００１９】
アクセスフラグは、各スロットへのアクセスの有無を示す情報である。
図４はアクセスフラグの例を示した図である。
図４で、「１」はα系へのアクセスあり、「２」はβ系へのアクセスあり、「０」はいずれの系統へもアクセス無しであることを示す。
【００２０】
常時はα系を通信に使用し、β系の健全性をチェックしたときにライブリストを更新する。
バスの異常を検出すると、ライブリストを参照し、ライブリストに示すバス状態に応じて他方の系統のバスをアクセスする。
また、制御モジュールが上位コントローラにレスポンスを返送した後に他方の系統のバスをチェックするため、システム全体のレスポンスに影響を与えない。
【００２１】
通信に用いるバス系統の選択のしかたについて説明する。
α，βのいずれの系統でアクセスするかはα系とβ系のライブフラグの組み合わせにより決定する。図５は決定のしかたを示した図である。
図５で、「０」はバス系統が未アクセス又は未実装であることを示す。「×」はバス系統が通信不可、「１」はバス系統が健全な系統であることを示す。「α→β」はα系が通信不可であればβ系にリトライすることを示す。
【００２２】
通常、α系とβ系が両方とも健全な場合、図５のα＝１，β＝１の組み合わせの欄で「α→β」と示されるように、まずα系でアクセスし、α系のアクセスが失敗したら次にβ系でアクセスを行う。
なお、既に通信不可の系統がある場合（図５の「×」の欄）等にはリトライは行わない。
【００２３】
診断するバス系統の選択のしかたについて説明する。
両系統のバスの健全性を確認するため、上位コントローラからの要求に対して使用したバスの系統と逆の系統を診断する。
図６は診断する系統の決め方を示した図である。
図６に示すように、アクセスフラグの組み合わせと前回アクセスした系統の組み合わせから診断する系統を決定する。
図６の斜線で区切った欄では、上側は診断を行う系統で、下側は前回アクセスした系統である。
【００２４】
なお、実施例ではバス系統を二重化した場合を説明したが、二重化以外の冗長化をしてもよい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果が得られる。
【００２６】
本発明では、冗長化バスに接続された制御モジュールと上位コントローラとの間に中継モジュールを介在させ、この中継モジュールがバスの冗長化制御を行っている。このため、上位コントローラは冗長化バスを意識することなく制御モジュールにアクセスすることができる。
【００２７】
本発明では、制御モジュールが上位コントローラにレスポンスを返した後にバス系統の健全性をチェックしているため、システム全体のレスポンスに影響を与えることなくバスを診断できる。
【００２８】
本発明では、ライブリストの情報に基づいてアクセスするバス系統を決めているため、バス系統の状況に応じて適切なバス系統に対してアクセスすることができる。
【００２９】
本発明では、ライブリストの情報に基づいて診断するバス系統を決めているため、バス系統の状況に応じて適切なバス系統に対して診断することができる。
【００３０】
本発明では、チェックが完了したときにライブリストの内容を更新するため、最新のバス状態の情報を保証できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明にかかる通信制御装置の適用例を示した図である。
【図３】本発明の動作説明図である。
【図４】本発明の動作説明図である。
【図５】本発明の動作説明図である。
【図６】本発明の動作説明図である。
【符号の説明】
１１，１２制御モジュール
２１，２２バス
３０上位コントローラ
４０中継モジュール
４１記憶手段
４１１ライブリスト
４２１バス選択手段
４２２診断手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication control apparatus that performs communication using a redundant bus.
[0002]
[Prior art]
In communication systems, there is a system in which a bus system is duplicated to ensure reliability.
Duplex control can be performed by switching the bus system alternately, or by fixing one bus system and keeping the other bus system on standby, and when the working bus system fails, the standby side There was a method using the bus system.
Conventionally, the host controller performs duplex control of the bus. However, there is a problem that the overhead of the execution time of the host controller increases due to the complicated processing of the duplex control.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-described problems. A relay module is interposed between the control module connected to the redundant bus and the host controller, and the relay module controls the redundancy of the bus. By doing so, an object is to realize a communication control device that allows the host controller to access without being aware of the redundant bus.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is a communication control device configured as follows.
[0005]
(1) A communication control device including a relay module that relays communication between a host controller and a control module connected to a duplex bus and controls the duplex bus,
The relay module includes storage means for storing a live list indicating a state of each bus system of the duplex bus;
Bus selecting means for determining a bus system to be accessed among the duplexed buses based on the information of the live list;
Diagnostic means for checking the soundness of the bus system based on the information of the live list,
After the control module returns a response to the request from the host controller , the diagnostic means checks the soundness of the bus system that is not used for access, and updates the information of the live list every time the check is completed. A communication control device.
[0006]
(2) The live list is information indicating a live flag which is information indicating the soundness of communication for each bus system and each control module, and information indicating presence / absence of access and a bus system used for access for each control module. The communication control device according to (1), comprising an access flag.
[0007]
(3) Based on the live flag information of the live list, if the bus selection unit is healthy in both bus systems, if access fails in one bus system, the bus selection means switches to the other bus system and performs access. (2) The communication control device according to (2), wherein the bus system is not switched when it is known in advance that communication with the other bus system is impossible.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the control modules 11 and 12 are connected to duplex buses 21 and 22. The host controller 30 controls the control modules 11 and 12.
The relay module 40 relays communication between the host controller 30 and the control modules 11 and 12 and performs duplex control of the buses 21 and 22. The relay module 40 and the host controller 30 are connected by a bus 50.
[0012]
The control modules 11 and 12, the host controller 30, and the relay module 40 each include a CPU and a RAM.
The system of bus 21 is α system and the system of bus 22 is β system.
[0013]
In the relay module 40, the storage means 41 is, for example, a RAM, and stores a live list 411 indicating the states of the buses 21 and 22 of each bus system.
The processor 42 is a CPU, for example, and includes a bus selection unit 421 and a diagnosis unit 422. The bus selection unit 421 determines a bus system to be accessed by the host controller 30 based on information in the live list 411.
The diagnosis unit 422 checks the soundness of the other bus system after the control modules 11 and 12 return a response to the host controller 30 via the one bus system. For example, when communication is performed using an α system bus, the soundness of the β system bus is checked after a response is returned. The diagnosis unit 422 determines a bus system for checking the soundness based on the information of the live list 411. The diagnosis unit 422 updates the contents of the live list 411 when the check is completed.
[0014]
For example, the host controller 30 sends data indicating the set value of the analog current output to the control modules 11 and 12, and the control modules 11 and 12 return the actually output analog current value data as a response.
[0015]
FIG. 2 is a diagram showing an application example of the communication control apparatus according to the present invention.
In this example, the present invention is applied to a signal input / output device used in a process control system.
This communication control device connects the upper-side remote buses 60a and 60b and the lower-side node buses 70a and 70b.
The bus interface modules (abbreviated as BIM) 80a and 80b relay communication between the controllers 81a and 81b and the IO modules (input / output modules; abbreviated as IOM) 82a to 82h, and the intra-node buses 70a and 80b. Duplex control of the bus is performed including selection of a bus system to be used for 70b, selection of a bus system for performing soundness check, and the like. Since the BIMs 80a and 80b execute the duplex control, the higher-level controllers (CONTROLLERs) 81a and 81b can access the IOM without being aware of the duplex bus.
A power supply module (abbreviated as PWM) supplies drive power to the BIM 7 and IOM.
[0016]
In the application example of FIG. 2, the host controller, the control module, and the relay module correspond to the controllers 81a and 81b, the IOMs 82a to 82h, and the BIMs 80a and 80b. The host controller and relay module are duplicated.
[0017]
The operation of the present invention will be described.
The relay module 40 has a live list 411 inside, and accesses the healthy bus system (α system, β system) according to the live list 411 when access is requested from the host controller 30. The live list includes a live flag and an access flag.
[0018]
The live flag is a list indicating the soundness of bus communication for each slot (for each control module) in the node.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a live flag.
In FIG. 3, “0” indicates that the bus system is not accessed or not mounted. “X” indicates that the bus system cannot communicate, and “1” indicates that the bus system is a healthy system.
[0019]
The access flag is information indicating whether or not each slot is accessed.
FIG. 4 is a diagram showing an example of an access flag.
In FIG. 4, “1” indicates access to the α system, “2” indicates access to the β system, and “0” indicates no access to any system.
[0020]
Always use the α system for communication, and the live list is updated when the health of the β system is checked.
When a bus abnormality is detected, the live list is referred to, and the other system bus is accessed according to the bus state shown in the live list.
In addition, since the control module checks the bus of the other system after returning the response to the host controller, the response of the entire system is not affected.
[0021]
A method of selecting a bus system used for communication will be described.
Which system of α and β is accessed is determined by a combination of α and β live flags. FIG. 5 is a diagram showing how to make a decision.
In FIG. 5, “0” indicates that the bus system is not accessed or not mounted. “X” indicates that the bus system cannot communicate, and “1” indicates that the bus system is a healthy system. “Α → β” indicates that if the α system cannot communicate, it will retry to the β system.
[0022]
Normally, when both the α system and the β system are healthy, as indicated by “α → β” in the combination column of α = 1 and β = 1 in FIG. If the access fails, the next access is made in the β system.
Note that when there is a system incapable of communication ("X" column in FIG. 5), retry is not performed.
[0023]
How to select the bus system to be diagnosed will be described.
In order to confirm the soundness of the buses of both systems, the system opposite to the bus system used in response to the request from the host controller is diagnosed.
FIG. 6 is a diagram showing how to determine the system to be diagnosed.
As shown in FIG. 6, the system to be diagnosed is determined from the combination of the access flag and the system of the system accessed last time.
In the column separated by diagonal lines in FIG. 6, the upper side is a system for diagnosis, and the lower side is a system accessed last time.
[0024]
In the embodiment, the case where the bus system is duplexed has been described, but redundancy other than duplexing may be performed.
[0025]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
[0026]
In the present invention, a relay module is interposed between the control module connected to the redundant bus and the host controller, and the relay module performs redundancy control of the bus. Therefore, the host controller can access the control module without being aware of the redundant bus.
[0027]
In the present invention, since the health of the bus system is checked after the control module returns a response to the host controller, the bus can be diagnosed without affecting the response of the entire system.
[0028]
In the present invention, since the bus system to be accessed is determined based on the information of the live list, an appropriate bus system can be accessed according to the status of the bus system.
[0029]
In the present invention, since the bus system to be diagnosed is determined based on the information of the live list, it is possible to diagnose an appropriate bus system according to the status of the bus system.
[0030]
In the present invention, since the contents of the live list are updated when the check is completed, the latest bus state information can be guaranteed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an application example of a communication control apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the present invention.
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the present invention.
FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the present invention.
FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the present invention.
[Explanation of symbols]
11, 12 Control module 21, 22 Bus 30 Host controller 40 Relay module 41 Storage means 411 Live list 421 Bus selection means 422 Diagnosis means

Claims

上位コントローラと二重化バスに接続された制御モジュールとの間の通信を中継するとともに、二重化バスの制御を行う中継モジュールを備えた通信制御装置であって、
前記中継モジュールは、前記二重化バスの各バス系統の状態を示すライブリストを格納する記憶手段と、
前記ライブリストの情報に基づいて前記二重化バスのうちアクセスするバス系統を決めるバス選択手段と、
前記ライブリストの情報に基づいてバス系統の健全性をチェックする診断手段と、を有し、
前記制御モジュールが前記上位コントローラからの要求に対するレスポンスを返した後に、アクセスに使用していないバス系統の健全性を前記診断手段がチェックし、チェック完了ごとに前記ライブリストの情報を更新することを特徴とする通信制御装置。A communication control device comprising a relay module that relays communication between a host controller and a control module connected to the duplex bus and controls the duplex bus,
The relay module includes storage means for storing a live list indicating a state of each bus system of the duplex bus;
Bus selecting means for determining a bus system to be accessed among the duplexed buses based on the information of the live list;
Diagnostic means for checking the soundness of the bus system based on the information of the live list,
After the control module returns a response to the request from the host controller , the diagnostic means checks the soundness of the bus system that is not used for access, and updates the information of the live list every time the check is completed. A communication control device.

前記ライブリストは、バス系統ごと及び制御モジュールごとに通信の健全性を示す情報であるライブフラグ並びに、制御モジュールごとにアクセスの有無及びアクセスに使用しているバス系統を示す情報であるアクセスフラグからなることを特徴とする請求項１記載の通信制御装置。 The live list includes a live flag that is information indicating the soundness of communication for each bus system and each control module, and an access flag that is information indicating the presence / absence of access and the bus system used for access for each control module. The communication control apparatus according to claim 1, wherein

前記バス選択手段は、前記ライブリストのライブフラグの情報に基づいて、両バス系統で健全な場合は、一方のバス系統でアクセスに失敗したら他方のバス系統に切替えてアクセスを行い、あらかじめ他方のバス系統の通信不可が分かっている場合は、バス系統の切替えを行わないことを特徴とする請求項２記載の通信制御装置。 Based on the live flag information of the live list, if the bus selection unit is healthy in both bus systems, if the access fails in one bus system, the bus selection unit switches to the other bus system and accesses the other bus system in advance. 3. The communication control apparatus according to claim 2, wherein when it is known that the bus system cannot communicate, the bus system is not switched.