JP4652308B2 - エラー検出システム及びエラー検出方法 - Google Patents
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Description
本発明によれば、エラー検出装置の詳細な故障診断を行うことができる。
CPU I/F部1100と、メモリ1200とをつなぐバス配線には、パリティビット生成部(本発明のエラー検出データ生成手段に該当する)1301と、選択回路(本発明のデータ切替手段に該当する)1302とを備えたパリティビット付加部1300が接続されている。
パリティビット生成部1301は、CPU(本発明の診断データ送信手段と故障診断手段とに該当する)からメモリ1200に書き込まれるデータ列にパリティ演算を行い、演算結果のパリティビットをデータ列に付加する。例えば、32ビットデータをメモリ1200に書き込む時には、31ビットからなるデータ列にパリティ演算を行い、演算結果のパリティビットをデータ列の最上位のビット(32ビット目)に付加する。
CPUは、メモリ1200からデータ列を読み出すと、付加したパリティビットの正誤情報と、パリティチェック部1401によるパリティチェックの結果とからパリティチェック部1401の動作を検証する。
CPUは、パリティチェック部1401の診断を開始すると(ステップT1)、まず、強制発生許可信号をオンに設定する(ステップT2)。
強制発生許可信号をオンにすると、CPUは、試験用のデータの最上位ビット(パリティビット)に、パリティチェックの結果を正常又は異常にする診断データ(1ビット)を付加して、メモリ1200に書き込む(ステップT3)。また、CPUは、メモリ1200に書き込んだデータ列のアドレスと、このデータ列に付加した診断データの正誤情報とを保存する(ステップT4)。
まず、選択回路1302がCPUからの信号を出力するように強制発生許可信号をオンにする。そして、診断用データとして「0」と「1」とを切り替えてメモリ1200に格納する。このとき、メモリ1200から読み出された診断用データと、CPUが出力した診断用のデータとを比較して、両データが一致しているかを判定する。両データが一致している場合には、次に強制発生許可信号をOFFにする。そして、CPUは、診断用データとして「0」と「1」とを切り替えて出力する。
このとき、メモリ1200から読み出したデータと、出力した診断用データとを比較して両データが一致しているか否かを判定する。両データが一致していないときに選択回路1302は固着異常を生じていないと判定することができる。
図3に示す車載ゲートウェイ装置1は、CPUバス16に、CPU2、FLASH ROM(Read Only Memory)3、UART4(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)、割込み制御部6、DMAコントローラ7、CANインタフェース部8、複数のCAN(本実施例ではCAN_0,CAN_1,CAN_2,CAN_3の4つのCANを示すが、CANの数はこれに限定されるものではない)9、バスインタフェース部10などが接続されている。バスインタフェース部10には、検索エンジン部11、マップメモリ13、送信バッファ14、受信制御部15が接続されている。検索エンジン部11、送信バッファ14、受信制御部15は、バスインタフェース部10を介してCPUバス16にデータを入出力するデータ線で接続されている。また検索エンジン部11と送信バッファ14、検索エンジン部11と受信制御部15もデータ線で接続されている。また、受信制御部15は、CANインタフェース部8とデータ線で接続され、CANインタフェース部8から直接データを入力できるようになっている。また、図3にはデータ線以外に制御信号を送受信する制御線も示されている。CPU2は、この制御線に上記各機能部を制御する信号を出力する。またDMAコントローラ7と検索エンジン部11との間にも制御線が配線され、DMAコントローラ7は、CPU2の制御によらず検索エンジン部11からデータを読み出して転送先に転送する。なお、検索エンジン部11と、マップメモリ13と、送信バッファ14と、受信制御部15と、バスインタフェース部10と、CANインタフェース部8とを備える構成をゲートウェイハードマクロ部17と呼ぶ。
ゲートウェイハードマクロ部17は、図4に示すように通信チャネルごとに設けられた振り分け部51及びレジスタ56と、セレクタ部52と、タイムスタンプ部61と、検索エンジン部11と、マップメモリ13と、送信FIFO21とを有している。なお、検索エンジン部11と、マップメモリ13との間には、上述したパリティビット付加部1300、チェック部1400が設けられている。これらについては後述する。
このようにチャネル単位や選択したフレーム単位でデータの出力先を振り分けることで、ソフトウェア制御部50による処理と、検索エンジン部11によるハード処理を並行して行うことができる。
また、優先的にソフトウェア制御部50に送るべきフレームデータを検索エンジン部11を介さずに転送することができるので、ソフトウェア制御部50での処理開始時間を早めることができる。
フレームデータは、CAN9のメッセージ振り分け部58によって、データのIDに応じて振り分けられ、メッセージボックス(0、1、2、3・・・・)に登録される。第1宛先振り分け部59は、メッセージ振り分け部58で振り分けられた場所(メッセージボックス0、1、2、3・・・・)に対しフレームデータの宛先をソフトウェア制御部50や検索エンジン部11に設定したり、ソフトウェア制御部50と検索エンジン部11の両方に設定する同報送信の設定を行う。また、ここで廃棄されるフレームデータもある。第2宛先振り分け部60は、検索エンジン部11の処理状況に応じて、検索エンジン部11宛てであったフレームデータを強制的にソフトウェア制御部50に変更したり、フレームデータを廃棄する設定を行う。
タイムスタンプ部61は、セレクタ部52に入力されるフレームデータにタイムスタンプを付加する。タイムスタンプ部61は、図6に示すように分周回路611と、フリーランカウンタ612とを備えている。
分周回路611には、CPU2から出力される機能イネーブル信号および分周比設定信号と、クロック信号とが入力される。分周回路611は、機能イネーブル信号がイネーブルになると、分周比設定信号の設定に従ってクロック信号を分周したものを基準に作るカウンタイネーブル信号をフリーランカウンタ612に出力する。
フリーランカウンタ612は、クロック信号と、分周回路611から出力されるカウンタイネーブル信号と、CPU2からの機能イネーブル信号とを入力する。フリーランカウンタ612は、機能イネーブル信号がイネーブルになると、分周回路611から出力されるカウンタイネーブル信号をカウントして、タイムスタンプを出力する。
例えば、クロックが16MHzで、フリーランカウンタが16ビットの場合、分周設定が1/128では、計測できる最小時間は8[μs]、計測できる最大時間は、0.524[s]となる。また、分周設定が1/16384では、計測できる最小時間は1.024[ms]、計測できる最大時間は、67.1[s]となる。
CPU2は、初期動作時にタイムスタンプ部61に対し、計測すべき範囲と分解能に応じた分周比を設定する(ステップS1)、その後、機能イネーブル信号をイネーブルに設定して、タイムスタンプ部61を動作させる(ステップS2)。
レジスタ521、522、523、524には各チャネルからのフレームデータと、各レジスタ521、522、523、524にフレームデータが入力されるタイミングを通知するタイミング通知信号と、タイムスタンプ部で発行されたタイムスタンプとが入力される。タイムスタンプ部61で発行されたタイムスタンプは、レジスタ521、522、523、524においてフレームデータに付加される。
同様に上限用セレクタ75には、エントリ識別部71から上限エントリ番号が入力される。上限用セレクタ75は、状態制御部70の制御に従って、前記上限エントリ番号、前回のエントリ番号、除算・保持部77の出力に−1したエントリ番号のいずれかを選択出力する。
2分木検索では、まず上限設定値と下限設定値の中間の値が演算される。すなわち、(N+M)÷2(=C1とする)が演算され、このアドレスのエントリデータと、受信データのIDとの比較が行われる。ここで例えば、受信データのIDがエントリデータよりも小さい値であった場合には、対象のエントリデータがメモリアドレスの高いほうに登録されていることになる。そのため、下限用セレクタ74では、除算・保持部77の保持している前回の値C1に+1した値が選択される。また上限用セレクタ75では前回の値Mがそのまま選択される。これらの制御は、状態制御部70によって行われる。加算部76でこれらの値が加算され、除算・保持部77で2で除算することで(C1+1+M)÷2がC2として演算される。このようにして求めたエントリデータと、受信IDとの大小比較によって次のアドレスが順次生成され、受信データのIDと一致するエントリデータをメモリ78から検索する。
一致比較部79は、テーブル78から読み出したエントリデータと、受信したデータのIDとを比較する。図12に一致比較部79の構成を示す。図12に示すように一致比較部79は、論理演算部95と、一致比較演算部96とを備えている。論理演算部95は、受信データのIDに図13に示すようにマスクを重ね合わせ、検索範囲を絞り込む。一致比較部79は、マスクを重ね合わせたID番号と、読み出したエントリデータとを比較して、両者が一致しているか否かを判定する。
検索を開始すると、状態制御部70は検索回数をまず0にセットする(ステップS11)。この処理と同期してエントリ識別部71において、エントリ数に応じた検索回数値をセットする(ステップS12)。検索回数値は、エントリ識別部71から状態制御部70に通知される。
状態制御部70は、フレームデータを受信していないアイドル時に(ステップS31)、自立チェックを実行する(ステップS44)。まず、状態制御部70は、ポインタのアドレスを生成し(ステップS45)、該当するアドレスに格納されたエントリデータを検索して取り出す(ステップS46)。そして、取り出したエントリデータの正常性を判定する(ステップS47)。検索したエントリデータが正常であると判定すると(ステップS47/YES)、処理を終了する。またエラーを検出すると(ステップS47/NO)、システムエラーとして処理する(ステップS48)。
図17に示すように送信FIFO21は、タイムスタンプを格納するタイムスタンプ用FIFO210と、フレームデータを格納するデータ用FIFO211とを備えている。また、処理遅延時間に応じてデータを廃棄するデータ廃棄部300には、比較部301と、Valid部302とを有している。
また、Valid部302には、タイムスタンプ用FIFO210、データ用FIFO211に保持されたデータが有効であることを示すValidデータ(有効なデータには「1」が記録されている)が記録される。
従って、データ用FIFO211に書き込まれたフレームデータのタイムスタンプ情報が、タイムスタンプ用FIFO210の同一領域に書き込まれている。同様に、フレームデータが有効なデータであるのか無効なデータであるのかを示すValidデータが、Valid部302の同一領域に書き込まれている。
比較部301は、Valid部302に有効であることを示すデータが記録された領域のタイムスタンプをTS用FIFO210から読み込んで、タイムスタンプ部61から出力される現在の時刻を示すタイムスタンプ情報と比較する。TS用FIFO210に格納されたタイムスタンプの時刻と、現在の時刻との差がCPU2から通知されたタイムアウト設定情報を超えている場合、比較部301は、Valid部302のValidデータを無効なデータ(0を記録する)に変更する。Validデータが無効なデータに変更されると、メッセージカウンタ303の値が1減算される。
CPU2は、所定タイミングごとにメッセージカウンタ303の値を読み出す。メッセージカウンタ303の値が所定値となると、データ用FIFO211からフレームデータを読み出す。このとき、Valid部302に無効を示すデータが記録されているフレームデータは、読み出されずに廃棄される。
図19に示すフローチャートを参照しながら、滞留時間がタイムアウト時間を超えたフレームデータをCPU2で廃棄する手順を説明する。
CPU2は、所定時間ごとにメッセージカウンタ303を参照して、送信FIFO21に処理データが格納されているかを判定する(ステップS51)。送信FIFO21に処理データが格納されている場合には(ステップS51/YES)、この処理データを送信FIFO21から読み出すと共に(ステップS52)、タイムスタンプ部61から現在時刻を表すタイムスタンプ情報を読み出す(ステップS53)。
CPU2は、送信FIFO21から読み出したフレームデータに付加されたタイムスタンプ情報と、タイムスタンプ部から読み出した現在時刻情報とを比較する(ステップS54)。
タイムスタンプの時刻と、現在の時刻との差が第1基準値βよりも大きいと(ステップS55/YES)、このフレームデータを廃棄する(ステップS56)。また、タイムスタンプの時刻と、現在の時刻との差が第1基準値βよりも小さく、第2基準値αよりも大きい場合には(ステップS57/YES)、このフレームデータの処理に遅延が生じていると判定し、このフレームデータを優先的に処理する(ステップS58)。なお、第1基準値βは、第2基準値αよりも大きな値に設定されている。
さらに、タイムスタンプの時刻と、現在の時刻との差が第2基準値αよりも小さいには(ステップS57/NO)、フレームデータの処理に遅延が生じていないと判定し、通常の処理を行う(ステップS59)。
また、フレームデータの廃棄は、ソフトウェアによる廃棄がメインで、ハードウェアで廃棄する場合には図18に示す構成となる。
なお、図23では、パリティのチェックをソフトウェア制御部50でを行っているが、検索エンジン部11でパリティのチェックを行う構成であってもよい。
2 CPU
3 FLASH ROM
4 UART
5 フリーランタイマ
6 割込み制御部
7 DMAコントローラ
8 CANインタフェース部
9 CAN
10 バスインタフェース部
11 検索エンジン部
13 マップメモリ
14 送信バッファ
15 受信バッファ
16 CPUバス
17 ゲートウェイハードマクロ部
21 送信FIFO
51 振り分け部
52 セレクタ部
53 並列バッファ
54 調停部
55 フォーマット変換部
56 レジスタ
61 タイムスタンプ部
70 状態制御部
71 エントリ識別部
79 一致比較部
80 エントリチェック部
91 選択部
92 第1変換部
93 第2変換部
95 論理演算部
96 一致比較演算部
210 TS用FIFO
211 データ用FIFO
300 データ破棄部
301 比較部
302 Valid部
303 メッセージカウンタ
521、522、523、524 レジスタ
525 選択論理部
526 セレクタ
611 分周回路
612 フリーランカウンタ
1100 CPU I/F
1200 メモリ
1300 パリティビット付加部
1301 パリティビット生成部
1302 選択回路
1400 チェック部
1401 パリティチェック部
Claims (2)
- 中央制御装置と、記憶装置と、前記中央制御装置から前記記憶装置に送信され、前記記憶装置に記憶させるデータ列のエラーを検出するエラー検出装置とを有するエラー検出システムであって、
前記エラー検出装置は、前記中央制御装置から前記記憶装置に送信されるデータ列に、該データ列の誤りを検出するためのパリティビットを診断データとして付加するパリティビット生成手段と、前記記憶装置から読み出されたデータ列の誤りを、前記データ列に付加された診断データを参照して判定するエラー検出手段と、前記パリティビット生成手段が生成した診断データ、又は前記中央制御装置から送られる診断データのいずれか一方を選択し、前記中央制御装置から前記記憶装置に送信されるデータ列に選択した診断データを付加させるデータ切替手段とを有し、
前記中央制御装置は、
前記データ切替手段が、前記中央制御装置から送られる診断データを選択するように切り替える信号を前記データ切替手段に送信した状態で、前記中央制御装置が前記データ切替手段に送った診断データと、前記データ切替手段によって選択されてデータ列に付加され、前記記憶装置に記憶された後、前記記憶装置から読み出され、前記中央制御装置に入力されたデータ列に付加された診断データとが一致するか否かの判定と、前記データ切替手段が前記パリティビット生成手段の生成した診断データを選択するように切り替える信号を前記データ切替手段に送信した状態で、前記中央制御装置が前記データ切替手段に送った診断データと、前記データ切替手段が前記パリティビット生成手段の生成した診断データを選択する状態で、前記記憶装置にデータ列と共に送られて記憶された後、前記記憶装置から読み出されて前記中央制御装置に入力されたデータ列に付加された診断データとが一致するか否かの判定とに基づき、前記データ切替手段の固着異常を判定し、
また、前記データ切替手段が、前記中央制御装置から送られる診断データを選択するように切り替える信号を前記データ切替手段に送信した状態で、前記中央制御装置が、診断データを用いた前記エラー検出手段の診断結果が正常又は異常となる値の診断データを前記データ切替手段に送って前記記憶装置にデータ列と共に記憶させた後、前記記憶装置から読み出されたデータ列に対する前記エラー検出手段の判定結果と、前記中央制御装置が前記データ切替手段に送った診断データの値が示す診断結果とが一致するか否かの判定に基づき、前記エラー検出手段の故障を判定することを特徴とするエラー検出システム。 - 中央制御装置と、記憶装置と、前記中央制御装置から前記記憶装置に送信され、前記記憶装置に記憶させるデータ列のエラーを検出するエラー検出装置とを備え、前記エラー検出装置は、前記中央制御装置から前記記憶装置に送信されるデータ列に、該データ列の誤りを検出するためのパリティビットを診断データとして付加するパリティビット生成手段と、前記記憶装置から読み出されたデータ列の誤りを、前記データ列に付加された診断データを参照して判定するエラー検出手段と、前記パリティビット生成手段が生成した診断データ、又は前記中央制御装置から送られる診断データのいずれか一方を選択し、前記中央制御装置から前記記憶装置に送信されるデータ列に選択した診断データを付加させるデータ切替手段とを備えるエラー検出システムにおけるエラー検出方法であって、
前記中央制御装置において、
前記データ切替手段が、前記中央制御装置から送られる診断データを選択するように切り替える信号を前記データ切替手段に送信した状態で、前記中央制御装置が前記データ切替手段に送った診断データと、前記データ切替手段によってデータ列に付加されて前記記憶装置に記憶された後、前記記憶装置から読み出され、前記中央制御装置に入力されたデータ列に付加された診断データとが一致するか否かを判定する第1判定ステップと、前記データ切替手段が前記パリティビット生成手段の生成した診断データを選択するように切り替える信号を前記データ切替手段に送信した状態で、前記中央制御装置が前記データ切替手段に送った診断データと、前記データ切替手段が前記パリティビット生成手段の生成した診断データを選択する状態で、前記記憶装置にデータ列と共に送られて記憶された後、前記記憶装置から読み出されて前記中央制御装置に入力されたデータ列に付加された診断データとが一致するか否かを判定する第2判ステップとを有する前記データ切替手段の固着異常判定ステップと、
前記データ切替手段が、前記中央制御装置から送られる診断データを選択するように切り替える信号を前記データ切替手段に送信した状態で、前記中央制御装置が、診断データを用いた前記エラー検出手段の診断結果が正常又は異常となる値の診断データを前記データ切替手段に送って前記記憶装置にデータ列と共に記憶させた後、前記記憶装置から読み出されたデータ列に対する前記エラー検出手段の判定結果と、前記中央制御装置が前記データ切替手段に送った診断データの値が示す診断結果とが一致するか否かの判定に基づき、前記エラー検出手段の故障を判定する故障判定ステップとを実行することを特徴とするエラー検出方法。
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