JPH0329046A - 制御システムのバス切換装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は１つの被制御対象をバスを介して複数の制御部
で共用する制御システムに係わり、特に、被制御対象を
バス切換回路を用いて指定された制御部へ切換接続する
制御システムのバス切換装置に関する。

（従来の技術） 複数の制御部が１つの披制御対象を共用するコンピュー
タ等を用いた制御システムにおいては、第４図に示すよ
うに、１つの共用バス１に対して例えばＣＰＵ　（中央
処理装置）等からなる複数の１１　ｌｍ部（バスマスタ
）２と１つの被制御対象としての被制御部（パススレー
ブ）３が接続されている。

このような制御システムにおいては、各制御部２が共用
バス１を介して被制御部３を制御する場合は、各制御部
２相互間でバスアクセス権をやりとりして、共用バス１
を使用する制御部２を決定する。よって、バスアクセス
権を獲得した制御部２のみが被制御部３を制御可能とな
る。

また、第５図に示すように、共用バス１の代りに、各制
御部２にそれぞれ専用の専用バス４を設け、各専用バス
４をバス切換回路５を介して被制御部３に接続した集リ
御システムも提唱されている。

このような制御システムにおいて、一つの制御部２が被
制御部３を制御する場合、制御する制御部２　ｉ１’Ｊ
体，又は各制御部２からのバスアクセス権要求を調停す
る図示しない外部制御装置から切換信号ａをバス切換回
路５へ印加する。切換信号ａが入りされたバス切換回路
５は、被制御部３をその切換信号ａの指定する制御部２
の専用バス４へ切換接続する。よって、切換接続された
制御部２は波制御部３を制御できる。

このようなバス切換回路５を用いた！ＩＪ御システムに
おいて、１つの制御部２が自己の専用バス４を介して被
！ｉ　Ｉａ部３に対する制御処理の実行中は、他の制御
部２の専用バス４は被制御部３および制御実行中の制御
部２の専用バス４に対して物理的に分離されているので
、たとえ他の制御部２が異常をきたし、プログラム１り
御が暴走状態になったとしても、現在制御処理中の制御
部２および被制御部３は正常に制御処理を継続できる。

したがって、高い信頼性が要求される待機冗長システム
などにおいて、本方式の制御システムが採用される。

しかしながら、第５図のように構成された制御システム
のバス切換装置においてもまだ改良すべき次のような問
題があった。

すなわち、１つの制御部部２が自己の専用バス４を使用
して被制御部３に対する制御処理を実施している期間に
他の制御部２が暴走を起こしたとしても、被制御部３は
暴走による悪影響を受けることはない。しかし、バス切
換回路５を介して接続されている現在制御処理を文行し
ている制御部２が異常をきたし、暴走状態になると、例
えば制御部２自身が切換信号ａをバス切換回路５へ送出
している場合には、切換信号ａが解除されないので、被
制御部３は暴走状態の制御部２に接続された状態を維持
する。よって、彼制御部３がｄ走による悪影響を受ける
のみならず、制御部２において長時間暴走状態が継続す
ると、彼制御部３が損傷を受ける懸念もある。

（発明が解決しようとする課題） このように従来の制御システムのバス切換装置において
は、被制御部３に現在接続されている制御部２に暴走等
の異常が発生すると被制御部３がその異常事態による悪
影響を受け、長時間その異常状態が継続すると、損傷を
受ける懸念がある。

よって、制御システム全体の信頼性が低下する問題があ
る。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
被制御対象に対して′ＩＩ１ｌ処理を実行している制御
部から一定周期で出力される処理中信号の信号送出時間
間隔を検出することにより、制御部が異常発生すると、
直ちにバス切換回路を切換動作でき、異常発生制御部を
被制御対象および他の正常な制御部から物理的に切離す
ことができ、異常発生による他の部材に対する悪影響を
最小限に抑制でき、システム全体の信頼性を向上できる
制御システムのバス切換装置を提供することを目的とす
る。

［発明の構成１ （課題を解決するための千段） 上記課題を解消するために本発明の制御システムのバス
切換装置においては、１つの被＄り御対象をバスを介し
て複数の制御部で共用する制御システムにおいて、バス
に介挿され、入力された切換信号の指定する制御部へ被
制御対象を択一的に接続するバス切換回路と、このバス
切換回路を介して現在被制御対象を制御している制御部
から一定周期で出力される処理中信号の入力時刻から次
の処理中信号入力時刻までの経過時間を経時しその経過
時間が前記一定周期より長く設定された限界時間を越え
るとバス切換回路へ強制切換信号を送出する監視タイマ
回路とを備えている。

（作用） このように構成された制御システムのバス切換装置によ
れば、バス切換回路を介して被制御対象に接続されてい
る制御部は、披制御対象に対して所定の制御処理を実行
している。そして、その制御処理を実行している間は、
一定周期で処理中信号を出力する。その処理中信号は監
視タイマ回路へ入力される。監視タイマ回路は１つの処
理中信号が入力すると経過時間の計時を開始し、次の処
理中信号が入力すると、先の経過時間をクリアｌ，て新
たに入力した処理中信号からの経過時間の計時を開始す
る。すなわち、一定周期で処理中信号が入力されている
限り、経過峙間が限界時間を越えることはない。よって
、監視タイマ回路からバス切換回路へ強制切換信号が送
出されることはない。

一方、被制御対象に対して所定の制御処理を実行してい
る制御部に異常が発生すると、前記一定周期毎の処理中
信号が出力されなくなる。よって、監視タイマ回路にお
いて計時されている経過時間が限界時間を越え、監視タ
イマ回路からバス切換回路へ強制切換信号が送出される
。その結果、異常の生じた制御部は強制的に被制御対象
および他の正常な制御部から切離される。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図は実施例のバス切換装置が組込まれた制御システ
ムを示す模式図である。この実施例においては、２台の
制御部（バスマスタ）ｌｌａ，１．　１　ｂでバス切換
回路１２を介して１台の被制御対象としての被制御部（
パススレーブ）１３を制御する。すなわち、各制御部１
１ａ，１．１ｂはそれぞれ専用バス１４ａ．１４ｂにて
バス切換回路１２に接続され、また、バス切換回路１２
は被制御部用バス１５を介して前記被制御部１３に接続
されている。

バス切換回路１２は、通常、各制御部１１ａ，１１ｂか
ら出力される切換信号ａにて切換制御される。例えば切
換信号ａがロー（Ｌ）レベル状態で被制御部用バス１５
と制御部１１ａの専用バス１４ａとが接続され、ハイ（
Ｈ）レベル状態で被制御部用バス１５と制御部１ｌｂの
専用・くス１４ｂとが接続される。また、バス切換回路
１２は監視タイマ回路１６から出力される強制切換信号
ｂにて現在接続中の専用バス１４ａ，１４ｂを他方側の
専用バス１４ｂ，１４ａへ強制的に切換接続する。

制御部１．　１　ａは自己の専用バス１４ａがバス切換
回路１２および被制御部用バス１５を介して被制御部１
３と接続された状態でこの被制御部１３に対する制御処
理中の場合は、現在自己が被制御部１３を占有している
ことを示すために一定周期Ｔｏでパルス状の処理中信号
Ｃを出力する。そして、この処理中信号Ｃは監視タイマ
回路１６へ印加される。同様に、他方の制御部１ｌｂも
被制御部１３に対して制御処理期間中は一定周期Ｔ。で
処理中信号ｄを監視タイマ回路１６へ送出する。

第２図はバス切換回路１２および監視タイマ回路１６の
詳細回路ブロック図である。

バス切換回路１２は、同一構成の出力信号セレクク１２
ａと入力信号セレクタ１２ｂとで構戊されており、各信
号セレクタ１２ａ，１２ｂの各信号端子Ａ，Ｂにそれぞ
れ専用バス１４ｇ，１４ｂが接続され、共通端子Ｃに被
制御部用バス１５が接続されている。また、制御端子Ｇ
ｌには切換信号ａが入力され、制御端子Ｇ２には強制切
換信号ｂが入力される。そして、各制御端子Ｇ，，Ｇ２
に印加される切換信号ａ，強制切換信号ｂがＬレベル状
態で共通端子Ｃを信号端子ＡＩ：切換接続し、Ｈレベル
状態で共通端子Ｃを信号端子Ｂに切換接続する。

また、監視タイマ回路１６へ入力された一方の制御部１
１ａからの処理中心号Ｃは信号選択回路１７内のアンド
ゲート１７ａおよびオアゲート１７ｂを介してカウンタ
１８のリセット端子Ｒへ印加される。また、他方の制御
部１ｌｂからの処理中心号ｄは信号選択回路１７内のア
ンドゲート１７ｃおよび前記オアゲート１．　７　ｂを
介してカウンタ１８のリセット端子Ｒへ印加される。

カウンタ１８のクロック端子ＣＰにはクロック発振器１
９からクロック信号ｅが印加される。そして、カウンタ
１８は、入力したクロック信号ｅのクロック数を計数す
る。そして、クロツク数か前記各処理中信号ｃ，ｄの周
期Ｔ０より長く設定された限界時間ＴＭに対応する計数
値に達すると、出力端子Ｑから１１レベルのカウントア
ップ信号ｆを次のフリップフロツプ２０のトリガ端子Ｔ
へ送出する。なお、計数途中でリセット端子ＲにＨレベ
ルのリセット信号が入力すると、計数値をクリアして、
ｋｋ初からクロック信号ｅの計数を開始する。

ト・リガ端子にＨレベルのカウントアップ信号ｆが入力
するとフリップフロップ２０は出力端子Ｑの出力信号の
信号レベルを強制的に反転する。よって、この出力端子
Ｑの出力信号が強制切換信号ｂとしてバス切換回路１２
へ送出される。

また、フリップフロップ２０の出力端子Ｑにおける出力
信号は直接アンドゲート１７ｂの他方の入力端子へ入力
されるとともに、インバータｉ７ｄを介してアンドゲー
トｌ７ａの他方の入力端子へ入力される。

次に、このように構成された制御システムのバス切換装
置の動作を説明する。

制御部１１ａが被制御部１３に対して制御処理を実行す
る場合、先ず、切換信号ａをＬレベルにしてバス切換回
路１２内の各信号セレクタ１２ａ，１２ｂの制御端子Ｇ
，をＬレベルにする。すると、共通端ＴＣが信号端子Ａ
に接続される。同時に、他方の制御端子Ｇ２もＬレベル
へ変化する。

しかして、制御部１　１．　３は被制御部１３と接続さ
れたので、制御部１１ａは被制御部１３に対する制御処
理を開始するとともに、一定周期Ｔ０で処理中信号Ｃを
出力する。出力された処理中信号Ｃは監視タイマ回路１
６内のアンドゲート１７ａへ入力される。なお、アンド
ゲー１１７ａの他方の入力端には制御端子Ｇ２のＬレベ
ル信号がインバータ１７ｄで反転されてＨレベルとして
印加されているので、処理中信号Ｃはアンドゲート１７
ａ，オアゲート１７ｂを介してカウンタ１８のリセット
端子Ｒへ印加される。その結果、カウンタ１８の計数値
がクリアされ、再度クロック信号ｅのクロック数の計数
を開始する。

そして、限界時間ＴＭに達しないうちに次の処理中信号
Ｃが入力するので、計数値は再度クリアされる。よって
、カウンタ１８からカウントアッブ信号ｆが出力される
ことはない。その結果、バス切換回路１２は切換信号ａ
で指定された切換状態を維持する。

制御部１１ａは被制御部１３に対する制御処理力９冬了
すると、切換信号ａをＨレベルへ切換えて、「１己の専
用バス１４ａを被制御部１３から切離す。

同時に、一定周期で出力していた処理中信号Ｃを停止す
る。その結果、切換回路１２が他方の制御部１ｌｂ側に
切換り、制御端子Ｇ２の信号レベルもＨレベルへ変化す
る。よって、今度は制御部１ｌｂが被制御部１３に女・
１する制御処理が可能となる。そして、制御部１ｌｂか
ら処理中信号ｄが監視タイマ回路１６へ送出される。カ
ウンタ１８はアンドゲート１７ｃおよびオアゲート１７
ｂを介して入力された処理中信号ｄでリセットされる。

このように、制御部１１ａ，ｌｌｂが正常に動作してい
る場合は、監視タイマ回路１６から強制切換信号ｂが出
力されないので、バス切換回路１２は各制御部１１ａ，
ｌｌｂから出力される切換信号ａのみにて切換制御され
る。

次に、例えば制御部１１ａが被制御部ｌ３に対する制御
処理を丈行中に、この制御部１　１　ａに何等かの異常
が発生して、暴走状態になると、この制御部１１ａから
制御処理が終了して被制御部１３を他の制御部１ｌｂへ
切換える切換信号ａが出力されることはない。また、処
理中信号Ｃの出力が停止する。

処理中信号Ｃが途絶えると、カウンタ１８がリセットさ
れなくなり、正常時に出力された処理中信号Ｃの出力時
刻からの経過時間が限界時間ＴＭを越えた峙点で、カウ
ンタ１８の出力端子ＱからＨレベルのカウントアップ信
号ｆが出力される。

よってフリップフロップ２０が動作して、フリップフロ
ツプ２０の出力端子Ｑの信号レベルをＬレベルからＨレ
ベルへ強１り的に反転させる。

よって、監視タイマ回路１６からＬレベルからＨレベル
へ変化する強制切換信号ｂがバス切換回路１２へ送出さ
れ、制御端子Ｇ２の信号レベルを強制的にＨレベルへ変
化させる。その結果、共通端子Ｃが信号端子Ｂ側に切換
接続される。同時に、制御端子Ｇ，の信号レベルがＨレ
ベルに変化する。

よって、被制御部１３は正常な制御部１ｌｂに接続され
るので、制御部１ｌｂは被制御部１３に対して通常の制
御処理を開始できる。

なお、制御部１ｌｂが被制御部１３に対して制御処理中
に暴走状態になった場合には、バス切換回路１２が強制
的に切換動作されて、制御部１．　１．　ｂが披制御部
１３および他の制御部１１ａに対して物理的に切離され
る。

このように、現在被制御部１３に対して制御処理を実行
中の制御部１１ａに何等かの異常が生じて、暴走状態に
なると、暴走状態の継続時間が予め定められた限界時間
ＴＭを越えると、該当制御部１１ａが被制御部１３およ
び正常な他の制御部１１ｌ）から物理的に切離される。

したがって、被制御部１３が暴走によって悪影響を受け
たり、又は損傷することを最小限に抑制できる。その結
果、制御システム全体の信頼性を大幅に向上できる。

また、図示するように、監視タイマ回路１６を構成する
各構成部材はデジタルの論理回路を組み合わせて簡１１
ｔに構成できるので、小型でかつ製造費を大幅に増加す
ることなく有用なバス切換装置を提供できる。

さらに、タイマ回路の性質上、各制御部１１ａ，１ｌｂ
に異常を引き起こす主要な原因であるパルス状雑音のた
めに、監視タイマ回路１６がその影響を受けたとしても
、最悪の事態でも、バス切換回路１２へ誤った強制切換
信号ｂを送出するのみである。そして、待機している他
方の正常な！ｌｊ御部１ｌｂ，ｌｌａで被制御部１３を
制御処理ができるので、上記パルス状雑音による誤動作
が制御システムの動作に対して致命的な影響を与えるこ
とが防止できる。

第３図は３個以上の制御部２１でバス切換回路２２を介
して１台の被制御部１３を共用する制御システムに組込
まれたバス切換装置を示す模式図である。各制御部２１
の各専用バス２３はバス切換回路２２の各切換端子に接
続され、共通端子に被制御部用バス１５が接続されてい
る。通常、バス切換回路２２は被制御部１３を各制御部
２１から出力される切換信号ｈの指定する制御部２１へ
切換接続するが、監視タイマ回路２４から強制切換ＩＪ
号ｇが入力すると、点線で示すように、共通端ｆ・を制
御部２１が接続されていない空の切換端ｆ・＼接続する
。

監視タイマ回路２４には現在被制御部１３に対して制御
処理動作中の制御部２１から一定周期Ｔ．の処理中信号
ｉが入力される。そして、処理中信号ｉが途絶えると前
記強制切換信号ｇをバス切換回路２２へ送出する。

このように構成されたバス切換装置であったとしても、
制御処理中の制御部２１が暴走状態になると、バス切換
回路２２が動作して、暴走中の制御部２１を被制御部１
３および他の正常な制御部２１から切離すことができる
ので、先の実施例とほぼ動揺の効果を得ることができる
。

なお、この場合、制御部２１に異常が生じると、彼制御
部１３はどの制御部２１にも接続されていない待機状態
になるので、正常な制御部２１から再度切換信号ｈを送
出して、被制御部１３を制御すべき制御部２１へ切換接
続する必要がある。逆にいえば、暴走中の制御部２１が
被制御部１３を誤った制御部２１へ接続する切換信号ｈ
を出力したとしても、被制御部１３がその誤った制御部
２１へ接続されるのが未然に防止される利点を持つＯ 〔発明の効果］ 以上説明したように本発明の制御システムのバス切換装
置によれば、被制御対象に対して制御処理を実行してい
る制御部から一定周期で出力される処理中信号の信号逸
出時間間隔を計時して、時間間隔が限界時間を越えると
バス切換回路を強制切換している。したがって、被制御
対象に文・１して制御処理を実行している制御部が異常
発生ずると、直ちにバス切換回路が切換動作するので、
異常発生制御部を被制御対象および他の正常な制御部か
ら物理的に切離すことができ、異常発生による他の部材
に対する悪影響を最小限に抑制でき、制御システム全体
の信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わるバス切換装置を組込
んだ制御システムの概略構成を示す模式図、第２図は同
実施例の要部を示すブロック図、第３図は本発明の他の
実施例に係わるバス切換装置を組込んだ制御システムの
概略構成を示す模式図、第４図は一般的な制御システム
を示すブロック図、第５図は従来のバス切換装置を示す
模式図である。 １１ａ，ｌｌｂ，２１−・・制御部、１２．２２・・・
バス切換回路、１３・・・彼制御部、１４ａ５１４ｂ・
・・専用バス、１６．２４・・・監視タイマ回路、１７
・・・信号選択回路、１８・・・カウンタ、１９・・・
クロック発振器、２０・・・フリップフロップ、ａ，ｈ
・・・切換信号、ｂ，ｇ・・・強制切換信号、ｃ，ｄ，
ｉ・・・処理中信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １つの被制御対象をバスを介して複数の制御部で共用す
   る制御システムにおいて、前記バスに介挿され、入力さ
   れた切換信号の指定する制御部へ前記被制御対象を択一
   的に接続するバス切換回路と、このバス切換回路を介し
   て現在前記被制御対象を制御している制御部から一定周
   期で出力される処理中信号の入力時刻から次の処理中信
   号入力時刻までの経過時間を経時しその経過時間が前記
   一定周期より長く設定された限界時間を越えると前記バ
   ス切換回路へ強制切換信号を送出する監視タイマ回路と
   を備えたことを特徴とする制御システムのバス切換装置
   。