JP4894391B2 - Control device - Google Patents
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Description
本発明は、工業プラントなどを制御する制御装置であって、互いに独立して動作し、所定の処理が完了したタイミングで互いに同期合わせ処理を行う複数の制御ユニットにより冗長化された制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that controls an industrial plant and the like, and relates to a control device that is made redundant by a plurality of control units that operate independently of each other and perform synchronization processing with each other at a timing when predetermined processing is completed.
工業プラントなどを制御するCS(コントロールステーション)と呼ばれる制御装置では、高い信頼性のもとに恒常的に処理を行うため、2つ又は複数の制御ユニットを備え、各制御ユニットで同一の処理を行い、二重化又は多重化した制御処理で冗長化しているものがある。例えば、特許文献1には、単体で演算処理が可能な第1、第2マイクロプロセッサで同一演算を行い、演算処理を冗長化するプロセッサ装置に関する技術が開示されている。
A control device called CS (control station) that controls industrial plants and the like is equipped with two or more control units to perform processing constantly with high reliability, and each control unit performs the same processing. Some of them are made redundant by redundant or multiplexed control processing. For example,
この二重化又は多重化され、互いに独立して同一の演算処理を行う各制御ユニットでは、一定の処理を完了した際に次の処理へ移行する同期合わせ処理が行われている。二重化又は多重化された複数の制御ユニットを備える制御装置では、この同期合わせ処理を行うことで、各制御ユニットにおける演算処理の同期と各制御ユニットの異常の検出などを行っている。 In each control unit that is duplicated or multiplexed and performs the same arithmetic process independently of each other, a synchronization matching process is performed to shift to the next process when a certain process is completed. In a control device including a plurality of control units that are duplicated or multiplexed, the synchronization processing is performed to synchronize arithmetic processing in each control unit and detect an abnormality in each control unit.
ここで、従来の制御装置における制御ユニットで行われる同期合わせ処理について、図4、5を参照して説明する。先ず、図4に制御ユニットを二重化して処理を行う従来の制御装置CS2の構成を例示する。図4に示すように、制御装置CS2は、制御ユニット100と制御ユニット200とがバックボードバス300を介して互いに通信可能に接続する構成である。
Here, the synchronization processing performed in the control unit in the conventional control apparatus will be described with reference to FIGS. First, FIG. 4 illustrates a configuration of a conventional control device CS2 that performs processing by duplicating a control unit. As shown in FIG. 4, the control device CS <b> 2 is configured such that the
制御ユニット100は、プロセッサ110、インターフェースコントローラ120、メインメモリ130、バックボードバスコントローラ140、バックボードバスコントローラ150を有する構成である。同様に、制御ユニット200は、プロセッサ210、インターフェースコントローラ220、インターフェースコントローラ220、メインメモリ230、バックボードバスコントローラ240、バックボードバスコントローラ250を有する構成である。
The
プロセッサ110は、特に図示しないROM(Read Only Memory)や内部RAM(Random Access Memory)などを有するいわゆるCPU(Central Processing Unit)であり、メインメモリ130にデータや処理プログラムなどを展開して演算処理や制御ユニット100における動作処理の全般を統括制御する。インターフェースコントローラ120は、例えばDMA(Direct Memory Access)コントローラなどであり、制御ユニット100におけるプロセッサ110、メインメモリ130、インターフェースなどのデータ入出力を調整する。メインメモリ130は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などであり、他の制御ユニットとの間で同期合わせ処理を行うための同期確認領域131を有する。バックボードバスコントローラ140、150は、バックボードバス300におけるシリアルバス310、320を介して接続する制御ユニット200側のバックボードバスコントローラ240、250との間でシリアル転送によるデータ通信を行う。なお、制御ユニット200の細部構成については、制御ユニット100と同様であるため説明を省略する。
The
次に、図5に同期合わせ処理の概要を例示する。図5に示すように、制御ユニット100のプロセッサ110は、一定の演算処理の後にその一定の演算処理が終了したことを示すデータや演算結果などのデータを同期確認領域231へ書き込むためのライトアクセスを行う(ステップS101)。具体的には、このライトアクセスにおいては、プロセッサ110がインターフェースコントローラ120を通してバックボードバスコントローラ140又はバックボードバスコントローラ150にアクセス要求をかける。そのアクセス要求を受けたバックボードバスコントローラ140又はバックボードバスコントローラ150は接続するシリアルバス310又はシリアルバス320のバス権を確保し、ライト要求を制御ユニット200側のバックボードバスコントローラ240又はバックボードバスコントローラ250にかける。そのライト要求を受けたバックボードバスコントローラ240又はバックボードバスコントローラ250はインターフェースコントローラ220を介してメインメモリ230の同期確認領域231にデータの書き込みを行う。
Next, FIG. 5 illustrates an outline of the synchronization matching process. As shown in FIG. 5, the
上述した制御ユニット100から同期確認領域231へのライトアクセスと同様に、制御ユニット200のプロセッサ210は、一定の演算処理が終了したことを示すデータや演算結果などのデータを同期確認領域131へ書き込むためのライトアクセスを行う(ステップS201)。
Similar to the above-described write access from the
ステップS101に次いで、プロセッサ110は、同期確認領域131をリードアクセスして格納されているデータを確認し、制御ユニット200側からのライトアクセスが完了しているか否かを確認する(ステップS102)。同様に、ステップS201に次いで、プロセッサ210は、制御ユニット100側からのライトアクセスが完了しているか否かを確認する(ステップS202)。つまり、制御ユニット100、200では、他の制御ユニットへの同期確認領域へのライトアクセスに次いで自らの同期確認領域のデータを確認することで、他の制御ユニット側で一定の演算処理が終了したか否かを確認する構成である。
Subsequent to step S101, the
ステップS102に次いで、プロセッサ110は、制御ユニット200側からのライトアクセスを確認した場合に同期確認領域131に格納されているデータをクリアするためのライトアクセスを行い(ステップS103)、同期確認領域231へのリードアクセスを実行して同期確認領域231のデータがクリアされたか否かを確認して、クリアが確認された場合は次の演算処理へ移行する(ステップS104)。同様に、ステップS202に次いで、プロセッサ210は、制御ユニット100側からのライトアクセスを確認した場合に同期確認領域231に格納されているデータをクリアするためのライトアクセスを行い(ステップS203)、同期確認領域131へのリードアクセスを実行して同期確認領域131のデータがクリアされたか否かを確認して、クリアが確認された場合は次の演算処理へ移行する(ステップS204)。
Subsequent to step S102, when the
以上のように、制御装置CS2では、各制御ユニットで互いに独立して同一の演算処理を行う際に、一定の演算処理が終了した段階で自他の制御ユニットのメインメモリ上における同期確認領域へのデータアクセスを利用した同期合わせ処理を各制御ユニットが行うことで、各制御ユニットにおける演算処理の同期などを行っている。
しかしながら、上述した従来技術では、同期合わせ処理時にいずれかの制御ユニットが他の制御ユニットへライトアクセス又はリードアクセスする場合、バックボードバス及びメインメモリのアクセス権を獲得後でなくては開始することができない。例えば、自側が同期合わせ処理を実行中であっても、相手側がメインメモリやバックボードバスを使用している場合が考えられ、それが完了しない限り、メインメモリへのアクセス権やバス権を獲得することができず、ライトアクセス又はリードアクセスを実行することができない。このため、同期合わせ処理に多くの時間がかかってしまい、演算処理のパフォーマンスを落とす虞があった。 However, in the above-described conventional technology, when any control unit performs write access or read access to another control unit during the synchronization adjustment process, it starts not after acquiring the access right of the backboard bus and the main memory. I can't. For example, even if the local side is performing synchronization processing, the other side may be using the main memory or backboard bus, and unless it is completed, the access right to the main memory and the bus right are acquired. Cannot be performed, and write access or read access cannot be executed. For this reason, it takes a lot of time for the synchronization processing, and there is a possibility that the performance of the arithmetic processing is lowered.
また、従来技術では、同期合わせ処理時において、いずれかの制御ユニットが他の制御ユニットへライトアクセスをする際に外部のノイズなどでそのアクセスがエラーとなった場合にライトアクセスが再度行われるが、それにより同期合わせ処理にずれが発生する虞があった。例えば、いずれかの制御ユニットから他の制御ユニットへの最初のライトアクセス時に正常に書き込まれ、ライトアクセスを完了した事を示す信号がノイズの影響を受けた場合、他の制御ユニット側では同期確認領域のデータを確認してクリアしてしまうが、いずれかの制御ユニットでは再度ライトアクセスを実行してそのクリア後の同期確認領域へデータを書き込んでしまうため、同期合わせ処理にずれが発生する。このため、従来技術では、ノイズの影響で冗長化した演算処理を継続することができなくなる虞があった。 Further, in the conventional technology, when any control unit performs a write access to another control unit during the synchronization process, if the access becomes an error due to external noise or the like, the write access is performed again. As a result, there is a possibility that the synchronization alignment process may be shifted. For example, if a signal indicating that the write access is completed is written normally during the first write access from any control unit to the other control unit and is affected by noise, the other control unit confirms the synchronization. Although the data in the area is confirmed and cleared, any control unit executes write access again and writes the data in the synchronization confirmation area after the clearing, resulting in a deviation in the synchronization matching process. For this reason, in the prior art, there is a possibility that the redundant arithmetic processing cannot be continued due to the influence of noise.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、互いに独立して動作し、所定の処理が完了したタイミングで互いに同期合わせ処理を行う複数の制御ユニットにより冗長化された制御装置における演算処理のパフォーマンスと耐ノイズ性を向上させる技術を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to use a plurality of control units that operate independently of each other and perform synchronization processing with each other at a timing when predetermined processing is completed. It is to provide a technique for improving the performance and noise resistance of arithmetic processing in a redundant control device.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、シリアルバスを介して相互に接続され、夫々が有するプロセッサの制御の下で互いに独立して動作し、一方のプロセッサが実作業中は他方のプロセッサが同一演算を実行し、所定の処理が完了したタイミングで待機し、互いに同期合わせ処理を行う2つの制御ユニットにより冗長化された制御装置において、
前記2つの制御ユニットのそれぞれは、
同期合わせ処理データを格納する同期用レジスタと、
前記シリアルバスを介して常時フレームを接続先の制御ユニットに常時送信し、前記同期用レジスタに直接アクセス可能な通信部と、
を備え、
前記同期用レジスタは、前記接続先の制御ユニットへ伝送する同期合わせ処理データを格納する自側同期レジスタと、前記接続先の制御ユニットから伝送される同期合わせ処理データを格納する相手側同期レジスタとを有し、
前記通信部は、自制御ユニットの前記自側同期レジスタに格納される同期合わせ処理データを接続先の制御ユニットに前記常時フレームで送信し、接続先の制御ユニットから前記常時フレームで送信される同期合わせ処理データを受信した場合に自制御ユニットの前記相手側同期レジスタに格納させ、
前記プロセッサは、自制御ユニットの一定の演算処理が終了した場合に、当該演算処理の終了を示すデータを同期合わせ処理データとして前記自側同期レジスタに格納し、前記相手側同期レジスタに格納された同期合わせ処理データが前記接続先の制御ユニットの演算処理の終了を示すデータである場合に、前記接続先の制御ユニットとの間の同期の確認を示すデータを同期合わせ処理データとして前記自側同期レジスタに格納し、前記相手側同期レジスタに格納される同期合わせ処理データが同期の確認を示すデータである場合に、自制御ユニットと前記接続先の制御ユニットとが同期を確認したと判定することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention described in
Each of the two control units is
A synchronization register for storing synchronization adjustment processing data;
A communication unit that constantly transmits a frame to a connected control unit via the serial bus and can directly access the synchronization register;
With
The synchronization register includes a synchronization register for storing synchronization processing data to be transmitted to the control unit at the connection destination, and a synchronization register for storing synchronization processing data transmitted from the control unit at the connection destination. Have
The communication unit transmits synchronization adjustment processing data stored in the own-side synchronization register of the own control unit to the connection-destination control unit in the always-on frame, and is transmitted from the connection-destination control unit in the always-on frame. When the adjustment processing data is received, it is stored in the counterpart synchronization register of the own control unit ,
The processor stores data indicating the end of the arithmetic processing in the local synchronization register as synchronization processing data when a certain arithmetic processing of the own control unit is completed, and is stored in the counterpart synchronization register. when the synchronizing process data is data indicating the end of the arithmetic process of the control unit of the destination, the self side synchronization as the synchronizing process data data indicating the confirmation of synchronization between the connection destination of the control unit stored in the register, wherein when mating the synchronizing synchronization register Ru stored processed data is data indicating the confirmation of synchronization, that the own control unit and the control unit of the connection destination is determined to confirm the synchronization It is characterized by.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記通信部は、伝送するデータの誤りをチェックするためのチェックデータを前記常時フレームに付加することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the communication unit adds check data for checking an error of data to be transmitted to the always-on frame.
本発明によれば、夫々が有するプロセッサの制御の下で互いに独立して動作し、所定の処理が完了したタイミングで互いに同期合わせ処理を行う2つの制御ユニットにより冗長化された制御装置において、2つの制御ユニットのそれぞれは、演算処理の同期合わせ処理データを格納する同期用レジスタに、接続先の制御ユニットと通信する通信部が直接アクセス可能であるため、プロセッサの演算処理に影響することなく、接続先の制御ユニットとの間で同期合わせ処理データの送受信を行うことができ、演算処理のパフォーマンスを向上させることができる。また、接続先の制御ユニットとの通信では、常時互いに送受信する常時フレームを用いて同期合わせ処理データを伝送するため、いずれかの常時フレームがノイズの影響を受ける場合でも、他の常時フレームで補うことができ、耐ノイズ性を向上させることができる。 According to the present invention, in the control device made redundant by the two control units that operate independently of each other under the control of the respective processors and perform the synchronization processing with each other at the timing when the predetermined processing is completed, Each of the two control units can directly access the synchronization register for storing the synchronization processing data of the arithmetic processing, so that the communication unit communicating with the connected control unit can be accessed without affecting the arithmetic processing of the processor. The synchronization processing data can be transmitted / received to / from the connected control unit, and the performance of the arithmetic processing can be improved. Also, in communication with the connected control unit, synchronization processing data is transmitted using constantly transmitted and received frames, so even if one of the always affected frames is affected by noise, it is compensated with another always frame. Noise resistance can be improved.
以下、この発明の実施の形態について図を参照して説明するが、この発明は以下の実施の形態に限定しない。また、この発明の実施の形態は発明の最も好ましい一形態を示すものであり、発明の用途や用語はこれに限定しない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. Further, the embodiment of the present invention shows the most preferable embodiment of the invention, and the uses and terms of the invention are not limited to this.
図1は、互いに通信可能に接続する制御ユニット1、制御ユニット2を有する制御装置CSの機能的構成を模式的に示すブロック図である。図2(a)は、シリアルバス3a、3bにおけるデータ伝送の概要を例示する概念図であり、図2(b)は、データ伝送に係るフレームの概要を例示する概念図である。図3は、制御装置CSの制御ユニット1、2における同期合わせ処理の概要を説明する概念図である。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing a functional configuration of a control device CS including a
先ず、本発明である制御ユニット1、2を有する制御装置CSの構成を説明する。図1に示すように、制御装置CSは、制御ユニット1と制御ユニット2とがバックボードバス3を介して互いに通信可能に接続する構成である。
First, the configuration of the control device CS having the
制御ユニット1は、プロセッサ11、インターフェースコントローラ12、メインメモリ13、通信部14、同期用レジスタ15を有する構成である。同様に、制御ユニット2は、プロセッサ21、インターフェースコントローラ22、メインメモリ23、通信部24、同期用レジスタ25を有する構成である。なお、制御ユニット2の細部構成については、制御ユニット1と同様であるため説明を省略する。
The
プロセッサ11は、特に図示しないROMや内部RAMなどを有するいわゆるCPUであり、インターフェースコントローラ12にデータや処理プログラムなどを展開して演算処理や制御ユニット1における動作処理の全般を統括制御する。インターフェースコントローラ12は、例えばDMAコントローラなどであり、制御ユニット1におけるプロセッサ11、メインメモリ13、通信部14、同期用レジスタ15などのデータ入出力を調整する。メインメモリ13は、プロセッサ11の処理に係る作業領域を提供するDRAMなどである。
The
通信部14は、バックボードバス3と接続する特に図示しないインターフェースを備え、当該バックボードバス3を介したデータ通信を行う。通信部14には、バックボードバス3のシリアルバス3a、3bを介して接続する制御ユニット2との間でシリアル伝送によるデータ通信を行うバックボードバスコントローラ14a、14bを有する。
The
バックボードバスコントローラ14a、14bは、制御ユニット2などの他の制御ユニットから送信されるデータに基づいて、インターフェースコントローラ12を介することなく同期用レジスタ15へ直接アクセスし、当該同期用レジスタ15にデータの書き込みが可能な構成である。具体的には、他の制御ユニットから送信されるデータは、後述する相手側同期レジスタ15bへ書き込まれる。また、バックボードバスコントローラ14a、14bは、同期用レジスタ15へ直接アクセスして当該同期用レジスタ15に格納されたデータに基づいたシリアルデータをシリアルバス3a、3bに伝送する。具体的には、後述する自側同期レジスタ15aを参照して読み出されたデータに基づいたシリアルデータを伝送する。
The
このため、制御ユニット1では、通信部14から同期用レジスタ15へのデータの書き込みや、同期用レジスタ15に格納されたデータを参照して通信部14からデータを伝送する場合にインターフェースコントローラ12を介することなく行うため、プロセッサ11での演算処理に影響を及ぼすことがなくなり、演算処理のパフォーマンスを向上させることができる。
Therefore, in the
同期用レジスタ15は、インターフェースコントローラ12を介したプロセッサ11からのアクセスやバックボードバスコントローラ14a、14bから直接アクセスが可能な記憶素子である。同期用レジスタ15には、同期合わせ処理データとして、一定の演算処理が終了したことを示すデータやその一定の演算処理の結果値などのデータが格納され、自側のデータを格納する自側同期レジスタ15a及び他の制御ユニットから送信されるデータを格納する相手側同期レジスタ15bが設けられている。
The
なお、相手側同期レジスタ15bは、自側同期レジスタ15aに格納されたデータがクリアされ(Nullデータなどを格納)、且つ他の制御ユニットから送信されるデータが相手側同期レジスタ15bのデータをクリアする指示(Nullデータなど)である場合に当該相手側同期レジスタ15bに格納するデータをクリアする構成である。この相手側同期レジスタ15bに格納するデータのクリアは、プロセッサ11の制御の下、通信部14が相手側同期レジスタ15bのデータをクリアする際に(Nullデータなどを書き込む際に)、自側同期レジスタ15aのデータを読み出して比較して行う構成であってもよいし、特に図示しない同期用レジスタ15が有する論理回路で行う構成であってもよい。
In the other
次に、バックボードバスコントローラ14a、14bがシリアルバス3a、3bへ伝送するシリアルデータについて説明する。図2(a)に示すように、バックボードバスコントローラ14a、14bが行うシリアル伝送は、例えばHDLC(High Level Data Link Control)などのフレームを用いた伝送制御手順であり、シリアルバスを使用した他の機器へのデータ伝送時以外にも、フレームFr11〜Fr14やフレームFr21〜Fr26に示すように常時フレームの送信を行っている。
Next, serial data transmitted from the
この常時フレームは、バックボードバスコントローラ14a、14bが自側同期レジスタ15aを参照して読み出されたデータがセットされている。具体的には、図2(a)に示すように、自側同期レジスタ15aに格納されている同期合わせ処理データが時刻T1以前にNullであり時刻T1以後に別のデータがセットされた場合は、その時刻T1以後に伝送する常時フレーム(フレームFr12〜14、Fr23〜26)にデータがセットされる。
In this always-on frame, data read by the
このため、バックボードバスコントローラ14a、14bは、シリアルバスのバス権を獲得することなく同期合わせ処理に必要な同期合わせ処理データを伝送できる。また、いずれか一方のシリアルバスが使用中である場合であっても、他のシリアルバスのバス権を獲得することなくデータを伝送できる。
Therefore, the
フレームFr11〜Fr14やフレームFr21〜Fr26の構成は、図2(b)に示すように、フレームの開始を示す開始フラグFsとフレームの終了を示す終了フラグFeとの間に伝送すべきデータFd、そのフレームの誤り制御のためのチェックデータFCSを有する。このデータFdには前述した相手側同期レジスタ15bから読み出されたデータを含み、チェックデータFCSには例えばCRC(Cyclic Redundancy Check)方式でフレーム内のデータの誤りを検出するデータを含む。
As shown in FIG. 2B, the structures of the frames Fr11 to Fr14 and the frames Fr21 to Fr26 include data Fd to be transmitted between a start flag Fs indicating the start of the frame and an end flag Fe indicating the end of the frame. It has check data FCS for error control of the frame. The data Fd includes data read from the above-described
このため、上述した常時フレームを受信した際のバックボードバスコントローラ14a、14bや他の制御ユニットは、チェックデータFCSに基づいたデータの誤り検出を行うことで、いずれかの常時フレームにノイズなどが混入して同期合わせ処理に必要な同期合わせ処理データが誤って伝送された場合でも、同期用レジスタ15に格納される前にそのデータを廃棄することができ、同期合わせ処理時における耐ノイズ性を向上させることができる。
For this reason, the
次に、制御装置CSにおいて、制御ユニット1と制御ユニット2とで行われる同期合わせ処理について、図3を参照して詳細に説明する。なお、この同期合わせ処理は、プロセッサ11の制御の下で行われる制御ユニット1側の処理(ステップS11〜S14)とプロセッサ21の制御の下で行われる制御ユニット2側の処理(ステップS21〜S24)とからなる。
Next, synchronization processing performed in the control device CS between the
図3に示すように、制御ユニット1のプロセッサ11は、一定の演算処理の後(時刻T1)に、その一定の演算処理が終了したことを示すデータや演算結果などの同期合わせ処理データを自側同期レジスタ15aに書き込む(ステップS11)。この自側同期レジスタ15aに書き込まれたデータは、前述したように、プロセッサ11の制御の下で動作するバックボードバスコントローラ14a、14bを介してバックボードバスコントローラ24a、24bへ伝送され、相手側同期レジスタ25bへ書き込まれる。
As shown in FIG. 3, the
制御ユニット1と同様に、制御ユニット2のプロセッサ11は、一定の演算処理後(時刻T2)に、同期合わせ処理データを自側同期レジスタ25aに書き込む(ステップS21)。この自側同期レジスタ25aに書き込まれたデータは、上述した制御ユニット1の場合と同様に、プロセッサ21の制御の下で動作するバックボードバスコントローラ24a、24bを介してバックボードバスコントローラ14a、14bへ伝送され、相手側同期レジスタ15bへ書き込まれる。
Similar to the
ステップS11に次いで、プロセッサ11は、相手側同期レジスタ15bをリードアクセスして格納されているデータを確認し、制御ユニット2側から送信された一定の演算処理が終了したことを示すデータが格納されているか否かを確認する(ステップS12)。同様に、ステップS21に次いで、プロセッサ21は、相手側同期レジスタ25bをリードアクセスして格納されているデータを確認し、制御ユニット1側から送信された一定の演算処理が終了したことを示すデータが格納されているか否かを確認する(ステップS22)。
Subsequent to step S11, the
つまり、制御ユニット1、2では、一定の演算処理が終了した際に、自側同期レジスタへの同期合わせ処理データの書き込みに次いで相手側同期レジスタのデータを確認することで、他の制御ユニット側で一定の演算処理が終了したか否かを確認する構成である。
That is, in the
ステップS12に次いで、プロセッサ11は、制御ユニット2側の一定の演算処理の終了、つまり制御ユニット2側の同期を確認した場合に、その同期の確認を示すデータ(例えばNullデータ)を自側同期レジスタ15aに格納するため、自側同期レジスタ15aに格納されているデータをクリアするためのライトアクセスを行い(ステップS13)、相手側同期レジスタ15bへのリードアクセスを実行して相手側同期レジスタ15bのデータがクリアされたか否かを確認し、クリアが確認された場合は次の演算処理へ移行する(ステップS14)。
Subsequent to step S12, when the
同様に、ステップS22に次いで、プロセッサ21は、制御ユニット1側の一定の演算処理の終了を確認した場合に自側同期レジスタ25aに格納されているデータをクリアするためのライトアクセスを行い(ステップS23)、相手側同期レジスタ25bへのリードアクセスを実行して相手側同期レジスタ25bのデータがクリアされたか否かを確認し、クリアが確認された場合は次の演算処理へ移行する(ステップS24)。
Similarly, after step S22, the
前述したとおり、このステップS13における自側同期レジスタ15aのデータのクリアは、通信部14を介して伝送する常時フレームに反映されて制御ユニット2側に伝送される。更に、自側同期レジスタ15aのデータがクリアされ制御ユニット2側から伝送される常時フレームのデータがクリアを指示するデータである場合、つまり、制御ユニット1側で制御ユニット2が一定の演算処理を終了したことを確認し、制御ユニット2側で制御ユニット1が一定の演算処理を終了したことを確認した場合は、相手側同期レジスタ15bのデータがクリアされる。
As described above, the clearing of the data in the own-
このため、制御ユニット1は、ステップS14で相手側同期レジスタ15bのデータのクリアを確認するだけで次の演算処理へ移行するための同期合わせの終了確認を行うことができ、自側で一定の演算処理が終了した後、同期合わせの終了確認のためにバックボードバス3を介した他の制御ユニットへのアクセスを行うことがなく、演算処理のパフォーマンスを向上させることができる。
For this reason, the
また、制御ユニット1と制御ユニット2とが一定の演算処理を終了した場合にのみ相手側同期レジスタ15bのデータがクリアされる構成であるため、制御ユニット1は、相手側同期レジスタ15bのクリアを確認することで同期合わせ処理の終了確認を確実に行うことができる。
In addition, since the data in the
以上のように、バックボードバス3を介して互いに通信可能に接続される制御ユニット2と制御ユニット1とで冗長化された制御装置CSにおいて、それぞれの制御ユニットは、同期合わせ処理データを格納する同期用レジスタ15、制御ユニット2との間で常時互いに常時フレームを送受信し、同期用レジスタ15に直接アクセス可能な通信部14を有し、当該通信部14は同期用レジスタ15に格納される同期に係るデータを常時フレームを用いて接続先の制御ユニットとの間で送受信する。
As described above, in the control device CS that is made redundant by the
このため、制御装置CSでは、通信部14が同期合わせ処理データを伝送する際に同期用レジスタ15に直接アクセス可能であるため、プロセッサ11、21の演算処理に影響することなく、演算処理のパフォーマンスを向上させることができる。また、通信部14は常時互いに送受信する常時フレームを用いて同期合わせ処理データを伝送するため、いずれかの常時フレームがノイズの影響を受ける場合でも、他の常時フレームで補うことができ、耐ノイズ性を向上させることができる。
For this reason, in the control device CS, since the
なお、本実施の形態における記述は、本発明の一例を示すものであり、これに限定しない。本発明における制御ユニット1、2の細部構成及び細部動作に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
Note that the description in the present embodiment shows an example of the present invention, and the present invention is not limited to this. The detailed configuration and detailed operation of the
例えば、本実施の形態では、同期合わせ処理をプロセッサ11、21の制御の下で行う構成、つまり、プロセッサ11、21が実行するアプリケーションプログラムの処理に従って行う構成であるが、通信部14(バックボードバスコントローラ14a、14b)が実行する構成や、同期処理を制御する専用コントローラをハードウエアとして備える構成であってもよい。この場合は、同期合わせのためのアクセスや確認処理をプロセッサ11、21に負担をかけることなく実行することができ、さらなるパフォーマンスの向上に繋がる。
For example, in the present embodiment, the synchronization alignment processing is performed under the control of the
また、同期の確認を示すデータはNullデータであり、同期用レジスタ15にその同期の確認を示すデータを格納する際にデータをクリアする構成を例示したが、いずれの値であってもよく、特に限定しない。
In addition, the data indicating the confirmation of synchronization is Null data, and the configuration in which the data is cleared when the data indicating the confirmation of synchronization is stored in the
CS 制御装置
1、2 制御ユニット
3 バックボードバス
3a、3b シリアルバス
11、21 プロセッサ
12、22 インターフェースコントローラ
13、23 メインメモリ
14、24 通信部
14a、14b、24a、24b バックボードバスコントローラ
15、25 同期用レジスタ
15a、25a 自側同期レジスタ
15b、25b 相手側同期レジスタ
Fr11〜Fr26 フレーム
Fs 開始フラグ
Fd データ
FCS チェックデータ
Fe 終了フラグ
Claims (2)
前記2つの制御ユニットのそれぞれは、
同期合わせ処理データを格納する同期用レジスタと、
前記シリアルバスを介して常時フレームを接続先の制御ユニットに常時送信し、前記同期用レジスタに直接アクセス可能な通信部と、
を備え、
前記同期用レジスタは、前記接続先の制御ユニットへ伝送する同期合わせ処理データを格納する自側同期レジスタと、前記接続先の制御ユニットから伝送される同期合わせ処理データを格納する相手側同期レジスタとを有し、
前記通信部は、自制御ユニットの前記自側同期レジスタに格納される同期合わせ処理データを接続先の制御ユニットに前記常時フレームで送信し、接続先の制御ユニットから前記常時フレームで送信される同期合わせ処理データを受信した場合に自制御ユニットの前記相手側同期レジスタに格納させ、
前記プロセッサは、自制御ユニットの一定の演算処理が終了した場合に、当該演算処理の終了を示すデータを同期合わせ処理データとして前記自側同期レジスタに格納し、前記相手側同期レジスタに格納された同期合わせ処理データが前記接続先の制御ユニットの演算処理の終了を示すデータである場合に、前記接続先の制御ユニットとの間の同期の確認を示すデータを同期合わせ処理データとして前記自側同期レジスタに格納し、前記相手側同期レジスタに格納される同期合わせ処理データが同期の確認を示すデータである場合に、自制御ユニットと前記接続先の制御ユニットとが同期を確認したと判定することを特徴とする制御装置。 Connected to each other via a serial bus, operate independently of each other under the control of each processor, and while one processor is performing actual work, the other processor executes the same operation, and the predetermined processing is completed In a control device made redundant by two control units that wait at timing and perform synchronization processing with each other,
Each of the two control units is
A synchronization register for storing synchronization adjustment processing data;
A communication unit that constantly transmits a frame to a connected control unit via the serial bus and can directly access the synchronization register;
With
The synchronization register includes a synchronization register for storing synchronization processing data to be transmitted to the control unit at the connection destination, and a synchronization register for storing synchronization processing data transmitted from the control unit at the connection destination. Have
The communication unit transmits synchronization adjustment processing data stored in the own-side synchronization register of the own control unit to the connection-destination control unit in the always-on frame, and is transmitted from the connection-destination control unit in the always-on frame. When the adjustment processing data is received, it is stored in the counterpart synchronization register of the own control unit ,
The processor stores data indicating the end of the arithmetic processing in the local synchronization register as synchronization processing data when a certain arithmetic processing of the own control unit is completed, and is stored in the counterpart synchronization register. when the synchronizing process data is data indicating the end of the arithmetic process of the control unit of the destination, the self side synchronization as the synchronizing process data data indicating the confirmation of synchronization between the connection destination of the control unit stored in the register, wherein when mating the synchronizing synchronization register Ru stored processed data is data indicating the confirmation of synchronization, that the own control unit and the control unit of the connection destination is determined to confirm the synchronization A control device characterized by.
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