JPH0685885A - 冗長回路を有する通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の回線ドライバと各回線ドライバの故障
を検出する手段を備えて、故障していない回線ドライバ
に切り換える冗長回路を有する通信装置に関し、回線ド
ライバが故障しても、正常な回線ドライバに切り換えて
通信を停止させずに済む冗長回路を有する通信装置を提
供することを目的とする。 【構成】 送信すべき信号を直列のビット列に変換する
通信制御部20に接続され、回線を介して送受信する信号
を回線に規定された物理的規格の信号に変換する複数の
回線ドライバ３と、複数の回線ドライバ３に夫々対応
し、回線ドライバ３の入力信号及び出力信号を比較する
複数の比較手段５と、比較手段５に正しい比較タイミン
グを与えるタイミングクロック源６と、複数の比較手段
５の出力に応じて複数の回線ドライバ３を切り換えて、
いずれか１つの回線ドライバ３の出力を回線に接続する
切換接続手段８とを備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信回線で接続され、
相互にデータの送受信を行うコンピュータや端末装置等
の通信制御に係り、特に複数の回線ドライバと夫々の回
線ドライバの故障を検出する手段を備えて、故障してい
ない回線ドライバに切り換えることができる冗長回路を
有する通信装置に関するものである。

【０００２】近来、販売時点情報管理（Point Of Sale
s：ＰＯＳ）システム等において、一対或いは二対の回
線に、１つの親局（マスター機）と複数の子局（スレー
ブ機）が接続され、ベースバンド信号も用いて、ポーリ
ング・レスポンス方式によって通信が行われているが、
各装置の通信制御部の回線ドライバの故障の確率が高
く、通信が停止するだけでなく他の通信信号全体に影響
してシステム全体が停止することがあるので、回線ドラ
イバの故障の影響を回避する方法が望まれている。

【０００３】

【従来の技術】図７(a) 及び(b) は本発明が適用される
通信装置で構成された通信システムのブロック図を示
す。

【０００４】図７(a)は２ワイヤー通信方式の構成で、
コンピュータ１(即ち、マスター機)の通信制御部10に回
線ドライバ3A及びレシーバ4Aが設けられ、各端末装置2
a,2b,─( 即ち、スレーブ機) の通信制御部20a,20b,─
に回線ドライバ3a,3b,─及びレシーバ4a,4b,─ が設け
られ、半二重の手順で回線をアクセスする。

【０００５】また図７(b) は４ワイヤー通信方式の構成
で、コンピュータ1aの通信制御部10ａに回線ドライバ3
A′及びレシーバ4A′が設けられ、各端末装置2a′,2b
′─の通信制御部20a ′,20b′─に回線ドライバ3a′,
3b ′, ─及びレシーバ4a′,4b′, ─が設けられ、全二
重通信が可能である。

【０００６】図７(a) 及び(b) のいずれの方式でも、送
信信号を回線上で規定された所定の物理的仕様（電圧、
インピーダンス等）に変換する回線ドライバ3A,3a,3b,
─、3A′,3a ′,3b ′, ─が必要である。この回線ドラ
イバ3A,3a,3b, ─、3A′,3a′,3b ′, ─は、直接回線
に接続されるか、或いは簡易なサージ（外部要因による
電流、電圧及び電力の変動）対策・避雷回路を付加して
回線に接続されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来方法によれ
ば、回線ドライバの出力が装置の外側へ接続されるた
め、外来の雑音や静電気、落雷等の電気的ショックによ
り動作不良や破壊等の影響を受ける確率が極めて高い。

【０００８】この故障や動作不良の結果として、回線ド
ライバの出力が回線上の他の通信信号に影響しない状態
（出力段がハイインピーダンスになるように故障する）
となれば、被害はその装置だけで済むが、逆に一定レベ
ル（マーク或いはスペース）を出し続けたりするように
故障すると、他の通信信号全体に影響し、全装置が通信
不能となりシステム全体が停止してしまう危険性があ
る。

【０００９】またそのような障害の復旧の為に、故障個
所を特定しようとする場合も装置１台毎に確認しなけれ
ばならず、復旧に長時間掛かる。という問題点がある。

【００１０】本発明は、回線ドライバが故障しても、故
障していない回線ドライバに切り換えて使用することが
できるので、通信を停止させずに済み、またすべての回
線ドライバが故障しても、他の通信に影響を及ぼすこと
がなく、更に接続されていない回線ドライバの故障の監
視を常時行うことができる冗長回路を有する通信装置を
提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理図で
ある。図において、３は送信すべき信号を直列のビット
列に変換する通信制御部20に接続され、回線を介して送
受信する信号を回線に規定された物理的規格の信号に変
換する複数の回線ドライバ、５は複数の回線ドライバ３
に夫々対応し、回線ドライバ３の入力信号及び出力信号
を比較して等しいか否かを判定する複数の比較手段、６
は比較手段５に正しい比較タイミングを与えるタイミン
グクロック源、８は複数の比較手段５の判定出力に応じ
て複数の回線ドライバ３を切り換えて、いずれか１つの
回線ドライバ３の出力を回線に接続する切換接続手段で
ある。

【００１２】従って切換接続手段８により複数の比較手
段５の出力に応じて複数の回線ドライバ３を切り換えて
接続するように構成されている。

【００１３】

【作用】回線ドライバ３の故障を検出する方法は、回線
ドライバ３の入力信号と出力信号が同時に同じ変化をし
ていることを調べることにより確認できる。しかし回線
ドライバ３内部での信号の伝播遅延等があるために、単
に比較手段５で比較するわけに行かない。一般にマルチ
ドロップ方式での通信を行う場合は、同期通信方式が採
用されているので、この送信用クロックで比較手段５の
出力をサンプリングして、伝送データ１ビット毎のデー
タの変化点の中心で比較すれば良い。

【００１４】但しこの比較は他の装置の送信信号で行わ
れてはならないため、このクロックは自装置の送信中の
みに発生するように制御される。即ち、タイミングクロ
ック源６からの正しい比較タイミングを与えられなが
ら、複数の回線ドライバ３の入力信号及び出力信号を複
数の比較手段５で比較し、この比較手段５の出力が、
“一致”であれば回線ドライバ３は正常であり、“不一
致”であれば、その回線ドライバ３は故障していること
が分かる。

【００１５】そこで複数の比較手段３の夫々の判定出力
に応じて、つまり、いずれの比較手段５の判定出力も
“一致”であれば、切換接続手段８によりどちらか１つ
を適当に選択して回線ドライバ３を回線に接続する。

【００１６】またいずれか１つの比較手段５の判定出力
が“不一致”であれば、切換接続手段８により“一致”
している出力側の回線ドライバ３を回線に接続する。複
数の比較手段５の判定出力がいずれも“不一致”であれ
ば、すべての回線ドライバ３が故障しているので、切換
接続手段８は適当な回線ドライバ３を選択し、接続を
“断”にする。

【００１７】このようにして、複数の回線ドライバ３中
の故障していない回線ドライバ３を選択して回線を接続
することができるので、回線ドライバ３の故障による通
信の停止を防止することができる。

【００１８】

【実施例】以下、従来例で説明したコンピュータ及び各
端末装置に本発明を適用した一実施例を図２〜図４を参
照して説明する。図７(a) 及び(b) のコンピュータ1,1a
及び端末装置2a,2b,─、2a′,2b ′, ─に夫々本発明が
同様に適用することができるので、以下端末装置2aを例
として説明する。

【００１９】図２は本発明の実施例を示すブロック図、
図３は実施例の比較タイミングを示す説明図、図４は接
続選択部の動作説明図、図５は実施例の切換制御部の動
作説明部、図６は実施例のフローチャートを示す。全図
を通じて同一符号は同一対象物を示す。

【００２０】図２は端末装置2aの通信処理部を例示して
おり、図において、3a,30aは回線ドライバ、4a,40aはレ
シーバ、5a,5b はフリップフロップ (以下ＦＦという)
回路、6aはクロック発生部、７は接続選択部、8aは切換
部、９は接続部、11はテストパターン発生部、12は切換
制御部、13,14 はＥＸＯＲ（排他的論理和）回路、15,1
6 はＡＮＤ（論理積）回路、20A は通信制御部、17は情
報処理部、18は通信処理部を示す。

【００２１】本発明は、複数の回線ドライバ3a,30aを設
けて、その入力信号と出力信号を比較して、故障の有無
をチェックして、故障していない方を選択して回線を接
続するものであり、従って回線ドライバ30ａ、レシーバ
40ａ、ＥＸＯＲ回路14、ＡＮＤ回路16及びＦＦ回路5b
は、予備系（冗長回路）である。

【００２２】図２の回線ドライバ3a,3b 、ＦＦ回路5a,5
b 及びクロック発生部6aは、図１の回線ドライバ３及び
タイミングクロック源６に夫々対応し、図２のＥＸＯＲ
回路13,14 、ＡＮＤ回路15,16 及びＦＦ回路5a,5b は、
図１の比較回路５に対応し、また図２の接続選択部７、
切換部8a及び接続部９は、図１の切換接続手段７に対応
している。

【００２３】情報処理部17は、送信データを送信電文に
編集処理し、受信電文を受信データに編集処理する。通
信処理部18は、送受信電文の送受信を司る。通信制御部
20A は、送信すべきデータ(TXD) をパラレル／シリアル
変換し、受信したデータ(RXD) をシリアル／パラレル変
換すると共に、送信時に送信要求信号(RTS) を発信す
る。またクロック発生部6aを備えている。クロック発生
部6aは、回路ドライバ3a,30aの入力信号及び出力信号の
正しい比較タイミングをＦＦ回路5a,5b に供給する送信
タイミングクロック信号(TXCLK) を発生する。

【００２４】回線ドライバ3a,30aは、後述するように故
障時に互いに切り換えられてデータ送信に使用される複
数の回線ドライバである。レシーバ4a,40aは、データを
受信すると共に、送信時の回線ドライバ3a,30aの故障チ
ェックの為にサンプリングされた回線ドライバ3a,30aの
出力を受信する。

【００２５】ＦＦ回路5a,5b は、例えばＴＴＬ (米国テ
キサス・インスツルメンツ (ＴＩ)社製のＳＮ７４７４
相当) で構成され、ＥＸＯＲ回路13,14 及びＡＮＤ回路
15,16からの夫々２つの入力の論理レベルが異なる時
に、“１”を出力するものであるため、回線ドライバ3
a,30aの入力信号と出力信号が異なっている (故障して
いる) 時に夫々“１”を出力する。但しこの比較は他の
装置の送信信号で行われてはならないため、ＦＦ回路5
a,5b のクロック(CK)は自装置の送信中のみに発生する
ように制御される。

【００２６】図３のタイムチャートに示すように、回線
ドライバ3a,30aを経て受信された信号は伝播遅延を生じ
ており、送信データとのずれがあるためこの影響がない
ように、比較タイミングは、この送信用クロックでＥＸ
ＯＲ回路13,14 の出力をサンプリングして、ＥＸＯＲ回
路13,14 の出力１ビット毎のデータの変化点の中心で比
較する。

【００２７】接続選択部７は、図４(a) 及び(b) に示す
ように、ＦＦ回路5a,5b の双方からの出力信号Ａ，Ｂに
応じて、制御動作信号Ｘ，Ｙを発信して故障していない
方を選択して、切換部8a及び接続部９に指令し、切換部
8aを故障していない回線ドライバ3a,30aのいずれか側に
切り換えて接続部９に回線と接続させる。即ち、出力信
号Ａ，Ｂの組み合わせ

〔００〕又は〔０１〕で制御動作
信号Ｘは信号D1を接続、制御動作信号Ｙは回線を接続す
る。また〔１０〕で制御動作信号Ｘは信号D2を接続、制
御動作信号Ｙは回線を接続する。〔１１〕で制御動作信
号Ｘは信号D2を接続、制御動作信号Ｙは回線を接続しな
い。

【００２８】切換部8aは、接続選択部７の選択に基い
て、回線ドライバ3a,30aの故障していない方へ切り換え
る。接続部９は、切換部8aが切り換えた回線ドライバ3
a,30aのいずれかを回線に接続する。

【００２９】テストパターン発生部11は、回路ドライバ
30ａの入力信号及び出力信号の正しい比較タイミングを
ＦＦ回路5bに供給するチェック用データ、及びクロック
信号を発生する。これは通信中に回線ドライバ3aが使用
されている時に、回線ドライバ30ａが正常であるか否か
を常時チェックしておくために設けられている。

【００３０】切換制御部12は、通信制御部20A からのク
ロック信号A1及び送信データA2と、テストパターン発生
部11で発生されたクロック信号B1及びチェック用データ
B2との接続の切り換えを制御する。即ち、図５(a) 及び
(b) に示すように、回線ドライバ3a及び回線ドライバ30
ａの故障をチェックしている時、及び回線ドライバ30ａ
が回線に接続されている (回線ドライバ3aが故障で回線
ドライバ30ａにより送信されている）時には、出力C1、
C2、C3は夫々クロック信号A1、送信データA2、及び回線
ドライバ30ａを送信可能にする信号A3を出力し、回線ド
ライバ30ａが回線に接続されていない（回線ドライバ3a
により送信されている) 時には、出力C1及びC2は夫々ク
ロック信号B1及び送信データB2を出力し、出力C3は常時
“１”を出力するように制御する。

【００３１】このような構成及び機能を有するので、次
に図６のフローチャートにより作用を説明する。 情報処理部17で編集されて通信処理部18へ送られた送
信データは、通信制御部20A により回線上でのプロトコ
ルに従ってフレームに構成され、シリアルデータに変換
されてＴＸＤ端子より出力される。同時に回線ドライバ
3a,30aを送信可能にするＲＴＳ端子がＯＮとなり、シリ
アルデータが回線ドライバ3a,30aに入力する。この時、
送信信号はレシーバ4a,4b を通して回路上の信号電圧に
変換され、回線ドライバ3a,30aの入力と共にＥＸＯＲ回
路13,14 に入力され送信可能となる。

【００３２】ＥＸＯＲ回路13,14 は両信号が異なって
いる時に“１”を出力する。但しこの出力は回路部品の
遅延等により時間的に全く同一でないため、ＦＦ回路5
a,5bの入力に加えられる。このＦＦ回路5a,5b へのクロ
ック信号は、ＡＮＤ回路15,16 で通信制御部20A の送信
クロックとＲＴＳ端子の信号のＡＮＤを取ったものであ
り、送信データが有効な時のみクロック信号がＡＮＤ回
路15,16 より出力される。このＦＦ回路5a,5b によりＥ
ＸＯＲ回路13,14 の出力は、送信信号の変化点の中心で
サンプリングされるため、十分なマージンを持ち、上記
回路部品の遅延等の問題点はなくなる。ここで、このＦ
Ｆ回路5a,5b の出力Ａ，Ｂが“１”になるということ
は、ＥＸＯＲ回路13,14 の入力が異なることで、即ち、
回線ドライバ3a,30aが故障していると判断できる。（レ
シーバ4a,4b も故障する可能性もあるが、回線ドライバ
3a,30aの故障率の方が高いためレシーバ4a,4b の故障の
可能性は少ない。) もし、ＦＦ回路5a,5b の出力Ａ，Ｂが

〔００〕又は
〔０１〕であれば、接続制御部７は制御動作信号Ｘによ
り切換部8aに指令して信号D1を接続し、制御動作信号Ｙ
により接続部９に指令して回線を接続する。即ち、ドラ
イバ回路3aが故障していない場合にはドライバ回路3aが
選択されて接続される。

【００３３】また出力Ａ，Ｂが〔１０〕であれば信号
Ｘにより切換部8aに指令して信号D2を接続、信号Ｙによ
り接続部９に指令して回線を接続する。即ち、ドライバ
回路3aが故障しているが、ドライバ回路30ａが故障して
いない場合には、ドライバ回路30ａが選択されて接続さ
れる。

【００３４】もし、出力Ａ，Ｂが〔１１〕であれば、
回線ドライバ3a,30aの両方とも故障しているため、信号
Ｘにより切換部8aに指令して信号D1を接続し、信号Ｙに
より接続部９に指令して回線を接続しない。

【００３５】上記で回線ドライバ3aが選択されて図
示していないコンピュータ１に対する送信データの送信
が開始されると、切換制御部12は出力C1,C2 をクロック
信号A1及び送信データから信号A2からテストパターン発
生部11から送られるクロック信号B1及びテスト用データ
B2に接続を切り換える。

【００３６】かくて回線ドライバ30ａはクロック信号
B1、テスト用データB2及び回線ドライバ30ａの送信を可
能にする信号A3とによって、故障であるか否かを常時チ
ェックされ、ＦＦ回路5bの出力は接続選択部７へ送られ
る。

【００３７】もし回線ドライバ30ａに故障が発生した
時には、回線ドライバ3aによる送信を停止することな
く、復旧処置が取られる。 上記で回線ドライバ3aによる送信開始後に、もし、
回線ドライバ3aに故障が発生した時には、のフローに
より直ちに回線ドライバ30ａ (即ち、信号D2)に切り換
えられる。

【００３８】このようにして、複数組の回線ドライバ3
a,30a、レシーバ4a,40a、ＦＦ回路5a,5b 、ＥＸＯＲ回
路13,14 及びＡＮＤ回路15,16 を設けて冗長回路とした
ことにより、回線ドライバ3a,30aの入力及び出力を比較
して故障の有無を判断し、故障していない方に切り換え
て回線を接続することができるので、回線ドライバの故
障による送信の停止を防止することができる。

【００３９】またテストパターン発生部11及び切換制御
部12を設けることにより、回線ドライバ3aの送信開始後
の回線ドライバ30ａの故障チェックを常時行うことがで
き、故障の診断率が向上し、送信を停止せずに修復処理
を行うことができ、回線ドライバ3aが故障した時に、直
ちに回線ドライバ30ａに切り換えることができる。

【００４０】上記例では、請求項１に請求項２を含めた
場合を説明したが、請求項１だけで実施しても、回線ド
ライバ30ａの常時チェックはできないが、回線ドライバ
3a,30ａの入力及び出力を比較して故障の有無を判断
し、故障していない方に切り換えて回線を接続すること
ができ、回線ドライバの故障による送信の停止を防止す
ることができるという効果が得られる。

【００４１】

【発明の効果】 以上説明したように本発明によれば、
請求項１では、送信すべき信号を直列のビット列に変換
する通信制御部に接続され、回線を介して送受信する信
号を回線で規定された物理的規格の信号に変換する複数
の回線ドライバ３と、複数の回線ドライバに夫々対応
し、回線ドライバの入力信号及び出力信号を比較して等
しいか否かを判定する複数の比較手段と、比較手段に正
しい比較タイミングを与えるタイミングクロック源と、
複数の比較手段の出力に応じて複数の回線ドライバを切
り換えて、いずれか１つの回線ドライバの出力を回線に
接続する切換接続手段とを備えたことにより、回線ドラ
イバの故障検出を動作時に行うことができ、故障の検出
をリアルタイムに行え、また故障している時は、故障し
ていない方に切り換えて回線を接続することができるの
で、回線ドライバの故障による送信の停止を防止するこ
とができ、故障時には他の通信に影響を及ぼさないよう
に切り離すことができる。

【００４２】請求項２では、テスト信号及び比較タイミ
ング信号を発生するテストパターン発生手段を備え、複
数の回線ドライバの中の回線に接続されていない回線ド
ライバに、該テストパターン発生手段から発生したテス
ト信号及び比較タイミング信号を入力し、回線ドライバ
の入力信号及び出力信号を比較手段によって比較するこ
とにより、回線に接続されていない回線ドライバの故障
の発生を常時チェックすることができるので、故障の診
断率が向上し、送信を停止せずに修復処理を行うことが
でき、回線に接続されている回線ドライバに故障が発生
した場合に、直ちに切り換えることができる。という効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の原理ブロック図

【図２】 本発明の実施例を示すブロック図

【図３】 実施例の比較タイミングを示す説明図

【図４】 実施例の接続選択部の動作説明図

【図５】 実施例の切換制御部の動作説明図

【図６】 実施例のフローチャート

【図７】 本発明が適用される通信システムを示すブロ
ック図

【符号の説明】

１,1a はコンピュータ、 2a,2b,2a′,2b ′は端末装
置、３,3A,3A′,3a,30a は回線ドライバ、4A,4A ′,4a,
4b,4a ′,4b ′はレシーバ、 ５は比較手段、
5a,5b はＦＦ回路、 ６はタイミングクロック源、
6aはクロック発生部、 ７は接続選択部、 ８
は切換接続手段、8aは切換部、 ９は接続
部、 10,20,20a,20b,20a ′,20b′,20Aは通信
制御部、11はテストパターン発生部、
12は切換制御部、13,14 はＥＸＯＲ回路、 15,1
6 はＡＮＤ回路、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福士 秀樹 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 送信すべき信号を直列のビット列に変換
   する通信制御部(20)に接続され、回線を介して送信する
   信号を該回線で規定された物理的規格の信号に変換する
   複数の回線ドライバ(3) と、 該複数の回線ドライバ(3) に夫々対応し、該回線ドライ
   バ(3) の入力信号及び出力信号を比較して等しいか否か
   を判定する複数の比較手段(5) と、 該比較手段(5)に正しい比較タイミングを与えるタイミ
   ングクロック源(6)と、 該複数の比較手段(5) の判定出力に応じて該複数の回線
   ドライバ(3) を切り換えて、いずれか１つの回線ドライ
   バ(3) の出力を回線に接続する切換接続手段(8) とを備
   えたことを特徴とする冗長回路を有する通信装置。
2. 【請求項２】 テスト信号及び比較タイミング信号を発
   生するテストパターン発生手段を備え、 前記複数の回線ドライバ(3) の中の回線に接続されてい
   ない回線ドライバ(3)に、該テストパターン発生手段か
   ら発生したテスト信号及び比較タイミング信号を入力
   し、該回線ドライバ(3) の入力信号及び出力信号を前記
   比較手段(5) によって比較することを特徴とする請求項
   １の冗長回路を有する通信装置。