JPH09146796A - ハードウェア周期割込み回路の故障回復方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ハードウェア量を増加することなく、制御プロ
グラムのみでハードウェアタイマ回路の故障を検出し、
回復処理を行い、回復不能時は制御プログラムによるタ
イマ処理の継続を可能とするハードウェア周期割込み回
路の故障回復方法を提供する。 【解決手段】周期割込み発生回路は一定周期でプロセッ
サ部へハードウェアの周期割込み信号を発生し、プロセ
ッサ部の制御プログラムは、周期割込み発生回路からの
周期割込み信号により起動されるタイマ割込みルーチン
のタイマ処理により制御プログラムが持つカウンタを減
算または加算し、減算値／加算値により所定の制御を起
動し、ハードウェア周期割込み発生回路の故障によるカ
ウンタ減算／加算の中断および停止を制御プログラムに
て監視し、監視結果に基づいて障害を検出し、回復を試
行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ハードウェアと制
御プログラムとによる時間監視を行うためのハードウェ
ア周期割込み回路の故障回復方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来は、ハードウェアのタイマ回路の障
害検出方式として図２に示すタイマ回路を二重化する方
式があった。図２においては、タイマ１（２０１）とタ
イマ２（２０２）の計数値を比較器（２０３）により比
較し、一致していればタイマ正常としてプロセッサ部
（２０４）へ割込み、制御プログラム処理を実行する。

【０００３】また、特開平２−２９７２２６号公開記載
のタイマ障害検出方式では、複数の処理装置の間で一つ
のタイマ用クロックを共用し、処理装置毎独立のタイマ
回路を有し、タイマ歩進比較用同期信号を生成し、一定
周期間隔でタイマ歩進を比較しタイマ障害を検出してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、上述の
如くタイマ用ハードウェアの２重化、または複数処理装
置間でのタイマ歩進の監視方式がある。さらに、通信回
線接続においては、接続相手側が時間監視することによ
り、他方の装置のタイマ回路が故障時にも時間監視を継
続する方式がある。

【０００５】このとき、２重化する場合および複数処理
装置間での監視方式では、回路構成部品が増加しコスト
アップとなる。

【０００６】また、上記のいずれもハードウェア回路の
故障を永久故障として扱っている。ハードウェアは一時
的な動作障害が発生することがあり、初期化することに
より回復する可能性を持っている。

【０００７】また、永久故障発生時には、ハードウェア
の交換または予備回路への切り替えまでの間装置の動作
を停止させなければならないという問題がある。

【０００８】本発明では、以上の課題をハードウェアの
追加無しに制御プログラムのみで障害検出し、専用のハ
ードウェアを不要化し、一時的故障の回復処理、永久故
障時の装置動作継続を実現するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】制御プログラムのメイン
ルーチンの最短一周処理時間を一単位として、この処理
時間を複数回計数し、その合計時間がハードウェア回路
のタイマ用一定周期時間以上となるようにし、制御プロ
グラムによるハードウェアの一定周期割込み信号発生を
監視することで障害検出をする。なお、制御プログラム
の実行部であるプロセッサ部は公知のウォッチドッグタ
イマ等により監視している。

【００１０】ハードウェアを追加すること無く、制御プ
ログラムのみによりハードウェアタイマ回路による一定
周期の割込み間隔を監視し、この監視時間内にハードウ
ェア割込みが発生しないときは、ハードウェア故障が発
生したと認識し、ハードウェアの初期化処理、ハードウ
ェア故障発生の保守情報採取／報告、タイマ監視処理を
行う。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。

【００１２】図３は、マイクロプロセッサで構成された
回線制御システムであり、マイクロプロセッサ部（３０
１）は、メインメモリ（３０２）に記憶された制御プロ
グラムによって制御される。周期割込み発生回路（３０
３）および回線制御部からの割込み信号（３０４）を割
込み制御部（３０５）が受け取り、マイクロプロセッサ
部（３０１）へ通知する。制御プログラムは、通知され
た割込み内容に応じて処理を行う。

【００１３】図４は、従来の制御プログラムにおけるメ
インルーチンである。メインルーチンは、プロセッサの
外部および内部からの処理要求を常に監視し、処理要求
が有るときは、該当処理部を起動（４０２）し、処理終
了時または処理要求無し時に再び処理要求監視に戻る無
限ループ（４０３）方式のプログラムである。

【００１４】図５は、本実施例における制御プログラム
のメインルーチンである。このルーチンは、従来の処理
（４００）で処理要求無し時の後に周期割込み監視用カ
ウンタの減算（５０３）以下の処理を追加している。こ
の減算処理によって、カウンタ残値が０と判断（５０
４）したとき、周期割込み発生回路（３０３）に何らか
の障害が発生したと認識し、周期割込み発生回路監視障
害検出処理（５１０）を行う。周期割込み発生回路監視
障害検出処理（５１０）では、はじめに周期割込み発生
回路は永久故障しているかを判断する（５１１）。永久
故障中は周期割込み発生回路を回復させるための初期化
（５１３）は行わず制御プログラムタイマ処理（５１
５）を実行する。

【００１５】永久故障の検出は周期割込み監視用カウン
タの残値＝０が発生し、周期割込み発生回路監視障害検
出処理（５１０）により制御プログラムタイマ処理（５
１５）内で実施するカウンタの初期化後、ハードウェア
の周期割込みが一度も発生せず再度周期割込み監視用カ
ウンタの残値＝０が発生した時（５１２）永久故障と認
識し、永久故障発生を制御プログラムの内部に記憶する
とともに装置の管理者へ報告する（５１６）。

【００１６】図６は、タイマ割込みルーチンである。ハ
ードウェアの周期割込み信号（３０３）を契機に開始
し、所定の制御を起動するためのタイマ処理（６０１）
を行った後、周期割込み監視用カウンタ（（５０３）に
てカウンタ値減算）の初期化および連続発生フラグ
（（５１４）にてフラグセット）のリセットを行う。

【００１７】図７は、周期割込み発生回路（３０３）の
正常時における割込み信号の発生タイミングおよびその
タイミングに伴うタイマ割込みルーチンの実行と、周期
割込み監視用カウンタ残値の状態を相関的に表したもの
である。この図で示すように、周期割込み発生回路（３
０３）正常時には、割込み信号を定期的に発生（７０
１）する。割込み信号の発生を契機にタイマ割込みルー
チン（（６００）および（７０２））を実行し、その実
行中に周期割込み監視用カウンタの初期化（６０２）を
行うため、周期割込み監視用カウンタ残値が０になるこ
とはない（７０３）。

【００１８】図８は、図７に対して、周期割込み発生回
路（３０３）故障時における相関図である。周期割込み
発生回路（３０３）の故障により、割込み信号が発生し
ない（８０１）と、周期割込み監視用カウンタの初期化
（６０２）は行われないため、カウンタの減算（５０
３）を継続し、カウンタ残値＝０に至り（８０２）、周
期割込み発生回路監視障害検出処理（（５１０）および
（８０３））を起動する。

【００１９】以下、図面を参照して上述の処理内容を説
明する。

【００２０】メインルーチンの最短処理経路は、（５０
１（Ｎ；要求なし））→（５０３）→（５０４（Ｎ；残
値≠０））の経路を実行し、再び（５０１）へ戻る場合
である(５２０)。この１回の最短処理経路にかかる時間
を最短ループ時間とし、その値をＴｍとする。Ｔｍの実
時間は、プログラムステップ数とプログラムを実行する
ハードウェア性能から容易に算出出来る。

【００２１】ハードウェアの周期割込み監視用カウンタ
の減算（５０３）はメインルーチンのループを１回まわ
るごとに１回実行する。周期割込み監視用カウンタの初
期値Ｎｉは下記式により決定する。

【００２２】Ｎｉ＞Ｔ１／Ｔｍ ここで、Ｔ１はハードウェアの周期割込み間隔時間（７
０１）である。初期値Ｎｉは、メインルーチンの最短ル
ートの処理を連続Ｎｉ回実行した時の時間（Ｔｍ×Ｎ
ｉ）がＴ１時間より大きくなる値を設定する。

【００２３】前述の設定により周期割込み発生回路
（（１０１）および（３０３））が正常動作中は、周期
割込みにより起動されるタイマ割込みルーチン（（６０
０）および（７０２））内のハードウェア周期割込み監
視用カウンタの初期化（６０２）により初期値Ｎｉを再
設定することで、ハードウェア周期割込み監視用カウン
タはカウンタ残値が０になることはない（７０３）。

【００２４】周期割込み発生回路（（１０１）および
（３０３））になんらかの障害が発生し、ハードウェア
周期割込み信号（（１０２）および（３０４））が発生
できなくなる（８０１）と、タイマ割込みルーチン（６
００）は起動されず、周期割込み監視カウンタの初期化
が行われないため、メインルーチンの周期割込み監視用
カウンタの減算処理（５０３）によりカウンタは残値＝
０まで減算される（８０２）。制御プログラムはカウン
タの残値＝０になるとハードウェアの周期割込み発生回
路障害が発生したと認識し、周期割込み発生回路監視障
害検出処理（（５１０）および（８０３））を開始す
る。

【００２５】周期割込み発生回路監視障害検出処理
（（５１０）および（８０３））では、上記図５の説明
にあるように、連続２回発生時を永久障害検出としてい
る。これを連続発生回数カウンタを持ち、カウンタ値回
連続時を永久障害とする方法もある。

【００２６】永久故障でないときは、周期割込み発生回
路（（１０１）および（３０３））の一時的故障の可能
性があり周期割込み回路を回復させるべく初期化（５１
３）を行う。次に永久故障監視用の連続発生監視フラグ
をセットする（５１４）。本フラグは前述の連続発生回
数カウンタでもよい。

【００２７】ハードウェアが一時的故障時は、本初期化
により回復し（８０４）、周期割込みを再開始出来る。

【００２８】制御プログラムタイマ処理（５１５）は、
タイマ割込みルーチンのタイマ処理（６０１）および周
期割込み監視用カウンタの初期化（６０２）をあたかも
ハードウェアの周期割込み信号（（１０２）および（３
０４））が発生したものとして実行する。このことによ
り、タイマ処理は前述の周期割込み監視カウンタの初期
値Ｎｉの式から、ハードウェア割込み周期Ｔ１より制御
プログラムによる周期割込み監視時間合計〔Ｔｍ×Ｎ
ｉ〕の方が大きくなり、制御プログラムタイマ処理の間
隔が伸びタイマ精度は低下するが装置の処理を継続でき
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、周期割込みを発生する
ハードウェアのタイマ回路を簡素な構成として、周期割
込みを発生するハードウェア回路の一時的故障を回復で
き、なおかつ、周期割込み回路故障時にも制御動作を継
続できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概念を説明する図である。

【図２】従来のタイマ２重化回路の一例を説明する図で
ある。

【図３】本発明の一実施例の回線制御システムの構成図
である。

【図４】本発明の一実施例における制御プログラムの一
般的なメインルーチンの動作の概要を説明する図であ
る。

【図５】実施例における制御プログラムのメインルーチ
ンのフローチャートである。

【図６】実施例の周期割込み発生回路により起動される
タイマ割込みルーチンのフローチャートである。

【図７】実施例のハードウェア周期割込み信号の発生タ
イミングと制御プログラムのタイマルーチンによる時間
監視（正常動作中）を説明する図である。

【図８】実施例のハードウェア周期割込み信号停止時の
制御プログラムによる回復処理を説明する図である。

【符号の説明】

１００…ハードウェア割込み発生回路を持つ装置、１０
１…ハードウェア割込み発生回路、１０２…周期割込み
信号、１０３…プロセッサ部、２００…ハードウェアタ
イマを２重化した回路を持つ装置、２０１…ハードウェ
アタイマ回路、２０２…ハードウェアタイマ回路、２０
３…比較回路、２０４…プロセッサ部、３００…回線制
御システム、３０１…マイクロプロセッサ部、３０２…
メインメモリ、３０３…周期割込み発生回路、３０４…
割込み信号、３０５…割込み制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】周期割込み発生回路は一定周期でプロセッ
   サ部へハードウェアの周期割込み信号を発生し、前記プ
   ロセッサ部の制御プログラムは、前記周期割込み発生回
   路からの周期割込み信号により起動されるタイマ割込み
   ルーチンのタイマ処理により前記制御プログラムが持つ
   カウンタを減算または加算し、減算値／加算値により所
   定の制御を起動し、前記ハードウェア周期割込み発生回
   路の故障によるカウンタ減算／加算の中断および停止を
   前記制御プログラムにて監視し、監視結果に基づいて障
   害を検出し、回復を試行することを特徴とするハードウ
   ェア周期割込み回路の故障回復方法。