JPH1082839A - Fpgaを使用した電子装置の診断方式 - Google Patents

Fpgaを使用した電子装置の診断方式

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JPH1082839A
JPH1082839A JP8255329A JP25532996A JPH1082839A JP H1082839 A JPH1082839 A JP H1082839A JP 8255329 A JP8255329 A JP 8255329A JP 25532996 A JP25532996 A JP 25532996A JP H1082839 A JPH1082839 A JP H1082839A
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JP
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fpga
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JP8255329A
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Takehiko Komatsu
武彦 小松
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Telecom Technologies Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の小型化と、信頼性の高い装置を実現す
る。 【解決手段】 FPGAを使用した装置の診断方式にお
いて、FPGA10は、該FPGA10の回路構成情報
を書き込むプログラムエリア101と、構成情報データ
を記憶する構成情報格納用ROM11と、構成情報格納
用ROM11の構成情報データをプログラムエリア10
1に書き込む構成情報書き込み制御部102と、プログ
ラムエリア101の構成情報を読み出す構成情報読み出
し制御部103と、読み出された構成情報の正常性を判
定する構成情報診断部104を備える構成にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、FPGA(Fie
ld Programable Gate Arra
y)を使用した電子装置の診断方式に関し、特にFPG
Aの故障検出が配線用素子の自発的動作により可能とす
るFPGAを使用した電子装置の診断方式に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図8は、従来のFPGAを使用した電子
装置の診断回路を示すブロック図である。同図におい
て、FPGA93には、これに書き込むデータを記憶す
る書き込むデータ格納用PROM94、このデータの書
き込みを制御する書き込み制御部95、FPGA93の
セルから読み出した構成情報と比較用データとを比較す
る比較回路96がそれぞれ接続されている。比較用デー
タは比較データ格納用PROM97に格納されている。
また、比較回路98には、その比較結果である良否結果
を保持する保持部99が接続され、さらに、FPGA9
3には構成情報読み出し制御部100が接続されてい
る。
【0003】この構成において、FPGA93は、電源
オンなどを契機として、書き込み制御部95からの制御
信号により書き込むデータ格納用PROM94から構成
情報データを取り出し、この構成情報データによりFP
GA93の内部に任意の回路を構成する。書き込み完了
後は、任意の回路にて動作を開始する。
【0004】FPGA93の診断は、構成情報読み出し
制御部100からFPGA93に与える構成情報読み出
し開始信号88を有意にする。読み出し開始信号110
が有意にされたFPGA93は、構成情報読み出し制御
部100からの読み出し用クロック89に従って構成情
報データが比較回路96に出力される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のFPG
A診断方式では、その構成情報データの読み出し開始の
ために構成情報読み出し制御部100等の外部回路が必
要とするため、高集積化のためにFPGAを使用したに
もかかわらず、FPGAの外部に周辺回路を付加しなけ
ればならず、回路が大型化し高集積化ができないとうい
不具合があった。
【0006】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、FPGA内部の構成情報の診
断を内蔵する回路で行うことにより、FPGAの高集積
化を生かして装置の小型化と信頼性の高い装置を実現す
るFPGAを使用した装置の診断方式を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、FPGAを使
用した電子装置の診断方式であって、前記FPGAは、
該FPGAの回路構成情報を書き込むプログラムエリア
と、構成情報データを記憶する構成情報格納用ROM
と、前記構成情報格納用ROMの構成情報データを前記
プログラムエリアに書き込む構成情報書き込み制御部
と、前記プログラムエリアの構成情報を読み出す構成情
報読み出し制御部と、前記読み出された構成情報の正常
性を判定する構成情報診断部を備えたことを特徴とす
る。
【0008】本発明によれば、構成情報格納用ROM、
構成情報読み出し制御部、構成情報書き込み制御部及び
構成情報診断部がFPGAに内蔵できるから、FPGA
の高集積化を生かして装置の小型化が可能になり、かつ
信頼性の高い電子装置を実現することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態によ
るFPGAの構成図である。同図において、FPGA1
0は、FPGA(Field Programable
GateArray)の回路構成情報を書き込むプロ
グラムエリア101、構成情報の読み出し制御部10
2、構成情報の書き込み制御部103、読み出された構
成情報の正常性を判定する構成情報診断部104を内蔵
している。また、FPGA10には、これに書き込むデ
ータを記憶する構成情報格納用ROM11と、構成情報
格納用ROM11に対して構成情報のリード信号12a
を出力する周辺回路12が接続されている。
【0010】この構成において、FPGA10は、周辺
回路12からのリード信号12aを契機に構成情報書き
込み制御部103からの構成情報データリード信号10
3aと読み出しクロック103bにより構成情報格納用
ROM11から構成情報データを読み出してプログラム
エリア101に書き込む。この構成情報データの書き込
みに異常が生じた場合は、構成情報書き込み制御部10
3から書き込み異常信号103cが出力される。また、
構成情報の書き込み完了後のFPGA10は、書き込ま
れた構成情報による回路構成によって動作を開始する。
【0011】構成情報読み出し制御部102は、FPG
A10の動作中でもプログラムエリア101に書き込ま
れた構成情報データをプログラムエリア101から読み
出すことができる構成になっている。すなわち、構成情
報診断部104からの構成情報データ読み出し信号10
4aと構成情報データ読み出しクロック104bを構成
情報読み出し制御部102に入力することにより、プロ
グラムエリア101に書き込まれた構成情報データをプ
ログラムエリア101から読み出し、この構成情報デー
タを構成情報診断部104に出力する。構成情報診断部
104では構成情報の正常性を診断する。この時、構成
情報診断部104には構成情報読み出し制御部102か
ら構成情報データ読み出し状態信号102aが出力され
る。
【0012】図2は、FPGAの内部回路を構成するプ
ログラムエリア101の原理図を示す。同図(a)にお
いて、プログラムエリア内部は、接続制御部21により
垂直配線22及び水平配線23で記憶/組み合わせ部2
4相互や入出力部25間の接続を行うことで構成され
る。また、記憶/組み合わせ部24は、その内部で記憶
・組み合わせの回路が選択される。さらに、垂直配線2
2及び水平配線23の配線相互間の接続は、接続制御部
21を構成するトランジスタをオンまたはオフ制御する
ことにより行われる。また、記憶/組み合わせ部24の
接続は、その内部に設けたトランジスタのオン、オフに
より行われる。
【0013】図2(b)において、21は接続制御部の
概念図を、24は記憶/組み合わせ部の概念図をそれぞ
れ示し、記憶/組み合わせ部24は論理素子24a及び
記憶素子24b等から構成される。
【0014】図3により、配線の選択方法、及び記憶/
組み合わせの選択方法について説明する。同図(a)に
おいて、接続制御部21は、垂直配線22及び水平配線
23に直列に接続したトランジスタ31及び32と、垂
直配線22と水平配線23の相互間を接続するトランジ
スタ33と、これらトランジスタ31、32、33を電
圧の印加の有無によりオン/オフ制御するオン/オフ制
御部34、35、36を備える。このオン/オフ制御部
34、35、36は、データの書き込み時に電圧の印加
の有無がトランジスタ31、32、33のオン、オフと
なり、各配線の接続を決定する。
【0015】図3(b)において、記憶/組み合わせ部
24は、D−FFからなる記憶素子37と、論理素子か
らなる組み合わせ回路38を備え、記憶素子37のD端
子、CE端子及びCK端子にはトランジスタ39、4
0、41が接続され、このトランジスタ39、40、4
1のゲートには、電圧の印加の有無によりオン/オフ制
御するオン/オフ制御部42、43、44がそれぞれ接
続されている。なお、書き込みの失敗やトランジスタの
破壊などが発生していた場合は、書き込んだ構成情報と
は異なる回路構成となる。これにより、構成情報書き込
み制御部の出力信号も書き込んだ値とは異なるが、この
値はそのまま出力される。
【0016】図4は、構成情報法読み出しの原理図であ
る。同図において、101はプログラムエリアであり、
図3(a)の集合体から構成され、その構成情報2値出
力は構成情報2値列出力セレクタ45に出力される。ま
た、102は構成情報読み出し制御部であり、この構成
情報読み出し制御部102からの構成情報2値出力46
は構成情報2値行出力セレクタ47に出力される。
【0017】48は構成情報の行位置を計数するための
カウンタ、49は構成情報の列位置を計数するためのカ
ウンタであり、この各カウンタ48、49には外部から
入力される構成情報読み出しクロック50が入力される
とともに、各カウンタ48、49の計数値はそれぞれの
デコーダ51、52によりデコードされて、対応する構
成情報2値行出力セレクタ47及び構成情報2値列出力
セレクタ45にセレクト信号として出力される。また、
53はデコーダ51、52からのデコード出力と構成情
報読み出し起動信号54とを基に構成情報読み出し状態
信号53aを生成し出力する状態信号出力生成部であ
り、55は構成情報2値行出力セレクタ47と構成情報
2値列出力セレクタ45の切り替えを行うセレクタであ
る。56はセレクタ55から出力される構成情報2値出
力からサム値を計算するサム値計算部であり、57はセ
レクタ55からの構成情報2値出力と構成情報2値出力
サム値の出力を選択するセレクタである。また、58は
構成情報2値出力のCRC(Cyclic Redun
dancy Cheek)を行うCRC回路であり、5
9は構成情報2値出力(サム値を含む)とCRCを構成
情報読み出し状態信号53aにより切り替えるセレクタ
である。
【0018】この構成において、プログラムエリア10
1の構成情報読み出し制御部102からは、常に構成情
報2値信号45が出力されている。この構成情報2値信
号45は各行列位置により、構成情報2値行出力セレク
タ47及び構成情報2値列出力セレクタ45に出力さ
れ、さらに各行列位置により選択されてビットストリー
ムとするセレクタ54に出力される。ビットストリーム
となった構成情報データは直接セレクタ57に出力され
るとともに、サム値計算部56により各行ごとに出力の
サム値が計算される。そして、サム値を含むビットスト
リームデータの後にはCRC回路58によりCRCビッ
トが付加された後、セレクタ59を介して図1に示す構
成情報診断部104に出力される。
【0019】以上が読み出されたデータの出力経路であ
り、この動作の起動は構成情報読み出し起動信号54に
より行われる。また、出力中は、構成情報読み出し状態
信号53aを有意にすることにより、外部へ出力する。
【0020】図5に、構成情報の出力フォーマットを示
す。同図(a)において、構成情報の出力データは、同
期パターン部61、構成情報データ部62のサム値6
3、CRC部64から構成されている。構成情報データ
部は、図5(b)に示すように、行単位等で分割するこ
とも可能である。この時の構成情報読み出し状態信号は
符号65と66で示すように出力される。
【0021】図6は、構成情報診断部の原理図である。
同図において、構成情報データ71は構成情報読み出し
クロック71によってシリアル/パラレル変換部73に
入力される。この時、図5から明らかなように、構成情
報読み出し状態信号66は構成情報データの先頭から最
後まで出力される。この構成情報読み出し状態信号66
の有意状態かた無意状態への変化において、CRC部を
フリップ二ロップ74に記憶する。記憶されたCRCは
期待値保持部75の期待値と比較器76で比較され、一
致していれば診断の結果を良とし、不一致であれば故障
と判断し、それぞれの診断結果を出力する。診断の結果
によって再度書き込みが必要な場合は、再度書き込みを
行い、書き込みの修正を行う。
【0022】図7は、本発明のFPGAを、ターミナル
アダプタ(通信制御装置)で端末機器(例えば、データ
端末装置)を公衆網に対して接続するためのインタフェ
ース変換用のゲートアレーとして適用した場合のブロッ
ク図である。同図において、81はMPU、82はRO
M、83はRAM、84はFPGA、85は診断回路、
86は初期化回路、87はROM、88は通信制御部、
89は通信制御部88に接続された端末装置、90は通
信制御部88が接続される公衆網である。また、91は
アラーム出力部である。
【0023】この構成において、MPU81は82に格
納されている制御プログラムにより通信制御部88を制
御することにより、FPGA84に通信制御部88を介
して接続される端末装置89を公衆網90に接続し、イ
ンタフェース変換を行い、通信を行う。装置の起動後、
FPGA84は構成情報格納用ROM87から構成情報
を読み出し内部のプログラムエリアに書き込む。構成情
報の書き込み完了後、プログラムエリアに書き込まれた
構成情報の回路構成によって周辺との信号の授受を行
う。
【0024】本実施の形態では、MPU81の周辺回
路、通信制御部88の動作指示回路がプログラムされて
いる。また、診断回路85は、周期的に構成情報読み出
し開始信号を有意にして構成情報を構成情報読み出しク
ロック信号により読み出す。読み出された構成情報デー
タは診断回路85に出力され、期待値と比較される。そ
して、上記比較による結果が故障と判定された場合は、
エラー検出信号が初期化回路86に出力される。初期化
回路86では、エラー検出信号が有意であることを検出
すると、初期化信号をFPGA84に出力する。また
は、設定により初期化を行わずにアラーム出力部91へ
出力し外部へ送出する。
【0025】このように周期的にFPGAの診断を行っ
ても装置の動作自体に影響を与えることなく良否の判定
が可能になる。
【0026】なお、本実施の形態は、データ端末装置が
ターミナルアダプタ(本発明を適用した通信制御装置)
及び公衆網を介して他のデータ端末装置との通信時等、
本発明を適用している装置がオンライン状態のときにも
使用することができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、構
成情報格納用ROM、構成情報読み出し制御部、構成情
報書き込み制御部及び構成情報診断部がFPGAに内蔵
できるから、FPGAの高集積化を生かして電子装置の
小型化が可能になり、かつ信頼性の高い装置を実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるFPGAの構成図で
ある。
【図2】本発明の実施の形態におけるFPGAの内部回
路を構成するプログラムエリア101の原理図である。
【図3】本発明の実施の形態における配線相互間、記憶
/組み合わせ部の配線を示す原理図である。
【図4】本発明の実施の形態における構成情報法読み出
しの原理図である。
【図5】本発明の実施の形態における構成情報の出力フ
ォーマットである。
【図6】本発明の実施の形態における構成情報診断部の
原理図である。
【図7】本発明のFPGAを通信制御装置でデータ端末
装置を公衆網に対して接続ためのインタフェース変換用
のゲートアレーとして適用した場合のブロック図であ
る。
【図8】従来のFPGAを使用した装置の診断回路を示
すブロック図である。
【符号の説明】
10 FPGA 11 構成情報格納ROM 12 周辺回路 101 プログラムエリア 102 構成情報読み出し制御部 103 構成情報書き込み制御部 104 構成情報診断部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 FPGAを使用した電子装置の診断方式
    であって、 前記FPGAは、該FPGAの回路構成情報を書き込む
    プログラムエリアと、構成情報データを記憶する構成情
    報格納用ROMと、前記構成情報格納用ROMの構成情
    報データを前記プログラムエリアに書き込む構成情報書
    き込み制御部と、前記プログラムエリアの構成情報を読
    み出す構成情報読み出し制御部と、前記読み出された構
    成情報の正常性を判定する構成情報診断部を備えたこと
    を特徴とするFPGAを使用した電子装置の診断方式。
JP8255329A 1996-09-06 1996-09-06 Fpgaを使用した電子装置の診断方式 Pending JPH1082839A (ja)

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