(57)【要約】  本発明は、第１，第２のＣＰＵ（１１，１２）により、同一の演算処理を実行可能な冗長化演算処理システムに関し、第１のＣＰＵ（１１）に第１のスイッチ（３１）を介して電源を供給する第１の電源回路（５１）と、第２のＣＰＵ（１２）に第２のスイッチ（３２）を介して電源を供給する第２の電源回路（５２）と、電源回路（５１）の電圧がＣＰＵ（１１）の許容電源電圧の範囲外であることを検出して電圧異常検出信号を出力する第１の電圧異常検出回路（２１）と、電源回路（５２）の電圧がＣＰＵ（１２）の許容電源電圧の範囲外であることを検出して電圧異常検出信号を出力する第２の電圧異常検出回路（２２）と、を備えている。ＣＰＵ（１１）は、電圧異常検出回路（２２）から出力される電圧異常検出信号に基づいて第２のスイッチ（３２）を遮断し、ＣＰＵ（１２）は、電圧異常検出回路（２１）から出力される電圧異常検出信号に基づいて第１のスイッチ（３１）を遮断する。
2014054349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の演算処理装置及び第２の演算処理装置により、同一の演算処理を実行可能な冗長化演算処理システムにおいて、
第１の演算処理装置側の異常を検出する第１の異常検出回路と、
第２の演算処理装置側の異常を検出する第２の異常検出回路と、
を備え
第１の演算処理装置は、第２の異常検出回路から出力される異常信号に基づいて第２の演算処理装置側の異常保護処理を実行し、
第２の演算処理装置は、第１の異常検出回路から出力される異常信号に基づいて第１の演算処理装置側の異常保護処理を実行することを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項２】
第１の演算処理装置及び第２の演算処理装置により、同一の演算処理を実行可能な冗長化演算処理システムにおいて、
第１の演算処理装置に第１のスイッチを介して電源を供給する第１の電源回路と、
第２の演算処理装置に第２のスイッチを介して電源を供給する第２の電源回路と、
第１の電源回路の電源電圧が第１の演算処理装置の許容電源電圧の範囲外であることを検出して電圧異常検出信号を出力する第１の電圧異常検出回路と、
第２の電源回路の電源電圧が第２の演算処理装置の許容電源電圧の範囲外であることを検出して電圧異常検出信号を出力する第２の電圧異常検出回路と、
を備え、
第１の演算処理装置は、第２の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第２のスイッチを遮断し、
第２の演算処理装置は、第１の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第１のスイッチを遮断することを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項３】
請求項２に記載した冗長化演算処理システムにおいて、
前記第１の電圧異常検出回路は、第１の電源回路の電源電圧が第１の演算処理装置の許容電源電圧を超えたことを検出して電圧異常検出信号を出力し、
前記第２の電圧異常検出回路は、第２の電源回路の電源電圧が第２の演算処理装置の許容電源電圧を超えたことを検出して電圧異常検出信号を出力することを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項４】
請求項２に記載した冗長化演算処理システムにおいて、
前記第１の電圧異常検出回路は、第１の電源回路の電源電圧が第１の演算処理装置の許容電源電圧よりも低下したことを検出して電圧異常検出信号を出力し、
前記第２の電圧異常検出回路は、第２の電源回路の電源電圧が第２の演算処理装置の許容電源電圧よりも低下したことを検出して電圧異常検出信号を出力することを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載した冗長化演算処理システムにおいて、
第１の演算処理装置が第２のスイッチを遮断した時に、第１の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第２の演算処理装置の代わりに実行し、
第２の演算処理装置が第１のスイッチを遮断した時に、第２の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第１の演算処理装置の代わりに実行することを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項６】
第１の演算処理装置及び第２の演算処理装置により、同一の演算処理を実行可能な冗長化演算処理システムにおいて、
第１の演算処理装置の近傍に配置されて第１の演算処理装置の周囲温度を検出し、その温度検出値を第２の演算処理装置に送出する第１の温度センサと、
第２の演算処理装置の近傍に配置されて第２の演算処理装置の周囲温度を検出し、その温度検出値を第１の演算処理装置に送出する第２の温度センサと、
を備え、
第１の演算処理装置は、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第２の演算処理装置の動作を停止させ、
第２の演算処理装置は、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第１の演算処理装置の動作を停止させることを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項７】
請求項６に記載した冗長化演算処理システムにおいて、
前記第１の演算処理装置は、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度を超えた時に第２の演算処理装置の動作を停止させ、
前記第２の演算処理装置は、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度を超えた時に第１の演算処理装置の動作を停止させることを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項８】
請求項６に記載した冗長化演算処理システムにおいて、
前記第１の演算処理装置は、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度よりも低下した時に第２の演算処理装置の動作を停止させ、
前記第２の演算処理装置は、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度よりも低下した時に第１の演算処理装置の動作を停止させることを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項に記載した冗長化演算処理システムにおいて、
第１の演算処理装置が第２の演算処理装置の動作を停止させた時に、第１の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第２の演算処理装置の代わりに実行し、
第２の演算処理装置が第１の演算処理装置の動作を停止させた時に、第２の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第１の演算処理装置の代わりに実行することを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項１０】
第１の演算処理装置及び第２の演算処理装置により、同一の演算処理を実行可能な冗長化演算処理システムにおいて、
第１の演算処理装置に第１のスイッチを介して電源を供給する第１の電源回路と、
第２の演算処理装置に第２のスイッチを介して電源を供給する第２の電源回路と、
第１の電源回路の電源電圧が第１の演算処理装置の許容電源電圧の範囲外であることを検出して電圧異常検出信号を出力する第１の電圧異常検出回路と、
第２の電源回路の電源電圧が第２の演算処理装置の許容電源電圧の範囲外であることを検出して電圧異常検出信号を出力する第２の電圧異常検出回路と、
第１の演算処理装置の近傍に配置されて第１の演算処理装置の周囲温度を検出し、温度検出値を第２の演算処理装置に送出する第１の温度センサと、
第２の演算処理装置の近傍に配置されて第２の演算処理装置の周囲温度を検出し、温度検出値を第１の演算処理装置に送出する第２の温度センサと、
を備え、
第１の演算処理装置は、第２の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第２のスイッチを遮断し、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第２の演算処理装置の動作を停止させ、
第２の演算処理装置は、第１の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第１のスイッチを遮断し、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第１の演算処理装置の動作を停止させることを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載した冗長化演算処理システムにおいて、
第１の演算処理装置は、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第２のスイッチを遮断し、
第２の演算処理装置は、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第１のスイッチを遮断することを特徴とする冗長化演算処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、演算処理装置の電源異常や過熱等を監視して所定の処理を実行する冗長化演算処理システムに関するものであり、特に電動機を駆動するインバータやサーボアンプ等の電力変換器やＰＬＣ等の制御対象機器の安全機能を実現するための冗長化演算処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、ＣＰＵの電源異常を監視してＣＰＵを保護するための監視保護装置の従来技術を示している。図４において、１０はＣＰＵ、２０は過電圧検出回路、３０はスイッチ、５０は電源回路（定格電圧は、例えば直流５Ｖ）である。
この従来技術では、過電圧検出回路２０が、電源回路５０からスイッチ３０を介してＣＰＵ１０に供給される電源電圧を常時、監視している。そして、電源電圧がＣＰＵ１０の許容電源電圧を超えたときに過電圧検出回路２０の出力信号によりスイッチ３０を遮断し、ＣＰＵ１０への電源供給を断ってＣＰＵ１０を保護している。【０００３】
一方、所定の機能安全規格に対応させるため、ＣＰＵを冗長化した演算処理システムが広く知られている。この種の演算処理システムでも、ＣＰＵを含む回路部品を保護するために、各種の監視保護対策が採られている。【０００４】
例えば、図５は、特許文献１に記載された演算処理システムのブロック図である。
図５において、制御装置１００は、メインＣＰＵ１０１及びサブＣＰＵ１０２を備えている。これらのＣＰＵ１０１，１０２には、直流電源１０８から電源回路１０３を介して電源電圧が供給されている。また、メインＣＰＵ１０１及びサブＣＰＵ１０２には、負荷駆動素子１０６，１０７を介して、負荷２０１，２０２がそれぞれ接続されている。なお、負荷駆動素子１０６，１０７には、直流電源１０８から電源電圧が供給されている。【０００５】
更に、電源回路１０３と接地との間には、抵抗を介して内部温度センサ１０４，１０５が接続されており、これらの内部温度センサ１０４，１０５による温度検出値に相当する電圧がメインＣＰＵ１０１及びサブＣＰＵ１０２にそれぞれ入力されている。ここで、内部温度センサ１０４，１０５は、メインＣＰＵ１０１、サブＣＰＵ１０２の周囲温度を検出するために各ＣＰＵにそれぞれ近接して配置されている。【０００６】
この従来技術では、内部温度センサ１０４が故障した場合や、内部温度センサ１０４による温度検出値がＣＰＵの許容動作温度を超えてメインＣＰＵ１０１が故障または暴走した場合に、サブＣＰＵ１０２が内部温度センサ１０５による温度検出値に基づいて所定の処理を実行し、負荷駆動素子１０６，１０７を制御することにより、いわゆるフェイルセーフ動作を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１４６１３５号公報（段落［００１０］，［００１８］，[００１９]、図１等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図４に示した従来技術は、もっぱらＣＰＵを単独で使用している場合の監視保護技術であり、複数のＣＰＵにより冗長化した演算処理システムや過熱保護対策等については考慮されていない。
また、図５の従来技術では、直流電源１０８や電源回路１０３の異常が直接、メインＣＰＵ１０１及びサブＣＰＵ１０２に波及するため、電源異常に対して脆弱であるという問題がある。
更に、この従来技術は、フェイルセーフ動作時に内部温度センサ１０５による温度検出値に基づいてサブＣＰＵ１０２が正常動作することが前提となっている。しかし、内部温度センサ１０５がサブＣＰＵ１０２の近傍に配置されていると、これらの周囲温度が高温になった場合、内部温度センサ１０５が正常に動作していても、サブＣＰＵ１０２にとっては周囲温度が許容動作温度を超えていて正常に動作しない可能性がある。【０００９】
そこで、本発明の目的は、電源異常時や温度異常時にも、演算処理や保護動作、警報出力動作等を確実に実行可能な冗長化演算処理システムを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、ハードウェアやソフトウェアの負担も少なく、低コストにて実現可能な冗長化演算処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載するように、第１及び第２の演算処理装置により同一の演算処理を実行可能な冗長化演算処理システムに適用され、第1の演算処理装置側の異常を検出する第1の異常検出回路と、第２の演算処理装置側の異常を検出する第２の異常検出回路と、を備え、第１の演算処理装置は、第２の異常検出回路から出力される異常信号に基づいて第２の演算処理装置側の異常保護処理を実行し、第２の演算処理装置は、第１の異常検出回路から出力される異常信号に基づいて第１の演算処理装置側の異常保護処理を実行する。
具体的には、本発明は、請求項２に記載するように、第１の演算処理装置に第１のスイッチを介して電源を供給する第１の電源回路と、第２の演算処理装置に第２のスイッチを介して電源を供給する第２の電源回路と、を備えている。また、本発明は、第１の電源回路の電源電圧が第１の演算処理装置の許容電源電圧の範囲外であることを検出して電圧異常検出信号を出力する第１の電圧異常検出回路と、第２の電源回路の電源電圧が第２の演算処理装置の許容電源電圧の範囲外であることを検出して電圧異常検出信号を出力する第２の電圧異常検出回路と、を備えている。
上記構成において、第１の演算処理装置は、第２の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第２のスイッチを遮断し、また、第２の演算処理装置は、第１の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第１のスイッチを遮断するものである。
なお、本発明は、請求項５に記載するように、第１の演算処理装置が第２のスイッチを遮断した時に、第１の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第２の演算処理装置の代わりに実行し、第２の演算処理装置が第１のスイッチを遮断した時に、第２の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第１の演算処理装置の代わりに実行することが望ましい。【００１１】
また、本発明は、請求項６に記載するように、第１の演算処理装置の近傍に配置されて第１の演算処理装置の周囲温度を検出し、温度検出値を第２の演算処理装置に送出する第１の温度センサと、第２の演算処理装置の近傍に配置されて第２の演算処理装置の周囲温度を検出し、温度検出値を第１の演算処理装置に送出する第２の温度センサと、を備えている。
そして、第１の演算処理装置は、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第２の演算処理装置の動作を停止させ、第２の演算処理装置は、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第１の演算処理装置の動作を停止させるものである。
この場合、請求項９に記載するように、第１の演算処理装置が第２の演算処理装置の動作を停止させた時に、第１の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第２の演算処理装置の代わりに実行し、第２の演算処理装置が第１の演算処理装置の動作を停止させた時に、第２の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第１の演算処理装置の代わりに実行することが望ましい。【００１２】
更に、本発明は、請求項１０に記載するように、請求項２における第１，第２のスイッチ、第１，第２の電源回路、第１，第２の電圧異常検出回路と、請求項６における第１，第２の温度センサとを備えていても良い。
この場合、第１の演算処理装置は、第２の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第２のスイッチを遮断し、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第２の演算処理装置の動作を停止させる。また、第２の演算処理装置は、第１の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第１のスイッチを遮断し、第１の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第１の演算処理装置の動作を停止させるものである。
なお、請求項１１に記載するように、第１の演算処理装置は、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第２のスイッチを遮断し、第２の演算処理装置は、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第１のスイッチを遮断するようにしても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、一方の演算処理装置に異常が発生した場合、具体的には、一方の演算処理装置の電源電圧が過電圧や低電圧になって許容電源電圧の範囲外となった場合、または、周囲温度が過熱や低温になって許容動作温度の範囲外となった場合に、他方の演算処理装置が、以後の演算処理や警報出力、一方の演算処理装置の保護動作等の異常保護処理を行うことができる。これにより、冗長化演算処理システムとしての演算処理を支障なく継続させることができ、また、過電圧または低電圧等の電圧異常や過熱または低温等の温度異常等の各種異常による回路部品の損傷を防止することができる。
更に、本発明は、回路構成や処理内容が比較的簡単であるため、ハードウェアやソフトウェアの負担も少なく、低コストにて実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３実施形態を示すブロック図である。
【図４】従来の監視保護装置を示すブロック図である。
【図５】特許文献１に記載された従来技術を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態を示すブロック図である。図１において、１１，１２はそれぞれ第１，第２のＣＰＵであり、これらのＣＰＵ１１，１２の演算出力は、図５に示した負荷制御素子等を介して共通の負荷に与えられている。ここで、第１，第２のＣＰＵ１１，１２は、同一の演算処理を実行可能であり、冗長化演算処理システムを構成している。
【００１６】
第１のＣＰＵ１１には、第１の電源回路５１から第１のスイッチ３１を介して電源電圧が供給され、第２のＣＰＵ１２には、第２の電源回路５２から第２のスイッチ３２を介して電源電圧が供給されている。ここで、第１，第２のＣＰＵ１１，１２に電源回路５１，５２からそれぞれ個別に電源を供給しているのは、所定の機能安全規格に対応させるためである。
【００１７】
第１のＣＰＵ１１に供給される電源電圧は第１の電圧異常検出回路２１に入力されており、電圧異常検出回路２１から出力される電圧異常検出信号ｘ１は第２のＣＰＵ１２に入力されている。同様に、第２のＣＰＵ１２に供給される電源電圧は第２の電圧異常検出回路２２に入力されており、電圧異常検出回路２２から出力される電圧異常検出信号ｘ２は第１のＣＰＵ１１に入力されている。
また、第１のスイッチ３１は第２のＣＰＵ１２から出力される遮断信号ｙ１により、第２のスイッチ３２は第１のＣＰＵ１１から出力される遮断信号ｙ２により、それぞれ遮断可能である。なお、第１，第２のＣＰＵ１１，１２は、信号ａ１，ａ２により、自己の動作情報や他方に対する制御情報等を相互に送受信可能となっている。
【００１８】
次に、この第１実施形態の動作を説明する。
いま、第１のＣＰＵ１１にはスイッチ３１を介して電源回路５１から、第２のＣＰＵ１２にはスイッチ３２を介して電源回路５２から、それぞれ電源が供給されているものとする。ここで、第１，第２のＣＰＵ１１，１２は、何れか一方（例えば、第１のＣＰＵ１１）をメインＣＰＵ、他方（同じく第２のＣＰＵ１２）をサブＣＰＵとして使用することを予め決めておくものとする。
【００１９】
いま、例えばメインＣＰＵである第１のＣＰＵ１１側の電源回路５１に異常が発生し、ＣＰＵ１１の予め定めた所定の許容電源電圧を超えると、第１の電圧異常検出回路２１がこれを検出し、電圧異常検出信号ｘ１を第２のＣＰＵ２２に送出する。サブＣＰＵである第２のＣＰＵ２２では、電圧異常検出信号ｘ１を受信すると遮断信号ｙ１を出力して第１のスイッチ３１を遮断し、電源回路５１から第１のＣＰＵ１１への電源供給を遮断してその動作を停止させる。
これにより、第１のＣＰＵ１１が過大な電源電圧により故障または破壊されるのを防止することができ、ＣＰＵ１１の保護や負荷の誤動作等を未然に防ぐことができる。
以後、負荷に対しては、新たにメインＣＰＵとなった第２のＣＰＵ１２の動作により所定の演算処理を実行する。
【００２０】
第１のＣＰＵ１１側の電源異常や電源遮断等の事象は、第２のＣＰＵ１２の動作により、警報出力として表示または外部に送信すればよく、これらの表示技術や通信技術は容易に実現可能である。
また、メインＣＰＵとサブＣＰＵとが入れ替わったことや警報発生等の事象については、ＣＰＵ１１，１２間の信号ａ１，ａ２の送受信によって相互に認識することができる。
第２のＣＰＵ１２側の電源回路５２に異常が発生した場合の動作は、実質的に前記同様であり、容易に類推可能であるため説明を省略する。
なお、上記実施形態では、電源異常として予め定めた所定の許容電源電圧を超えて過電圧となった場合について説明したが、予め定めた所定の基準電源電圧よりも低下して低電圧となった場合でも同様の保護動作を行うようにしてもよい。低電圧では第１のＣＰＵ１１または第２のＣＰＵ１２が破損する可能性は低いが、動作できなくなる（動作保証外になる）点では同じである。
そこで、第１の電圧異常検出回路２１は第１の電源回路５１の電源電圧が第１のＣＰＵ１１の予め定めた所定の基準電源電圧よりも低下したことを検出して電圧異常検出信号ｘ１を出力し、第２の電圧異常検出回路２２は、第２の電源回路５２の電源電圧が第２のＣＰＵ１２の予め定めた所定の基準電源電圧よりも低下したことを検出して電圧異常検出信号ｘ２を出力する。
そして、第１のＣＰＵ１１は、第２の電圧異常検出回路２２から出力される電圧異常検出信号ｘ２に基づいて遮断信号ｙ２により第２のスイッチ３２を遮断し、第２のＣＰＵ１２は、第１の電圧異常検出回路２１から出力される電圧異常検出信号ｘ１に基づいて遮断信号ｙ１により第１のスイッチ３１を遮断する。
これにより、第１のＣＰＵ１１または第２のＣＰＵ１２が低電圧により動作できなくなるのを防止することができ、第１のＣＰＵ１１または第２のＣＰＵ１２の保護や負荷の誤動作等を未然に防ぐことができる。
【００２１】
第１実施形態によれば、冗長化演算処理システムにおける一方のＣＰＵの電源異常を検出して他方のＣＰＵが電源遮断や警報出力等を行うことにより、一方のＣＰＵや負荷を保護しながら所定の演算処理を継続して行うことができる。
【００２２】
次に、図２は本発明の第２実施形態を示すブロック図である。この第２実施形態は、冗長化演算処理システムにおける過熱保護機能に関するものである。
図２において、第１のＣＰＵ１１の近傍には第１の温度センサ４１が配置され、第２のＣＰＵ１２の近傍には第２の温度センサ４２が配置されている。また、第１の温度センサ４１による温度検出信号ｚ１は第２のＣＰＵ１２に入力され、第２の温度センサ４２による温度検出信号ｚ２は第１のＣＰＵ１１に入力されている。
【００２３】
ここで、第１のＣＰＵ１１及び第１の温度センサ４１と、第２のＣＰＵ１２及び第２の温度センサ４２とは、ある程度離して装置内部に配置されているものとする。さらに、第１のＣＰＵ１１及び第１の温度センサ４１と、第２のＣＰＵ１２及び第２の温度センサ４２とは、両者の間に断熱層を設けて熱的に分離するようにしてもよい。また、第１，第２のＣＰＵ１１，１２にそれぞれ別個に温度センサ４１，４２を配置するのは、第１実施形態における電源回路５１，５２と同様に、所定の機能安全規格に対応させるためである。
【００２４】
次いで、この実施形態の動作を説明する。
例えば、メインＣＰＵである第１のＣＰＵ１１の内部故障や周辺回路の故障等により、第１のＣＰＵ１１及び第１の温度センサ４１の周囲温度が上昇したとする。このとき、第１の温度センサ４１による温度検出信号ｚ１は第２のＣＰＵ１２に入力されているので、第２のＣＰＵ１２では、入力された温度検出値がＣＰＵ１１の予め定めた所定の許容動作温度を超えるほど高い値であってＣＰＵ１１の周囲温度が過熱状態にあることを認識可能である。
なお、第１のＣＰＵ１１の周囲温度が許容動作温度を超えても、第２のＣＰＵ１２を第１のＣＰＵ１１からある程度離して配置することにより、第２のＣＰＵ１２は過熱による影響を受けずに正常に動作することができる。
【００２５】
そこで、第２のＣＰＵ１２は、信号ａ２を第１のＣＰＵ１１に送ってＣＰＵ１１の動作を停止させ、以後は自らがメインＣＰＵとして、負荷に対する所定の演算処理を実行する。
第１のＣＰＵ１１側の過熱異常は、第２のＣＰＵ１２の動作により、警報出力として表示または外部に送信すればよい。また、第１実施形態と同様に、メインＣＰＵとサブＣＰＵとが入れ替わったことや警報発生等の事象については、ＣＰＵ１１，１２間の信号ａ１，ａ２の送受信によって相互に認識可能である。
第２のＣＰＵ１２側に過熱異常が発生した場合の動作は、容易に類推可能であるため、ここでは説明を省略する。
【００２６】
第２実施形態によれば、冗長化演算処理システムにおける一方のＣＰＵ側の過熱異常を検出して他方のＣＰＵが代替処理や警報出力等を行うことにより、一方のＣＰＵや負荷を保護しながら所定の演算処理を継続して行うことができる。
なお、上記第２実施形態では、温度異常として予め定めた所定の許容動作温度を超えて過熱状態となった場合について説明したが、予め定めた所定の基準動作温度よりも低下する低温状態（例えばマイナス１０°よりも低い状態等）となった場合でも同様の保護動作を行うようにしてもよい。低温状態では第１のＣＰＵ１１または第２のＣＰＵ１２が破損する可能性は低いが、動作できなくなる（動作保証外になる）点では同じであり、また低温になると結露が発生してＣＰＵに問題が生じる可能性もある。
そこで、第１のＣＰＵ１１は、第２の温度センサ４２による温度検出値が第２のＣＰＵ１２の予め定めた所定の許容動作温度よりも低下した時に温度検出信号ｚ２に基づいて第２のＣＰＵ１２の動作を停止させ、第２のＣＰＵ１２は、第１の温度センサ４１による温度検出値が第１のＣＰＵ１１の予め定めた所定の基準動作温度よりも低下した時に温度検出信号ｚ１に基づいて第１のＣＰＵ１１の動作を停止させる。
これにより、第１のＣＰＵ１１または第２のＣＰＵ１２が低温状態により動作できなくなるのを防止することができ、第１のＣＰＵ１１または第２のＣＰＵ１２の保護や負荷の誤動作等を未然に防ぐことができる。
【００２７】
図３は、本発明の第３実施形態を示すブロック図である。
この第３実施形態は、図１の第１実施形態と図２の第２実施形態とを組み合わせたものに相当する。図３において、図１，図２と同一の部品、回路、信号には同一の参照符号を付してある。
【００２８】
この第３実施形態では、第１のＣＰＵ１１に第２のＣＰＵ１２側の電圧異常検出信号ｘ２及び温度検出信号ｚ２が入力されていると共に、第２のＣＰＵ１２に第１のＣＰＵ１１側の電圧異常検出信号ｘ１及び温度検出信号ｚ１が入力されている。
そして、第１実施形態と同様に、第１のＣＰＵ１１から第２のスイッチ３２に遮断信号ｙ２が出力され、第２のＣＰＵ１２から第１のスイッチ３１に遮断信号ｙ１が出力されるようになっている。なお、遮断信号ｙ１，ｙ２は、他方のＣＰＵ側の電圧異常検出信号ｘ１，ｘ２を検出した場合にのみ発生させて電源を遮断しても良いし、これに加えて、他方のＣＰＵ側の温度検出信号ｚ１，ｚ２から過熱や低温等の温度異常を検出した場合にも発生させて電源を遮断しても良い。
この第３実施形態によれば、他方のＣＰＵ側の過電圧や低電圧等の電源異常及び過熱や低温等の温度異常の双方に対応可能な冗長化演算処理システムを提供することができる。
【００２９】
第１〜第３実施形態では、二重化したＣＰＵ１１，１２からなる冗長化演算処理システムについて説明したが、本発明は、ＭＰＵやＤＳＰ等を含む各種の演算処理装置を二重化した冗長化演算処理システムに適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、各種制御装置、計測装置等の冗長化演算処理システムとして利用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１１，１２：ＣＰＵ
２１，２２：電圧異常検出回路
３１，３２：スイッチ
４１，４２：温度センサ
５１，５２：電源回路
【図１】
2014054349.tif 000003
【図２】
2014054349.tif 000004
【図３】
2014054349.tif 000005
【図４】
2014054349.tif 000006
【図５】
2014054349.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年10月10日(2014.10.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
更に、本発明は、請求項１０に記載するように、請求項２における第１，第２のスイッチ、第１，第２の電源回路、第１，第２の電圧異常検出回路と、請求項６における第１，第２の温度センサとを備えていても良い。
この場合、第１の演算処理装置は、第２の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第２のスイッチを遮断し、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第２の演算処理装置の動作を停止させる。また、第２の演算処理装置は、第１の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第１のスイッチを遮断し、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第１の演算処理装置の動作を停止させるものである。
なお、請求項１１に記載するように、第１の演算処理装置は、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第２のスイッチを遮断し、第２の演算処理装置は、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第１のスイッチを遮断するようにしても良い。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
第１のＣＰＵ１１側の電源異常や電源遮断等の事象は、第２のＣＰＵ１２の動作により、警報出力として表示または外部に送信すればよく、これらの表示技術や通信技術は容易に実現可能である。
また、メインＣＰＵとサブＣＰＵとが入れ替わったことや警報発生等の事象については、ＣＰＵ１１，１２間の信号ａ１，ａ２の送受信によって相互に認識することができる。
第２のＣＰＵ１２側の電源回路５２に異常が発生した場合の動作は、実質的に前記同様であり、容易に類推可能であるため説明を省略する。
なお、上記実施形態では、電源異常として予め定めた所定の許容電源電圧を超えて過電圧となった場合について説明したが、予め定めた所定の許容電源電圧よりも低下して低電圧となった場合でも同様の保護動作を行うようにしてもよい。低電圧では第１のＣＰＵ１１または第２のＣＰＵ１２が破損する可能性は低いが、動作できなくなる（動作保証外になる）点では同じである。
そこで、第１の電圧異常検出回路２１は第１の電源回路５１の電源電圧が第１のＣＰＵ１１の予め定めた所定の許容電源電圧よりも低下したことを検出して電圧異常検出信号ｘ１を出力し、第２の電圧異常検出回路２２は、第２の電源回路５２の電源電圧が第２のＣＰＵ１２の予め定めた所定の許容電源電圧よりも低下したことを検出して電圧異常検出信号ｘ２を出力する。
そして、第１のＣＰＵ１１は、第２の電圧異常検出回路２２から出力される電圧異常検出信号ｘ２に基づいて遮断信号ｙ２により第２のスイッチ３２を遮断し、第２のＣＰＵ１２は、第１の電圧異常検出回路２１から出力される電圧異常検出信号ｘ１に基づいて遮断信号ｙ１により第１のスイッチ３１を遮断する。
これにより、第１のＣＰＵ１１または第２のＣＰＵ１２が低電圧により動作できなくなるのを防止することができ、第１のＣＰＵ１１または第２のＣＰＵ１２の保護や負荷の誤動作等を未然に防ぐことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
第２実施形態によれば、冗長化演算処理システムにおける一方のＣＰＵ側の過熱異常を検出して他方のＣＰＵが代替処理や警報出力等を行うことにより、一方のＣＰＵや負荷を保護しながら所定の演算処理を継続して行うことができる。
なお、上記第２実施形態では、温度異常として予め定めた所定の許容動作温度を超えて過熱状態となった場合について説明したが、予め定めた所定の許容動作温度よりも低下する低温状態（例えばマイナス１０°よりも低い状態等）となった場合でも同様の保護動作を行うようにしてもよい。低温状態では第１のＣＰＵ１１または第２のＣＰＵ１２が破損する可能性は低いが、動作できなくなる（動作保証外になる）点では同じであり、また低温になると結露が発生してＣＰＵに問題が生じる可能性もある。
そこで、第１のＣＰＵ１１は、第２の温度センサ４２による温度検出値が第２のＣＰＵ１２の予め定めた所定の許容動作温度よりも低下した時に温度検出信号ｚ２に基づいて第２のＣＰＵ１２の動作を停止させ、第２のＣＰＵ１２は、第１の温度センサ４１による温度検出値が第１のＣＰＵ１１の予め定めた所定の許容動作温度よりも低下した時に温度検出信号ｚ１に基づいて第１のＣＰＵ１１の動作を停止させる。
これにより、第１のＣＰＵ１１または第２のＣＰＵ１２が低温状態により動作できなくなるのを防止することができ、第１のＣＰＵ１１または第２のＣＰＵ１２の保護や負荷の誤動作等を未然に防ぐことができる。
【手続補正書】
【提出日】平成27年12月8日(2015.12.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の演算処理装置及び第２の演算処理装置により、同一の演算処理を実行可能な冗長化演算処理システムにおいて、
第１の演算処理装置に第１のスイッチを介して電源を供給する第１の電源回路と、
第２の演算処理装置に第２のスイッチを介して電源を供給する第２の電源回路と、
第１の電源回路の電源電圧が第１の演算処理装置の許容電源電圧の範囲外であることを検出して電圧異常検出信号を出力する第１の電圧異常検出回路と、
第２の電源回路の電源電圧が第２の演算処理装置の許容電源電圧の範囲外であることを検出して電圧異常検出信号を出力する第２の電圧異常検出回路と、
を備え、
第１の演算処理装置は、第２の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第２のスイッチを遮断し、
第２の演算処理装置は、第１の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第１のスイッチを遮断することを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項２】
請求項１に記載した冗長化演算処理システムにおいて、
前記第１の電圧異常検出回路は、第１の電源回路の電源電圧が第１の演算処理装置の許容電源電圧を超えたことを検出して電圧異常検出信号を出力し、
前記第２の電圧異常検出回路は、第２の電源回路の電源電圧が第２の演算処理装置の許容電源電圧を超えたことを検出して電圧異常検出信号を出力することを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項３】
請求項１に記載した冗長化演算処理システムにおいて、
前記第１の電圧異常検出回路は、第１の電源回路の電源電圧が第１の演算処理装置の許容電源電圧よりも低下したことを検出して電圧異常検出信号を出力し、
前記第２の電圧異常検出回路は、第２の電源回路の電源電圧が第２の演算処理装置の許容電源電圧よりも低下したことを検出して電圧異常検出信号を出力することを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載した冗長化演算処理システムにおいて、
第１の演算処理装置が第２のスイッチを遮断した時に、第１の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第２の演算処理装置の代わりに実行し、
第２の演算処理装置が第１のスイッチを遮断した時に、第２の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第１の演算処理装置の代わりに実行することを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項５】
第１の演算処理装置及び第２の演算処理装置により、同一の演算処理を実行可能な冗長化演算処理システムにおいて、
第１の演算処理装置の近傍に配置されて第１の演算処理装置の周囲温度を検出し、その温度検出値を第２の演算処理装置に送出する第１の温度センサと、
第２の演算処理装置の近傍に配置されて第２の演算処理装置の周囲温度を検出し、その温度検出値を第１の演算処理装置に送出する第２の温度センサと、
を備え、
第１の演算処理装置は、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第２の演算処理装置の動作を停止させ、
第２の演算処理装置は、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第１の演算処理装置の動作を停止させることを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項６】
請求項５に記載した冗長化演算処理システムにおいて、
前記第１の演算処理装置は、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度を超えた時に第２の演算処理装置の動作を停止させ、
前記第２の演算処理装置は、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度を超えた時に第１の演算処理装置の動作を停止させることを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項７】
請求項５に記載した冗長化演算処理システムにおいて、
前記第１の演算処理装置は、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度よりも低下した時に第２の演算処理装置の動作を停止させ、
前記第２の演算処理装置は、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度よりも低下した時に第１の演算処理装置の動作を停止させることを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか１項に記載した冗長化演算処理システムにおいて、
第１の演算処理装置が第２の演算処理装置の動作を停止させた時に、第１の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第２の演算処理装置の代わりに実行し、
第２の演算処理装置が第１の演算処理装置の動作を停止させた時に、第２の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第１の演算処理装置の代わりに実行することを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項９】
第１の演算処理装置及び第２の演算処理装置により、同一の演算処理を実行可能な冗長化演算処理システムにおいて、
第１の演算処理装置に第１のスイッチを介して電源を供給する第１の電源回路と、
第２の演算処理装置に第２のスイッチを介して電源を供給する第２の電源回路と、
第１の電源回路の電源電圧が第１の演算処理装置の許容電源電圧の範囲外であることを検出して電圧異常検出信号を出力する第１の電圧異常検出回路と、
第２の電源回路の電源電圧が第２の演算処理装置の許容電源電圧の範囲外であることを検出して電圧異常検出信号を出力する第２の電圧異常検出回路と、
第１の演算処理装置の近傍に配置されて第１の演算処理装置の周囲温度を検出し、温度検出値を第２の演算処理装置に送出する第１の温度センサと、
第２の演算処理装置の近傍に配置されて第２の演算処理装置の周囲温度を検出し、温度検出値を第１の演算処理装置に送出する第２の温度センサと、
を備え、
第１の演算処理装置は、第２の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第２のスイッチを遮断し、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第２の演算処理装置の動作を停止させ、
第２の演算処理装置は、第１の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第１のスイッチを遮断し、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第１の演算処理装置の動作を停止させることを特徴とする冗長化演算処理システム。
【請求項１０】
請求項９に記載した冗長化演算処理システムにおいて、
第１の演算処理装置は、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第２のスイッチを遮断し、
第２の演算処理装置は、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第１のスイッチを遮断することを特徴とする冗長化演算処理システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明は、請求項１に記載するように、第１及び第２の演算処理装置により同一の演算処理を実行可能な冗長化演算処理システムに適用され、第１の演算処理装置に第１のスイッチを介して電源を供給する第１の電源回路と、第２の演算処理装置に第２のスイッチを介して電源を供給する第２の電源回路と、を備えている。また、本発明は、第１の電源回路の電源電圧が第１の演算処理装置の許容電源電圧の範囲外であることを検出して電圧異常検出信号を出力する第１の電圧異常検出回路と、第２の電源回路の電源電圧が第２の演算処理装置の許容電源電圧の範囲外であることを検出して電圧異常検出信号を出力する第２の電圧異常検出回路と、を備えている。
上記構成において、第１の演算処理装置は、第２の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第２のスイッチを遮断し、また、第２の演算処理装置は、第１の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第１のスイッチを遮断するものである。
なお、本発明は、請求項４に記載するように、第１の演算処理装置が第２のスイッチを遮断した時に、第１の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第２の演算処理装置の代わりに実行し、第２の演算処理装置が第１のスイッチを遮断した時に、第２の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第１の演算処理装置の代わりに実行することが望ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明は、請求項５に記載するように、第１の演算処理装置の近傍に配置されて第１の演算処理装置の周囲温度を検出し、温度検出値を第２の演算処理装置に送出する第１の温度センサと、第２の演算処理装置の近傍に配置されて第２の演算処理装置の周囲温度を検出し、温度検出値を第１の演算処理装置に送出する第２の温度センサと、を備えている。
そして、第１の演算処理装置は、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第２の演算処理装置の動作を停止させ、第２の演算処理装置は、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第１の演算処理装置の動作を停止させるものである。
この場合、請求項８に記載するように、第１の演算処理装置が第２の演算処理装置の動作を停止させた時に、第１の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第２の演算処理装置の代わりに実行し、第２の演算処理装置が第１の演算処理装置の動作を停止させた時に、第２の演算処理装置は警報を出力すると共に以後の演算処理を第１の演算処理装置の代わりに実行することが望ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
更に、本発明は、請求項９に記載するように、請求項１における第１，第２のスイッチ、第１，第２の電源回路、第１，第２の電圧異常検出回路と、請求項５における第１，第２の温度センサとを備えていても良い。
この場合、第１の演算処理装置は、第２の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第２のスイッチを遮断し、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第２の演算処理装置の動作を停止させる。また、第２の演算処理装置は、第１の電圧異常検出回路から出力される電圧異常検出信号に基づいて第１のスイッチを遮断し、第１の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第１の演算処理装置の動作を停止させるものである。
なお、請求項１０に記載するように、第１の演算処理装置は、第２の温度センサによる温度検出値が第２の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第２のスイッチを遮断し、第２の演算処理装置は、第１の温度センサによる温度検出値が第１の演算処理装置の許容動作温度の範囲外である時に第１のスイッチを遮断するようにしても良い。
【国際調査報告】
2014054349.tif 000008
2014054349.tif 000009
2014054349.tif 000010
2014054349.tif 000011