(57)【要約】【課題】  高精度な発振器を搭載するタイマ装置において、発振器の精度劣化や停止等の故障が発生した際に、即座に故障を検出し、故障発生後にも継続して高精度の時刻を供給する。【解決手段】  複数のタイマカウンタ４〜６と、このタイマカウンタを歩進させる発振器１〜３と、複数のタイマカウンタの中から出力に使用するタイマカウンタを決定する為の選択回路とを備える。タイマ装置内の発振器１〜３及びタイマカウンタ４〜６を多重化し、各タイマの平均値あるいは外部から入力した基準時刻を基準値として、基準値からの誤差をタイマ毎に求めることによりタイマの故障を検出する。更に、各タイマの精度の順位を保持しておき、最も正確なタイマが故障した場合、次に正確なタイマの値を選択する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のタイマカウンタと、該タイマカウンタを歩進させる発振器と、前記複数のタイマカウンタの中から出力に使用するタイマカウンタを決定する為の選択回路とを備え、前記選択回路は前記の各タイマカウンタの出力値または外部参照した値を基準値として前記の各タイマカウンタの精度を測定し、該測定に基づいて選択することを特徴とする多重化タイマ装置。
【請求項２】
前記選択回路はさらに前記の各タイマカウンタの過去の精度履歴を保持し、障害発生時、故障が発生していないタイマカウンタから、前記過去の精度履歴に基づいて選択することを特徴とする請求項１記載の多重化タイマ装置。
【請求項３】
前記複数のタイマカウンタと発信器の組をそれぞれ独立して交換可能な基板上に実装し、さらに、該基板の電源を独立して制御可能な電源制御回路を備え、前記基板交換時、該基板の電源の遮断および再開を制御すると共に、再開時、前記選択回路の現在のタイマ出力値を取り込むことを特徴とする請求項１または２記載の多重化タイマ装置。
【請求項４】
さらに電圧制御により発振周波数の制御が可能な発振器とこれにより歩進される第２のタイマカウンタを備え、前記選択回路のタイマ出力のタイマの値と前記第２のタイマカウンタの値を比較し、その結果より電圧制御を行い発振周波数を増減させることを特徴とする請求項１、２または３記載の多重化タイマ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多重化タイマ装置に関し、特に、情報処理装置に組み込まれて好適な多重化タイマ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報処理装置に組み込まれるタイマ装置としては、例えば特許文献１に示されるようなタイマ装置が知られている。特許文献１は、情報処理装置が内蔵するタイマ装置の時刻を、外部から供給される標準時刻に対し、より高い精度を保って調整し、かつ時刻補正を行う処理を、より柔軟に行うことが可能なタイマ装置を開示している。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８３０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のタイマ装置は、タイマのカウントアップに使用する発振器の精度劣化あるいは停止といった故障が発生した場合、故障を検出できずに不正確な時刻を出力する可能性があった。また、故障を検出できた場合にも、その後の継続動作の為には冗長系への切り替え等が必要であった。
本発明の目的は、発振器の精度劣化や停止といった障害を検出し、且つ継続して高精度の時刻供給を可能とする多重化タイマ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、タイマ装置内の発振器及びこれによりカウントアップされるタイマカウンタを多重化し、多重化したタイマカウンタの中から出力に使用するタイマカウンタを決定する選択回路にて、各タイマカウンタの出力値または外部参照した値を基準値として各タイマカウンタの精度を測定し、この測定に基づいて出力に使用するタイマカウンタを選択する。より具体的には、多重化したタイマカウンタの平均値あるいは外部から入力した基準時刻を基準値として、基準値からの誤差をタイマカウンタ毎に求めることによりタイマカウンタの故障発生を検出し、検出した各タイマカウンタの誤差から各タイマの精度の順位を保持しておき、最も正確なタイマカウンタの出力値を用いる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、発振器の精度劣化や停止等の障害が発生した際に、即座に障害検出が可能となり、障害発生後にも継続して高精度の時刻の供給が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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。
図１は本発明の一実施例を示す構成図である。本図では発振器及びタイマカウンタを三重化した場合につき示しているが、四重化以上を行った場合についても同様に構成される。本タイマ装置は、高精度な発振器であるＴＣＸＯ１、２、３と、これらの発振器によりカウントアップされるタイマカウンタ４、５、６を有する。７〜１４及び１７は、３つのタイマカウンタ４、５、６から本装置のタイマ出力として使用するものを決定する為の回路群である。本回路群の決定に従い、タイマカウンタ４、５、６の出力は出力セレクタ１５において選択され、結果がタイマカウンタ１６に格納される。タイマカウンタ１６の出力が本タイマ装置の出力として使用される。
次に回路群７〜１４及び１７の動作につき説明する。平均値算出回路７は、タイマカウンタ４、５、６の出力値Ａ、Ｂ、Ｃの平均値を計算する。一方、外部基準値９には外部から参照した時刻が設定される。外部時刻の参照は定められた周期ごとに行う。この周期は通常一日に一回程度で十分である。基準値セレクタ８は、平均値算出回路７または外部基準値９の出力のいずれかを本タイマ装置内の基準値とするか選択を行う。外部基準値取り込みタイマ１０が取り込み周期により定まる値となったときは外部基準値９の出力を、それ以外の場合は平均値算出回路７の出力を、基準値セレクタ８の出力Ｄとして選択する。減算器９は、タイマカウンタ４、５、６の出力Ａ、Ｂ、Ｃと基準値Ｄの差分をそれぞれ計算する。
【０００８】
精度判定回路１０は、減算器９で求めた差分値を使用して、基準値に最も近い値を出力したタイマの番号ａ０１を精度判定回路１０において決定する。また、精度履歴回路１１において、過去Ｎ回に渡ってａ０１の履歴を保持し、更にこの履歴を元に、過去Ｎ回において最も精度の高かったタイマ番号をｂ１として、二番目、三番目に精度の高かったタイマ番号をｂ２、ｂ３としてそれぞれ出力する。これと並行して、発振器１、２、３及びタイマカウンタ４、５、６の故障を検出する為に、タイマカウンタの出力Ａ、Ｂ、Ｃの間の差分を減算器１２において計算し、その結果を故障判定回路１３に出力する。減算器１２で計算した差分値が設定された許容誤差を超える場合には、タイマ番号に対応する障害フラグ信号ｃ１、ｃ２、ｃ３のうちの対応するものに論理値’１’を出力する。
【０００９】
以上のａ０１、ｂ１、ｂ２、ｂ３及びｃ１、ｃ２、ｃ３を使用して、使用タイマ決定回路１４は使用するタイマを決定する。具体的には、全てのタイマで障害が発生していないときには今回最も精度の高いと判定されたａ０１を選択し、いずれかのタイマで障害が発生しているときには、ｂ１、ｂ２、ｂ３の中から障害が発生しておらず最も精度が高いものを選択する。また、障害フラグレジスタ１７には、故障判定回路１３において故障が検出されたタイマ番号が保持される。障害フラグレジスタ１７の出力は平均値算出回路７に反映され、故障と判定されたタイマは、次回より平均値の算出の際には除外される様になる。
【００１０】
また、タイマカウンタ４、５、６には、タイマカウンタ１６の出力値Ｅを取り込み可能である。タイマカウンタ１６から時刻を出力する際に、その出力値Ｅをタイマカウンタ４、５、６に取り込むことにより、故障検出の許容誤差より小さい誤差を持つ、本来なら故障として扱わないタイマが、微小な誤差の累積により故障検出の許容誤差を超えた値を出力してしまい、過剰に故障検出されてしまうことを防止できる。
【００１１】
図２は精度判定回路１０の詳細な構成を示す図である。絶対値算出回路１０１、１０２および１０３は、各タイマの出力値Ａ、Ｂ、Ｃと基準値Ｄの差分の絶対値Ｇ、Ｈ、Ｋをそれぞれ求める。次に比較器１０４、１０５、１０６は、絶対値Ｇ、Ｈ、Ｋの大小比較を行い、大小判定回路１０７において絶対値Ｇ、Ｈ、Ｋのうち、最小のものを決定する。大小判定回路１０７は、最小と判定されたタイマは基準値に最も近い値を出力しており、本タイマを最も精度の高いタイマであると判定する。
【００１２】
図３は精度履歴回路１１の詳細な構成を示す図である。今回最も精度の高いと判定されたタイマ番号ａ０１はレジスタ２０１に格納され、以降、判定を行う度に次段のレジスタに値が移っていく。レジスタ２０１〜２０３で合計Ｎ回分の履歴を保持する。また入力ａ０１はデコーダ２０４にも接続されている。デコーダ２０４はａ０１の値を判別し、タイマごとに用意された加算・減算器２０６、２０７、２０８を経由して、レジスタ２０９、２１０、２１１のうち、対応するタイマ番号のレジスタを１加算する。同様にＮ回前の履歴を保持するレジスタ２０３の出力ａＮ１はデコーダ２０５に接続され、加算・減算器２０６、２０７、２０８を通じてレジスタ２０９、２１０、２１１のうち対応するタイマ番号のレジスタの値を１減算する。これによりレジスタ２０９、２１０、２１１には各タイマが過去Ｎ回の間に最も精度が高いと判定された回数が格納される。レジスタ２０９、２１０、２１１の出力Ｑ、Ｒ、Ｓは大小判定回路２１２に接続される。大小判定回路２１２は、出力Ｑ、Ｒ、Ｓの大小を判定し、最も大きいものに対応するタイマ番号をｂ１に、二番目、三番目に大きいものに対応するタイマ番号をｂ２、ｂ３にそれぞれ出力する。
【００１３】
図４は故障判定回路１３の詳細な構成を示す図である。絶対値算出回路３０１〜３０６により、各タイマの出力Ａ、Ｂ、Ｃの差分Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｃ−Ａと、各タイマの出力Ａ、Ｂ、Ｃと基準値Ｄの差分Ａ−Ｄ、Ｂ−Ｄ、Ｃ−Ｄの絶対値ＵＡＢ、ＵＢＣ、ＵＣＡ、ＵＡＤ、ＵＢＤ、ＵＣＤをそれぞれ求め、比較器３０８〜３１３にて各々の絶対値と許容誤差のしきい値Ｔとを比較する。しきい値Ｔはしきい値設定レジスタ３０７に設定し、設定値は任意に変更可能である。比較器３０８〜３１０の出力は第１の故障検出回路３１４に接続される。第１の故障検出回路３１４は外部基準値が存在しない場合の故障検出回路である。仮に差分Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ、Ｃ−ＡのうちＡ−Ｂ、Ｃ−Ａの絶対値が許容誤差を超えて大きくなった場合、Ａ−Ｂ、Ｃ−Ａに共通して含まれるタイマ出力Ａが不正になったと判定する。出力ＢまたはＣが不正になった場合も同様にして判定する。一方、第２の故障検出回路３１５は外部基準値が存在する場合の故障検出回路である。第２の故障検出回路３１５は、出力Ａ、Ｂ、Ｃのうち、基準値Ｄから許容誤差を超えて値が外れたものを故障として判定する。第１の故障検出回路３１４の出力ｃ０１、ｃ０２、ｃ０３と第２の故障検出回路３１５の出力ｃ１１、ｃ１２、ｃ１３は、出力セレクタ３１６において外部基準値を取り込んだことを示す信号ＥＸにより、いずれか一方が出力として選択される。
【００１４】
図５は使用タイマ決定回路１４の詳細な構成を示す図である。ａ０１は今回最も精度の高かったタイマ番号を、ｂ１、ｂ２、ｂ３は過去Ｎ回の履歴において最も精度の高かったタイマ番号、二番目、三番目に精度の高かったタイマ番号をそれぞれ示している。ｃ１、ｃ２、ｃ３は出力Ａ、Ｂ、Ｃのタイマにそれぞれ対応しており、対応するタイマで故障が検出された場合に論理値’１’となる。Ｐは本回路の出力信号であり、タイマ出力Ａ、Ｂ、Ｃのいずれを使用するかを選択する為の信号である。障害が発生していない場合はｃ１、ｃ２、ｃ３の値が全て’０’となる為、オール０検出回路４０６の出力が’１’となり、セレクタ４０８においてＰの値としてａ０１が選択される。いずれかのタイマで障害が発生した場合には、セレクタ４０１、４０２においてｂ１、ｂ２で示されるタイマの障害情報がそれぞれ選択され、この結果を元にセレクタ４０３、４０４においてｂ１、ｂ２、ｂ３の中から、障害が発生していないタイマのうち最も精度の高いものが選択され、これがセレクタ４０８の出力となる。仮に３つのタイマが全て故障と判定された場合には、オール１検出回路４０５においてｃ１、ｃ２、ｃ３の値が全て’１’となったことが検出され、障害報告回路４０７を通じて障害発生が装置内及び上位の装置に報告される。
【００１５】
次に、本発明の他の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
図６は本発明の他の実施例を示す図である。図６の構成は図１の構成とほぼ同じであるが、発振器ＴＣＸＯ１、２、３及びタイマカウンタ４、５、６が独立して交換可能な基板１８、１９、２０に搭載され、ＴＣＸＯ交換中を表すレジスタ２１と、基板１８、１９、２０の電源を独立に制御可能な電源制御回路２２が追加されている。レジスタ２１はＴＣＸＯ１、２、３のいずれを交換中であるか独立して設定可能となっている。以上の追加により、一部のタイマの故障が検出され、残ったタイマによって高精度の時刻が供給され続けている状態において、以下の手順で故障の検出されたＴＣＸＯ及びタイマカウンタを基板ごと交換することが出来る。また、タイマカウンタ４、５、６はタイマカウンタ１６の出力値Ｅを取り込み可能となっていることは図１と同様である。
【００１６】
まず、レジスタ２１のうち実際に交換を行う発振器ＴＣＸＯに対応するレジスタに値を設定する。本レジスタの出力は電源制御回路２２に接続されており、電源制御回路２２は交換対象の基板の電源を遮断する。この動作により、感電あるいは装置に電気的な影響を与えること無しに基板の交換が可能となる。また、レジスタ２１の出力は平均値算出回路７にも接続されており、平均値算出回路７は交換作業中のタイマの値を平均値算出から除外する。基板の交換作業の終了後、レジスタ２１に設定した値をリセットする。本動作を契機として、電源制御回路２２は交換対象基板に対する給電を再開し、また交換対象のタイマレジスタに現在の基準値を取り込み、以後、ＴＣＸＯによりカウントアップを行う。更に、図では省略しているが、障害フラグレジスタ１７にセットされている交換した基板に対応する障害フラグをリセットする。本動作により、交換したタイマカウンタに現在の時刻が設定され、通常通りの使用が可能となる。
【００１７】
次に本発明のさらに他の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。
図７は本発明の他の実施例を示す図である。本図の構成は図１及び図２の構成とほぼ同じであるが、タイマカウンタ１６の出力がそのまま装置の出力とならずに、電圧制御発振器ＶＣＸＯ２３〜全圧制御回路２６で構成される回路群に接続されタイマカウンタ、２４の出力が本装置の出力となっている。ＶＣＸＯ２３〜電圧制御回路２６の回路群は特開平１０−２８３０６１号公報にて示されるタイマ装置の構成と同様であり、電圧制御により周波数の増減が可能なＶＣＸＯ２３と、これによりカウントカップされるタイマカウンタ２４と、タイマカウンタ２４とタイマカウンタ１６のタイマカウンタの差分を求める減算器２５と、減算結果を元にＶＣＸＯ２３への印加電圧の増減を行う電圧制御回路２６から構成される。タイマカウンタ２４の値がタイマカウンタ１６の値に近づく様にＶＣＸＯ２３に対する印加電圧の増減を行うことにより、出力セレクタ１５において選択されるタイマが切り替わった際に発生する時刻の不連続を除去することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施例を示す図。
【図２】図１の精度判定回路の詳細を示す図。
【図３】図１の精度履歴回路の詳細を示す図。
【図４】図１の故障判定回路の詳細を示す図。
【図５】図１の使用タイマ決定回路の詳細を示す図。
【図６】本発明の他の実施例を示す図。
【図７】本発明のさらに他の実施例を示す図。
【符号の説明】
【００１９】
１〜３  高精度発振器
４〜６  タイマカウンタ
７  平均値算出回路
８  基準値セレクタ
９、１２減算器
１０  精度判定回路
１１  精度履歴回路
１３  故障判定回路
１４  使用タイマ決定回路
１５  出力セレクタ
１６  タイマカウンタ
１７  障害フラグレジスタ
１８〜２０  交換可能な基板
２２  電源制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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