(57)【要約】【課題】システムバスをシリアル通信化した場合に、そのシステムバスに接続されている処理装置間の健全性を確保する技術を提供する。【解決手段】処理装置１００が、シリアル信号用通信線Ｌ２０および同期信号用通信線Ｌ３０によって構成されるシステムバスＬ１０を介して他の処理装置２００と通信可能に接続される。演算部１１０が処理装置１００内で異常状態を検出した場合、演算部１１０は異常状態の検出の通知を同期部１３０に出力する。同期部１３０は、受信した異常状態の検出の通知を同期信号用通信線Ｌ３０を介して他の処理装置２００へ送信する。また、変換部１２０は、演算部１１０からパラレル通信データを一般信号線Ｌ１５０の代わりに重要信号線Ｌ１６０を介して受信し、その受信したパラレル信号をシリアル信号に変換してシリアル信号用通信線Ｌ２０を介して他の処理装置２００へ送信する。【選択図】図１
2011100299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
演算処理を実行する演算部を備えた処理装置であって、
前記処理装置は、
シリアル信号用通信線および同期信号用通信線によって構成されるシステムバスを介して他の処理装置と通信可能に接続され、
前記演算部が前記処理装置内で異常状態を検出した場合、前記演算部から受信した前記異常状態の検出の通知を前記他の処理装置へ前記同期信号用通信線を介して送信するとともに、当該異常状態の検出の通知を変換部に出力する同期部と、
前記同期部から前記異常状態の検出の通知を受信していない場合には、前記演算部から演算処理結果のデータをパラレル通信によって受信し、前記同期部から前記異常状態の検出の通知を受信した場合には、前記パラレル通信に用いる信号線とは別のパラレル通信用の重要信号線を介して前記演算部から緊急データをパラレル通信によって受信し、いずれの場合にも、その受信したパラレル信号をシリアル信号に変換して前記シリアル信号用通信線を介して前記他の処理装置へ送信する変換部と、
を備えることを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記同期部は、さらに、前記他の処理装置から前記同期信号用通信線を介して受信した異常状態の検出の通知を前記変換部および前記演算部に出力し、
前記変換部は、さらに、前記他の処理装置から前記シリアル信号用通信線を介して受信したシリアル信号をパラレル信号に変換し、前記異常状態の検出の通知を受信していない場合には、その変換したパラレル信号をパラレル通信によって前記演算部に出力し、前記異常状態の検出の通知を受信した場合には、その変換したパラレル信号を前記重要信号線を介して前記演算部に出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項３】
前記変換部は、さらに、前記異常状態の検出の通知を受信したとき、前記シリアル信号用通信線と前記重要信号線とを直結し、前記他の処理装置との間でパラレル通信を行う
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の処理装置。
【請求項４】
前記変換部は、前記異常状態の検出の通知を受信したとき、前記重要信号線を介して受信したデータを、前記シリアル信号用通信線を介してブロードキャストによって送信する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の処理装置。
【請求項５】
前記同期部は、
前記同期信号用通信線に出力した異常状態の検出の通知の信号波形を自ら受信する受信手段と、前記受信手段によって受信した自局の出力信号波形と前記同期信号用通信線から受信した前記他の処理装置の異常状態の検出の通知の信号波形とを合成した合成波形を生成し、その合成波形と前記自局の出力信号波形とを比較する波形比較部とを備え、
前記波形比較部によって、前記合成波形と前記自局の出力信号波形とが相似であると判定された場合、前記同期部は、データを送信する権利を取得できたと判断し、前記シリアル信号用通信線を介してデータを前記他の処理装置に送信し、
前記波形比較部によって、前記合成波形と前記自局の出力信号波形とが相似でないと判定された場合、前記同期部は、前記自局の出力信号波形が前記同期信号用通信線から受信した信号波形と異なると判定された信号波形の位置に応じて、前記異常状態の検出の通知を送信するタイミングを異ならせて、前記合成波形と前記自局の出力信号波形とが相似であると判定されるまで、前記異常状態の検出の通知を送信することを繰り返す
ことを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項６】
前記同期部は、前記異常状態の検出の通知を前記同期信号用通信線に送信する送信部と前記異常状態の検出の通知を前記同期信号用通信線から受信する受信部とを備え、
前記送信部と前記他の処理装置の同期部の受信部とを前記同期信号用通信線を介して接続し、前記受信部と前記他の処理装置の同期部の送信部とを前記同期信号用通信線を介して接続して、前記同期信号用通信線をリング状に構成する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の処理装置。
【請求項７】
前記処理装置の同期部および前記他の処理装置の同期部は、前記同期信号用通信線を介して、前記異常状態の検出の通知を順送りで送信し、
前記処理装置の同期部は、自局の出力した異常状態の検出の通知を前記他の処理装置から受信した場合、その受信した自局の異常状態の検出の通知をさらに順送りで送信することを止め、前記シリアル信号用通信線を介してデータを送信する権利を示すマスタ権を取得できたと判断する
ことを特徴とする請求項６に記載の処理装置。
【請求項８】
前記同期部は、前記シリアル信号用通信線を介してデータを送信する権利を示すマスタ権を取得している場合、前記同期信号用通信線を介して、前記マスタ権の放棄を示すマスタ権放棄信号を順送りで送信し、
そのマスタ権放棄信号を受信した同期部が、前記マスタ権を取得できたと判断する
ことを特徴とする請求項６に記載の処理装置。
【請求項９】
前記同期部は、
前記処理装置ごとにユニークで、前記マスタ権を要求するマスタ権要求信号を、前記同期信号用通信線を介して送信する機能と、
前記マスタ権の取得を要求していない場合には、受信したマスタ権要求信号を順送りで次の処理装置に転送する機能と、
前記マスタ権の取得を要求している場合には、前記マスタ権要求信号に対応して予め決められている優先度に基づいて、前記他の処理装置から受信したマスタ権要求信号を転送するかまたは転送を拒否するかを選択し、転送を拒否したときには、自局のマスタ権要求信号を前記次の処理装置に送信する機能と、
受信したマスタ権要求信号の優先度と自局のマスタ権要求信号の優先度とに応じて、送信権を取得したと判断する機能
を備えることを特徴とする請求項６に記載の処理装置。
【請求項１０】
前記処理装置は、前記変換部を２以上備え、前記変換部の動作の診断を行って、正常に動作する前記変換部を選択して用いる
ことを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
【請求項１１】
前記処理装置は、
前記変換部の動作診断を行う診断情報を前記変換部に出力し、前記変換部で処理された診断情報の処理結果を受信して、その処理結果に基づいて、当該変換部の動作が正常か否かを判定する診断部を備え、
前記診断部によって動作が正常と判定されている変換部を選択して用いる
ことを特徴とする請求項１０に記載の処理装置。
【請求項１２】
前記処理装置は、該処理装置に電力を供給する給電部をさらに備え、
前記処理装置と前記他の処理装置とは、外部電源を接続可能で、前記給電部に電力を供給する電力線、前記シリアル信号用通信線、および前記同期信号用通信線が配線され、挿入時最初に接触し抜去時最後に隔離する長ピン対と、挿入時前記長ピンより後に接触し抜去時前記長ピンより先に隔離する短ピン対とを含むコネクタによって接続され、
前記給電部は前記長ピン対を介して接続され、前記変換部および前記同期部は前記短ピン対を介して接続され、
前記他の処理装置が接続されている前記コネクタに、前記処理装置を接続する場合、前記処理装置は、前記長ピン対を介して前記給電部に給電されたときに、前記短ピンの電位または電流を安定した状態にする初期化を実行し、
前記他の処理装置が接続されている前記コネクタから、前記処理装置を脱離する場合、前記処理装置は、前記同期部および前記変換部の動作を停止して前記短ピンの電位または電流を安定した状態にする
ことを特徴とする請求項１、請求項６、または請求項１０に記載の処理装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の処理装置、他の処理装置、およびコネクタによって構成される処理制御システムであって、
前記他の処理装置が接続されている前記コネクタに前記処理装置が接続されたとき、前記処理装置の同期部が、前記シリアル信号用通信線を介してデータを送信する権利を示すマスタ権の取得を要求するマスタ権要求信号を前記他の処理装置に送信することによって、前記処理装置が接続されたことを前記他の処理装置に伝達し、
前記他の処理装置が接続されている前記コネクタから前記処理装置が脱離されたとき、前記他の処理装置は、前記同期信号用通信線の信号の異常の発生を検出することによって、前記処理装置が脱離されたことを認識する
ことを特徴とする処理制御システム。
【請求項１４】
演算処理を実行する演算部を備えた処理装置において用いられる制御方法であって、
前記処理装置は、
シリアル信号用通信線および同期信号用通信線によって構成されるシステムバスを介して他の処理装置と通信可能に接続され、
前記演算部が前記処理装置内で異常状態を検出した場合、前記演算部から受信した前記異常状態の検出の通知を前記他の処理装置へ前記同期信号用通信線を介して送信するとともに、当該異常状態の検出の通知を変換部に出力する同期部と、
前記同期部から前記異常状態の検出の通知を受信していない場合には、前記演算部から演算処理結果のデータをパラレル通信によって受信し、前記同期部から前記異常状態の検出の通知を受信した場合には、前記パラレル通信に用いる信号線とは別のパラレル通信用の重要信号線を介して前記演算部から演算処理結果のデータをパラレル通信によって受信し、いずれの場合にも、その受信したパラレル信号をシリアル信号に変換して前記シリアル信号用通信線を介して前記他の処理装置へ送信する変換部と、
を備え、
前記演算部が前記処理装置内で異常状態を検出したとき、
前記演算部は、異常状態の検出の通知を前記同期部に出力するとともに、前記重要信号線を介してデータを前記変換部に出力し、
前記同期部は、前記演算部から受信した異常状態の検出の通知を前記同期信号用通信線を介して前記他の処理装置に送信するとともに、前記変換部に出力し、
前記変換部は、前記異常状態の検出の通知を受信し、前記演算部から前記重要信号線を介してデータを受信して、その受信したデータを、前記シリアル信号用通信線を介して前記他の処理装置に送信する
ことを特徴とする制御方法。
【請求項１５】
前記同期部は、前記異常状態の検出の通知を前記同期信号用通信線に送信する送信部と前記異常状態の検出の通知を前記同期信号用通信線から受信する受信部とを備え、
前記送信部と前記他の処理装置の同期部の受信部とを前記同期信号用通信線を介して接続し、前記受信部と前記他の処理装置の同期部の送信部とを前記同期信号用通信線を介して接続して、前記同期信号用通信線をリング状に構成する
ことを特徴とする請求項１４に記載の制御方法。
【請求項１６】
前記処理装置は、該処理装置に電力を供給する給電部をさらに備え、
前記処理装置と前記他の処理装置とは、外部電源を接続可能で、前記給電部に電力を供給する電力線、前記シリアル信号用通信線、および前記同期信号用通信線が配線され、挿入時最初に接触し抜去時最後に隔離する長ピン対と、挿入時前記長ピンより後に接触し抜去時前記長ピンより先に隔離する短ピン対とを含むコネクタによって接続され、
前記給電部は前記長ピン対を介して接続され、前記変換部および前記同期部は前記短ピン対を介して接続され、
前記他の処理装置が接続されている前記コネクタに、前記処理装置を接続する場合、前記処理装置は、前記長ピン対を介して前記給電部に給電されたときに、前記短ピンの電位または電流を安定した状態にする初期化を実行し、
前記他の処理装置が接続されている前記コネクタから、前記処理装置を脱離する場合、前記処理装置は、前記同期部および前記変換部の動作を停止して前記短ピンの電位または電流を安定した状態にする
ことを特徴とする請求項１４に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、設備を監視しつつ制御を行う処理制御システムにおいて、その処理制御システムを構成する処理装置間を接続するシステムバスのシリアル通信化の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコン等の民生分野では、従来のパラレルバスに代わって、ＳＡＴＡ（Serial Advanced Technology Attachment）やＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ（Peripheral Component Interconnect Express）（登録商標）に代表される高速シリアルバスが使用されるようになってきている。また、産業分野で使用される計算機システムにおいても、処理装置の高速・高性能化やメンテナンス性の向上への要求とともに、原価低減への要求が高まっている。これらの要求を満たすために、従来パラレル通信によって構成されているシステムバスを、シリアル通信化することが検討されている。
【０００３】
例えば、非特許文献１には、高速なシリアルバスを実現するための技術が開示されている。また、非特許文献１や特許文献１には、パラレルバスを使った活線挿抜の方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開ＷＯ９７／１２３１２号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】PCI-SIG, PCI Express Base Specification
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、システムバスをシリアル通信化する場合、高速化を実現することはできるが、そのシステムバスに接続されている処理装置間の健全性の確保（装置の信頼性の保持方法や装置の異常への対処方法等）については未検討となっている。例えば、システムバスのシリアル通信化にともなって、クロックの高速化やパラレルシリアル変換等の複雑なロジックを施した専用の集積回路が必要となるため、パラレルバスの場合に比べて、健全性の低下が懸念される。そこで、本発明では、システムバスをシリアル通信化した場合に、そのシステムバスに接続されている処理装置間の健全性を確保する技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、演算処理を実行する演算部を備える処理装置が、同期部と変換部とを備え、シリアル信号用通信線および同期信号用通信線によって構成されるシステムバスを介して他の処理装置と接続され、前記演算部が前記処理装置内で異常状態を検出して前記同期部に前記異常状態の検出の通知を出力し、前記同期部が、前記演算部から受信した前記異常状態の検出の通知を前記他の処理装置へ前記同期信号用通信線を介して送信するとともに、当該異常状態の検出の通知を前記変換部に出力し、前記変換部が、前記同期部から前記異常状態の検出の通知を受信していない場合には、前記演算部から演算処理結果のデータをパラレル通信によって受信し、前記同期部から前記異常状態の検出の通知を受信した場合には、前記パラレル通信に用いる信号線とは別のパラレル通信用の重要信号線を介して緊急データをパラレル通信によって受信し、いずれの場合にも、その受信したパラレル信号をシリアル信号に変換して前記シリアル信号用通信線を介して前記他の処理装置へ送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、システムバスをシリアル通信化した場合に、そのシステムバスに接続されている処理装置間の健全性を確保する技術を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態における処理制御システムの構成の一例を示す図である。
【図２】第１実施形態の処理装置が処理演算結果のデータを送受信するための処理の流れを示す図である。
【図３】第１実施形態の処理装置の変換部の構成において、（ａ）は重要信号線をシリアル信号線に直結する構成を示し、（ｂ）は重要信号線を介して受信したデータをシリアル信号に変換する構成を示し、（ｃ）は同期部からの指示に基づいてスイッチを作動させて重要信号線をシリアル信号線に直結する構成を示す図である。
【図４】（ａ）は図３（ａ）の構成における信号の内容を示し、（ｂ）は図３（ｂ）の構成における信号の内容を示し、（ｃ）および（ｄ）は、図３（ｃ）の構成における信号の内容を示す図である。
【図５】マスタ権を決定する方法の一例を示す図である。
【図６】第２実施形態において複数の処理装置の同期部をリング状で接続する構成を示す図である。
【図７】第２実施形態においてマスタ権を決定する方法の一例を示す図である。
【図８】第２実施形態においてマスタ権を決定する別の方法の一例を示す図である。
【図９】第２実施形態においてマスタ権を決定する別の方法の一例を示す図である。
【図１０】第３実施形態において複数の変換部を備える処理装置の一例を示す図である。
【図１１】第３実施形態の処理装置において常用の変換部を選択する方法の一例を示す図である。
【図１２】第４実施形態において活線挿抜のための構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明を実施するための形態（以降、「本実施形態」と称す）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
第１実施形態における処理制御システム１は、演算部１１０を備える処理装置１００と、演算部２１０を備える処理装置２００と、演算部３１０を備える処理装置３００とが、システムバスＬ１０によって接続され、構成される。例えば、処理装置１００，２００，３００の間の関係は、処理装置１００が他の処理装置２００，３００を制御管理統括する主従の関係であったり、処理装置１００，２００，３００が対等の関係であったりしても構わない。各演算部１１０，２１０，３１０は、それぞれ、プロセッサやＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路で構成され、演算処理を実行するとともに、電源故障、メモリエラー、およびシステムバスＬ１０に対する他の処理装置の挿抜等の異常状態を検出する。また、システムバスＬ１０は、シリアル信号用通信線Ｌ２０および同期信号用通信線Ｌ３０によって構成される。シリアル信号用通信線Ｌ２０は、各処理装置１００，２００，３００の変換部１２０，２２０，３２０同士をPeer to Peerで接続する。同期信号用通信線Ｌ３０は、各処理装置１００，２００，３００の変換部１２０，２２０，３２０同士を、信号線を分岐して接続する。なお、図１では、処理装置１００，２００，３００を３つ記載しているが、２つまたは４つ以上であってもよい。また、同期信号用通信線Ｌ３０を１本、各変換部１２０，２２０，３２０間を接続するシリアル信号用通信線Ｌ２０を２本ずつ記載しているが、この本数に限られない。
【００１２】
処理装置１００は、さらに、変換部１２０および同期部１３０を備える。同期部１３０は、演算部１１０が処理装置１００内で異常状態を検出した場合、演算部１１０から異常状態の検出の通知を受信する。そして、同期部１３０は、その異常状態の検出の通知を同期信号用通信線Ｌ３０を介して処理装置２００，３００に送信する。また、同期部１３０は、演算部１１０から受信した異常状態の検出の通知を、変換部１２０に出力する。
【００１３】
また、同期部１３０は、同期信号用通信線Ｌ３０を介して処理装置２００，３００（他の処理装置）から異常状態の検出の通知を受信した場合、または、同期信号用通信線Ｌ３０を伝搬してくる信号の波形の異常を検出した場合、異常状態の検出の通知を、演算部１１０および変換部１２０に出力する。
【００１４】
変換部１２０は、演算部１１０の演算処理結果等のデータをパラレル通信によって一般信号線Ｌ１５０または重要信号線Ｌ１６０を介して受信する。なお、重要信号線Ｌ１６０は、演算部１１０が処理装置１００内で異常状態を検出した場合に用いられる。また、一般信号線Ｌ１５０は、演算部１１０が異常状態を検出していない場合に用いられる。つまり、変換部１２０は、同期部１３０から異常状態の検出の通知を受信した場合には、重要信号線Ｌ１６０を介して演算部１１０からデータ（緊急データ）を受信し、同期部１３０から異常状態の検出の通知を受信していない場合には、一般信号線Ｌ１５０を介して演算部１１０からデータを受信する。そして、変換部１２０は、受信したパラレル信号をシリアル信号に変換して、そのシリアル信号をシリアル信号用通信線Ｌ２０を介して処理装置２００，３００に送信する。
【００１５】
また、変換部１２０は、同期部１３０から処理装置２００，３００の異常状態の検出の通知を受信していない場合、シリアル信号用通信線Ｌ２０を介して受信したデータをパラレル信号に変換して、一般信号線Ｌ１５０を介して演算部１１０に出力する。また、変換部１２０は、同期部１３０から処理装置２００，３００の異常状態の検出の通知を受信した場合、シリアル信号用通信線Ｌ２０を介して受信したデータをパラレル信号に変換して、重要信号線Ｌ１６０を介して演算部１１０に出力する。
【００１６】
処理装置２００，３００は、処理装置１００と同様の構成を備えている。すなわち、変換部２２０、同期部２３０、一般信号線Ｌ２５０、および重要信号線Ｌ２６０は、それぞれ、処理装置１００の変換部１２０、同期部１３０、一般信号線Ｌ１５０、および重要信号線Ｌ１６０と同様であるので、説明を省略する。また、変換部３２０、同期部３３０、一般信号線Ｌ３５０、および重要信号線Ｌ３６０は、それぞれ、処理装置１００の変換部１２０、同期部１３０、一般信号線Ｌ１５０、および重要信号線Ｌ１６０と同様であるので、説明を省略する。
【００１７】
＜動作の流れ＞
次に、システムバスＬ１０を介する処理装置１００と処理装置２００との処理制御動作について、図２を用いて説明する（適宜図１参照）。ここでは、処理装置１００と処理装置２００との間の動作の流れについて説明をするが、処理装置２００を処理装置３００に置き換えても同様の動作の流れとなる。また、処理装置１００において異常状態が検出された場合について説明するが、処理装置２００において異常状態が検出された場合には、処理装置１００と処理装置２００とを入れ替えればよい。
【００１８】
まず、ステップＳ２０１では、処理装置１００の演算部１１０が、電源故障、メモリエラー、およびシステムバスＬ１０に対する他の処理装置の挿抜等の異常状態を検出したか否かを判定する。演算部１１０が異常状態を検出していない場合（ステップＳ２０１でＮｏ）、処理はステップＳ２０１へ戻る。また、演算部１１０が異常状態を検出した場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）、ステップＳ２０２では、演算部１１０は、異常状態の検出の通知を同期部１３０に出力する。異常状態の検出の通知の伝達方法には、同期部１３０と演算部１１０との間の信号線の状態（例えば、極性のＨｉｇｈまたはＬｏｗ等）を変化（反転等）させる方法を用いる。
【００１９】
ステップＳ２０３では、同期部１３０は、異常状態の検出の通知を同期信号用通信線Ｌ３０を介して他の処理装置（処理装置２００）に送信する。そして、同期部１３０は、異常状態の検出の通知を変換部１２０へ出力する。異常状態の検出の通知の伝達方法には、ステップＳ２０２と同様に信号線の状態を変化する方法や、予め決めておいた所定の信号波形を用いる方法が使用される。そして、ステップＳ２０４では、変換部１２０が、異常状態の検出の通知を受信したときに、データを処理中であるか否かを判定する。
【００２０】
変換部１２０がデータを処理中の場合（ステップＳ２０４でＹｅｓ）、ステップＳ２０５では、変換部１２０は、処理を一時的に中断、または必要最低限の処理を完了する。なお、変換部１２０がデータを処理中でない場合（ステップＳ２０４でＮｏ）、ステップＳ２０５の処理はスキップされる。
【００２１】
ステップＳ２０６では、演算部１１０および変換部１２０が送信方法を変更する。具体的には、演算部１１０および変換部１２０は、一般信号線Ｌ１５０の代わりに、重要信号線Ｌ１６０を介してデータ（緊急データ）を入出力するように切り替える。なお、変換部１２０における切り替えは、同期部１３０からの異常状態の検出の通知に基づいて行われる。また、変換部１２０における切り替えは、演算部１１０からの通知に基づいて行われてもよい。そして、ステップＳ２０７では、変換部１２０は、演算部１１０から重要信号線Ｌ１６０を介して受信した緊急データをシリアル信号用通信線Ｌ２０を介して他の処理装置（処理装置２００）に送信する。
【００２２】
また、処理装置２００は、ステップＳ２０３によって処理装置１００の同期部１３０から同期信号用通信線Ｌ３０を介して、異常状態の検出の通知を受信する。そして、ステップＳ２１１では、処理装置２００の同期部２３０が、異常状態の検出の通知を受信したか否かを判定する。同期部２３０が異常状態の検出の通知を受信していない場合（ステップＳ２１１でＮｏ）、処理は、ステップＳ２１１へ戻る。また、同期部２３０が異常状態の検出の通知を受信している場合（ステップＳ２１１でＹｅｓ）、ステップＳ２１２では、同期部２３０は、異常状態の検出の通知を演算部２１０および変換部２２０に出力する。
【００２３】
ステップＳ２１３では、変換部２２０が、異常状態の検出の通知を受信したときに、データを処理中であるか否かを判定する。変換部２２０がデータを処理中の場合（ステップＳ２１３でＹｅｓ）、ステップＳ２１４では、変換部２２０は、処理を一時的に中断、または必要最低限の処理を完了する。なお、変換部２２０がデータを処理中でない場合（ステップＳ２１３でＮｏ）、ステップＳ２１４の処理はスキップされる。
【００２４】
ステップＳ２１５では、演算部２１０および変換部２２０が送信方法を変更する。具体的には、演算部２１０および変換部２２０は、一般信号線Ｌ２５０の代わりに、重要信号線Ｌ２６０を用いてデータ（緊急データ）を入出力するように切り替える。ステップＳ２１６では、変換部２２０は、シリアル信号用通信線Ｌ２０を介して緊急データを受信し、その緊急データを重要信号線Ｌ１６０を介して演算部２１０に出力する。
【００２５】
＜変換部の内部構成例＞
ここで、ステップＳ２０６における処理を実行する変換部１２０の構成、およびその処理の詳細について、図３および図４を用いて説明する。図３には、３つの構成の例を示した。図３（ａ）では、変換部１２０ａは、一般信号線Ｌ１５０のパラレル信号をシリアル信号に変換するパラレルシリアル変換部１２１を備え、パラレルシリアル変換部１２１の出力が切換部１２２に入力され、重要信号線Ｌ１６０は直接、切換部１２２に接続される。そして、切換部１２２は、同期部１３０から異常状態の検出の通知を受信したとき、接続先をパラレルシリアル変換部１２１の出力から重要信号線Ｌ１６０の出力に切り換えて、緊急データをシリアル信号用通信線Ｌ２０に出力する。すなわち、切換部１２２は、重要信号線Ｌ１６０とシリアル信号用通信線Ｌ２０とを直結し、重要信号線Ｌ１６０のパラレル信号を直接、シリアル信号用通信線Ｌ２０に送出する。
【００２６】
図３（ａ）の構成における、シリアル信号用通信線Ｌ２０の信号と同期信号用通信線Ｌ３０の信号との関係を、図４（ａ）を用いて説明する。図４（ａ）に示すように、変換部１２０ａが異常状態の検出の通知を同期部１３０から受信したとき、同期部１３０は、同期信号用通信線Ｌ３０の極性を、ＨｉｇｈからＬｏｗに変更する。なお、変換部１２０ａが異常状態の検出の通知を同期部１３０から受信する以前（同期信号用通信線Ｌ３０の極性がＨｉｇｈの場合）は、変換部１２０ａは、シリアル信号用通信線Ｌ２０を介して、アドレス／データのビットパターンとクロックとを別々の通信線を用いて伝達している。ここで、アドレスとは、処理装置１００，２００，３００を識別する識別情報であり、データの送り先に相当する。そして、変換部１２０ａが異常状態の検出の通知を同期部１３０から受信した以降（同期信号用通信線Ｌ３０の極性がＬｏｗの場合）は、重要信号線Ｌ１６０とシリアル信号用通信線Ｌ２０とが直結されるため、変換部１２０ａは、Ｈｉｇｈ／Ｌｏｗの信号（パラレル信号）を伝達する。ただし、図３（ａ）の構成では、シリアル信号用通信線Ｌ２０の本数は、重要信号線Ｌ１６０の本数以上である必要がある。
【００２７】
次に、図３（ｂ）では、変換部１２０ｂは、一般信号線Ｌ１５０のパラレル信号および重要信号線Ｌ１６０ｂのパラレル信号をシリアル信号に変換するパラレルシリアル変換部１２１，１２１ｂを備え、パラレルシリアル変換部１２１，１２１ｂの出力が切換部１２２に入力される。そして、切換部１２２は、同期部１３０から異常状態の検出の通知を受信したとき、接続先をパラレルシリアル変換部１２１の出力からパラレルシリアル変換部１２１ｂの出力に切り換えて、緊急データをシリアル信号用通信線Ｌ２０に出力する。
【００２８】
図３（ｂ）の構成における、シリアル信号用通信線Ｌ２０の信号と同期信号用通信線Ｌ３０の信号との関係を、図４（ｂ）を用いて説明する。図４（ｂ）に示すように、変換部１２０ｂが異常状態の検出の通知を同期部１３０から受信したとき、同期部１３０は、同期信号用通信線Ｌ３０の極性をＨｉｇｈからＬｏｗに変更する。そして、変換部１２０ｂが異常状態の検出の通知を同期部１３０から受信する以前（同期信号用通信線Ｌ３０の極性がＨｉｇｈの場合）は、変換部１２０ｂは、シリアル信号用通信線Ｌ２０を介して、パラレルシリアル変換部１２１の出力であるアドレス／データのビットパターンとクロックとを別々の通信線を用いて伝達している。そして、変換部１２０ｂが異常状態の検出の通知を同期部１３０から受信した以降（同期信号用通信線Ｌ３０の極性がＬｏｗの場合）、変換部１２０ｂは、パラレルシリアル変換部１２１ｂの出力である緊急データのビットパターンとクロックとを別々の通信線を用いて伝達する。なお、緊急データは、個々の宛先のアドレスを指定せずに、ブロードキャストアドレスを設定して、ブロードキャスト通信を用いて伝達しても構わない。
【００２９】
次に、図３（ｃ）では、変換部１２０ｃは、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のスイッチ１２３ａ，１２３ｂを用いて、パラレルシリアル変換部１２１の出力を選択するか、重要信号線Ｌ１６０ｃの出力を選択するかを切り換える。なお、同期部１３０からの信号が異常状態の検出をしていないことを表すＨｉｇｈの場合には、図３（ｃ）に示すように、スイッチ１２３ａがＯｎとなり、スイッチ１２３ｂがＯｆｆとなって、一般信号線Ｌ１５０のデータをパラレルシリアル変換部１２１によってシリアル信号に変換した出力がシリアル信号用通信線Ｌ２０に出力される。また、同期部１３０からの信号が異常状態の検出の通知を表すＬｏｗの場合には、スイッチ１２３ａがＯＦＦとなり、スイッチ１２３ｂがＯＮとなって、重要信号線Ｌ１６０ｃの信号がシリアル信号用通信線Ｌ２０に出力される。図３（ｃ）の構成では、シリアル信号用通信線Ｌ２０の信号と同期信号用通信線Ｌ３０の信号との関係は、図４（ａ）と同様になる。
【００３０】
なお、図４（ａ），（ｂ）では、クロック同期のシリアル通信の場合について説明したが、調歩同期のシリアル通信の場合について図４（ｃ），（ｄ）を用いて説明する。図４（ｃ），（ｄ）に示すように、変換部１２０が異常状態の検出の通知を受信する以前では、スタート、アドレス／データ、ストップのビットパターンを用いて、シリアル通信が行われる。そして、同期部１３０は、異常状態の検出の通知を受信したとき、同期信号用通信線Ｌ３０の極性をＨｉｇｈからＬｏｗに変更する。また、変換部１２０は、緊急データを、図４（ｃ）に示すようにＨｉｇｈ／Ｌｏｗの信号を伝達してもよいし、図４（ｄ）に示すように、シリアル信号で伝達してもよい。
【００３１】
なお、変換部１２０は、異常状態の検出の通知を受信したとき、処理中であった場合には、図４（ｃ）に示すように、直ちに、重要信号線Ｌ１６０の緊急データを送信するように切り換えてもよく、また、図４（ｄ）に示すように、必要最低限の処理を完了してから重要信号線Ｌ１６０の緊急データを送信するように切り換えてもよい。また、シリアル信号用通信線Ｌ２０の送受信方向は、片方向であっても、全二重の双方向であってもよい。
【００３２】
＜異常状態の検出の通知を送信する権利を示すマスタ権の設定方法＞  
次に、処理装置１００，２００は、異常状態の検出の通知が競合することを防ぐために、異常状態の検出の通知を他の処理装置１００，２００に送信する権利（マスタ権）を保持している期間に、異常状態の検出の通知を送信することができるように取り決めておく必要がある。ここでは、マスタ権の設定方法について、図５を用いて説明する。なお、図５には、処理装置１００，２００を構成する同期部１３０，２３０のみについて示す。
【００３３】
処理装置１００の同期部１３０ａは、波形比較部１３１を備えている。波形比較部１３１は、予め決められている波形Ａの信号を、異常状態の検出の通知として、同期信号用通信線Ｌ３０に出力する出力ポートを備える。また、波形比較部１３１は、同期信号用通信線Ｌ３０を介して受信する入力ポートを備える。したがって、波形比較部１３１は、他の処理装置２００の異常状態の検出の通知を受信することができるとともに、出力ポートを介して同期信号用通信線Ｌ３０に出力した自分の波形Ａの信号も受信することができる。なお、処理装置２００の同期部２３０ａは、波形比較部２３１を備える。そして、その波形比較部２３１は波形比較部１３１と同様の動作をする。
【００３４】
例えば、同期部１３０ａは、異常状態の検出の通知の信号を出力したときに、出力した信号の波形と相似の波形を受信した場合には、異常状態の検出の通知の信号を出力する他の処理装置が存在しないことになり、他に競合する処理装置が存在しないことが分かる。すなわち、同期部１３０ａは、マスタ権を取得できたと認識することができる。同期部２３０ａについても同様である。
【００３５】
しかし、同期部１３０ａの波形比較部１３１と同期部２３０ａの波形比較部２３１とが、全く同時に、異常状態の検出の通知を出力した場合、競合が発生する。波形比較部１３１は、波形Ａの信号を同期信号用通信線Ｌ３０に出力し、波形比較部２３１は、波形Ｂの信号を同期信号用通信線Ｌ３０に出力するものとする。そのため、波形比較部１３１，２３１は、自身の出力した波形とは異なる波形を受信することになる。そこで、波形比較部１３１，２３１は、競合の発生を検知することができる。
【００３６】
全く同時に、異常状態の検出の通知を出力した場合には、図５に示すように、波形比較部１３１，２３１は、波形Ａと波形Ｂとが合成された合成波形を受信することになる。そして、波形比較部１３１は、図５の比較例１に示すように、合成波形を受信しつつ、波形Ａと合成波形とを比較し、何番目の符号が異なるかを判定する。そして、波形比較部１３１は、１番目が異なることを検知し、その時点で、波形Ａの送信を停止する（図５の比較例１では破線表示）。そこで、波形比較部１３１が波形Ａの送信を停止した後、波形比較部２３１が受信する合成波形は、図５の比較例２に示すように、結果的に波形Ｂに相似の波形となり、同期部２３０ａは、自分がマスタ権を取得したことを認識する。
【００３７】
仮に、波形比較部１３１の波形Ａの送信停止が間に合わなかった場合には、比較例３のようになる。そして、同期部２３０ａは２番目の符号の位置が異なることを検知し、その時点で波形Ｂの送信を停止する。次に、同期部１３０ａ，２３０ａは、それぞれ波形Ａ，Ｂの送信を停止した後、再び、マスタ権の獲得のために、波形Ａ，Ｂの再送を実行する。このとき、再び同時に波形Ａ，Ｂの再送が実行されることを避けるために、前記した、符号の位置が異なることを利用して、再送のタイミングをズラすように予め決めておけばよい。つまり、同期部１３０ａが１番目の符号の位置で異なることを検知し、同期部２３０ａが２番目の符号の位置で異なることを検知することを利用し、例えば、検知した符号の位置が早い方ほど再送のタイミングを早くする。このようにして、競合を解消することが可能である。
【００３８】
なお、競合を解消する別の方法として、同期部１３０ａ，２３０ａは、競合の発生を検知した場合、お互いがランダム時間待機した後、再度異常状態の検出の通知の信号を出力し、競合が解消されるまで繰り返すことによって、どちらか一方がマスタ権を取得するようにしてもよい。以上、マスタ権の取得方法については、図５に示すように、処理装置１００，２００が２つの場合だけでなく、３つ以上であっても同様に実施することが可能である。
【００３９】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態における処理制御システム１ｂの構成について、図６を用いて説明する。図６の処理制御システム１ｂの構成が、図１の処理制御システム１の構成と異なる点は、処理装置１００，２００，３００の同期部１３０ｂ，２３０ｂ，３３０ｂに送信部および受信部が備えられ、終端装置４００を介して、同期信号用通信線Ｌ３０がリング状に接続されることである。ただし、終端装置４００は、必ずしも必要ではなく、終端装置４００が無い場合には、同期部３３０ｂの送信部と同期部１３０ｂの受信部とが接続されればよい。なお、図６では、処理装置の数を３つとしているが、２つまたは４つ以上であっても構わない。また、図１と同じ構成には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４０】
＜マスタ権の設定方法＞
いま、処理装置１００の演算部１１０が、処理装置１００内の異常状態を検出して、異常状態の検出の通知を同期部１３０ｂに出力したものとする。同期部１３０ｂの送信部は、異常状態の検出の通知を同期部２３０ｂの受信部に同期信号用通信線Ｌ３０を介して送信する。そして、異常状態の検出の通知は、順送りで、同期部１３０ｂ→同期部２３０ｂ→同期部３３０ｂ→終端装置４００→同期部１３０ｂと転送される。この同期部１３０ｂから送信された異常状態の検出の通知が自分（同期部１３０ｂ）に戻ってきたときに、同期部１３０ｂは、すべての他の処理装置２００，３００が、異常状態の検出の通知を受信したことを検知する。すなわち、同期部１３０ｂは、マスタ権を取得できたと認識する。なお、異常状態の検出の通知が自分に戻ってこなかったときには、同期部１３０ｂは、異常状態の検出の通知を再送してもよい。また、同期部２３０ｂまたは同期部３３０ｂが、異常状態の検出の通知の出発点の場合には、それぞれが同期部１３０ｂと同様の処理を実行する。
【００４１】
第２実施形態の構成におけるマスタ権の設定方法の詳細について、図７〜９を用いて説明する。なお、同期部１３０ｂ，２３０ｂ，３３０ｂから出力される信号は、順送りで送信されるものとする。
【００４２】
図７は、各制御装置１００，２００，３００が順番にマスタ権を取得する方法を示している。まず、マスタ権を保持している制御装置１００が、マスタ権を取得してから所定時間経過後にマスタ権を解放する。マスタ権の解放は、例えば、図７に示すような、予め決めておいた所定の波形を順送りで送信することによって行われる。また、マスタ権の解放を示す所定の波形を受信したとき、マスタ権を取得したものとする。なお、マスタ権を保持する所定時間は、すべての処理装置１００，２００，３００で同一であってもよく、また、異なっていても構わない。また、マスタ権を取得した時点で、異常状態の検出の通知を送信する必要がない場合には、直ちに、マスタ権を解放しても構わない。
【００４３】
次に、図８は、異常状態の検出の通知を送信する必要が生じた処理装置２００が、マスタ権を要求するマスタ権要求信号を出力し、その出力したマスタ権要求信号が順送りで転送されて一巡して自分に戻って来たとき、マスタ権を取得したものとする。そして、マスタ権を取得した処理装置２００は、例えば、同期信号用通信線Ｌ３０の極性をＨｉｇｈからＬｏｗに変化させる。他の処理装置１００，３００は、その極性の状態を順送りで転送する。なお、同期信号用通信線Ｌ３０の極性がＬｏｗの間、処理装置２００が、マスタ権を保持しているものとする。そして、処理装置２００は、マスタ権を解放する場合には、同期信号用通信線Ｌ３０の極性をＬｏｗからＨｉｇｈに変化させる。他の処理装置１００，３００は、その極性の状態を順送りで転送し、マスタ権が解放されたことを認識する。
【００４４】
なお、制御装置２００は、マスタ権要求信号を出力してから一巡して自分に戻って来るのを待っている間に、他の制御装置１００，３００のマスタ権要求信号を受信しても、転送しない。そして、複数の制御装置がマスタ権要求信号を出力している場合には、マスタ権要求信号の再送タイミングをズラすこと、または、後記する競合の回避方法を用いることによって、競合を回避することができる。また、図８では、処理装置２００がマスタ権要求信号を出力することとしたが、他の処理装置１００，３００がマスタ権要求信号を出力しても同様の処理が行われる。
【００４５】
次に、図９を用いて、図７，８とは別の競合の回避方法について説明する。図９に示す方法では、各処理装置１００，２００，３００には、マスタ権を取得できる優先度が予め設定されている。例えば、優先度が、処理装置１００、処理装置２００、および処理装置３００の順に、１位、２位、および３位と設定されているものとする。まず、異常状態の検出の通知を送信する必要が生じた処理装置１００が、マスタ権を要求するマスタ権要求信号を順送りで次の処理装置２００に出力する。処理装置２００も異常状態を検出してマスタ権を要求する必要が生じたために、自分より優先度の順位の高い処理装置１００のマスタ権要求信号の転送を拒否し、自身のマスタ権要求信号を順送りで次の処理装置３００に出力する。
【００４６】
次に、処理装置３００は、マスタ権を要求する必要がない状態にあるので、処理装置２００のマスタ権要求信号を受信したとき、その受信した処理装置２００のマスタ権要求信号を順送りで次の処理装置１００に転送する。そして、処理装置１００は、自身より優先度の順位の低い処理装置２００のマスタ権要求信号を受信したので、自分がマスタ権を取得したと認識できる。また、処理装置２００は、既に、自身より優先度の順位の高い処理装置１００のマスタ権要求信号を受信しているので、自分がマスタ権を取得できないと認識できる。
【００４７】
なお、図９に示した方法によれば、各処理装置１００，２００，３００は、すべての処理装置のマスタ権要求信号の波形を、優先度と関連付けて記憶しておく必要がある。そこで、記憶容量を低減するために、優先度１位の処理装置１００は、Ｈｉｇｈ→Ｌｏｗ→Ｈｉｇｈの１パルスを用い、優先度２位の処理装置２００は、２パルスを用いる、というように、優先度の順位に対応づけてパルス数を異ならせれば、マスタ権要求信号の波形を記憶しなくてもよくなる。
【００４８】
（第３実施形態）
第３実施形態の処理制御システム１ｃの構成について、図１０を用いて説明する。なお、図１０では、処理装置１００ｃと処理装置２００ｃとが接続されている場合を例とするが、処理装置１００ｃと２つ以上の処理装置２００ｃとが接続されている場合でも構わない。この処理制御システム１ｃの構成が第１実施形態の処理制御システム１の構成と異なる点は、処理装置１００ｃに変換部１２０が複数備えられていること、演算部１１０ｃに診断部１１１が備えられていること、変換部１２０を選択する選択部１７０が備えられていること、である。また、図１０には、処理装置１００ｃには、変換部１２０が２つしか記載されていないが、３つ以上であっても構わない。なお、処理装置２００ｃは、処理装置１００ｃと同様の構成を備えている。また、処理制御システム１ｃの構成において、処理制御システム１の構成と同じものには同じ符号を付し、説明を省略する。
【００４９】
診断部１１１は、複数の変換部１２０から収集した診断結果に基づいて、どの変換部１２０を選択して用いるかを示す選択情報を選択部１７０に出力する。選択部１７０は、選択情報に基づいて、変換部１２０を選択する。また、選択部１７０は、パリティやＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）等のデータエラーチェック機能を備え、所定期間について、そのパリティエラーやＣＲＣエラー等のエラー数および／またはエラー率を集計する。そして、選択部１７０は、そのエラー数および／またはエラー率を診断結果として、診断部１１１に送信する。診断部１１１は、予め決めておいた、診断を行うためのいき値と診断結果とを比較して、診断結果がいき値を超える場合に、その変換部１２０が正常でないと判定し、選択しないようにする。また、正常でないと判定された変換部１２０を常用している場合には、その常用の変換部１２０を正常と判定されている他の変換部１２０に変更する。
【００５０】
具体的な処理の流れを、処理装置１００ｃを例として、図１１を用いて説明する。なお、処理装置２００ｃの場合にも、同様の処理の流れとなる。ステップＳ１１０１では、診断部１１１が選択部１７０に、診断対象の変換部１２０の選択を指示する。選択する変換部１２０は、いずれか一つでも、複数であっても構わない。ステップＳ１１０２では、診断部１１１が、一般信号線Ｌ１５０および重要信号線Ｌ１６０を介して、診断用のテストデータを選択した変換部１２０に出力する。なお、異常状態が検出された場合には、重要信号線Ｌ１６０が用いられるため、少なくとも重要信号線Ｌ１６０については、必ず、診断される必要がある。そして、診断用のテストデータを受信した変換部１２０の出力を受信した選択部１７０は、診断結果を診断部１１１に返信する。
【００５１】
ステップＳ１１０３では、診断部１１１は、診断結果と予め設定されたいき値とを比較することによって、選択した変換部１２０が正常か否かを判定する。変換部１２０が正常と判定した場合（ステップＳ１１０３でＹｅｓ）、処理はステップＳ１１０１に戻る。なお、診断を実施するタイミングは、周期的に実施されてもよく、また、一般信号線Ｌ１５０が使用されていない場合に随時実施されてもよい。また、変換部１２０が正常でないと判定した場合（ステップＳ１１０３でＮｏ）、ステップＳ１１０４では、診断部１１１は、その変換部１２０が常用の変換部１２０であるか否かを判定する。
【００５２】
常用の変換部１２０であると判定された場合（ステップＳ１１０４でＹｅｓ）、ステップＳ１１０５では、診断部１１１は、正常と判定した変換部１２０のリストを格納する選択リスト（図示しない）を参照して、選択リストから１つの変換部１２０を選択して、それを常用の変換部１２０とする変更を行う。また、常用の変換部１２０でないと判定された場合（ステップＳ１１０４でＮｏ）、ステップＳ１１０５の処理はスキップされる。そして、ステップＳ１１０６では、診断部１１１は、選択リストから、正常でないと判定した変換部１２０を削除する。そして、ステップＳ１１０６終了後、処理は、ステップＳ１１０１へ戻る。なお、修理等によって正常になった変換部１２０の選択リストへの登録は、処理制御システム１の管理者によって行われる。
【００５３】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態において、システムバスＬ１０に処理装置１００ｄ，２００ｄの活線挿抜を可能にする構成について、図１２を用いて説明する。第４実施形態の処理制御システム１ｄの構成が第１実施形態の処理制御システム１の構成と異なる点は、処理装置１００ｄ，２００ｄに給電部１８０，２８０が備えられること、コネクタ５００ａ，５００ｂ，５０１ａ，５０１ｂおよびバックボード５１０が用いられること、給電部１８０，２８０に電力を供給する電源６００が備えられること、である。また、処理制御システム１ｄの構成において、処理制御システム１の構成と同じものには同じ符号を付し、説明を省略する。なお、図１２では、処理装置１００ｄ，２００ｄが２つの場合について記載しているが、３つ以上であっても構わない。
【００５４】
給電部１８０，２８０は、電源６００から電源供給を受けて、処理装置１００ｄ，２００ｄの各部に電力を供給する。電源６００は、バッテリ等の直流電源または商用電源等の交流電源である。コネクタ５００ａは、長短のピンプラグを備え、それぞれのピンプラグには処理装置１００ｄの内部回路の信号線が接続される。コネクタ５０１ａは、コネクタ５００ａのピンプラグに対応するジャックを備え、そのジャックがバックボード５１０の基板上の配線と接続されている。コネクタ５００ｂは、コネクタ５００ａと同様に長短のピンプラグを備え、それぞれのピンプラグには処理装置２００ｄの内部回路の信号線が接続される。コネクタ５０１ｂは、コネクタ５０１ａと同様にコネクタ５００ｂのピンプラグに対応するジャックを備え、そのジャックがバックボード５１０の基板上の配線と接続されている。また、バックボード５１０は、その基板上にシステムバスＬ１０が配線され、コネクタ５０１ａとコネクタ５０１ｂとの間を接続する。また、バックボード５１０は、その基板上に電源６００から給電部１８０，２８０に電力を供給するための電源線が配線されている。
【００５５】
コネクタ５００ａ，５００ｂでは、給電部１８０，２８０の電源線と接続するピンプラグには最も長いピンプラグが用いられる。したがって、コネクタ５００ａとコネクタ５０１ａとを接続した場合，最初に電源６００と給電部１８０とが接続される。逆に、コネクタ５０１ａからコネクタ５００ａを抜き取る場合、最後に給電部１８０が電源６００から脱離される。また、変換部１２０と接続するピン対は中ぐらいの長さのもの、同期部１３０を接続するピン対には最も短いものを用いる。なお、コネクタ５００ｂおよびコネクタ５０１ｂの組についても、コネクタ５００ａおよびコネクタ５０１ａの組と同様のピン対が備えられる。
【００５６】
次に、処理装置１００ｄの動作中に、処理装置２００ｄをシステムバスＬ１０に対して活線挿抜する場合の処理について説明する。まず、処理装置２００ｄのコネクタ５００ｂがコネクタ５０１ｂに挿入された場合、最初に、処理装置２００ｄの内部回路に給電が開始される。そこで、演算部２１０、変換部２２０、および同期部２３０が初期化される。このとき、変換部２２０や同期部２３０が、他の処理装置１００ｄに対して、異常な信号を送信しないように、同期部２３０への入力はデフォルトで同期信号用通信線Ｌ３０の極性をＬｏｗとするように設定しておく。
【００５７】
そして、同期部２３０のピンプラグがバックボード５１０のジャックに接続されると、同期部２３０は、処理装置１００ｄが送信している同期部１３０の信号を、同期信号線通信線Ｌ３０を介して受信する。次に、処理装置２００ｄは、自身がシステムバスＬ１０に接続されたことを、処理装置１００ｄに通知する。例えば、処理装置２００ｄは、同期部２３０を動作して、第１実施形態や第２実施形態で説明したように、マスタ権を所得した後、変換部２２０を動作して、自身がシステムバスＬ１０に接続されたことを処理装置１００ｄに通知する。
【００５８】
そして、処理装置１００ｄは、処理装置２００ｄが挿入されたことを検出した場合、処理装置２００ｄに対して、リセット命令や初期化命令等を発行する必要がある。そのため、例えば、処理装置１００ｄは、処理装置２００ｄのアドレスを指定して、変換部１２０によってシリアル信号用通信線Ｌ２０を介して命令を送信する。他の例として、ブロードキャストを用いて、すべての処理装置に対してリセット命令や初期化命令等を発行してもよい。なお、処理装置２００ｄ自身は、リセット命令を受信した場合、既に初期化済であれば、その命令を無視してもよい。
【００５９】
次に、処理装置１００ｄの動作中に、処理装置２００ｄを取り外す場合の処理について説明する。まず、処理装置２００ｄが予め取り外されることが想定されている場合には、作業者が処理装置２００ｄのスイッチ等を操作して、変換部２２０の処理を終了して外部とつながるピン状態が安定状態になるように設定して（電位または電流を所定の値にして急激な電流が流れないようにして）から、最後に給電部２８０と電源６００とを切り離す。このことにより、安全に処理装置２００ｄを取り外すことができる。
【００６０】
次に、処理装置２００ｄが予期せずに取り外される場合の処理例について、処理装置２００ｄがマスタ権を取得していない場合と、マスタ権を取得していた場合とに分けて説明する。
【００６１】
まず、処理装置２００ｄがマスタ権を取得していない場合には、同期部２３０は、自身のピン対が脱離されることによって、同期部２３０に入力される信号が消滅することで、変換部２２０のピン対が脱離される前に、異常状態を検出できる。そして、異常状態を検出した同期部２３０は、その異常状態を演算部２１０に通知し、演算部２１０が異常状態の検出の通知を同期部２３０を介して変換部２２０に通知する。変換部２２０は、直ちに処理を停止し、外部とつながるピン状態が安定状態になるようにする。その後、変換部２２０のピン対が脱離されて、給電部２８０のピン対が脱離される。そのため、処理装置２００ｄは、安全に取り外すことができる。
【００６２】
次に、処理装置２００ｄが取り外されたときに、処理装置２００ｄがマスタ権を取得していた場合について説明する。この場合、同期信号用通信線Ｌ３０には、予期しない信号波形の乱れや状態変化が発生するので、他の処理装置１００ｄは、マスタ側で異常が発生したことを知ることができる。例えば、同期信号用通信線Ｌ３０の極性がＨｉｇｈであったものが、Ｌｏｗに変化する。そこで、他の処理装置１００ｄは、第１実施形態や第２実施形態で説明したように、変換部１２０の処理方法を変更して、マスタ権のある処理装置２００ｄからの緊急データの受信を待つ状態となる。しかし、処理装置２００ｄの変換部２２０は、取り外されてしまっているため、他の処理装置１００ｄは、シリアル信号用通信線Ｌ２０を介して緊急データを受信することができない。そこで、他の処理装置１００ｄは、所定時間が経過した後、処理装置２００ｄが取り外されたと判定する。
【００６３】
以上、第１実施形態では、異常状態を検出した処理装置１００は、直ちに、同期信号用通信線Ｌ３０を介して異常状態の検出の通知を他の処理装置２００，３００に送信するとともに、重要信号線Ｌ１６０を用いて、障害情報等の緊急データをシリアル信号用通信線Ｌ２０を介して他の処理装置２００，３００に送信することができるので、そのシステムバスＬ１０に接続されている処理装置１００，２００，３００間の健全性を確保することが可能である。また、第２実施形態では、異常状態の検出の通知を送信する権利であるマスタ権の競合を回避することができるので、処理装置１００ｂ，２００ｂ，３００ｂ間の健全性を確保することが可能である。第３実施形態では、変換部１２０を多重化して、正常な変換部１２０を選択することによって、処理装置１００ｃ，２００ｃ間の健全性を確保することが可能である。第４実施形態では、処理装置１００ｄ，２００ｄの内部回路の接続順序を異ならせることによって、システムバスＬ１０への活線挿抜を安全に行うことができるので、処理装置１００ｄ，２００ｄ間の健全性を確保することが可能である。
【００６４】
なお、第１実施形態では、演算部１１０が異常状態の検出の通知を同期部１３０を介して変換部１２０に通知するように説明したが、一般信号線Ｌ１５０または重要信号線Ｌ１６０を介して通知しても構わない。また、重要信号線Ｌ１６０を、演算部１１０と同期部１３０との間にも接続して、異常状態の検出の通知を同期部１３０に伝達しても構わない。ただし、重要信号線Ｌ１６０が複数本の信号線で構成されている場合には、それらの信号線の論理和をとる等の信号変換を行って、異常状態の検出の通知としてもよい。
【００６５】
また、第３実施形態では、診断部１１１を演算部１１０ｃに備えるものとして説明したが、選択部１７０に備えてもよい。この場合、診断部１１１は、データエラーチェック機能を備える演算部１１０に向けて、診断用のテストデータを送信し、演算部１１０ｃからその診断結果を受信し、変換部１２０の正常または異常を判定する。また、診断部１１１を変換部１２０に備えてもよい。この場合、診断部１１１は、データエラーチェック機能を備える演算部１１０ｃおよび選択部１７０に向けて、診断用のテストデータを送信し、その診断結果を受信して、信号線の正常または異常を判定するとともに、自身の変換機能についてテストデータを用いて正常または異常を判定する。
【００６６】
また、第４実施形態では、同期部２３０がマスタ権を取得する場合について説明したが、変換部２２０を用いる方法もある。例えば、処理装置２００ｄがシステムバスＬ１０に接続される場合、同期部２３０は、システムバスＬ１０に接続されたとき、処理装置１００ｄが送信している同期部１３０の信号を、同期信号線通信線Ｌ３０を介して受信する。そして、同期部２３０は、シリアル信号用通信線Ｌ２０を介する通信の準備ができたことを変換部２２０に通知する。変換部２２０は、処理装置１００ｄとシリアル信号用通信線Ｌ２０を介してマスタ権を要求する旨のデータを送信して、マスタ権を取得し、処理装置２００ｄ自身がシステムバスＬ１０に接続されたこと処理装置１００ｄに通知する。なお、マスタ権の取得にあたっては、例えば、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）バス（登録商標）やＳＭＢｕｓ（System Management Bus）（登録商標）等の公知のシリアル通信技術を用いることができる。また、変換部２２０が、マスタ権を取得する手段を持たない場合、処理装置１００ｄからのポーリング監視等によって、処理装置２００ｄが接続されたことを検出してもよい。
【符号の説明】
【００６７】
１        処理制御システム
１００，２００，３００  処理装置
１１０，２１０，３１０  演算部
１１１，２１１  診断部
１２０，２２０，３２０  変換部
１２１，１２１ｂ  パラレルシリアル変換部
１２２    切換部
１３０，２３０，３３０  同期部
１３１，２３１  波形比較部
１７０，２７０  選択部
５００ａ，５００ｂ，５０１ａ，５０１ｂ  コネクタ
５１０    バックボード
６００    電源
Ｌ１０    システムバス
Ｌ２０    シリアル信号用通信線
Ｌ３０    同期信号用通信線
Ｌ１５０，Ｌ２５０  一般信号線
Ｌ１６０，Ｌ２６０  重要信号線
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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