(57)【要約】【課題】経年劣化によるデータ処理装置の信頼性の低下を抑止できるようにする。【解決手段】複数の処理部（２１１〜２１５）は、それぞれが同じデータ処理を実行して実行結果を得る。多重度決定部１１２は、前記複数の処理部の動作に影響を与えるデータ処理装置１００の稼働時間を測定して得られた測定値を用いて、前記データ処理の処理結果を決定するために利用する実行結果の数を示す多重度を決定する。処理結果決定部２２０は、決定された多重度と同じ数の実行結果を用いて、前記処理結果を決定する【選択図】図１５
2019185806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが同じデータ処理を実行して実行結果を得る複数の処理部と、
前記複数の処理部の動作に影響を与える前記データ処理装置の稼働時間を測定して得られた測定値を用いて、前記データ処理の処理結果を決定するために利用する実行結果の数を示す多重度を決定する多重度決定部と、
決定された多重度と同じ数の実行結果を用いて、前記処理結果を決定する処理結果決定部と、
を備えるデータ処理装置。
【請求項２】
前記処理結果決定部は、前記多重度決定部が決定した多重度と同じ数の実行結果の多数決を取った結果を前記処理結果として出力する
請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項３】
前記複数の処理部は、クロック信号が入力されたときに動作し、
前記データ処理装置は、
前記多重度と同じ数の処理部である多重処理群に含まれない処理部への前記クロック信号の入力を停止させるクロック停止部を備え、
前記処理結果決定部は、前記多重処理群によって得られた１つ以上の実行結果を用いて前記処理結果を決定する
請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項４】
前記複数の処理部は、データを表すデータ信号が入力されたときに動作し、
前記データ処理装置は、
前記多重度と同じ数の処理部である多重処理群に含まれない処理部への前記データ信号の入力を停止させるデータ停止部を備え、
前記処理結果決定部は、前記多重処理群によって得られた１つ以上の実行結果を用いて前記処理結果を決定する
請求項１に記載のデータ処理装置。
【請求項５】
前記複数の処理部は、回路を再構成することが可能な再構成可能回路に構成され、
前記データ処理装置は、
前記複数の処理部のうち故障した処理部を検出する故障検出部と、
前記故障した処理部の代わりとなる処理部を前記再構成可能回路に構成する再構成部と、を備える
請求項１に記載のデータ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境に応じた多重度でデータ処理を実行する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
宇宙搭載システムへの電力の供給量は限られており、省電力化が課題となっている。
特許文献１は、宇宙搭載システムにおいて、周辺の放射線環境の変化に応じてシステムの冗長度を変更することによって、システムの信頼度を一定水準以上に保ちつつ消費電力を節減するための技術を開示している。
特許文献１に開示された技術は、センサ部で放射線量を検出し、検出した放射線量に応じて複数の処理部のそれぞれの電源のオン／オフを制御することによって、消費電力を制御すると共に、信頼性維持のために冗長度を可変にするというものである。
【０００３】
この特許文献１の技術は、放射線量の絶対値または累積値をモニターして冗長度を変更する点を特徴とする。
しかしながら、高速で航行する宇宙機においては放射線量が急激に変化するため、放射線量をモニターしてから、冗長度を変更するまでの間に、放射線量が大幅に増加した状況下に置かれる可能性がある。このような場合、十分な冗長度が確保されず、システムの信頼性が低下する。
したがって、特許文献１の技術では、放射線量が急激に変化する環境において、システムの信頼性を維持することができない。
【０００４】
また、特許文献１の技術では、永久故障を検出して、永久故障が検出された系統を動作させないようにする機能が備えられている。しかし、特許文献１の技術には、永久故障が検出された系統を復旧する手段がない。
そのため、いずれかの系統で永久故障が検出されてしまうと正常な状態と比較して冗長度が低下してしまい、システムの信頼性が低下する。
したがって、特許文献１の技術では、いずれかの系統で永久故障が検出されてしまうと、システムの信頼性を維持することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２２７４９９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２１６０２０号公報
【特許文献３】再公表特許第２００６／０９０６３４号
【特許文献４】特開２００４−３０１７９９号公報
【特許文献５】特開２０１０−４９５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、経年劣化によるデータ処理装置の信頼性の低下を抑止できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のデータ処理装置は、
それぞれが同じデータ処理を実行して実行結果を得る複数の処理部と、
前記複数の処理部の動作に影響を与える前記データ処理装置の稼働時間を測定して得られた測定値を用いて、前記データ処理の処理結果を決定するために利用する実行結果の数を示す多重度を決定する多重度決定部と、
決定された多重度と同じ数の実行結果を用いて、前記処理結果を決定する処理結果決定部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、データ処理装置の稼働時間に応じて多重度を段階的に上げることが可能となる。そのため、経年劣化によるデータ処理装置の信頼性の低下を抑止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１におけるデータ処理装置１００の構成図。
【図２】実施の形態１におけるデータ処理方法のフローチャート。
【図３】実施の形態１において将来の放射線と閾値と多重度との関係を示す図。
【図４】実施の形態２においてマイクロコンピュータ１１０と複数の測定装置との関係を示す図。
【図５】実施の形態３におけるデータ処理装置１００の構成図。
【図６】実施の形態３におけるデータ処理方法のフローチャート。
【図７】実施の形態４におけるデータ処理装置１００の構成図。
【図８】実施の形態４におけるデータ処理方法のフローチャート。
【図９】実施の形態５におけるデータ処理装置１００の構成図。
【図１０】実施の形態５におけるデータ処理方法のフローチャート。
【図１１】実施の形態６におけるデータ処理装置１００の構成図。
【図１２】実施の形態６におけるデータ処理方法のフローチャート。
【図１３】実施の形態７におけるデータ処理装置１００の構成図。
【図１４】実施の形態７におけるデータ処理方法のフローチャート。
【図１５】実施の形態８におけるデータ処理装置１００の構成図。
【図１６】実施の形態８におけるデータ処理方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
データ処理を実行するデータ処理装置１００について、図１から図３に基づいて説明する。
【００１１】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１に基づいて、データ処理装置１００の構成について説明する。
データ処理装置１００は、マイクロコンピュータ１１０と、測定装置１２０と、半導体集積回路２００とを備える。
マイクロコンピュータ１１０は、予測部１１１と多重度決定部１１２とを備える。
半導体集積回路２００は、処理回路２１０と、多重度設定回路２２１と、多数決回路２２２とを備える。
多重度設定回路２２１および多数決回路２２２は、処理結果決定部２２０を構成する。
【００１２】
処理回路２１０は、それぞれが同じデータ処理を実行して実行結果を得る複数の処理部を備える。実行結果は、データ処理が実行されることによって得られた結果である。
具体的に、処理回路２１０は、第１の処理部２１１と、第２の処理部２１２と、第３の処理部２１３と、第４の処理部２１４と、第５の処理部２１５とを備える。
具体的に、処理回路２１０は、通信処理または画像解析処理などのデータ処理を実行する回路、または、ＶＬＩＷ（Ｖｅｒｙ  Ｌｏｎｇ  Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｗｏｒｄ）方式のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）のパイプライン回路として機能する。
【００１３】
測定装置１２０は、複数の処理部の動作に影響を与える測定対象を異なる時刻に測定して複数の測定値を得る。
具体的に、測定装置１２０は、データ処理装置１００の周囲の放射線の量を測定する。全放射線の累積値によるトータルドーズ効果は永久故障を引き起こし、また、高エネルギーをもった放射線はシングルイベント現象という一過性の故障を引き起こす。
【００１４】
予測部１１１は、複数の測定値を用いて予測値を算出する。予測値は、複数の測定値が得られた後に測定対象を測定した場合に得られる測定値を予測した値である。
【００１５】
多重度決定部１１２は、算出された予測値を用いて、データ処理の処理結果を決定するために利用する実行結果の数を示す多重度を決定する。処理結果とは、データ処理が正しく実行された場合に得られる結果である。
具体的に、多重度決定部１１２は、複数の処理部のいずれかの処理部がデータ処理を実行した場合に得られる実行結果が正しい結果である度合いを表す信頼度を予測値を用いて決定し、決定した信頼度を用いて多重度を決定する。
【００１６】
処理結果決定部２２０は、決定された多重度と同じ数の実行結果を用いて、処理結果を決定する回路である。
多重度設定回路２２１は、決定された多重度を多数決回路２２２に設定する。
多数決回路２２２は、決定された多重度と同じ数の実行結果の多数決を取った結果を処理結果として出力する。
【００１７】
データ処理の対象となるデータを表す信号をデータ信号２０１という。
実行結果を表す信号を実行結果信号２０２という。
処理結果を表す信号を処理結果信号２０３という。
【００１８】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
データ処理装置１００の動作はデータ処理方法に相当する。
【００１９】
図２に基づいて、データ処理方法について説明する。
このデータ処理方法は、データ処理が実行されるタイミングになる度に実行される。
【００２０】
Ｓ１１０は測定処理である。
Ｓ１１０において、測定装置１２０は、データ処理装置１００の周囲の放射線量を測定する。
【００２１】
Ｓ１２０は予測処理である。
Ｓ１２０において、予測部１１１は、これまでに測定された複数の放射線量を用いて、将来の放射線量を予測する。
将来の放射線量を予測する方法として、（１）平均による予測、（２）最小二乗法による予測、および、（３）線形予測が挙げられる。
（１）の平均による予測は、複数の測定値の平均を用いて予測値を求める方法である。具体的には、単純平均法または移動平均法である。
（２）の最小二乗法による予測は、複数の測定値を用いて最小二乗法によって予測値を求める方法である。
（３）の線形予測法による予測は、複数の測定値を用いて線形予測法によって予測値を求める方法である。
【００２２】
Ｓ１３０は多重度決定処理である。
Ｓ１３０において、多重度決定部１１２は、将来の放射線量を閾値と比較する。
そして、将来の放射線量が閾値以上である場合、多重度決定部１１２は、第１の多重度を選択する。
また、将来の放射線量が閾値未満である場合、多重度決定部１１２は、第２の多重度を選択する。
第１の多重度は、第２の多重度よりも大きい値である。具体的には、第１の多重度は５であり、第２の多重度は３である。
【００２３】
図３に、将来の放射線量と閾値と多重度との関係を示す。
時刻ｔ１より前の時間帯において、各時刻に予測された将来の放射線量は、閾値より小さい。したがって、時刻ｔ１までは第２の多重度が選択される。
時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間帯において、各時刻に予測された将来の放射線量は、閾値より大きい。したがって、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、第１の多重度が選択される。
時刻ｔ３から時刻ｔ４までの時間帯において、各時刻に予測された将来の放射線量は、閾値より小さい。したがって、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間、第２の多重度が選択される。
時刻ｔ５に予測された将来の放射線量は、閾値より大きい。したがって、時刻ｔ５では、第１の多重度が選択される。
【００２４】
図２に戻り、Ｓ１３０の説明を続ける。
多重度決定部１１２は、決定した多重度、つまり、選択された多重度を示す信号である多重度信号を出力する。
【００２５】
Ｓ１４０は処理結果決定処理の一部を構成する多重度設定処理である。
Ｓ１４０において、多重度信号が多重度設定回路２２１に入力される。
多重度設定回路２２１は、入力された多重度信号が示す多重度と同じ数の処理部を選択する。
具体的には、多重度がＭである場合、多重度設定回路２２１は、第１〜第Ｍの処理部を選択する。
そして、多重度設定回路２２１は、選択した処理部を特定する信号である多重度設定信号を出力する。具体的に、多重度設定信号は、選択された処理部と多数決回路２２２とを繋ぐ信号線を特定する。
【００２６】
Ｓ１５０は実行処理である。
Ｓ１５０において、複数の処理部のそれぞれにデータ信号２０１が入力される。
複数の処理部のそれぞれは、データ信号２０１が示すデータを用いて、同じデータ処理を実行する。
そして、複数の処理部のそれぞれは、実行結果を示す実行結果信号２０２を出力する。つまり、複数の実行結果信号２０２が出力される。
【００２７】
Ｓ１６０は処理結果決定処理の一部を構成する多数決処理である。
Ｓ１６０において、多重度設定信号および複数の実行結果信号２０２が多数決回路２２２に入力される。
多数決回路２２２は、入力された複数の実行結果信号２０２のうち、入力された多重度設定信号によって特定される処理部から入力された各実行結果信号２０２を選択する。
そして、多数決回路２２２は、選択した各実行結果信号２０２が示す実行結果の多数決を取り、多数決で得られた実行結果である処理結果を示す処理結果信号２０３を出力する。
Ｓ１６０の後、データ処理方法の処理は終了する。
【００２８】
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
データ処理装置１００は、放射線量が多くなると予測される場合にデータ処理の多重度を高めることによって、処理結果の信頼性を維持することができる。
【００２９】
＊＊＊他の構成＊＊＊
測定装置１２０は、放射線量以外の量を測定する装置であってもよい。
また、測定装置１２０は、データ処理装置１００の外部に設けられてもよい。
【００３０】
多重度決定部１１２は、複数の閾値を用いて、３段階以上の多重度から１つの多重度を選択してもよい。
例えば、第１の閾値および第２の閾値が用いられる。第１の閾値は第２の閾値よりも大きい。そして、予測値が第１の閾値以上である場合、多重度決定部１１２は、第１の多重度を選択する。また、予測値が第２の閾値以上第１の閾値未満である場合、多重度決定部１１２は、第２の多重度を選択する。また、予測値が第２の閾値未満である場合、多重度決定部１１２は、第３の多重度を選択する。第１の多重度は第２の多重度より大きく、第２の多重度は第３の多重度よりも大きい。
【００３１】
多重度決定部１１２は、予測値の範囲に多重度が対応付けられた多重度テーブルを用いて、多重度を決定してもよい。
この場合、多重度決定部１１２は、算出された予測値が含まれる範囲に対応付けられた多重度を選択する。
【００３２】
実施の形態２．
複数の場所のそれぞれで得られた複数の測定値を用いて予測値を算出する形態について、図４に基づいて説明する。但し、実施の形態１と重複する説明は省略する。
【００３３】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図４に基づいて、マイクロコンピュータ１１０と複数の測定装置１２０との関係を説明する。
第１の測定装置１２１は、第１の場所に設けられた測定装置１２０である。第１の測定装置１２１は、第１の場所で異なる時刻に測定対象を測定することによって、複数の測定値を得る。
第２の測定装置１２２は、第２の場所に設けられた測定装置１２０である。第２の測定装置１２２は、第２の場所で異なる時刻に測定対象を測定することによって、複数の測定値を得る。
予測部１１１は、複数の場所のそれぞれで得られた複数の測定値を用いて、予測値を算出する。つまり、予測部１１１は、第１の測定装置１２１によって得られた複数の測定値と、第２の測定装置１２２によって得られた複数の測定値とを用いて、予測値を算出する。
【００３４】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
データ処理方法の流れは、実施の形態１と同じである（図２参照）。
但し、測定処理（Ｓ１１０）および予測処理（Ｓ１２０）の内容が実施の形態１と異なる。
【００３５】
Ｓ１１０において、第１の測定装置１２１は、第１の場所の放射線量を測定する。
さらに、第２の測定装置１２２は、第２の場所の放射線量を測定する。
【００３６】
Ｓ１２０において、予測部１１１は、これまでに第１の測定装置１２１によって測定された複数の放射線量と、これまでに第２の測定装置１２２によって測定された複数の放射線量とを用いて、将来の放射線量を予測する。
具体的に、予測部１１１は、第１の測定装置１２１によって時刻ｔに測定された放射線量と、第２の測定装置１２２によって時刻ｔに測定された放射線量との平均を、時刻ｔの放射線量として算出する。そして、予測部１１１は、各時刻の放射線量を用いて、将来の放射線量を予測する。
将来の放射線量を予測する方法は、実施の形態１と同じである。
【００３７】
Ｓ１３０以降の処理は、実施の形態１と同じである。
【００３８】
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
データ処理装置１００は、複数の場所で測定された放射線量に基づいて多重度を決定する。そのため、データ処理装置１００は、放射線が入射する方向の違い等によって変化する測定値のばらつきを考慮して、多重度を決定することができる。
【００３９】
＊＊＊他の構成＊＊＊
測定装置１２０の数は、３つ以上であってもよい。３つ以上の測定装置１２０は、それぞれに異なる場所で測定対象を測定する。
【００４０】
実施の形態３．
多重度と同じ数の処理部である多重処理群に含まれない処理部へのクロック信号の入力を停止することによって、当該処理部の動作を停止させる形態について、図５および図６に基づいて説明する。但し、実施の形態１と重複する説明は省略する。
【００４１】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図５に基づいて、データ処理装置１００の構成について説明する。
データ処理装置１００は、実施の形態１で説明した機能の他に、停止制御回路２３９と、複数の停止回路とを備える。
具体的に、データ処理装置１００は、複数の停止回路として、第１の停止回路２３１と、第２の停止回路２３２と、第３の停止回路２３３と、第４の停止回路２３４と、第５の停止回路２３５とを備える。第ｘの停止回路は、信号線を介して第ｘの処理部に接続されている。
停止制御回路２３９および複数の停止回路は、クロック停止部２３０を構成する。
【００４２】
複数の処理部は、クロック信号２０４が入力されたときに動作する。
【００４３】
クロック停止部２３０は、多重度と同じ数の処理部である多重処理群に含まれない処理部へのクロック信号２０４の入力を停止させる回路である。
【００４４】
処理結果決定部２２０は、多重処理群によって得られた１つ以上の実行結果を用いて処理結果を決定する。
【００４５】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図６に基づいて、データ処理方法について説明する。
Ｓ１１０〜Ｓ１３０は、実施の形態１と同じである。
【００４６】
Ｓ１４０は、実施の形態１と同じである。
つまり、多重度設定回路２２１は、入力された多重度信号が示す多重度と同じ数の処理部を選択し、選択した処理部を特定する多重度設定信号を出力する。出力された多重度設定信号は、多数決回路２２２に入力される。
ここで、選択された処理部の集合を多重処理群と呼ぶ。多重度がＭである場合、第１〜第Ｍの処理部が多重処理群となる。
【００４７】
Ｓ１４１はクロック停止処理の一部を構成する停止制御処理である。
Ｓ１４１において、多重度信号が停止制御回路２３９に入力される。
停止制御回路２３９は、入力された多重度信号が示す多重度を用いて、複数の停止回路のうち、多重度処理群に含まれない処理部にクロック信号２０４を入力する停止回路、を停止対象回路として特定する。
具体的には、多重度がＭである場合、停止制御回路２３９は、第１〜第Ｍの停止回路以外の停止回路を停止対象回路として特定する。
そして、停止制御回路２３９は、停止対象回路を特定する停止制御信号を出力する。
【００４８】
Ｓ１４２はクロック停止処理の一部を構成する信号停止処理である。
Ｓ１４２において、複数の停止回路のそれぞれにクロック信号２０４と停止制御信号とが入力される。
複数の停止回路のそれぞれは、入力された停止制御信号によって特定される停止対象回路に該当するか判定する。
そして、停止対象回路に該当しない停止回路は、クロック信号２０４を出力する。一方、停止対象回路に該当した停止回路は、クロック信号２０４を出力しない。
【００４９】
Ｓ１５１において、複数の処理部のそれぞれにデータ信号２０１が入力される。また、複数の処理部のうち多重処理群に含まれる処理部にクロック信号２０４が入力される。一方、多重処理群に含まれない処理部にはクロック信号２０４が入力されない。
クロック信号２０４が入力された各処理部は、データ信号２０１が示すデータを用いて、同じデータ処理を実行する。
そして、データ処理を実行した各処理部は、実行結果を示す実行結果信号２０２を出力する。
一方、クロック信号２０４が入力されなかった各処理部は、動作しないため、実行結果信号２０２を出力しない。
【００５０】
Ｓ１６１において、多重度設定信号が多数決回路２２２に入力される。そして、入力された多重度設定信号によって特定される各処理部から、実行結果信号２０２が多数決回路２２２に入力される。
多数決回路２２２は、入力された各実行結果信号２０２が示す実行結果の多数決を取り、多数決で得られた実行結果である処理結果を示す処理結果信号２０３を出力する。
Ｓ１６１の後、データ処理方法の処理は終了する。
【００５１】
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
データ処理装置１００は、決定した多重度と同じ数の処理部にデータ処理を実行させて、残りの処理部の動作を停止させる。これにより、不必要な電力の消費を防ぎ、消費電力を低減することができる。
【００５２】
実施の形態４．
多重度と同じ数の処理部である多重処理群に含まれない処理部へのデータ信号の入力を停止することによって、当該処理部の動作を停止させる形態について、図７および図８に基づいて説明する。但し、実施の形態１と重複する説明は省略する。
【００５３】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図７に基づいて、データ処理装置１００の構成について説明する。
データ処理装置１００は、実施の形態１で説明した機能の他に、停止制御回路２４９と、複数の停止回路を備える。
具体的に、データ処理装置１００は、複数の停止回路として、第１の停止回路２４１と、第２の停止回路２４２と、第３の停止回路２４３と、第４の停止回路２４４と、第５の停止回路２４５とを備える。第ｘの停止回路は、信号線を介して第ｘの処理部に接続されている。
停止制御回路２４９および複数の停止回路は、データ停止部２４０を構成する。
【００５４】
複数の処理部は、データ信号２０１が入力されたときに動作する。
【００５５】
データ停止部２４０は、多重度と同じ数の処理部である多重処理群に含まれない処理部へのデータ信号２０１の入力を停止させる回路である。
【００５６】
処理結果決定部２２０は、多重処理群によって得られる１つ以上の実行結果を用いて処理結果を決定する。
【００５７】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図８に基づいて、データ処理方法について説明する。
Ｓ１１０〜Ｓ１３０は、実施の形態１と同じである。
【００５８】
Ｓ１４０は、実施の形態１と同じである。
つまり、多重度設定回路２２１は、入力された多重度信号が示す多重度と同じ数の処理部を選択し、選択した処理部を特定する多重度設定信号を出力する。
ここで、選択された処理部の集合を多重処理群と呼ぶ。多重度がＭである場合、第１〜第Ｍの処理部が多重処理群となる。
【００５９】
Ｓ１４３はデータ停止処理の一部を構成する停止制御処理である。
Ｓ１４３において、多重度信号が停止制御回路２４９に入力される。
停止制御回路２４９は、入力された多重度信号が示す多重度を用いて、複数の停止回路のうち、多重度処理群に含まれない処理部にデータ信号２０１を入力する停止回路、を停止対象回路として特定する。
具体的には、多重度がＭである場合、停止制御回路２４９は、第１〜第Ｍの停止回路以外の停止回路を停止対象回路として特定する。
そして、停止制御回路２４９は、停止対象回路を特定する停止制御信号を出力する。
【００６０】
Ｓ１４４はデータ停止処理の一部を構成する信号停止処理である。
Ｓ１４４において、複数の停止回路のそれぞれにデータ信号２０１と停止制御信号とが入力される。
複数の停止回路のそれぞれは、入力された停止制御信号によって特定される停止対象回路に該当するか判定する。
そして、停止対象回路に該当しない停止回路は、データ信号２０１を出力する。一方、停止対象回路に該当した停止回路は、データ信号２０１を出力しない。
【００６１】
Ｓ１５２において、複数の処理部のうち多重処理群に含まれる処理部にデータ信号２０１が入力される。一方、多重処理群に含まれない処理部にはデータ信号２０１が入力されない。
データ信号２０１が入力された各処理部は、データ信号２０１が示すデータを用いて、同じデータ処理を実行する。
そして、データ処理を実行した各処理部は、実行結果を示す実行結果信号２０２を出力する。
一方、データ信号２０１が入力されなかった各処理部は、動作しないため、実行結果信号２０２を出力しない。
【００６２】
Ｓ１６１において、多重度設定信号が多数決回路２２２に入力される。そして、入力された多重度設定信号によって特定される各信号線から、実行結果信号２０２が多数決回路２２２に入力される。
多数決回路２２２は、入力された各実行結果信号２０２が示す実行結果の多数決を取り、多数決で得られた実行結果である処理結果を示す処理結果信号２０３を出力する。
Ｓ１６１の後、データ処理方法の処理は終了する。
【００６３】
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
データ処理装置１００は、決定した多重度と同じ数の処理部にデータ処理を実行させて、残りの処理部の動作を停止させる。これにより、不必要な電力の消費を防ぎ、消費電力を低減することができる。
【００６４】
実施の形態５．
多重度と同じ数の処理部である多重処理群と多重処理群に含まれない処理部とが並列にデータ処理を実行する形態について、図９および図１１に基づいて説明する。但し、実施の形態１と重複する説明は省略する。
【００６５】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図９に基づいて、データ処理装置１００の構成について説明する。
データ処理装置１００は、実施の形態１で説明した機能の他に、並列度設定回路２５１と、並列出力回路２５２とを備える。
並列度設定回路２５１および並列出力回路２５２は、実行結果出力部２５０を構成する。
【００６６】
多重度と同じ数の処理部である多重処理群のそれぞれの処理部は、同じデータを用いてデータ処理を実行する。この同じデータと異なるデータを他のデータと呼ぶ。
多重処理群に含まれない処理部は、他のデータを用いてデータ処理を実行する。
【００６７】
処理結果決定部２２０は、多重処理群によって得られた１つ以上の実行結果を用いて記処理結果を決定する。
【００６８】
実行結果出力部２５０は、多重処理群に含まれない処理部から実行結果を受け付けて、受け付けた実行結果を出力する。
【００６９】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１０に基づいて、データ処理方法について説明する。
Ｓ１１０〜Ｓ１４０は、実施の形態１と同じである。
【００７０】
Ｓ１４５は実行結果出力の一部を構成する並列度設定処理である。
Ｓ１４５において、多重度信号が並列度設定回路２５１に入力される。
並列度設定回路２５１は、入力された多重度信号が示す多重度と同じ数の処理部である多重処理群に含まれない処理部を選択する。
具体的には、多重度がＭである場合、並列度設定回路２５１は、第１〜第Ｍの処理部以外の処理部を選択する。
そして、並列度設定回路２５１は、選択した処理部を特定する信号である並列度設定信号を出力する。具体的に、並列度設定信号は、選択した処理部と並列出力回路２５２とを繋ぐ信号線を特定する。
【００７１】
Ｓ１５３において、データ信号２０１を出力するデータ出力回路に多重度設定信号が入力されて、データ出力回路から多重処理群に含まれる各処理部に同じデータ信号２０１が入力される。
多重処理群に含まれる各処理部は、同じデータ信号２０１が示すデータを用いて、同じデータ処理を実行する。
そして、多重処理群に含まれる各処理部は、実行結果を示す実行結果信号２０２を出力する。
【００７２】
一方、多重処理群に含まれない各処理部には他のデータ信号２０１が入力される。
多重処理群に含まれない各処理部は、他のデータ信号２０１が示すデータを用いて、同じデータ処理を実行する。多重処理群に含まれない処理部によって実行されるデータ処理のアルゴリズムは、多重処理群に含まれる処理部によって実行されるデータ処理のアルゴリズムと同じである。
そして、多重処理群に含まれない各処理部は、実行結果を示す実行結果信号２０２を出力する。
【００７３】
Ｓ１６０は、実施の形態１と同じである。
つまり、多数決回路２２２は、処理結果信号２０３を出力する。
【００７４】
Ｓ１６２は、実行結果出力処理の一部を構成する並列出力処理である。
Ｓ１６２において、並列度設定信号、複数の実行結果信号２０２および処理結果信号２０３が並列出力回路２５２に入力される。
並列出力回路２５２は、入力された複数の実行結果信号２０２のうち、入力された並列度設定信号によって特定される信号線から入力された各実行結果信号２０２を選択する。
そして、並列出力回路２５２は、選択した各実行結果信号２０２と、入力された処理結果信号２０３とを出力する。
Ｓ１６２の後、データ処理方法の処理は終了する。
【００７５】
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
データ処理装置１００は、決定した多重度と同じ数の処理部に同じデータ処理を実行させて、残りの処理部に他のデータ処理を実行させる。これにより、データ処理装置１００の信頼性を維持しながら、データ処理装置１００の処理性能を向上させることができる。
【００７６】
実施の形態６．
複数の多重処理群が並列にデータ処理を実行する形態について、図１１および図１２に基づいて説明する。但し、実施の形態１と重複する説明は省略する。
【００７７】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１１に基づいて、データ処理装置１００の機能について説明する。
多重度と同じ数の処理部である第１の多重処理群のそれぞれの処理部は、第１のデータを用いてデータ処理を実行する。
第１の多重処理群に含まれない１つ以上の処理部で構成される第２の多重処理群のそれぞれの処理部は、第１のデータとは異なる第２のデータを用いてデータ処理を実行する。
【００７８】
処理結果決定部２２０は、第１の多重処理群によって得られた１つ以上の実行結果を用いて第１の処理結果を決定し、第２の多重処理群によって得られた１つ以上の実行結果を用いて第２の処理結果を決定する。
【００７９】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１２に基づいて、データ処理方法について説明する。
Ｓ１１０〜Ｓ１３０は、実施の形態１と同じである。
【００８０】
Ｓ１４６において、多重度信号が多重度設定回路２２１に入力される。
多重度設定回路２２１は、入力された多重度信号が示す多重度を用いて、複数の処理部を１つ以上の多重処理群にグループ分けする。
そして、多重度設定回路２２１は、多重度処理群を特定する信号である多重度設定信号を多重度処理群別に出力する。
【００８１】
具体的には、多重度設定回路２２１は、複数の処理部を以下のようにグループ分けする。
多重度が５である場合、多重度設定回路２２１は、第１〜第５の処理部を１つの多重処理群とする。この場合、放射線に対する耐性が最も高いため、データ処理装置１００の信頼性が最も高くなる。
多重度が１である場合、多重度設定回路２２１は、第１〜第５の処理部のそれぞれを多重処理群とする。つまり、第１〜第５の処理部は、第１〜第５の多重処理群にグループ分けされる。この場合、並列度が最も高いため、データ処理装置１００の処理性能が最も高くなる。
多重度が３である場合、多重度設定回路２２１は、第１〜第３の処理部を第１の多重処理群とし、第４〜第５の処理部を第２の多重処理群とする。この場合、データ処理装置１００の信頼性と処理性能とのバランスをとることができる。
【００８２】
Ｓ１５４において、データ信号２０１を出力するデータ出力回路に各多重度設定信号が入力される。そして、多重度処理群別に、データ出力回路から多重度処理群に含まれる各処理部に同じデータ信号２０１が入力される。
具体的に、第１の多重度処理群には第１のデータを示す第１のデータ信号２０１が入力されて、第２の多重度処理群には第２のデータを示す第２のデータ信号２０１が入力される。
【００８３】
その後、多重度処理群別に以下の処理が実行される。
多重度処理群に含まれる各処理部は、同じデータ信号２０１が示すデータを用いて、同じデータ処理を実行する。
そして、多重度処理群に含まれる各処理部は、実行結果を示す実行結果信号２０２を出力する。
【００８４】
Ｓ１６３において、多重度処理群別の多重度設定信号と処理部別の実行結果信号２０２とが多数決回路２２２に入力される。
【００８５】
多数決回路２２２は、入力された多重度設定信号別に、以下のように動作する。
多数決回路２２２は、入力された処理部別の実行結果信号２０２のうち、入力された多重度設定信号によって特定される各処理部の実行結果信号２０２を選択する。
そして、多数決回路２２２は、選択した各実行結果信号２０２が示す実行結果の多数決を取り、多数決で得られた実行結果である処理結果を示す処理結果信号２０３を出力する。
Ｓ１６３の後、データ処理方法の処理は終了する。
【００８６】
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
データ処理装置１００は、複数の多重処理群のそれぞれに異なるデータ処理を実行させる。これにより、データ処理装置１００の信頼性を維持しながら、データ処理装置１００の処理性能を向上させることができる。
【００８７】
実施の形態７．
故障した処理部を再構成する形態について、図１３および図１４に基づいて説明する。但し、実施の形態１と重複する説明は省略する。
【００８８】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１３に基づいて、データ処理装置１００の構成について説明する。
データ処理装置１００は、実施の形態１で説明した機能の他に、複数の比較回路と、故障検出回路２６９と、再構成データ生成部１３１と、再構成実行部１３２とを備える。
複数の比較回路のそれぞれは、２つの処理部の組別の比較回路である。各比較回路は、２つの処理部のそれぞれの実行結果を比較する。
【００８９】
具体的に、データ処理装置１００は、複数の比較回路として、第１の比較回路２６１と、第２の比較回路２６２と、第３の比較回路２６３と、第４の比較回路２６４と、第５の比較回路２６５とを備える。
第１の比較回路２６１は、第１の処理部２１１の実行結果と第２の処理部２１２の実行結果とを比較する。
第２の比較回路２６２は、第２の処理部２１２の実行結果と第３の処理部２１３の実行結果とを比較する。
第３の比較回路２６３は、第３の処理部２１３の実行結果と第４の処理部２１４の実行結果とを比較する。
第４の比較回路２６４は、第４の処理部２１４の実行結果と第５の処理部２１５の実行結果とを比較する。
第５の比較回路２６５は、第１の処理部２１１の実行結果と第５の処理部２１５の実行結果とを比較する。
【００９０】
複数の比較回路および故障検出回路２６９は、故障検出部２６０を構成する。
再構成データ生成部１３１および再構成実行部１３２は、再構成部１３０を構成する。
【００９１】
複数の処理部は、回路を再構成することが可能な再構成可能回路に構成されている。つまり、半導体集積回路２００は再構成可能回路である。具体的に、半導体集積回路２００は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）である。
【００９２】
故障検出部２６０は、複数の処理部のうち故障した処理部を検出する。
再構成部１３０は、故障した処理部の代わりとなる処理部を再構成可能回路に構成する。
【００９３】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１４に基づいて、データ処理方法について説明する。
Ｓ１１０〜Ｓ１６０は、実施の形態１と同じである。
【００９４】
Ｓ１７１は、故障検出処理の一部を構成する比較処理である。
Ｓ１７１において、比較回路別に、比較回路に接続された２つの処理部のそれぞれの実行結果信号２０２が入力される。つまり、２つの実行結果信号２０２が各比較回路に入力される。
【００９５】
そして、各比較回路は以下のように動作する。
比較回路は、入力された２つの実行結果信号２０２が示す２つの実行結果を比較し、比較結果を示す比較結果信号を出力する。
【００９６】
Ｓ１７２は故障検出処理である。
Ｓ１７２において、複数の比較回路のそれぞれから比較結果信号が故障検出回路２６９に入力される。つまり、複数の比較結果信号が故障検出回路２６９に入力される。
故障検出回路２６９は、入力された複数の比較結果信号が示す複数の比較結果を用いて、故障した処理部を検出する。他の処理部によって得られた実行結果のいずれとも一致しない実行結果が得られた処理部が、故障した処理部である。
【００９７】
例えば、第１の比較回路２６１と第２の比較回路２６２と第５の比較回路２６５とのそれぞれの比較結果信号は、実行結果の一致を示す。一方、第３の比較回路２６３と第４の比較回路２６４とのそれぞれの比較結果信号は、実行結果の不一致を示す。
この場合、第４の処理部２１４の実行結果は、第１〜第３の処理部と第５の処理部２１５とのいずれの実行結果とも一致しない。
したがって、第４の処理部２１４は、故障した処理部である。
【００９８】
故障した処理部が検出された場合、故障した処理部を特定する故障検出信号を故障検出回路２６９が出力し、処理はＳ１７３に進む。
故障した処理部が検出されなかった場合、データ処理方法の処理は終了する。
【００９９】
Ｓ１７３は再構成処理である。
Ｓ１７３において、故障検出信号が再構成データ生成部１３１に入力される。
再構成データ生成部１３１は、故障した処理部の再構成を行うための再構成データを生成する。そして、再構成実行部１３２は、再構成データを用いて、故障した処理部の再構成を行う。
故障した処理部の再構成において、半導体集積回路２００のうち故障した処理部が構成された領域が無効な領域として他の領域から分離される。そして、半導体集積回路２００のうち未使用の領域に、故障した処理部の代わりになる新たな処理部が構成される。
具体的に、再構成実行部１３２は、特許文献２に開示された技術によって、故障した処理部の再構成を行う。
Ｓ１７３の後、データ処理方法の処理は終了する。
【０１００】
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
データ処理装置１００は、故障した処理部を再構成することによって自己修復する。これにより、データ処理装置１００の耐用年数を延長することが可能になる。
【０１０１】
実施の形態８．
データ処理装置１００が稼働した時間を用いて多重度を決定する形態について、図１５および図１６に基づいて説明する。但し、実施の形態１と重複する説明は省略する。
【０１０２】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１５に基づいて、データ処理装置１００の構成について説明する。
データ処理装置１００は、実施の形態１で説明した測定装置１２０および予測部１１１の代わりに、稼働時間測定部１１３を備える。
【０１０３】
稼働時間測定部１１３は、データ処理装置１００が稼働した時間である稼働時間を測定する。
【０１０４】
多重度決定部１１２は、測定された稼働時間を用いて、データ処理の処理結果を決定するために利用する実行結果の数を示す多重度を決定する。
【０１０５】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１６に基づいて、データ処理方法について説明する。
Ｓ１３１は多重度決定処理である。
Ｓ１３１において、多重度決定部１１２は、データ処理装置１００の稼働時間を稼働時間測定部１１３から取得する。
次に、多重度決定部１１２は、稼働時間を閾値と比較する。
稼働時間が閾値以上である場合、多重度決定部１１２は、第１の多重度を選択する。
稼働時間が閾値未満である場合、多重度決定部１１２は、第２の多重度を選択する。
第１の多重度は、第２の多重度よりも大きい値である。具体的には、第１の多重度は５であり、第２の多重度は３である。
【０１０６】
そして、多重度決定部１１２は、決定した多重度、つまり、選択された多重度を示す信号である多重度信号を出力する。
【０１０７】
Ｓ１４０〜Ｓ１６０は実施の形態１と同じである。
【０１０８】
＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
データ処理装置１００は、稼働時間に応じて多重度を段階的に上げる。これにより、経年劣化によるデータ処理装置１００の信頼性の低下を抑止することができる。
【０１０９】
＊＊＊他の構成＊＊＊
多重度決定部１１２は、実施の形態１の他の構成の欄で説明した構成と同様に、複数の閾値を用いて３段階以上の多重度から１つの多重度を選択してもよいし、予測値の範囲に多重度が対応付けられた多重度テーブルを用いて多重度を決定してもよい。
【０１１０】
実施の形態８は、以下のように、他の実施の形態と組み合わせてもよい。
データ処理装置１００は、実施の形態３と同じく、多重処理群に含まれない処理部へのクロック信号を停止することによって、当該処理部の動作を停止させてもよい。
データ処理装置１００は、実施の形態４と同じく、多重処理群に含まれない処理部へのデータ信号の入力を停止することによって、当該処理部の動作を停止させてもよい。
データ処理装置１００は、実施の形態５と同じく、多重処理群と多重処理群に含まれない処理部とによって並列にデータ処理を実行してもよい。
データ処理装置１００は、実施の形態６と同じく、複数の多重処理群によって並列にデータ処理を実行してもよい。
データ処理装置１００は、実施の形態７と同じく、故障した処理部を再構成してもよい。
【０１１１】
各実施の形態で説明したデータ処理装置１００は、太陽フレアの影響を受けやすい人工衛星、発電設備または計算機に適用する装置として有用である。
特に、放射線量が多いバンアレン帯を通過する長楕円軌道を周回する衛星、放射線量が高い環境で長期間に渡り使用を続けなければならない探査機、原子力発電所内で移動して作業するロボット、または、高集積化が進んだ微細な半導体集積回路を搭載した大型の計算機に有用である。
【０１１２】
各実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本発明の技術的範囲を制限することを意図するものではない。各実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。
具体的には、データ処理装置１００は、実施の形態１、実施の形態３（または実施の形態４）、実施の形態５（または実施の形態６）および実施の形態７で説明した全ての構成を備えてもよい。
【０１１３】
フローチャート等を用いて説明した処理手順は、データ処理装置、データ処理装方法およびデータ処理プログラムの処理手順の一例である。
【０１１４】
各実施の形態において、以下のようなデータ処理装置について説明した。
データ処理装置は、
それぞれが同じデータ処理を実行して実行結果を得る複数の処理部と、
前記複数の処理部の動作に影響を与える測定対象を異なる時刻に測定して得られた複数の測定値を用いて、前記複数の測定値が得られた後に前記測定対象を測定した場合に得られる測定値を予測した値である予測値を算出する予測部と、
算出された予測値を用いて、前記データ処理の処理結果を決定するために利用する実行結果の数を示す多重度を決定する多重度決定部と、
決定された多重度と同じ数の実行結果を用いて、前記処理結果を決定する処理結果決定部と、を備える。
【０１１５】
前記予測値は、複数の場所のそれぞれで得られた複数の測定値を用いて、前記予測値を算出する。
【０１１６】
前記多重度決定部は、前記複数の処理部のいずれかの処理部が前記データ処理を実行した場合に得られる実行結果が正しい結果である度合いを表す信頼度を前記予測値を用いて決定し、決定した信頼度を用いて前記多重度を決定する。
【０１１７】
データ処理装置は、
それぞれが同じデータ処理を実行して実行結果を得る複数の処理部を備えるデータ処理装置であって、
前記データ処理装置が稼働した稼働時間を用いて、前記データ処理の処理結果を決定するために利用する実行結果の数を示す多重度を決定する多重度決定部と、
決定された多重度と同じ数の実行結果を用いて、前記処理結果を決定する処理結果決定部と、を備える。
【０１１８】
前記処理結果決定部は、前記決定された多重度と同じ数の実行結果の多数決を取った結果を前記処理結果として出力する。
【０１１９】
前記複数の処理部は、クロック信号が入力されたときに動作し、
前記データ処理装置は、
前記多重度と同じ数の処理部である多重処理群に含まれない処理部への前記クロック信号の入力を停止させるクロック停止部を備え、
前記処理結果決定部は、前記多重処理群によって得られた１つ以上の実行結果を用いて前記処理結果を決定する。
【０１２０】
前記複数の処理部は、データを表すデータ信号が入力されたときに動作し、
前記データ処理装置は、
前記多重度と同じ数の処理部である多重処理群に含まれない処理部への前記データ信号の入力を停止させるデータ停止部を備え、
前記処理結果決定部は、前記多重処理群によって得られた１つ以上の実行結果を用いて前記処理結果を決定する。
【０１２１】
前記多重度と同じ数の処理部である多重処理群のそれぞれの処理部は、同じデータを用いて前記データ処理を実行し、
前記多重処理群に含まれない処理部は、前記同じデータと異なるデータを用いて前記データ処理を実行し、
前記処理結果決定部は、前記多重処理群によって得られた１つ以上の実行結果を用いて前記処理結果を決定し、
前記データ処理装置は、
前記多重処理群に含まれない処理部から実行結果を受け付けて、受け付けた実行結果を出力する実行結果出力部を備える。
【０１２２】
前記多重度と同じ数の処理部である第１の多重処理群のそれぞれの処理部は、第１のデータを用いて前記データ処理を実行し、
前記第１の多重処理群に含まれない１つ以上の処理部で構成される第２の多重処理群のそれぞれの処理部は、前記第１のデータとは異なる第２のデータを用いて前記データ処理を実行し、
前記処理結果決定部は、前記第１の多重処理群によって得られた１つ以上の実行結果を用いて第１の処理結果を決定し、前記第２の多重処理群によって得られた１つ以上の実行結果を用いて第２の処理結果を決定する。
【０１２３】
前記複数の処理部は、回路を再構成することが可能な再構成可能回路に構成され、
前記データ処理装置は、
前記複数の処理部のうち故障した処理部を検出する故障検出部と、
前記故障した処理部の代わりとなる処理部を前記再構成可能回路に構成する再構成部とを備える。
【符号の説明】
【０１２４】
１００  データ処理装置、１１０  マイクロコンピュータ、１１１  予測部、１１２  多重度決定部、１１３  稼働時間測定部、１２０  測定装置、１２１  第１の測定装置、１２２  第２の測定装置、１３０  再構成部、１３１  再構成データ生成部、１３２  再構成実行部、２００  半導体集積回路、２０１  データ信号、２０２  実行結果信号、２０３  処理結果信号、２０４  クロック信号、２１０  処理回路、２１１  第１の処理部、２１２  第２の処理部、２１３  第３の処理部、２１４  第４の処理部、２１５  第５の処理部、２２０  処理結果決定部、２２１  多重度設定回路、２２２  多数決回路、２３０  クロック停止部、２３１  第１の停止回路、２３２  第２の停止回路、２３３  第３の停止回路、２３４  第４の停止回路、２３５  第５の停止回路、２３９  停止制御回路、２４０  データ停止部、２４１  第１の停止回路、２４２  第２の停止回路、２４３  第３の停止回路、２４４  第４の停止回路、２４５  第５の停止回路、２４９  停止制御回路、２５０  実行結果出力部、２５１  並列度設定回路、２５２  並列出力回路、２６０  故障検出部、２６１  第１の比較回路、２６２  第２の比較回路、２６３  第３の比較回路、２６４  第４の比較回路、２６５  第５の比較回路、２６９  故障検出回路。
【図１】
2019185806.tif 000003
【図２】
2019185806.tif 000004
【図３】
2019185806.tif 000005
【図４】
2019185806.tif 000006
【図５】
2019185806.tif 000007
【図６】
2019185806.tif 000008
【図７】
2019185806.tif 000009
【図８】
2019185806.tif 000010
【図９】
2019185806.tif 000011
【図１０】
2019185806.tif 000012
【図１１】
2019185806.tif 000013
【図１２】
2019185806.tif 000014
【図１３】
2019185806.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2019185806.tif 000017
【図１６】
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