(57)【要約】【課題】プロトコルアナライザ等の測定器を接続する信号測定部を有する高速シリアルバスにおいて、前記信号測定部に測定器が接続されていることを検出し、測定器が接続されたことが検出されると、第三者における不正な測定を防止可能にし、前記高速シリアルバスの通信を制御する制御装置を提供する。【解決手段】制御装置１０は、ＬＳＩ１１，１２間が高速シリアルバス１４で接続され、高速シリアルバス１４上を伝送される信号を測定する信号測定部１５と、信号測定部１５から前記信号が測定されていることを検出する検出部１３と、前記信号が測定されていることを前記高速シリアルバスの信号に影響を与えずに検出部１３が検出した場合に、高速シリアルバス１４の通信を第三者による不正な測定を防止可能に制御する制御部を有するＬＳＩ１２と、を備えている。【選択図】図１
2015226279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＬＳＩ間が高速シリアルバスで接続された制御装置であって、
前記高速シリアルバス上を伝送される信号を測定する信号測定部と、
前記信号測定部から前記信号が測定されていることを前記高速シリアルバスの信号に影響を与えずに検出する検出部と、
前記検出部が、前記信号が測定されていることを検出した場合に、前記高速シリアルバスの通信を第三者による不正な測定を防止可能に制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記信号が測定されていることを前記検出部が検出した場合に、前記高速シリアルバスの通信を一部又は全部を停止させることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記信号が測定されていることを前記検出部が検出した場合に、前記高速シリアルバスの通信を暗号化することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記複数のＬＳＩは同一のプリント基板上に実装されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の制御装置。
【請求項５】
前記複数のＬＳＩは異なる複数のプリント基板に実装されており、前記プリント基板間は専用の接続器のみで接続され、前記ＬＳＩ間は前記専用の接続器を介して前記高速シリアルバスで接続されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、工作機械を制御する数値制御装置またはロボットを制御するロボットコントローラであることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＳＩ間を接続する高速シリアルバス上を伝送する信号が、第三者に測定されることを防止する機能を備えた工作機械を制御する数値制御装置及びロボットを制御するロボットコントローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のＰＣＩｅ等に代表される汎用のシリアルバスは高速化が進み、シリアルバス上に伝送される信号の測定は難しくなっている。しかし、設計段階や障害発生時には、その原因調査のため、測定器メーカから提供されるプロトコルアナライザ等の測定機器を接続することが不可欠であり、プリント基板上に測定専用のコネクタ等の測定部を実装して、測定機器を簡単に接続できるようにしておく必要性がある。この場合、製品を購入した第三者に、リバースエンジニアリング等の目的で不正に通信内容や通信頻度を、測定部を介して簡単に測定されるという問題がある。
【０００３】
このような問題を回避する手法としては、秘匿性のある信号線上に所定の不正アクセス検出信号を出力し、受信回路側で出力した検出信号に波形の乱れがないかを確認して測定機器の接続の有無を検出し、異常が検出された場合には回路動作に制限を加えるものがある（特許文献１）。また、秘匿性のある信号をプリント基板の内層で配線することにより、測定機器自体が接続されることを防止する手法が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１１６８９７号公報
【特許文献２】特開２００５−１３６３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１の手法は、不正アクセス検出信号を出力し、受信回路側で不正アクセスを検出するために専用の回路が付加されるため、汎用のバスでは適用が困難である。また、特許文献２の手法についても、秘匿性のある汎用のバス部分について測定機器の接続を出来ないようにする手法であり、測定器メーカから提供されるプロトコルアナライザ等の測定器は使用できない。
【０００６】
そこで本発明の目的は、プロトコルアナライザ等の測定器を接続する信号測定部を有する高速シリアルバスにおいて、前記信号測定部に測定器が接続されていることを検出し、測定器が接続されたことが検出されると、第三者における不正な測定を防止可能にし、前記高速シリアルバスの通信を制御する制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の請求項１に係る発明は、複数のＬＳＩ間が高速シリアルバスで接続された制御装置であって、前記高速シリアルバス上を伝送される信号を測定する信号測定部と、前記信号測定部から前記信号が測定されていることを前記高速シリアルバスの信号に影響を与えずに検出する検出部と、前記検出部が、前記信号が測定されていることを検出した場合に、前記高速シリアルバスの通信を第３者による不正な測定を防止可能に制御する制御部と、を備えたことを特徴とする制御装置である。
【０００８】
請求項２に係る発明は、前記制御部は、前記信号が測定されていることを前記検出部が検出した場合に、前記高速シリアルバスの通信を一部又は全部を停止させることを特徴とする請求項１に記載の制御装置である。これによって、不正に信号測定部が使用されて高速シリアルバスを介して行われる通信の高速信号が測定された場合にシステムを停止させることで、通信内容、通信量が第三者に漏洩することを防止できる。
【０００９】
請求項３は、前記制御部は、前記信号が測定されていることを前記検出部が検出した場合に、前記高速シリアルバスの通信を暗号化することを特徴とする請求項１に記載の制御装置である。これによって、通信の信号が測定されても通信を停止させることなく通信の内容が第三者に漏洩することを防止できる。
【００１０】
請求項４に係る発明は、前記複数のＬＳＩは同一のプリント基板上に実装されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の制御装置である。これによって、複数のＬＳＩと高速シリアルバスが同一のプリント基板上に実装されているため、信号の測定用のインタフェースボードを挿入して通信の信号が測定されることを防止できる。  
請求項５に係る発明は、前記複数のＬＳＩは異なる複数のプリント基板に実装されており、前記プリント基板間は専用の接続器のみで接続され、前記ＬＳＩ間は前記専用の接続器を介して前記高速シリアルバスで接続されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の制御装置である。これによって、ＬＳＩ同士が専用の接続器を介して高速シリアルバスで接続されることで、専用の接続器の間に測定用のインタフェースボードを挿入して通信の信号が測定されることを防止できる。
【００１１】
請求項６に係る発明は、前記制御装置は、工作機械を制御する数値制御装置またはロボットを制御するロボットコントローラであることを特徴とする請求項１〜５の何れか一つに記載の制御装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により、プロトコルアナライザ等の測定器を接続する信号測定部を有する高速シリアルバスにおいて、前記信号測定部に測定器が接続されていることを検出し、測定器が接続されたことが検出されると、第三者における不正な測定を防止可能にし、前記高速シリアルバスの通信を制御する制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】複数のＬＳＩが一つのプリント基板に実施されている場合の本発明の実施形態を説明する図である。
【図２】信号測定部のインピーダンス監視を行う回路の一例を示す図である。
【図３】複数のＬＳＩが異なる複数のプリント基板に実装されている場合の本発明の実施形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。  
工作機械は数値制御装置によって制御される。また、ロボットはロボットコントローラによって制御される。本明細書では前記数値制御装置と前記ロボットコントローラとを総称して制御装置と称する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態を説明する図である。制御装置１０は、ＬＳＩ１１と、ＬＳＩ１２と、ＬＳＩ１１とＬＳＩ１２の間を接続する高速シリアルバス１４と、高速シリアルバス１４上を伝送される信号を前記高速シリアルバス１４の信号に影響を与えずに測定するための信号測定部１５と、信号測定部１５から前記信号が測定されていることを検出する検出部１３とを備えている。信号測定部１５と検出部１３とは信号線１６で接続されている。ここでは、検出部１３はＬＳＩ１２に含まれるが、ＬＳＩ１２から独立して制御装置１０内に設けてもよい。また、ＬＳＩ１１およびＬＳＩ１２の少なくとも一方には後述する制御部が備わっている。なお、制御部をＬＳＩから独立して設けてもよい。また、ＬＳＩ１１とＬＳＩ１２の２つに限定されない。
【００１６】
ここで符号１１，１２のＬＳＩとは、プロセッサやＡＳＩＣ等の電子部品をいう。また、高速シリアルバス１４は従来のパラレルバスとは異なり、毎秒数ギガビット以上の高速なデータ転送を行い、代表的な高速シリアルバス１４としてＰＣＩ  ＥｘｐｒｅｓｓやＳＡＴＡ等がある。これらは主にパケットでの通信を行い、この通信は規則的な暗号化が行われているために、通信内容の測定には通常、プロトコルアナライザ等の測定器（図示せず）を用いて復号化して測定することが必要となる。測定器は信号測定部１５に接続される測定用プローブを備えている。
【００１７】
プロトコルアナライザの測定用プローブの測定部は規格等によって形状が定まっているのが通常である。一方、前記測定用プローブの測定部の形状に合わせて、パッドやコネクタ等の信号測定部１５を測定対象上に設ける（ここでは高速シリアルバス１４に信号測定部１５が設けられている）。この測定用プローブを使用することで、製造業者あるいは第三者の如何を問わず、高速シリアルバス１４への測定器の接続を容易に行え、これによって、高速シリアルバス１４に伝送される信号が簡単に解析される。
【００１８】
そこで、高速シリアルバス１４に伝送される信号を、第三者が解析できないようにするために、本発明には、信号測定部１５への測定器の接続が正規の製造業者による場合と正規の製造業者に関係のない第三者による場合とを区別しない実施形態（実施形態１）と、両者を区別する実施形態（実施形態２，実施形態３）がある。
【００１９】
＜実施形態１＞  
本発明に係る数値制御装置またはロボットコントローラである制御装置１０は、高速シリアルバス１４を介して伝送される信号を測定するために設けられた信号測定部１５に対して、測定器（図示せず）が接続されたことを検知する機能と、信号測定部１５へ測定器の接続が検知された場合には、高速シリアルバス１４を介して行われる通信を暗号化して行う機能を有する。この暗号化の機能は、通信内容を暗号化することにより第三者に通信の内容を知られないようにする。高速シリアルバス１４は予めプロトコルが決まっており、プロトコルの変更は困難であるため、制御部によって書き込みや読み込みのアドレスやデータ内容などを暗号化することによりプロトコルを変更しないで、暗号化することが好ましい。この手法により、通信量は第三者に知られてしまう可能性があるが、通信を停止することなくアドレスやデータの通信内容を秘匿することができる。図１では制御部はＬＳＩ１２に備わっている機能である。
【００２０】
制御装置１０を製造する製造者は、通信の内容がどのような暗号によって暗号化されているかの情報を持っていることから、暗号化された通信を復号化することは容易である。一方、製造者と関係のない第三者はそのような情報を持っていないことから、暗号化された通信を復号化することができない。したがって実施形態１の制御装置１０は、前記第三者に通信内容を理解させないようにする機能を有する。
【００２１】
次に、高速シリアルバス１４に設けられたパッドやコネクタ等の信号測定部１５への、測定器（図示せず）の接続を検知する機能を説明する。図１に示されるように、高速シリアルバス１４に伝送される信号が測定されていることを検出する回路である検出部１３は、信号測定部１５のピンに接続されている。制御装置１０の製造者または第三者によって測定器が信号測定部１５に接続されると、検出部１３は高速シリアルバス１４に設けられた信号測定部１５に測定器が接続されたことを検出する。検出部１３は高速シリアルバス１４に接続されているＬＳＩ１２に検出を通知する。ここで検出回路（検出部１３）はＬＳＩ１２の内部に設けられているが、ＬＳＩ１２とは独立して外部に設けることも可能である。
【００２２】
高速シリアルバス１４の信号は高速で小振幅であり非常に繊細であり、高速シリアルバス１４の信号品質に影響を与えないよう、検出に使用する信号測定部１５のピンは通信の信号線として使用していない複数ある接地用のピン１９の一部を使用する（図２参照）。信号測定部１５の接地用のピン１９に接続された配線のインピーダンスを監視する回路（検出部１３）を使用して、測定器が接続されたことによるインピーダンスの変化をもって、測定器が接続されたことを検知する。なお、符号１８は高速シリアルバス１４を形成する信号線である。  
検出部１３として、その他、画像センサや赤外線センサなどの各種センサを使用することによってもプローブが接続されたことを検出することが可能である。
【００２３】
これらの検出部１３は高速シリアルバスの信号には影響を与えないため、バスのプロトコルを変更することなく、既存のバスのプロトコルをそのまま使用することが可能である。
【００２４】
＜実施形態２＞  
実施形態２は、パッドやコネクタ等の信号測定部１５への不正な接続を検知する機能と、不正な接続を検知した場合に行う通信の制御機能の二つの機能を備えている。実施形態２は、検出部１３が不正な測定を検出した場合、ＬＳＩ１１，１２の何れかは高速シリアルバス１４の通信を停止させる。通信の全部停止させることや特に秘匿性の高い通信を停止する機能を備えることで、通信内容だけでなく、通信量を知られないようにすることが可能である。ＬＳＩ１１またはＬＳＩ１２は、高速シリアルバス１４を送信される信号が測定されていることを検出部１３が検出した場合に、制御部は高速シリアルバス１４を伝送される通信が第三者によって不正に測定されることを防止する。制御部はＬＳＩ１１またはＬＳＩ１２が備えた機能である。
【００２５】
＜実施形態３＞  
実施形態３は、パッドやコネクタ等の信号測定部１５への不正な接続を検知する機能と、不正な接続を検知した場合に行う通信の制御機能の二つの機能を備えている。実施形態３は、検出部１３が不正な測定を検出した場合、通信内容を暗号化することにより通信の内容を第三者に知られないようにすることができる。高速シリアルバス１４は予めプロトコルが決まっており、プロトコルの変更は困難であるため、書き込みや読み込みのアドレスやデータ内容などを暗号化することによりプロトコルを変更しないで、暗号化することが好ましい。この手法により、通信量は知られてしまう可能性があるが、通信を停止することなくアドレスやデータの通信内容を秘匿することができる。
【００２６】
上記の二つの方法による通信の制限による制御（実施形態２）や、内容の暗号化（実施形態３）の組み合わせにより、通信を継続しつつ、かつ、通信量の秘匿性を確保できる。尚、測定器が信号測定部１５に接続された場合に、高速シリアルバス１４の通信の制御（暗号化、通信の全部停止させることや特に秘匿性の高い通信を停止）を実行する、または、しないかは、プリント基板上のＬＳＩが有するレジスタに制御フラグを用意しておくことや、ＬＳＩの外部ＰＩＮへの入力値等により決めることができる。これにより、正規の製造者は設計時や障害発生時等において、自身による測定が妨げられない。通信を暗号化する場合は、他人には通信内容を理解することはできないため、このような無効化機能を使用しなくてもよい。
【００２７】
測定器が接続されたことが検知された後の通信制御は、測定器が検知されなくなると、通信制御を解除する方法や、一度検知されると、ある所定の手順を踏まなければ通信制御を解除できないようにしておくことも可能である。このとき、さらに検知された時間や回数などの記録を保存しておくことにより、不正測定についての情報を得ることができる。
【００２８】
＜実施形態４＞  
図１に示される制御装置１０は、複数のＬＳＩ１１，１２は同一のプリント基板上に実装されており、その他の構成は実施形態１〜３と同様である。多くの電子機器に使用されている高速シリアルバス１４は汎用のコネクタを介して接続されていることが多く、汎用コネクタ間に測定部を備えたコネクタ間の高速シリアルバス１４を繋ぐプリント基板を挿入することにより、コネクタ間に挿入された基板上の測定部から簡単に測定されてしまうことがある。請求項４の構成ではコネクタがないため、不正な測定をさらに確実に防止することが可能となる。
【００２９】
＜実施形態５＞  
図３に示される制御装置１０は、複数のプリント基板２１，２８に実装されている複数のＬＳＩ２２，３０と、プリント基板間は専用接続器２７，２９のみで接続されており、プリント基板２１，２８と専用接続器２７，２９のみを介した高速シリアルバス２４，３１により構成される。プリント基板２１とプリント基板２８間が専用接続器２７，２９で接続されている場合には、専用接続器２７，２９で接続されているコネクタ間に測定用のインタフェースボードを挿入することは難しくなり、また、専用接続器２７，２９では、信号配置も専用となるため、第三者による不正な測定を防止することが可能となる。
【符号の説明】
【００３０】
１０  制御装置
１１  ＬＳＩ
１２  ＬＳＩ
１３  検出部
１４  高速シリアルバス
１５  信号測定部
１６  信号線
１７  プリント基板
１８  信号線
１９  接地用のピン
２０  制御装置
２１  プリント基板
２２  ＬＳＩ
２３  検出部
２４  高速シリアルバス
２５  信号線
２６  信号測定部
２７  専用接続器
２８  プリント基板
２９  専用接続器
３０  ＬＳＩ
３１  高速シリアルバス
【図２】
2015226279.tif 000003
【図１】
2015226279.tif 000004
【図３】
2015226279.tif 000005