(57)【要約】【課題】制限動作温度仕様のあるメーカ標準品を使用して安価に構成するに当って、低温状態の起動を正常に行なうようになした通信制御システム及び通信制御方法を提供する。【解決手段】外部との通信を行うためにマイコンシステム部内に設けられた通信部は、０℃から７０℃の制限動作温度仕様で組み込まれている半導体部品と、該半導体部品の温度を計測し、出力する温度測定装置と、ヒータとを含み、サービスプロセッサを備えたマイコンは、前記温度測定装置から出力される温度信号を入力して、前記半導体部品を０℃から７０℃の制限動作温度にヒータ温度を制御して前記マイコンシステム部の起動動作を行う。【選択図】  図１
2004227195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインプロセッサ、通信ライン切替え手段を含むメインプロセッサ周辺回路部および外部端末との通信を行う通信部を備えたマイコンシステム部と、前記メインプロセッサ周辺回路部に通信ライン切替え要求を出して前記メインプロセッサに切替えるサービスプロセッサを備えたマイコンとを備えて、外部の端末との高速通信を行う制御システムにおいて、
前記通信部は、０℃から７０℃の範囲いずれか（０℃を含む）の制限動作温度仕様で組み込まれている半導体部品と、該半導体部品の温度を計測し、出力する温度測定装置と、ヒータとを含み、
前記サービスプロセッサを備えたマイコンは、前記温度測定装置から出力される温度信号を入力して、前記半導体部品を０℃以上の制限動作温度にヒータ温度を制御して前記マイコンシステム部の起動動作を行うこと
を特徴とする通信制御システム。
【請求項２】
請求項１において、前記マイコンシステム部は、前記通信部以外にも０℃から７０℃の範囲のいずれか（０℃を含む）の制限動作温度仕様で組み込まれている他の半導体部品と、該半導体部品の温度を測定し、出力する温度測定装置と、前記ヒータもしくは他のヒータである加熱手段とを含み、前記サービスプロセッサを作動させるマイコンは、前記温度測定装置から出力される温度信号を入力して、前記他の半導体部品を０℃以上の制限動作温度になるように、加熱手段を制御することを特徴とする通信制御システム。
【請求項３】
請求項１において、前記通信ライン切替え手段によって通信ラインが切替えられたとき、前記マイコンは前記サービスプロセッサからの通信情報を前記マイコンシステム部の通信部を介して外部の端末に通信することを特徴とする通信制御システム。
【請求項４】
請求項１において、前記メインプロセッサ周辺回路部は、システム診断部を備え、該システム診断部が前記メインプロセッサの異常を検出したときに、前記マイコンは異常検出信号を入力して前記メインプロセッサ周辺回路に通信ライン切替え要求を行い、通信ライン切替え手段に通信ライン切替えを行わ、通信ラインが切替えられたとき、前記サービスプロセッサからの通信情報を前記マイコンシステム部の通信部を介して外部の端末に通信することを特徴とする通信制御システム。
【請求項５】
メインプロセッサ、通信ライン切替え手段を含むメインプロセッサ周辺回路部および外部端末との通信を行う通信部を備えたマイコンシステム部と、前記メインプロセッサ周辺回路部に通信ライン切替え要求を出して前記メインプロセッサに切替えるサービスプロセッサを備えたマイコンとを備えた制御システムによって、外部の端末との高速通信を行う制御方法において、
０℃から７０℃の範囲のいずれか（０℃を含む）制限動作温度仕様で組み込まれている前記通信部の半導体部品の温度を温度測定装置によって計測し、
前記サービスプロセッサを備えたマイコンによって、前記温度測定装置から出力される温度信号を入力して、前記半導体部品を０℃以上の制限動作温度にヒータ温度を制御して前記マイコンシステム部の起動動作を行うこと
を特徴とする通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外部の端末との高速通信機能を持った産業用の通信制御システム及び通信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１には、メインプロセッサにサービスプロセッサを組み合わせた構成が記載されている。すなわち、この文献には、通信回線を介して外部の端末と通信するための通信装置と、前記通信装置を介して前記外部の端末との通信を行う情報処理装置と、前記情報処理装置の管理を行う処理手段とを備え、前記情報処理装置及び処理手段の少なくとも一方が前記通信装置の制御を行う情報処理システムが記載されている。
【０００３】
特許文献２には、プログラムとデータを貯蔵する貯蔵手段及び複数の通信モードのサービスプログラムを実行するＣＰＵを持つメインユニットと、このメインユニットと通信線との間で伝送信号のインターフェースを行うモデムと、このモデムを通じてリング信号が検出されたときに応答メッセージを再生して前記モデムを介し通信線へ送出する自動応答部と、を備えたコンピュータシステムにおいて、前記メインユニットは、リング信号検出の後に前記モデムを通じてモード選択信号は受信されるとこれを識別し、該識別したモード選択信号に対応する通信モードのサービスプログラムを実行するようになっているコンピュータシステムが記載されている。
【０００４】
特許文献３には、電源のオン／オフ状態に拘らず動作用電源が供給されるマイクロプロセッサを有してなる電子機器に於いて、前記マイクロプロセッサは、機器内又は機器内特定回路の温度を常時監視し、当該監視温度が設定温度を超えたとき、前記機器内または機器内特定回路に予め定められた冷却対策を施す処理を実行する電子機器の温度管理方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１１５２８１号公報
【特許文献２】
特開平１０−０５６５０６号公報
【特許文献３】
特開平１０−２７５０３３号公報
【特許文献４】
特開２００１−０１４０５７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
外部の端末、例えば中央監視システムあるいは計測制御システムなどの上位システムとの通信授受に当って、高速通信部を有するマイコンシステム部が使用される。当該マイコンシステム部は高速通信部以外にメインプロセッサを構成するマイコンが使用され、当該メインプロセッサの他に、前述のように、サービスプロセッサを構成する他のマイコン（小型マイコン）が使用される場合がある。このようなシステム構成に当ってシステム構成に当っての原価を低減するために上述の高速通信部には、使用温度が制限された半導体部品が使用される。これらのメーカ標準品である半導体部品は、上述の高速通信部に０℃から７０℃の制限動作温度仕様で組み込まれる半導体部品を使用すると、メーカ標準品であるから安価であるが、低温状態の起動に当って上述の制限動作温度仕様内に入らないために正常に起動できない場合があり、制御システムの信頼性を低下させていた。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑み、上述の高速通信部に制限動作温度仕様のあるメーカ標準品を使用して安価に構成するに当って、低温状態の起動を正常に行なうようになした通信制御システム及び通信制御方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、メインプロセッサ、通信ライン切替え手段を含むメインプロセッサ周辺回路部および外部端末との通信を行う通信部を備えたマイコンシステム部と、前記メインプロセッサ周辺回路部に通信ライン切替え要求を出して前記メインプロセッサに切替えるサービスプロセッサを備えたマイコンとを備えて、外部の端末との高速通信を行う制御システムにおいて、前記通信部は、０℃から７０℃の範囲のいずれか（０℃を含む）制限動作温度仕様で組み込まれている半導体部品（素子）と、該半導体部品の温度を計測し、出力する温度測定装置と、ヒータとを含み、前記サービスプロセッサを備えたマイコンは、前記温度測定装置から出力される温度信号を入力して、前記半導体部品を０℃以上の制限動作温度にヒータ温度を制御して前記マイコンシステム部の起動動作を行う通信制御システムおよび通信制御方法を提供する。
【０００９】
ここで通信部が温度測定装置とヒータとを含むとは、通信部を構成する物理的に筐体内に内蔵しているというばかりでなく、通信に関連して付属的に設置されているような場合をも含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施例である制御システム１００をブロック図で示す。図において、制御システム１００は、マイコンシステム部１と小型マイコン２を有する。前者が通信回線を介して外部の端末と通信するための通信装置と、該通信装置を介して外部の端末（例えば上位システム３０）との通信を行う情報処理装置であり、後者が当該情報処理装置の管理を行う処理手段として構成される。更に、具体的には、マイコンシステム部１は通信装置として高速通信部（通信部、高速通信デバイス）５（ターゲットデバイス２４の一部）、当該高速通信部以外の装置であって使用温度制限部品（半導体部品）を備えた装置６（ターゲットデバイス２４の一部）、メインプロセッサ３３を有するマイコン３、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等のメインプロセッサ周辺回路７を備える。メインプロセッサ周辺回路７の中には通信ライン切替えのためのライン切替え手段を備えた装置６の周囲の１ヶ所又は複数ヶ所には温度センサ（温度検出手段）８およびスペースヒータなどのヒータ（加熱手段）９が設けてある。
【００１１】
小型マイコン２は、Ａ／Ｄ、Ｉ／Ｏポート、ＳＣＩなどを有するサービスプロセッサ２２を備え、外部の別モニタ（ＲＳ−２３２Ｃ）１５に接続され、更に電源監視ＩＣ１８およびシステム電源１７に接続されている。
外部供給電源２０から電源を供給されるサービス電源１６は、内部ＤＣ／ＤＣ（コントロール機能付）２１を備えたシステム電源１７に電源を供給し、システム電源１７はマイコンシステム部１にシステム電源を供給する。
電源監視ＩＣ１８は、マニュアルリセット装置１９に接続され、小型マイコン３の電源監視を行なうと共に、自己の電源としての機能が小型マイコン２によって監視される。電源監視ＩＣ１８は、小型マイコン２のリセットを行う事ができる。
【００１２】
システム電源１７は、マイコンシステム部が必要とする各種電源をＤＣ／ＤＣにより作り、かつ外部からの電源コントロール信号により出力電源のＯＮ、ＯＦＦ制御を行う事ができる。
電源監視ＩＣ１８は、外部からのリセット入力およびサービス電源１６が通常電圧でないときに、リセット信号出力を行う。
【００１３】
サービスプロセッサ２２を備えた小型マイコン２は、８ビット程度のＡＤＣ、Ｉ／Ｏポート、ＳＣＩなど内蔵機能としては低機能なものしか持たないが低価格、小型のマイコンであり、またこれらの機能があれば充分である。その分、内臓構成がシンプル化しているもので充分であるので高い信頼性を期待することができる。
【００１４】
メインプロセッサ周辺回路７は、前述のようにＦＰＧＡ等で構成され、システム診断情報部１０によるマイコンシステム部、特にメインプロセッサ３３の診断およびシステム診断情報の格納、高速な通信ラインの切替え機能を有する（ライン切替え手段１１）。
【００１５】
高速通信部５は、例えばイーサネット（富士ゼロックス株式会社の登録商標）等がこれに該当する。このイーサネットに使用される半導体部品に制限動作温度範囲が０℃から７０℃程度の仕様の半導体部品（例えばＩＣ）を組み込む。また、同様に使用温度制限部品を備えた装置（例えば高精度Ａ／ＤコンバータやシリーズレギュレータなどのアナログＩＣ）６についても制限動作温度範囲が０℃から７０℃程度の仕様の半導体部品を組み込む。これによって、高速通信部５あるいは／および使用温度制限部品を備えた装置６の価格を低くし、ひいてはマイコンシステム部１を低価格なものとする。
【００１６】
【表１】
2004227195.tif 000003
デバイス（製品１−１５）の動作温度範囲を調べたところ、表１に示すように、一般品は０℃から７０℃であり、特殊品に−１０℃から８５℃等の動作温度拡張品がある。
【００１７】
ターゲットデバイス（図２参照）以外は、−１０℃以下から動作可能にする事は容易に設定でき、−１０℃から０℃間についてターゲットデバイスの温度コントロールを行なえばよい。従って、０℃から７０℃の範囲のいずれか（０℃を含む）の制限動作温度仕様で組み込まれている半導体部品について０℃以上になったときに起動動作を行う、すなわちマイコンシステム部１の起動を行うようにすればよい。
【００１８】
温度（検出）センサ８で、高速通信部５および使用温度制限部品を備えた装置６の温度、すなわちこれらに使用した制限動作温度仕様のある半導体部品の温度を測定する。高速通信部５および使用温度制限部品を備えた装置６の周辺、近傍に設置したヒータ９（高速通信部５あるいは使用温度制限部品を備えた装置６にそれぞれ専用のヒータとして設けても良い。これらをまとめて加熱手段という。）によって高速通信部５および使用温度制限部品を備えた装置、すなわちこれらに使用した制限動作温度仕様のある半導体装置本部部品について加熱を行い、低温時の高速起動を可能とする。
【００１９】
次に、サービスプロセッサ２２の機能について説明する。
サービスプロセッサ２２は、マイコンシステム部１のシステムリセット機能、メインプロセッサ３３の動作モード切替機能を有し、システム診断情報部１０によるメインプロセッサ３３の監視（ＷＤＴ）、メモリ監視などによって異常検出がなされると、異常検出信号を入力し、通信ライン切替え要求をメインプロセッサ周辺回路７に出力し、ライン切替え手段１１を作動させてラインの切替えを行う機能を有する。ラインの切替えが行なわれる高速通信部５への制御信号はメインプロセッサ２２から管理手段としてのサービスプロセッサ２２からの制御信号がライン切替え手段１１を介して伝達され、以後サービスプロセッサ２２からの制御信号が高速通信部５を介して外部の端末に伝達（上位報告）され、また反対に入力される。
サービスプロセッサ２２は更に、温度センサ８からの検出温度信号を入力し（温度検出（Ａ／Ｄ））、ヒータ９について温度制御するための温度コントロール（ＯＮ／ＯＦＦ）信号を出力する機能を有する。
【００２０】
温度センサ８からの検出信号（アナログ信号）は、サービスプロセッサ２２に内蔵されたＡＤＣでＡ／Ｄ変換され、自己内に格納する比較温度と比較して検出温度が制限動作温度以下であるかどうかを判定する。制限温度以下の低温度、すなわち起動温度に達していない場合にはヒータ９に電流を流して前述した半導体部品の温度を上げる。この間にあってはシステムリセットを継続する。
【００２１】
検出温度が所定の温度以上に達したと判定されると、システムリセットを解除し、マイコンシステム部の起動を行う。このようにすることによって、高速通信部５あるいは／および使用温度制限部品を備える装置６に前述した安価なメーカ標準品を採用しても信頼性の置ける低温起動を行うことができるようになる。
【００２２】
メインプロセッサ３３、通信ライン切替え手段１１を含むメインプロセッサ周辺回路部７および外部端末との通信を行う高速の通信部５を備えたマイコンシステム部１と、メインプロセッサ周辺回路部７に通信ライン切替え要求を出してメインプロセッサ３３に切替えるサービスプロセッサを備えたマイコンとを備えて、外部の端末との高速通信を行う制御システム１００において、通信部５は、０℃から７０℃の範囲のいずれか（０℃を含む）の制限動作温度仕様で組み込まれている半導体部品と、該半導体部品の温度を計測し、出力する温度測定装置（温度センサ８）と、ヒータ９とを含み、サービスプロセッサを備えたマイコン２は、温度測定装置８から出力される温度信号を入力して、前記半導体部品を０℃以上の制限動作温度にヒータ温度を制御してマイコンシステム部１の起動動作を行う通信制御システム１００が構成される。
【００２３】
この通信制御システム１００において、通信部５、温度センサ８および温度ヒータ９がマイコンシステム部１内に組み込まれている事も他の特徴となる。
【００２４】
メインプロセッサ３３、通信ライン切替え手段１１を含むメインプロセッサ周辺回路部７および外部端末との通信を行う通信部を備えたマイコンシステム部１と、メインプロセッサ周辺回路部７に通信ライン切替え要求を出してメインプロセッサ３３に切替えるサービスプロセッサを備えたマイコンとを備えた制御システム１００によって、外部の端末との高速通信を行う制御方法において、０℃から７０℃の制限動作温度仕様で組み込まれている通信部５の半導体部品の温度を温度測定装置８によって計測し、サービスプロセッサを備えたマイコン２によって、温度測定装置８から出力される温度信号を入力して、前記半導体部品を０℃から７０℃の制限動作温度にヒータ温度を制御してマイコンシステム部１の起動動作を行う通信制御方法が構成される。
このように、温度範囲が狭く設定される高速通信部５の低温限界が０℃であっても温度検出し、ヒータ９で使用の半導体部品を加熱することによって低温時の起動、すなわち低温起動が可能になる。
【００２５】
サービスプロセッサ２２内蔵のＡＤＣでシステム電源１７の出力電源を検出したものと、マニュアルリセット１９および電源監視ＩＣ１８からのリセット信号、メインプロセッサ周辺回路内のシステム診断情報部内の診断情報の組合せによりシステム異常が検出された場合に次の処理を行うことが可能となる。
【００２６】
・異常処理１（上位システムへの報告）
メインプロセッサ周辺回路部７でメインプロセッサ３３からの高速通信ラインをサービスプロセッサ２２側に切替え、サービスプロセッサ２２が上位システムに異常報告を行なう。
・異常処理２（システム再立上げ）
制御システムのリセットを行う場合は、サービスプロセッサ２２のＩ／Ｏによりシステムリセットを行う。また、電源の停復電が必要であれば、サービスプロセッサ２２のＩ／Ｏによりシステム電源のＯＮ／ＯＦＦを行う。
【００２７】
図２はターゲットデバイスの温度コントロールを実現する方法を示す。ここでターゲットデバイスとは、高速温度通信部５あるいは／および使用温度制限部品を備えた装置６に使用される半導体部品を指す。
図において、ターゲットデバイスの制限動作温度範囲が０℃から７０℃に設定されている場合に、ターゲットデバイス２４の温度をサーミスタ２５を使用して測定し、サービスプロセッサの機能によってＯＮ／ＯＦＦ制御を出力してスイッチ手段２３をコントロールしてヒータ９に電流を流し、温度コントロールを行う。
【００２８】
図３は、この場合のフローチャートを示す。図において、電源ＯＮ（Ｓ１）にしてターゲットを温度検出し（Ｓ２）、温度は０℃以上かを判定し（Ｓ３）、０℃以下であればヒータで加熱する（Ｓ５）。これらのステップによってターゲット温度制御（Ｓ６）を行う。
【００２９】
図４はシステム異常検出したときの通信ラインの切替え制御方法を示す。図において、メインプロセッサ３３、システム診断情報部１０、イーサコントローラ２６とシステムバス２８に接続し、情報の授受を行う。イーサコントローラ２６と上位システム３０との間はパルストランス２７を介して情報の通信授受がなされる。
【００３０】
図５において、システム診断情報部１０が、システム異常検出（Ｓ１１）すると、システム診断情報部１０が、通信ラインをサービスプロセッサ２２側に切替え（Ｓ１２）、サービスプロセッサ２２が、システム異常を上位システム３０に報告する（Ｓ１３）。
【００３１】
図６は、サービスプロセッサ２２の動作シーケンスを示す。図７は、電源立上げおよびリセットシーケンスを示す。これら図において、サービス電源１６が正常に立上がると、電源監視ＩＣ１８がリセットを解除する。サービス電源１６は、サービスプロセッサ２２とシステム電源１７にすでに供給されており、リセット解除でサービスプロセッサ２２が起動する。サービスプロセッサ２２は、システム電源１７の立上げ指示とシステムリセット指示を行うことができ、サービスプロセッサ２２のソフトウェアにより自由にシーケンスを組み込むことができる。図７では、システム電源２．５Ｖ立上げ、システム電源３．３Ｖ立上げ、システムリセット解除の順に実行している。
【００３２】
以上のように、本発明の実施例に係る制御システム１００は、メインプロセッサ３３とは別に、小型、低価格なサービスプロセッサ２２としており、電源投入時に温度センサ８とヒータ９により、高速通信部（デバイス）５の動作可能温度範囲に温度コントロールを行った上マイコン２でシステム部１を起動する。その間はシステムリセットにより起動待機する。
【００３３】
メインプロセッサ周辺回路７に、システム診断情報部（レジスタ）１０を構成し、メインプロセッサ３３の異常を検出すれば、サービスプロセッサ２２が高速通信回線を自身側に切替え、前記診断情報からエラー情報を上位システム３０へ詳細に報告する。
メインプロセッサ３３の異常を検出した場合、サービスプロセッサ２２のシステムリセット機能、システム電源のＯＮ／ＯＦＦ機能を用い、異常内容によりシステム電源１７の停復電やシステムリセットを行う。
【００３４】
実施例によれば、前記サービスプロセッサにより、高速通信デバイスなど使用温度範囲の狭い部品の温度制御を行うことで、より広い温度範囲において動作が可能となる。また、メインプロセッサの異常に対し、前記サービスプロセッサが前記メインプロセッサに代り異常内容の詳細を上位に報告することで、詳細な異常検出が可能となる。更に、制御システムの異常に対し、単純な電源の停復電だけでなく、システムリセットや電源の順次立上を行うことで確実なシステム立上げが可能となる。これら、処理はサービスプロセッサのソフトで行っているため容易に変更が可能である。これらにより、高速通信機能を有する制御システムの信頼性向上を、小型で低機能なサービスプロセッサを追加することで容易に低価格で実現できる。
【００３５】
【発明の効果】
従来の高速通信機能付き制御システムでは通信部構成部品の温度制限から使用温度範囲を制限していることが多く、低温での起動時に前記制御システムが正常に立上がらないことが問題であったが、本発明によれば、高速通信部に制限動作温度仕様のあるメーカ標準品を使用して安価に構成し、そして低温状態の起動を正常に行うようにした通信制御システムおよび通信制御方法を提供することができる。
更に、高速通信部以外にも使用温度制限のある半導体部品が使用された装置についても同様の方法、手段によって低温時における正常起動が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図。
【図２】ターゲットデバイスの温度コントロール（制御）を実現する方法を示す図。
【図３】ターゲットデバイスの温度コントロールのステップを示すフローチャート図。
【図４】システム異常検出したときの通信ライン切替え制御方法を示す図。
【図５】システム異常を上位システムへの報告を示すフローチャート図。
【図６】サービスプロセッサの動作シーケンス図。
【図７】電源立上げおよびリセットシーケンス図。
【符号の説明】
１…マイコンシステム、２…小型マイコン、３…マイコン、５…高速通信部（通信部）６…使用温度制限部品を備えた装置、７…メインメインプロセッサ周辺回路、８…温度センサ、９…ヒータ、１０…システム診断情報部、１１…ライン切替え手段、２４…ターゲットデバイス、２２…サービスプロセッサ、３３…メインプロセッサ、１００…通信制御システム。
【図１】
2004227195.tif 000004
【図２】
2004227195.tif 000005
【図３】
2004227195.tif 000006
【図４】
2004227195.tif 000007
【図５】
2004227195.tif 000008
【図６】
2004227195.tif 000009
【図７】
2004227195.tif 000010