(57)【要約】【課題】ダウンロード中のスタンバイ系装置に障害が発生したときに、アクト系装置に制御方路切り替えを行うことができる二重化制御システムを提供する。【解決手段】アクト系判定回路２０２は、双方の上位装置より入力された判定信号からアクト状態の上位装置を判定する。セレクタ２０１は、双方の上位装置より入力されたリセット信号から、アクト状態の上位装置のリセット信号を選択する。制御系選択レジスタ２０３には、上位装置を指定するデータが格納される。セレクタ２０４は、セレクタ２０１からリセット信号を入力すると、出力信号を制御系選択レジスタ２０３の格納値からアクト系判定回路２０２の判定結果に切り替える。セレクタ２０５は、セレクタ２０４の選択結果に応じて、上位装置の一方の制御バスを選択する。【選択図】　　　図２
2004145510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクト状態とスタンバイ状態とを交互に切り替える一対の上位装置によって下位装置を制御する二重化制御システムであって、
前記下位装置が、
一方の状態の前記上位装置に通信接続されているときに他方の状態の前記上位装置から切替指示信号を受信すると、通信接続相手を前記他方の状態の前記上位装置に切り替える、方路選択部を備えることを特徴とする二重化制御システム。
【請求項２】
前記方路選択部が、
前記上位装置より入力された判定信号から、前記他方の状態の前記上位装置を判定する判定部と、
この判定部の判定結果を用いて、双方の前記上位装置よりそれぞれ入力された前記切替指示信号から前記他方の状態の上位装置の前記切替指示信号を選択的に出力する第１セレクタと、
前記上位装置のいずれかを指定するデータを格納する制御系選択レジスタと、
前記第１セレクタから前記切替指示信号を入力する前は前記制御系選択レジスタの格納値を選択的に出力し、この前記切替指示信号を入力した後は前記判定部の判定結果を選択的に出力する第２セレクタと、
前記第２セレクタから入力された信号に応じて、双方の前記上位装置の制御バスからいずれか一方を選択する第３セレクタと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の二重化制御システム。
【請求項３】
前記切替指示信号が、リセット信号であることを特徴とする請求項１または２に記載の二重化制御システム。
【請求項４】
前記一方の状態の上位装置と前記下位装置との通信に障害が発生したときに、前記他方の状態の上位装置が前記下位装置の前記方路選択部に前記切替指示信号を送信することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の二重化制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、アクト状態とスタンバイ状態とを交互に切り替える一対の上位装置によって下位装置を制御する、二重化制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、アクト状態とスタンバイ状態とを交互に切り替える一対の上位装置を備えるシステムが知られている。図６は、かかるシステム６００の構成を概念的に示すブロック図である。
【０００３】
図６に示されたように、このシステム６００は、管理装置６１０と、二重化装置６２０と、多数の下位装置６３０−１〜６３０−ｎを備えている。ここで、二重化装置６２０は、一対の上位装置、すなわち０系装置６２１および１系装置６２２を有している。０系装置６２１および１系装置６２２は、管理装置６１０と、通信回線６４０で接続されている。また、０系装置６２１は、各下位装置６３０−１〜６３０−ｎと通信回線６５１−１〜６５１−ｎで接続されている。一方、１系装置６２２は、各下位装置６３０−１〜６３０−ｎと通信回線６５２−１〜６５２−ｎで接続されている。
【０００４】
このようなシステム６００では、管理装置６１０が、二重化装置６２０を用いて、下位装置６３０−１〜６３０−ｎを制御する。二重化装置６２０では、一対の上位装置（０系装置６２１および１系装置６２２）のうち、一方がアクト状態に設定され且つ他方がスタンバイ状態に設定される。通常の制御は、アクト状態の上位装置（以下、アクト系装置）を用いて行われる。但し、ファームウエア等のプログラムを下位装置６３０−１〜６３０−ｎにダウンロードする場合は、スタンバイ状態の上位装置（以下、スタンバイ系装置）が用いられる。上位装置６２１，６２２のアクト状態／スタンバイ状態は、適宜切り替えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、二重化制御システムは、スタンバイ系装置を使用してファームウエア等のダウンロードを行う。このため。ダウンロードを行う場合には、まず、アクト系装置が、ダウンロード対象の下位装置との制御方路を解放し、続いて、スタンバイ系装置が、かかる下位装置との制御方路を設定する。その後、スタンバイ系装置によるダウンロードが実行される。このように、従来の二重化制御システム６００では、アクト状態／スタンバイ状態の切り替えは二重化装置６２０によって行われており、下位装置６３０−１〜６３０−ｎが主体的に方路切り替えを行うことはできなかった。
【０００６】
このため、従来の二重化制御システム６００では、ダウンロード処理中のスタンバイ系装置に障害が発生すると、制御方路の接続をアクト系装置に切り替えることができなくなる。かかる下位装置とアクト系装置との制御方路は解放されており、また、下位装置は主体的に制御方路を切り替えることができないからである。このため、障害が復旧するまで、この下位装置を制御できない状態になってしまう。
【０００７】
このような理由から、ダウンロード中のスタンバイ系装置に障害が発生した場合でも制御方路の切り替えを行うことができる二重化制御システムが嘱望されていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、アクト状態とスタンバイ状態とを交互に切り替える一対の上位装置によって下位装置を制御する二重化制御システムに関する。
【０００９】
そして、下位装置が、一方の状態の上位装置に通信接続されているときに他方の状態の上位装置から切替指示信号を受信すると、通信接続相手を他方の状態の上位装置に切り替える、方路選択部を備えることを特徴とする。
【００１０】
このような構成によれば、下位装置は、主体的に、マスタ状態の装置からアクト状態の上位装置に接続相手を切り替えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、図中、各構成成分の大きさ、形状および配置関係は、本発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説明する数値的条件は単なる例示にすぎない。
【００１２】
図１は、この実施の形態に係る二重化制御システム１００の構成を概略的に示すブロック図である。
【００１３】
図１に示したように、このシステム１００は、管理装置１１０と、二重化装置１２０と、多数の下位装置１３０−１〜１３０−ｎを備えている。
【００１４】
管理装置１１０は、二重化装置１２０を用いて、下位装置１３０−１〜１３０−ｎを制御する。
【００１５】
二重化装置１２０は、一対の上位装置、すなわち０系装置１２１および１系装置１２２を有している。これらの装置１２１，１２２のうち、一方はアクト状態に設定され、他方はスタンバイ状態に設定される。アクト状態／スタンバイ状態は、管理装置１１０によって、適宜切り替えられる。０系装置１２１および１系装置１２２は、管理装置１１０と、通信回線１４０で接続されている。
【００１６】
下位装置１３０−１〜１３０−ｎは、管理装置１１０の制御の下、所定の処理を行う。各下位装置１３０−１〜１３０−ｎは、０系装置１２１と、通信回線１５１−１〜１５１−ｎで接続されている。また、各下位装置１３０−１〜１３０−ｎは、１系装置１２２と、通信回線１５２−１〜１５２−ｎで接続されている。各下位装置１３０−１〜１３０−ｎは、本体部１３１−１〜１３１−ｎと、方路選択部１３２−１〜１３２−ｎを備えている。方路選択部１３２−１〜１３２−ｎは、通信回線１５１−１〜１５１−ｎ，１５２−１〜１５２−ｎから入力される制御信号の一部を用いて、制御方路を主体的に切り替える。
【００１７】
以下、方路選択部１３２−１の内部構成を、図２のブロック図を用いて説明する。なお、他の方路選択部１３２−２〜１３２−ｎの内部構成も同様である。
【００１８】
図２に示されたように、方路選択部は、セレクタ２０１，２０４，２０５と、アクト系判定回路２０２と、制御系選択レジスタ２０３とを備えている。
【００１９】
セレクタ２０１は、一方の入力端子からリセット信号ＲＳＴＮ０を入力し、他方の入力端子からリセット信号ＲＳＴＮ１を入力する。ここで、リセット信号ＲＳＴＮ０は、通信回線１５１−１を介して、０系装置１２１から入力される。一方、リセット信号ＲＳＴＮ１は、通信回線１５２−１を介して、１系装置１２２から入力される。セレクタ２０１は、アクト系判定回路２０２から選択信号を入力し、リセット信号ＲＳＴＮ０，ＲＳＴＮ１のうちアクト系装置のリセット信号を選択する。
【００２０】
アクト系判定回路２０２は、装置インタフェース個別信号ＡＣＴＮ０，ＡＣＴＮ１を用いて、アクト系装置およびスタンバイ系装置の判定を行う。信号ＡＣＴＮ０，ＡＣＴＮ１は、通信回線１５１−１，１５２−１を介して、０系装置１２１または１系装置１２２から入力される。
【００２１】
制御系選択レジスタ２０３は、強制的に通信接続される上位装置（０系装置１２１または１系装置１２２）を示す値を保持する。制御系選択レジスタ２０３の構成の一例を、図３に示す。図３において、制御系選択レジスタ２０３には、例えば、下位装置１３０−１が０系装置１２１に接続されているときには‘１０’が書き込まれ、下位装置１３０−１が１系装置１２２に接続されているときには‘０１’が書き込まれる。制御系選択レジスタ２０３に対するデータの書き込みは、本体部１３１−１が行う。また、制御系選択レジスタ２０３の保持値は、セレクタ２０１から出力されたリセット信号により、消去される。
【００２２】
セレクタ２０４は、アクト系判定回路２０２の判定結果を示す信号を一方の入力端子から入力し、制御系選択レジスタ２０３の格納値を示す信号を他方の入力端子から入力する。後述するように、セレクタ２０４は、制御系選択レジスタ２０３に値が書き込まれているときは制御系選択レジスタ２０３の出力信号を選択するが、セレクタ２０１からリセット信号が出力されたときはアクト系判定回路２０２の出力信号を選択する。
【００２３】
セレクタ２０５は、０系装置１２１のシリアル制御バスに一方の入力端子が接続され、１系装置１２２のシリアル制御バスに他方の入力端子が接続される。これらのシリアル制御バスは、通信回線１５１−１，１５２−１内に設けられている。また、セレクタ２０５は、セレクタ２０４の出力信号を、選択信号として入力する。セレクタ２０５で選択されたシリアル制御信号は、本体部１３１−１に送られる。
【００２４】
次に、下位装置１３０−１の動作を説明する。以下の説明では、０系装置１２１がアクト状態であり且つ１系装置１２２がスタンバイ状態である場合を例に採る。なお、他の下位装置１３０−２〜１３０−ｎの動作も同様である。
【００２５】
本体部１３１−１は、以下のようにして、接続相手を決定する。
【００２６】
本体部１３１−１は、通信回線１５１−１，１５２−１を介して、６４ｋＨｚの基準クロックＣＬＫを入力する（図４（ａ）参照）。また、本体部１３１−１は、通信回線１５１−１，１５２−１を介して、０系装置１２１および１系装置１２２から、８ｋＨｚの基準フレームを入力する。そして、本体部１３１−１は、基準クロックを用いて、基準フレームの状態を監視する。図４（ｂ）は、アクト系装置の基準フレームの波形を示しており、また、図４（ｃ）は、スタンバイ系装置の基準フレームの波形を示している。このように、装置１２１，１２２のアクト状態／スタンバイ状態は、基準フレームの波形を用いて判断することができる。また、基準クロックが入力されない場合或いは基準フレームが入力されない場合は、その装置（０系装置１２１または１系装置１２２）に障害が発生していると判断する。そして、本体部１３１−１は、これらの判断結果を用いて、制御方路を選択する。選択の方法を、表１に示す。
【００２７】
【表１】
2004145510.tif 000003
【００２８】
表１から解るように、本体部１３１−１は、装置１２１，１２２が共に正常である場合、原則として、アクト状態の装置を選択する。但し、この場合において、両方の装置１２１，１２２がアクト状態のときや両方の装置１２１，１２２がスタンバイ状態のときは、制御方路を変更せずに前状態を維持する。また、装置１２１，１２２の一方のみが正常である場合、各装置１２１，１２２のアクト状態／スタンバイ状態に拘わらず、正常な装置を選択する。さらに、装置１２１，１２２の両方に障害が発生している場合には、接続相手を変更せずに前状態を維持する。なお、本体部１３１−１がリセットされた直後は、０系装置１２１が選択される。接続相手が選択されると、本体部１３１−１は、選択結果を、方路選択部１３２−１内の制御系選択レジスタ２０３（図２参照）に書き込む。但し、ファームウエア等のダウンロードを行う場合は、スタンバイ系装置が使用されるので、上述の選択結果とは逆の選択結果を、制御系選択レジスタ２０３に書き込む。
【００２９】
次に、方路選択部１３２−１の動作を説明する。
【００３０】
方路選択部１３２−１内のアクト系判定回路２０２は、以下のようにしてアクト状態の装置を判定する。
【００３１】
上述したように、アクト系判定回路２０２は、装置インターフェース個別信号ＡＣＴＮ０，ＡＣＴＮ１を用いて、アクト系装置を判定する。選択の方法を、表２に示す。
【００３２】
【表２】
2004145510.tif 000004
【００３３】
表２から解るように、アクト系判定回路２０２は、信号ＡＣＴＮ０，ＡＣＴＮ１の値が異なる場合は、その信号値に対応する装置をアクト状態であると判定し、信号ＡＣＴＮ０，ＡＣＴＮ１の値が同一の場合は、判定結果を変更せずに前状態を維持する。また、リセット直後は、信号ＡＣＴＮ０，ＡＣＴＮ１の値に拘わらず、０系装置１２１がアクト状態であると判定される。上述のように、アクト系判定回路２０２の判定結果は、セレクタ２０１，２０４に送られる。
【００３４】
セレクタ２０１は、上述のように、アクト系の装置からのリセット信号を選択する。ここでは、アクト状態にあるのは０系装置１２１なので、リセット信号ＲＳＴＮ０が選択される。したがって、スタンバイ系装置１２２からリセット信号ＲＳＴＮ１が入力されても、方路選択部１３２−１は、反応しない。選択されたリセット信号ＲＳＴＮ０は、制御系選択レジスタ２０３およびセレクタ２０４に送られる。制御系選択レジスタ２０３は、リセット信号ＲＳＴＮ０を入力すると、格納値をリセットする。これにより、レジスタ２０３の格納値は、Ａ０＝Ａ１＝０になる。セレクタ２０４は、リセット信号ＲＳＴＮ０を入力する前は制御系選択レジスタ２０３の出力を選択しているが、リセット信号ＲＳＴＮ０を入力するとアクト系判定回路２０２の出力を選択するようになる。セレクタ２０４によって選択された値は、セレクタ２０５に送られる。したがって、セレクタ２０５は、アクト系装置１２１のリセット信号ＲＳＴＮ０が入力される前は制御系選択レジスタ２０３で指定された方のシリアル制御バスを選択しているが、リセット信号ＲＳＴＮ０が入力されることにより、アクト系装置（すなわちアクト系判定回路２０２でアクト状態であると判定された装置）のシリアル制御バスを選択するようになる。
【００３５】
次に、下位装置１３０−１に対してファームウエアのダウンロードを行う場合の、二重化制御システム１００の動作シーケンスについて、図５のシーケンス図を用いて説明する。なお、下位装置１３０−２〜１３０−ｎに対してファームウエアのダウンロードを行う場合の動作シーケンスも、同様である。
【００３６】
後述するように、ダウンロードされるファームウエアは、管理装置１１０に格納されている。ダウンロード処置の開始前は、アクト系装置（ここでは０系装置１２１）の制御方路が選択されている。
【００３７】
最初に、以下のようにして、方路切り替えのシーケンスが実行される。
【００３８】
（１）まず、管理装置１１０からアクト状態の０系装置１２１に、下位装置１３０−１の切離指示信号が送信される。アクト系装置１２１は、この指示信号を受信すると、下位装置１３０−１に、リセット信号ＲＳＴＮ０および装置インターフェース個別信号ＡＣＴＮ０，ＡＣＴＮ１を送信する。上述のように、下位装置１３０−１内の本体部１３１−１は、このリセット信号ＲＳＴＮ０を受信すると、０系装置１２１を選択する。また、上述のように、方路選択部１３２−１は、アクト系装置１２１からのリセット信号ＲＳＴＮ０を入力すると、アクト系装置１２１のシリアル制御バスを選択する。これにより下位装置１３０−１はアクト系装置１２１を選択した状態になるが、ソフトウエア的には、上位装置１２１，１２２と切り離されている。
【００３９】
（２）次に、管理装置１１０から０系装置１２１に、方路切替指示信号が、送信される。０系装置１２１は、この指示信号を受信すると、まず、下位装置１３０−１にリセット信号ＲＳＴＮ０および装置インターフェース個別信号ＡＣＴＮ０，ＡＣＴＮ１を再送信する。これにより、本体部１３１−１は０系装置を再び選択し、また、方路選択部１３２−１も０系装置のシリアルバスを再び選択する。続いて、０系装置１２１は、本体部１３１−１に、スタンバイ系装置を選択させる制御信号および制御系選択レジスタ２０３を設定させる制御信号を送信する。本体部１３１−１は、これらの制御信号を受信すると、１系装置１２２を示すデータを、制御系選択レジスタ２０３に書き込む。このとき、セレクタ２０４は、レジスタ２０３の出力を選択する。したがって、セレクタ２０５は、１系装置１２２の制御バスを選択するようになる。すなわち、この制御により、下位装置１３０−１とスタンバイ系装置１２２との方路が設定された状態になる。
【００４０】
これにより、下位装置１３０−１〜１３０−ｎのうち下位装置１３０−１のみが、スタンバイ系装置１２２の制御下に置かれ、アクト系装置１２１による制御を受けられなくなる。
【００４１】
続いて、以下のようにして、ダウンロードのシーケンスが実行される。
【００４２】
（３）まず、管理装置１１０が、スタンバイ系装置１２２に対して、保守状態遷移指示信号を送る。スタンバイ系装置１２２は、この信号を受信すると、下位装置１３０−１に、保守状態遷移指示信号を送る。これにより、下位装置１３０−１は、保守状態すなわちダウンロードファイルの転送を行える状態に遷移する。このとき、管理装置１１０は、保守状態遷移指示信号に対する応答のタイムアウトを検出すると、下位装置１３０−１が制御不能であると判断して、上述の（１）以降の処理を再度実行する。これにより、方路選択部１３２−１のセレクタ２０４がアクト系判定回路２０２の判定結果を選択するようになるので、アクト系装置１２１の方路を設定することができ、したがって、制御可能状態に復帰することができる。
【００４３】
（４）次に、ダウンロードファイルの転送を開始する。ダウンロードファイルは、管理装置１１０から送信され、スタンバイ系装置１２２を介して、下位装置１３０−１に送られる。このとき、管理装置１１０は、下位装置１３０−１からの応答のタイムアウトを検出すると、下位装置１３０−１が制御不能であると判断して、上述の（１）以降の処理を再度実行する。これにより、アクト系装置１２１の方路を設定して、制御可能状態に復帰することができる。
【００４４】
（５）ダウンロードファイルの転送が終了すると、下位装置１３０−１に対する初期設定を行う。この初期設定では、まず、管理装置１１０からスタンバイ系装置１２２に対して、初期設定信号が送られる。スタンバイ系装置１２２は、この信号を受信すると、下位装置１３０−１に対してリセット信号ＲＳＴＮ１を送る。これにより、下位装置１３０−１の本体部１３１−１は、スタンバイ系装置１２２からソフトウエア的に切り離された状態になる。但し、上述のように、スタンバイ系装置１２２からのリセット信号ＲＳＴＮ１は無視されるので、方路選択部１３２−１は、スタンバイ系装置１２２の方路が設定された状態に維持される。このとき、管理装置１１０は、リセット信号に対する応答のタイムアウトを検出すると、下位装置１３０−１が制御不能であると判断して、上述の（１）以降の処理を再度実行する。これにより、アクト系装置１２１の方路を設定して、制御可能状態に復帰することができる。
【００４５】
（６）その後、管理装置１１０からアクト状態の０系装置１２１に、方路切替指示信号が、送信される。アクト系装置１２１は、この指示信号を受信すると、まず、下位装置１３０−１にリセット信号ＲＳＴＮ０および装置インターフェース個別信号ＡＣＴＮ０，ＡＣＴＮ１を送信する。これにより、本体部１３１−１は０系装置を再び選択し、また、方路選択部１３２−１も０系装置のシリアルバスを再び選択する。続いて、０系装置１２１は、本体部１３１−１に、アクト系装置を選択させる制御信号および制御系選択レジスタ２０３を設定させる制御信号を送信する。本体部１３１−１は、これらの制御信号を受信すると、０系装置１２１を示すデータを、制御系選択レジスタ２０３に書き込む。このとき、セレクタ２０４は、制御系選択レジスタ２０３の出力を選択する。したがって、セレクタ２０５は、０系装置１２１の制御バスを選択するようになる。すなわち、この制御により、下位装置１３０−１とアクト系装置１２１との方路が設定された状態に戻る。
【００４６】
以上説明したように、この実施の形態に係る二重化制御システムによれば、アクト系装置からリセット信号を入力したときに、セレクタ２０５によって選択されるシリアル制御バスを強制的にアクト系装置のものに切り替えることができる。したがって、ダウンロード処理中にスタンバイ装置に障害が発生しても方路切り替えができるので、下位装置が制御不能に至ることがなくなる。
【００４７】
また、方路の強制切り替えに使用する方路選択部の構成が簡単であるため、安価に実現することができる。
【００４８】
さらに、障害発生時にアクト系装置からリセット信号を送信すること以外は、従来の二重化制御システムと同じシーケンスで、ダウンロード処理を行うことができる。
【００４９】
なお、この実施の形態では、スタンバイ系装置で障害が発生した場合を例に採って説明したが、この発明によれば、アクト系装置で障害が発生したときにスタンバイ系装置に方路を変更することも可能である。この場合には、方路がスタンバイ系装置に切り換わったときに、下位装置を、サービス停止のアイドリング状態或いはプログラム停止状態にすればよい。これにより、障害発生時に、下位装置とアクト系装置との通信が突然途絶えることになるが、ウォッチドッグタイマをハードウエア的に設けて定期的にファームのクリア停止を行うこととすれば、オーバーフローの検出によって、障害の発生をアクト系装置に通知することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ダウンロード中の上位装置に障害が発生した場合でも、他方の上位装置に強制的に方路を切り替えることができる二重化制御システムを提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態に係る二重化制御システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の方路選択部の内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】図１の制御系選択レジスタの内部構成を示す概念図である。
【図４】図１の二重化制御システムの動作を説明するためのクロック波形図である。
【図５】図１の二重化制御システムの動作を説明するためのシーケンス図である。
【図６】従来の二重化制御システムの構成を概略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
１００　二重化制御システム
１１０　管理装置
１２０　二重化装置
１２１　０系装置
１２２　１系装置
１３０−１〜１３０−ｎ　下位装置
１３１−１　本体部
１３２−１　方路選択部
２０１，２０４，２０５　セレクタ
２０２　アクト系判定回路
２０３　制御系選択レジスタ
【図１】
2004145510.tif 000005
【図２】
2004145510.tif 000006
【図３】
2004145510.tif 000007
【図４】
2004145510.tif 000008
【図５】
2004145510.tif 000009
【図６】
2004145510.tif 000010