(57)【要約】【課題】第１系統のユニットと第２系統のユニットによって二重化された装置において、各ユニットからそれぞれ出力される系選択信号の信号レベルのいずれかが固定しても各ユニットのいずれが運用系であるかを適正に判断する。【解決手段】第１系統及び第２系統の各ユニット（４Ｎ、４Ｅ）に、自ユニットが運用系であるか待機系であるかを異なるパルス信号によって示す系選択信号を生成する系選択信号生成回路（１１Ｎ、１１Ｅ、１４Ｎ、１４Ｅ）と、他系統のユニットから出力される系選択信号を検出する他系統系選択信号検出回路（１３Ｎ、１３Ｅ）と、運用系であった他系統のユニットから出力される系選択信号が運用系を示す状態から他の状態に変化したとき自ユニットを運用系に切り替える系切替回路（１５Ｎ、１６Ｎ、１５Ｅ、１６Ｅ）を設ける。【選択図】図３
2009201052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１系統のユニットと第２系統のユニットによって二重化された装置であって、前記第１系統及び第２系統の各ユニットが、
自ユニットが運用系であるか待機系であるかを異なるパルス信号によって示す系選択信号を生成する系選択信号生成回路と、
他系統のユニットから出力される系選択信号を検出する他系統系選択信号検出回路と、
運用系であった他系統のユニットから出力される系選択信号が運用系を示す状態から他の状態に変化したとき、自ユニットを運用系に切り替える系切替回路と、
を各々備えることを特徴とする二重化された装置。
【請求項２】
前記第１系統及び第２系統の各ユニットは、自ユニットから出力される系選択信号を検出する自系統系選択信号検出回路を各々備え、
前記系切替回路は、運用系であった自ユニットから出力される系選択信号が運用系を示す状態から他の状態に変化したとき、自ユニットを待機系に切り替える、ことを特徴とする請求項１に記載の二重化された装置。
【請求項３】
前記他系統系選択信号検出回路は、他系統のユニットから出力される系選択信号のパルスが一定期間スタックしたとき、該系選択信号の異常状態を検出することを特徴とする請求項１に記載の二重化された装置。
【請求項４】
請求項１に記載の二重化された装置としての第１装置と、該第１装置から前記系選択信号を受信する第２装置とを有する冗長化システムにおいて、該第２装置が、
前記第１系統及び第２系統の各ユニットから各々送信される前記系選択信号のパルス数を数えるカウンタと、
所定時間内における前記系選択信号の各々のパルス数に応じて前記第１系統及び第２系統のユニットのいずれが運用系であるかを判定する判定回路と、
を備えることを特徴とする冗長化システム。
【請求項５】
第１系統のユニットと第２系統のユニットによって二重化された装置の前記各ユニットの状態を運用系と待機系との間で切り替える切替制御方法であって、
前記第１系統及び第２系統の各ユニットにて、
自ユニットが運用系であるか待機系であるかを異なるパルス信号によって示す系選択信号を生成し、
他系統のユニットから出力される系選択信号を検出し、
運用系であった他系統のユニットから出力される系選択信号が運用系を示す状態から他の状態に変化したとき、自ユニットを運用系に切り替える、
ことを特徴とする切替制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一機能の複数のユニットにより二重化されたシステムにおいて、それぞれのユニットの状態を運用系と待機系との間で切り替える制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
高い信頼性が要求される情報システムや通信システムでは、上位装置から下位装置への基準クロック信号の供給や送信データの欠落が許されない場合に、上位装置を二重化して冗長化システムを構成している。
かかる冗長化システムでは、２つのユニットで二重化された上位装置の一方のユニットを運用系として使用し、他方のユニットを待機系として使用する。そして運用系として使用される一方のユニットに支障が生じた場合には、他方のユニットを待機系から運用系に切り替えることにより連続運転を実現する。
【０００３】
従来の冗長化システムにおける運用系と待機系との間の切替制御方法を、図１を参照して説明する。図１は従来の冗長化システムの概略構成図である。
冗長化システム１は、上位装置２と下位装置３を有し、上位装置２は同一の機能を有するノーマル系（Ｎ系）ユニット４Ｎ及びエマージェンシ系（Ｅ系）ユニット４Ｅにより二重化されている。
各ユニット４Ｎ及び４Ｅは、それぞれのユニットが運用系及び待機系のいずれとして使用されているかを２値のレベル信号で示す状態指示信号を生成する状態指示信号生成部５１Ｎ及び５１Ｅを有する。状態指示信号生成部５１Ｎ及び５１Ｅは現在の運用系ユニットからの切替制御信号の指示により状態指示信号を生成する。
【０００４】
フリップフロップ５２にて、各ユニット４Ｎ及び４Ｅにて生成する状態指示信号をラッチする。これによってフリップフロップ５２の２つの出力値のうちいずれか一方の値が運用系を示し残りの他方の値が待機系を示すようにフリップフロップ５２の出力が保持され、各ユニットのどちらが運用系として使用されているかを記憶することができる。
フリップフロップ５２の２つの出力は、各ユニット４Ｎ及び４Ｅが運用系及び待機系のいずれとして使用されているかを２値のレベル信号で示す系選択信号として使用される。
【０００５】
各ユニット４Ｎ及び４Ｅから送信される系選択信号は、それぞれ制御信号線ＣＬＮ及びＣＬＥを伝送して下位装置３に配信される。下位装置３では、２つの系選択信号のレベル値をフリップフロップ５３でラッチする。各ユニット４Ｎ及び４Ｅから基準クロック信号又は伝送データをそれぞれ伝送する信号線ＬＮ及びＬＥはセレクタ５４に接続されており、各ユニット４Ｎ及び４Ｅのいずれかが、フリップフロップ５３の出力値によって運用系として選択される。
【０００６】
なお、下記特許文献１ではハイウェイデータ中に現用系／予備系の情報を複数ビットパターンに重畳させ、メモリを用いてハイウェイデータの書込み／読出しを行うことにより、系切替時のデータ欠落を防止する方法が記載されている。
また特許文献２ではＡＣＴ系、ＳＢＹ系の系選択制御信号を１本の信号線を用いて状態遷移を更新させ他の信号処理系の動作状態を切替制御することが記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−９９６９６号公報
【特許文献２】特開平９−２８２１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の従来の構成によると、系選択信号を送信する送信回路、伝送回線又は受信装置に障害が発生した場合、下位装置に通知される系選択信号の信号レベルが固定されるおそれがある。
系選択信号を送信する送信回路、伝送回線又は受信装置に生じた障害のために系選択信号の信号レベルが固定されると、上位装置で運用系及び待機系間の切替を行っても下位装置で誤った系選択信号を受信し、予期しない基準クロック信号線やデータ線を運用系の信号線を選択してしまい、システムが正常に動作しなくなるという問題があった。
【０００９】
上記問題点に鑑み、開示のシステムは、障害によって上位装置にて２重化されたユニットからそれぞれ出力される系選択信号の信号レベルのいずれかが固定しても、これらユニットのいずれが運用系であるかを適正に判断し、冗長化システムにて運用系及び予備系間の選択を適正に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本システムでは、自ユニットが運用系であるか待機系であるかを異なるパルス信号によって示す系選択信号を各ユニットで生成し、運用系であった他系統のユニットから出力される系選択信号が運用系を示す状態から他の状態に変化したことを検出したときに、自ユニットを運用系に切り替える。
系選択信号としてパルス信号を使用することにより、一方の系選択信号の信号レベルが固定したときにこの系選択信号が誤った信号であることを判定することができる。
また、運用系であった他系統のユニットからの系選択信号が運用系以外の状態に変化したときに自ユニットを運用系に切り替える制御を、各ユニットにて行うことにより、各ユニットは系切替制御信号が入力されるのを待つことなく自律的に系切替を行うことができるので迅速な切替が可能となり、冗長化システムのダウンタイムを短縮することができる。
【００１１】
本装置は、第１系統のユニットと第２系統のユニットによって二重化されており、第１系統及び第２系統の各ユニットが、自ユニットが運用系であるか待機系であるかを異なるパルス信号によって示す系選択信号を生成する系選択信号生成回路と、他系統のユニットから出力される系選択信号を検出する他系統系選択信号検出回路と、運用系であった他系統のユニットから出力される系選択信号が運用系を示す状態から他の状態に変化したとき、自ユニットを運用系に切り替える系切替回路と、を各々備える。
【００１２】
系選択信号は、パルス信号の周波数の違いによって運用系と待機系とを区別する信号であってよい。このとき、二重化された上記装置である第１装置とこの第１装置から系選択信号を受信する第２装置とにより冗長化システムを構成し、第２装置に、第１系統及び第２系統の各ユニットから各々送信される系選択信号のパルス数を数えるカウンタと、所定時間内における系選択信号の各々のパルス数に応じて第１系統及び第２系統のユニットのいずれが運用系であるかを判定する判定回路を設けてよい。
【００１３】
系選択信号は、パルス信号のパターンの違いによって運用系と待機系とを区別する信号であってもよい。このとき、二重化された上記装置である第１装置とこの第１装置から系選択信号を受信する第２装置とにより冗長化システムを構成し、第１系統及び第２系統の各ユニットから各々送信される系選択信号のパターンを復号するデコーダと、系選択信号の各々のパターンに応じて第１系統及び第２系統のユニットのいずれが運用系であるかを判定する判定回路を設けてよい。
【００１４】
本方法は、第１系統のユニットと第２系統のユニットによって二重化された装置の各ユニットの状態を運用系と待機系との間で切り替える切替制御方法であって、第１系統及び第２系統の各ユニットにて、自ユニットが運用系であるか待機系であるかを異なるパルス信号によって示す系選択信号を生成し、他系統のユニットから出力される系選択信号を検出し、運用系であった他系統のユニットから出力される系選択信号が運用系を示す状態から他の状態に変化したとき、自ユニットを運用系に切り替える。
【発明の効果】
【００１５】
障害によって上位装置にて２重化されたユニットからそれぞれ出力される系選択信号の信号レベルのいずれかが固定しても、これらユニットのいずれが運用系であるかを適正に判断し、冗長化システムにて運用系及び予備系間の選択を適正に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付する図面を参照して実施例を説明する。図２は、実施例による冗長化システムの概略構成図である。冗長化システム１は、上位装置２と下位装置３を有し、上位装置２は同一の機能を有する２つのＮ系ユニット４Ｎ及びＥ系ユニット４Ｅにより二重化されている。
各Ｎ系ユニット４Ｎ及びＥ系ユニット４Ｅは、それぞれ系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅを備えている。系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅは、それぞれ自ユニット４Ｎ及び１０Ｅが運用系及び待機系のどちらとして使用されているかを異なるパルス信号によって示す系選択信号を生成する。Ｎ系ユニット４Ｎの系選択信号送信回路１０Ｎから出力される系選択信号は制御信号線ＣＬＮを経由して、及びＥ系ユニット４Ｅの系選択信号送信回路１０Ｅから出力される系選択信号は制御信号線ＣＬＥを経由して、下位装置３の系選択信号判定回路２０に入力される。
【００１７】
系選択信号判定回路２０は、系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅからそれぞれ出力された系選択信号に基づいて、Ｎ系ユニット４Ｎ及びＥ系ユニット４Ｅのいずれが運用系として使用されているかを判定し、各ユニット４Ｎ及び４Ｅのいずれが運用系として使用されているかを示す選択信号を、各ユニット４Ｎ及び４Ｅから基準クロック信号又は伝送データをそれぞれ伝送する信号線ＬＮ及びＬＥのいずれか一方を選択するセレクタ５４に出力し、セレクタ５４により運用系として使用されているユニットからの基準クロック信号又は伝送データが選択される。
また、系選択信号判定回路２０は、系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅからそれぞれ出力された系選択信号に基づいて系選択信号の送受信回路の故障を検出し、故障検出信号を出力する。
【００１８】
図３は、図２に示す系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅの第１構成例を示す概略構成図である。本実施例では、系選択信号を構成するパルス信号の周波数の違いによって運用系と待機系とを区別する。
図示するとおり系選択信号送信回路１０Ｎと１０Ｅとは同様の構成を有しており、系選択信号送信回路１０Ｎと１０Ｅは同様の機能を有する。系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅは、それぞれ発振器（ＯＳＣ）１１Ｎ及び１１Ｅ、自系統系選択信号検出回路１２Ｎ及び１２Ｅ、他系統系選択信号検出回路１３Ｎ及び１３Ｅ、分周回路１４Ｎ及び１４Ｅ、送信信号選択回路１５Ｎ及び１５Ｅ、並びにセレクタ１６Ｎ及び１６Ｅを備えている。
【００１９】
発振器１１Ｎ及び１１Ｅは、所定の周波数Ｆ０［Ｈｚ］の方形波パルス信号を生成して、セレクタ１６Ｎ及び１６Ｅにそれそれ出力する。本実施例では所定の周波数Ｆ０Ｈｚは８ＫＨｚであるが、他の周波数を用いてもよいことは明らかである。
自系統系選択信号検出回路１２Ｎ及び１２Ｅは、それぞれ自ユニット４Ｎ及び４Ｅの系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅから出力される系選択信号を入力し、入力された系選択信号の論理値がスタックしたとき（すなわち論理値が所定の期間以上不変であるとき）、入力された系選択信号が異常であることを検出する。
【００２０】
他系統系選択信号検出回路１３Ｎ及び１３Ｅは、それぞれ対向するユニットの系選択信号送信回路１０Ｅ及び１０Ｎから出力される系選択信号を入力する。ここで「対向するユニット」とは、各ユニット４Ｎ及び４Ｅから見てそれぞれ他系統のユニット４Ｅ及び４Ｎのことを示す。例えば、Ｎ系ユニット４Ｎの「対向するユニット」とはＥ系ユニット４Ｅを示し、Ｅ系ユニット４Ｅの「対向するユニット」とはＮ系ユニット４Ｎを示す。
【００２１】
他系統系選択信号検出回路１３Ｎ及び１３Ｅは、対向するユニットの系選択信号送信回路１０Ｅ及び１０Ｎから出力される系選択信号をそのまま分周回路１４Ｎ及び１４Ｅへそれぞれ出力する。分周回路１４Ｎ及び１４Ｅは、周波数Ｆ０の系選択信号を１／２の周波数に分周したＦ０／２（４ＫＨｚ）の方形波パルス信号をセレクタ１６Ｎ及び１６Ｅへ出力する。
また、他系統系選択信号検出回路１３Ｎ及び１３Ｅは、入力された系選択信号の周波数が所定の周波数Ｆ０（８ＫＨｚ）であるときは、自ユニットが待機系のままでよいことを指示する系指定信号を送信信号選択回路１５Ｎ及び１５Ｅに出力する。
他系統系選択信号検出回路１３Ｎ及び１３Ｅは、入力された系選択信号の周波数が所定の周波数Ｆ０（８ＫＨｚ）でないときは、自ユニットを運用系へ移行すべきであることを指示する系指定信号を送信信号選択回路１５Ｎ及び１５Ｅに出力する。
【００２２】
また、他系統系選択信号検出回路１３Ｎ及び１３Ｅは、入力された系選択信号の論理値がスタックしたとき（すなわち論理値が所定の期間以上不変であるとき）、入力された系選択信号の異常であることを検出する。そして、自ユニットを運用系へ移行すべきであることを指示する系指定信号を送信信号選択回路１５Ｎ及び１５Ｅに出力する。
【００２３】
送信信号選択回路１５Ｎ及び１５Ｅは、上位装置２を制御する他の装置や上位装置２を制御する制御ソフトウエアなどにより生成される系切替制御信号と、自ユニットの他系統系選択信号検出回路１３Ｎ及び１３Ｅから出力される系指定信号と、を入力する。
送信信号選択回路１５Ｎ及び１５Ｅは、入力された系切替制御信号が自ユニットを待機系へ移行すべきことを示すとき、値「０」の選択信号をセレクタ１６Ｎ及び１６Ｅへそれぞれ出力する。
【００２４】
また、送信信号選択回路１５Ｎ及び１５Ｅは、入力された系指定信号が自ユニットを運用系へ移行すべきことを示すときは、系切替制御信号の値にかかわらず、値「１」の選択信号をセレクタ１６Ｎ及び１６Ｅへそれぞれ出力する。
これにより、系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅは、それぞれ自ユニットが運用系として動作するとき周波数Ｆ０（８ＫＨｚ）の系選択信号を出力し、自ユニットが待機系として動作するとき周波数Ｆ０／２（４ＫＨｚ）の系選択信号を出力する。
【００２５】
各ユニット４Ｎ及び４Ｅを運用系及び待機系の間で切り替える切替動作について説明する。上位装置２を起動したとき、通常はＮ系ユニット４Ｎが運用系として使用され、Ｅ系ユニット４Ｅが待機系として使用される。Ｎ系ユニット４Ｎを運用系として使用することを示す系切替制御信号が送信信号選択回路１５Ｎ及び１５Ｅへ入力される。これにより、送信信号選択回路１５Ｎは選択信号「１」をセレクタ１６Ｎに出力する。したがって、系選択信号送信回路１０Ｎは、８ＫＨｚの系選択信号を下位装置３の系選択信号判定回路２０へ出力する。
【００２６】
一方で、Ｅ系ユニット４Ｅの他系統系選択信号検出回路１３Ｅは、系選択信号送信回路１０Ｎから出力される８ＫＨｚの系選択信号を入力することにより、対向するユニット４Ｎが正常かつ運用系で使用されていることを検出し、８ＫＨｚの系選択信号をそのまま分周回路１４Ｅへ出力する。分周回路１４Ｅは分周された４ＫＨｚの系選択信号をセレクタ１６Ｅに入力する。このとき送信信号選択回路１５Ｅは選択信号「０」をセレクタ１６Ｅに出力しているので、系選択信号送信回路１０Ｅは、４ＫＨｚの系選択信号を下位装置３の系選択信号判定回路２０へ出力する。
【００２７】
Ｎ系ユニット４Ｎを待機系にしてＥ系ユニット４Ｅを運用系にするときは、それまで運用系で使用していたＮ系ユニット４Ｎの系選択信号送信回路１０Ｎが系切替制御信号を受信する。これにより系選択信号送信回路１０Ｎの送信信号選択回路１５Ｎがセレクタ１６Ｎへの選択信号の値を「０」に変える。これによって系選択信号送信回路１０Ｎから出力される系選択信号が所定の８ＫＨｚの信号でなくなる。
【００２８】
この結果、Ｅ系ユニット４Ｅの他系統系選択信号検出回路１３Ｅは、自ユニットを運用系へ移行すべきであることを指示する系指定信号を送信信号選択回路１５Ｅに出力する。送信信号選択回路１５Ｅは選択信号「１」をセレクタ１６Ｅに出力するので、系選択信号送信回路１０Ｅは、８ＫＨｚの系選択信号を下位装置３の系選択信号判定回路２０へ出力する。
また、系選択信号送信回路１０Ｅから出力される８ＫＨｚの系選択信号は、分周回路１４Ｎによって４ＫＨｚの系選択信号に分周され、系選択信号送信回路１０Ｎから出力される。
【００２９】
運用系として使用されていたＮ系ユニット４Ｎから出力される系指定信号に異常が生じた場合における切替動作について説明する。Ｎ系ユニット４Ｎから出力される系指定信号に、（例えば本来パルス信号であるはずの信号がスタックする等の）異常が生じると、自系統系選択信号検出回路１２ＮはＮ系ユニット４Ｎから出力される系指定信号の異常を検出する。自系統系選択信号検出回路１２Ｎは、所定の監視期間の間にＮ系ユニット４Ｎから出力される系指定信号の論理値が変わらないとき、この系指定信号がスタックしたと判定してよい。
【００３０】
自系統系選択信号検出回路１２Ｎが系指定信号の異常を検出したとき、送信信号選択回路１５Ｎは、セレクタ１６Ｎへの選択信号の値を「０」に変えることにより、Ｎ系ユニット４Ｎを待機系に切り替える。
一方でＥ系ユニット４Ｅでは、他系統系選択信号検出回路１３Ｅが、対向するユニット４Ｎから出力される系指定信号に、スタック等の異常が生じたことを検出すると、自ユニットを運用系へ移行すべきであることを指示する系指定信号を送信信号選択回路１５Ｅに出力する。他系統系選択信号検出回路１３Ｅは、所定の監視期間の間に対向するユニット４Ｎから出力される系指定信号の論理値が変わらないとき、この系指定信号がスタックしたと判定してよい。
【００３１】
送信信号選択回路１５Ｅは選択信号「１」をセレクタ１６Ｅに出力する。これによりＥ系ユニット４Ｅが運用系に切り替えられ、系選択信号送信回路１０Ｅは、８ＫＨｚの系選択信号を下位装置３の系選択信号判定回路２０へ出力する。
また、系選択信号送信回路１０Ｅから出力される８ＫＨｚの系選択信号は、分周回路１４Ｎによって４ＫＨｚの系選択信号に分周され、系選択信号送信回路１０Ｎから出力される。
【００３２】
このように、分周回路１４Ｎによって、対向するユニット４Ｅが運用系であるとき、対向するユニット４Ｅから出力される系選択信号から自ユニット４Ｎが待機系であることを示す系選択信号を生成することによって、発振器１１ＮといったＥ系ユニット４Ｅの回路の一部に故障が生じても、Ｅ系ユニット４Ｅから正常な系選択信号を出力することができる。
【００３３】
また、系指定信号の異常を検出したときに、自系統系系選択信号検出回路１２Ｎ及び１２Ｅ、他系統系選択信号検出回路１３Ｎ及び１３Ｅ、並びに送信信号選択回路１５Ｎ及び１５Ｅによって、各カード４Ｎ及び４Ｅにてハードウエアで自立的に系切替を行うことにより、上位装置２を制御する他の装置や上位装置２を制御する制御ソフトウエアなどにより生成される系切替制御信号の変化を待たずに系切替を行うことができる。
系切替制御信号を生成する制御装置は、通常は上位装置２などの装置状態の収集、ソフトウエアの走行状態、各種情報収集などの多くの処理を行っている。したがって、システムの規模が大きくなるのにしたがって負荷が多くなると、異常発生時に、制御装置で系切替制御信号を変化させ系切替を実施するまでに一定のタイムラグが生じる。このため、本システムでは、ハードウエアで自立的に系切替を行うことにより障害時の系切替を高速に行う。
【００３４】
図４の（Ａ）は正常時かつＮ系ユニットが運用系であるときの系選択信号を示すタイムチャートであり、図４の（Ｂ）は正常時かつＥ系ユニットが運用系であるときの系選択信号を示すタイムチャートである。待機系であるユニットから出力される系選択信号（４ＫＨｚ）は、運用系であるユニットから出力される系選択信号（８ＫＨｚ）を分周して生成するため、２つのユニット４Ｎ及び４Ｅから出力される系選択信号は互いに同期し、待機系であるユニットから出力されるパルスの立ち上がりエッジがある位置に、常に運用系であるユニットから出力されるパルスの立ち上がりエッジがある位置にある。
【００３５】
図５の（Ａ）はＮ系ユニット４Ｎが運用系でかつＥ系からの系選択信号がスタックして不変となったときの系選択信号を示すタイムチャートである。図示のとおり、Ｅ系系選択信号がスタックしているが、Ｎ系からの系選択信号の周波数が８ＫＨｚであることにより、下位装置３にてＮ系ユニット４Ｎが運用系であることが判定できる。
図５の（Ｂ）はＮ系ユニットが運用系でかつＮ系からの系選択信号がスタックして不変となったときの系選択信号を示すタイムチャートである。Ｅ系からの系選択信号の周波数が４ＫＨｚであることにより、下位装置３にてＮ系ユニット４Ｎが運用系であることが判定できる。
【００３６】
図６は、図３に示す系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅに対応する系選択信号判定回路２０の構成例を示す概略構成図である。系選択信号判定回路２０は、系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅから出力された各系選択信号ＳＥ及びＳＮに含まれるノイズをそれぞれ吸収するノイズ吸収回路２１Ｎ及び２１Ｅと、所定のサンプリングクロックを用いて、所定の基準期間Ｔ内に生じる各系選択信号ＳＥ及びＳＮの立ち上がりエッジをカウントするカウンタ回路２２Ｎ及び２２Ｅと、カウンタ回路２２Ｎ及び２２Ｅによりカウントされた数の最大値を保持するラッチ回路２３Ｎを２３Ｅを備える。
【００３７】
図７の（Ａ）はサンプリングクロック信号を示すタイムチャートであり、図７の（Ｂ）は送信元ユニットが運用系であることを示す系選択信号のタイムチャートであり、図７の（Ｃ）は送信元ユニットが待機系であることを示す系選択信号のタイムチャートである。
サンプリングクロック信号は、下位装置３により生成されるクロック信号であり、発振器ＯＳＣ１１Ｎ及び１１Ｅが発振周波数の２以上の偶数倍の周波数を有するクロックであればよい。本例では１６ＫＨｚとした。
【００３８】
そしてカウンタ回路２２Ｎ及び２２Ｅは、サンプリングクロック信号の８周期分に相当する基準期間Ｔ内に生じる各系選択信号ＳＥ及びＳＮの立ち上がりエッジの数（すなわちパルス数）をカウントする。
このため送信元ユニットが運用系であることを系選択信号ＳＮが示すとき、カウンタ回路２２Ｎは１〜４までの数をカウントし、カウンタ回路２２Ｅは１〜２までの数をカウントする。したがってラッチ回路２３Ｎの保持値は４となりラッチ回路２３Ｅの保持値は２となる。
また、送信元ユニットが運用系であることを系選択信号ＳＥが示すとき、カウンタ回路２２Ｎは１〜２までの数をカウントし、カウンタ回路２２Ｅは１〜４までの数をカウントする。したがってラッチ回路２３Ｎの保持値は２となりラッチ回路２３Ｅの保持値は４となる。
【００３９】
判定回路２４は、ラッチ回路２３Ｅ及び２３Ｎの保持値に応じて、図６に示す判定論理表にしたがって、各ユニット４Ｎ及び４Ｅのいずれが運用系であるかを判定し、Ｎ系ユニット４Ｎが運用系であるときは選択値「１」を、Ｅ系ユニット４Ｅが運用系であるときは選択値「０」をセレクタ５４へ出力する。
また、判定回路２４は、ラッチ回路２３Ｅ及び２３Ｎの保持値に応じて、図６に示す判定論理表にしたがって、系選択信号ＳＮ及びＳＥに異常があるか否かを判定し、異常があると判定したときは故障検出信号を出力する。
【００４０】
図６に示す判定論理表では、項番「１」においてラッチ回路２３Ｎの保持値が４でありラッチ回路２３Ｅの保持値が２であるときＮ系ユニット４Ｎが運用系（ＡＣＴ）でありＥ系ユニット４Ｅが待機系（ＳＴＢＹ）であって、かつ系選択信号が正常であることを示している。
項番「２」ではラッチ回路２３Ｎの保持値が２でありラッチ回路２３Ｅの保持値が４であるときＮ系ユニット４Ｎが待機系でありＥ系ユニット４Ｅが運用系であって、かつ系選択信号が正常であることを示している。
【００４１】
項番「３」では、系選択信号ＳＮの論理がスタックする等の理由によりラッチ回路２３Ｎの保持値が０でありラッチ回路２３Ｅの保持値が２であるとき、系選択信号ＳＮが異常であり、かつＮ系ユニット４Ｎが運用系でありＥ系ユニット４Ｅが待機系であることを示している。
項番「４」ではラッチ回路２３Ｎの保持値が０でありラッチ回路２３Ｅの保持値が４であるとき、系選択信号ＳＮが異常であり、Ｎ系ユニット４Ｎが待機系でありＥ系ユニット４Ｅが運用系であることを示している。
【００４２】
項番「５」では、系選択信号ＳＥの論理がスタックする等の理由によりラッチ回路２３Ｅの保持値が０でありラッチ回路２３Ｎの保持値が４であるとき、系選択信号ＳＥが異常であり、かつＮ系ユニット４Ｎが運用系でありＥ系ユニット４Ｅが待機系であることを示している。
項番「６」ではラッチ回路２３Ｅの保持値が０でありラッチ回路２３Ｎの保持値が２であるとき、系選択信号ＳＥが異常であり、Ｎ系ユニット４Ｎが待機系でありＥ系ユニット４Ｅが運用系であることを示している。
【００４３】
図９は、実施例による冗長化システム１における系切替結果を示す表である。表では、系切替実施の前後における系選択信号の周波数、ラッチ回路２３Ｎ及び２３Ｅの保持値、下位装置３における系判定の結果を示している。
項番「１」及び「２」は、系選択信号が正常であるときに、Ｎ系ユニット４Ｎを運用系から待機系へ、及び待機系から運用系へそれぞれ切り替えた場合の結果を示す。
項番「３」及び「４」は、Ｎ系ユニット４Ｎからの系選択信号に異常があったときに、Ｎ系ユニット４Ｎを運用系から待機系へ、及び待機系から運用系へそれぞれ切り替えた場合の結果を示す。
項番「５」及び「６」は、Ｅ系ユニット４Ｅからの系選択信号に異常があったときに、Ｎ系ユニット４Ｎを運用系から待機系へ、及び待機系から運用系へそれぞれ切り替えた場合の結果を示す。
本システムによれば、系選択信号の一方の信号レベルがスタックした状態であっても、正常に系切替を行うことができることが判る。
【００４４】
図１０は、図１に示す従来の冗長化システムにおける系切替結果を示す表である。表では、系切替実施の前後における系選択信号の論理値と下位装置３における系判定の結果を示している。
項番「１」及び「２」は、系選択信号が正常であるときに、Ｎ系ユニット４Ｎを運用系から待機系へ、及び待機系から運用系へそれぞれ切り替えた場合の結果を示す。
【００４５】
項番「３」は、Ｎ系ユニット４Ｎからの系選択信号が「１」にスタックした状態で、Ｎ系ユニット４Ｎを運用系から待機系へ切り替えた場合の結果を示す。
項番「４」は、Ｎ系ユニット４Ｎからの系選択信号が「０」にスタックした状態で、Ｎ系ユニット４Ｎを待機系から運用系へ切り替えた場合の結果を示す。
項番「５」は、Ｅ系ユニット４Ｅからの系選択信号が「０」にスタックした状態で、Ｎ系ユニット４Ｎを運用系から待機系へ切り替えた場合の結果を示す。
項番「６」は、Ｅ系ユニット４Ｅからの系選択信号が「１」にスタックした状態で、Ｎ系ユニット４Ｎを待機系から運用系へ切り替えた場合の結果を示す。
２つの系選択信号が共に「１」である場合や共に「０」である場合において、下位装置３が直前の状態を保持するようにフリップフロップ５３を構成すると、項番「３」〜「６」では下位装置３にて系切替を行うことができなくなる。
【００４６】
図１１は、図２に示す系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅの第２構成例を示す概略構成図である。本実施例では、系選択信号を構成するパルス信号のパターンの違いによって運用系と待機系とを区別する。説明の簡単のため、系選択信号の送信元のユニットが運用系で使用されることを示す系選択信号のパターンを「運用系パターン」、系選択信号の送信元のユニットが待機系で使用されることを示す系選択信号のパターンを「待機系パターン」と示す。
【００４７】
本構成例では、図３に示す系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅにおける発振器１１Ｎ及び１１Ｅに代えて、所定のビット数のシリアルパターン信号を生成するパターン信号生成回路１７Ｎ及び１７Ｅと、他系統系選択信号検出回路１３Ｎが出力する対向するユニットの系選択信号送信回路１０Ｅ及び１０Ｎが出力する系選択信号のパターンを反転させてセレクタ１６Ｎ及び１６Ｅへ出力するインバータ１８Ｎ及び１８Ｅを備える。
【００４８】
自系統系選択信号検出回路１２Ｎ及び１２Ｅは、それぞれ自ユニット４Ｎ及び４Ｅの系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅから出力される系選択信号を入力し、入力された系選択信号の論理値がスタックするなどにより、既知の運用系パターンや待機系パターンでないときに、入力された系選択信号が異常であることを検出する。
【００４９】
他系統系選択信号検出回路１３Ｎ及び１３Ｅは、それぞれ対向するユニット４Ｅ及び４Ｎの系選択信号送信回路１０Ｅ及び１０Ｎから出力される系選択信号を入力する。
他系統系選択信号検出回路１３Ｎ及び１３Ｅは、対向するユニットの系選択信号送信回路１０Ｅ及び１０Ｎから出力される系選択信号をそのままインバータ１８Ｎ及び１８Ｅへそれぞれ出力する。
【００５０】
また、他系統系選択信号検出回路１３Ｎ及び１３Ｅは、入力された対向するユニットから出力された系選択信号のパターンが、運用系パターンであるときは、自ユニットが待機系のままでよいことを指示する系指定信号を送信信号選択回路１５Ｎ及び１５Ｅに出力する。
他系統系選択信号検出回路１３Ｎ及び１３Ｅは、入力された系選択信号の周波数が運用系パターンでないときは、自ユニットを運用系へ移行すべきであることを指示する系指定信号を送信信号選択回路１５Ｎ及び１５Ｅに出力する。
【００５１】
また、他系統系選択信号検出回路１３Ｎ及び１３Ｅは、入力された系選択信号の論理値がスタックするなどにより、既知の運用系パターンや待機系パターンでないときに、入力された系選択信号の異常であることを検出する。そして、自ユニットを運用系へ移行すべきであることを指示する系指定信号を送信信号選択回路１５Ｎ及び１５Ｅに出力する。
【００５２】
図１２は、図１１に示す系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅに対応する系選択信号判定回路２０の構成例を示す概略構成図である。本構成例では、図６に示す系選択信号判定回路２０におけるノイズ吸収回路２１Ｎ及びカウンタ回路２２Ｎ、並びにノイズ吸収回路２１Ｅ及びカウンタ回路２２Ｅに代えて、デコード回路２５Ｎ及び２５Ｅを備えている。デコード回路２５Ｎ及び２５Ｅは、それぞれ系選択信号送信回路１０Ｎ及び１０Ｅから出力された各系選択信号ＳＥ及びＳＮのパターンを、所定の基準フレーム信号に同期したタイミングでデコードする。
【００５３】
判定回路２４は、デコード回路２５Ｎ及び２５Ｅのデコード結果に応じて、図１３に示す判定論理表にしたがって、各ユニット４Ｎ及び４Ｅのいずれが運用系であるかを判定し、Ｎ系ユニット４Ｎが運用系であるときは選択値「１」を、Ｅ系ユニット４Ｅが運用系であるときは選択値「０」をセレクタ５４へ出力する。
また、判定回路２４は、デコード回路２５Ｎ及び２５Ｅのデコード結果に応じて、図１３に示す判定論理表にしたがって、系選択信号ＳＮ及びＳＥに異常があるか否かを判定し、異常があると判定したときは故障検出信号を出力する。本例では、運用系パターンとして３ビットのパターン「１０１」を使用し、待機系パターンとして運用系パターンを反転させた「０１０」を使用している。
【００５４】
図１３に示す判定論理表では、項番「１」において系選択信号ＳＮのパターンが「１０１」であり系選択信号ＳＥのパターンが「０１０」であるとき、Ｎ系ユニット４Ｎが運用系（ＡＣＴ）でありＥ系ユニット４Ｅが待機系（ＳＴＢＹ）であって、かつ系選択信号が正常であることを示している。
項番「２」において系選択信号ＳＮのパターンが「０１０」であり系選択信号ＳＥのパターンが「１０１」であるとき、Ｎ系ユニット４Ｎが待機系でありＥ系ユニット４Ｅが運用系であって、かつ系選択信号が正常であることを示している。
【００５５】
項番「３」では、系選択信号ＳＮの論理がスタックする等の理由により系選択信号ＳＮのパターンが、「１０１」や「０１０」以外のパターン（以下、単に「他のパターン」と示す）であり、系選択信号ＳＥのパターンが「０１０」であるとき、系選択信号ＳＮが異常であり、かつＮ系ユニット４Ｎが運用系でありＥ系ユニット４Ｅが待機系であることを示している。
項番「４」では、系選択信号ＳＮのパターンが他のパターンであり、系選択信号ＳＥのパターンが「１０１」であるとき、系選択信号ＳＮが異常であり、Ｎ系ユニット４Ｎが待機系でありＥ系ユニット４Ｅが運用系であることを示している。
【００５６】
項番「５」では、系選択信号ＳＥの論理がスタックする等の理由により系選択信号ＳＥのパターンが他のパターンであり、系選択信号ＳＮのパターンが「１０１」であるとき、系選択信号ＳＥが異常であり、かつＮ系ユニット４Ｎが運用系でありＥ系ユニット４Ｅが待機系であることを示している。
項番「６」では系選択信号ＳＥパターンが他のパターンであり、系選択信号ＳＮのパターンが「０１０」であるとき、系選択信号ＳＥが異常であり、Ｎ系ユニット４Ｎが待機系でありＥ系ユニット４Ｅが運用系であることを示している。
【００５７】
図１４の（Ａ）はＮ系系選択信号ＳＮのタイムチャートであり、図１４の（Ｂ）はＥ系系選択信号ＳＥのタイムチャートであり、図１４の（Ｃ）は基準フレーム信号のタイムチャートであり、図１４の（Ｄ）は判定回路２４の出力信号のタイムチャートである。
デコード回路２５Ｎ及び２５Ｅは、基準フレーム信号の各パルスにより区切られる期間毎に、シリアル信号である系選択信号ＳＮ及びＳＥをそれぞれ区切り、区切られた３ビットのパターン信号をデコードする。
【００５８】
時刻ｔ０においては、系選択信号ＳＮのパターンは運用系パターン「１０１」であり、系選択信号ＳＥのパターンは待機系パターン「０１０」である。したがって図１４の（Ｄ）に示すとおり判定回路２４の出力信号は、Ｎ系ユニット４Ｎが運用系であることを示す選択値「１」となる。
上位装置において系切替えが発生し、時刻ｔ１において、系選択信号ＳＮのパターンが待機系パターン「０１０」、系選択信号ＳＥのパターンが運用系パターン「１０１」に変化する。これを受信したデコード回路２５Ｎ及び２５Ｅはパターンが変化したことを検出し、判定回路２４の出力信号は時刻ｔ２において、Ｅ系ユニット４Ｅが運用系であることを示す選択値「０」へ変化する。
【００５９】
以上の実施例１および２を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００６０】
（付記１）
第１系統のユニットと第２系統のユニットによって二重化された装置であって、前記第１系統及び第２系統の各ユニットが、
自ユニットが運用系であるか待機系であるかを異なるパルス信号によって示す系選択信号を生成する系選択信号生成回路と、
他系統のユニットから出力される系選択信号を検出する他系統系選択信号検出回路と、
運用系であった他系統のユニットから出力される系選択信号が運用系を示す状態から他の状態に変化したとき、自ユニットを運用系に切り替える系切替回路と、
を各々備えることを特徴とする二重化された装置。
【００６１】
（付記２）
前記第１系統及び第２系統の各ユニットは、自ユニットから出力される系選択信号を検出する自系統系選択信号検出回路を各々備え、
前記系切替回路は、運用系であった自ユニットから出力される系選択信号が運用系を示す状態から他の状態に変化したとき、自ユニットを待機系に切り替える、ことを特徴とする付記１に記載の二重化された装置。
【００６２】
（付記３）
前記他系統系選択信号検出回路は、他系統のユニットから出力される系選択信号のパルスが一定期間スタックしたとき、該系選択信号の異常状態を検出することを特徴とする付記１に記載の二重化された装置。
【００６３】
（付記４）
前記系切替回路は、運用系であった他系統のユニットから出力される系選択信号が異常状態となったとき自ユニットを運用系に切り替えることを特徴とする付記３に記載の二重化された装置。
【００６４】
（付記５）
前記自系統系選択信号検出回路は、自ユニットから出力される系選択信号のパルスが一定期間スタックしたとき、該系選択信号の異常状態を検出し、
前記系切替回路は、自ユニットから出力される系選択信号が異常状態となったとき自ユニットを待機系に切り替えることを特徴とする付記２に記載の二重化された装置。
【００６５】
（付記６）
系選択信号生成回路は、運用系である他系統のユニットから出力される系選択信号から、自ユニットが待機系であることを示す系選択信号を生成することを特徴とする付記１に記載の二重化された装置。
【００６６】
（付記７）
前記系選択信号は、パルス信号の周波数の違いによって運用系と待機系とを区別する付記１〜６のいずれか一項に記載の二重化された装置。
【００６７】
（付記８）
付記１に記載の二重化された装置としての第１装置と、該第１装置から前記系選択信号を受信する第２装置とを有する冗長化システムにおいて、該第２装置が、
前記第１系統及び第２系統の各ユニットから各々送信される前記系選択信号のパルス数を数えるカウンタと、
所定時間内における前記系選択信号の各々のパルス数に応じて前記第１系統及び第２系統のユニットのいずれが運用系であるかを判定する判定回路と、
を備えることを特徴とする冗長化システム。
【００６８】
（付記９）
前記系選択信号は、パルス信号のパターンの違いによって運用系と待機系とを区別する付記１〜６のいずれか一項に記載の二重化された装置。
【００６９】
（付記１０）
第１系統のユニットと第２系統のユニットによって二重化された装置の前記各ユニットの状態を運用系と待機系との間で切り替える切替制御方法であって、
前記第１系統及び第２系統の各ユニットにて、
自ユニットが運用系であるか待機系であるかを異なるパルス信号によって示す系選択信号を生成し、
他系統のユニットから出力される系選択信号を検出し、
運用系であった他系統のユニットから出力される系選択信号が運用系を示す状態から他の状態に変化したとき、自ユニットを運用系に切り替える、
ことを特徴とする切替制御方法。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明は、同一機能の複数のユニットにより二重化された冗長化システムにおける系切替制御に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】従来の冗長化システムの概略構成図である。
【図２】本発明の実施例による冗長化システムの概略構成図である。
【図３】図２に示す系選択信号送信回路の第１構成例を示す概略構成図である。
【図４】（Ａ）は正常時かつＮ系ユニットが運用系であるときの系選択信号を示すタイムチャートであり、（Ｂ）は正常時かつＥ系ユニットが運用系であるときの系選択信号を示すタイムチャートである。
【図５】（Ａ）はＮ系ユニットが運用系でかつＥ系系選択信号が不変であるときの系選択信号を示すタイムチャートであり、（Ｂ）はＮ系ユニットが運用系でかつＮ系系選択信号が不変であるときの系選択信号を示すタイムチャートである。
【図６】図３に示す系選択信号送信回路に対応する系選択信号判定回路の構成例を示す概略構成図である。
【図７】（Ａ）はサンプリングクロック信号を示すタイムチャートであり、（Ｂ）は送信元ユニットが運用系であることを示す系選択信号のタイムチャートであり、（Ｃ）は送信元ユニットが待機系であることを示す系選択信号のタイムチャートである。
【図８】図６に示す判定回路が使用する判定論理表である。
【図９】本発明の実施例による冗長化システムにおける系切替結果を示す表である。
【図１０】従来の冗長化システムにおける系切替結果を示す表である。
【図１１】図２に示す系選択信号送信回路の第２構成例を示す概略構成図である。
【図１２】図１１に示す系選択信号送信回路に対応する系選択信号判定回路の構成例を示す概略構成図である。
【図１３】図１２に示す判定回路が使用する判定論理表である。
【図１４】（Ａ）はＮ系系選択信号のタイムチャートであり、（Ｂ）はＥ系系選択信号のタイムチャートであり、（Ｃ）は基準フレーム信号のタイムチャートであり、（Ｄ）は判定回路の出力信号のタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７２】
１    冗長化システム
２    上位装置
３    下位装置
４Ｎ    Ｎ系ユニット
４Ｅ    Ｅ系ユニット
１０Ｎ、１０Ｅ    系選択信号送信回路
２０    系選択信号判定回路
【図１】
2009201052.tif 000003
【図２】
2009201052.tif 000004
【図３】
2009201052.tif 000005
【図４】
2009201052.tif 000006
【図５】
2009201052.tif 000007
【図６】
2009201052.tif 000008
【図７】
2009201052.tif 000009
【図８】
2009201052.tif 000010
【図９】
2009201052.tif 000011
【図１０】
2009201052.tif 000012
【図１１】
2009201052.tif 000013
【図１２】
2009201052.tif 000014
【図１３】
2009201052.tif 000015
【図１４】
2009201052.tif 000016