(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の制御処理を複数の制御演算手段により分散して処理を実行するシステムにおいて、各々の制御演算手段は１つの共有バスインターフェイス手段と，第１および第２の２つの個別バスインターフェイス手段を具備し、前記共有バスインターフェイス手段は前記複数の制御演算手段が共通に使用することのできる共有バスと接続し、前記２つの個別バスインターフェイス手段のうち一方の第１の個別バスインターフェイス手段は第１の個別バスインターフェイス用のバスアービタを有し、他の特定された制御演算手段の持つ一方の個別バスインターフェイス手段と第１の個別バスで結合し、他の一方の第２の個別バスインターフェイス手段は第２の個別バスインターフェイス用のバスアービタを有し、前記第１の個別バスと結合された制御演算手段とは別の特定された制御演算手段の一方の個別バスインターフェイス手段とを第２の個別バスで結合することで、前記複数の制御演算手段を複数の個別バスで直列に接続し、前記共有バスと複数の個別バスにより２重化されたバスを有し、前記制御演算手段は前記第１の個別バスを介して前記第１の個別バスに接続された前記他の制御演算手段に情報を入力可能であり、前記他の制御演算手段は前記第１の個別バスを介して前記第１の個別バスに接続された制御演算手段に情報を入力可能であり、前記制御演算手段は前記第２の個別バスを介して前記第２の個別バスと接続された他の制御演算手段に情報を入力可能であり、前記第２の個別バスと接続された他の制御演算手段は前記第２の制御演算手段を介して前記制御手段に情報を入力可能であり、前記第１の個別バス及び前記第２の個別バスには入力装置又は出力装置が接続されることを特徴とする水平分散型ネットワークシステム。」
【請求項２】
請求項１において、前記共有バスには、前記複数の制御演算手段間の情報通信を行う共有の記憶手段、及び前記複数の制御演算手段に共通に使用される資源が接続され、前記複数の個別バスには、前記複数の制御演算手段が個別に必要な情報の入出力処理を行う周辺入出力手段あるいは下位の制御演算手段が接続されてなることを特徴とする水平分散型ネットワークシステム。
【請求項３】
請求項２において、前記複数の個別バスの各々には、前記複数の制御演算手段が演算処理に必要な周辺入出力回路と共に記憶手段または情報通信手段が接続され、前記記憶手段または前記情報通信手段には、前記個別バスで結合された２つの制御演算手段間でのみ使用される情報の記憶あるいは情報通信が行われることで、前記複数の制御演算手段は前記共有バスと前記個別バスにより２重化された通信経路により情報の伝達が行われることを特徴とする水平分散型ネットワークシステム。
【請求項４】
請求項１記載の制御演算手段は、汎用あるいは専用の大型計算機やマイクロコンピュータなどの演算機能を有する装置、あるいは、複数のネットワークの接続や切り替えを制御できるネットワークコントローラにより構成されることを特徴とする水平分散型ネットワークシステム。
【請求項５】
請求項１記載の水平分散型ネットワークシステムにおいて、前記複数の演算手段により共有バスの故障または異常が検出された時には、前記複数の制御演算手段の全ての共有バスインターフェイス手段を非動作状態にさせ、また、個別バスの故障あるいは異常が検出された時には、故障した個別バスに接続された２つの制御演算手段の各々の個別バスインターフェイス手段を非動作状態にさせ、前記故障した共有バスあるいは個別バスを制御演算手段から分離させるようにしたことを特徴とする水平分散型ネットワークシステム。
【請求項６】
請求項１記載の水平分散型ネットワークシステムにおいて、前記共有バスの故障時には、複数の制御演算手段と直列に接続された複数の個別バスを介して前記共有バスにより伝送されるべき情報を、前記複数の制御演算手段により順次伝送させ、前記共有バス故障に対する情報通信をバックアップして制御演算処理を続行させるようにしたことを特徴とする水平分散型ネットワークシステム。
【請求項７】
請求項１記載の水平分散型ネットワークシステムにおいて、前記個別バスの故障時には、前記故障した個別バスに接続された２つの制御演算手段間で伝送されるべき情報を、前記２つの制御演算手段が共有バスを介して伝送させることで、前記故障した個別バスに接続された２つの制御演算手段間の情報伝達を続行させるようにしたことを特徴とする水平分散型ネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は複数の計算機（マイクロコンピュータ（以降は、マイコンと略す）含む）を有するシステムに係り、交通システムをはじめ一般産業システムや建家内情報通信システムなど各種計算機間を結合するネットワークシステムにおける冗長性に有効なシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複数の計算機を利用したネットワークシステムや制御装置は数多く発表されている。それらの中で、複数プロセッサ間を結合し共有メモリをはじめとする共有資源を接続するための共有バスの他に、各プロセッサ毎に個有の資源を接続するための個別バスの２つのバスを有する構成で実現している例として、特開平4−36854号や特開平4−369069号などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術においては、共有バスには各マイコン間の情報通信を行うための共有メモリやディスク装置あるいは入出力手段といった共有資源が接続され、各マイコン毎の個別バスには制御対象を制御するための各マイコンに固有の周辺入出力手段を接続することが出来る。
【０００４】
また、２つのマイコン間でのみ通信可能な専用の通信路を各マイコンの個別バスに接続し２つのマイコン間の情報通信を行うことで、共有バス上の通信量を抑えることができマルチプロセッサシステムの性能低下を抑えることができる。
【０００５】
しかしながら、１つのマイコンが故障した場合には、その故障したマイコンの個別バスに接続された周辺入出力手段を他のマイコンがアクセスできるような工夫がなされておらず、故障したマイコンが負担している処理を中断しなければならない。つまり、複数のマイコンで処理を分担して実行するシステムにおいては、システム全体を停止しなければならないという問題がある。
【０００６】
逆に、マイコンが故障した場合においてもシステムを停止させないためにはマイコンの多重化による冗長システムを構築し、マイコンの故障時には冗長マイコンが故障マイコンの処理を引き継ぐ方式も良く知られているが、この場合は通常使用しない冗長マイコンを用意する必要があり、システムの規模が大きくなってしまうという問題がある。
【０００７】
更に、全マイコンに共有のバスは１つであり、この共有バスが故障した場合には、マイコン間の情報通信が不可能になるため、やはりシステムを停止しなければならない。従って、共有バス故障に対してもシステムを無停止とするためには、共有バスの２重化が必要となるため、システムの規模が大きくなってしまうという問題が有る。
【０００８】
本発明の目的は、制御演算機能を持つ大型計算機やマイコンなどを複数有するシステムのハードウェアを必要最小限の構成で、しかも、制御演算機能の増加に対してもバス上の通信量増加を抑えて、個々の制御演算機能の性能低下を抑制すると共に、ハードウェアやソフトウェアによる制御演算機能および、共有バスや個別バスの診断機能により故障の早期検出と故障個所の特定を行い、制御演算機能あるいは共有バスや個別バスが故障した場合にもシステムを停止することのない、信頼性と拡張性の高いシステムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は対象の制御処理を複数の制御演算手段により分散して処理を実行するシステムにおいて、各々の制御演算手段は１つの共有バスインターフェイス手段と，第１および第２の２つの個別バスインターフェイス手段を具備し、前記共有バスインターフェイス手段は前記複数の制御演算手段が共通に使用することのできる共有バスと接続し、前記２つの個別バスインターフェイス手段のうち一方の第１の個別バスインターフェイス手段は他の特定された制御演算手段の持つ一方の個別バスインターフェイス手段と第１の個別バスで結合し、他の一方の第２の個別バスインターフェイス手段は前記第１の個別バスと結合された制御演算手段とは別の特定された制御演算手段の一方の個別バスインターフェイス手段とを第２の個別バスで結合することで、前記複数の制御演算手段を複数の個別バスで直列に接続し、前記共有バスと複数の個別バスにより２重化されたバスを有し、前記制御演算手段は前記第１の個別バスを介して前記第１の個別バスに接続された前記他の制御演算手段に情報を入力可能であり、前記他の制御演算手段は前記第１の個別バスを介して前記第１の個別バスに接続された制御演算手段に情報を入力可能であり、前記制御演算手段は前記第２の個別バスを介して前記第２の個別バスと接続された他の制御演算手段に情報を入力可能であり、前記第２の個別バスと接続された他の制御演算手段は前記第２の制御演算手段を介して前記制御手段に情報を入力可能であり、前記第１の個別バス及び前記第２の個別バスには入力装置又は出力装置が接続されることを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】
複数の制御演算機能からなるシステムにおいて、各制御演算機能間の情報通信と各制御演算機能毎に固有の入出力情報を１つの共有バスのみを用いて実現した場合には、共有バス上でのデータ通信量が増えると共に、各制御演算機能間でのバス競合が多くなり処理性能の低下を招くことになる。この対策として、各制御演算機能間の情報通信あるいは各制御演算機能に共通する入出力情報の通信には共有バスを用いると共に、各制御演算機能毎に固有な入出力情報は個別バスに接続し、共有バスと個別バスによるバスの２重化を実現することで、共有バス上での情報通信量の増加を抑えられることから、制御演算機能の拡張時においても情報通信のためのオーバヘッドが少なくなり性能低下を防ぐことができる。さらに、各制御演算機能毎に個別バスインターフェイスを２個設け、隣合う制御演算機能を直列に結合するような構成にすることで、制御演算機能の拡張を容易に行うことができる。
【００１３】
また、上記のように各制御演算機能毎に個別バスインターフェイスを２個設け隣合う制御演算機能を直列に結合するような構成にすることで、１つの個別バスは２個の制御演算機能により共有されることになる。つまり、各個別バスに接続された入出力手段は、２個の制御演算機能により共有されることになる。従って、ある１個の制御演算機能が個別バスを介して入出力手段をアクセスし、運転を実行している時に故障が発生した場合においても、故障した制御演算機能と個別バスで接続された他の正常な制御演算機能が個別バスに接続された同一の入出力手段を、故障した制御演算機能になりかわってアクセスすることができるため、システムを停止することなく運転を続行できる。
【００１４】
また、各々の制御演算部が有する２つの個別バスは、全ての制御演算機能と直列に接続されていることから、各制御演算部は隣接する２つの制御演算部と個別バスを介して情報通信が可能であり、共有バスと共に２系統での情報通信機能を持つことになり、共有バスの故障時においても個別バスによる情報通信系を用いることで、共有バスでの通信データを個別バスで通信できるため、共有バス故障に対してもバックアップが可能となる。
【００１５】
更に、各演算部はある決められた診断データを、共有バスと個別バスの双方に接続された記憶手段に出力するか、あるいは直接他の制御演算部に診断データを出力すると共に、各制御演算部は他の制御演算部が出力した診断データを、共有バス及び個別バスから取り込み、その双方の診断データを比較判断することで、隣接する制御演算部間での相互診断と共有バス及び各個別バスの診断を、ソフトウェアで実現できる。また、故障した制御演算手段あるいは故障したバスを正常なバスあるいは正常な制御演算手段なから切り離すことにより、故障した制御演算手段あるいは故障したバスから正常なバスあるいは正常な制御演算手段に誤信号が侵入しなくなるため、正常なバスあるいは正常な制御演算手段で行っているバックアップ処理を正しく実行できる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明を用いたネットワークシステムの一実施例を図１により説明する。図１は複数の演算部１.１〜１.ｎにより対象システムの処理を分散処理するネットワークシステムの構成図である。本システムでは複数の演算部１.１〜１.ｎ間で必要な情報の通信あるいは情報の記憶には、共有バス２を介して行われ、例えば磁気メモリやＩＣメモリ等の各種記憶手段が用いられる。これらの記憶手段は共有バスに独立に配置しても、各演算部に分散して配置されても良いことは明らかである。なお、図１には示していないが共有バス２でのバス競合が発生しないような調停回路（バスアービタ）が、演算部１.１〜１.ｎあるいは共有バス２に接続された他の回路に含まれている。
【００１７】
各演算部１.１〜１.ｎの個々には共有バス２とは別の、２つの個別バスインターフェイスを備えており、これら２つの個別バスインターフェイスにより隣合う２つの演算部を個別バス３.０〜３.ｎ で直列に接続する。これら個別バス３.０〜３.ｎ には、各々の個別バスが結合される演算部が制御演算処理に必要な入出力回路（Ｉ／Ｏ回路）４０.ａ〜４ｎ.ｎを接続する。つまり、全ての入出力回路４０.ａ〜４ｎ.ｎは何れか２つの演算部によりアクセス可能な構成となる。
【００１８】
ここで、ある１つの個別バスに接続された２つの演算部には、個別バスをアクセスする時にバス競合が発生しないように、各個別バス毎にバスの調停回路が存在する。つまり、個々の演算部１.１〜１.ｎが有する２つの個別バスインターフェイスの各々には、個別バスのバス調停回路を含んでいる。従って、全ての演算部１.１〜１.ｎが正常に運転されている場合には、各々の演算部は決められた分担に従い個別バスに接続された入出力回路からの情報をもとに制御演算処理を実行する。
【００１９】
このような分散処理において、ある演算部が故障した場合には、故障した演算部と個別バスで結合されている他の演算部が、故障した演算部が実行していた演算処理を引き継いで実行する。つまり、故障した演算部と個別バスで結合されている他の正常な演算部は、故障した演算部が正常動作時にアクセスしている入出力回路をアクセス可能なため、故障した演算部の処理を引き継ぐことができ、演算部の故障に対してもシステムを停止することなく連続運転が可能となる。
【００２０】
また、本実施例に示した共有バスと個別バスによる２重化バス構成では、複数の演算部が各々隣合う演算部と個別バスを介して、情報を順次伝送することができるため、共有バスにより伝送されるべき情報を個別バスでも代用可能なことから、共有バスの故障時においてもシステムを停止することなく連続運転が可能となる。
【００２１】
なお、上記実施例における演算部としては、汎用あるいは専用の計算機はもちろんのこと、マイクロコンピュータなど各種の演算機能を有するもので実現される。また、共有バスあるいは個別バスには、パラレル通信手法あるいはシリアル通信手法のいずれの手法でも実現可能であり、また、その仕様としてはイーサネットやＦＤＤＩ等の標準の仕様であっても独自の専用仕様のいずれでも構わないことは明らかである。
【００２２】
更に、共有バスには情報通信手段のほか、共有バスに接続された各制御演算部に共通な入出力回路、あるいは各演算部を統括あるいは各演算部への指令を生成することのできる個別バスを持たない上位の演算部を接続することも可能である。また、各個別バスには入出力回路の他に下位の制御演算手段、あるいは記憶手段などの情報通信手段を接続することも可能である。
【００２３】
本実施例によれば、共有バスと個別バスの２つのバスにより各演算部が通信する情報を分割でき、共有バスの情報量が低減されれるため、共有バスにおける各演算部間でのバス競合が少なくなりシステムの性能向上が図れるという効果がある。また、個別バスにより２つの演算部間での情報通信が可能であることから、共有バスを用いた情報の通信量を削減できるため、安価（低速）なネットワークプロトコルを用いることが可能となり、システムのコストを低減できるという効果がある。また、２系統のバスを持っているため、どちらかのバスに異常が生じた場合にも、他の正常なバスで情報通信のバックアップを行うことができるためシステムの信頼性を向上できるという効果がある。更に、個別バスが複数の演算部間で分割されているため、個別バスあるいは周辺入出力回路の故障においても、故障したバスの影響が他の個別バスに波及することがないため、故障を狭い範囲に抑えることができるという効果がある。
【００２４】
図２は、図１の演算部の詳細な構成の一例を示し、それは演算部が故障した場合のバックアップの回路構成で、その動作は図３のフローチャートにより説明する。
【００２５】
図２の演算部で演算を実行するＣＰＵとしては、マイコンを用い１つの個別バスを隣合う双方のマイコンがアクセスして演算処理を実行させる構成になっている。演算部１.ｎ には、演算を実行するマイコン１００のプログラムやデータを保存するメモリ１０１と、演算部内の周辺素子等とのタイミングを制御するタイミング制御部１０２を持っている。故障検出部１０３は、ウォッチドクタイマエラーやパリティエラー，アドレスエラーなどマイコン１００の故障をはじめ、演算部１.ｎ 内の異常をハードウェア的に検出する。なお、この故障検出部１０３の故障検出信号（ＡＢ）は、自演算部内のマイコン１００に出力し故障時の処理を実行させると共に、個別バスに接続された他の２つの演算部に対しても自演算部の故障を通知する。
【００２６】
共有バスとのインターフェイス手段は、バスバッファ１０４および他の演算部と共有バス上でのバス競合を回避するためのバスアービタ１０５とから構成する。マイコン１００が共有バスをアクセスする時には、他の演算部が共有バスを使用していないことをバスアービタ１０５が検知し、バスバッファ１０４を能動状態にすることで共有バスのアクセスを可能とする。また、バスアービタ１０５はマイコン１００が共有バスをアクセスする時に、他の演算部が共有バスをアクセスしていたときには共有バス獲得までマイコン１００を待たせると共に、マイコン１００が共有バスのアクセス中は、他の演算部が共有バスをアクセスできないように制御する。
【００２７】
一方、２つの個別バスａ，ｂとのインターフェイス手段は、各々の個別バス毎にバスバッファ１０６ａ，１０６ｂおよび、他の演算部と個別バス上でのバス競合を回避するためのバスアービタ１０７ａ，１０７ｂとからなり、その機能は共有バスインターフェイス手段と同一である。
【００２８】
なお、故障検出部１０３が自演算部の故障を検出した場合には、故障検出信号（ＡＢ）により共有バスバッファ１０５ならびに、個別バスバッファ１０６−ａおよび１０６−ｂを非動作状態にすることで、故障した演算部を各個別バスから分離する。
【００２９】
本構成の演算部により、他の演算部が故障した場合のマイコン.ｎ の処理を、図３のフローチャートにより説明する。なお、各マイコンの情報通信には、共有バスに接続されている共有メモリを用いて行われるものとする。
【００３０】
マイコン.ｎの処理内容としては、まず、ステップ２００においてマイコン.ｎ自身が分担する演算処理を実行し、ステップ２０１ではマイコン.ｎ が故障したときに、他のマイコン.ｎ−１ あるいはマイコンｎ＋１が処理をバックアップできるように、マイコン.ｎ のワークデータを共有メモリに格納する。その後、ステップ２０２からステップ２０７に示すマイコン.ｎ−１ に関する処理を行う。
ステップ２０２では、マイコン.ｎ−１ が既に故障しているか否かをフラグにより判別し、故障していなければステップ２０３に移りマイコン.ｎ−１ からの故障検出信号が入力されているかを判別し、入力されていなければマイコン.ｎ−１は正常に動作していることになるため、ステップ２０８からのマイコンｎ＋１に関する処理に移る。
【００３１】
一方、ステップ２０３で故障検出信号が入力された場合には、マイコン.ｎ−１が故障した直後になるためステップ２０４で共有メモリからマイコン.ｎ−１のワークデータを取り込みマイコン.ｎ−１ の処理を実行できるように準備する。その後、ステップ２０５でマイコン.ｎ−１ が故障していることを示すフラグをセットしてステップ２０６に処理を移す。
【００３２】
ステップ２０６では、マイコン.ｎ−１が分担している演算処理をマイコン.ｎが代わって実行し、ステップ２０７でワークデータを共有メモリへ格納する。なお、ステップ２０２でフラグによりマイコン.ｎ−１ が既に故障していた場合には、同様にステップ２０６からの処理を行う。以後、マイコン.ｎ＋１ に関する処理として、ステップ２０２からステップ２０７で示したマイコン.ｎ−１ の処理と同様に、マイコン.ｎ＋１ が故障したときの処理をステップ２０８からステップ２１３で実行することで、マイコン.ｎ＋１ のバックアップを可能にし処理を終了する。
【００３３】
なお、以上の説明から分かるように、あるマイコンが故障した場合には、２つの個別バスで接続された他の２つのマイコンにより、故障したマイコンの処理を分担できる。
【００３４】
本実施例によれば、故障したマイコンの処理を２つのマイコンで処理を分担できるため、バックアップするマイコンの処理増加を半減することができることから、バックアップするマイコンの性能低下と共に、システムの性能低下を抑えられるという効果がある。また、バスバッファにより故障した演算部を各々のバスから分離することで、故障した演算部から誤信号がバスに出力されることを防止できることから、演算部の故障が他に波及されることなく故障範囲を狭い範囲に抑えられるという効果がある。
【００３５】
なお、演算部の詳細な構成は、図２のものに限られるものではない。そこで、さらに図４は、図１の演算部の詳細な構成の一例を示したもので、それは演算部が故障した場合のバックアップの回路構成で、その動作は図５のフローチャートにより説明する。図４において図２と同一符号のものは同一機能を有する。
【００３６】
本実施例において、各マイコンが有する２つの個別バスのうち、正常動作時は一方の個別バスのみを占有してアクセスすることで演算処理を実行するものである。従って、正常動作時において他の一方の個別バスは、その個別バスで接続された他のマイコンにより占有される。そして、他の一方の個別バスで接続されている他のマイコンが故障した時には、他の一方の個別バスをもアクセスできるように切り替え、２つの個別バスを占有することで故障したマイコンの処理を引き継ぐようにしている。つまり、各マイコンは正常動作時にアクセスしない個別バスとで接続されたマイコンに対してのみバックアップ動作を行う。従って正常動作時は、切換器１１０−ｂによりバスバッファ１０６−ｂを非動作状態にすることで個別バスｂを切り離すと共に、切換器１１０−ａによりバスバッファ１０６−ａを動作状態にすることで個別バスａのみを占有して制御処理を実行する。
【００３７】
ここで、個別バスｂに接続されている他の演算部が故障した場合には、個別バスｂから送られてくる他の演算部の故障信号ＡＢ−ｒにより、切換器１１０−ｂがバスバッファ１０６−ｂを動作状態に切り替えることで、個別バスａと個別バスｂの双方のバスを占有することになり、故障した他の演算部の処理をバックアップできる。逆に、自演算部が故障した場合には、故障検出部１０３が出力する故障検出信号（ＡＢ）により、切換器１１０−ａがバスバッファ１０６−ａを非動作状態に切り替えることで個別バスａを切り離す。従って、個別バスａに接続された他の演算部が、自演算部の処理をバックアップする。
【００３８】
以下、図５のフローチャートによりマイコン.ｎ の処理を説明する。なお、各マイコンの情報通信には前記実施例と同様に、共有バスに共有メモリを接続し用いているものとする。
【００３９】
マイコン.ｎの処理内容としては、まず、ステップ３００においてマイコン.ｎ自身が分担する演算処理を実行し、ステップ３０１ではマイコン.ｎ が故障した時に、他のマイコン（本実施例ではマイコン.ｎ−１ となる）が処理をバックアップできるように、マイコン.ｎ のワークデータを共有メモリに格納する。次に、マイコンｎ＋１の故障検出信号が入力されているか否かをステップ３０２で調べ、入力されていたならステップ３０３に進み、マイコン.ｎ＋１ が既に故障していたかを判別する。ステップ３０３で故障検出フラグがセットされていなければ、マイコン.ｎ＋１ は故障直後と判断し、ステップ３０４で故障検出フラグをセットする。
【００４０】
次にマイコン.ｎ＋１ の処理を引き継ぎ実行するわけであるが、各マイコンがサンプリング処理されている場合には、故障したマイコンの処理を負担するだけ処理時間が増加する。そのため、ステップ３０５で処理時間の増加に見合わせてマイコン.ｎ＋１ のサンプリング周期を変更した後、ステップ３０６でマイコン.ｎ＋１ のワークデータを共有メモリから取り出し処理を引き継げる状態にする。
【００４１】
ステップ３０７では、故障したマイコン.ｎ＋１ の処理を実行し、そのワークデータをステップ３０８で共有メモリに格納しマイコン.ｎ の処理を終了する。なお、ステップ３０３で故障検出フラグがセットされていたならば、既に実行されている故障検出直後の処理（ステップ３０４からステップ３０６）を行う必要がないためステップ３０７に処理を移すことになる。
【００４２】
一方、ステップ３０２でマイコン.ｎ＋１ の故障検出信号が入力されていない場合は、ステップ３０９に進み故障検出フラグを判別する。ステップ３０９で故障検出フラグがセットされていたら、それまでマイコン.ｎ＋１ が故障していたものと判断（つまり、故障から復帰）し、ステップ３１０で故障検出フラグをリセットする。マイコン.ｎ＋１ が故障中は、その処理負担増加に見合い変更していたサンプリング周期を、ステップ３１１で正常時の状態に戻して処理を終了する。なお、ステップ３０９で故障検出フラグがリセット状態であれば、マイコン.ｎ＋１ は正常に動作していることになるため処理を終了する。
【００４３】
本実施例においては、マイコンの正常動作時には一方の個別バスのみをアクセスするため、各マイコンが有する２つの個別バスにはバス競合が発生せず、個別バスインターフェイス回路にバスの調停回路が必要なくなり、ハードウェアが簡単になるという効果がある。また、個別バスでのバス競合によるマイコンの稼働率を低下させないため効率を向上できるという効果がある。更に、正常なマイコンは故障したマイコンの処理を負担した時に、その負担増加に伴う処理時間の増加に見合いサンプリング周期を変更するため、安定にシステムを運転できるという効果がある。
【００４４】
次に、上記実施例において演算部間でのソフトウェアによる相互監視方法、および共有バスと個別バスの診断方法の一実施例を図６に示す構成図と図７のフローチャートにより説明する。なお、図６において図１と同一符号のものは同一機能を有する。
【００４５】
本実施例では、共有バスの診断データと個別バスの診断データを比較判別して診断を行う。従って、共有バスでの情報通信手段と，各個別バス毎の情報通信手段が必要となり、図６の構成において共有バスでの通信手段として共有メモリ５を用い、２つの演算部間での通信手段として各個別バスに接続された個別メモリ６.１〜６.ｎを用いて行う。このことから、演算部ｎは、演算部ｎ−１と演算部ｎ＋１との２つの演算部とで相互診断を行うことになる。
【００４６】
以下、演算部としてマイコンを用いた時の、マイコン.ｎ の処理内容を図７のフローチャートを用いて説明する。なお、上述のようにマイコン.ｎ は、マイコン.ｎ−１とマイコン.ｎ＋１の２つのマイコンと相互診断を行うものであるが、処理内容は同一のため図７ではマイコン.ｎ−１ についてのみ説明する。なお、本実施例において各マイコンは診断データとして、ある決められた規則に従った同一データを（ＣＤ.ｎ−１）および（ＬＤ.ｎ−１）として共有メモリと個別メモリに出力する。
【００４７】
マイコン.ｎ の処理内容としては、まず、ステップ４００においてマイコン.ｎ−１が出力した診断データ(ＣＤ.ｎ−１）を共有メモリから取り込んだ後、ステップ４０１ではマイコンｎ−１が出力した診断データ(ＬＤ.ｎ−１）を取り込み、ステップ４０２で（ＣＤ.ｎ−１）と（ＬＤ.ｎ−１）の２値が等しいか否かを判別する。
【００４８】
ステップ４０２で２値が等しいと判別された場合は、共有バスおよび個別バスとも正常と判断し、処理をステップ４０３に移し正常時のマイコン.ｎ の処理を実行する。その後、ステップ４０４においてマイコン.ｎ 自身の診断データとして、同一の値を共有メモリと個別メモリに出力し処理を終了する。
【００４９】
一方、ステップ４０２で２値が等しくないと判別された場合は、ステップ405からの異常時の処理を実行する。ステップ４０５では共有メモリ側のデータである(ＣＤ.ｎ−１）が、前述のある規則に沿ったデータであるか否かの妥当性をチェックし、正しければ個別バス側のデータが誤っているため、個別バス.ｎ−１が故障しているものとしてステップ４０６に移る。
【００５０】
ステップ４０６では故障と判別された個別バス.ｎ−１をマイコン.ｎから切り離した後、ステップ４０７で個別バス.ｎ−１が故障した場合のマイコン.ｎの処理を実行する。また、故障した個別バス.ｎ−１ で通信されていたデータを、ステップ４０８で共有バスを用いて通信を代行させた後、ステップ４０９で共有メモリに対してのみ、診断データを出力し個別バス.ｎ−１ の故障時の処理を終了する。
【００５１】
また、ステップ４０５で(ＣＤ.ｎ−１）の値が不当な値であった場合にはステップ４１０に処理を移し、個別メモリ側の診断データである(ＬＤ.ｎ−１）を、前述と同様に妥当性をチェックする。ステップ４１０において診断データ(ＬＤ.ｎ−１）が正しければ、共有バス側のデータが誤っているため、共有バスが故障しているものと判断しステップ４１１に移る。
【００５２】
ステップ４１１では共有バスが故障した場合のマイコン.ｎ の演算処理を実行した後、ステップ４１２において共有バスで通信されていたデータを、個別バス.ｎ−１および個別バス.ｎで代行して通信を行う。その後、ステップ４１３で個別メモリに対してのみ、マイコン.ｎ の診断データを出力し共有バス故障時の処理を終了する。
【００５３】
また、ステップ４１０において診断データ(ＬＤ.ｎ−１）が誤っていた場合には、共有バス側および個別バス側の両データが共に誤っているため、マイコン.ｎ−１自体が故障しているものと判断しステップ４１４に移る。ステップ４１４ではマイコン.ｎ−１ が、共有バスと個別バスに誤信号を出力しないようにマイコン.ｎ−１を各バスから切り離した後、ステップ４１５でマイコン.ｎ−１が故障したときのマイコン.ｎ の処理を実行する。最後に、ステップ４１６において他の正常なマイコンとの診断データとして、同一の値を共有メモリと個別メモリに出力し処理を終了する。
【００５４】
なお、本実施例において診断データを数回確認する方法や、メモリとの送受信の完了フラグ等を設けることで、他のマイコンとの診断データ受渡しタイミングのずれを回避する方策を用いることも可能である。また、検出した故障個所を記憶すると共に表示することも可能であり、故障の記憶により故障時の故障個所の判別を行う処理を重複させることなく、処理の簡略化を実現できる。
【００５５】
本実施例において、複数の演算部間で共有バスと固有バスの２系統で診断データを交信し、その診断データを比較判別することにより、各演算部の故障などの相互監視と２系統のバスの各々の監視をソフトウェアで同時に実現できると共に、演算部あるいはバスのいずれの故障に対してもバックアップできることから、無停止運転が可能となりシステムの信頼性を向上できるという効果がある。また、各個別バスに情報通信手段を設けた場合には、個別バスで結合された２つの演算部でのみ使用される情報を、共有バスを介さずに通信できることから共有バス上のデータ量が削減されるため、各演算部の稼働率を向上できシステムの性能向上を図れるという効果もある。更に、故障発生時の故障要因の判別と，故障個所の表示により保守が容易になるという効果もある。
【００５６】
次に、本発明を用いたネットワークシステムの他の実施例を図８により説明する。なお、図８において図１と同一符号のものは同一機能を有する。本実施例において各演算部７.１〜７.ｎが有する２つの個別バスと，各個別バスに接続される入出力回路（Ｉ／Ｏ）の構成は図１と同一であるが、共有バスの形態が異なるため、以下、共有バスおよび各演算部７.１〜７.ｎの共有バスインターフェイスの構成方法について説明する。
【００５７】
演算部７.ｎ は共有バスインターフェイスとして、２つの共有バスバッファ  １０.ｎ１および１０.ｎ２を含んでおり、これら２つの共有バスバッファを演算部７.ｎ内で相互接続し、更に、演算部７.ｎの内部バスとも内部バッファ１０.ｎ３を介して接続する。なお、図１の構成と同様に内部バッファ１０.ｎ３ には、共有バス２.１〜２.ｎでのバス競合が発生しないような調停回路が含まれている。これら２つの共有バスバッファのうち、一方の共有バスバッファは他の演算部の一方の共有バスバッファと接続し、また、他の一方の共有バスバッファは別の他の演算部の一方の共有バスバッファと接続する。つまり、共有バスは個別バスの接続方法と同様に、各演算部間を複数の共有バス２.１〜２.ｎにより直列に接続される。本システムが正常に動作しているときには、各演算部にある２つの共有バスバッファは共に動作状態にあるため、各演算部からは複数の共有バス  ２.１〜２.ｎを１本のバスとして扱うことができ、図１と同様のシステムとなる。
【００５８】
本構成において演算部７.ｎ に故障が生じた場合には、２つの共有バスバッファ１０.ｎ１および１０.ｎ２は動作状態のままとし、内部バッファ１０.ｎ３ のみを非動作状態にする。これにより、他の正常な演算部に影響を与えることなく故障した演算部のみを共有バスから分離できる。また、複数の共有バス２.１ 〜２.ｎのうち、いずれか１本が故障した場合、例えば、共有バス２.１が故障したときには当該故障バスのみを分離する。つまり、故障した共有バス２.１ と接続されている共有バスバッファ１０.１２と１０.２１を非動作状態にすることで、故障した共有バス２.１のみを分離する。ここで、共有バス２.１と同じ演算部間を結ぶ個別バス３.１ を用いて、２つの演算部が転送処理を負担することで、故障した共有バス２.１ のバックアップを可能とし、システムを停止することなく運転を続行できる。
【００５９】
本実施例によれば、共有バスが演算部間で分離できる構成となっているため、共有バス故障の影響が全ての演算部に波及することなく、故障範囲を狭い範囲に抑えることができるという効果がある。また、故障以外の共有バスは正常時と同様に動作できるため、システム性能の低下が少なくなるという効果もある。更に、故障バスの修理や交換といった保守作業も、他の共有バスに影響を与えないため保守の効率化が実現できるという効果もある。
【００６０】
次に、本発明を用いたネットワークシステムの他の実施例を図９により説明する。なお、図９において図１と同一符号のものは同一機能を有する。本実施例は図１に示すネットワークシステムを階層化構造にしたものである。つまり、図９における上位の演算部１.１と１.２のみが共有する個別バス３.１ には、複数の下位の演算部１１.１〜１１.ｎを接続し、下位の演算部１１.１〜１１.ｎにとっては個別バス３.１ を共有バスとして扱う構成である。
【００６１】
また、演算部１１.１〜１１.ｎの各々は、上位の演算部１.１および１.２と同様に２つの個別バスインターフェイスを持ち、各々の個別バスインターフェイスを複数の個別バス３１.０〜３１.ｎ で直列に結合する。更に、個別バス３１.０〜３１.ｎ には下位の演算部１１.１〜１１.ｎが、制御演算処理に必要な入出力回路（Ｉ／Ｏ）４０.０〜４０.ｎを接続し、階層化構造のネットワークシステムを構築する。
【００６２】
なお、本実施例において個別バス３.１ には下位の演算部１１.１〜１１.ｎのみを接続しているが、上位の演算部１.１および１.２に固有の入出力回路、あるいは個別バス３.１ に接続された下位の演算部１１.１〜１１.ｎに共通の入出力回路を接続することもできる。また、本実施例では演算部を２階層としたネットワークシステムについて示したが、同構成により対象システムに応じたｎ（ｎは２より大きい整数）階層を実現できる。更に、各階層の共有バス及び個別バスの仕様を同一とすることで、各階層の演算部および入出力回路の共通化が可能である。なお、本実施例に示した階層化構造のネットワークシステムにおいても、前述した演算部あるいはバスの故障に対するバックアップ手法が適用されることは明らかである。
【００６３】
本実施例によれば、制御を行うネットワークシステムを階層化することにより、対象システムに応じて自由に階層数が換えられると共に、各階層の演算部を最適な規模で実現できるという効果がある。また、各階層でのバス仕様を統一化することで、各階層での演算部あるいは入出力回路の標準化ができるという効果がある。
【００６４】
次に、本発明を用いたネットワークシステムの他の実施例を図１０により説明する。なお、図１０に示すその他の個別バスあるいは入出力回路で、図１と同符号（′符号も同様）は同一機能を有する。本実施例は図１に示す水平分散型ネットワークシステムを複数有するシステムにおいて、各々の水平分散型ネットワークシステムの演算部間を、第３の個別バスで結合することで、複数の水平分散型ネットワークシステム間の情報を通信するものである。
【００６５】
つまり、図１０における２つの水平分散型ネットワークシステムが有する各演算部１.１および１.２（あるいは１.１′および１.２′）は、ネットワーク内の演算部間を直列に結合する２つの個別バスインターフェイスのほかに、新たに第３の個別バスインターフェイスを設ける。そして、演算部１.１(あるいは１.２)の第３のインターフェイスと，演算部１.１′（あるいは１.２′）の第３のインターフェイス間を、第３の個別バス３.０１（あるいは３.１２）で結合することで、２つの水平分散型ネットワークシステム間の情報通信を行うものである。
【００６６】
従って、システム構成としては２つの水平分散型ネットワークシステムを、対称に個別バスで結合した形になっている。なお、本実施例では全ての演算部が個別バス３回路を持ち、互いのネットワーク間を結合しているが、ネットワーク間で情報通信が必要となる演算部のみを、第３の個別バスで結合させる構成も可能である。更に、前記第３の個別バスに入出力回路を接続することもできる。
【００６７】
本実施例によれば、複数のネットワークシステム間での情報通信において、情報を必要とする演算部間での直接通信あるいは資源の共有化が可能であることから、他の演算部に必要のないデータを共有バスで通信する必要がないため、情報通信の高速化が実現できると共に、共有バスの利用率を抑制でき各演算部の稼働率を向上でき、各ネットワーク毎の運転効率を向上できる効果がある。
【００６８】
次に、本発明を用いたネットワークシステムの他の実施例を図１１により説明する。なお、図１１において図１と同一符号のものは同一機能を有するものである。２つの演算部１.１と１.２が持つ２つの個別バスインターフェイスを、２つの個別バス３.１と３.２で直結することで個別バスの２重化を行う。２重化された個別バス３.１と３.２の各々には、入出力回路４０.ａ〜４０.ｎ および４１.ａ〜４１.ｎが接続される。
【００６９】
これら入出力回路の各々は切替器９.１〜９.ｎに入力され、１つの切替器には異なる個別バスから同一機能を有する入出力回路が接続される（例えば、切替器９.ｎ と接続される入出力４０.ｎと４１.ｎは同一機能を有する）。つまり、各々の切替器はどちらか一方の入出力回路を選択するもので、どちらか一方の演算部あるいは個別バスまたは入出力回路が故障した場合においても、正常な機能と接続されている側を選択することによって、システムを停止することなく対象システムの処理を実行することができる。従って、演算部１.１および１.２が実行する処理内容としては、各入出力回路に対して同一演算処理を実行するものである。
【００７０】
なお、本実施例における切替器の切替方法としては、故障信号によるハードウエア的な切り替え（但し、正常時はどちらか一方に規定される）、または、双方の個別バスが接続される演算部からの指令による切り替えなどによる。また、演算部の個別バス獲得方法としては、前述の図２あるいは図４のどちらの構成でも実現できることは明白である。更に、入出力回路は２重化されているが、２重化の必要のない入出力は単独に接続しても構わない。
【００７１】
本実施例によれば、１つの共有バスと２つの個別バスを有する演算部の構成を変えることなく、個別バスと入出力回路の２重化が実現できるため、個別バスあるいは入出力回路の故障に対しても、対象システムを停止することのない信頼性の高いシステムが簡単に実現できるという効果がある。
【００７２】
次に、上述したネットワークシステム、あるいはマルチプロセッサシステムを応用した例として、本発明の基本である図１の構成と対応させた１０の例を表１に示し、以下その各々の応用例について説明する。
【００７３】
【表１】
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【００７４】
まず、表１のＮo.１は、鉄道交通システムの鉄道路線の情報制御に本発明を適用したものである。対象となる路線内で核となる主要な駅（あるいは制御室）の情報処理機器を、路線全域に渡る共有バスに接続し運行情報などを通信する。また、各々の核駅間を個別バスで結合し、核駅間に存在する地方駅や信号機，遮断機を、個別バスに接続されるＩ／Ｏとすることで、路線全域の運行管理や制御を行うものである。なお、個別バスに接続される入出力機器として情報端末機器などを接続することで、座席予約システムなどの情報通信ネットワークとしても応用が可能である。
【００７５】
本応用例では路線全域に渡る共有バスの故障に対しても、複数の個別バスを経由して情報を通信できると共に、核駅にある情報処理機器の故障に対しても、個別バスで接続された他の核駅にある情報処理機器がバックアップできる構成となるため、バスおよび情報処理機器の故障においてもシステムを停止することなく連続運転が可能となる効果がある。
【００７６】
次に、表１のＮo.２は鉄道車両の車両内制御装置に本発明を適用した例であり、図１２に詳細な応用例を示す。連結された車両数をｎとし、各車両毎の制御装置を全車両共通の共有バス２で結合すると共に、各車両に設けた車両制御部１１.１〜１１.ｎの相互を複数の個別バス３.１〜３.ｎで結合する。各個別バスに接続される機器としては車両毎に異なるが、扉制御，空調機制御，照明制御，駆動モータ制御装置といった下位の制御部がある。共有バス２には車両速度指令や、各車両毎の温度設定値などが通信され、それぞれの指令値に従い各車両内の制御装置が処理を実行する。
【００７７】
なお、図１２において最後尾車両の個別バス３.ｎと先頭車両の個別バス３.０を接続することにより、各個別バスに接続される全ての機器は２つの車両制御部から制御可能となり、車両制御部の故障に対しても運転の継続が実現できる。なお、共有バスで伝送される情報としては、ラジオ回線や電話回線などの車内サービスとしても利用できる。なお、本応用において各車両制御部は車両内全ての下位の制御部を管理しているが、他の車両にある下位の制御部を分担するなど、その分担方法は自由に設定できることは明らかである。
【００７８】
次に、表１のＮo.３は鉄鋼の圧延設備において、複数の圧延スタンド制御に本発明を適用した例である。複数圧延スタンドの個々に設置された制御装置を共有バスで結合すると共に、各個別バスには各々の圧延スタンドを制御する圧延ロール駆動装置や圧下駆動装置などが接続される。全圧延スタンド間にまたがる共有バス２には、各圧延スタンドのロール速度や圧下速度といった各種指令値、あるいは各圧延スタンドの運転状況などの情報が通信され、複数の圧延スタンド間の協調制御が実現できる。
【００７９】
本応用例では、複数の圧延スタンドの制御装置のうち、１つの制御装置が故障した場合のバックアップが可能になる他、個別バスにより２つの圧延スタンド間でのキメ細かな情報通信ができるため、圧延スタンド間の協調制御が容易になる効果がある。
【００８０】
表１のＮo.４は、製鉄所において上述のＮo.３よりも更に上位の圧延設備に本発明を適用した例である。製鉄所における加熱炉や圧延機をはじめとする各種設備に設けられている制御部を共有バスで接続し、製鉄所内の各設備の運転指令や運転状況などの情報が通信される。また、各設備間を結合する個別バスには各設備内の下位の制御装置、例えば加熱炉の温度制御装置あるいは圧延機の板厚制御装置や張力制御装置などを接続するものである。なお、本例に示した個別バスを上記Ｎo.３に示した圧延設備の共有バスとして上記Ｎo.３のシステムを接続することで、Ｎo.４のシステムを上位としＮo.３のシステムを下位とした、製鉄所における圧延機制御システムを、図９に示す階層構造を持つシステムに構築できる。
【００８１】
表１のＮo.５は火力発電所の設備に本発明を適用した例である。火力発電所におけるボイラやタービンをはじめとする各種設備に設けられている制御部を共有バスで接続し、発電所内の各設備に対する運転指令や運転状況などの情報が通信される。また、各設備間を結合する個別バスには各設備内の下位の制御装置、例えばボイラの蒸気圧制御装置や温度制御装置、あるいはタービンのタービン圧力制御装置などが接続されるものである。
【００８２】
表１のＮo.６は広域な計算機ネットワークシステムに本発明を適用した例として、銀行のオンラインシステムについて説明する。銀行の本店や各支店に設置された計算機の全てを共有バスで結合すると共に、個別バスは距離的に近い支店間（あるいは本店と支店間）を相互に結合するものである。また、個別バスには、本店あるいは支店に設置されたオンラインＣＤ端末や窓口端末、または、本店あるいは支店が管轄する出張所の端末機器が接続される。
【００８３】
従って、各端末機機は２つの計算機による管理が可能になると共に、全国規模の情報通信には共有バスを用い、特定地域での比較的狭い地域での情報通信には個別バスを用いることで、顧客に対して高速なサービスを提供できるという効果がある。
【００８４】
表１のＮo.７は狭い範囲における計算機ネットワークシステムに本発明を適用した例として、建屋内ＯＡシステムのネットワークについて説明する。共有バスには建家内のトータルシステムを管理するホストの計算機と、各階に設置されたネットワークコントローラが接続される。これらネットワークコントローラから出力される個別バスは、各階に配線され他の上下階のネットワークコントローラと結合される。従って、各階に設置されるワークステーションやパソコン，プリンタなどのＯＡ機器は２つの階にあるネットワークコントローラから管理されることができるため、ネットワークコントローラの故障に対しても各ＯＡ機器は運転を続行できる構成となる。
【００８５】
表１のＮo.８は本発明を適用したマルチプロセッサを用いた機器の制御装置として、モータ制御装置に応用したシステムについて説明する。また、制御装置における制御ユニットのプリント回路板、あるいはバスの配線方法の具体例を図  １３に示す。本例におけるモータ制御装置の演算部としては、速度制御や電流制御など各制御ブロック毎にマイコンを用いたマルチプロセッサシステムを構成しており、各々の演算部あるいは機能毎の入出力回路が１枚のプリント回路板で実現されている。個別バスに接続される入出力回路としては、電流検出回路などのアナログ信号処理回路や、エンコーダパルスの処理回路あるいは電力変換器へのＰＷＭパルス出力回路などがあり、各々のプリント回路板は制御処理を実行するマイコンに対応した個別バスに接続される。これらプリント回路板の制御ユニットへの実装方法の一例として、図１３のように構成することができる。なお、図１３では複数制御ユニットに拡張できる構成を示しているが、単一ユニットで使用することも可能である。
【００８６】
図１３において２つの制御ユニット５０，６０には、各々３枚のマイコンを含んだプリント回路板（以下、マイコンボードと称す）５１〜５３，６１〜６３と、それらの間に入出力回路のプリント回路板５１１〜５３２，６１１〜６３２が配置されバックボードにより接続される。各制御ユニット内で上述の各プリント回路板が接続されるバックボードには、上部に共有バスが配線されると共に、下部に複数の個別バスがマイコンボード毎に互い違いに配線されることで、マイコンボードと入出力回路が、１つの共有バスと２つの個別バスに接続される。
【００８７】
このような実装方式とすることで、各個別バスおよび入出力回路は、隣合う２つのマイコンボードに共有されることになり本発明の構成を実現できる。なお、全マイコンボードに共通な入出力回路を接続する場合には、入出力回路内に共有バスインターフェイスを設けてバックボードと接続することで実現されることは明らかである。また、別の制御ユニットに拡張する方法としては、ドライバやレシーバを含む拡張ユニット５５，６５から出力される拡張バスを接続することで実現される。つまり、共有バスの拡張バスポートであるＣＡ１，ＣＢ１とＣＡ２，ＣＢ２を、また、個別バスの拡張バスであるＬＡ１，ＬＢ１とＬＡ２，ＬＢ２を、それぞれ制御ユニットが直列になるように接続することで、２ユニット以上の拡張が可能である。また、制御ユニットの拡張数を２ユニットに限定した場合には、共有バスの拡張バスは１ポートで充分で各々を直結し、個別バスは２つの拡張ポートのうちＬＡ１とＬＢ２，ＬＢ１とＬＡ２を結合することで全てのマイコンボードがリング状に接続されるため、各々の入出力回路は２つのマイコンで管理されることになる。
【００８８】
なお、本応用例ではモータ制御装置について述べたものであるが、電力変換装置などパワーエレクトロニクス制御装置を始めとする、マルチプロセッサシステムを適用した各種制御装置にも適用可能である。更に、２つの個別バスを２つのマイコンボード間で並行して配線されるようにバックボードを構成した場合には、図１１に示すような個別バスおよび入出力回路をも２重化した制御装置の構成を、同一仕様のマイコンボードで実現することができる。
【００８９】
表１のＮo.９は道路を通行する自動車通行量を監視または制御する、道路交通システムに本発明を適用した例である。道路上の主要交差点に演算部を置き、主要交差点間を接続する個別バスには主要交差点間の信号機や交通量監視装置などを設置する。各地点に設置された交通量監視装置からの交通量、あるいは信号機の操作情報などを共有バスで伝送し、各演算部が信号機を操作することにより交通量を制御し、渋滞の少ないスムーズな通行を実現できる。
【００９０】
表１のＮo.１０は電力ネットワークシステムにおいて、特に家庭への給電システムに本発明を適用した例を説明する。複数の配電所は共通の電力母線から電力が供給され、配電所間を結ぶ支線から各家庭に電力を供給するものである。つまり、支線には複数の柱上トランスが設置され、柱上トランスから各家庭へ所定の電圧を供給するものである。
【００９１】
従って、各支線は２か所の配電所から電力の供給が可能となる電力ネットワークシステムを構築でき、配電所の故障に対しても各家庭への停電を防止することができる。また、配電所から出力する支線を３本とし、うち１本を他の電力ネットワークシステムの配電所と結合し、つまり図１０に示しすように複数の電力ネットワークシステムを結合する構成とすることで、１つの電力ネットワークシステムの電力母線が故障した場合においても、他の電力ネットワークシステムの電力母線から配電所を介して電力の供給を続行できる電力ネットワークシステムを実現できる。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の制御演算機能を有するネットワークシステムにおいて、共有バスと個別バスを有する２重バス構成であり、各制御演算機能に固有な入出力回路を個別バスに接続することで、バス上の競合が少ない高速なシステムを可能とし、各々の個別バスは２つの制御演算機能と接続され共有されるために、各個別バスに接続された入出力回路は一方の制御演算機能が故障した場合にも、他の一方の制御演算機能からもアクセスできるため、制御演算機能の故障に対しても個別バスと接続された正常な制御演算機能が故障した制御演算機能の制御処理を引き継ぐことが可能となり、制御演算機能の故障に対しても多重化あるいは冗長化することなく最小限の構成でシステムの無停止運転が可能となり、信頼性の高いシステムを構築できるという効果がある。
【００９３】
また、制御演算機能は２つの個別バスインターフェイスを持ち、各々の個別バスインターフェイスは異なる他の制御演算部と直列に接続されるため、全ての制御演算部の構成を標準化でき、システム規模に応じた制御演算機能の拡張が容易に実現できるという効果がある。
【００９４】
また、各々の個別バスは２つの制御演算機能でのみアクセス可能であることから、システム規模が大きくなり制御演算機能の数が増えた場合にも、各制御演算機能の処理能力の低下を抑えることができ、高性能なシステムを実現できるという効果がある。
【００９５】
更に、共有バスと個別バスの２系統の情報通信手段を用いて診断データの出力と判別を行うことにより、演算部の相互診断および共有バスあるいは個別バスの故障診断をソフトウェアで実現できると共に、故障した演算部またはバスのバックアップを、他の演算部あるいはバスで実現できることから、信頼性の高いシステムを構築できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したネットワークシステムの一実施例の構成図。
【図２】図１の演算部の構成図。
【図３】図１の演算部が図２で構成され、演算部が故障した場合のバックアップ処理を説明するフローチャート。
【図４】図１の演算部の構成図。
【図５】図１の演算部が図４で構成され、演算部が故障した場合のバックアップ処理を説明するフローチャート。
【図６】本発明の他の実施例であるネットワークシステムの構成図。
【図７】図６のシステムにおける診断方法を説明するフローチャート。
【図８】本発明の他の実施例であるネットワークシステムの構成図。
【図９】本発明の他の実施例であるネットワークシステムの構成図。
【図１０】本発明の他の実施例であるネットワークシステムの構成図。
【図１１】本発明の他の実施例であるネットワークシステムの構成図。
【図１２】本発明を鉄道車両の制御に応用した場合の詳細な構成図。
【図１３】本発明を適用した制御装置における制御ユニット回路の具体的構成図。
【符号の説明】
１.１〜１.ｎ…演算部、２…共有バス、３.０〜３.ｎ…個別バス、４０.ａ 〜４０.ｎ …制御演算処理に用いる入出力回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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