[发明专利]总线核对型处理装置及方法

说明书

本发明是关于铁道控制等要求安全性的计算控制用处理装置、特别是总线核对型处理装置及方法的发明。

在进行铁道车辆等控制时，由于错误运算而造成控制错误时存在与直接涉及人命的事故相关的危险，因而要求运算控制有故障自动保险性。为此，已有某些方式的故障自动保险运算装置或控制装置被研制出来并已实用化。其一是，电路本身故障自动保险，或者组成故障自动保险，以前的继电器电路为其代表。但随着控制功能的发展，现在的故障自动保险结构限于直接连接在控制对象上的部分。

第二种方法是，运算处理由微电脑等没有故障自动保险的硬件执行，再用某些手段对该硬件或其输出结果进行核对，以此构成达到检查出故障的结果，消灭不安全性的装置或系统的方法，这种方式现在正在成为主流。这种方法如前所述，也可以大致分为内装故障检测电路的自诊断型的方式和送算装置多机化、比较核对多个该装置的动作，检查故障的方式。其中有为了监视处理装置CPU的运算，达到该运算进行无误的目的，经常比较双机化、同步运作的处理装置CPU的总线，在出现不一致时使处理停止的所谓总线核对型处理装置。

这种总线核对型处理装置的构成方法有，以比较器不出故障为前提，只检查处理装置的故障的方式和按照比较器发生故障时也停止运算的要求构成的故障自动保险总线核对方式，本发明是关于这种故障自动保险总线核对方式的发明。

这种故障自动保险总线核对方式中有核对逻辑电路做成故障自动保险的方式，其中有被称为二线逻辑(或称自较验型校验逻辑)的，该方式最终用2比特的信号表示核对结果、2比特信号为(1，0)或(0，1)的组合的情况为正常，(0，0)或(1，1)的组合为异常，其目的在于对包含核对电路自身的故障在内进行核对，以达到故障自动保险。但是判断结果是静态的，所以因故障而常常固定于(0，0)或(1，1)时存在不能可靠地查出异常状况的问题。作为其改良、研究出使其发生模拟差错信号，使判断结果成为动态的方式(参考文献：中村等人的“保安控制计算机系统的容错设计”、铁道总研报告Vol.7，No.5，93.5)。

现在的一个办法是所谓摆动型核对逻辑的方法，该方法对于每一应该核对的总线的对应比特，使该比特数据反相，再用表示该结果的信号使两个双稳态多谐振荡器构成的移位寄存器左右移位，带来该双稳态多谐振荡器的状态0，1交互反转的结果被看作是比较对象一致，该反转停止的情况则表示包含不一致，有故障，又用交流放大器将该反转信号功率放大，将其整流驱动继电器，因而该判定动作是动态的，在故障发生的情况下，包括核对电路的故障在内，都可实现故障自动保险检测(参考文献：中村等人、具有内部三机系统结构的故障自动保险计算机系统的开发”、电气学会论文志Vol.102.c4，1982.4.)。

如上所述，已有的技术，为了提高总线核对型处理装置故障检测的故障自动保险性、可以按照使判断结果为0，1交替的信号的要求来构成逻辑电路，借助于此可以提高故障自动保险性。但无论哪一种方式都存在核对逻辑电路变得复杂，电路规模变大。同时，核对所需要的逻辑电路滞后时间造成总线周期增大，必须牺牲处理装置的性能等问题。特别是近年来，微电脑的性能明显提高，而且总线的周期过去是1μs左右而现在比它提高了数十倍，性能已经提高到与简单的门逻辑电路的延迟时间同等程度。

本发明的目的在于提供一种在核对逻辑电路中不使用特别的逻辑元件，使用通常的非故障自动保险核对逻辑，实现故障自动保险核对的总线核对型处理装置及方法。

为了达到所述目的，本发明提供的总线核对型处理装置具备使两个双机系统处理装置同步动作，对双方的总线进行比较核对的总线核对逻辑电路，在所述两个双机系统处理装置的总线上的数据中发生不一致时检测出所述不一致，其特征在于：具有使间歇性诊断起动的定时器，由该定时器起动，将包括不一致数据在内的测试数据串提供到总线上的所述两个双机系统处理装置，以及监视所述总线核对逻辑电路对该测试数据的响应的诊断控制电路；该诊断控制电路在所述总线核对逻辑电路对所述测试数据的响应呈现预先规定的动作时，在所述间歇性诊断处理的每一周期，输出表示数据的一致状态的判定信号。