説明

セレクタ装置

【課題】入力信号が連続信号である場合にも事前に自己の故障を検出可能なセレクタ装置を提供する。
【解決手段】セレクタ部10は、同一のチップに形成された第1セレクタ回路11および第2セレクタ回路12を含んでいる。第1セレクタ回路11は、入力ポート#0,#1から入力される信号のうちの1つを選択して出力ポート20に出力する。第2セレクタ回路12もまた、複数の入力ポートから入力される信号のうちの1つを選択して故障検出部13に出力する。故障検出部13は、第2セレクタ回路12から出力される信号の有無を判定することにより、セレクタ部10の故障を検出する。第1セレクタ回路11と第2セレクタ回路12とはチップ上に近接して形成されていることが望ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば通信システムの冗長化に用いられるセレクタ装置に関し、特に、セレクタ装置の故障検出のための自己監視機能に関するものである。
【背景技術】
【0002】
例えば通信システムの信頼性向上のための手法として「冗長化」の技術が知られている。冗長化された通信システムは、信号経路を必要最小限の数よりも多く備えており、ある一の信号経路に故障が生じても他の信号経路に切り替えて通信を継続できるよう構成される。つまり、冗長化された通信システムでは、複数個の信号経路が同時に故障しない限り通信を継続できるため、信頼性・可用性(アベイラビリティ)に優れている。
【0003】
システムの冗長化においては、信号経路を切り替えるためのセレクタ装置が使用される。セレクタ装置の動作信頼性を向上させるために、自己の動作を監視して自己の故障検出を行うセレクタ装置が提案されている。自己監視機能を有する従来のセレクタ装置にあっては、セレクタ装置が自身の出力信号を監視することで故障を検出していたため、信号経路を切り替えるよう実際に動作させて初めて故障が検出されていた。つまり、セレクタ装置に故障が生じていても、切替動作が実際に行われた後でなければ、システムの管理者あるいは使用者はその故障を知ることができなかった。
【0004】
セレクタ装置に故障が生じていてもそれを事前に知ることができない場合、信号経路に故障が生じてもセレクタ装置の故障が原因で他の信号経路に切り替えることができずに、信号の伝達が途絶えてしまうことになりかねない。つまりシステムの可用性の低下を招いてしまう。
【0005】
また、セレクタ装置の入力ポートから監視用信号を入力し、当該セレクタ装置の出力ポートにその監視用信号が正しく現れるか否かをチェックすることで、自己の故障を検出するセレクタ装置も提案されている(例えば特許文献1)。このセレクタ装置であれば、実際に信号経路の切り替えを行うことなく、前もってセレクタ装置の故障を検出することができる。
【0006】
【特許文献1】特許平6−164622号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし特許文献1のセレクタ回路のように、入力ポートに監視用信号を入力するには、入力信号に監視用信号を挿入するための空き区間(空き期間)があることが条件になる。即ち入力信号が空き期間の無い連続信号(例えばクロック信号など)であるようなケースには適用することができない。
【0008】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、入力信号が連続信号である場合にも事前に自己の故障を検出可能なセレクタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係るセレクタ装置は、同一のチップに形成された第1セレクタ回路および第2セレクタ回路を含むセレクタ部と、前記セレクタ部の故障を検出する故障検出部とを備え、前記第1セレクタ回路は、複数の入力信号から1つを選択して出力ポートに出力し、前記第2セレクタ回路は、前記複数の入力信号から1つを選択して前記故障検出部に出力し、前記故障検出部は、前記第2セレクタ回路の出力信号に基づいて前記セレクタ部の故障を検出するものである。
【発明の効果】
【0010】
第1セレクタ回路と第2セレクタ回路とは同一チップに形成されているため、第1セレクタ回路の故障時には高い確率で第2セレクタ回路も正常に動作しなくなる。従って、故障検出部は、第2セレクタ回路の出力信号に基づいて、第1セレクタ回路の故障、即ちセレクタ部の故障を高い確率で検出することができる。つまり出力ポートに現れる出力信号を監視しなくともセレクタ部の故障の検出が可能であるので、信号経路の故障に伴う切替動作を行う前に、セレクタ装置自身の故障を検出することができる。さらに、信号の空き期間に監視用信号を挿入する必要が無いため、クロック信号のような連続信号を伝達するための信号経路の冗長化にも用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
<実施の形態1>
図1は本発明に係るセレクタ装置が適用されるシステムの一例を示す図であり、冗長化された通信装置の構成の一例を示すブロック図である。当該通信装置は、各信号経路が二重化されたいわゆる1+1冗長系システムを構成している。
【0012】
当該通信装置は、各々二重化された受信インタフェース部101、スイッチ部102、送信インタフェース部103およびクロック生成部104を有している。それに伴い、受信インタフェース部101とスイッチ部102との間の信号経路である信号線111、スイッチ部102と送信インタフェース部103との間の信号経路である信号線112、およびクロック生成部104が受信インタフェース部101、スイッチ部102並びに送信インタフェース部103のそれぞれにクロック信号を送るための信号経路である信号線113もまた二重化されている。
【0013】
受信インタフェース部101とスイッチ部102との間の信号線111および、スイッチ部102と送信インタフェース部103との間の信号線112でやり取りされる信号は、一定長のデータ信号(例えば「セル」や「パケット」と呼ばれる)に分割された状態で伝送されており、即ち、空き期間を有する不連続な信号である。それに対し、クロック生成部104から信号線113を介して、受信インタフェース部101、スイッチ部102並びに送信インタフェース部103のそれぞれに送られるクロック信号は、空き期間の無い連続信号である。従って、この信号線113の冗長化には、特許文献1のように入力信号の空き期間を利用する方式の自己監視機能を有するセレクタ装置は適用することができない。
【0014】
図2は、本発明の実施の形態1に係るセレクタ装置の構成を示す図である。同図の如く、当該セレクタ装置は、信号が入力される入力ポート#0,#1と、その入力ポート#0,#1それぞれに入力された信号(以下「入力信号」と総称する)のうちの1つを選択して出力ポート20に出力するセレクタ部10と、当該セレクタ部10の故障を検出する故障検出部13と、当該セレクタ部10の切替動作を制御する切替制御部14とを備えている。
【0015】
さらにセレクタ部10は、同一のチップに形成された第1セレクタ回路11と第2セレクタ回路12とから構成されている。第1セレクタ回路11は、入力信号のうちの1つを選択して出力ポート20に出力する。一方第2セレクタ回路12もまた、入力信号のうちの1つを選択して故障検出部13に出力する。切替制御部14は、セレクタ部10が備える第1セレクタ回路11および第2セレクタ回路12それぞれにおける切替動作を制御している。
【0016】
以下、このセレクタ装置が信号経路の二重化に使用された場合の動作について説明する。その場合、入力ポート#0,#1の各々には、信号経路の故障が生じたときに切替可能なように、互いに等価な信号が入力される。
【0017】
第1セレクタ回路11は、冗長化のための通常の切替動作を行う。即ち、第1セレクタ回路11は、切替制御部14の制御に基づき、入力ポート#0,#1のうちの片方を選択する。即ち、入力ポート#0,#1からの2つの入力信号のうちの片方を選択して出力ポート20に出力する。そして、例えば入力ポート#0を選択している間に当該入力ポート#0側の信号経路に故障が生じた場合、第1セレクタ回路11は、信号経路を入力ポート#1側に切り替える。つまり、出力ポート20には入力ポート#1の入力信号(即ち、故障が無い場合の入力ポート#0の入力信号と等価の信号)が出力されるようになる。その結果、信号経路に故障が生じても信号の伝送が継続されるため、信頼性・可用性に優れたシステムが構成される。
【0018】
一方、第2セレクタ回路12は、セレクタ部10の故障を検出するために使用されるものである。セレクタ部10は、切替制御部14の制御に基づいて、入力ポート#0,#1の入力信号のうちの片方を選択して故障検出部13に出力する。そして故障検出部13は、第2セレクタ回路12の出力信号の有無を判定することにより、セレクタ部10の故障を検出する。信号の有無は、例えば信号の断(例えば、レベルのL(low)→H(High)、L→Hの変化が無いこと)を検出することにより判定可能である。
【0019】
第1セレクタ回路11と第2セレクタ回路12とは共に同じチップに形成されているため、第1セレクタ回路11の故障時には、高い確率で第2セレクタ回路12も正常に動作しなくなる。逆に言えば、第2セレクタ回路12の動作を監視することにより、第1セレクタ回路11の故障、即ちセレクタ部10の故障を高い確率で検出することができる。その確率は、チップ上に第1セレクタ回路11と第2セレクタ回路12とが、より近くに配置されているほど高くなる。従って、例えばLSI(Large-Scale Integration)やFPGA(Field Programmable Gate Array)など大規模回路を搭載するチップの場合には、第1セレクタ回路11と第2セレクタ回路12とを単に同一のチップに搭載するだけでなく、近接させて配置することが望ましい。
【0020】
このように本実施の形態に係るセレクタ装置によれば、出力ポート20に現れる出力信号を監視しなくともセレクタ部10の故障の検出が可能であるので、信号経路の故障に伴う切替動作を行うことなく、事前にセレクタ装置自身の故障を検知することが可能になる。従って、システムの管理者および使用者が、信号経路の故障に備えてセレクタ装置の故障を予め修復しておくことも可能になるのでシステムの可用性が向上する。さらに、セレクタ装置の故障の検出のために信号の空き期間を必要としないので、クロック信号のような連続信号を伝達するための信号経路の冗長化にも適用することが可能である。
【0021】
なお、第2セレクタ回路12の切替動作としては、当該第2セレクタ回路12の動作が正常か否かを故障検出部13が判定できるものであれば任意の動作でよい。例えば、入力ポート#0,#1のうち第1セレクタ回路11が選択しているものとは反対のものを選択するよう動作してもよいし、あるいは、入力ポート#0と入力ポート#1とを一定間隔で交互に選択するものであってもよい。
【0022】
また本実施の形態においては、セレクタ装置が入力ポート#0,#1の2つを有する例(即ち、二重化の例)を示したが、本発明は入力ポートを3つ以上の有するセレクタ装置にも適用可能である。即ち、信号経路の三重化以上の冗長化を行う場合にも適用可能である。
【0023】
その場合、第1セレクタ回路11は、N個(N≧3)の入力ポート#0〜#N−1の入力信号から1つを選択して出力ポート20に出力するよう動作する。また第2セレクタ回路12は、それら入力ポート#0〜#N−1の入力信号のうちの1つを選択して故障検出部13に出力する。この場合も、故障検出部13が第2セレクタ回路12の出力信号の有無を判定することによって、セレクタ部10の故障が検出される。また、この場合においても、第2セレクタ回路12の切替動作としては、当該第2セレクタ回路12の動作が正常か否かを故障検出部13が判定できるものであれば任意の動作でよい。例えば、入力ポート#0〜#N−1から入力される信号を1つずつ順次選択して故障検出部13に出力するというような動作が考えられる。
【0024】
<実施の形態2>
図3は、本発明の実施の形態2に係るセレクタ装置の構成を示す図である。同図において、図2に示したものと同様の機能を有する要素には、同一符号を付してある。本実施の形態においても、セレクタ部10は、同一のチップに形成された第1セレクタ回路11と第2セレクタ回路12とから構成される。
【0025】
本実施の形態における第1セレクタ回路11の構成および動作は、実施の形態1の場合と同じである。但し、第1セレクタ回路11の出力信号(入力信号のうち、第1セレクタ回路11が選択している方)は、出力ポート20だけでなく故障検出部13にも出力される。一方、第2セレクタ回路12は、第1セレクタ回路11が選択した信号と同じものを選択して故障検出部13へ出力するように切替制御部14に制御される。
【0026】
つまり本実施の形態においては、第1セレクタ回路11および第2セレクタ回路12に故障が生じていなければ、第1セレクタ回路11および第2セレクタ回路12からは互いに同じ信号が出力され、その両方が共に故障検出部13に入力される。
【0027】
そして故障検出部13には、第1セレクタ回路11の出力信号と第2セレクタ回路12の出力信号とを互いに比較することにより、セレクタ部10の故障を検出する。即ち、故障検出部13は、第1セレクタ回路11の出力信号と第2セレクタ回路12の出力信号とが一致しなくなった場合に、セレクタ部10に故障が生じたものと判断するのである。
【0028】
この構成よれば、実際に第1セレクタ回路11の切替動作を行わずともセレクタ部10の故障の検出が可能であるので、信号経路の故障に伴う切替動作を行う前にセレクタ装置自身の故障を検知することができる。つまりシステムの管理者および使用者が、信号経路の故障に備えて、セレクタ装置の故障を予め修復しておくことが可能になるのでシステムの可用性が向上する。さらに、セレクタ装置の故障検出のために信号の空き期間を使用する必要がないため、クロック信号のような連続信号を伝達するための信号経路の冗長化にも用いることができる。
【0029】
なお、本実施の形態では、入力ポート#0の入力信号と入力ポート#1の入力信号との間にある程度の位相差が存在する場合には、故障が誤検出される可能性がある。その場合は、何れかの入力ポートに遅延回路を介在させ、2つの入力信号の位相を揃えてからセレクタ部10に入力し、位相差の影響を除去するとよい。
【0030】
また、本実施の形態は、実施の形態1と組み合わせることも可能である。即ち、例えば第2セレクタ回路12が入力ポート#0,#1とを一定間隔で交互に選択するようにし、第2セレクタ回路12が第1セレクタ回路11と逆側を選択している間は故障検出部13が実施の形態1の動作を行い、第2セレクタ回路12が第1セレクタ回路11と同じ側を選択している間は故障検出部13が実施の形態2の動作を行うようにすることもできる。それによって、実施の形態1と実施の形態2の両方の方式による故障の検出が可能になるので、本発明におけるセレクタ部10の故障の検出精度が向上される。なお、実施の形態1の方式を組み合わせる場合には、第1セレクタ回路11と第2セレクタ回路12とが、同一チップ内でより近接して配置されていることが望ましい。
【0031】
<実施の形態3>
図4は、本発明の実施の形態3に係るセレクタ装置の構成を示す図である。同図において、図3に示したものと同様の機能を有する要素には、同一符号を付してある。本実施の形態に係るセレクタ装置においては、入力ポート#0,#1と第2セレクタ回路12との間に、それぞれマスク回路21,22が接続している。即ち、入力ポート#0,#1の入力信号は、それぞれマスク回路21,22を通して第2セレクタ回路12に入力される。また本実施の形態においても、セレクタ部10は、同一のチップに形成された第1セレクタ回路11と第2セレクタ回路12とから構成されている。
【0032】
マスク回路21,22は、切替制御部14により制御されており、それぞれ入力信号を所定の期間だけ所定のマスク信号に変換して第2セレクタ回路12に出力する。ここで、本発明におけるマスク信号は、通常の入力信号と区別可能な特定のパターンを有する信号であり、例えば、L(Low)レベルあるいはH(High)レベルの一定値から成る信号でもよく、「L→H→L→H→L→H→・・・」や「L→L→H→H→L→L→H→H→・・・」といった所定周期の繰り返し信号でもよい。
【0033】
マスク回路21,22が入力信号をマスク信号に変換している期間は、第2セレクタ回路12からそのマスク信号が出力されることになる。故障検出部13は、その期間に第2セレクタ回路12の出力にマスク信号が正常に出力されているか否かを判定することにより、セレクタ部10の故障の検出を行う。
【0034】
このマスク信号はセレクタ部10の故障の検出に使用される点で、特許文献1の「監視用信号」と似た働きをしているが、上述のとおり特許文献1では監視用信号が入力信号の空き期間に挿入される必要があり、入力信号が連続的な信号であるケースには適用することができない。監視用信号を空き期間以外の期間に挿入すると、本来その期間に出力ポートへ出力されるべき信号が得られなくなるからである。
【0035】
それに対し本実施の形態では、マスク回路21,22が出力するマスク信号は、セレクタ部10の第2セレクタ回路12のみに入力されるため、出力ポート20への出力(即ち第1セレクタ回路11の出力)には影響を与えない。つまり本実施の形態においては、入力信号の空き期間に関係なくマスク信号を第2セレクタ回路12に入力して、セレクタ部10の故障の検出動作を行うことが可能である。従って、クロック信号のような連続信号が入力されるセレクタ装置に対しても適用可能である。
【0036】
また本実施の形態は、実施の形態1や実施の形態2とを組み合わせることも可能である。即ち、マスク回路21が入力信号をマスク信号に変換しない期間において、第2セレクタ回路12および故障検出部13に実施の形態1あるいは実施の形態2の動作を行わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明に係るセレクタ装置が適用されるシステムの一例を示す図である。
【図2】実施の形態1に係るセレクタ装置の構成を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態2に係るセレクタ装置の構成を示す図である。
【図4】実施の形態3に係るセレクタ装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【0038】
#0 入力ポート、#1 入力ポート、10 セレクタ部、11 第1セレクタ回路、12 第2セレクタ回路、13 故障検出部、14 切替制御部、20 出力ポート、21 マスク回路、22 マスク回路。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
同一のチップに形成された第1セレクタ回路および第2セレクタ回路を含むセレクタ部と、
前記セレクタ部の故障を検出する故障検出部とを備え、
前記第1セレクタ回路は、複数の入力信号から1つを選択して出力ポートに出力し、
前記第2セレクタ回路は、前記複数の入力信号から1つを選択して前記故障検出部に出力し、
前記故障検出部は、前記第2セレクタ回路の出力信号に基づいて前記セレクタ部の故障を検出する
ことを特徴とするセレクタ装置。
【請求項2】
請求項1記載のセレクタ装置であって、
前記第1セレクタ回路および第2セレクタ回路は、前記同一のチップにおいて互いに近接した位置に形成されている
ことを特徴とするセレクタ装置。
【請求項3】
請求項1または請求項2記載のセレクタ装置であって、
前記第2セレクタ回路は、前記複数の入力信号を1つずつ順次選択して前記故障検出部へ出力し、
前記故障検出部は、前記第2セレクタ回路の出力信号の有無に基づいて前記セレクタ部の故障を検出する
ことを特徴とするセレクタ装置。
【請求項4】
請求項1または請求項2記載のセレクタ装置であって、
前記セレクタ部には2つの入力信号が入力され、
前記第2セレクタ回路は、前記2つ入力信号のうち前記第1セレクタ回路が選択しているものとは別の方を選択して前記故障検出部へ出力し、
前記故障検出部は、前記第2セレクタ回路の出力信号の有無に基づいて前記セレクタ部の故障を検出する
ことを特徴とするセレクタ装置。
【請求項5】
請求項1または請求項2記載のセレクタ回路であって、
前記第1セレクタ回路は、選択した信号を前記故障検出部にも出力し、
前記第2セレクタ回路は、前記第1セレクタ回路が選択している信号と同じものを選択して前記故障検出部へ出力し、
前記故障検出部は、前記第1セレクタ回路の出力信号と前記第2セレクタ回路の出力信号とを比較することにより前記セレクタ部の故障を検出する
ことを特徴とするセレクタ装置。
【請求項6】
請求項1または請求項2記載のセレクタ装置であって、
前記複数の入力信号を所定の期間だけ特定のマスク信号に変換してから前記第2セレクタ回路に入力するマスク回路をさらに備え、
前記故障検出部は、前記所定の期間に前記第2セレクタ回路から前記マスク信号が出力されているか否かを判定することにより前記セレクタ部の故障を検出する
ことを特徴とするセレクタ装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2007−28488(P2007−28488A)
【公開日】平成19年2月1日(2007.2.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−211120(P2005−211120)
【出願日】平成17年7月21日(2005.7.21)
【出願人】(000006013)三菱電機株式会社 (33,312)
【Fターム(参考)】