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公開番号2022093876
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-06-24
出願番号2020206592
出願日2020-12-14
発明の名称制御装置およびその保守支援装置
出願人富士電機株式会社
代理人個人
主分類G06F 11/28 20060101AFI20220617BHJP(計算;計数)
要約【課題】 シーケンス監視や定周期プログラムの処理時間の監視等によって、正常に動作しているか否かを効率よく監視すること。
【解決手段】 複数の定周期プログラムによって実現される機能又は該機能の一部であり、任意に設定可能な処理グループごとに、前記複数の定周期プログラムのうち監視対象の定周期プログラムの識別情報を実行順序識別可能に登録した定義テーブルと、前記監視対象の定周期プログラムの実行履歴をメモリに記録する記録手段と、前記実行履歴に基づいて、前記監視対象の定周期プログラムが前記定義テーブルに定めた実行順序で動作しているか否かを監視する監視手段と、を備える。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
複数の定周期プログラムによって実現される機能又は該機能の一部であり、任意に設定可能な処理グループごとに、前記複数の定周期プログラムのうち監視対象の定周期プログラムの識別情報を実行順序識別可能に登録した定義テーブルと、
前記監視対象の定周期プログラムの実行履歴をメモリに記録する記録手段と、
前記実行履歴に基づいて、前記監視対象の定周期プログラムが前記定義テーブルに定めた実行順序で動作しているか否かを監視する監視手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。
続きを表示(約 790 文字)【請求項2】
前記監視対象の定周期プログラムごとに、前記監視対象の定周期プログラムの実行履歴を記録するか否かを判定するための履歴記録条件判定関数を備え、
前記定義テーブルは、夫々の前記監視対象の定周期プログラムの識別情報に関連付けて前記履歴記録条件判定関数のポインタを保存し、
前記記録手段は、前記定義テーブルに保存されている前記履歴記録条件判定関数のポインタを参照して該履歴記録条件判定関数を実行し、該履歴記録条件判定関数の判定結果に基づいて、該履歴記録条件判定関数に関連付けられた前記監視対象の定周期プログラムの実行履歴を前記メモリに記録することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
【請求項3】
前記定義テーブルは、処理グループを構成する監視対象の定周期プログラムごとに、ある定周期プログラムの実行時から次の定周期プログラムの実行時までの時間間隔に関する閾値を含み、
前記監視手段は、当該閾値と前記実行履歴とに基づいて、異常を検知することを特徴とする請求項1又は2に記載の制御装置。
【請求項4】
前記記録手段は、前記定周期プログラムの特定の命令文が実行されることにより起動することを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項5】
前記特定の命令文はreturn文であることを特徴とする請求項4に記載の制御装置。
【請求項6】
請求項1~5のいずれか一項に記載の制御装置と通信可能な保守支援装置であって、
前記定周期プログラムコンパイル時のMAPファイルと登録画面を通して入力された情報から前記定義テーブルを生成する手段と、
生成した前記定義テーブルを前記制御装置へ転送する手段と、
を備えたことを特徴とする保守支援装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、オペレーティングシステム(以下、「OS」という。)を使用しない定周期割り込みのプログラムを実行する制御装置およびその保守支援装置に係り、特に予め設定された複数の定周期プログラムからなる処理グループごとに、そのプログラムの実行シーケンスが正常か否かを監視することのできる制御装置およびその保守支援装置に関する。
続きを表示(約 2,100 文字)【背景技術】
【0002】
一般に、車載機器(モータ駆動装置)などの制御装置では、OSは使用されず、異なる優先順位の定周期割込みで動作するプログラムが複数実装される。このような制御装置のプログラムの実行監視には、ウォッチドッグタイマ(WDT)が用いられることが多い。このとき、ハードウェアのウォッチドッグタイマは通常は装置に1個のみであるため、複数の定周期割込みプログラムの実行監視には、各プログラムに対応してソフトウェアカウンタが設けられる。そして、各定周期割り込みプログラムの実行時に、対応するソフトウェアカウンタを更新し、このソフトウェアカウンタが定期的に更新されているか否かを確認することで監視を行う。
【0003】
この場合、各定周期割込み処理が監視時間内に動作しているか否かの確認はできるものの、実行シーケンスの監視、即ち各定周期が正しい順序で動作しているか否かの監視はできない。実行シーケンスの監視に関しては下記の先行技術がある。
【0004】
特許文献1では、プログラム内のモジュールの予想経路と実際に動作した経路を比較して実行経路を検証する方法が提案されている。特許文献2では、プログラム内のモジュールのシーケンス番号と処理時間を対応付けて管理を行い、予めシーケンス番号と処理時間を対応付けた情報をテーブルに格納しておき、実際に動作したモジュールのシーケンス(順番)が予め格納した順番と一致するかどうか、および処理時間が所定時間以内であるかを検証する方法が提案されている。また、特許文献3では、関数の実行履歴をメモリに記録しておき、例えば、正常動作時(過去)とエラー発生時(今回)の関数の実行履歴を比較することで、プログラムの動作の差異を発見することを可能とするプログラム動作比較方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開昭63-244239号公報
特許第5493929号公報
特開2009-244969号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献1、2では、制御装置のプログラム構成全体を考慮したものではなく、例えば、制御装置のプログラムが、複数の優先順位の異なる定周期割込みのプログラムから構成されている場合については開示されていない。特許文献3では、プログラムの過去の実行履歴と現在の実行履歴を比較して検証を行う方式であり、実行履歴同士を比較するものである。このため、単に実行履歴の違いを検出できるに留まり、過去の実行履歴が正しいという保証は無い。また、特許文献3の技術によると、実行履歴の記録対象の関数がプログラム実行中に呼び出される全ての関数となるため、実行履歴記録用のメモリ領域が大量に必要になる。また、関数の実行履歴の記録有無、および比較対象とする実行履歴の範囲は外部ツールからの指示(例えば、デバッガからの指示)による制御が必要と考えられる。従って、デバッガと組み合わせて実現するような用途には適しているものの、制御装置内で動作しているプログラムで常時実行シーケンスの監視を行うような場合には上記のメモリ領域やデバッガの問題を解決する必要がある。
【0007】
本発明は、上述のかかる事情に鑑みてなされたものであり、シーケンス監視や定周期プログラムの処理時間の監視等によって、正常に動作しているか否かを効率よく監視することのできる制御装置およびその保守支援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】
【0008】
上記の目的を達成するため、本発明に係る制御装置は、複数の定周期プログラムによって実現される機能又は該機能の一部であり、任意に設定可能な処理グループごとに、前記複数の定周期プログラムのうち監視対象の定周期プログラムの識別情報を実行順序識別可能に登録した定義テーブルと、
前記監視対象の定周期プログラムの実行履歴をメモリに記録する記録手段と、
前記実行履歴に基づいて、前記監視対象の定周期プログラムが前記定義テーブルに定めた実行順序で動作しているか否かを監視する監視手段と、
を備えることを特徴とする。
【0009】
本発明では、OSを使用せず、複数の定周期プログラムを実行する制御装置において、制御装置内の監視対象の定周期プログラムの実行履歴を処理グループ単位で記録する一方、当該実行履歴と予め実行シーケンスを定義した内容とを比較することで、正しい実行シーケンスで動作しているか否かを監視する。
【0010】
また、定義テーブルに登録した定周期プログラム(関数)のみを監視対象とし、この監視対象の定周期プログラムの実行シーケンスに着目して監視することにより、簡便かつ効率的に実行シーケンス異常を検知することができる。
(【0011】以降は省略されています)

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