[發明專利]工業控制器

有效

• 申請號: 200810096722.6
• 申請日: 2008-05-09
• 公開（公告）號: CN101303599A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 鮫田芳富;中谷博司;澤田彰;竹原潤;西川浩行;岡部基彥
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02;G06F7/72
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李穎

技術領域

本發明涉及工業控制器，并且尤其解決了用于將通過運算被處理的數值數據的容錯技術。

背景技術

對于社會基礎設施中的控制，在使用的工業控制器事實上主要被用于24小時服務。這種工業控制器應用于那些要求在其服務中運算處理是無差錯的系統。從而，即使局部出現問題、仍能夠在總體上繼續進行正常操作的容錯系統越來越重要。

因此，背景基于代碼理論的開發(非專利文檔1)，以及主要用于存儲系統(例如主要是存儲器)的使用糾錯碼來引入容錯技術(專利文檔1)。稱為非專利文件1的是1978年4月日本Corona有限公司的Akio?Fukuhara和Munehiro?Gotoh提出的“Sanzyutsu?FugouRiron”(arithmetic?code?theory：算術碼理論)第32至72頁、第97至181頁，專利文件1是日本專利公開No.2,665,113。

對于存儲系統，不可避免地要實現容錯技術，其中一些原因是(1)其元件數遠遠大于運算電路系統，和(2)其可用率因子高于運算電路系統等等。現將包括用于算術運算(例如加、減和乘、除)的運算電路和其控制電路的電路系統稱為運算電路系統(operationcirtuitry)。

相反，對于運算電路系統，實現容錯技術沒有被認為如此重要，原因是例如(1)元件數較少，(2)可用率因子較低，和(3)實現成本高于存儲系統。

然而，在半導體工藝技術領域，作為對高密度和高速度的需求的回應，近年來，邏輯電路的精細制作得到了發展，同時伴隨著增大了設計如以往的確保有足夠余量的健壯電路的困難。

這將導致由于邏輯電路中的微粒(fine?partical)引起的軟件錯誤。

實際上，電路的精細制造的這種發展伴隨著增大了由于微粒而發生軟件錯誤的概率，即使是在工業控制器等的運算電路系統中。

另一方面，為了那些根據需要向其提供更高可靠性以滿足運算速度增加和被運算處理數量增長的需求的系統，已經在運算電路系統的并行化方面作出了積極努力。

在這方面，近來已知的是：運算處理器配備有多個運算器用于如所期望的對一個或多個輸入操作數執行邏輯運算，并且被配置為將有缺陷部分較多的運算器與系統隔離，導致另一運算器重新執行已分配給那個運算器的運算處理，甚至考慮確保的安全性而不會損害系統功能(專利文件2)。稱為專利文件2的是日本專利申請公開No.2006-228，121。

發明內容

然而，對于如專利文件1中公開的使用糾錯碼的這種容錯技術，應用在工業控制器上可以提供對例如在邏輯運算中但除了算術運算中的比特錯誤的檢測和糾正，但是在算術運算中檢測和糾正比特錯誤存在困難。

另一方面，如專利文件2中公開的這種容錯系統，換句話說，應當是一種帶有乘法運算器的冗余系統，使多個運算器作好準備，將邏輯運算之前由編碼所得的碼與邏輯運算之后由編碼所得的碼進行對比，通過它們之間的匹配/失配來檢測不良運算，并將出現缺陷次數大于預定頻率的一個或多個運算器與系統隔離。所帶來的運算器數量增加可能不僅會引起錯誤發生概率增大，而且會使配置更復雜。

此外，它還可能遇到如下困難：應付在每次運算時由如在工業控制器中在規定的控制期內作出響應的糾正處理糾正的臨時比特錯誤的需求。

本發明被設計用于解決此問題，并且本發明的目的是提供能夠為每個運算指令實時地檢測和糾正在數值數據運算中的比特錯誤、并且配置簡單的工業控制器。

根據本發明的一個方面，工業控制器包括存儲器，被配置為在其中存儲工業控制器的控制程序和包括模算術編碼的參數和算術運算的參數作為給定數值數據的控制參數；輸入接口，被配置為具有數值數據輸入；算術運算器，包括：被配置用于模算術編碼以將輸入數值數據和給定的數值數據編碼為模算術碼的模算術編碼編碼器；被配置用于將算術運算應用于模算術碼的處理以提供經處理的模算術碼的算術運算處理器；和被配置為從經處理的模算術碼中實時檢測比特錯誤，和實時糾正檢測的比特錯誤以提供糾正的數值數據的模算術碼解碼器；輸出接口，被配置為輸出糾正的數值數據；和中央控制器，被配置為使算術運算器基于控制程序使用控制參數執行算術運算。