特許 7027244 データ記録装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-02-18

(45)【発行日】2022-03-01

(54)【発明の名称】データ記録装置

(51)【国際特許分類】

   G06F 3/06 20060101AFI20220221BHJP

   G06F 1/26 20060101ALI20220221BHJP

   G06F 1/30 20060101ALI20220221BHJP

【ＦＩ】

G06F3/06 304Z

G06F1/26 303

G06F1/30

G06F3/06 301Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2018088339

(22)【出願日】2018-05-01

(65)【公開番号】P2019194768

(43)【公開日】2019-11-07

【審査請求日】2021-04-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】織田 哲也

【審査官】田名網 忠雄

(56)【参考文献】

【文献】特開２００６－２３８５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９１４１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１５２７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１４６４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２３６２３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｆ ３／０６－３／０８

Ｇ０６Ｆ １／２６

Ｇ０６Ｆ １／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

主電源と、
バックアップ電源と、
記憶部と、当該記憶部に対してデータを書き込むコントローラとを有する記憶装置と、
前記記憶部に書き込み中の前記データを記憶する不揮発性メモリと、
前記主電源からの電力を前記記憶装置に供給し、かつ前記主電源からの電力の供給が遮断された場合、前記バックアップ電源からの電力を、前記記憶装置に供給する電源切替部と、を備え、
前記コントローラは、前記主電源からの電力の供給が遮断された場合、前記バックアップ電源から供給される電力によって、前記記憶部に対する前記データの書き込みを完了させかつ前記データの書き込みが完了した状態で前記記憶部を利用不能な状態にするアンマウントを実行し、前記バックアップ電源の充電が完了していない場合、前記記憶部を利用可能な状態にするマウントの実行を禁止する、データ記録装置。

【請求項2】

前記コントローラは、前記記憶部への前記データの書き込みに先立って、前記主電源から電力が供給されているか否かを判断し、前記主電源から電力が供給されていない場合、前記記憶部への前記データの書き込みを行わずに、前記バックアップ電源から供給される電力によって、前記アンマウントを実行する請求項１に記載のデータ記録装置。

【請求項3】

前記コントローラは、前記記憶部への前記データの書き込み後、前記主電源から電力が供給されているか否かを判断し、前記主電源から電力が供給されていない場合、前記アンマウントを実行する請求項１または２に記載のデータ記録装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、データ記録装置に関する。

【背景技術】

【0002】

鉄道車両の時刻表、速度、ブレーキなどの列車の運行に関するデータは、車両事故や車両故障が発生した際の原因究明において非常に重要な情報である。鉄道車両では、運行に関するデータを記憶装置に記録していることが多い。しかし、列車の運行に関するデータを記憶装置に書き込み中に停電等が発生して、記憶装置への電力の供給が遮断されると、記憶装置に書き込み中の当該データが消失しまうという課題がある。

【0003】

そこで、列車の運行に関するデータを不揮発性メモリに書き込んだ後に、当該不揮発性メモリに記憶されるデータを記憶装置に書き込むことにより、記憶装置にデータを書き込み中に停電等が発生しても、記憶装置に書き込み中のデータを不揮発性メモリに残し、停電等によってデータが消失することを防止するシステムが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－１７６３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、列車の運行に関するデータを不揮発性メモリに書き込んだ後に、当該データを記憶装置に書き込むシステムでは、記憶装置に書き込み中のデータを保護することはできるが、記憶装置への電力の供給が遮断されることにより、記憶装置内のコントローラに異常が生じ、記憶装置に書き込み済みのデータが読み出せなくなる事象が発生することがある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態のデータ記録装置は、主電源と、バックアップ電源と、記憶装置と、不揮発性メモリと、電源切替部と、を備える。記憶装置は、記憶部と、当該記憶部に対してデータを書き込むコントローラとを有する。不揮発性メモリは、記憶部に書き込み中のデータを記憶する。電源切替部は、主電源からの電力を記憶装置に供給し、かつ主電源からの電力の供給が遮断された場合、バックアップ電源からの電力を、記憶装置に供給する。コントローラは、主電源からの電力の供給が遮断された場合、バックアップ電源から供給される電力によって、記憶部に対するデータの書き込みを完了させかつデータの書き込みが完了した状態で記憶部を利用不能な状態にするアンマウントを実行し、バックアップ電源の充電が完了していない場合、記憶部を利用可能な状態にするマウントの実行を禁止する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本実施形態にかかるデータ記録装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、本実施形態にかかるデータ記録装置における記憶装置のマウントまたはアンマウント処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図3】図３は、本実施形態にかかるデータ記録装置における記憶装置に対するデータの書き込み処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図4】図４は、本実施形態にかかるデータ記録装置における記憶部に対するデータの書き込み処理の流れの一例を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付の図面を用いて、本実施形態にかかるデータ記録装置の一例について説明する。

【0009】

図１は、本実施形態にかかるデータ記録装置のハードウェア構成の一例を示す図である。本実施形態にかかるデータ記録装置は、鉄道車両等の列車に搭載され、列車の運行に関するデータを記憶する。図１に示すように、本実施形態にかかるデータ記録装置は、主電源１０１と、バックアップ電源１０２と、電源切替回路１０３と、不揮発性メモリ１０４と、記憶装置１０５と、を有する。主電源１０１は、停電等が発生していない通常時においてデータ記録装置全体に電力を供給する。

【0010】

バックアップ電源１０２は、電気二重層コンデンサなど、電力を蓄電可能な蓄電機能部であり、主電源１０１からの電力の供給が遮断された場合にデータ記録装置全体に電力を供給する。バックアップ電源１０２に蓄電可能な蓄電容量は、少なくとも、記憶装置１０５に対する１回の書き込み処理および記憶装置１０５のアンマウント処理に要する蓄電容量であるものとする。

【0011】

電源切替回路１０３は、主電源１０１からの電力を記憶装置１０５に供給する。また、電源切替回路１０３は、主電源１０１からの電力の供給の遮断を検知する。本実施形態では、電源切替回路１０３は、主電源１０１からの供給される電力量が予め設定された電力量よりも低下した場合に、主電源１０１からの電力の供給の遮断を検知する。そして、電源切替回路１０３は、主電源１０１からの電力の供給の遮断を検知した場合、バックアップ電源１０２からの電力を、記憶装置１０５に供給する。

【0012】

不揮発性メモリ１０４は、後述する記憶装置１０５に書き込み中のデータを記憶するメモリである。

【0013】

記憶装置１０５は、記憶部１０５ａおよびコントローラ１０５ｂを有する。コントローラ１０５ｂは、記憶部１０５ａに対して、列車の運行に関するデータを書き込む。本実施形態では、コントローラ１０５ｂは、列車の運行に関するデータを記憶部１０５ａに書き込んでいるが、列車の運行に関するデータ以外のデータを記憶部１０５ａに書き込むことも可能である。

【0014】

本実施形態では、コントローラ１０５ｂは、記憶部１０５ａに対するデータの１回の書き込み処理が完了する度に、記憶部１０５ａが有する記憶領域のうち、データの書き込み処理を行った記憶領域のアドレスと、当該記憶領域に書き込んだデータ名と、を対応付けるテーブルを更新する。そして、コントローラ１０５ｂは、更新したテーブルを記憶部１０５ａの予め設定された記憶領域に書き込む。また、本実施形態では、コントローラ１０５ｂは、記憶部１０５ａに対するデータの１回の書き込み処理が完了する度に、ガベージコレクションを実行する。

【0015】

また、コントローラ１０５ｂは、主電源１０１からの電力の供給が遮断された場合、バックアップ電源１０２から供給される電力によって、記憶装置１０５のアンマウントを実行する。これにより、記憶部１０５ａに対してデータを書き込み中に、主電源１０１からの電力の供給が遮断された場合でも、バックアップ電源１０２から記憶装置１０５に対して電力を供給して、記憶装置１０５のアンマウントまで実行できるので、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理の途中で、主電源１０１からの電力の供給が遮断された場合に、コントローラ１０５ｂに異常が生じて、記憶部１０５ａからデータが読み出せなくなることを防止できる。具体的には、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理の途中で、主電源１０１からの電力の供給が遮断された場合でも、コントローラ１０５ｂによるテーブルの更新およびガベージコレクション等のデータの書き込みに関わる処理を完了でき、記憶部１０５ａからデータが読み出せなくなることを防止できる。

【0016】

図２は、本実施形態にかかるデータ記録装置における記憶装置のマウントまたはアンマウント処理の流れの一例を示すフローチャートである。本実施形態では、コントローラ１０５ｂは、記憶部１０１ａに対してデータの書き込みが行われていない間、予め設定された時間（例えば、５０ｍｓｅｃ）毎に、バックアップ電源１０２から電力が供給されているか否かに応じて、記憶装置１０５のマウントまたはアンマウントを実行する。

【0017】

具体的には、コントローラ１０５ｂは、予め設定された時間毎に、バックアップ電源１０２の充電が完了しているか否かを判断する（ステップＳ２０１）。本実施形態では、コントローラ１０５ｂは、バックアップ電源１０２の充電が完了しているか否か（言い換えると、バックアップ電源１０２が満充電となっているか否か）を判断しているが、少なくとも、記憶装置１０５に対する１回の書き込み処理および記憶装置１０５のアンマウントに要する蓄電容量が充電されているか否かを判断するものであれば良い。

【0018】

バックアップ電源１０２の充電が完了していない場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、コントローラ１０５ｂは、記憶装置１０５のマウントの実行を禁止する。これにより、バックアップ電源１０２ａの充電が完了していない状態で主電源１０１からの電力の供給が遮断されて、記憶装置１０５のアンマウントを実行できなくなることを防止できるので、バックアップ電源１０２の充電が完了していない状態で、主電源１０１からの電力の供給が遮断されてコントローラ１０５ｂに異常が生じ、記憶部１０５ａからデータが読み出せなくなることを防止できる。

【0019】

バックアップ電源１０２の充電が完了している場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、コントローラ１０５ｂは、記憶装置１０５がアンマウントされているか否かを判断する（ステップＳ２０２）。記憶装置１０５がアンマウントされている場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、コントローラ１０５ｂは、記憶装置１０５をマウントする（ステップＳ２０３）。

【0020】

記憶装置１０５をマウントした後（ステップＳ２０３）、または記憶装置１０５がマウントされていると判断した場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、コントローラ１０５ｂは、バックアップ電源１０２から記憶装置１０５に対して電力が供給されているか否かを判断する（ステップＳ２０４）。主電源１０１から記憶装置１０５に対して電力が供給されている場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、コントローラ１０５ｂは、記憶装置１０５がマウントされている状態を維持し、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理を実行可能な状態とする。

【0021】

一方、バックアップ電源１０２から記憶装置１０５に対して電力が供給されている場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、コントローラ１０５ｂは、記憶装置１０５をアンマウントする（ステップＳ２０５）。これにより、バックアップ電源１０２から記憶装置１０５に対して電力が供給されている状態において、記憶部１０５ａへの書き込み処理が実行され、その書き込み処理の途中でバックアップ電源１０２から電力が途絶えてコントローラ１０５ｂに異常が生じることを防止できるので、記憶部１０５ａに書き込み済みのデータが読み出せなくなる事象の発生を防止できる。

【0022】

本実施形態では、コントローラ１０５ｂは、上述したように、予め設定された時間毎に、記憶装置１０５のマウントまたはアンマウントを実行する（図２参照）。ここで、予め設定された時間は、バックアップ電源１０２からの電力の供給によって記憶装置１０５が連続して動作可能な上限の時間から、記憶装置１０５のアンマウントの実行に要する時間を減算した残りの時間よりも短い時間である。これにより、主電源１０１からの電力の供給が遮断されることによる停電がいずれのタイミングで発生しても、記憶装置１０５のアンマウントに要する電力を確保することができるので、バックアップ電源１０２からの電力の供給が途絶えて、記憶装置１０５のアンマウントが完了できなくなることを防止できる。

【0023】

図３は、本実施形態にかかるデータ記録装置における記憶装置に対するデータの書き込み処理の流れの一例を示すフローチャートである。本実施形態では、コントローラ１０５ｂは、図２に示す処理（記憶装置１０５のマウントまたはアンマウント）よりも長い周期（例えば、２０ｓｅｃ）で、記憶装置１０５に対するデータの書き込み処理を実行する。

【0024】

具体的には、コントローラ１０５ｂは、記憶装置１０５がマウントされているか否かを判断する（ステップＳ３０１）。記憶装置１０５がマウントされていない場合（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、コントローラ１０５ｂは、主電源１０１からの電力の供給が遮断され、バックアップ電源１０２から電力が供給されていると判断して、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理を実行しない。

【0025】

記憶装置１０５がマウントされている場合（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、コントローラ１０５ｂは、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理に先立って、記憶装置１０５に対して主電源１０１から電力が供給されているか否かを判断する（ステップＳ３０２）。そして、記憶装置１０５に対して主電源１０１から電力が供給されていない場合（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、すなわち、記憶装置１０５に対してバックアップ電源１０２から電力が供給されている場合、コントローラ１０５ｂは、記憶装置１０５のアンマウントを実行する（ステップＳ３０３）。

【0026】

これにより、主電源１０１から記憶装置１０５に対して電力が供給されている場合のみ、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理が開始される。その結果、バックアップ電源１０２から記憶装置１０５に対して電力が供給されているにも関わらず、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理が開始され、記憶装置１０５のアンマウントが完了する前に、記憶装置１０５に対する電力の供給が途絶えて、コントローラ１０５ｂに異常が生じ、記憶部１０５ａからデータが読み出せなくなることを防止できる。

【0027】

記憶装置１０５に対して主電源１０１から電力が供給されている場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、コントローラ１０５ｂは、不揮発性メモリ１０４に記憶されるデータを、記憶部１０５ａに書き込む（ステップＳ３０４）。本実施形態では、コントローラ１０５ｂは、不揮発性メモリ１０４に記憶されるデータを、１回の書き込み処理において、予め設定された量（例えば、１２８キロバイト）のデータずつ記憶部１０５ａに書き込む。

【0028】

記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理が完了すると、コントローラ１０５ｂは、再度、記憶装置１０５に対して主電源１０１から電力が供給されているか否かを判断する（ステップＳ３０５）。記憶装置１０５に対して主電源１０１から電力が供給されていない場合（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、すなわち、記憶装置１０５に対してバックアップ電源１０２から電力が供給されている場合、コントローラ１０５ｂは、記憶装置１０５のアンマウントを実行する（ステップＳ３０３）。これにより、書き込み処理の完了後、次に、記憶装置１０５のマウントまたはアンマウント動作（図２に示す処理）が実行されるまでの間に、主電源１０１から記憶装置１０５への電力の供給が遮断されて、記憶装置１０５のアンマウントが実行できなることを防止できる。その結果、書き込み処理の完了後、次に、記憶装置１０５のマウントまたはアンマウント動作が実行されるまでの間に、主電源１０１から記憶装置１０５への電力の供給が遮断されて、コントローラ１０５ｂに異常が生じ、記憶部１０５ａからデータが読み出せなくなることを防止できる。

【0029】

記憶装置１０５に対して主電源１０１から電力が供給されている場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、コントローラ１０５ｂは、記憶装置１０５がマウントされた状態のまま、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理を終了する。この場合、記憶装置１０５のマウントまたはアンマウント動作（図２に示す処理）が次に実行されるまで、記憶装置１０５がマウントされたままとなる。しかし、記憶装置１０５がマウントまたはアンマウント（図２に示す処理）が、予め設定された時間毎に行われることにより、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理が完了後、記憶装置１０５のマウントまたはアンマウント動作が実行されるまでの間に、主電源１０１から記憶装置１０５に対する電力の供給が遮断された場合でも、バックアップ電源１０２から供給される電力によって記憶装置１０５のアンマウントを実行できる。その結果、記憶装置１０５のマウントまたはアンマウント動作が実行されるまでの間に、主電源１０１から記憶装置１０５に対する電力の供給が遮断された場合でも、コントローラ１０５ｂに異常が生じて、記憶部１０５ａに書き込み済みのデータが読み出せなくなることを防止できる。

【0030】

本実施形態では、コントローラ１０５ｂは、記憶部１０５ａに対するデータの１回の書き込み処理が終了する度に、少なくとも１回、記憶装置１０５のマウントまたはアンマウント（図２に示す処理）を実行するものとするが、これに限定するものではなく、不揮発性メモリ１０４に記憶される全てのデータの記憶部１０５ａに対する書き込み処理が完了するまで、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理を連続して実行しても良い。

【0031】

図４は、本実施形態にかかるデータ記録装置における記憶部に対するデータの書き込み処理の流れの一例を示すタイミングチャートである。図４に示すように、コントローラ１０５ｂは、タイミングｔ１において、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理を開始する。その後、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理が完了する前のタイミングｔ２において、記憶装置１０５に対する主電源１０１からの電力の供給が遮断された場合、電源切替回路１０３は、主電源１０１に代えて、バックアップ電源１０２からの電力を記憶装置１０５に供給する。

【0032】

その後、タイミングｔ３において、記憶部１０５ａに対する１回のデータの書き込み処理が完了すると、コントローラ１０５ｂは、記憶装置１０５のアンマウントを実行する。これにより、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理の途中で主電源１０１からの電力の供給が遮断された場合でも、バックアップ電源１０２から記憶装置１０５に対して電力を供給して、記憶装置１０５のアンマウントまで実行できるので、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理の途中で、主電源１０１からの電力の供給が遮断された場合に、コントローラ１０１ｂに異常が発生して、記憶部１０１ａからデータが読み出せなくなることを防止できる。

【0033】

次に、タイミングｔ４において記憶装置１０５のアンマウントが完了すると、電源切替回路１０３は、タイミングｔ５において、バックアップ電源１０２から記憶装置１０５への電力の供給を遮断する。

【0034】

このように、本実施形態にかかるデータ記録装置によれば、記憶部１０５ａに対してデータを書き込み中に、主電源１０１からの電力の供給が遮断された場合でも、バックアップ電源１０２から記憶装置１０５に対して電力が供給して、記憶装置１０５のアンマウントまで実行できるので、記憶部１０５ａに対するデータの書き込み処理の途中で、主電源１０１からの電力の供給が遮断された場合に、コントローラ１０５ｂに異常が生じて、記憶部１０５ａからデータが読み出せなくなることを防止できる。

【0035】

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0036】

１０１ 主電源
１０２ バックアップ電源
１０３ 電源切替回路
１０４ 不揮発性メモリ
１０５ 記憶装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】