JP2000155698A - コンピュ―タのフォ―ルト・トレラント方式 - Google Patents

コンピュ―タのフォ―ルト・トレラント方式

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JP2000155698A
JP2000155698A JP2000014530A JP2000014530A JP2000155698A JP 2000155698 A JP2000155698 A JP 2000155698A JP 2000014530 A JP2000014530 A JP 2000014530A JP 2000014530 A JP2000014530 A JP 2000014530A JP 2000155698 A JP2000155698 A JP 2000155698A
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processing
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Nobuya Hasegawa
伸弥 長谷川
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NEC Communication Systems Ltd
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NEC Communication Systems Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】小規模な中央処理装置部数で、同時に二つ以上
のタスク処理を実行するマルチタスク処理コンピュータ
を無停止で運転させるフォールト・トレラント方式を実
現する。 【解決手段】1つのタスク処理に対して2つの現用の中
央処理部1,2を使用し、その他に1個の予備の中央処
理部5を有し、現用の中央処理部1,2によるタスク処
理結果をCMP12,22で比較して不一致となった場
合のみ、予備の中央処理部5で同じタスク処理を実行し
て、CPU51による処理結果と一致した現用のCPU
11またはCPU21の処理結果をGAT13またはG
AT14を開いて出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明はコンピュータのフォ
ールト・トレラント方式に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のコンピュータのフォールト
・トレラント方式の第1の例を示すシステムブロック図
である。
【0003】図3を参照すると、この従来例のシステム
では、中央処理装置(CPU)101,102および1
03と比較回路(CMP)104とにより密結合な中央
処理部100を構成している。
【0004】そして、1つのタスク処理をCPU10
1,102および103が同期して実行しており、それ
ぞれCPU101,102および103の処理結果出力
はCMP104によって多数決論理により比較され、最
終的に一番多い処理結果を出力する。
【0005】この第1の従来例の方式では、例えばCP
U101が障害となったとき、CPU101はCPU1
02,103とは異なる値を出力するので、CMP10
4はこの異なる値を比較して多数の方のCPU102お
よびCPU103の処理結果を優先して出力する。
【0006】したがって、CPU101の処理結果は無
視される。このようにしてCPU101が障害の間もシ
ステムの正常動作を維持している。
【0007】また、第2の従来例として、例えば特開平
4−85028号公報に所載の「コンピュータのフオー
ルト・トレラント方式」がある。図4は第2の従来例の
システムブロック図である。
【0008】図4を参照すると、このシステムは、バス
417と接続されたゲート回路(GAT)418,41
9,420と、相互に同期して同一処理を行いGAT4
18,419,420にそれぞれ処理結果を出力する中
央処理装置(CPU)411,412,413と、CP
U411とCPU412との各出力,CPU412とC
PU413との各出力,CPU413とCPU411と
の各出力をそれぞれ比較する第1,第2,第3の比較回
路(CMP)414,415,416とを備えている。
【0009】この場合、各CPU411,412,41
3が正常であれば、CPU411,412,413の各
出力が同一状態として、かつ、同期して出力バス417
へ送出され、相互に干渉することなくデータ処理が行わ
れる。
【0010】これに対し、例えば、CPU411に異常
が生じると、CMP414とCMP416とが不一致出
力を生じ、これにより、GAT418とGAT420と
がオフするため、CPU411とCPU413との出力
は阻止され正常なCPU412,413中の1台、即
ち、CPU412の出力のみが出力バス417へ送出さ
れる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】この従来のコンピュー
タのフォールト・トレラント方式は、密結合な3つのC
PUで1つの中央処理部を構成しているので、1つのタ
スク処理を実行するのに常に3つのCPUが必要とな
る。
【0012】このため、同時に2つ以上のタスク処理を
実行するマルチタスク処理では、タスク数が増えるほど
ハードウェア構成が物理的に大規模になってしまうとい
う問題点があった。
【0013】本発明の目的は、1つのタスク処理に対し
て2つの現用の中央処理部を使用し、その他に1個の予
備の中央処理部を有し、2つの現用の中央処理部の処理
結果が不一致になったときは、予備の中央処理部を使用
して再度処理を実行してタスク処理を引き継ぐことによ
り、フォールト・トレラント動作を可能にしたコンピュ
ータのフォールト・トレラント方式を提供することにあ
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、同時に
二つ以上のタスク処理を実行するマルチタスク処理コン
ピュータを障害の有無にかかわらず無停止運転させるフ
ォールト・トレラント方式であって、第一及び第二の中
央処理部から構成されて同時タスク処理を行うタスク数
に対応した複数組の現用中央処理部と、一個の予備中央
処理部とを備え、各組の第一及び第二の中央処理部は一
つのタスク処理を同期して並列に実行し、第一及び第二
の中央処理部の出力結果が一致した場合のみ処理結果を
出力し、第一及び第二の中央処理部の出力結果が不一致
の場合は、前記の予備中央処理部を起動して出力結果が
不一致であった組の現用中央処理部が実行したタスク処
理を実行し、この予備中央処理部のタスク処理結果と一
致する第一及び第二の中央処理部のいずれかの処理結果
を出力することを特徴とするコンピュータのフォールト
・トレラント方式が得られる。
【0015】また、同時に二つ以上のタスク処理を実行
するマルチタスク処理コンピュータを障害の有無にかか
わらず無停止運転させるフォールト・トレラント方式で
あって、同時タスク処理を行うタスク数に対応して設置
され、各組が各タスク処理を同期して並列に実行する二
つの中央処理装置と、当該中央処理装置のそれぞれに対
応して設置されて相手側の中央処理装置と一致した処理
結果が得られたときにのみ処理結果を出力する比較手段
を備えた、複数組の現用中央処理部と、前記の現用中央
処理部のいずれかにおいて処理結果の不一致があった場
合に起動され、処理結果の不一致が発生した現用中央処
理部が実行したタスク処理を実行し、当該処理結果を処
理結果の不一致が発生した現用中央処理部の前記比較手
段に出力する予備の中央処理装置を有し、前記の比較手
段は、予備の中央処理装置の処理結果を受信し、対応す
る自中央処理装置の処理結果と一致するときに処理結果
を出力することを特徴とするコンピュータのフォールト
・トレラント方式が得られる。
【0016】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
【0017】図1は本発明のコンピュータのフォールト
・トレラント方式の第1の実施例を示すシステムブロッ
ク図で、シングルタスク処理を実行する例を示してい
る。
【0018】図1を参照すると、本実施例のコンピュー
タシステムは、2重化バス6に接続された中央処理部1
と中央処理部2とで構成された1組の現用の中央処理部
と1個の予備の中央処理部5とを備え、各中央処理部、
例えば中央処理部1は2重化バス6とインタフェースす
るバス・コントロール部(BSC)10と、BSC10
を通して送られたタスクの処理を中央処理部2と同期し
て並列に実行する中央処理装置(CPU)11と、CP
U11の処理結果と中央処理部2のCPU21の処理結
果とを比較する比較回路(CMP)12と、CMP12
の比較結果によりCPU11の出力のゲート制御を行う
ゲート回路(GAT)13とを備える疎結合な中央処理
部である。
【0019】同様に、中央処理部2および予備の中央処
理部5はそれぞれBSC20およびBSC50と、CP
U21およびCPU51と、CMP22およびCMP5
2と、GAT23およびGAT53とを備えている。
【0020】なお、現用の中央処理部を構成する中央処
理部1および中央処理部2のCMP12およびCMP2
2はそれぞれ自CPU11およびCPU21の処理結果
と他CPU21およびCPU11の処理結果とを比較
し、不一致結果を得たときは各GAT13およびGAT
23を閉じる制御を行う。
【0021】続いて本実施例の動作について説明する。
【0022】今、1つのタスク処理を実行する場合、中
央処理部1と中央処理部2とでこのタスク処理を並列に
実行する。
【0023】中央処理部1および中央処理部2では、そ
れぞれBSC10およびBSC20の制御によって2重
化バス6を通して図示していないメモリから1つのタス
クを受け取る。このとき、中央処理部5は予備の中央処
理部となり動作しない。
【0024】CPU11とCPU21とはこの受け取っ
たタスクの処理を同期して実行し、それぞれ処理結果を
CMP12およびCMP22へ送る。
【0025】CMP12では自分のCPU11の処理結
果と他のCPU21の処理結果とを比較し、不一致とな
ったときはGAT13を閉じる。同様にCMP22では
自分のCPU21と他のCPU11の処理結果とを比較
し、不一致となったときはGAT23を閉じる。
【0026】このCMP12またはCMP22で不一致
が発生したときは、同様のタスク処理を予備の中央処理
部5で再度実行する。
【0027】すなわち、予備の中央処理部5ではBSC
50の制御により上記タスクと同じ1つのタスクを受け
取ってCPU51で処理を行う。CPU51で実行され
た処理結果はCMP12およびCMP22に送られ、C
MP12およびCMP22はそれぞれCPU11および
CPU21の処理結果とCPU51の処理結果とを再度
比較し、一致したときのみそれぞれのGAT13または
GAT23を開けて結果を出力する。
【0028】このように本実施例では、1つのタスク処
理に対して3つの中央処理部1,2および5でフォール
ト・トレラントを実現している。
【0029】次に、図2は本発明のコンピュータのフォ
ールト・トレラント方式の第2の実施例を示すシステム
ブロック図で、2つタスク処理を同時に実行するマルチ
タスク処理の例を示している。
【0030】図2を参照すると、本実施例のコンピュー
タシステムは、2重化バス6に接続されたそれぞれ疎結
合な中央処理部1と中央処理部2とで構成された第1組
の現用の中央処理部と、それぞれ疎結合な中央処理部3
と中央処理部4とで構成された第2組の現用の中央処理
部と、1個の予備の中央処理部5とを備えている。つま
り、5つの中央処理部を備えて2つのタスク処理を同時
に実行するシステムである。
【0031】各中央処理部、例えば中央処理部1は2重
化バス6とインタフェースするバス・コントロール部
(BSC)10と、BSC10を通して送られたタスク
処理を実行する中央処理装置(CPU)11と、CPU
11の処理結果と中央処理部2のCPU21の処理結果
とを比較する比較回路(CMP)12と、CMP12の
比較結果によりCPU11の出力のゲート制御を行うゲ
ート回路(GAT)13とを備える疎結合な中央処理部
である。
【0032】同様に、現用の中央処理部2,3,4およ
び予備の中央処理部5はそれぞれBSC20,30,4
0および50と、CPU21,31,41および51
と、CMP22,32,42および52と、GAT2
3,33,43および53とを備えている。
【0033】なお、第1組の現用の中央処理部を構成す
る中央処理部1および中央処理部2のCMP12および
CMP22はそれぞれ自CPU11およびCPU21の
処理結果と他CPU21およびCPU11の処理結果と
を比較し、不一致結果を得たときは各GAT13および
GAT23を閉じる制御を行う。
【0034】同様に、第2組の現用の中央処理部を構成
する中央処理部3および中央処理部4のCMP32およ
びCMP42はそれぞれ自CPU31およびCPU41
の処理結果と他CPU41およびCPU31の処理結果
とを比較し、不一致結果を得たときは各GAT33およ
びGAT43を閉じる制御を行う。
【0035】続いて本実施例の動作について説明する。
【0036】今、タスク処理aとタスク処理bの2つの
タスク処理があった場合、タスク処理aを中央処理部1
と中央処理部2とで同期して実行し、同時にタスク処理
bを中央処理部3と中央処理部4とで同期して実行す
る。
【0037】中央処理部1と中央処理部2とでは、BS
C10とBSC20の制御によって2重化バス6を通し
て図示していないメモリからそれぞれタスク処理aを受
け取る。同様に中央処理部3と中央処理部4とでは、B
SC30とBSC40の制御によってそれぞれタスク処
理bを上記メモリから受け取る。このとき、中央処理部
5は予備の中央処理部となり動作しない。
【0038】CPU11とCPU21とはこの受け取っ
たタスク処理aを同期して実行し、それぞれ処理結果を
CMP12およびCMP22へ送る。
【0039】CMP12では自分の中央処理部1内のC
PU11の処理結果と同じ組の他の中央処理部2内のC
PU21の処理結果とを比較し、不一致となったときは
GAT13を閉じる。同様にCMP22では自分の中央
処理部2内のCPU21の処理結果と同じ組の他のCP
U11の処理結果とを比較し、不一致となったときはG
AT23を閉じる。
【0040】タスク処理bも同様に処理が実行される。
すなわち、CPU31とCPU41とは受け取ったタス
ク処理bを同期して実行し、それぞれ処理結果をCMP
32およびCMP42へ送る。
【0041】CMP32では自分のCPU31の処理結
果と同じ組の他のCPU41の処理結果とを比較し、不
一致となったときはGAT33を閉じる。同様にCMP
42では自分のCPU41の処理結果と同じ組の他のC
PU31の処理結果とを比較し、不一致となったときは
GAT43を閉じる。
【0042】今、中央処理部3と中央処理部4とでタス
ク処理bを実行したときに不一致が発生したとすれば、
タスク処理bを予備の中央処理部5で再度実行する。
【0043】すなわち、予備の中央処理部5ではBSC
50の制御により受け取ったタスク処理bをCPU51
で実行する。CPU51で実行された処理結果はCMP
32とCMP42とに送られ、CMP32およびCMP
42はそれぞれCPU31の処理結果およびCPU41
の処理結果とCPU51の処理結果とを再度比較し、一
致したときのみそれぞれのGAT33またはGAT43
を開けて結果を出力する。
【0044】また、タスク処理aで処理結果に不一致が
発生したときも、同様に予備の中央処理部5でタスク処
理aを再度実行する。
【0045】このように第2の実施例では、2つのタス
ク処理に対して5つの中央処理部1,2,3,4および
5でフォールト・トレラントを実現している。
【0046】なお、同時に処理するタスク処理数がn個
(3個以上)のときにも、2n+1個の中央処理部によ
り同様の動作でマルチタスク処理のフォールト・トレラ
ントを実現する。
【0047】また、第1,第2の実施例において、予備
の中央処理部5は現用の中央処理部1,…,4と同じ構
成とするためCMP52およびGAT53を備えている
が、中央処理部5が上記のタスク処理を再度実行したと
きCMP52およびGAT53は動作せず、CPU51
の処理結果のGAT53からの出力は行われない。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、疎結合な
中央処理部を使用し、通常は1つのタスク処理に対して
2つの中央処理部を使用して同期して処理し、この中央
処理部の一方に障害が発生したときにのみ、予備の中央
処理部を使用して処理を継続することにより、マルチタ
スク処理の場合にも(2×タスク処理数+1)個の中央
処理部数でフォールト・トレラント動作を実現すること
ができるので、コンピュータシステムのハードウェア構
成を物理的に小規模にすることができるという効果を有
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコンピュータのフォールト・トレラン
ト方式の第1の実施例を示すシステムブロック図であ
る。
【図2】本発明のコンピュータのフォールト・トレラン
ト方式の第2の実施例を示すシステムブロック図であ
る。
【図3】従来のコンピュータのフォールト・トレラント
方式の第1の例を示すシステムブロック図である。
【図4】従来のコンピュータのフォールト・トレラント
方式の第2の例を示すシステムブロック図である。
【符号の説明】
1,2,3,4,5,100 中央処理部 6 2重化バス 10,20,30,40,50 バス・コントロール
部(BSC) 11,21,31,41,51,101,102,10
3,411,412,413 中央処理装置(CP
U) 12,22,32,42,52,104,414,41
5,416 比較回路(CMP) 13,23,33,43,53,418,419,42
0 ゲート回路(GAT) 417 出力バス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】同時に二つ以上のタスク処理を実行するマ
    ルチタスク処理コンピュータを障害の有無にかかわらず
    無停止運転させるフォールト・トレラント方式であっ
    て、 第一及び第二の中央処理部から構成されて同時タスク処
    理を行うタスク数に対応した複数組の現用中央処理部
    と、一個の予備中央処理部とを備え、 前記各組の第一及び第二の中央処理部は一つのタスク処
    理を同期して並列に実行し、当該第一及び第二の中央処
    理部の出力結果が一致した場合のみ処理結果を出力し、
    第一及び第二の中央処理部の出力結果が不一致の場合
    は、前記予備中央処理部を起動して出力結果が不一致で
    あった組の現用中央処理部が実行したタスク処理を実行
    し、当該予備中央処理部のタスク処理結果と一致する第
    一及び第二の中央処理部のいずれかの処理結果を出力す
    ることを特徴とするコンピュータのフォールト・トレラ
    ント方式。
  2. 【請求項2】同時に二つ以上のタスク処理を実行するマ
    ルチタスク処理コンピュータを障害の有無にかかわらず
    無停止運転させるフォールト・トレラント方式であっ
    て、 同時タスク処理を行うタスク数に対応して設置され、各
    組が各タスク処理を同期して並列に実行する二つの中央
    処理装置と、当該中央処理装置のそれぞれに対応して設
    置されて相手側の中央処理装置と一致した処理結果が得
    られたときにのみ処理結果を出力する比較手段を備え
    た、複数組の現用中央処理部と、 前記現用中央処理部のいずれかにおいて処理結果の不一
    致があった場合に起動され、処理結果の不一致が発生し
    た現用中央処理部が実行したタスク処理を実行し、当該
    処理結果を処理結果の不一致が発生した現用中央処理部
    の前記比較手段に出力する予備の中央処理装置を有し、 前記比較手段は、前記予備の中央処理装置の処理結果を
    受信し、対応する自中央処理装置の処理結果と一致する
    ときに処理結果を出力することを特徴とするコンピュー
    タのフォールト・トレラント方式。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7797682B2 (en) 2003-03-25 2010-09-14 Giesecke & Devrient Gmbh Controlled execution of a program used for a virtual machine on a portable data carrier

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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