JP2000311155A - マルチプロセッサシステム及び電子機器 - Google Patents

マルチプロセッサシステム及び電子機器

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JP2000311155A
JP2000311155A JP11119838A JP11983899A JP2000311155A JP 2000311155 A JP2000311155 A JP 2000311155A JP 11119838 A JP11119838 A JP 11119838A JP 11983899 A JP11983899 A JP 11983899A JP 2000311155 A JP2000311155 A JP 2000311155A
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processor
interrupt
abnormal operation
abnormality
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JP11119838A
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Hiroaki Kosugi
浩章 小杉
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロセッサの動作異常の態様に応じた柔軟な
対応を少ないオーバーヘッドで実現できるマルチプロセ
ッサシステム及び電子機器を提供すること。 【解決手段】 プロセッサ1がウォッチドッグタイマW
DT20-1により動作異常を検出すると、異常検出割り
込みINTREQA(WDTOUT)をプロセッサ2に
対して発生する。INTREQAを受け付けたプロセッ
サ2は、診断要求割り込みINTREQB(INTOU
T)をプロセッサ1に対し発生し、これによりプロセッ
サ1は自己診断処理を行う。一方、プロセッサ1がIN
TREQBを受け付けなかった場合にはプロセッサ2は
RESET(RSTOUT)を出力してプロセッサ1を
リセットする。プロセッサが3個以上の場合には、IN
TREQA、INTREQBをリング状に接続してハー
ドウェア資源の有効利用を図る。また動作異常状態のプ
ロセッサのIDを共有メモリに書き込むことで、どのプ
ロセッサが動作異常状態にあるかを他のプロセッサに伝
える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルチプロセッサ
システム及び電子機器に関する。
【0002】
【背景技術及び発明が解決しようとする課題】近年、複
数のプロセッサ(CPU、MPU、マイクロコンピュー
タ)を含むマルチプロセッサシステムが脚光を浴びてい
る。このマルチプロセッサシステムによれば、複数のタ
スクを並列処理することが可能になるため、処理の大幅
な高速化を図ることができる。
【0003】このようなマルチプロセッサシステムにお
いては、複数のプロセッサの中の1つのプロセッサが動
作異常状態になると、システム全体が異常状態になる可
能性が高い。従って、各プロセッサの動作異常に起因す
るシステム異常を最小限に抑えることができる技術の出
現が望まれている。
【0004】各プロセッサの動作異常に起因するシステ
ム異常を防止する技術としては、例えば特開平5−31
4084、特開平5−241883に開示される従来技
術が知られている。これらの従来技術では、図1に示す
ように、プロセッサ間で一定期間毎に通信を行うことで
各プロセッサの動作異常を検出し、システム異常を防止
する。即ち、例えばプロセッサ1からの通信が一定期間
途絶えると、プロセッサ2は、プロセッサ1が動作異常
状態であると判断する。そして、この場合には、システ
ムをリセットする処理等を行い、システム異常の回復を
図る。
【0005】しかしながら、図1の従来技術には次のよ
うな問題点がある。 (1)図1では、動作異常状態か否かを判断するための
通信を、一定期間毎に行わなければならないため、通信
時間の分だけ余計なオーバーヘッドが生じる。このた
め、本来は他のタスク処理に費やされるべき時間が、通
信処理のために費やされてしまい、システム全体のパフ
ォーマンスが低下する。また、通信処理のためのプログ
ラムの作成作業やバグ修正作業が必要になり、開発期間
の長期化を招く。 (2)図1では、実際には、タスクからの応答が返って
こないためプロセッサの処理が単にデッドロックしてい
るにすぎない場合にも、システム異常の回復のためにプ
ロセッサがリセットされてしまう。従って、プロセッサ
の動作異常の態様に応じた柔軟な対応を実現できない。
【0006】本発明は、以上のような技術的課題に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、プロ
セッサの動作異常の態様に応じた柔軟な対応を少ないオ
ーバーヘッドで実現できるマルチプロセッサシステム及
び電子機器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、複数のプロセッサを含むマルチプロセッサ
システムであって、前記複数のプロセッサの中の各プロ
セッサが、自身のプロセッサの動作異常を検出し、動作
異常を検出した場合に、自身のプロセッサが動作異常状
態であることを他のプロセッサに知らせるための異常検
出割り込みを他のプロセッサに対して発生する動作異常
検出手段と、他のプロセッサが動作異常状態にあること
が異常検出割り込みを用いて知らされた場合に、該異常
検出割り込みを受け付けて、異常回復のための所与の処
理を行う手段とを含むことを特徴とする。
【0008】本発明によれば、自身のプロセッサにおい
て動作異常が検出されると、他のプロセッサに対して異
常検出割り込みが発生する。これにより、他のプロセッ
サは、異常回復のための所与の処理を行えるようにな
る。一方、他のプロセッサにおいて動作異常が検出さ
れ、他のプロセッサからの異常検出割り込みが発生する
と、この割り込みが受け付けられ、異常回復のための所
与の処理が行われるようになる。このように本発明によ
れば、プロセッサの動作異常が検出されると、他のプロ
セッサに対して異常検出割り込みが発生する。この場
合、他のプロセッサについては、動作異常状態にあるプ
ロセッサと異なり、正常な動作を期待できる。従って、
他のプロセッサが実行する所与の処理により、システム
異常が解消されることを期待できる。これにより、シス
テムの信頼性を大幅に向上できるようになる。しかも、
上記所与の処理は、異常検出割り込みに基づいて行われ
る処理であるため、動作異常の態様に応じた柔軟な対応
が実現可能となる。
【0009】また本発明は、前記所与の処理が、動作異
常状態にある他のプロセッサに自己診断処理を行わせる
ための診断要求割り込みを発生する処理を含むことを特
徴とする。このようにすれば、例えば、タスクからの応
答が返ってこないため単にデッドロックしているにすぎ
ない場合等に、動作異常状態にあるプロセッサをリセッ
トすることなく、システム異常を回復できるようにな
る。
【0010】また本発明は、前記所与の処理が、動作異
常状態にある他のプロセッサが前記診断要求割り込みを
受け付けなかった場合に、該他のプロセッサをリセット
する処理を含むことを特徴とする。このようにすれば、
自己診断処理も実行できないような動作異常状態にプロ
セッサが陥った場合に、そのプロセッサをリセットする
ことで、システム異常を確実に回復できるようになる。
【0011】また本発明は、第1〜第N(N≧3)のプ
ロセッサの中の第K(1≦K≦N)のプロセッサが異常
検出割り込みを発生した場合に、第Kのプロセッサの後
段のプロセッサは、第Kのプロセッサが動作異常状態に
あることを他のプロセッサに伝えるための処理を行うと
共に、第Kのプロセッサに自己診断処理を行わせるため
の診断要求割り込みを自身の後段のプロセッサに対して
発生し、第Kのプロセッサ並びに第Kのプロセッサの前
段及び後段のプロセッサ以外のプロセッサは、自身の前
段のプロセッサからの診断要求割り込みを受け付けた場
合に、第Kのプロセッサに自己診断処理を行わせるため
の診断要求割り込みを自身の後段のプロセッサに対して
発生し、第Kのプロセッサの前段のプロセッサは、自身
の前段のプロセッサからの診断要求割り込みを受け付け
た場合に、第Kのプロセッサに対して診断要求割り込み
を発生し、第Kのプロセッサは、自身の前段のプロセッ
サからの診断要求割り込みを受け付けた場合に、自己診
断処理を行うことを特徴とする。
【0012】例えば、マルチプロセッサシステムが第1
〜第4のプロセッサを含み、第1のプロセッサが動作異
常状態に陥り異常検出割り込みを発生した場合(K=1
の場合)を考える。この場合、上記異常検出割り込みを
受け付けた第2のプロセッサ(第1のプロセッサの後段
のプロセッサ)は、第1のプロセッサが動作異常状態に
あることを他のプロセッサ(例えば第1、第3、第4の
プロセッサ)に伝えるための処理を行う。そして、第1
のプロセッサに自己診断処理を行わせるための診断要求
割り込みを、第1のプロセッサではなく、自身の後段の
第3のプロセッサに対して発生する。すると、この診断
要求割り込みを受け付けた第3のプロセッサ(第1のプ
ロセッサ並びに第1のプロセッサの前段及び後段のプロ
セッサ以外のプロセッサ)は、第1のプロセッサに自己
診断処理を行わせるための診断要求割り込みを、第1の
プロセッサではなく、自身の後段の第4のプロセッサに
対して発生する。そして、この診断要求割り込みを受け
付けた第4のプロセッサ(第1のプロセッサの前段のプ
ロセッサ)は、第1のプロセッサに対して診断要求割り
込みを発生する。すると、この診断要求割り込みを受け
付けた第1のプロセッサは、自己診断処理を行うように
なる。
【0013】このように本発明によれば、プロセッサ間
での割り込み信号の本数を節約できると共に、割り込み
信号の接続を単純化できるため、ハードウェア資源の効
率的な利用と、割り込み制御の簡素化を図れるようにな
る。
【0014】また本発明は、第Kのプロセッサが動作異
常状態にあることを他のプロセッサに伝えるための前記
処理が、第Kのプロセッサの識別情報を記憶部に書き込
む処理であり、他のプロセッサは、前記記憶部から前記
識別情報を読み出して、自身が第Kのプロセッサの前段
のプロセッサか否か、或いは自身が第Kのプロセッサか
否かを判断することを特徴とする。このようにすること
で、自身が動作異常状態にある第Kのプロセッサの前段
のプロセッサか否か、或いは自身が第Kのプロセッサか
否かを、各プロセッサが容易に判断できるようになる。
そして、その判断に基づいた適正な割り込み処理を実行
できるようになる。
【0015】また本発明は、前記動作異常検出手段がウ
ォッチドッグタイマであり、該ウォッチドッグタイマの
出力が異常検出割り込みとして用いられることを特徴と
する。このようにウォッチドッグタイマを用いれば、ウ
ォッチドッグタイマが内蔵する例えばカウント値レジス
タにカウント値を設定等するだけで、各プロセッサの動
作異常を容易に検出できるようになる。そして、動作異
常が検出された場合に、そのレベルが変化するウォッチ
ドッグタイマの出力を利用すれば、他のプロセッサに対
する異常検出割り込みの信号を、簡易に生成できるよう
になる。
【0016】また本発明は、上記のいずれかのマルチプ
ロセッサシステムと、データを入力するための入力手段
と、前記マルチプロセッサシステムの制御の下で画像及
び音の少なくとも一方を出力するための手段とを含むこ
とを特徴とする。このように信頼性の高い本発明のマル
チプロセッサシステムを電子機器に組み込むことで、電
子機器の信頼性も高めることができるようになる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて図面を用いて詳細に説明する。
【0018】1.プロセッサが2個の場合 図2に、本実施形態のマルチプロセッサシステムのブロ
ック図の例を示す。図2のマルチプロセッサシステムは
2個のプロセッサ1、2を含む。
【0019】プロセッサ1は、プロセッサコア10-1、
WDT(ウォッチドッグタイマ)20-1、制御レジスタ
24-1、リセット発生回路26-1、リセット回路28-
1、ITC(割り込みコントローラ)30-1を含む。プ
ロセッサ2も、同様に、プロセッサコア10-2、WDT
20-2、制御レジスタ24-2、リセット発生回路26-
2、リセット回路28-2、ITC30-2を含む。
【0020】プロセッサコア10-1は、各種命令の実行
処理を行うものである。プロセッサコア10-1上で動作
する割り込みハンドラ12-1は、割り込みが発生した場
合に各種の割り込み処理を行うものであり、その機能
は、プロセッサコア10-1のハードウェアと、図示しな
いメモリに格納される割り込み処理プログラムとにより
実現される。
【0021】WDT(動作異常検出手段)20-1は、プ
ロセッサ1の動作異常(プログラムの暴走等)を検出す
るためのタイマであり、カウント値レジスタ22-1を含
む。
【0022】WDT20-1は、プロセッサコア10-1に
よりカウント値レジスタ22-1に設定されたカウント値
を、クロックCLKの例えば立ち上がり(或いは立ち下
がり)に同期して順次インクリメント(或いはデクリメ
ント)してゆく。
【0023】そして、プロセッサ1の動作が正常状態で
ある場合には、カウント値レジスタ22-1のカウント値
がプロセッサコア10-1により所与の期間毎(例えばD
RAMのリフレッシュサイクル毎)にリセットされるた
め、カウント値がオーバーフロー(或いはアンダーフロ
ー)することはない。
【0024】一方、プロセッサ1が動作異常状態に陥る
と、カウント値のリセット処理が行われなくなるため、
カウント値がオーバーフローする。即ち、例えば、特定
のタスク処理中にデッドロック状態に入ると、OS(オ
ペレーティングシステム)に制御が戻らなくなる。従っ
て、プロセッサコア10-1によるカウント値のリセット
処理が行われなくなり、クロックCLKによりインクリ
メントされているカウント値がオーバーフローする。そ
して、カウント値がオーバーフローすると、WDTOU
Tがアクティブになり、プロセッサ2に対する割り込み
INTREQA(異常検出割り込み)が発生する。これ
により、プロセッサ1が動作異常状態であることがプロ
セッサ2に対して知らされることになる。
【0025】制御レジスタ24-1は、割り込みビットと
リセットビットを少なくとも有する(ビット位置は任
意)。そして、プロセッサコア10-1(割り込みハンド
ラ12-1)が制御レジスタ24-1の割り込みビットに1
をセットすると、INTOUTがアクティブになり、プ
ロセッサ1に対する割り込みINTREQB(診断要求
割り込み)が発生する。
【0026】また、プロセッサコア10-1が制御レジス
タ24-1のリセットビットに1をセットすると、このリ
セットビットの値に基づいて、リセット発生回路26-1
がRSTOUT(RESET)をアクティブにする。
【0027】リセット回路28-1は、プロセッサ2から
のRESET(RSTOUT)を受けて、プロセッサ1
をリセットするための処理を行うものである。
【0028】ITC30-1は、プロセッサ2からのIN
NTREQA(WDT20-2からのWDTOUT)やI
NTREQB(制御レジスタ24-2からのINTOU
T)を受け付け、所与の優先順位にしたがってプロセッ
サコア10-1に対して割り込みを発生する回路である。
そして、ICT30-1は、割り込みを受け付けた場合に
は、その応答としてINTACK(INTCLR)をア
クティブにする。これにより、プロセッサ2の制御レジ
スタ24-2の割り込みビットが0にリセットされる。
【0029】なお、プロセッサ2が含むプロセッサコア
10-2、WDT20-2、制御レジスタ24-2、リセット
発生回路26-2、リセット回路28-2、ITC30-2の
機能及び構成は、プロセッサコア10-1、WDT20-
1、制御レジスタ24-1、リセット発生回路26-1、リ
セット回路28-1、ITC30-1とほぼ同様であるた
め、ここでは説明を省略する。
【0030】次に、図2のマルチプロセッサシステムの
動作について簡単に説明する。
【0031】例えばプロセッサ1が動作異常状態になる
と、WDT20-1がこの動作異常を検出し、その出力W
DTOUTをアクティブにする。より具体的には、カウ
ント値レジスタ22-1のカウント値がオーバーフローす
ることでWDTOUTがアクティブになる。これによ
り、プロセッサ2に対する割り込みINTREQA(異
常検出割り込み)が発生する。
【0032】そして、プロセッサ2のITC30-2がこ
のINTREQAを受け付けると、ITC30-2はプロ
セッサコア10-2に対して割り込みを発生する。これに
より、割り込みハンドラ12-2が起動し、起動した割り
込みハンドラ12-2は、割り込み要因(例えばITC3
0-2内の図示しない要因レジスタに格納される要因)を
調べ、割り込み要因にしたがった種々の処理を行う。
【0033】即ち、割り込みハンドラ12-2は、まず、
制御レジスタ24-2の割り込みビットに1をセットす
る。これにより、INTOUTがアクティブになり、プ
ロセッサ1に自己診断処理を行わせるためのINTRE
QB(診断要求割り込み)が発生する。
【0034】そして、プロセッサ1のITC30-1がこ
のINTREQBを受け付けた場合には、ITC30-1
がプロセッサコア10-1に対して割り込みを発生する。
これにより、割り込みハンドラ12-1が起動する。そし
て起動した割り込みハンドラ12-1は、自身の動作異常
状態を診断する自己診断処理を実行し、自身が動作異常
状態にあると診断した場合には、動作異常を回復(復
旧)するための処理を行う。
【0035】一方、プロセッサ1のITC30-1がIN
TREQBを受け付けなかった場合、即ち、所与の期間
が経過してもINTACK(INTCLR)がアクティ
ブにならなかった場合には、プロセッサ2側の割り込み
ハンドラ12-2は、制御レジスタ24-2のリセットビッ
トに1をセットする。そして、リセットビットが1にセ
ットされると、リセット発生回路26-2がRSTOUT
(RESET)をアクティブにする。これにより、プロ
セッサ1側のリセット回路28-1がリセット処理を行
い、プロセッサ1がリセットされる。
【0036】以上のように本実施形態によれば、例えば
WDT20-1が自身のプロセッサ1の動作異常を検出す
ると、動作異常を検出したことが、割り込みINTRE
QA(WDTOUT)を用いてプロセッサ2に通知され
る。従って、図1のような動作異常検出のための通信処
理が不要になり、通信処理のオーバーヘッドを無くすこ
とができる。これにより、通信処理の時間を他のタスク
処理に費やすことが可能になり、システム全体のパフォ
ーマンスを向上できる。また、動作異常検出のための通
信処理プログラムの作成作業やバグ修正作業が不要にな
り、開発期間の短縮化を図れる。
【0037】また本実施形態によれば、動作異常の検出
の通知にINTREQAを用いているため、動作異常の
態様に応じた柔軟な対応を実現できるようになる。
【0038】即ち本実施形態では、プロセッサ1が動作
異常状態になると、INTREQAを用いてプロセッサ
2の割り込みハンドラ12-2が起動する。そして、起動
した割り込みハンドラ12-2が、まず、診断要求割り込
みINTREQB(INTOUT)を発生するための処
理を行う。これにより、プロセッサ1の動作異常に対す
る第1段階の対処として、プロセッサ1による自己診断
処理が行われるようになる。従って、例えばタスクから
の応答が返ってこないため単にデッドロックしているに
すぎない場合等にも、プロセッサ1をリセットすること
なくこれに対処できるようになる。
【0039】そして、プロセッサ2からの診断要求割り
込みINTREQBに対して、プロセッサ1からの応答
INTACKが無かった場合に初めて、第2段階の対処
としてプロセッサ1がリセットされる。
【0040】即ち本実施形態によれば、単なるデッドロ
ック状態に入っただけではプロセッサ1がリセットされ
ることは無く、自己診断処理も行えないような動作異常
状態になった場合に初めてプロセッサ1がリセットされ
る。従って、動作異常の態様に応じた段階的な対処が可
能になる。
【0041】例えばシングルプロセッサシステムにおい
ては、通常、WDT(ウォッチドッグタイマ)の出力は
自身のプロセッサのリセット端子に直接入力される。従
って、動作異常が検出されるとプロセッサがすぐにリセ
ットされてしまうことになり、自己診断処理により動作
異常を回復するというような段階的な処理の余地が全く
無い。
【0042】これに対してマルチプロセッサシステムの
本実施形態では、例えばプロセッサ1が動作異常状態で
ある場合にも、プロセッサ2については正常動作を期待
できる。従って、プロセッサ2の割り込み処理動作によ
り、システム異常の段階的な回復を実現できるようにな
る。
【0043】また、例えばシングルプロセッサシステム
においてWDTの出力を自身のプロセッサの割り込み端
子に入力する手法も考えられる。しかしながら、この手
法では、割り込みも受け付け得ないような動作異常状態
にプロセッサが陥っている場合には、システム異常を永
遠に回復できないことになる。
【0044】これに対してマルチプロセッサシステムの
本実施形態では、例えば割り込みも受け付け得ないよう
な動作異常状態にプロセッサ1が陥っていた場合にも、
プロセッサ2については正常動作を期待できる。従っ
て、割り込みも受け付け得ないような動作異常状態にプ
ロセッサ1が陥っているか否かが、プロセッサ2が発生
する割り込みを利用してまず判断され、そのような状態
に陥っていると判断された場合には、プロセッサ1がリ
セットされる。
【0045】従って、本実施形態によれば、WDTの出
力を自身のプロセッサの割り込み端子に入力するシング
ルプロセッサシステムと異なり、割り込みも受け付け得
ないような動作異常状態にプロセッサ1が陥っている場
合においても、システム異常を確実に回復できるように
なる。
【0046】2.プロセッサが3個(或いは3個以上)
の場合 図3に、本実施形態のマルチプロセッサシステムのブロ
ック図の他の例を示す。図3は、マルチプロセッサシス
テムが3個のプロセッサ1、2、3を含む場合の例であ
る。
【0047】図3では、プロセッサ1からのWDTOU
T、INTOUT、RSTOUTは、各々、INTRE
QA、INTREQB、RESETとしてプロセッサ2
に入力される。そしてプロセッサ2からのINTACK
はINTCLRとしてプロセッサ1に入力される。
【0048】またプロセッサ2からのWDTOUT、I
NTOUT、RSTOUTは、各々、INTREQA、
INTREQB、RESETとしてプロセッサ3に入力
される。そしてプロセッサ3からのINTACKはIN
TCLRとしてプロセッサ2に入力される。
【0049】またプロセッサ3からのWDTOUT、I
NTOUT、RSTOUTは、各々、INTREQA、
INTREQB、RESETとしてプロセッサ1に入力
される。そしてプロセッサ1からのINTACKはIN
TCLRとしてプロセッサ3に入力される。
【0050】更に図3では、プロセッサ1、2、3の共
有メモリ40が設けられている。この共有メモリ40
は、動作異常状態にあるプロセッサのID(識別情報)
等を記憶するためのものである。どのプロセッサが動作
異常状態にあるのかを知ったプロセッサは、動作異常状
態にあるプロセッサのIDを共有メモリ40に書き込
む。そして、他のプロセッサは、この書き込まれたID
を読み出すことで、どのプロセッサが動作異常状態にあ
るのかを知ることができる。
【0051】図3のマルチプロセッサシステムの動作に
ついて簡単に説明する。
【0052】例えば図3においてプロセッサ1が動作異
常状態になった場合を考える。この場合には、プロセッ
サ1のウォッチドッグタイマWDTが動作異常を検出
し、WDTOUTをアクティブにする。これにより、プ
ロセッサ2に対する異常検出割り込みINTREQAが
発生する。
【0053】INTREQAを受け付けたプロセッサ2
は、まず、プロセッサ1が動作異常状態にあることを他
のプロセッサに伝えるための処理を行う。即ち、プロセ
ッサ1のIDを共有メモリ40に書き込む。次に、IN
TOUTをアクティブにし、プロセッサ1に自己診断処
理を行わせるための診断要求割り込みINTREQB
を、プロセッサ1に対してではなく、後段のプロセッサ
3に対して発生する。
【0054】INTREQBを受け付けたプロセッサ3
は、まず、共有メモリ40のIDを読み出す。そして、
動作異常状態にあるプロセッサが自身の後段のプロセッ
サ1であると、読み出したIDに基づいて判断すると、
INTOUTをアクティブにし、プロセッサ1に自己診
断処理を行わせるためのINTREQBを後段のプロセ
ッサ1に対して発生する。
【0055】INTREQBを受け付けたプロセッサ1
は、まず、共有メモリ40のIDを読み出す。そして、
動作異常状態にあるプロセッサが自身であると、読み出
したIDに基づいて判断すると、自己診断処理を行い、
必要に応じて動作異常を回復するための処理を行う。
【0056】図3の第1の特徴は、割り込みINTRE
QA(WDTOUT)、INTREQB(INTOU
T)を、プロセッサ1から2、プロセッサ2から3、プ
ロセッサ3から1というように、ループ状に接続してい
る点にある。より具体的には、例えばプロセッサ1が動
作異常を検出しINTREQAが発生した場合に、プロ
セッサ2は、INTOUTをアクティブにし、プロセッ
サ1に対してではなく、プロセッサ3に対してINTR
EQBを発生する。そして、このINTREQBを受け
付けたプロセッサ3が、プロセッサ1に対するINTR
EQBを発生することで、プロセッサ1が自己診断処理
を実行するようになる。即ち、プロセッサ1に自己診断
処理を行わせるための割り込みが、プロセッサ2からプ
ロセッサ3を介してプロセッサ1に伝えられるようにな
る。
【0057】このようにすれば、プロセッサ2からプロ
セッサ1に直接接続される割り込み信号線を設ける必要
が無くなる。従って、割り込みの信号線の数等を節約で
き、ハードウェア資源の効率的な利用を図れるようにな
る。
【0058】また、プロセッサ1から出力される割り込
みは全てプロセッサ2に入力され、プロセッサ2から出
力される割り込みは全てプロセッサ3に入力され、プロ
セッサ3から出力される割り込みは全てプロセッサ1に
入力されるようになる。従って、割り込み信号の伝達方
向が単一の方向になり、割り込み信号の接続の単純化、
割り込み制御の簡易化等を図れるようになる。
【0059】そして、このように割り込み信号をループ
状に接続した場合には、どのプロセッサが動作異常状態
にあるかがわからなくなる可能性がある。そこで図3で
は、どのプロセッサが動作異常状態にあるかを伝えるた
めの処理を行うようにしている。より具体的には、例え
ばプロセッサ1が動作異常状態にある場合には、プロセ
ッサ2が共有メモリ40に対してプロセッサ1のIDを
書き込む。これにより、プロセッサ3、1は、プロセッ
サ1が動作異常状態にあることを知ることができる。
【0060】なお図3では、動作異常状態にあるプロセ
ッサの情報を伝えるための処理を、共有メモリ40を利
用して実現しているが、プロセッサ1、2、3間で直接
通信することで、どのプロセッサが動作異常状態にある
のかをプロセッサ間で伝え合うようにしてもよい。
【0061】3.割り込み処理の詳細 次に、本実施形態で行われる割り込み処理の詳細につい
て図4〜図9のフローチャートを用いて説明する。
【0062】図4、図5は、プロセッサが2個の場合
(図2)のフローチャートである。まず、異常検出割り
込みINTREQAによる割り込み処理について図4の
フローチャートを用いて説明する。
【0063】相手プロセッサ(例えばプロセッサ1)か
らの異常検出割り込みINTREQA(WDTOUT)
が割り込みコントローラITCにより受け付けられる
と、INTREQAによる割り込みハンドラ(図2の割
り込みハンドラ12-2)が起動する(ステップS1)。
なお、割り込みコントローラITCは、割り込みを受け
付けると、すぐに割り込み応答INTACKを出力する
ことになる。
【0064】次に、起動した割り込みハンドラは制御レ
ジスタの割り込みビットに1をセットし、相手プロセッ
サ(プロセッサ1)に対して診断要求割り込みINTO
UT(INTREQB)を発生する(ステップS2)。
【0065】次に、相手プロセッサ(プロセッサ1)か
らの応答INTCLR(INTACK)があったか否か
を判断し(ステップS3)、応答があった場合には割り
込み処理を終了する(ステップS4)。一方、応答が無
い場合には、相手プロセッサに対して割り込みINTO
UTを発生してから所与の期間経過するまで待つ(ステ
ップS5)。そして、所与の期間経過しても応答が無い
場合には、割り込みハンドラは制御レジスタのリセット
ビットに1をセットし、相手プロセッサ(プロセッサ
1)に対してリセットRSTOUT(RESET)を出
力する(ステップS6)。これにより、相手プロセッサ
はリセットされ、システム異常が解消される。
【0066】次に、診断要求割り込みINTREQBに
よる割り込み処理について図5のフローチャートを用い
て説明する。
【0067】相手プロセッサ(例えばプロセッサ2)が
発生したINTREQB(INTOUT)がITCによ
り受け付けられると、INTREQBによる割り込みハ
ンドラ(図2の割り込みハンドラ12-1)が起動する
(ステップT1)。そして、起動した割り込みハンドラ
は自己診断処理を実行する(ステップT2)。次に、自
己診断処理により、自身のプロセッサ(プロセッサ1)
に異常があるか否かを判断し(ステップT3)、異常が
ない場合には割り込み処理を終了する(ステップT
4)。一方、異常がある場合には、異常回復処理を実行
する(ステップT5)。このようにすることで、タスク
からの応答が返ってこないためデッドロックしているに
すぎない場合等に、プロセッサをリセットすることな
く、システム異常を回復できるようになる。
【0068】図6〜図9は、プロセッサが3個以上の場
合(図3)のフローチャートである。まず、INTRE
QAによる割り込み処理について図6のフローチャート
を用いて説明する。
【0069】前段のプロセッサ(例えばプロセッサ1)
からのINTREQA(WDTOUT)がITCにより
受け付けられると、INTREQAによる割り込みハン
ドラ(プロセッサ2の割り込みハンドラ)が起動する
(ステップU1)。そして、起動した割り込みハンドラ
は、共有メモリの所与のエリアに、動作異常状態のプロ
セッサ(プロセッサ1)のIDを書き込む(ステップU
2)。次に、割り込みハンドラは、制御レジスタの割り
込みビットに1をセットし、後段のプロセッサ(プロセ
ッサ3)に対してINTOUT(INTREQB)を発
生する(ステップU3)。そして、後段のプロセッサ
(プロセッサ3)からの応答INTCLR(INTAC
K)があったか否かを判断し(ステップU4)、応答が
あった場合には割り込み処理を終了する(ステップU
5)。
【0070】次に、INTREQBによる割り込み処理
について図7のフローチャートを用いて説明する。
【0071】前段のプロセッサ(例えばプロセッサ2又
は3)が発生したINTREQB(INTOUT)がI
TCにより受け付けられると、INTREQBによる割
り込みハンドラ(プロセッサ3又は1の割り込みハンド
ラ)が起動する(ステップV1)。そして、起動した割
り込みハンドラは、共有メモリから、動作異常状態のプ
ロセッサ(プロセッサ1)のIDを読み出す(ステップ
V2)。
【0072】次に、読み出したID(プロセッサ1のI
D)が自身のプロセッサのIDと一致するか否かを判断
する(ステップV3)。そして一致した場合には(例え
ば自身がプロセッサ1である場合には)、図8のステッ
プV8に移行する。
【0073】次に、読み出したIDが後段のプロセッサ
のIDと一致するか否かを判断する(ステップV4)。
そして一致した場合には(例えば自身がプロセッサ3で
後段がプロセッサ1である場合には)、図9のステップ
V12に移行する。
【0074】読み出したIDが、自身のIDにも後段の
プロセッサのIDにも一致しなかった場合には(例えば
自身がプロセッサ2である場合には)、制御レジスタの
割り込みビットに1をセットし、後段のプロセッサ(プ
ロセッサ3)に対してINTOUT(INTREQB)
を発生する(ステップV5)。そして、後段のプロセッ
サ(プロセッサ3)からの応答INTCLR(INTA
CK)があったか否かを判断し(ステップV6)、応答
があった場合には割り込み処理を終了する(ステップV
7)。
【0075】図7のステップV3で、読み出したIDが
自身のプロセッサのIDと一致した場合には(例えば自
身がプロセッサ1である場合には)、自己診断処理を実
行する(ステップV8)。次に、自己診断処理により、
自身のプロセッサ(プロセッサ1)に異常があるか否か
を判断し(ステップV9)、異常がない場合には割り込
み処理を終了する(ステップV10)。一方、異常があ
る場合には、異常回復処理を実行する(ステップV1
1)。
【0076】図7のステップV4で、読み出したIDが
後段のプロセッサのIDと一致した場合には(例えば自
身がプロセッサ3で後段がプロセッサ1である場合に
は)、制御レジスタの割り込みビットに1をセットし、
後段のプロセッサ(プロセッサ1)に対してINTOU
T(INTREQB)を発生する(ステップV12)。
そして、後段のプロセッサ(プロセッサ1)からの応答
INTCLR(INTACK)があったか否かを判断し
(ステップV13)、応答があった場合には割り込み処
理を終了する(ステップV14)。一方、応答が無い場
合には、後段のプロセッサに対して割り込みINTOU
Tを発生してから所与の期間経過するまで待つ(ステッ
プV15)。そして、所与の期間経過しても応答が無い
場合には、割り込みハンドラは制御レジスタのリセット
ビットに1をセットし、後段のプロセッサ(プロセッサ
1)に対してリセットRSTOUT(RESET)を出
力する(ステップV16)。これにより、後段のプロセ
ッサはリセットされ、システム異常が解消される。
【0077】4.電子機器 図10に、図2、図3のマルチプロセッサシステムを含
む電子機器のブロック図の一例を示す。この電子機器
は、マルチプロセッサシステム500、入力部502、
メモリ504、電源生成部506、画像出力部508、
音出力部510を含む。
【0078】ここで、入力部502は、種々のデータを
入力するためのものである。マルチプロセッサシステム
500は、この入力部502により入力されたデータに
基づいて種々の処理を行うことになる。メモリ504
は、マルチプロセッサシステム500などの作業領域と
なるものである。電源生成部506は、電子機器で使用
される各種電源を生成するためのものである。画像出力
部508は、マルチプロセッサシステム500の制御の
下で、電子機器が表示する各種の画像(文字、アイコ
ン、グラフィック、ゲーム画像等)を出力するためのも
のであり、その機能は、LCD、CRT又は画像生成I
Cなどのハードウェアにより実現できる。音出力部51
0は、マルチプロセッサシステム500の制御の下で、
電子機器が出力する各種の音(音声、効果音、バックグ
ラウンド音楽、ゲーム音等)を出力するためのものであ
り、その機能は、スピーカ又は音生成ICなどのハード
ウェアにより実現できる。
【0079】図11(A)に、電子機器の1つであるパ
ーソナルコンピュータ570の外観図の例を示す。この
パーソナルコンピュータ570は、入力部として機能す
るキーボード572を備える。そして、LCD574に
は文字、数字、グラフィックなどが表示される。
【0080】図11(B)に、電子機器の1つであるゲ
ーム装置580の外観図の例を示す。このゲーム装置5
80は、入力部として機能するコントローラ582を備
える。そして、CRT610にはゲーム画像が表示さ
れ、スピーカ600からはゲーム音が出力される。
【0081】図2、図3の構成のマルチプロセッサシス
テムによれば、プロセッサが動作異常状態になった場合
にも、その動作異常を適正に検出し、システム異常を解
消するための適正な対処を実現できるようになり、シス
テムの信頼性を高めることができる。従って、図2、図
3のマルチプロセッサシステムを組み込んだ図10〜図
11(B)の電子機器においても、その信頼性の向上を
期待できるようになる。
【0082】なお本実施形態を利用できる電子機器とし
ては、図11(A)、(B)に示すもの以外にも、携帯
型情報処理装置、カーナビゲーション装置、ワードプロ
セッサ、タッチパネルを備えた装置、デジタルカメラ、
ハードディスク装置、光ディスク(CD、DVD)装
置、光磁気ディスク(MO)装置、オーディオ機器、電
子手帳、POS端末、プロジェクタ、プリンタ等、種々
の電子機器を考えることができる。
【0083】なお、本発明は本実施形態に限定されず、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
【0084】例えば、本発明のうち従属請求項に係る発
明においては、従属先の請求項の構成要件の一部を省略
する構成とすることもできる。また、本発明の1の独立
請求項に係る発明の要部を、他の独立請求項に従属させ
ることもできる。
【0085】また、プロセッサの動作異常を検出する動
作異常検出手段としては、本実施形態で説明したような
ウォッチドッグタイマが特に望ましいが、これに限定さ
れるものではない。例えば、プロセッサのアクセスエリ
アが正しいか否かを検出することでプロセッサの動作異
常を検出するようにしてもよい。即ち、例えば、プロセ
ッサが、本来書き込み不可であるROMのエリアに対し
て書き込みアクセスを行った場合には、プロセッサが動
作異常状態にあると判断する。このように、動作異常検
出手段としては、本実施形態で説明したもの以外にも種
々の変形実施が可能である。
【0086】また本実施形態では、動作異常割り込みを
受け付けて行う異常回復のための所与の処理として、自
己診断割り込みを発生する処理や、プロセッサをリセッ
トする処理を例に挙げた。しかしながら、動作異常割り
込みを受け付けて行う所与の処理としては、システムの
異常回復に役立つ処理であれば、種々の処理を考えるこ
とができる。
【0087】また3個以上のプロセッサを含むマルチプ
ロセッサシステムにおいて、どのプロセッサが動作異常
状態にあるかを伝えるための処理としては、図3に示す
ような共有メモリを利用する処理以外にも種々のものを
考えることができる。例えばプロセッサ間で直接通信を
行って、どのプロセッサが動作異常状態にあるかを伝え
合うようにしてもよい。
【0088】また、本発明のマルチプロセッサシステム
や電子機器の構成も、図2、図3、図10〜図11
(B)で説明したものに限定されるものでなく、種々の
変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】通信処理を利用した従来の動作異常検出につい
て説明するための図である。
【図2】プロセッサが2個の場合の本実施形態のマルチ
プロセッサシステムのブロック図の例である。
【図3】プロセッサが3個の場合の本実施形態のマルチ
プロセッサシステムのブロック図の例である。
【図4】プロセッサが2個の場合のINTREQAによ
る割り込み処理の詳細について説明するためのフローチ
ャートである。
【図5】プロセッサが2個の場合のINTREQBによ
る割り込み処理の詳細について説明するためのフローチ
ャートである。
【図6】プロセッサが3個以上の場合のINTREQA
による割り込み処理の詳細について説明するためのフロ
ーチャートである。
【図7】プロセッサが3個以上の場合のINTREQB
による割り込み処理の詳細について説明するためのフロ
ーチャートである。
【図8】プロセッサが3個以上の場合のINTREQB
による割り込み処理の詳細について説明するためのフロ
ーチャートである。
【図9】プロセッサが3個以上の場合のINTREQB
による割り込み処理の詳細について説明するためのフロ
ーチャートである。
【図10】マルチプロセッサシステムが組み込まれる電
子機器のブロック図の例である。
【図11】図11(A)、(B)は、種々の電子機器の
外観図の例である。
【符号の説明】
10-1、10-2 プロセッサコア 12-1、12-2 割り込みハンドラ 20-1、20-2 WDT(ウォッチドッグタイマ) 22-1、22-2 カウント値レジスタ 24-1、24-2 制御レジスタ 26-1、26-2 リセット発生回路 28-1、28-2 リセット回路 30-1、30-2 ITC(割り込みコントローラ) 40 共有メモリ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のプロセッサを含むマルチプロセッ
    サシステムであって、 前記複数のプロセッサの中の各プロセッサが、 自身のプロセッサの動作異常を検出し、動作異常を検出
    した場合に、自身のプロセッサが動作異常状態であるこ
    とを他のプロセッサに知らせるための異常検出割り込み
    を他のプロセッサに対して発生する動作異常検出手段
    と、 他のプロセッサが動作異常状態にあることが異常検出割
    り込みを用いて知らされた場合に、該異常検出割り込み
    を受け付けて、異常回復のための所与の処理を行う手段
    とを含むことを特徴とするマルチプロセッサシステム。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記所与の処理が、 動作異常状態にある他のプロセッサに自己診断処理を行
    わせるための診断要求割り込みを発生する処理を含むこ
    とを特徴とするマルチプロセッサシステム。
  3. 【請求項3】 請求項2において、 前記所与の処理が、 動作異常状態にある他のプロセッサが前記診断要求割り
    込みを受け付けなかった場合に、該他のプロセッサをリ
    セットする処理を含むことを特徴とするマルチプロセッ
    サシステム。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかにおいて、 第1〜第N(N≧3)のプロセッサの中の第K(1≦K
    ≦N)のプロセッサが異常検出割り込みを発生した場合
    に、第Kのプロセッサの後段のプロセッサは、第Kのプ
    ロセッサが動作異常状態にあることを他のプロセッサに
    伝えるための処理を行うと共に、第Kのプロセッサに自
    己診断処理を行わせるための診断要求割り込みを自身の
    後段のプロセッサに対して発生し、 第Kのプロセッサ並びに第Kのプロセッサの前段及び後
    段のプロセッサ以外のプロセッサは、自身の前段のプロ
    セッサからの診断要求割り込みを受け付けた場合に、第
    Kのプロセッサに自己診断処理を行わせるための診断要
    求割り込みを自身の後段のプロセッサに対して発生し、 第Kのプロセッサの前段のプロセッサは、自身の前段の
    プロセッサからの診断要求割り込みを受け付けた場合
    に、第Kのプロセッサに対して診断要求割り込みを発生
    し、 第Kのプロセッサは、自身の前段のプロセッサからの診
    断要求割り込みを受け付けた場合に、自己診断処理を行
    うことを特徴とするマルチプロセッサシステム。
  5. 【請求項5】 請求項4において、 第Kのプロセッサが動作異常状態にあることを他のプロ
    セッサに伝えるための前記処理が、第Kのプロセッサの
    識別情報を記憶部に書き込む処理であり、 他のプロセッサは、前記記憶部から前記識別情報を読み
    出して、自身が第Kのプロセッサの前段のプロセッサか
    否か、或いは自身が第Kのプロセッサか否かを判断する
    ことを特徴とするマルチプロセッサシステム。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかにおいて、 前記動作異常検出手段がウォッチドッグタイマであり、 該ウォッチドッグタイマの出力が異常検出割り込みとし
    て用いられることを特徴とするマルチプロセッサシステ
    ム。
  7. 【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかのマルチプロ
    セッサシステムと、 データを入力するための入力手段と、 前記マルチプロセッサシステムの制御の下で画像及び音
    の少なくとも一方を出力するための手段とを含むことを
    特徴とする電子機器。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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