JP2001167075A - 機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機能分散及び負荷分散処理を行うマルチプロ
セッサシステムに関し、信号の種別によって分散処理を
切分け、また、予備プロセッサへの安定した切替えが可
能なマルチプロセッサシステムを提供する。 【解決手段】 主制御部１１内のバス制御部１２は、状
態監視バス１１４を用いて、各プロセッサモジュール１
３＿０〜ｎの状態収集、プロセッサ輻輳情報収集、プロ
セッサ障害時の予備プロセッサモジュールヘの切替え制
御を行い、また周辺機能部１９内の各入出力（Ｉ／Ｏ）
部１１０＿０〜ｎは機能分散部１１２＿０〜ｎを有し、
信号種別毎に機能分散信号と負荷分散信号とに異なる識
別情報を付加してＩ／Ｏバス１１６上送出し、主制御部
１１は付加された識別情報を基に、特定機能のプロセッ
サ又は負荷率の低いプロセッサがＩ／Ｏバス１１６上の
信号を受信して処理する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機能分散及び負荷
分散処理を行うマルチプロセッサシステムに関し、特
に、Ｉ／Ｏバスを介して入力される信号に対して、機能
分散処理と負荷分散処理とを併行して行うマルチプロセ
ッサシステムに関する。

【０００２】近年、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple
Access ）通信システムの開発が急速にすすみ、狭帯域
ＣＤＭＡ通信システムの商用サービス等も実施されてい
る。また、音声のみならず、画像などの大きなデータを
やりとりするために、より帯域の広いＷ−ＣＤＭＡ（Wi
de band −ＣＤＭＡ）システムの開発が急がれている。

【０００３】本発明は、ＣＤＭＡ通信システム等におけ
るプロセッサシステムのように、膨大なデータを効率良
く高速且つ安定に処理しなければならないシステムに好
適に適用されるマルチプロセッサシステムに関する。

【０００４】図１０にＷ−ＣＤＭＡ通信システムの基本
構成を示す。移動機１００は複数の基地局１０１＿１〜
１０１＿３に対してデータを送信する。各基地局はこの
データを受信したのち、ＡＴＭ（Asynchronous transfe
r Mode）セルに変換し、有線で無線ネットワーク制御装
置１０２に送信する。

【０００５】無線ネットワーク制御装置１０２は、マル
チメディアプロセシング装置１０３と協働してこれらの
データの処理を行った後、再びＡＴＭセルに変換し、有
線で交換機１０４に送信する。この無線ネットワーク制
御装置１０２とマルチメディアプロセシング装置１０３
には、プロトコル終端装置及び該装置を制御する制御装
置が内蔵されている。

【０００６】このような処理システムにおいて、特に膨
大なデータを扱う場合、無線ネットワーク制御装置１０
２やマルチメディアプロセシング装置１０３のプロトコ
ル終端装置及びその制御装置等に大容量の処理能力が要
求される。従って、これらの装置はマルチプロセッサ構
成を採ることにより、処理の高速化や効率化を図ること
が必要となる。

【０００７】

【従来の技術】信号を分散処理する従来のマルチプロセ
ッサシステムとして、各プロセッサの負荷率に基づいて
信号分散を行う負荷分散処理システム（例えば、特願平
１１−１４１３０６号「マルチＣＰＵシステム及びその
データ通信制御方法」等参照）や、機能の異なるプロセ
ッサを複数具備し、各プロセッサの機能に対応させて信
号を分散する機能分散処理システムが存在する。

【０００８】負荷分散処理システムは、プロセッサの処
理量が輻輳等によって不均衡になると、周辺機能部から
の信号の処理順序が逆転するといった問題が生じる。一
方、機能分散処理システムは、特定のプロセッサに信号
が集中すると、そのプロセッサでは処理しきれなくなる
ため、プロセッサカードを増設したり、プロセッサ間通
信により別のプロセッサに処理を移行させたりする処置
が必要となり、処理のオーバーロードに対する処置が必
要になるという問題が生じる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】大量の信号を効率的に
処理するためには、マルチプロセッサ構成により負荷分
散処理や機能分散処理を行うことが望ましいが、上述し
たように何れの分散処理を行うにせよ、輻輳時等におけ
る信号処理順序の逆転又は処理のオーバーロード等とい
った問題が発生する。

【００１０】本発明は、プロセッサの機能毎に処理を行
う機能分散信号（信号処理順序の保証が必要な信号）
と、複数の何れかのプロセッサで処理を行う負荷分散信
号（信号処理順序の保証が不要な信号）とを区別し、信
号の種別によって機能分散処理と負荷分散処理とを切り
分けながら併行して処理するマルチプロセッサシステム
を提供することを目的とする。

【００１１】また、プロセッサ障害が発生した場合やプ
ロセッサモジュールを閉塞した場合、また活線挿抜を行
った際に、信号が欠落することなく予備プロセッサへ処
理を切替え、且つ入出力（Ｉ／Ｏ）部がプロセッサの切
替えに何ら対処することなく安定した切替えが可能なマ
ルチプロセッサシステムを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の機能分散及び負
荷分散処理マルチプロセッサシステムは、複数のプロセ
ッサモジュールとグローバルメモリとバス制御部とから
なる主制御部と、信号送受を行う複数の入出力（Ｉ／
Ｏ）部を含む周辺機能部とから構成され、該主制御部内
のバス制御部は、状態監視バスを用いて、各プロセッサ
モジュールの状態収集、プロセッサ輻輳情報収集、プロ
セッサ障害時（閉塞時及び活線挿抜時を含む）の予備プ
ロセッサモジュールヘの切替え制御を行い、また該周辺
機能部内の各入出力（Ｉ／Ｏ）部は機能分散部を有し、
信号種別毎に主制御部に対して機能分散信号と負荷分散
信号とに分散して信号を送出するものである。

【００１３】即ち、（１）複数のプロセッサモジュール
を含む主制御部と、該複数のプロセッサモジュールに入
出力バスで接続された入出力部を含む周辺機能部とを備
えたマルチプロセッサシステムにおいて、前記周辺機能
部内の入出力部は、前記主制御部内の特定機能のプロセ
ッサモジュールに向けて送出する機能分散信号と、前記
主制御部内のプロセッサモジュールを特定せずに送出す
る負荷分散信号とを区別し、該区別した信号にその識別
情報を付加して前記入出力バス上に送信する機能識別情
報付加手段を備え、前記主制御部は、該主制御部内の各
プロセッサモジュールの負荷率に基いて一つのプロセッ
サモジュールを特定し、該プロセッサモジュールのモジ
ュール識別情報を各プロセッサモジュールに送出する手
段を備え、前記主制御部内の各プロセッサモジュール
は、周辺機能部内の入出力部から入出力バス上に送出さ
れた信号に対して、前記機能識別情報に基づいて受信す
べき信号を識別する機能識別手段と、前記モジュール識
別情報に基づいて受信すべき信号を識別するモジュール
識別手段とを備えたものである。

【００１４】また、（２）前記主制御部は、障害が発生
したプロセッサモジュールの機能識別手段に格納された
機能識別情報を、予備プロセッサモジュールの機能識別
手段に格納し、かつ、該障害発生プロセッサモジュール
の負荷率を予備プロセッサモジュールの負荷率に設定し
て予備プロセッサモジュールの予備状態を解除するとと
もに、障害発生プロセッサモジュールを予備状態に設定
するプロセッサモジュール切替え制御手段を備えたもの
である。

【００１５】また、（３）前記プロセッサモジュール切
替え制御手段は、障害が発生したプロセッサモジュール
の機能識別手段に格納された機能識別情報を、予備プロ
セッサモジュールの機能識別手段に格納した後、予備プ
ロセッサモジュールの予備状態を解除するまでの間、障
害発生プロセッサモジュールのモジュール識別情報を予
備プロセッサモジュールのモジュール識別手段に格納
し、その間、障害発生プロセッサモジュールで受信すべ
き信号を予備プロセッサモジュールで受信する構成を有
するものである。

【００１６】また、（４）前記プロセッサモジュール切
替え制御手段は、主制御部内のプロセッサモジュールの
閉塞時又活線挿抜時に、該プロセッサモジュールを前記
障害発生プロセッサモジュールとして予備プロセッサモ
ジュールと切替える制御を行うものである。

【００１７】また、（５）前記主制御部は、各プロセッ
サモジュールの状態を監視する状態監視手段及び前記プ
ロセッサモジュール切替え制御手段を具備したバス制御
手段を備え、該状態監視手段によってプロセッサモジュ
ールの障害を検出したときに、前記プロセッサモジュー
ル切替え制御手段によって障害プロセッサモジュールと
予備プロセッサモジュールとを切替える制御を行うもの
である。

【００１８】また、（６）前記主制御部内の各プロセッ
サモジュールは、自プロセッサモジュールの状態を監視
する状態監視手段と、プロセッサモジュール間通信手段
と、前記プロセッサモジュール切替え制御手段とを備
え、自プロセッサモジュールの障害発生検出時に、該障
害発生プロセッサモジュールはプロセッサモジュール間
通信手段により予備プロセッサモジュール内のプロセッ
サモジュール切替え制御手段に障害情報を送信し、予備
プロセッサモジュール内の前記切替え制御手段は、障害
プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュールとを
切替える制御を行うものである。

【００１９】また、（７）前記バス制御部は、主制御部
内の各プロセッサモジュールの負荷率を格納した分散テ
ーブルを備え、該分散テーブルには、プロセッサモジュ
ールのモジュール識別情報と、該プロセッサモジュール
の機能識別情報と、該プロセッサモジュールの負荷率と
を、対応付けて格納したものである。

【００２０】また、（８）前記周辺機能部内の入出力部
は機能分散テーブルを備え、該機能分散テーブルは、前
記入出力バスに送信する信号種に応じた送信先プロセッ
サモジュールの機能識別情報を格納し、前記機能識別情
報付加手段は、該機能分散テーブルを基に機能識別情報
を送信信号に付加して送出する構成を有するものであ
る。

【００２１】また、（９）前記周辺機能部内の入出力部
は機能分散テーブルを備え、該機能分散テーブルは、前
記入出力バスに送信する信号種に応じた信号識別情報を
格納し、前記機能識別情報付加手段は、該機能分散テー
ブルを基に信号識別情報を機能識別情報として送信信号
に付加して送出する手段を備え、前記各プロセッサモジ
ュールは、周辺機能部内の入出力部から入出力バス上に
送出された信号に対して、受信すべき信号の信号識別情
報を自プロセッサモジュールの論理識別情報に変換して
受信すべき信号を識別する機能識別手段を備えたもので
ある。

【００２２】また、（１０）前記各プロセッサモジュー
ルのモジュール識別情報として、物理的なモジュール識
別情報を用いたものである。また、（１１）前記各プロ
セッサモジュールのモジュール識別情報として、論理識
別情報を用いたものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態の
システム構成を示す図である。同図に示すように、本発
明によるマルチプロセッサシステムは、複数のプロセッ
サモジュールを含む主制御部１１と、入出力（Ｉ／Ｏ）
部を含む周辺機能部１９と、それらの間を接続するＩ／
Ｏバス１１６とにより構成される。

【００２４】主制御部１１は、バス制御部１２、プロセ
ッサモジュール１３＿０〜１３＿ｎ、グローバルメモリ
１８を備え、バス制御部１２とプロセッサモジュール１
３＿０〜１３＿ｎとは状態監視バス１１４により接続さ
れ、プロセッサモジュール１３＿０〜１３＿ｎとグロー
バルメモリ１８とはグローバルバス１１５により接続さ
れる。

【００２５】バス制御部１２は、切替え制御部１２＿１
と分散テーブル１２＿２とを備え、切替え制御部１２＿
１は、或るプロセッサモジュールに障害が発生すると、
該障害プロセッサモジュールを予備プロセッサモジュー
ルに切替える制御を行い、分散テーブル１２＿２は、機
能分散処理又は負荷分散処理を最適に行うための識別情
報及び状態情報を格納する。

【００２６】図２に切替え制御部１２＿１の構成例を示
す。切替え制御部１２＿１は、分散テーブル変更制御部
２０、レジスタ（ＲＥＧ）変更制御部２１、予備モジュ
ールＩＤ格納レジスタ２２、障害モジュール機能ＩＤ格
納レジスタ２３、障害モジュールＩＤ格納レジスタ２
４、アラーム（ＡＬＭ）情報格納レジスタ２５を備え
る。

【００２７】上記の各レジスタ２３〜２５には、障害が
発生したプロセッサモジュールから状態監視バスを介し
て障害発生に伴う情報が書き込まれる。即ち、障害プロ
セッサモジュールから送信される障害発生を示すアラー
ム（ＡＬＭ）信号を、アラーム（ＡＬＭ）情報格納レジ
スタ２５に格納し、同じく障害プロセッサモジュールか
ら送信されるモジュール識別情報を、障害モジュールＩ
Ｄ格納レジスタ２４に格納し、該プロセッサモジュール
の機能識別情報を障害モジュール機能ＩＤ格納レジスタ
２３に格納する。また、予備モジュールＩＤ格納レジス
タ２２には予備状態にあるプロセッサモジュールのモジ
ュール識別情報を格納する。

【００２８】レジスタ（ＲＥＧ）変更制御部２１は、レ
ジスタ２２〜２５に書込まれた情報を読出し、予備プロ
セッサモジュール内のレジスタに切替えを通知する。ま
た、分散テーブル変更制御部２０は、障害モジュール機
能ＩＤ格納レジスタ２３及び障害モジュールＩＤ格納レ
ジスタ２４内の情報を読み出し、分散テーブルを更新す
る。

【００２９】図３に分散テーブルの構成例を示す。分散
テーブルは、プロセッサモジュールのモジュールＩＤ、
機能ＩＤ及び負荷率の対応関係を格納する。ここで、モ
ジュールＩＤは実装位置やディップスイッチの設定情報
等の物理的な識別情報（物理ＩＤ）であり、機能ＩＤは
機能種別に応じた識別情報（論理ＩＤ）である。

【００３０】各プロセッサモジュールの負荷率は、バス
制御部１２が状態監視バスを介して、各プロセッサモジ
ュール毎にタスク走行時間等を計測することにより収集
する（特願平１１−１４１３０６号「マルチＣＰＵシス
テム及びデータ通信制御方法」参照）。また、分散テー
ブル上で、予備状態のプロセッサモジュールの機能ＩＤ
及び負荷率は、それぞれ“予備（Ｎｏ Ｆｕｎｃ）”、
“受付拒否”にロックされる。

【００３１】各プロセッサモジュールは、図１に示すよ
うに、中央処理ユニット（ＣＰＵ）１４＿０〜１４＿ｎ
と、自モジュールＩＤを格納した第１及び第２のモジュ
ールＩＤ格納レジスタ（ＲＥＧ１，ＲＥＧ２）１５＿０
〜１５＿ｎ，１６＿０〜１６＿ｎと、自モジュールの機
能ＩＤを格納した機能ＩＤ格納レジスタ（ＦＲＥＧ）１
７＿０〜１７＿ｎとを備える。

【００３２】また、周辺機能部１９は、図１に示すよう
に、複数の入出力（Ｉ／Ｏ）部１１０＿０〜１１０＿ｎ
を備え、各入出力（Ｉ／Ｏ）部１１０＿０〜１１０＿ｎ
は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）１１１＿０〜１１１＿
ｎと、機能分散部１１２＿０〜１１２＿ｎとを備える。

【００３３】本発明のマルチプロセッサシステムが、Ｗ
−ＣＤＭＡの無線ネットワーク制御装置内で用いられる
場合、各入出力（Ｉ／Ｏ）部１１０＿０〜１１０＿ｎ
は、図１０に示すように、移動機１００、基地局１０１
＿１〜１０１＿３、マルチメディアプロセシング装置１
０３、交換機１０４などの様々な機能ブロックとの間で
信号の送受を行う。

【００３４】このとき、各入出力（Ｉ／Ｏ）部１１０＿
０〜１１０＿ｎは、各機能ブロックとの間にはそれぞれ
固有のチャネルが設定され、該チャネル毎に機能分散用
或いは負荷分散用の信号送受を行う。

【００３５】例えば、移動機１００との間の制御情報
（一部）や、無線ネットワーク制御装置１０２内の制御
情報（監視情報等）は機能分散信号であり、一方、基地
局１０１＿１〜１０１＿３やマルチメディアプロセシン
グ装置１０３、交換機１０４等との間の制御情報は負荷
分散信号といったように、各チャネルと機能分散・負荷
分散信号との対応関係がある。即ち、入出力（Ｉ／Ｏ）
部内のＣＰＵ１１１＿０〜１１１＿ｎは、これらのチャ
ネルの種別を識別することによって機能分散と負荷分散
とを判別する。

【００３６】Ｉ／Ｏ部内のＣＰＵ１１１＿０〜１１１＿
ｎは、外部からの信号をその信号種に応じて、機能分散
信号と負荷分散信号とに振分ける機能を有する。機能分
散信号は機能分散部１１２＿０〜１１２＿ｎを介してＩ
／Ｏバス１１６に送出され、負荷分散信号は直接Ｉ／Ｏ
バス１１６上に送出される。

【００３７】図４に入出力（Ｉ／Ｏ）部における機能分
散部の構成例を示す。該機能分散部は、送信先機能ＩＤ
付加部４０と機能分散テーブル４１とを備え、機能分散
テーブル４１は、信号種とその機能ＩＤとの対応関係を
格納する。送信先機能ＩＤ付加部４０は、Ｉ／Ｏ部内の
ＣＰＵ１１１＿０〜１１１＿ｎからの機能分散信号の種
類を識別し、機能分散テーブル４１を基に該信号種に対
応する機能ＩＤを該信号に付加した後、Ｉ／Ｏバス１１
６上に送出する。

【００３８】図５は本発明の分散処理のフローを示す図
である。まず、ステップＳ５＿１において、入出力（Ｉ
／Ｏ）部内のＣＰＵ１１１＿０〜１１１＿ｎは、信号を
機能分散信号と負荷分散信号とに振り分ける。その後、
機能分散信号はステップＳ５＿２において機能分散部に
送信され、機能分散部は信号種に応じた送信先機能ＩＤ
を該信号データに付与（Ｓ５＿３）した後、Ｉ／Ｏバス
上に送出する（Ｓ５＿４）。

【００３９】主制御部内のプロセッサモジュールは、Ｉ
／Ｏバス上に送出された信号データ内の機能ＩＤを、自
プロセッサモジュール内の機能ＩＤ格納レジスタ（ＦＲ
ＥＧ）に格納された機能ＩＤと比較し、両者が一致すれ
ば信号データを受信し（Ｓ５＿５）、処理を行う（Ｓ５
＿６）。

【００４０】一方、負荷分散信号はステップＳ５＿７に
おいて直接Ｉ／Ｏバス上に送出された後、主制御部のバ
ス制御部内の分散テーブルに格納されている各プロセッ
サモジュールの負荷率に従って、負荷の軽いプロセッサ
モジュールによって受信・処理される（Ｓ５＿８,
９）。

【００４１】負荷分散信号を負荷の軽いプロセッサモジ
ュールで取込む手段は、バス制御部１２が分散テーブル
１２＿２内の負荷率を参照し、負荷率の軽いプロセッサ
モジュールの一つを選択してそのモジュールＩＤをＩ／
Ｏバス１１６上に送出し、各プロセッサモジュール１３
＿０〜１３＿ｎは、そのモジュールＩＤ格納レジスタ
（ＲＥＧ１又はＲＥＧ２）に格納された自己のモジュー
ルＩＤと、Ｉ／Ｏバス１１６上に送出されたモジュール
ＩＤとが一致した場合にのみ、Ｉ／Ｏバス上の負荷分散
信号を取込む構成とすることができる。

【００４２】また、他の手法として、バス制御部１２が
分散テーブル１２＿２内の負荷率を参照し、負荷率の軽
いプロセッサモジュールの一つを選択し、そのプロセッ
サモジュールにＩ／Ｏバス１１６又は状態監視バス１１
４を介してＩ／Ｏバス上の負荷分散信号の取込みを指示
する構成とすることができる。

【００４３】さらに、他の手法として、バス制御部１２
が入出力（Ｉ／Ｏ）部内のＣＰＵ１１１＿０〜１１１＿
ｎから負荷分散信号を受信すると、分散テーブル１２＿
２内の負荷率を参照し、負荷率の軽いプロセッサモジュ
ールの一つを選択してそのモジュールＩＤを、該負荷分
散信号の送信元の入出力（Ｉ／Ｏ）部に送信し、該負荷
分散信号の送信元の入出力（Ｉ／Ｏ）部は、該負荷分散
信号に該送信先モジュールＩＤを付加して送出し直すこ
ととし、各プロセッサモジュール１３＿０〜１３＿ｎ
は、自己のモジュールＩＤが付加された負荷分散信号を
取込むように構成することができる（特願平１１−１４
１３０６号「マルチＣＰＵシステム及びそのデータ通信
制御方法」等参照) 。

【００４４】図６はプロセッサモジュールに障害が発生
した場合の切替え処理のフローを示す。プロセッサモジ
ュールを閉塞状態にした場合、又はプロセッサモジュー
ルの活線挿抜を行った場合等も障害が発生した場合と同
様に予備プロセッサモジュールと切替えることができ
る。

【００４５】主制御部内のプロセッサモジュール１３＿
０〜１３＿ｎに障害が発生すると（Ｓ６＿１）、該プロ
セッサモジュールは、アラーム（ＡＬＭ）信号、自己の
モジュールＩＤ及びモジュール機能ＩＤ情報を、状態監
視バス１１４を介して切替え制御部１２＿１内のアラー
ム（ＡＬＭ）情報格納レジスタ２５、障害モジュールＩ
Ｄ格納レジスタ２４、障害モジュール機能ＩＤ格納レジ
スタ２３に書込む( Ｓ６＿２) 。

【００４６】レジスタ（ＲＥＧ）変更制御部２１は、ス
テップＳ６＿２で書込まれた各情報と予備モジュールＩ
Ｄ格納レジスタ２２に予め格納されていた情報とを読出
す（Ｓ６＿３）と同時に、障害モジュールＩＤ格納レジ
スタ２４に書込まれた障害モジュールＩＤを予備モジュ
ールＩＤ格納レジスタ２２に書込む（Ｓ６＿４）。

【００４７】その後、レジスタ（ＲＥＧ）変更制御部２
１は、予備プロセッサモジュール内の機能ＩＤ格納レジ
スタ（ＦＲＥＧ）に状態監視バスを介して障害プロセッ
サモジュールの機能ＩＤを書き込んだ後（Ｓ６＿５）、
予備プロセッサモジュール内の第２のモジュールＩＤ格
納レジスタ（ＲＥＧ２）のみに、障害プロセッサモジュ
ールのモジュールＩＤを書き込む（Ｓ６＿６）。

【００４８】ステップＳ６＿５で予備プロセッサモジュ
ールの機能ＩＤ格納レジスタ（ＦＲＥＧ）を書替えたこ
とにより、入出力（Ｉ／Ｏ）部１１０＿０〜１１０＿ｎ
からの機能分散信号の送出先が切り替わるが、この際、
入出力（Ｉ／Ｏ）部１１０＿０〜１１０＿ｎはプロセッ
サモジュールが切替わったことに対して何ら対処する必
要がない。

【００４９】また、ステップＳ６＿６で第２のモジュー
ルＩＤ格納レジスタ（ＲＥＧ２）に障害モジュールＩＤ
を書込むのは、障害モジュールが本来処理すべき負荷分
散信号を過渡的に予備モジュールで処理し、障害による
信号欠落を防止するためである。

【００５０】これは、予備モジュールとの切替えには、
予備モジュールの機能ＩＤ格納レジスタ（ＦＲＥＧ）の
書替え処理と分散テーブルの書替え処理とが必要であ
り、その間のタイムラグによって信号処理の欠落が発生
するのを防止するため、予備モジュールの機能ＩＤ格納
レジスタ（ＦＲＥＧ）の書替え処理後、分散テーブルの
書替え処理前の過度状態時に、元来の自己モジュールＩ
Ｄを格納する第１のモジュールＩＤ格納レジスタ（ＲＥ
Ｇ１）のほかに、障害モジュールのモジュールＩＤを格
納する第２のモジュールＩＤ格納レジスタ（ＲＥＧ２）
を具備し、そのいずれのモジュールＩＤ格納レジスタ
（ＲＥＧ１，ＲＥＧ２）に格納されたモジュールＩＤを
送信先とする負荷分散信号を取込んで処理することによ
り、信号処理の欠落を防止する。

【００５１】その後、切替え制御部内の分散テーブル変
更制御部２０は、ステップＳ６＿２で障害モジュールＩ
Ｄ格納レジスタ２４と障害モジュール機能ＩＤ格納レジ
スタ２３とに書込まれた障害モジュールのモジュールＩ
Ｄとその機能ＩＤとを読み出し、該情報を基に分散テー
ブルを更新する( Ｓ６＿７) 。

【００５２】分散テーブルが更新された後は、障害モジ
ュールが新たに予備モジュールとして設定されるため、
負荷分散信号の送信先が障害モジュールとなることはな
いので、障害プロセッサに置換わった予備プロセッサモ
ジュール内の第２のモジュールＩＤ格納レジスタ（ＲＥ
Ｇ２の）は、レジスタ（ＲＥＧ）変更制御部２１によっ
て、ステップＳ６＿６で書込まれた障害モジュールのモ
ジュールＩＤから再び自己のモジュールＩＤ（予備プロ
セッサモジュールの元来のモジュールＩＤ）又は無効な
モジュールＩＤに書替えられる（Ｓ６＿８）。

【００５３】以上のように、入出力（Ｉ／Ｏ）部１１０
＿０〜１１０＿ｎからの信号種別によって、送信先プロ
セッサモジュールを振分けるために、予備プロセッサモ
ジュールの機能ＩＤ格納レジスタ（ＦＲＥＧ）の内容変
更、バス制御部内の分散テーブルの変更、及び予備プロ
セッサモジュールの第２のモジュールＩＤ格納レジスタ
（ＲＥＧ２）の過度的な内容変更によって、プロセッサ
モジュールの切替えが完了する。

【００５４】図７は本発明の第２の実施形態のシステム
構成を示す図である。この第２の実施形態は、プロセッ
サモジュール間通信を行って切替え制御を行うシステム
構成例である。この実施形態は、図１に示したシステム
構成と同様に、複数のプロセッサモジュールを含む主制
御部７１と、入出力（Ｉ／Ｏ）部を含む周辺機能都７１
０と、それらの間を接続するＩ／Ｏバス７１７とにより
構成される。

【００５５】主制御部７１は、バス制御部７２、プロセ
ッサモジュール７３＿０〜７３＿ｎ、グローバルメモリ
７９を備え、それらはそれぞれ図１に示した構成と同様
に、状態監視バス７１４及びグローバルバス７１５によ
り接続される。

【００５６】さらに、各プロセッサモジュール７３＿０
〜７３＿ｎは、モジュール間通信バスに７１６により互
いに接続される。バス制御部７２は、分散処理を最適に
行うための識別情報及び状態情報を格納する分散テーブ
ル７２＿１を備える。

【００５７】プロセッサモジュール７３＿０〜７３＿ｎ
は、中央処理ユニット（ＣＰＵ）７４＿０〜７４＿ｎ
と、切替え制御部７８＿０〜７８＿ｎと、自モジュール
ＩＤを格納した第１及び第２のモジュールＩＤ格納レジ
スタ（ＲＥＧ１，ＲＥＧ２）７５＿０〜７５＿ｎ, ７６
＿０〜７６＿ｎと、自モジュールの機能ＩＤを格納した
機能ＩＤ格納レジスタ（ＦＲＥＧ）７７＿１０〜７７＿
ｎを備える。

【００５８】また、周辺機能部７１０は、複数の入出力
（Ｉ／Ｏ）部７１１＿０〜７１１＿ｎを備え、さらに、
入出力（Ｉ／Ｏ）部７１１＿０〜７１１＿ｎは、中央処
理ユニット（ＣＰＵ）７１２＿０〜７１２＿ｎ、機能分
散部７１３＿０〜７１３- ｎを備える。

【００５９】図７に示した第２の実施形態は、図１に示
した第１の実施形態におけるバス制御部１２内に具備し
た切替え制御部１２＿１を、各プロセッサモジュール７
３＿０〜７３＿ｎ内に具備したものである。

【００６０】図８に第２の実施形態のシステム構成にお
けるプロセッサモジュール切替え処理のフローを示す。
主制御部７１内のプロセッサモジュール７３＿０〜７３
ｎのいずれかに障害が発生すると（Ｓ８＿１）、障害モ
ジュール内の切替え制御部（例えば、７８＿０）は状態
監視バス７１４を用いてバス制御部７２内の分散テーブ
ル７２＿１にアクセスし（Ｓ８＿２）、分散テーブル７
２＿１の障害モジュールに対応する機能ＩＤを“予備
（ＮｏＦｕｎｃ）”に、負荷率を“受付拒否”にロック
する( Ｓ８＿３) 。

【００６１】次に、障害モジュール内の切替え制御部
（例えば、７８＿０）は、モジュール間通信バス上に、
障害モジュールのＩＤと機能ＩＤを送出する（Ｓ８＿
４）。該モジュールＩＤと機能ＩＤは、予備モジュール
内の切替え制御部（例えば、７８＿ｎ）のみによって受
信され、該切替え制御部（例えば、７８＿ｎ）は、自モ
ジュール内の第２のモジュールＩＤ格納レジスタ（ＲＥ
Ｇ２）に障害モジュールＩＤを、機能ＩＤ格納レジスタ
（ＦＲＥＧ）に障害モジュール機能ＩＤを書込む(Ｓ８
＿５) 。これにより、以降、入出力（Ｉ／Ｏ）部７１１
＿０〜７１１＿ｎが送信する障害モジュールを送信先と
する信号は、予備モジュールで受信される。

【００６２】その後、予備モジュール内の切替え制御部
（例えば、７８＿ｎ）は、状態監視バス７１４経由でバ
ス制御部７２内の分散テーブル７２＿１にアクセスし、
予備モジュールのＩＤに対応する負荷率の“受付拒否”
を解除して、以後、予備モジュールの負荷率を読み込み
可能な状態にする（Ｓ８＿６）とともに、ステップＳ８
＿５で予備モジュールの機能ＩＤ格納レジスタ（ＦＲＥ
Ｇ）に書込まれた機能ＩＤ（障害モジュールの機能Ｉ
Ｄ）を予備モジュールＩＤに対応する機能ＩＤ領域に書
込む（Ｓ８＿７）。

【００６３】なお、上記の分散テーブル７２＿１の書替
え処理を、モジュールＩＤの欄に格納された障害モジュ
ールのモジュールＩＤと予備モジュールのモジュールＩ
Ｄとを互いに入替える処理により行ってもよい。

【００６４】分散テーブル７２＿１の書替え終了後、予
備モジュール内の切替え制御部（例えば、７８＿ｎ）
は、自モジュール内の第１のモジュールＩＤ格納レジス
タ（ＲＥＧ１）の情報（元来の予備モジュール自体のＩ
Ｄ) 又は無効モジュールＩＤを、第２のモジュールＩＤ
格納レジスタ（ＲＥＧ２）（障害モジュールのモジュー
ルＩＤが書き込まれている）に上書きする（Ｓ８＿
８）。以上のフローにより、障害モジュールから予備モ
ジュールヘの切替えが完了する。

【００６５】前述の実施形態において、入出力（Ｉ／
Ｏ）部から送信される機能分散信号を信号種別に応じて
付加された機能ＩＤによって識別し、また、負荷分散信
号をバス制御部によって指定されるモジュールＩＤによ
って識別する構成を示したが、本発明はこれに限らず、
例えば、入出力（Ｉ／Ｏ）部から信号種別を表す信号識
別ＩＤ又は送信先モジュールの物理ＩＤを付加して送出
し、各プロセッサモジュールはそれらのＩＤ情報を基に
自モジュールで取込む信号を識別するように構成するこ
ともできる。また、負荷分散信号の送信先を指定するモ
ジュールＩＤとして、物理的な識別ＩＤ（物理ＩＤ）以
外に論理ＩＤを用いることとしてもよい。

【００６６】図９は、信号種及びプロセッサモジュール
の識別ＩＤのマッピングテーブルの例を示す。図の
（Ａ）は各入出力（Ｉ／Ｏ）部内の信号分散テーブルの
例を示し、図の（Ｂ）は各プロセッサモジュール内の信
号ＩＤマッピングテーブルの例を示し、図の（Ｃ）はバ
ス制御部内の分散テーブルの例を示している。

【００６７】入出力（Ｉ／Ｏ）部は、図９（Ａ）に示す
信号分散テーブルにより、信号種に応じた信号識別ＩＤ
を付加して信号をＩ／Ｏバス上に送出したとすると、各
プロセッサモジュールは、受信した信号識別ＩＤを図９
（Ｂ）に示す信号ＩＤマッピングテーブルを用いてプロ
セッサモジュールの論理ＩＤに変換し、自モジュールの
モジュール論理ＩＤと一致した場合に、該信号を取込む
ことにより、前述の機能分散信号の取込みと同様に信号
を取込むことができる。

【００６８】また、バス制御部は、図９（Ｃ）に示すよ
うに、分散テーブルに物理的なモジュール識別情報（物
理ＩＤ）とそれに対応する論理識別情報（論理ＩＤ）と
その負荷率とを格納し、負荷率の小さいプロセッサモジ
ュールを選択し、該選択したプロセッサモジュールの論
理識別情報（論理ＩＤ）を送信先に指定することによ
り、前述の負荷分散信号の取込みと同様に負荷率の小さ
いモジュールに負荷分散信号を取込ませることができ
る。

【００６９】また、各プロセッサモジュールへの信号
は、入出力（Ｉ／Ｏ）部の機能分散部内の機能分散テー
ブルにより送信先のモジュールＩＤ( 物理ＩＤ) を付与
してＩ／Ｏバス上に送出し、各プロセッサモジュール
は、入出力（Ｉ／Ｏ）部からの信号内の送信先物理ＩＤ
を読取って、マッピングテーブルにより論理ＩＤに変換
し、自モジュールの論理ＩＤと一致すれば信号を取込む
ように構成することもできる。

【００７０】更に、機能分散信号の送信先をバス制御部
で認識し、バス制御部が送信先プロセッサモジュールの
物理ＩＤ又は論理ＩＤを特定し、送信先プロセッサモジ
ュールに信号を取込むように指定する構成など、本発明
の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であること
は言うまでもない。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入出力（Ｉ／Ｏ）部において、主制御部に送出する信号
を、機能分散信号と負荷分散信号とに区別し、その識別
情報を信号に付加して送出し、主制御部は、付加された
識別情報を基に受信信号に対して機能分散処理又は負荷
分散処理を行うことにより、信号の種別によって機能分
散処理と負荷分散処理とを切り分けながら併行して行う
ことができる。

【００７２】このことにより、特定のプロセッサに負荷
が集中するのを防止し、かつ信号処理順序性や信号の重
要度に対応した最適なプロセッサモジュールで信号処理
を行うことができ、信号順序逆転が生じるといった問題
が解消され、効率的なマルチプロセッサ処理システムを
構築することができる。

【００７３】また、複数のプロセッサモジュールのうち
少なくとも一つを予備プロセッサモジュールとし、障害
プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュールと
で、取込む信号を識別するための識別情報格納手段の書
替えにより障害プロセッサモジュールと予備プロセッサ
モジュールとを切替えるため、速やかに予備プロセッサ
モジュールに切替えることができ、かつ信号欠落を防止
することが可能となる。

【００７４】従って、信頼性の高い安定したマルチプロ
セッサシステムを構築することができ、しかも入出力
（Ｉ／Ｏ）部はプロセッサモジュールが切替わったこと
に対して何ら対処する必要がなく、構成を簡素化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のシステム構成を示す
図である。

【図２】本発明の第１の実施形態における切替え制御部
の構成を示す図である。

【図３】本発明の分散テーブルの構成例を示す図であ
る。

【図４】本発明の入出力部における機能分散部の構成を
示す図である。

【図５】本発明の信号分散処理のフロー図である。

【図６】本発明の第１の実施形態のプロセッサモジュー
ル切替え処理のフロー図である。

【図７】本発明の第２の実施形態のシステム構成を示す
図である。

【図８】本発明の第２の実施形態のプロセッサモジュー
ル切替え処理のフロー図である。

【図９】本発明の信号種及びプロセッサモジュールの識
別ＩＤのマッピングテーブルの例を示す図である。

【図１０】Ｗ−ＣＤＭＡ通信システムの基本構成を示す
図である。

【符号の説明】

１１ 主制御部 １２ バス制御部 １２＿１ 切替え制御部 １２＿２ 分散テーブル １３＿０〜１３＿ｎ プロセッサモジュール １４＿０〜１４＿ｎ 中央処理ユニット（ＣＰＵ） １５＿０〜１５＿ｎ 第１のモジュールＩＤ格納レジス
タ（ＲＥＧ１） １６＿０〜１６＿ｎ 第２のモジュールＩＤ格納レジス
タ（ＲＥＧ２） １７＿０〜１７＿ｎ 機能ＩＤ格納レジスタ（ＦＲＥ
Ｇ） １８ グローバルメモリ １９ 周辺機能部 １１０＿０〜１１０＿ｎ 入出力（Ｉ／Ｏ）部 １１１＿０〜１１１＿ｎ 中央処理ユニット（ＣＰＵ） １１２＿０〜１１２＿ｎ 機能分散部 １１４ 状態監視バス １１５ グローバルバス １１６ Ｉ／Ｏバス

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプロセッサモジュールを含む主制
   御部と、該複数のプロセッサモジュールに入出力バスで
   接続された入出力部を含む周辺機能部とを備えたマルチ
   プロセッサシステムにおいて、 前記周辺機能部内の入出力部は、前記主制御部内の特定
   機能のプロセッサモジュールに向けて送出する機能分散
   信号と、前記主制御部内のプロセッサモジュールを特定
   せずに送出する負荷分散信号とを区別し、該区別した信
   号にその識別情報を付加して前記入出力バス上に送信す
   る機能識別情報付加手段を備え、 前記主制御部は、該主制御部内の各プロセッサモジュー
   ルの負荷率に基いて一つのプロセッサモジュールを特定
   し、該プロセッサモジュールのモジュール識別情報を各
   プロセッサモジュールに送出する手段を備え、 前記主制御部内の各プロセッサモジュールは、周辺機能
   部内の入出力部から入出力バス上に送出された信号に対
   して、前記機能識別情報に基づいて受信すべき信号を識
   別する機能識別手段と、前記モジュール識別情報に基づ
   いて受信すべき信号を識別するモジュール識別手段とを
   備えたことを特徴とする機能分散及び負荷分散処理マル
   チプロセッサシステム。
2. 【請求項２】 前記主制御部は、障害が発生したプロセ
   ッサモジュールの機能識別手段に格納された機能識別情
   報を、予備プロセッサモジュールの機能識別手段に格納
   し、かつ、該障害発生プロセッサモジュールの負荷率を
   予備プロセッサモジュールの負荷率に設定して予備プロ
   セッサモジュールの予備状態を解除するとともに、障害
   発生プロセッサモジュールを予備状態に設定するプロセ
   ッサモジュール切替え制御手段を備えたことを特徴とす
   る請求項１に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプ
   ロセッサシステム。
3. 【請求項３】 前記プロセッサモジュール切替え制御手
   段は、障害が発生したプロセッサモジュールの機能識別
   手段に格納された機能識別情報を、予備プロセッサモジ
   ュールの機能識別手段に格納した後、予備プロセッサモ
   ジュールの予備状態を解除するまでの間、障害発生プロ
   セッサモジュールのモジュール識別情報を予備プロセッ
   サモジュールのモジュール識別手段に格納し、その間、
   障害発生プロセッサモジュールで受信すべき信号を予備
   プロセッサモジュールで受信する構成を有することを特
   徴とする請求項２に記載の機能分散及び負荷分散処理マ
   ルチプロセッサシステム。
4. 【請求項４】 前記プロセッサモジュール切替え制御手
   段は、主制御部内のプロセッサモジュールの閉塞時又活
   線挿抜時に、該プロセッサモジュールを前記障害発生プ
   ロセッサモジュールとして予備プロセッサモジュールと
   切替える制御を行うことを特徴とする請求項２又は３に
   記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシス
   テム。
5. 【請求項５】 前記主制御部は、各プロセッサモジュー
   ルの状態を監視する状態監視手段及び前記プロセッサモ
   ジュール切替え制御手段を具備したバス制御手段を備
   え、該状態監視手段によってプロセッサモジュールの障
   害を検出したときに、前記プロセッサモジュール切替え
   制御手段によって障害プロセッサモジュールと予備プロ
   セッサモジュールとを切替える制御を行うことを特徴と
   する請求項２又は３に記載の機能分散及び負荷分散処理
   マルチプロセッサシステム。
6. 【請求項６】 前記主制御部内の各プロセッサモジュー
   ルは、自プロセッサモジュールの状態を監視する状態監
   視手段と、プロセッサモジュール間通信手段と、前記プ
   ロセッサモジュール切替え制御手段とを備え、 自プロセッサモジュールの障害発生検出時に、該障害発
   生プロセッサモジュールはプロセッサモジュール間通信
   手段により予備プロセッサモジュール内のプロセッサモ
   ジュール切替え制御手段に障害情報を送信し、 予備プロセッサモジュール内の前記切替え制御手段は、
   障害プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュール
   とを切替える制御を行うことを特徴とする請求項２又は
   ３に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサ
   システム。
7. 【請求項７】 前記バス制御部は、主制御部内の各プロ
   セッサモジュールの負荷率を格納した分散テーブルを備
   え、該分散テーブルには、プロセッサモジュールのモジ
   ュール識別情報と、該プロセッサモジュールの機能識別
   情報と、該プロセッサモジュールの負荷率とを、対応付
   けて格納したことを特徴とする請求項１に記載の機能分
   散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。
8. 【請求項８】 前記周辺機能部内の入出力部は機能分散
   テーブルを備え、該機能分散テーブルは、前記入出力バ
   スに送信する信号種に応じた送信先プロセッサモジュー
   ルの機能識別情報を格納し、前記機能識別情報付加手段
   は、該機能分散テーブルを基に機能識別情報を送信信号
   に付加して送出する構成を有することを特徴とする請求
   項１に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッ
   サシステム。
9. 【請求項９】 前記周辺機能部内の入出力部は機能分散
   テーブルを備え、該機能分散テーブルは、前記入出力バ
   スに送信する信号種に応じた信号識別情報を格納し、前
   記機能識別情報付加手段は、該機能分散テーブルを基に
   信号識別情報を機能識別情報として送信信号に付加して
   送出する手段を備え、 前記各プロセッサモジュールは、周辺機能部内の入出力
   部から入出力バス上に送出された信号に対して、受信す
   べき信号の信号識別情報を自プロセッサモジュールの論
   理識別情報に変換して受信すべき信号を識別する機能識
   別手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の機能
   分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。
10. 【請求項１０】 前記各プロセッサモジュールのモジュ
    ール識別情報として、物理的なモジュール識別情報を用
    いたことを特徴とする請求項１に記載の機能分散及び負
    荷分散処理マルチプロセッサシステム。
11. 【請求項１１】 前記各プロセッサモジュールのモジュ
    ール識別情報として、論理識別情報を用いたことを特徴
    とする請求項１に記載の機能分散及び負荷分散処理マル
    チプロセッサシステム。