JP2001256070A - 冗長化プロセッサ装置 - Google Patents

冗長化プロセッサ装置

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JP2001256070A
JP2001256070A JP2000068562A JP2000068562A JP2001256070A JP 2001256070 A JP2001256070 A JP 2001256070A JP 2000068562 A JP2000068562 A JP 2000068562A JP 2000068562 A JP2000068562 A JP 2000068562A JP 2001256070 A JP2001256070 A JP 2001256070A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冗長化プロセッサ装置を、異なった命令コー
ドを実行するプロセッサ手段で構成した場合、プログラ
ムを変更することなく、切り替え可能とする。 【解決手段】 システムバスを介して結合された、夫々
が単体で実行可能な第1、第2マイクロプロセッサ1
1, 12の一方が実作業中は他方が同一演算を実行して
同期的に待機するプロセッサ装置CP1において、前記
第1及び第2マイクロプロセッサの演算結果を照合する
照合手段13と、前記第1及び第マイクロプロセッサの
種別情報記憶手段19と、この記憶手段の種別情報に基
づいて前記第1又は第2マイクロプロセッサの命令コー
ドを変換するコード変換手段20とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、プロセス制御のた
めに適用される冗長化プロセッサ装置に関し、さらに詳
しくは、単体で実行可能な第1, 第2マイクロプロセッ
サの一方が実作業中は他方が同一演算を実行して同期的
に待機する冗長化プロセッサ装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】冗長化の典型的な手法の例として特開平
6−242979号記載技術の概要を図4のブロック図
で説明する。PC1, PC2は、単体で実行可能な第
1, 第2プロセッサ装置であり、互いにシステムバスE
Bで結ばれている。
【0003】PS1は第1プロセッサ装置PC1の動作
電源、PS2は第2プロセッサ装置PC2の動作電源で
あり、互いに独立した構成となっている。
【0004】これらプロセッサ装置PC1, PC2は、
互いに同期して動作すると共に、データベースを等値化
されるように構成されていて、一方のプロセッサ装置が
実作業につき、他方のプロセッサ装置実作業に関与せず
待機するようになっている。
【0005】第1, 第2プロセッサ装置PC1, PC2
において、11, 12は互いに同一の制御演算を行う2
つのマイクロプロセッサ、13は2つのマイクロプロセ
ッサ11, 12からの演算結果が一致するか否かを所定
の演算周期で照合する照合手段で、照合結果に応じてい
ずれのかのマイクロプロセッサからの演算データをシス
テムバスEBに出力するか否かを決めると共に、システ
ムバスとのインターフェイスとしても機能し、データ・
フロー制御を行う。
【0006】即ち、この照合手段13は、2つのマイク
ロプロセッサ11, 12から出力される演算結果を照合
し、それらが一致する場合はその演算データをシステム
バスEBに出力し、不一致と判断された場合は、その演
算データは出力せず、実作業に関与している一方のプロ
セッサ装置の制御権を待機側となっている他方のプロセ
ッサ装置に切り替えるための制御信号を出力する。
【0007】第1, 第2プロセッサ装置PC1, PC2
において、照合手段13が不一致を判断した場合は、自
身のプロセッサ装置は自己判断行うと共に、その判断結
果、マイクロプロセッサ等のハードウェアに異常が検出
されなかった場合には待機状態で復帰する。
【0008】14は、照合手段13と同様にシステムバ
スEBを介して結ばれた主記憶装置であり、エラーの検
出・訂正機能を有する。15, 16は内部バスのインタ
ーフェイス、17は上位計算機との通信を行う上位通信
インターフェイスで、これらはいずれもシステムバスE
Bに接続されている。
【0009】PI1は、第1のリモートバスインターフ
ェイス(I/O)であり、第1プロセッサ装置PC1の
バスインターフェイス15及び, 第2プロセッサ装置P
C2のバスインターフェイス15に接続されている。同
様にPI2は、第2のリモートバスインターフェイス
(I/O)であり、第2プロセッサ装置PC1のバスイ
ンターフェイス16及び, 第2プロセッサ装置PC2の
バスインターフェイス16に接続されている
【0010】
【発明が解決しようとする課題】このような構成におい
て冗長化プロセッサ装置PC1, PC2の制御動作切り
替えを、継続性を維持しながら即座に切り替える為に
は、冗長化されたプロセッサ装置内部の主記憶装置の内
容が、制御動作の切り替えを継続可能な範囲で一致して
いなければならない。
【0011】それを為に、冗長化された第1, 第2プロ
セッサ装置PC1, PC2内のマイクロプロセッサ1
1, 12は、各プロセッサ装置内において同一命令を実
行する同一マイクロプロセッサで構成されなければなら
ない。
【0012】しかしながら、プロセス制御用の冗長化プ
ロセッサ装置は、製品寿命が長いことより、それを維持
開発する上で、プロセッサ装置の性能(パフォーマン
ス)向上要求、コスト削減、部品(マイクロプロセッサ
等)の製造中止等の様々な理由で製品ラインアップが発
生し、異なったマイクロプロセッサを使用するケースが
多い。
【0013】それらの異なったマイクロプロセッサで構
成されたプロセッサ装置では、命令コードが異なる場合
には、制御側のプログラムを待機側へコピーして実行を
継続することが困難となる。
【0014】プロセス制御用の冗長化プロセッサ装置で
は、製品ラインアップを維持管理していかなければなら
ないので、製造中止になった部品で構成された装置を長
期に渡り保守してゆくことになり、管理コストが非常に
高くなる問題点がある。
【0015】また、プロセッサ装置のラインアップが複
数あると、プロセッサ装置の障害発生時の代替品として
予備のカードをラインアップ毎に複数用意しなくてはな
らず、やはり保守維持費用が高くなる問題がある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題点を解決する冗長化プロセッサ装置を提供するもので
あり、請求項1記載の発明は、システムバスを介して結
合された、夫々が単体で実行可能な第1、第2マイクロ
プロセッサの一方が実作業中は他方が同一演算を実行し
て同期的に待機するプロセッサ装置において、前記第1
及び第2マイクロプロセッサの演算結果を照合する照合
手段と、前記第1及び第2マイクロプロセッサの種別情
報記憶手段と、この記憶手段の種別情報に基づいて前記
第1又は第2マイクロプロセッサの命令コードを変換す
るコード変換手段とを具備した構成を特徴とする。
【0017】請求項2記載の発明は、システムバスを介
して結合された、夫々が単体で実行可能な第1、第2マ
イクロプロセッサの一方が実作業中は他方が同一演算を
実行して同期的に待機する第1プロセッサ装置と、この
第1プロセッサ装置と同一構成を有する第2プロセッサ
装置よりなる冗長化プロセッサ装置において、前記第1
プロセッサ装置又は第2プロセッサ装置の双方における
前記第1及び第2マイクロプロセッサの演算結果を照合
する照合手段と、前記第1プロセッサ装置又は第2プロ
セッサ装置の一方における前記第1及び第2マイクロプ
ロセッサの種別情報記憶手段と、この記憶手段の種別情
報に基づいて前記第1又は第2マイクロプロセッサの命
令コードを変換するコード変換手段とを具備した構成を
特徴とする。
【0018】請求項3記載の発明は、システムバスを介
して結合された、単体で実行可能な第1マイクロプロセ
ッサを有する第1プロセッサ装置と、前記第1マイクロ
プロセッサが実作業中は同一演算を実行して同期的に待
機する第2マイクロプロセッサを有する第2プロセッサ
装置よりなる冗長化プロセッサ装置において、前記第1
及び第2マイクロプロセッサの種別情報記憶手段と、こ
の記憶手段の種別情報に基づいて前記第1又は第2マイ
クロプロセッサの命令コードを変換するコード変換手段
とを具備した構成を特徴とする。
【0019】請求項4記載の発明は、請求項1乃至3記
載の種別情報記憶手段がBOOT ROM手段で実現さ
れた構成を特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図面によ
り詳細に説明する。図1は、請求項1に対応する本発明
の基本構成を示す実施例である。この実施例は、図4で
示した従来装置におけるプロセッサ装置PC1に本発明
を適用したものであり、図4と同一要素には同一符号を
付して示す。
【0021】プロセッサ装置PC1のマイクロプロセッ
サ11, 12は、単一マイクロプロセッサ構成とするこ
とができるので、これをブロック18(μP1)とす
る。19はシステムバスEBに接続されたBOOT R
OM手段であり、これに格納されたプログラムには相手
側プロセッサ装置におけるマイクロプロセッサの種類等
を判別する機能を有する。
【0022】20は同じくシステムバスEBに接続され
たコード変換手段であり、主記手段からマイクロプロセ
ッサが命令コードを読み込む時にこのマイクロプロセッ
サが実行可能な命令コードに変換する機能を有する。
【0023】コード変換手段20は、相手側マイクロプ
ロセッサに応じてコード変換の可否を設定する機能及び
マイクロプロセッサ毎の変換テーブルを有し、それらを
設定により選択できる機能を有する。
【0024】この結果、BOOT ROM手段19、コ
ード変換手段20の書き換えメンテナンスをすることに
より、このマイクロプロセッサの選択が極めて柔軟とな
り、製造中止になった部品で構成された装置を長期に渡
り保守してゆく必要もなく、代替品として予備のカード
をラインアップ毎に複数用意する必要もないので、管理
コストを大幅に低減することが可能となる。
【0025】図2の実施態様は、図4で示した従来の冗
長化プロセッサ装置に本発明を適用したものであり、本
発明請求項2の構成に対応する。図1との相違点は第2
プロセッサ装置PC2が追加された構成にある。第2プ
ロセッサ装置PC2のプロセッサ11, 12は、1つの
マイクロプロセッサ構成とすることができるので、これ
をブロック21(μP2)とする。プロセッサ装置PC
2の構成は図4の従来装置のPC2の構成と同一である。
【0026】図3の実施態様は、図2の各プロセッサ装
置のマイクロプロセッサが単一のマイクロプロセッサで
構成された実施例であり、請求項3の構成に対応する。
図2比較した構成上の特徴は、各プロセッサ装置におい
て2個のマイクロプロセッサの演算結果を照合するため
の照合手段を有しない点である。この構成での各プロセ
ッサ装置の故障監視は、夫々が具備している自己診断機
能又は他の異常判断機能(図示せず)を利用する。
【0027】なお、図3の実施例で、他方のプロセッサ
装置PC2にもコード変換手段20を接続してもよい。
このように構成すると、プロセッサ装置PC2は旧シス
テムプログラムを実行することができ、プロセッサ装置
PC2のプログラムを変更する必要がない。
【0028】次に冗長化切り替えの動作につき説明す
る。一方のプロセッサ装置PC1が障害により故障して
他方のプロセッサ装置PC2が制御側となりバックアッ
プ動作をしているものとし、待機側となったプロセッサ
装置PC1のマイクロプロセッサを交換メンテナンスす
る場合を想定する。
【0029】まず、BOOT ROM手段19のプログ
ラムには、相手側プロセッサ装置PC2のマイクロプロ
セッサの種類等を判別する機能がある。コード変換手段
20は、相手側マイクロプロセッサに応じてコード変換
の可否を設定する機能及びマイクロプロセッサ毎の変換
テーブルを有し、それらを設定により選択できる機能を
有する。
【0030】プロセッサ装置PC1を代替とした場合
に、PC1に電源投入あるいはPC1の初期実行が行わ
れる時にBOOT ROM手段19のプログラムは相手
装置PC2側のマイクロプロセッサの種類を判別し、コ
ード変換手段20に、相手側装置のマイクロプロセッサ
に応じて、コード変換の可否の設定あるいはマイクロプ
ロセッサを選択する設定を実行する。その後、制御側プ
ロセッサ装置PC2より待機側プロセッサ装置PC1へ
命令コードとデータのコピーを行い、コピー終了後に両
プロセッサ装置の同期実行をスタートさせる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、プロセス制御用の冗長化プロセッサ装
置CP1, CP2を、異なった命令コードを実行するマ
イクロプロセッサで構成した場合、プログラムを変更す
ることなく、制御側のプログラムを待機側にコピーし、
同期実行可能な冗長化プロセッサ装置を実現できる。
【0032】これにより、プロセッサ装置の障害発生時
の代替品として製品ラインアップ毎にプロセッサ装置を
維持管理する必要がなくなり、保守管理費用が削減で
き、より長期的な保守メンテナンスが可能となる。
【0033】また装置のユーザーやサービス部署では、
プロセッサ装置の障害発生時の代替品として予備のカー
ドをラインアップ毎に複数用意する必要がなくなり、保
守維持費用が大幅に削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による冗長化プロセッサ装置の一実施例
を示すブロック図である。
【図2】本発明による冗長化プロセッサ装置の他の実施
例を示すブロック図である。
【図3】本発明による冗長化プロセッサ装置の更に他の
実施例を示すブロック図である。
【図4】従来の冗長化プロセッサ装置の一例を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
PC1, PC2 プロセッサ装置 11, 12 マイクロプロセッサ 13 照合手段 14 主記憶手段 15,16 バスインターフェイス 19 BOOT ROM手段 20 コード変換手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 システムバスを介して結合された、夫々
    が単体で実行可能な第1、第2マイクロプロセッサの一
    方が実作業中は他方が同一演算を実行して同期的に待機
    する冗長化プロセッサ装置において、前記第1及び第2
    マイクロプロセッサの演算結果を照合する照合手段と、
    前記第1及び第2マイクロプロセッサの種別情報記憶手
    段と、この記憶手段の種別情報に基づいて前記第1又は
    第2マイクロプロセッサの命令コードを変換するコード
    変換手段と、を具備した冗長化プロセッサ装置。
  2. 【請求項2】 システムバスを介して結合された、夫々
    が単体で実行可能な第1、第2マイクロプロセッサの一
    方が実作業中は他方が同一演算を実行して同期的に待機
    する第1プロセッサ装置と、この第1プロセッサ装置と
    同一構成を有する第2プロセッサ装置よりなる冗長化プ
    ロセッサ装置において、前記第1プロセッサ装置又は第
    2プロセッサ装置の双方における前記第1及び第2マイ
    クロプロセッサの演算結果を照合する照合手段と、前記
    第1プロセッサ装置又は第2プロセッサ装置の一方にお
    ける前記第1及び第2マイクロプロセッサの種別情報記
    憶手段と、この記憶手段の種別情報に基づいて前記第1
    又は第2マイクロプロセッサの命令コードを変換するコ
    ード変換手段と、を具備した冗長化プロセッサ装置。
  3. 【請求項3】 システムバスを介して結合された、単体
    で実行可能な第1マイクロプロセッサを有する第1プロ
    セッサ装置と、前記第1マイクロプロセッサが実作業中
    は同一演算を実行して同期的に待機する第2マイクロプ
    ロセッサを有する第2プロセッサ装置よりなる冗長化プ
    ロセッサ装置において、前記第1及び第2マイクロプロ
    セッサの種別情報記憶手段と、この記憶手段の種別情報
    に基づいて前記第1又は第2マイクロプロセッサの命令
    コードを変換するコード変換手段と、を具備した冗長化
    プロセッサ装置。
  4. 【請求項4】 前記種別情報記憶手段がBOOT RO
    M手段で実現されてなる請求項1乃至3記載の冗長化プ
    ロセッサ装置。
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