JP2006268204A - 共有メモリ装置、処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、記憶容量の削減を図ることを目的とする。また、本発明は、現用系から予備系に対してその処理結果が効率的に引き継がれるようにすることを目的とする。
【解決手段】本発明においては、共有メモリ装置において、第１の記憶部と、該第１の記憶部に対して記憶容量の小さい第２の記憶部とを備え、前記第２の記憶部に一旦格納したデータを前記第１の記憶部に格納する、ことを特徴とする共有メモリ装置を用いることとする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複数の処理ユニットにより共有される共有メモリ装置、共有メモリを用いた処理システムに関し、例えば、現用系から予備系への切替に際して引き継がれるデータを格納する共有メモリ装置、処理システムに用いて好適である。

多くの通信システムではその信頼性の確保のために、現用系に対して予備系を用意し、現用系は現用としての動作の際に、共有メモリ装置にその処理データを格納しておく。そして、障害発生時等に予備系に切り替えが行われた際には、この共有メモリ装置に格納しておいた処理データを利用して処理が引き継がれるということが行われている。

例えば、移動通信システムの基地局装置を構成する各機能部（呼処理制御部）は信頼性確保のために冗長構成をとっており、配下カードのリソース使用状態やカード間の接続状態等の装置の運用中の状態を記憶するために共有メモリ装置が設けられる。

尚、共有メモリ装置を利用した先行技術として下記特許文献が挙げられる。
特開昭６１−２０６０４４号公報

ハードウェアの偶発故障等に関しては、いつ発生するかの予測が困難な為、発生タイミングによっては、共有メモリ装置への書き込み動作中に故障した場合など、共有メモリ装置の内容が不定（基本となる所定単位のワードに対して満たないデータが格納された状態）になってしまう。

先に挙げた特許文献では、記憶部１５１への書き込み処理完了により、記憶部１５２への書き込み処理も行うようにしておき、記憶部１５１のデータが異常とみなされた場合には、記憶部１５２のデータを読み出すようにしている。

しかし、この２段階の書き込み処理のために大容量の記憶部が２つも必要とされてしまい、効率的でない。

また、記憶部１５２にまだ書き込まれていないデータの全てが利用できないこととなるため、書き込み単位が複数の処理データである場合等には、データ処理装置で行われた一連の処理が全て無駄となってしまうこととなる。

そこで、本発明は、記憶容量の削減を図ることを目的とする。

また、本発明は、現用系から予備系に処理結果が効率的に引き継がれるようにすることを目的とする。

また、後述する実施形態により導かれる効果であって、従来技術によっては得られない各種効果を得ることも本発明の他の目的として位置付けることができる。

（１）本発明においては、共有メモリ装置において、第１の記憶部と、該第１の記憶部に対して記憶容量の小さい第２の記憶部とを備え、前記第２の記憶部に一旦格納したデータを前記第１の記憶部に格納する、ことを特徴とする共有メモリ装置を用いる。
（２）本発明においては、前記第２の記憶部は複数の記憶部を含む、ことを特徴とする（１）記載の共有メモリ装置を用いる。
（３）本発明においては、第１処理部と、第２処理部と、該第１処理部により処理されたデータを格納するとともに、該第１処理部から該第２処理部へ処理の引継ぎを行った後に、該第２処理部により格納したデータが利用される共有メモリとを備えた処理システムにおいて、記憶部と、前記第１処理部により処置された前記データを該記憶部に一旦格納してから前記共有メモリに格納する制御を行う制御部とを備え、前記引継ぎに際して、該制御部は、前記記憶部に格納したが前記共有メモリには格納していないデータを検出し、検出したデータのうち所定の単位を満たすものを前記共有メモリに格納する制御を行う、ことを特徴とする処理システムを用いる。
（４）本発明においては、前記記憶部は、前記所定の単位でデータの記憶を行う複数の記憶部を含み、前記制御部は、前記検出を、該各複数の記憶部について行う、ことを特徴とする（３）記載の処理システムを用いる。

本発明によれば、記憶容量の削減を図ることができる。

また、本発明によれば、現用系から予備系に処理結果が効率的に引き継がれるようにすることができる。

本発明を実施するための最良の形態について実施例として説明する。

以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。

尚、ここでは、移動通信システムの無線基地局内に搭載される共有メモリを例として挙げて説明するが、もちろん、他の装置に用いられる共有メモリについても適用することができる。
・「システム構成」
図１は、無線基地局装置を含む移動通信システムの構成を示す。

ここでは、ＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）方式に対応した移動通信システムを例として挙げている。

図において１はコアネットワーク、２（２−１、２−２）は基地局制御装置（ＲＮＣ）、３（３−１〜３−Ｎ）は無線基地局装置、４は移動局（ＭＳ（ＵＥ））をそれぞれ示す。

各装置の動作は良く知られているが、簡単に説明すると、移動局４は、ユーザにより使用される無線通信端末であって、各無線基地局３−１〜３−Ｎのそれぞれが形成する無線エリア内を移動して、在圏するエリアを形成する無線基地局と無線通信を行うことにより、他の装置との間で通信を行うことができる。

一方、移動局４から無線信号を受信した無線基地局３は、基地局制御装置２を介してコアネットワーク１側に移動局４からのデータを転送し、所望の宛先にルーティイングする。逆にコアネットワーク１内に与えられた、この移動局４宛てのデータは、その無線基地局３を介して移動局４に無線送信されることとなる。
・「無線基地局装置３の構成」
さて、次に図２に本発明に係る無線基地局３の構成を示す。

図において、２１はそれぞれ各移動局と無線回線を介してデータの送受信を行う無線送受信部を示し、２２は、チャネルに応じた無線回線用の信号に含まれるデータの符号化及び復号化を行うベースバンド信号処理部を示し、２３は、無線基地局装置３の上位側の装置である基地局制御装置２と有線回線または無線回線で接続されるネットワークインタフェース部を示し、２４は、基地局制御装置２からの指示により、無線基地局装置３内の各カード（装置）を制御して、移動局との間で無線回線を設定する等の無線基地局装置３全体の動作を制御する装置制御部を示す。

尚、各部（カード）は、カード制御バスにより接続されており、互いに通信が可能となっている。

また、装置制御部２４は、移動局４についての呼の設定及び解放を行い、無線基地局装置３全体のリソース管理を処理する呼処理制御部２４（現用系２４−１、予備系２４−２）と、その呼処理制御部２４の冗長切替を実現する為の共有メモリ部（共有メモリ装置）２４（現用系２４−３、予備系２４−４）等を含んでいる。

ここでは、共有メモリ部２４として、現用共有メモリと、予備共用メモリが存在するが、これは共有メモリ自体の故障に備えたものであり、以下の説明においては、（現用）共有メモリが故障せずに動作している場合について説明する。
・「共有メモリ部２４−３の詳細構成」
次に、図３に共有メモリ部２４−３詳細構成を示す。

図において、３１は、共有メモリ部２４−３についての読み出し/書込みの方向制御を行う「リード/ライトバス切替制御部」、３２（３２−１〜３２−Ｎ）は、共有メモリへ格納する対象のデータを一時的に保管（記憶する）する「中間バッファ」、呼処理制御部２４−１からのデータを格納する先の中間バッファの切替を制御する「中間バッファ切替制御部」、３４は、呼処理制御部２４を現用系から予備系に切り替える際に、情報の引継ぎを行う為の「共有メモリ」、３５は、共有メモリ部（共有メモリカード）全体の制御を実行する「メモリ制御部」を示す。

共有メモリ３４は、引継ぎを行う為に呼処理制御部２４からのデータを格納するが、そのデータの例としては、移動局４についての通話チャネルの各種設定パラメータ(キャリア／拡散コード／送受タイミング／伝送速度等)や、その通話チャネルの監視情報(同期状態／同期外れ状態／設定完了待ち状態／設定完了状態等)が挙げられる。

ここで、好ましくは、中間バッファ１〜Ｎのトータルの記憶容量は共有メモリ３４の記憶容量に対して少ないものとする。即ち、共有メモリ３４に新たに格納すべきデータ分について中間バッファで一時的に格納するものとして利用し、共有メモリ３４と同等のデータを格納しないようにしている。もちろん、トータルの記憶容量は同じまま中間バッファを１つだけ設けることとしてもよい。その際、メモリ領域を複数に分割し、それぞれを中間バッファ１、２、…として取扱って後述する面切替を行ってもよい。

また、メモリ制御部３５は、後述する中間バッファの面切替の契機として利用する監視タイマ３６、中間バッファについての所定単位のデータの格納が完了した場合に、対応する中間バッファの書き込みフラグをセットすることで、各中間バッファへの書き込み状況を管理するための中間バッファ書き込み完了フラグレジスタ３７、共有メモリへ書き込み中であるかどうかを識別するための、共有メモリへの書き込み中フラグレジスタ３８を含んでいる。
・「共有メモリ部２４−３へのデータ転送制御」
次に、図３に示した共有メモリ部２４−３へのデータ転送制御を図４を用いて説明する。

呼処理制御部（現用）２４−１は、処理受け付け待ち状態（Ｓ１）において、移動局４等による呼が生起した場合（Ｓ２）、装置内の各種リソース使用状況を判断し、収容ＢＢカード２２のいずれかを決定する。また、ネットワークインタフェース部を介して、ＢＢカード２２と基地局制御装置２間のリンクを設定し、無線送受信部２１を介して、ＢＢカード２２と移動局４との間の通信リンクを設定する（Ｓ３）。

呼処理制御部２４−１は、前記処理（設定）の終了タイミング（Ｓ４）にて、処理結果（設定結果）を中間バッファに格納するために中間バッファ書き込み要求を送信して（Ｓ５）、処理待ち状態（Ｓ７）にある共有メモリ部２４−３における中間バッファ（ここでは、３２−１とする）にこの処理結果を格納させる。

そして、所定の単位の書き込みが完了すると、中間バッファ書き込み完了通知を共有メモリ部２４−３に送信する（Ｓ６）。

共有メモリ部２４−３は、中間バッファに格納されたデータを共有メモリ３４に書き込む制御を行い（Ｓ８）、その後Ｓ７に戻って、次の処理待ち状態となる。

尚、更に、中間バッファ書き込み要求が行われると、面切替された次の中間バッファ（ここでは、３２−２）に次のデータが書き込まれることとなる。中間バッファ３２−Ｎまで書き込みが完了すると、次に書き込みを行う中間バッファは１にまた戻るように面切替される。
・「共有メモリ部２４−３における共有メモリ書き込み処理フロー１／２」
図５は、主として中間バッファへの書き込み制御に関する共有メモリ部２４−３（メモリ制御部３５以下同様）の動作の詳細を示す。

先に説明したように、共有メモリ部２４−３は、中間バッファ書き込み完了通知待ち状態となっている（Ｓ１１）。

ここで完了通知が検出されると（Ｓ１２）、対応する中間バッファについての中間バッファ書き込み完了フラグをセットし、次に書き込みを行う対象の中間バッファを切り替える（中間バッファの面切替を行う）（Ｓ１３）。例えば、書き込みを行った中間バッファｉの次のバッファである中間バッファｉ＋１に切り替える。

そして、共有メモリへの書き込み中フラグをセットする（Ｓ１４）。
・「共有メモリ部２４−３における共有メモリ書き込み処理フロー２／２」
図６は、主として共有メモリへの書き込み制御に関する共有メモリ部２４−３（メモリ制御部３５以下同様）の動作の詳細を示す。

まず、共有メモリ部２４−３は、中間バッファ書き込み完了フラグを確認する（Ｓ２１）。ここで、フラグが１つでもセットされていれば、中間バッファ書き込み完了フラグがセットされている中間バッファで最も早く格納したデータを共有メモリ３４に書き込むようにする（Ｓ２３）。

ここで共有メモリ３４への書き込みが終了すると（Ｓ２４）、共有メモリ３４に書き込みを行った中間バッファについての書き込み完了フラグを解除して（Ｓ２５）、Ｓ２１に戻る。

尚、Ｓ２２において、中間バッファへの書き込み完了フラグがいずれの中間バッファについてもセットされていない場合は、共有メモリへの書き込みは完了したものとして、共有メモリへの書き込み中フラグを解除する（Ｓ２７）。
・「障害発生時の切替制御」
図７は、呼処理制御部（現用）２４−１に障害が発生した場合の動作を示す。

呼処理制御部２４−１において、偶発故障が発生すると、呼処理制御部２４−１はこれを検出（Ｓ３１）して、それまで予備系となっていた呼処理制御部２４−２の起動を行う（Ｓ３２）。

起動された呼処理制御部２４−２は、共有メモリへの書き込み中フラグを確認し（Ｓ３３）、フラグがセットされているかどうか判定し、フラグがセットされている（フラグがＯＮ）場合は、所定時間経過後に、またＳ３３の判定を行う。

フラグがセットされていない場合は、有効な単位のデータを格納した中間バッファの全てが、共有メモリへ３４への書き込みを終えたことを示しているため、全ての中間バッファ３２のクリアを行い（Ｓ３４）、共有メモリ３４に格納されている呼処理制御部２４−１の処理結果を呼処理制御部２４−２が読み出して（Ｓ３５）利用することで、引継ぎが行われる。

これにより、呼処理制御部２４−２が呼処理制御部２４−１の処理を引き継ぎ、通常処理を開始する（Ｓ２６）。

以上のように、することで、中間バッファへの所定単位のデータの書き込みが完了したことを条件として中間バッファに格納したデータの共有メモリ３４への格納を行っているので、所定単位に満たないようなエラーデータを共有メモリ３４へ格納されることを回避できる。

また、その中間バッファのトータルの記憶領域は、共有メモリよりも小さくしているので、メモリ領域の無駄を少なくすることができる。

更に、障害発生により切替に際して、中間バッファへの書き込みは完了しているが、未だ共有メモリに書き込まれていないデータがあるかどうかを共有メモリへの書き込み中フラグで確認し、フラグが解除されたことを検出してから共有メモリから読み出しを行っているため、中間バッファに格納したデータが引継ぎを行う呼処理制御部２４−２によって有効に利用されることとなる。

さて、中間バッファの切替は、プロセス終了をソフトウェアで通知する制御以外に、「一定時間経過後で切替を行う方法」、「一定バッファ量の書込みが実施された時点で切替を行う方法」も考えられる。
・「面切替制御１」
この面切替制御（図８参照）では、監視タイマ３６は、中間バッファへの書き込みを許容している時間を監視し（Ｓ４１）、これが所定時間を超えたことを検出すると（Ｓ４２）、中間バッファの面切替を行う（Ｓ４３）。

従って、各中間バッファには、複数プロセス分のデータを格納することもできることとなる。但し、この場合も、格納するデータは所定の単位で行い、所定の範囲に満たない状態では格納しないこととする。即ち、面切替先に格納される。
・「面切替制御２」
この面切替制御（図９参照）では、メモリ制御部３５は、中間バッファへの書き込み量を監視し（Ｓ５１）、これが所定量を超えたことを検出すると（Ｓ５２）、中間バッファの面切替を行う（Ｓ５３）。

従って、各中間バッファには、その許容できるデータ量まで有効に利用することができる。但し、この場合も、格納するデータは所定の単位で行い、所定の範囲に満たない状態では格納しないこととする。即ち、面切替先に格納される。

図１０は補足説明図であり、障害発生前、発生時、発生後の各動作を示したものである。

移動通信システムの構成 本発明に係る無線基地局の構成 共有メモリ部２４−３の詳細構成 共有メモリ部２４−３へのデータ転送制御 共有メモリ書き込み制御フロー（１／２） 共有メモリ書き込み制御フロー（２／２） 障害発生時の切替制御フロー 面切替制御１ 面切替制御２ 補足説明図

符号の説明

１ コアネットワーク
２ 基地局制御装置
３ 無線基地局装置
４ 移動局
２１ 無線送受信部
２２ ベースバンド信号処理部
２３ ネットワークインタフェース部
２４ 装置制御部
２４−１、−２ 呼処理制御部
２４−３、２４−４ 共有メモリ部
３１ リード／ライトバス切替制御部
３２ 中間バッファ
３３ 中間バッファ切替制御部
３４ 共有メモリ
３５ メモリ制御部
３６ 監視タイマ
３７ 中間バッファへの書き込み完了フラグレジスタ
３８ 共有メモリへの書き込み中フラグレジスタ

Claims (4)

1. 共有メモリ装置において、
   第１の記憶部と、
   該第１の記憶部に対して記憶容量の小さい第２の記憶部とを備え、
   前記第２の記憶部に一旦格納したデータを前記第１の記憶部に格納する、
   ことを特徴とする共有メモリ装置。
2. 前記第２の記憶部は複数の記憶部を含む、ことを特徴とする請求項１記載の共有メモリ装置。
3. 第１処理部と、第２処理部と、該第１処理部により処理されたデータを格納するとともに、該第１処理部から該第２処理部へ処理の引継ぎを行った後に、該第２処理部により格納したデータが利用される共有メモリとを備えた処理システムにおいて、
   記憶部と、
   前記第１処理部により処置された前記データを該記憶部に一旦格納してから前記共有メモリに格納する制御を行う制御部とを備え、
   前記引継ぎに際して、該制御部は、前記記憶部に格納したが前記共有メモリには格納していないデータを検出し、検出したデータのうち所定の単位を満たすものを前記共有メモリに格納する制御を行う、
   ことを特徴とする処理システム。
4. 前記記憶部は、前記所定の単位でデータの記憶を行う複数の記憶部を含み、前記制御部は、前記検出を、該各複数の記憶部について行う、ことを特徴とする請求項３記載の処理システム。

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