JP2021140337A

JP2021140337A - ＰＣＩｅデバイス、障害復旧方法、プログラム

Info

Publication number: JP2021140337A
Application number: JP2020036050A
Authority: JP
Inventors: 潤一松下; Junichi Matsushita
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2020-03-03
Filing date: 2020-03-03
Publication date: 2021-09-16
Anticipated expiration: 2040-03-03
Also published as: JP7435035B2

Abstract

【課題】専用のＨｏｔＰｌｕｇ機構を必要とせずに、障害時におけるＰＣＩｅデバイスの動的な切り離しや、復旧時におけるＰＣＩｅデバイスの動的な接続を行うＰＣＩｅデバイスの障害復旧方法を提供する。【解決手段】ＰＣＩｅデバイスの障害復旧方法では、ＰＣＩｅデバイスの障害を検出し、ＰＣＩｅデバイスに搭載される仮想ＰＣＩｅスイッチのコンフィギュレーションレジスタをセットして、ＰＣＩｅデバイスの動的な切り離し要求を行い、ＰＣＩｅデバイスの障害復旧処理を行うためにＰＣＩｅデバイスの再初期化処理を実行し、仮想ＰＣＩｅスイッチのコンフィギュレーションレジスタを再度セットして、ＰＣＩｅデバイスの動的な組み込み要求を行い、ＰＣＩｅデバイスを障害状態から復帰させる。【選択図】図２

Description

本発明は、ＰＣＩｅデバイス、障害復旧方法、プログラムに関する。

近年、ＩｏＴ（ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ）機器の開発に伴い、センサやＩＴ（ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）機器と連携するためにイーサネット（登録商標）を拡張する技術が開発されており、ＰＣＩエクスプレス（ＰｅｒｉｐｈｅｒａｌＣｏｍｐｏｎｅｎｔＩｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔＥｘｐｒｅｓｓ、以下「ＰＣＩｅ」と称する）が活用されている。また、ＰＣＩ―ＳＩＧ（ＰＣＩＳｐｅｃｉａｌＩｎｔｅｒｅｓｔＧｒｏｕｐ）により種々の仕様書（ＰＣＩＥｘｐｒｅｓｓＢａｓｅＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ）が策定されている。

ＰＣＩｅデバイスの障害復旧方法に関する文献として、特許文献１は、計算機システムにおけるＩ／Ｏアダプタの障害処理方法を開示している。この技術は、ファームウェアで検出されないドライバ検出障害をオペレーティングシステム（ＯＳ）のログを監視することで検出し、さらに、ＢＩＯＳ（ＢａｓｉｃＩｎｐｕｔ／ＯｕｔｐｕｔＳｙｓｔｅｍ）を起動して障害発生部位を閉塞処理することで、ドライバ検出障害後のＰＣＩｅデバイスをＩ／Ｏアクセスに対して無応答を実現するものである。

特開２０１３−２２２３６０号公報

近年のＰＣＩｅデバイスでは、独自のＲＡＳ（ＲｅｌｉａｂｉｌｉｔｙＡｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙＳｅｒｖｉｃｅａｂｉｌｉｔｙ）機能を搭載しているものが増えている。例えば、ＰＣＩｅデバイスにて致命的な障害を検出した場合でも、ＰＣＩｅデバイス自体の再初期化を独自に行うことにより、致命的な障害から復帰させるものがある。ＰＣＩｅデバイスの再初期化を行うとき、ＰＣＩｅは一旦リンクダウンすることが考えられるが、ソフトウェア（ＯＳなど）がＰＣＩｅデバイスの再初期化を認識していない状況では、サプライズリンクダウンに繋がり、ＯＳパニックなどの問題が発生する。しかし、ソフトウェア（ＯＳやＢＩＯＳ）に依拠した特許文献１の技術ではこの問題に対応できない。

一方、ＰＣＩ−ＳＧによりＰＣＩｅデバイスの動的な切り離し／接続について仕様書が策定されているが、例えば、専用のＨｏｔＰｌｕｇ機構をＰＣＩｅデバイスに接続されるサーバ本体装置に搭載する必要がある。しかし、一般的に用いられる安価なサーバ本体装置では、専用のＨｏｔＰｌｕｇ機構を備えているものが少なく、ＰＣＩｅデバイスの障害復旧を目的としたＰＣＩｅデバイスの動的な切り離し／接続を安全に行うことができないという課題がある。

本発明は、上述の課題を解決するＰＣＩｅデバイス、障害復旧方法、プログラムである。

本発明の第１の態様によれば、ＰＣＩｅデバイスは障害管理部と仮想ＰＣＩｅスイッチを備える。障害管理部にて障害を検出すると、仮想ＰＣＩｅスイッチはコンフィグレーションレジスタをセットして、ソフトウェアからの動的な切り離し要求を行う。ソフトウェアからの動的な切り離し完了後、障害管理部は外部デバイスに対して再初期化指示を行って障害復旧処理を実行させる。外部デバイスによる障害復旧処理後、障害管理部は仮想ＰＣＩｅスイッチに対して再接続を通知し、仮想ＰＣＩｅスイッチはコンフィギュレーションレジスタを再度セットしてソフトウェアとの動的な再接続の要求を行う。

本発明の第２の態様によれば、ＰＣＩｅデバイスの障害復旧方法は、ＰＣＩｅデバイスの障害を検出し、ＰＣＩｅデバイスに搭載される仮想ＰＣＩｅスイッチのコンフィギュレーションレジスタをセットして、ＰＣＩｅデバイスの動的な切り離し要求を行う。また、ＰＣＩｅデバイスの障害復旧処理を行うためにＰＣＩｅデバイスの再初期化処理を実行する。その後、仮想ＰＣＩｅスイッチのコンフィギュレーションレジスタを再度セットして、ＰＣＩｅデバイスの動的な組み込み要求を行い、ＰＣＩｅデバイスを障害状態から復帰させる。

本発明によれば、障害時におけるＰＣＩｅデバイスの動的な切り離しや、復旧時におけるＰＣＩｅデバイスの動的な接続を安全に行うことができるという効果が得られる。

本発明の一実施形態に係るＰＣＩｅデバイスの構成を示すブロック図である。本発明の一実施形態に係るＰＣＩｅデバイスの障害復旧処理を示すフローチャートである。本発明に係るＰＣＩｅデバイスの基本構成例を示すブロック図である。本発明に係るＰＣＩｅデバイスの障害復旧方法の基本手順を示すシーケンス図である。

以下、本発明の一実施形態によるＰＣＩｅデバイスおよびＰＣＩｅデバイスの障害復旧方法について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るＰＣＩｅデバイスの構成を示すブロック図である。ＰＣＩｅデバイス４は、障害管理部１と、仮想ＰＣＩｅスイッチ２と、ＰＣＩｅインタフェース（Ｉ／Ｆ）３と、を具備して、外部デバイス（例えば、マイクロコンピュータ）５と通信接続される。また、ＰＣＩｅデバイス４は、ＰＣＩｅインタフェース３を介してソフトウェアと連携している。

次に、ＰＣＩｅデバイス４の動作について説明する。障害管理部１は、ＰＣＩｅデバイス４の障害を監視する。障害管理部１がＰＣＩｅデバイス４において発生した障害を検出すると、仮想ＰＣＩｅスイッチ２に対して障害検出通知ａを送出する。仮想ＰＣＩｅスイッチ２は、複数のコンフィギュレーションレジスタを備えており、その内の「ＡｔｔｅｎｔｉｏｎＢｕｔｔｏｎＰｒｅｓｓｅｄレジスタ」をセットすることで、仮想的にＡｔｔｅｎｔｉｏｎボタンが押された状態を実現し、ＰＣＩｅインタフェース３を介してソフトウェアに対してＰＣＩｅデバイス４のＨｏｔＰｌｕｇ要求（又は、ＨｏｔＲｅｍｏｖａｌ要求）ｂを送出する。ソフトウェアでのＨｏｔＲｅｍｏｖａｌ処理が終了すると、その処理結果がコンフィグレーションレジスタに反映され、仮想ＰＣＩｅスイッチ２は障害管理部１に対してＨｏｔＰｌｕｇ完了通知（または、ＨｏｔＲｅｍｏｖａｌ完了通知）ｃを送出する。これ以降、仮想ＰＣＩｅスイッチ２は、ＰＣＩｅデバイス４が切り離されたように振る舞う。

ＨｏｔＰｌｕｇ完了通知ｃを受けた障害管理部１は、外部デバイス５に対してＰＣＩｅデバイス４の再初期化指示ｄを送出する。再初期化指示ｄを受けた外部デバイス５は、ＰＣＩｅデバイス４の障害復旧処理を行う。その後、外部デバイス５は、ＰＣＩｅデバイス４の障害復旧の完了を示す障害復旧完了通知ｅを障害管理部１へ送出する。障害復旧完了通知ｅを受けた障害管理部１は、ＰＣＩｅデバイス４の再接続のために、仮想ＰＣＩｅスイッチ２に対して再接続通知ｆを送出する。再接続通知ｆを受けた仮想ＰＣＩｅスイッチ２は、コンフィギュレーションレジスタ内の「ＡｔｔｅｎｔｉｏｎＢｕｔｔｏｎＰｒｅｓｓｅｄレジスタ」を再度セットすることで、仮想的にＡｔｔｅｎｔｉｏｎボタンが押された状態を実現し、ＰＣＩｅインタフェース３を介してソフトウェアに対してＰＣＩｅデバイス４のＨｏｔＰｌｕｇ要求（または、ＨｏｔＩｎｓｅｒｔｉｏｎ要求）ｇを送出する。これにより、ソフトウェアにおいてＨｏｔＩｎｓｅｒｔｉｏｎ処理が実行される。ソフトウェアにおいてＨｏｔＩｎｓｅｒｔｉｏｎ処理が終了すると、その処理結果がコンフィギュレーションレジスタに反映さる。これ以降、仮想ＰＣＩｅスイッチ２は、ＰＣＩｅデバイス１が再接続されたように振る舞う。

次に、図２を参照して、ＰＣＩｅデバイス４の障害復旧処理について詳細に説明する。図２の障害復旧処理は、ステップＳ１乃至Ｓ９を含んでいる。まず、障害管理部１がＰＣＩｅデバイス４の障害を検出すると（Ｓ１、Ｙｅｓ）、仮想ＰＣＩｅスイッチ２に対してＰＣＩｅデバイス４のソフトウェアからの切り離し要求（または、削除要求）を行う（Ｓ２）。ソフトウェアからの切り離し要求を受けた仮想ＰＣＩｅスイッチ２は、コンフィギュレーションレジスタ内の「ＡｔｔｅｎｔｉｏｎＢｕｔｔｏｎＰｒｅｓｓｅｄレジスタ」をセットすることで、仮想的にＡｔｔｅｎｔｉｏｎボタンが押された状態とし、ソフトウェアに対し切り離し要求に係る通知（割り込み通知）を行う（Ｓ３）。

その後、ソフトウェアによる切り離し処理が完了したことを確認（または、削除確認）すると（Ｓ４、Ｙｅｓ）、障害管理部１は、障害復旧を行うために、仮想ＰＣＩｅスイッチ２を除いて、ＰＣＩｅデバイス４の再初期化処理を指示する（Ｓ５）。障害管理部１がＰＣＩｅデバイス４の再初期化の完了を確認すると（Ｓ６、Ｙｅｓ）、仮想ＰＣＩｅスイッチ２は、再度コンフィグレーションレジスタ内の「ＡｔｔｅｎｔｉｏｎＢｕｔｔｏｎＰｒｅｓｓｅｄレジスタ」をセットすることで仮想的にＡｔｔｅｎｔｉｏｎボタンが押された状態とし、ソフトウェアに対して組み込み要求（Ｓ７）や割り込み通知（Ｓ８）を行う。

障害管理部１は、ソフトウェアによる組み込み処理が完了したことを確認すると（Ｓ９、Ｙｅｓ）ＰＣＩｅデバイス４を障害状態から復帰させる。このようにして、専用のＨｏｔＰｌｕｇ機構を有しない外部デバイス５と接続されたＰＣＩｅデバイス４に障害が発生しても、仮想ＰＣＩｅスイッチ２のコンフィグレーションレジスタを設定することにより、ＰＣＩｅデバイス４をソフトウェアから動的に切り離した後に、障害復旧後に、ＰＣＩｅデバイス４をソフトウェアに動的に再接続することができる。

上述の実施形態では、外部デバイス５をＰＣＩｅデバイス４に接続して再初期化を行うものとしたが、これは、再初期化処理を制限するものではない。例えば、ＰＣＩｅデバイス４にＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−ＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）やボタンなどを実装し、管理者がＬＥＤを目視することにより、ボタンを押して手動で再初期化処理を実行するようにしてもよい。

次に、本発明に係るＰＣＩｅデバイスの構成について図３を参照して説明する。図３は、ＰＣＩｅデバイス４の基本的な構成例を示すブロック図である。ＰＣＩｅデバイス４は、障害管理部１と仮想ＰＣＩｅスイッチ２とを備えている。仮想ＰＣＩｅスイッチ２には、コンフィグレーションレジスタとして「ＡｔｔｅｎｔｉｏｎＢｕｔｔｏｎＰｒｅｓｓｅｄレジスタ」が備えられている。

次に、本発明に係るＰＣＩｅデバイス４の障害復旧処理について図４を参照して説明する。図４は、ＰＣＩｅデバイス４の障害管理部１と仮想ＰＣＩｅスイッチ２の動作を示すシーケンス図であり、大別すると、３つの手順（Ｉ）乃至（ＩＩＩ）より構成される。
（Ｉ）障害管理部１は、ＰＣＩｅデバイス４において発生した障害を検出すると、仮想ＰＣＩｅスイッチ２に対して障害検出通知ａを送出する。仮想ＰＣＩｅスイッチ２は、仮想的にＡｔｔｅｎｔｉｏｎボタンが押された状態を実現し、ソフトウェアに対してＰＣＩｅデバイス４のＨｏｔＰｌｕｇ要求（又は、ＨｏｔＲｅｍｏｖａｌ要求）ｂを送出する。
（ＩＩ）ソフトウェアでのＨｏｔＲｅｍｏｖａｌ処理が終了すると、その処理結果がコンフィグレーションレジスタに反映され、仮想ＰＣＩｅスイッチ２は障害管理部１に対してＨｏｔＰｌｕｇ完了通知（または、ＨｏｔＲｅｍｏｖａｌ完了通知）ｃを送出する。ＨｏｔＰｌｕｇ完了通知ｃを受けた障害管理部１は、外部デバイスに対してＰＣＩｅデバイス４の再初期化指示ｄを送出する。
（ＩＩＩ）外部デバイスは障害復旧処理を実行し、その後、ＰＣＩｅデバイス４の障害復旧の完了を示す障害復旧完了通知ｅを障害管理部１へ送出する。障害復旧完了通知ｅを受けた障害管理部１は、ＰＣＩｅデバイス４の再接続のために、仮想ＰＣＩｅスイッチ２に対して再接続通知ｆを送出する。再接続通知ｆを受けた仮想ＰＣＩｅスイッチ２は、再度、仮想的にＡｔｔｅｎｔｉｏｎボタンが押された状態を実現し、ソフトウェアに対してＰＣＩｅデバイス４のＨｏｔＰｌｕｇ要求（または、ＨｏｔＩｎｓｅｒｔｉｏｎ要求）ｇを送出する。これにより、ソフトウェアにおいてＨｏｔＩｎｓｅｒｔｉｏｎ処理が実行される。ソフトウェアにおいてＨｏｔＩｎｓｅｒｔｉｏｎ処理が終了すると、その処理結果がコンフィギュレーションレジスタに反映される。

この結果、（Ｉ）障害が発生したＰＣＩｅデバイス４を動的にソフトウェアから切り離し、（ＩＩ）ＰＣＩｅデバイス４の再初期化処理を行い、（ＩＩＩ）障害復旧したＰＣＩｅデバイス１を動的にソフトウェアに再接続する。このような手順により、ＰＣＩｅデバイスの障害復旧処理を実現することができる。

上述のＰＣＩｅデバイスは、プロセッサやメモリを備えており、ＰＣＩｅデバイスの障害復旧処理がプログラムとしてメモリに記憶され、プロセッサは、該プログラムをメモリから読み出して実行することにより、上述の実施形態にて説明した障害管理部やＰＣＩｅスイッチ（コンフィギュレーションレジスタ）の機能を実現するとともに、ＰＣＩｅデバイスの障害復旧処理を実現することができる。

最後に、本発明は上述の実施形態や変形例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に規定した発明の保護範囲内における種々の設計変更や改変をも包含するものである。

本発明は、本実施形態で説明したＰＣＩｅデバイスのみならず、他のＩｏＴ機器やリモート制御装置などにも適用可能であり、障害が発生した機器を動的に切り離し、障害復旧処理後に、該機器を動的に再接続するという手順を実施することにより、安全かつ迅速な障害復旧を実現することができる。

１障害管理部
２仮想ＰＣＩｅスイッチ
３ＰＣＩｅインタフェース
４ＰＣＩｅデバイス
５外部デバイス

Claims

障害管理部と仮想ＰＣＩｅスイッチを備えるＰＣＩｅデバイスであって、
前記障害管理部にて障害を検出すると、前記仮想ＰＣＩｅスイッチはコンフィグレーションレジスタをセットして、ソフトウェアからの動的な切り離し要求を行い、
前記ソフトウェアからの動的な切り離し完了後、前記障害管理部は外部デバイスに対して再初期化指示を行って障害復旧処理を実行させ、
前記外部デバイスによる障害復旧処理後、前記障害管理部は前記仮想ＰＣＩｅスイッチに対して再接続を通知し、
前記仮想ＰＣＩｅスイッチはコンフィギュレーションレジスタを再度セットして前記ソフトウェアとの動的な再接続の要求を行う、
ＰＣＩｅデバイス。
前記ソフトウェアからの動的な切り離し要求はＨｏｔＲｅｍｏｖａｌ要求であり、前記ソフトウェアでのＨｏｔＲｅｍｏｖａｌ処理完了が前記コンフィギュレーションレジスタに反映され、その後、前記ＰＣＩｅスイッチは前記ソフトウェアから切り離されたように振る舞う、請求項１に記載のＰＣＩｅデバイス。
前記ソフトウェアとの動的な再接続の要求はＨｏｔＩｎｓｅｒｔｉｏｎ要求であり、前記ソフトウェアでのＨｏｔＩｎｓｅｒｔｉｏｎ処理完了が前記コンフィギュレーションレジスタに反映され、その後、前記ＰＣＩｅスイッチは前記ソフトウェアと再接続されたように振る舞う、請求項１に記載のＰＣＩｅデバイス。
ＰＣＩｅデバイスの障害復旧方法であって、
前記ＰＣＩｅデバイスの障害を検出し、
前記ＰＣＩｅデバイスに搭載される仮想ＰＣＩｅスイッチのコンフィギュレーションレジスタをセットして、前記ＰＣＩｅデバイスの動的な切り離し要求を行い、
前記ＰＣＩｅデバイスの障害復旧処理を行うために前記ＰＣＩｅデバイスの再初期化処理を実行し、
前記仮想ＰＣＩｅスイッチのコンフィギュレーションレジスタを再度セットして、前記ＰＣＩｅデバイスの動的な組み込み要求を行い、
前記ＰＣＩｅデバイスを障害状態から復帰させる、
障害復旧方法。
ＰＣＩｅデバイスの障害を検出する処理過程と、
前記ＰＣＩｅデバイスに搭載される仮想ＰＣＩｅスイッチのコンフィギュレーションレジスタをセットして、前記ＰＣＩｅデバイスの動的な切り離し要求を行う処理過程と、
前記ＰＣＩｅデバイスの障害復旧処理を行うために前記ＰＣＩｅデバイスの再初期化処理を実行する処理過程と、
前記仮想ＰＣＩｅスイッチのコンフィギュレーションレジスタを再度セットして、前記ＰＣＩｅデバイスの動的な組み込み要求を行う処理過程と、
前記ＰＣＩｅデバイスを障害状態から復帰させる処理過程と、
を実行するプログラム。