JP2022086932A

JP2022086932A - 情報処理装置および方法

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Publication number: JP2022086932A
Application number: JP2020199237A
Authority: JP
Inventors: 文幸吉田; Fumiyuki Yoshida
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2020-11-30
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2022-06-09
Anticipated expiration: 2040-11-30
Also published as: JP7577985B2

Abstract

【課題】組込みシステムの処理能力が限られている環境でも障害発生時の情報を収集することを可能にすること目的とする。【解決手段】本発明の情報処理装置は、第１のＣＰＵの動作で通常機能を提供する機能提供部と、第２のＣＰＵの動作で障害情報を収集する障害情報収集部と、機能提供部の障害の発生を検出して障害情報収集部に通知する通知部と、を有し、障害情報収集部は、通知部により障害の発生が通知されると機能提供部に割り当てられているメモリ領域からデータを読み出して保存部に保存することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、情報処理装置および方法に関する。

従来、組み込みシステムの障害解析は手間がかかり時間がかかる。例えば障害の一つにオペレーティングシステムのストール（ハングアップ）がある。この障害が発生すると、デバッグを目的としたコマンドの実行も行えず、またオペレーティングシステムが提供するデバッグ機能も利用することができないため、障害解析が難しくなる。

特許文献１には、機能を提供するメイン処理部と、障害検知と情報収集を行う障害検出部／監視制御部とについて開示されている。メイン処理部が通常の動作時に障害検出部／監視制御部に所定の信号を定期的に送出し、最後の情報送出から一定時間以上経過したとき、障害検出部／監視制御部障害がメイン制御部で障害発生とみなす。

しかしながら、従来技術において障害の原因を正しく判断するには、定期的に機器状態を障害検出部／監視制御部障害に送出しなければならないため、その動作にＣＰＵリソースを割く必要がある。組み込みシステムでは一般的なＰＣよりもＣＰＵの性能が低い場合が多く、この方式を用いると製品性能を劣化させるリスクが極めて高いという問題がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、組込みシステムの処理能力が限られている環境でも障害発生時の情報を収集することが可能な情報処理装置および方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の情報処理装置は、第１のＣＰＵの動作で通常機能を提供する機能提供部と、第２のＣＰＵの動作で障害情報を収集する障害情報収集部と、前記機能提供部の障害の発生を検出して前記障害情報収集部に通知する通知部と、を有し、前記障害情報収集部は、前記通知部により前記障害の発生が通知されると前記機能提供部に割り当てられているメモリ領域からデータを読み出して保存部に保存することを特徴とする。

本発明によれば、組込みシステムの処理能力が限られている環境でも障害発生時の情報を収集することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかる情報処理装置の構成の一例を示す図である。図２は、第１のＣＰＵから第２のＣＰＵへ機能提供部の割り当て領域を通知する処理フローの一例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、情報処理装置および方法の実施の形態について詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる情報処理装置の構成の一例を示す図である。図１にはプリンタ等の組込みシステムの情報処理装置の構成を示している。情報処理装置１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、揮発性メモリであるＲＡＭ（Random Access Memory）１３、不揮発性メモリ２３、およびネットワークデバイス２４などのハードウェア構成を有する。上記ＣＰＵは、複数のＣＰＵ、一例として第１のＣＰＵ１１と第２のＣＰＵ２１である。また、タイマ１２やＷａｔｃｈＤｏｇ１４をハードウェアとして備える。タイマ１２は、第１のＣＰＵ１１が利用する。

情報処理装置１は、図１に示すように機能提供手段１０と障害情報収集手段２０とを備える。機能提供手段１０は、第１のＣＰＵ１１により動作する例えばＯＳ１５１や各種アプリケーション等のソフトウェア機能部（「機能提供部」に相当）１５により、通常の機能を提供する。また、障害情報収集手段２０は、第２のＣＰＵ２１により動作する情報収取モジュール２５２等のソフトウェア機能部（「障害情報収集部」に相当）２５により、障害情報を収集する機能を提供する。ここで、ＯＳ１５１は、組込みシステムに組み込まれる汎用ＯＳ（Operating System）／リアルタイムＯＳを指す。

機能提供手段１０は、例えばプリンタの組込みシステムであれば印刷機能を提供する演算処理回路に相当する。障害情報収集手段２０は、機能提供手段１０における障害発生時に情報を収集して保存するための各種構成を有する。

この構成において、第１のＣＰＵ１１は機能提供部１５が使用するＲＡＭ１３の割り当て領域を第２のＣＰＵ２１に通知する。まず第１のＣＰＵ１１から第２のＣＰＵ２１へ機能提供部１５の割り当て領域を通知する処理について説明する。

図２は、第１のＣＰＵ１１から第２のＣＰＵ２１へ機能提供部１５の割り当て領域を通知する処理フローの一例を示す図である。図２に示すように、第１のＣＰＵ１１は、ＯＳを起動すると（Ｓ１１）、ＲＡＭ１３上にログ領域を割り当て（Ｓ１２）、第２のＣＰＵ２１にログ領域のアドレスｄ１を通知し（Ｓ１３）、さらにＯＳ領域のアドレスｄ２を通知する（Ｓ１４）。

第２のＣＰＵ２１は、情報収集モジュール２５２を起動し（Ｓ２１）、第１のＣＰＵ１１から送信されてくるログ領域のアドレスｄ１を受信して情報収集モジュール２５２に設定し（Ｓ２２）、さらに第１のＣＰＵ１１から送信されてくるＯＳ領域のアドレスｄ２を受信して情報収集モジュール２５２に設定する（Ｓ２３）。情報収集モジュール２５２は、機能提供手段１０で障害が起きた際に上記の設定アドレスからＯＳ等のデータを読み出す。

図１に戻り、障害発生時のデータ収集方法について説明する。機能提供部１５は、タイマハンドラ１５２により、タイマ１２から定周期の信号を読み、そのタイミングでＷａｔｃｈＤｏｇ１４のリフレッシュ（ＷａｔｃｈＤｏｇＲｅｆｌｅｓｈ）を行う。

ここで、ＷａｔｃｈＤｏｇ１４は、システムの暴走を検知するためのハードウェアであり、一定期間経過したとき、ＮＭＩ（マスク不能割り込み）をあげる。大抵の場合、この割り込みを検知したときにシステムを再起動する。ＷａｔｃｈＤｏｇ１４は割込みを第２のＣＰＵ２１に入れるため、第２のＣＰＵ２１と同じＡＳＩＣ上に実装するか、あるいは、それとは別に実装して、第２のＣＰＵ２１の割込み端子に信号線を接続する構成でもよい。

機能提供部１５は、一定期間経過ごとにＷａｔｃｈＤｏｇ１４に対して「リフレッシュ」という動作を行う。機能提供部１５が致命的な異常状態に陥った場合、「リフレッシュ」が行われずに一定時間が経過することになる。リフレッシュの動作が一定時間行われずに経過すると、ＷａｔｃｈＤｏｇ１４が「通知部」として第２のＣＰＵ２１に信号（割込み信号）を通知する。

第２のＣＰＵ２１は割込み信号により障害発生を監視する。第２のＣＰＵ２１は、割込み信号を検出すると、ＮＭＩ割込みハンドラ２５１により情報収集モジュール２５２の割込み処理を行う。情報収集モジュール２５２は、割込み処理としてＲＡＭ１３の設定アドレス（ログ領域やＯＳ領域）からメモリデータを読み出す。例えば、情報収集モジュール２５２はＲＡＭ１３のＯＳ領域のアドレスからメモリデータＭ１を読み出す。さらに、情報収集モジュール２５２は、読み出したメモリデータをネットワークデバイス２４に出力し、ネットワークデバイス２４から、接続しているネットワークを経由して、そのメモリデータを外部のサーバやクラウドストレージなどの保存部に送信する。なお、メモリデータは、情報処理装置１の外部の保存先に限らず、情報処理装置１の内部に設けた不揮発性メモリ２３等の保存部に保存してもよい。

その後は、例えばシステムが再起動され、解析者は保存部のデータを利用して障害発生原因を解析する。

このように、本実施の形態では、ＯＳやアプリケーション等の通常の機能を提供する機能提供手段と障害情報を収集する障害情報収集手段との個別のＣＰＵを実装した形態を示した。ＯＳが不正なメモリ空間にアクセスしたりストールと呼ばれる状態に陥ると「ハングアップ」と呼ばれる状態になるが、この構成は障害発生時のみデバッグ機能が動作してＲＡＭ１３上のデータのうちの機能提供部１５に対応する領域を読み出す構成のため、製品が提供する通常の機能と直接関係がない動作にＣＰＵリソースを割かなくて済む。よって、製品の性能を劣化させるリスクが極めて低い。

また、障害発生時に読み出しの対象となるデータをＯＳ等の領域に限定すれば障害情報収集にかかる時間を短くすることができる。通常のユーザプロセス（コマンド）が不正なメモリ空間にアクセスした場合、ＯＳはこれを検知して該当プロセスを強制的に終了させる仕組みがある。よって、ユーザプロセス自体がストール系の障害に陥ることは稀である。一方でＯＳは、ハードウェアのレジスタなど、誤ったアクセスが致命的な結果となる領域へのアクセスが可能である。つまり、ストールのような致命的な障害に陥るソフトウェアはＯＳであることが多い。よって、障害解析に必要な情報の読み出しをする際、範囲をＯＳ領域等に限定することで、障害情報収集にかかる時間を減らすことが可能になる。

また、読みだしたデータを保存部に保存するため、このデータを設計者は後に原因解析のために用いることができる。また、ＯＳの領域のデータを読み取れば、障害の原因を正しく判断することができる。

また、大規模組込みシステムで障害が発生した場合でも、障害解析期間を短縮化することができる。

以上により、組込みシステムの処理能力が限られている環境でも障害発生時の情報を収集することが可能である。

なお、上記には、実施の形態を説明したが、上記実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１情報処理装置
１０機能提供手段
１１第１のＣＰＵ
１２タイマ
１３ＲＡＭ
１４ＷａｔｃｈＤｏｇ
１５ソフトウェア機能部（「機能提供部」に相当）
２０障害情報収集手段
２１第２のＣＰＵ
２３不揮発性メモリ
２４ネットワークデバイス
２５ソフトウェア機能部（「障害情報収集部」に相当）
１５１ＯＳ
１５２タイマハンドラ
２５１ＮＭＩ割込みハンドラ
２５２情報収取モジュール
Ｍ１メモリデータ

特開２０１７－２０７９０３号公報

Claims

第１のＣＰＵの動作で通常機能を提供する機能提供部と、
第２のＣＰＵの動作で障害情報を収集する障害情報収集部と、
前記機能提供部の障害の発生を検出して前記障害情報収集部に通知する通知部と、
を有し、
前記障害情報収集部は、前記通知部により前記障害の発生が通知されると前記機能提供部に対応するメモリ領域からデータを読み出して保存部に保存する、
情報処理装置。
前記障害情報収集部は、ネットワークを経由して外部の保存部へ前記データを保存する、
請求項１に記載の情報処理装置。
前記障害情報収集部は、起動後に前記機能提供部から通知された前記メモリ領域であるＯＳ領域のアドレスから前記データを読み出す、
請求項１または２に記載の情報処理装置。
第１のＣＰＵは、タイマにより定周期でＷａｔｃｈＤｏｇのＲｅｆｌｅｓｈを行い、
前記ＷａｔｃｈＤｏｇが、前記Ｒｅｆｌｅｓｈが行われない場合に前記機能提供部の障害の発生を前記第２のＣＰＵに通知し、
前記障害情報収集部は、前記第２のＣＰＵへの障害の発生の通知に基づき、前記メモリ領域から前記データを読み出す、
請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の情報処理装置。
組込みシステムにおいて通常機能の障害情報を取得する方法であって、
第１のＣＰＵの動作で前記通常機能を提供し、
第２のＣＰＵの動作で前記通常機能の障害発生を監視し、
前記第２のＣＰＵは、前記障害発生の検出信号を受信すると前記通常機能に対応するメモリ領域からデータを読み出し、前記データを保存部に保存する、
方法。