JP2514643B2 - ２重化方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は複数個の２重化した装置の対（これをペアと
呼ぶ）からなるシステムにおいて、さらに１装置を予備
として設け、いずれかのペアのうち１装置に故障が生じ
てもインタフェースを切替えることにより、もとと同数
の新しいペア群を構成できる高信頼システム構成の２重
化方式に関するものである。

［従来の技術］ 機能分散を図る計算機システム等においては、各機能
に対応してプロセッサをわりつけ処理を実行する形態を
とる。この場合、プロセッサ等装置を２重化して高信頼
化を図る構成が考えられる。これら２重化した装置の対
（これをペアと呼ぶ）において、故障により１装置がダ
ウンしたとき、一般に当該ペアにおいて残りの装置によ
って処理を続行する。２重化構成の場合、ペアの装置間
でそれぞれの出力をクロック毎に比較して常時その正常
性を監視している。比較において一致がみられないと
き、そのペア中のいずれかの装置が故障であると判定し
て、一担当該ペアを凍結モードとし、テストを実行して
故障装置の識別を行う。このような例は例えば電子通信
学会フォールトトレラントシステム研究会資料FTS86−1
1,pp19−26,1986年中にみることができる。

第４図は２個有する２重化装置システムの例を示すも
ので、0,1,2,3,は同一構成の装置を示す。０と1,2と３
でペアを組み、それぞれの出力を０′と１′,2′と３′
の各装置中の比較回路で一致を調べる。今装置３に故障
が生ずれば、その故障を検知して当該装置３を切り離
し、当該ペアにおいては装置２が処理を続行する。この
とき、出力の比較検査は装置３が修理されて復帰するま
で実行できない。

２重化システムにおいては故障の検出はできても、い
ずれの装置が故障であるか一般に判別できないため、さ
らに予備のペアを用意して不一致が生じたときただちに
予備のペアに切替える。“ペアアンドスペア”方式など
も考えられている。これはJ.グレイ著，渡辺訳「フォー
ルトトレラントシステム」マグロウヒルブック,1986年
刊pp44−45中に、ストラタスコンピュータシステムにお
いて採用された手法であることがのべられている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、この場合には全体として４重化となり
冗長度はかなり大きくなる問題点を有している。またこ
のようなペアアンドスペア方式をとらない場合、ペア中
の１プロセッサがダウンして他のプロセッサが処理を続
行する形とすると、第４図にて説明したように互いに出
力結果を比較する相手が存在していないことから、信頼
性の面で問題が生ずる。

本発明の目的は、装置を２重化して複数個の対（ペ
ア）を構成し、それぞれのペアにおいて各機能の処理を
行うシステムにおいて、ペア中の１装置がダウンしても
ただちに予備の装置をくみ入れペアを組みかえることに
より、従前と同様な高信頼性を有する処理の続行を図る
２重化方式を提供することにある。

［問題点を解決するための手段と作用］ 本発明は２重化した複数の装置対（ペア）からなるシ
ステムにおいて、さらに１装置を予備として設け所定の
インタフェース接続を施こしておくことにより、ペア中
の１装置がダウンしてもただちに予備装置を組み入れた
ペアの組みかえを行い、新しい同一個数のペアにおいて
ただちに処理を続行することを最も主要な特徴とする。
従来の技術においてはペア中の１装置がダウンすると当
該装置の修理が完了するまでペア中の他の装置が単独で
処理を続行する形態となり、この点が本発明の技術と異
なる。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は本発明の基本的な構成を説明する図であり、
ペアを変化させるとき必ず隣接の装置とペアを組むよう
にインタフェースをあらかじめ設定したものである。第
１図の例では２個のペアと１装置の予備を持つ場合の構
成例によって本発明の考え方を示したものである。０〜
４は全体で５個の同一構成を有する装置である。01は装
置０と装置１間でペアを組んだとき出力間で比較検査す
るための結合インタフェースであり、第４図の比較回路
０′,1′へ互いに入力させるインタフェースに相当す
る。また12,23,34,40は同様なインタフェースである。
このようなインタフェース構造としたことにより必ず隣
接した装置間でペアを組むことができる。100,101,102,
103,104は各装置の出力信号である。装置間の比較検査
で各装置の最終出力値同士の比較を行う場合には、例え
ばインタフェース01には信号100と101を含むインタフェ
ースとなる。また比較情報は必ずしも装置の出力情報で
ある必要はなく、各装置の出力パリティ信号を互いに交
換する場合も考えられ、この場合にはインタフェース01
は信号100,101を含まず個別のパリティ信号となる。一
方入力はこの例では２個の入力200,201であり、各入力2
00,201は連続する４装置へ同時に入力する。但し、４個
の装置への入力のうち、入力200は装置0,1,2,3へ、入力
201は装置2,3,4,0へ入力する。一般にｎ個のペアと１個
の予備装置を有するシステムにおいて、比較情報は左右
隣接の装置と結合させ、入力はｎ個からなる。ｎ個の入
力としてはそれぞれ一般に次のように４装置へ入力す
る。すなわち、第０番目の入力は各装置0,1,2,3へ、第
１番目の入力は各装置2,3,4,5へ、一般に第ｉ（ｉ＝0,
1,…,n−１）番目の入力は2i,2i＋1,2i＋2,2i＋3,mod.2
n＋1,の各装置へ入力する。従って入力は、ｎに対し全
体として4nに展開され、また装置は（2n＋１）個存在す
ることから、一般に２個の装置は必ず１入力であり、他
の（2n−１）個の装置は２入力となる。２入力を有する
装置においては入力部に２ウェイの選択回路を設ける必
要がある。また同様に、比較情報を交換するインタフェ
ースに関しても各装置は隣接する２装置より当該情報を
入力するため２ウェイの選択回路を必要とする。

第２図は本発明の第１の実施例を示すもので、接続の
基本構成を示すものである。装置１と2,装置３と４の２
個のペアを基本とする。入力200は装置１と２へ、入力2
01は装置３と４へ入力し、比較情報のためのインタフェ
ース12とインタフェース34を使用する。図中の太線が本
基本構成において使用されるインタフェースである。本
構成では装置０が予備として存在する。なお、どの１装
置が予備となっていてもよいことは明白である。

第３図は本発明の第２の実施例を示すもので、第２図
に示す基本構成中、任意の１装置がダウンした場合のイ
ンタフェース接続の様子を示したものである。図中
（ａ）は装置１がダウンした場合を示すものであり、入
力200は装置２と３へ、入力201は装置４と０へ入力し、
インタフェース23,40で２重化装置を結合する。（ｂ）
は装置２が、（ｃ）は装置３が、（ｄ）は装置４がダウ
ンした場合の入力インタフェースと結合インタフェース
を太線にてそれぞれ示したものである。これから、上記
のような装置間インタフェースを定めておくことによ
り、任意の１装置が故障しても故障前と同じ必ず２個の
ペアで２重化構成が実現できることになる。

以上における説明中、装置としてはプロセッサ，論理
回路またはシステムとしてもよいことは明白である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、（2n＋１）個の
装置からなるシステムにおいて通常動作中に１個の装置
に障害が生じダウンしてもただちに障害前と同じ２重化
装置をペアとするｎ個のペアを組み直すことができ、引
き続き信頼性の高いシステムを実現できる利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく装置構成とインタフェース構成
の一例を示すブロック図、第２図は本発明の構成に基づ
き２個の２重化装置の一例を示す基本構成図、第３図は
本発明の構成の下で任意の１装置に障害を生じたときの
装置構成とインタフェース構成の一例を示すブロック
図、第４図は２重化装置をペアとする場合の従来の装置
構成とインタフェース構成を示すブロック図である。 0,1,2,3,4……同一構成を有する装置、０′,1′,2′,
3′……各装置中の比較回路、01,12,23,34,40……装置
間比較情報インタフェース、100,101,102,103,104……
各装置の出力信号、200,201……各装置への入力。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２個の装置をペアとするｎ個のペアを有
   し、予備の装置をさらに１個設け全体として2n＋１個の
   装置をリング状に接続してなる２重化方式において、ｎ
   個の独立な入力インタフェースについて、ｉ（ｉ＝0,1,
   …,n−１）番目の入力は2i番目から連続して隣接した４
   個の装置へ同一信号を入力し、かつペア内で正常性検査
   用の比較情報を交換するためのインタフェースは、ｊ
   （ｊ＝0,1,…,2n）番目の装置については、ｊ番目の装
   置に隣接する装置とインタフェースを有し、通常動作中
   に任意の１装置がダウンしても入力と比較情報のための
   インタフェースを切替えることにより故障前のｎ個の２
   重化装置のペアを構成することを特徴とする２重化方
   式。