JP2821307B2 - 高信頼化コンピュータシステムの割込み制御方法 - Google Patents
高信頼化コンピュータシステムの割込み制御方法Info
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Description
ステムの割込み制御方法にかかり、特に外部からの割込
み発生時に割込みを受け取り、任意のプロセッサに割当
てるマスタプロセッサを切り換えるのに好適な方法に関
する。
ムなどは情報化社会の浸透に伴い、社会生活の根幹を占
めるようになってきており、これらに使用されるコンピ
ュータシステムは障害が発生しないように工夫されると
ともに、仮に障害が発生したとしてもデータの一貫性を
保持したまま処理を続行するように構成される必要があ
る。これらの要求に応えるため、従来より、高信頼化コ
ンピュータシステムとして、フォールトトレラントコン
ピュータもしくは、障害許容コンピュータ,耐故障,耐
欠陥コンピュータシステムが種々提案されている。
計算機システムの割り込み制御方法としては、例えば、
特開昭61−165168号公報記載のものがある。ここでは、
中央処理装置内に入出力装置に対応した割り込みレジス
タを設け、入出力装置が自分の割り込み要求の状態によ
り中央処理装置内の割り込みレジスタを更新するものが
開示されている。また特開昭58−137057号公報に示すご
とく、冗長系をなすプロセッサが複数のボード上にプロ
セッサが、形成され、そのなかの一つのボードに障害が
生じた場合、バックアップ系ボードが代わりとなるもの
が開示されている。
は、あるプロセッサで故障が発生すると、そのプロセッ
サで処理すべき割込みは処理されなくなるので、故障が
発生しても割込みは全て処理されなければならないフォ
ールトトレラントコンピュータにおいて適用が困難であ
る。
去する際、バックアップ系ボードは残る。割込み処理系
は元々バックアップ系プロセッサも持っているため、割
込み処理権の移動は不要であり、割込みの欠損は発生し
ないが、マイクロプロセッサの高速化に対応するために
冗長系をなすプロセッサをワンボードに実装したいとい
う要求に対応することが困難である。
ステムにおけるワンボード冗長系プロセッサ(冗長化プ
ロセッサをワンボード化したもの)に好適な高信頼化コ
ンピュータシステムの割込み制御方法を提供するもので
ある。
め、本発明では、複数あるベーシックプロセッシングユ
ニット(冗長化プロセッサをワンボード化したもので、
例えば、本願出願人による特願平3−7520号に詳述
されている。以下、BPUと称す)のうち一台を割込み
マスタBPUとして、外部からの割込みを受け取り、割
込みを処理する割込み処理権をそのBPUに持たせるこ
とを特徴とする。
オンライン状態で切り離すときの、別プロセッサへの引
継ぎ処理として、引継ぎ指示を高信頼化コンピュータシ
ステムのオペレーティングシステム(以下、OSと称
す)が制御し、引継ぎ途中の割込み欠落をハードウェア
が防止する。すなわち、OSがハードウェアのレジスタ
をアクセスすることにより、割込みマスタの移動を指示
し、ハードウェアがこのアクセスのなかでシステムバス
を占有して入出力装置(入出力プロセッサ、以下、IO
Uと称す)からの割込みを一時止め、割込みマスタの移
動後にその占有を解除することを特徴としている。
ついては、以下の記載により補足または明確とする。
いるため、故障系プロセッサを交換するには、正常系プ
ロセッサも交換せねばならず、当該BPUが担当してい
た処理を他のBPUに引き継ぐ必要がある。これに伴
い、割込みの処理権も他のBPUに移さねばならない、
また、割込み処理のもれがあってはならない。
る場合、前記の手段を用いて割込みマスタBPUと割込
み情報の移動を行なうため、割込みの欠損なくマスタ権
(割込み処理権)を他のBPUに切り換えることができ
る。このことによって、部分故障または全体故障が発生
したBPUのオンライン交換ができることになる。の
で、フォールトトレラントなBPUのオンライン交換が
可能となる。
ことなく割込み処理権の移譲が可能であり、OSオーバ
ーヘッドの軽減が図れる。
る。
ートを示す。まず、空きスロットを用意(st1)す
る。次に、空きスロットに新BPUを挿入(st2)
し、旧BPUの抜去要求(st3)をする。すると、旧
BPUはバスを占有し、割込みマスタを旧BPUから新
BPUに移動(st4)し、旧BPUが取り込んだ割込
み情報(ペンディングの割込み情報とも称す)を主記憶
に退避(st5)する。新BPUは退避した割込み情報
を取り込みタスクを実行(st8)し、オンライン業務
を開始する。旧BPUは処理を停止し(st6)し、取り
外され(st7)、BPUの交換は完了する。このよう
に、割込みマスタを切り換える手段と、割込み情報を伝
送する手段とを持たせた。ここで、BPUの交換時に既
に空きスロットがある場合はst1の手順は不要であ
る。また、st1乃至st3及びst7の手順は、オペ
レータにより手動的、またはロボット等外部のシステム
により自動的に実施することができる。
ンピュータシステム(FTC)の概略全体構成図を示
す。このシステムは2重化のために2組のシステムバス
1−1と1−2を有しており、このバス上には一つまた
は複数の中央処理装置(BPU)2−1,2−2,…,2
−nと、システムバス1−1を制御するバスのコントロ
ーラ(以下、BCと称す)3−1と、システムバス1−
2を制御するBC3−2、及びファイルやネットワーク
がつながるIOU5−1,5−2がシステムバス1−1
と1−2に夫々接続されている。また、システムバス1
−1には、主記憶装置(以下、MSUと称す)4−1が
接続され、システムバス1−2には、MSU4−2が接続さ
れている。BC3,MSU4及びIOU5は、それぞれ
2台を一組として使用され、第2図の例では各一組ずつ
使用する例を示している。図示のn組のBPUは、通常
はそれぞれ別の処理を実行しているが、何れも同じ構成
とされているのでここでの説明はBPU2−1を例にと
ってその構成及び作用について説明する。本実施例はシ
ステムバスを2重化した例だが、システムバスを3重化
以上の場合にも適応する。
BPU2−1は3台のマイクロプロセッシングユニット
(以下、MPUと称す)10−1,10−2及び10−
3,3台のMPU出力チェック回路(以下、CHKと称
す)11,2台のキャッシュメモリ(図中ではCach
eと記す)12−1及び12−2,2台のバスインタフ
ェイス回路(以下、BIUと称す)13−1及び13−
2、これらMPU,CHK,キャッシュ,BIUを接続
する内部バス14−1及び14−2を主要な構成要件と
している。BPU2−1の概略の動作を説明しておく
と、3台のMPU10により演算が実行され、このMP
Uの出力がCHK11によりチェックされ、正常と判断
された2つのMPUの出力が夫々内部バスを通りBIU
を介してシステムバス1−1及び1−2に、あるいはキ
ャッシュメモリ12−1及び12−2に夫々出力され
る。
ステムバス1には制御線26,アドレス線27,データ
線28,各スロットごとに決まった値のID線29が含
まれている。BIU13には、外部からの制御線26,
アドレス線27,データ線28を内部の制御線30,ア
ドレス線31,データ線32に変換するデータ転送機構
20と,外部の制御線26,アドレス線27,データ線
28を割込要求信号37〜41に変換するデコーダー
(図中ではDECと記す)24と,外部からの割込要求
信号39〜41を割込み処理権フラグ45が“1”のと
きはそのまま割込要求信号39〜41を割込要求信号4
2〜44に出力し、割込み処理権フラグ45が“0”の
ときは割込要求信号42〜44をすべて“0”にするマ
スク回路(図中ではMASKと記す)23,共通の割込
要求信号37,38とマスク回路23によって作られた
割込要求信号42〜44を記憶する割込み受付レジスタ
(図中ではINT HOLD REGと記す)22,割
込み受付レジスタ22によって作られた割込みホールド
信号33をMPU10への割込み信号34〜36に変換
するエンコーダー(図中ではENCと記す)21,制御
線26とアドレス線27とID線29から割込み処理権
フラグ45を作る割込みマスタ制御回路(図中ではIN
T MST CTLと記す)25などが含まれている。
割込み受付レジスタ22は割込みを発生する装置の数だ
けレジスタを持ち、割込みの発生した部分だけ“1”を
セットするようになっている。本図は割込み1,2が発
生した場合を示す。
構成を示す。割込みマスタ制御回路25は制御線26と
アドレス線27がある値のときだけ“1”を出力するデ
コーダー50,データ線28とID線29の内容を比較
して一致していたら“1”を出力するコンパレーター
(図中ではCMPと記す)51,デコーダー(図中では
DECと記す)50とコンパレーター51の出力によっ
て割込み処理権フラグ45を出力するマスターコントロ
ールレジスタ(図中ではMST CTL REGと記
す)52によって構成されている。今、1台のBPU
が、マスタコントロールレジスタ52に16進表示で
(0002)の信号をライトすると、アドレス線27に
マスタコントロールレジスタのアドレスが与えられ、制
御線26が書込みタイミングを与えると、マスタコント
ロールレジスタ52のライト信号53がアサートされ
る。この際、データ線28にはプロセッサ番号“2”が
与えられ、ID線29と比較され、新たに割込みマスタ
とすべきBPU2−2の場合、信号54が“1”となる
ためマスタコントロールレジスタ52は、“1”にセッ
トされる。一方、他のBPUでは、信号54が“0”と
なるため、マスタコントロールレジスタ52は“0”に
クリアされる。
はBPU1やIOU5などのバス要求信号61−1…6
1−n,62−1…62−nをエンコードするエンコー
ダー(図中ではENCと記す)64、その結果をデコー
ドしバス使用許可信号60−1…60−nを出力するデ
コーダー(図中ではDECと記す)63を主要な構成要
件としている。
場合の割込みマスタの移動のフローチャートを示す。本
図は、図1をより具体的に表現したものである。先ず、
空きスロットを用意(st1´)する。空きスロットが
ない場合は、一時的に取り外し可能なボードを抜き、一
時的に空きスロットを作り出し、目的のBPU交換後
に、再び該ボードを戻すことにより空スロットを準備す
ることも可能である。次に、空きスロットにBPU2−
2を挿入(st2´)し、BPU2−1の抜去要求(s
t3´)をする。すると、BPU2−1はアドレス線2
7を使ってBPU2−2のIDNo.である0002を
出力(ブロードキャスト転送)し、BPU2−2のマス
ターコントロールレジスタ52をセットし、BPU2−
1のマスタコントロールレジスタ52をクリア(st4
´)する。さらに、割込み受付レジスタ22の内容をM
SU4中のINT SAVE WKに一時退避(st5
´)し、BPU2−2に割込みをかけ、(st6´)、
BPU2−1は処理を停止(st7´)する。処理が停
止したならば、BPU2−1は取り外し(st8´)、
BPU2の交換は完了となる。また、取り外さず再リセ
ットして使用することも可能である。st6にて割込み
を受けたBPU2−2はINT SAVEWKに退避し
ていた内容を読み込み(st9´)、その内容である割
込み1,2を取り込みタスクを実行(st10´)す
る。その後はBPU2−2の割込み受付レジスタ22の
内容の割込み3を取り込みタスクを実行(st11´)
し、オンライン業務を開始する。BPUの交換時に既に
空きスロットがある場合はst1´の手順は不要であ
る。また、st1´乃至st3´及びst8´の手順
は、オペレータにより手動的、またはロボットなどの外
部のシステムにより自動的に実施することができる。
1−1及び1−2,割込み処理権フラグ(図中ではMS
TFLGと記す)45,割込み受付レジスタ(図中では
INTHOLD REGと記す)22のタイムチャート
を示す。割込みはシステムバス1−1,1−2両方を経
由し、割込み処理権フラグ45が“1”であるBPU2
の割込み受付レジスタ22に記憶される。最初、BPU
2−1の割込み処理権フラグ45が“1”になってお
り、割込み1,2はBPU2−1の割込み受付レジスタ
22に記憶される。次に、割込みマスタの移動がシステ
ムバス1を占有して行なわれる。割込み処理権フラグ4
5は図のように同時に変化する。割込みマスタが切り変
われば、次の割込み3はBPU2−2の割込み受付レジ
スタ22に記憶される。
BPUから他の1台のBPUへ移動する方法を説明した
が、複数のBPUへ分散して移動してもよい。すなわ
ち、入出力プロセッサからの割込みを統括して受信する
割込み処理権フラグを各ベーシックプロセッシングユニ
ットに分散配置し、システムバス上のブロードキャスト
転送により、各ベーシックプロセッシングユニットのフ
ラグを更新することにより、割込み処理権を移動する方
法であり、この場合の実施例を以下に説明する。図10
に、BIUの構成を示す図4を本場合に対応させて変形
した実施例を示す。符号23−1、23−2で示すよう
に、マスク回路を複数(本図では2個)設け、それに合
わせて割込み処理権フラグも符号45−1、45−2で
示すように、同数設けてそれぞれを制御するようにす
る。
示す図6を本場合に対応させて変形した実施例を示す。
符号51−1、51−2、52−1、52−2で示すよ
うに、コンパレーター51とマスタコントロールレジス
タ52を複数(本図では2個)設け、データ線28の上位
8ビットがコンパレーター51−1に、下位8ビットが
コンパレーター51−2に入力される。マスタコントロ
ールレジスタに16進表示で(0203)の信号をライ
トすると、BPU2−2のマスタコントロールレジスタ
52−1と、BPU2−3のマスタコントロールレジス
タ52−2が1にセットされ、他のマスタコントロール
レジスタ52は0にクリアされ、割込み処理の一部はB
PU2−2に、割込み処理の残りはBPU2−3に移動
される。こうすることによって、割込みマスタBPUが
複数台でき、負荷を分散することができる。すなわち、
入出力プロセッサからの割込みを複数の割込み群に分割
し、各群毎に割込み処理権を設け、前記部分故障ベーシ
ックプロセッシングユニットの持つ割込み処理権を移動
する際、他の複数のベーシックプロセッシングユニット
に分散して移動できる。
ッサをワンボード化したフォールトトレラントなBPU
のオンライン交換を可能とできる。
く割込み処理権の移譲が可能であり、OSオーバーヘッ
ドの軽減が図れる。
図。
を示す図。
図。
ャート図。
成の変形図。
CHK、13…BIU、22…割込み受付レジスタ、2
5…割込みマスタ制御回路、26…制御線、27…アド
レス線、28…データ線、29…ID線、45…割込み
処理権フラグ、52…マスタ制御レジスタ。
Claims (7)
- 【請求項1】システムバス,該システムバスに接続され
る主記憶装置,前記システムバスに接続されるベーシッ
クプロセッシングユニット,前記システムバスに接続さ
れる入出力プロセッサよりなる高信頼化コンピュータシ
ステムにおいて、前記ベーシックプロセッシングユニッ
トは、冗長なハードウェアを備え、一部のハードウェア
の故障時に当該ユニット内の他のハードウェアを用い
て、処理を実行し続け、その後、前記入出力プロセッサ
からの割込みを統括して受信する割込み処理権を他のベ
ーシックプロセッシングユニットに移動し、次に、ペン
ディングの割込み情報を前記同他のベーシックプロセッ
シングユニットに渡すことを特徴とする高信頼化コンピ
ュータシステムの割込み制御方法。 - 【請求項2】請求項1において、前記入出力プロセッサ
からの割込みを統括して受信する割込み処理権フラグを
前記各ベーシックプロセッシングユニットに分散配置
し、前記システムバス上のブロードキャスト転送によ
り、前記各ベーシックプロセッシングユニットのフラグ
を更新することにより、割込み処理権を移動することを
特徴とする高信頼化コンピュータシステムの割込み制御
方法。 - 【請求項3】請求項2において、前記システムバスは多
重化され、前記ブロードキャスト転送を起動する前記ベ
ーシックプロセッシングユニットは、多重化された全て
の前記システムバスを占有し、前記システムバス上での
前記入出力プロセッサから前記ベーシックプロセッシン
グユニットへの割込みメッセージ転送を一時的に待機さ
せ、前記ブロードキャスト転送完了後、前記システムバ
スを開放することを特徴とする高信頼化コンピュータシ
ステムの割込み制御方法。 - 【請求項4】請求項1において、前記部分故障ベーシッ
クプロセッシングユニットの抜去要求発生時、前記入出
力プロセッサからの割込みを統括して受信する割込み処
理権を前記他のベーシックプロセッシングユニットに移
動し、次に、ペンディングの割込み情報を前記他のベー
シックプロセッシングユニットに渡した後、故障を有す
る前記ベーシックプロセッシングユニットを抜去するこ
とを特徴とする高信頼化コンピュータシステムの割込み
制御方法。 - 【請求項5】請求項1において、前記入出力プロセッサ
からの割込みを複数の割込み群に分割し、各群毎に割込
み処理権を設け、前記故障を有する前記ベーシックプロ
セッシングユニットの持つ割込み処理権を移動する際、
他の複数のベーシックプロセッシングユニットに分散し
て移動することを特徴とする高信頼化コンピュータシス
テムの割込み制御方法。 - 【請求項6】システムバスと,前記システムバスに接続
されるベーシックプロセッシングユニットよりなる高信
頼化コンピュータシステムにおいて、前記ベーシックプ
ロセッシングユニットの一つを割込みマスタベーシック
プロセッシングユニットとなし、前記割込みマスタベー
シックプロセッシングユニットをオンライン状態で切り
離すときの別プロセッサへの引継ぎ処理として、引継ぎ
指示を高信頼化コンピュータシステムのオペレーティン
グシステム(以下、OSと称す)が制御し、引継ぎ途中
の割込み欠落を前記システムバスに接続されるベーシッ
クプロセッシングユニットよりなる前記高信頼化コンピ
ュータシステムのハードウェアが防止することを特徴と
する高信頼化コンピュータシステムの割込み制御方法。 - 【請求項7】請求項6において、前記OSがハードウェ
アのレジスタをアクセスすることにより、割込みマスタ
の移動を指示し、ハードウェアがこのアクセスのなかで
前記システムバスを占有して、前記システムバスに接続
される入出力プロセッサからの割込みを一時止め、割込
みマスタの移動後にその占有を解除することを特徴とす
る高信頼化コンピュータシステムの割込み制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4064535A JP2821307B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 高信頼化コンピュータシステムの割込み制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4064535A JP2821307B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 高信頼化コンピュータシステムの割込み制御方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH05265984A JPH05265984A (ja) | 1993-10-15 |
JP2821307B2 true JP2821307B2 (ja) | 1998-11-05 |
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ID=13261019
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP4064535A Expired - Fee Related JP2821307B2 (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 高信頼化コンピュータシステムの割込み制御方法 |
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WO2010100757A1 (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-10 | 富士通株式会社 | 演算処理システム、再同期方法、およびファームプログラム |
-
1992
- 1992-03-23 JP JP4064535A patent/JP2821307B2/ja not_active Expired - Fee Related
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