JP3823284B2 - Function distribution and load distribution processing multiprocessor system - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機能分散及び負荷分散処理を行うマルチプロセッサシステムに関し、特に、I/Oバスを介して入力される信号に対して、機能分散処理と負荷分散処理とを併行して行うマルチプロセッサシステムに関する。
【0002】
近年、CDMA(Code Division Multiple Access )通信システムの開発が急速にすすみ、狭帯域CDMA通信システムの商用サービス等も実施されている。また、音声のみならず、画像などの大きなデータをやりとりするために、より帯域の広いW−CDMA(Wide band −CDMA)システムの開発が急がれている。
【0003】
本発明は、CDMA通信システム等におけるプロセッサシステムのように、膨大なデータを効率良く高速且つ安定に処理しなければならないシステムに好適に適用されるマルチプロセッサシステムに関する。
【0004】
図10にW−CDMA通信システムの基本構成を示す。移動機100は複数の基地局101_1〜101_3に対してデータを送信する。各基地局はこのデータを受信したのち、ATM(Asynchronous transfer Mode)セルに変換し、有線で無線ネットワーク制御装置102に送信する。
【0005】
無線ネットワーク制御装置102は、マルチメディアプロセシング装置103と協働してこれらのデータの処理を行った後、再びATMセルに変換し、有線で交換機104に送信する。この無線ネットワーク制御装置102とマルチメディアプロセシング装置103には、プロトコル終端装置及び該装置を制御する制御装置が内蔵されている。
【0006】
このような処理システムにおいて、特に膨大なデータを扱う場合、無線ネットワーク制御装置102やマルチメディアプロセシング装置103のプロトコル終端装置及びその制御装置等に大容量の処理能力が要求される。従って、これらの装置はマルチプロセッサ構成を採ることにより、処理の高速化や効率化を図ることが必要となる。
【0007】
【従来の技術】
信号を分散処理する従来のマルチプロセッサシステムとして、各プロセッサの負荷率に基づいて信号分散を行う負荷分散処理システム(例えば、特願平11−141306号「マルチCPUシステム及びそのデータ通信制御方法」等参照)や、機能の異なるプロセッサを複数具備し、各プロセッサの機能に対応させて信号を分散する機能分散処理システムが存在する。
【0008】
負荷分散処理システムは、プロセッサの処理量が輻輳等によって不均衡になると、周辺機能部からの信号の処理順序が逆転するといった問題が生じる。一方、機能分散処理システムは、特定のプロセッサに信号が集中すると、そのプロセッサでは処理しきれなくなるため、プロセッサカードを増設したり、プロセッサ間通信により別のプロセッサに処理を移行させたりする処置が必要となり、処理のオーバーロードに対する処置が必要になるという問題が生じる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
大量の信号を効率的に処理するためには、マルチプロセッサ構成により負荷分散処理や機能分散処理を行うことが望ましいが、上述したように何れの分散処理を行うにせよ、輻輳時等における信号処理順序の逆転又は処理のオーバーロード等といった問題が発生する。
【0010】
本発明は、プロセッサの機能毎に処理を行う機能分散信号(信号処理順序の保証が必要な信号)と、複数の何れかのプロセッサで処理を行う負荷分散信号(信号処理順序の保証が不要な信号)とを区別し、信号の種別によって機能分散処理と負荷分散処理とを切り分けながら併行して処理するマルチプロセッサシステムを提供することを目的とする。
【0011】
また、プロセッサ障害が発生した場合やプロセッサモジュールを閉塞した場合、また活線挿抜を行った際に、信号が欠落することなく予備プロセッサへ処理を切替え、且つ入出力(I/O)部がプロセッサの切替えに何ら対処することなく安定した切替えが可能なマルチプロセッサシステムを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステムは、複数のプロセッサモジュールとグローバルメモリとバス制御部とからなる主制御部と、信号送受を行う複数の入出力(I/O)部を含む周辺機能部とから構成され、該主制御部内のバス制御部は、状態監視バスを用いて、各プロセッサモジュールの状態収集、プロセッサ輻輳情報収集、プロセッサ障害時(閉塞時及び活線挿抜時を含む)の予備プロセッサモジュールヘの切替え制御を行い、また該周辺機能部内の各入出力(I/O)部は機能分散部を有し、信号種別毎に主制御部に対して機能分散信号と負荷分散信号とに分散して信号を送出するものである。
【0013】
即ち、(1)複数のプロセッサモジュールを含む主制御部と、該複数のプロセッサモジュールに入出力バスで接続された入出力部を含む周辺機能部とを備えたマルチプロセッサシステムにおいて、前記周辺機能部内の入出力部は、前記主制御部内の特定機能のプロセッサモジュールに向けて送出する機能分散信号と、前記主制御部内のプロセッサモジュールを特定せずに送出する負荷分散信号とを区別し、該区別した信号にその識別情報を付加して前記入出力バス上に送信する機能識別情報付加手段を備え、前記主制御部は、該主制御部内の各プロセッサモジュールの負荷率に基いて一つのプロセッサモジュールを特定し、該プロセッサモジュールのモジュール識別情報を各プロセッサモジュールに送出する手段を備え、前記主制御部内の各プロセッサモジュールは、周辺機能部内の入出力部から入出力バス上に送出された信号に対して、前記機能識別情報に基づいて受信すべき信号を識別する機能識別手段と、前記モジュール識別情報に基づいて受信すべき信号を識別するモジュール識別手段とを備えたものである。
【0014】
また、(2)前記主制御部は、障害が発生したプロセッサモジュールの機能識別手段に格納された機能識別情報を、予備プロセッサモジュールの機能識別手段に格納し、かつ、該障害発生プロセッサモジュールの負荷率を予備プロセッサモジュールの負荷率に設定して予備プロセッサモジュールの予備状態を解除するとともに、障害発生プロセッサモジュールを予備状態に設定するプロセッサモジュール切替え制御手段を備えたものである。
【0015】
また、(3)前記プロセッサモジュール切替え制御手段は、障害が発生したプロセッサモジュールの機能識別手段に格納された機能識別情報を、予備プロセッサモジュールの機能識別手段に格納した後、予備プロセッサモジュールの予備状態を解除するまでの間、障害発生プロセッサモジュールのモジュール識別情報を予備プロセッサモジュールのモジュール識別手段に格納し、その間、障害発生プロセッサモジュールで受信すべき信号を予備プロセッサモジュールで受信する構成を有するものである。
【0016】
また、(4)前記プロセッサモジュール切替え制御手段は、主制御部内のプロセッサモジュールの閉塞時又活線挿抜時に、該プロセッサモジュールを前記障害発生プロセッサモジュールとして予備プロセッサモジュールと切替える制御を行うものである。
【0017】
また、(5)前記主制御部は、各プロセッサモジュールの状態を監視する状態監視手段及び前記プロセッサモジュール切替え制御手段を具備したバス制御手段を備え、該状態監視手段によってプロセッサモジュールの障害を検出したときに、前記プロセッサモジュール切替え制御手段によって障害プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュールとを切替える制御を行うものである。
【0018】
また、(6)前記主制御部内の各プロセッサモジュールは、自プロセッサモジュールの状態を監視する状態監視手段と、プロセッサモジュール間通信手段と、前記プロセッサモジュール切替え制御手段とを備え、自プロセッサモジュールの障害発生検出時に、該障害発生プロセッサモジュールはプロセッサモジュール間通信手段により予備プロセッサモジュール内のプロセッサモジュール切替え制御手段に障害情報を送信し、予備プロセッサモジュール内の前記切替え制御手段は、障害プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュールとを切替える制御を行うものである。
【0019】
また、(7)前記バス制御部は、主制御部内の各プロセッサモジュールの負荷率を格納した分散テーブルを備え、該分散テーブルには、プロセッサモジュールのモジュール識別情報と、該プロセッサモジュールの機能識別情報と、該プロセッサモジュールの負荷率とを、対応付けて格納したものである。
【0020】
また、(8)前記周辺機能部内の入出力部は機能分散テーブルを備え、該機能分散テーブルは、前記入出力バスに送信する信号種に応じた送信先プロセッサモジュールの機能識別情報を格納し、前記機能識別情報付加手段は、該機能分散テーブルを基に機能識別情報を送信信号に付加して送出する構成を有するものである。
【0021】
また、(9)前記周辺機能部内の入出力部は機能分散テーブルを備え、該機能分散テーブルは、前記入出力バスに送信する信号種に応じた信号識別情報を格納し、前記機能識別情報付加手段は、該機能分散テーブルを基に信号識別情報を機能識別情報として送信信号に付加して送出する手段を備え、前記各プロセッサモジュールは、周辺機能部内の入出力部から入出力バス上に送出された信号に対して、受信すべき信号の信号識別情報を自プロセッサモジュールの論理識別情報に変換して受信すべき信号を識別する機能識別手段を備えたものである。
【0022】
また、(10)前記各プロセッサモジュールのモジュール識別情報として、物理的なモジュール識別情報を用いたものである。また、(11)前記各プロセッサモジュールのモジュール識別情報として、論理識別情報を用いたものである。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の第1の実施形態のシステム構成を示す図である。同図に示すように、本発明によるマルチプロセッサシステムは、複数のプロセッサモジュールを含む主制御部11と、入出力(I/O)部を含む周辺機能部19と、それらの間を接続するI/Oバス116とにより構成される。
【0024】
主制御部11は、バス制御部12、プロセッサモジュール13_0〜13_n、グローバルメモリ18を備え、バス制御部12とプロセッサモジュール13_0〜13_nとは状態監視バス114により接続され、プロセッサモジュール13_0〜13_nとグローバルメモリ18とはグローバルバス115により接続される。
【0025】
バス制御部12は、切替え制御部12_1と分散テーブル12_2とを備え、切替え制御部12_1は、或るプロセッサモジュールに障害が発生すると、該障害プロセッサモジュールを予備プロセッサモジュールに切替える制御を行い、分散テーブル12_2は、機能分散処理又は負荷分散処理を最適に行うための識別情報及び状態情報を格納する。
【0026】
図2に切替え制御部12_1の構成例を示す。切替え制御部12_1は、分散テーブル変更制御部20、レジスタ(REG)変更制御部21、予備モジュールID格納レジスタ22、障害モジュール機能ID格納レジスタ23、障害モジュールID格納レジスタ24、アラーム(ALM)情報格納レジスタ25を備える。
【0027】
上記の各レジスタ23〜25には、障害が発生したプロセッサモジュールから状態監視バスを介して障害発生に伴う情報が書き込まれる。即ち、障害プロセッサモジュールから送信される障害発生を示すアラーム(ALM)信号を、アラーム(ALM)情報格納レジスタ25に格納し、同じく障害プロセッサモジュールから送信されるモジュール識別情報を、障害モジュールID格納レジスタ24に格納し、該プロセッサモジュールの機能識別情報を障害モジュール機能ID格納レジスタ23に格納する。また、予備モジュールID格納レジスタ22には予備状態にあるプロセッサモジュールのモジュール識別情報を格納する。
【0028】
レジスタ(REG)変更制御部21は、レジスタ22〜25に書込まれた情報を読出し、予備プロセッサモジュール内のレジスタに切替えを通知する。また、分散テーブル変更制御部20は、障害モジュール機能ID格納レジスタ23及び障害モジュールID格納レジスタ24内の情報を読み出し、分散テーブルを更新する。
【0029】
図3に分散テーブルの構成例を示す。分散テーブルは、プロセッサモジュールのモジュールID、機能ID及び負荷率の対応関係を格納する。ここで、モジュールIDは実装位置やディップスイッチの設定情報等の物理的な識別情報(物理ID)であり、機能IDは機能種別に応じた識別情報(論理ID)である。
【0030】
各プロセッサモジュールの負荷率は、バス制御部12が状態監視バスを介して、各プロセッサモジュール毎にタスク走行時間等を計測することにより収集する(特願平11−141306号「マルチCPUシステム及びデータ通信制御方法」参照)。また、分散テーブル上で、予備状態のプロセッサモジュールの機能ID及び負荷率は、それぞれ“予備(No Func)”、“受付拒否”にロックされる。
【0031】
各プロセッサモジュールは、図1に示すように、中央処理ユニット(CPU)14_0〜14_nと、自モジュールIDを格納した第1及び第2のモジュールID格納レジスタ(REG1,REG2)15_0〜15_n,16_0〜16_nと、自モジュールの機能IDを格納した機能ID格納レジスタ(FREG)17_0〜17_nとを備える。
【0032】
また、周辺機能部19は、図1に示すように、複数の入出力(I/O)部110_0〜110_nを備え、各入出力(I/O)部110_0〜110_nは、中央処理ユニット(CPU)111_0〜111_nと、機能分散部112_0〜112_nとを備える。
【0033】
本発明のマルチプロセッサシステムが、W−CDMAの無線ネットワーク制御装置内で用いられる場合、各入出力(I/O)部110_0〜110_nは、図10に示すように、移動機100、基地局101_1〜101_3、マルチメディアプロセシング装置103、交換機104などの様々な機能ブロックとの間で信号の送受を行う。
【0034】
このとき、各入出力(I/O)部110_0〜110_nは、各機能ブロックとの間にはそれぞれ固有のチャネルが設定され、該チャネル毎に機能分散用或いは負荷分散用の信号送受を行う。
【0035】
例えば、移動機100との間の制御情報(一部)や、無線ネットワーク制御装置102内の制御情報(監視情報等)は機能分散信号であり、一方、基地局101_1〜101_3やマルチメディアプロセシング装置103、交換機104等との間の制御情報は負荷分散信号といったように、各チャネルと機能分散・負荷分散信号との対応関係がある。即ち、入出力(I/O)部内のCPU111_0〜111_nは、これらのチャネルの種別を識別することによって機能分散と負荷分散とを判別する。
【0036】
I/O部内のCPU111_0〜111_nは、外部からの信号をその信号種に応じて、機能分散信号と負荷分散信号とに振分ける機能を有する。機能分散信号は機能分散部112_0〜112_nを介してI/Oバス116に送出され、負荷分散信号は直接I/Oバス116上に送出される。
【0037】
図4に入出力(I/O)部における機能分散部の構成例を示す。該機能分散部は、送信先機能ID付加部40と機能分散テーブル41とを備え、機能分散テーブル41は、信号種とその機能IDとの対応関係を格納する。送信先機能ID付加部40は、I/O部内のCPU111_0〜111_nからの機能分散信号の種類を識別し、機能分散テーブル41を基に該信号種に対応する機能IDを該信号に付加した後、I/Oバス116上に送出する。
【0038】
図5は本発明の分散処理のフローを示す図である。まず、ステップS5_1において、入出力(I/O)部内のCPU111_0〜111_nは、信号を機能分散信号と負荷分散信号とに振り分ける。その後、機能分散信号はステップS5_2において機能分散部に送信され、機能分散部は信号種に応じた送信先機能IDを該信号データに付与(S5_3)した後、I/Oバス上に送出する(S5_4)。
【0039】
主制御部内のプロセッサモジュールは、I/Oバス上に送出された信号データ内の機能IDを、自プロセッサモジュール内の機能ID格納レジスタ(FREG)に格納された機能IDと比較し、両者が一致すれば信号データを受信し(S5_5)、処理を行う(S5_6)。
【0040】
一方、負荷分散信号はステップS5_7において直接I/Oバス上に送出された後、主制御部のバス制御部内の分散テーブルに格納されている各プロセッサモジュールの負荷率に従って、負荷の軽いプロセッサモジュールによって受信・処理される(S5_8, 9)。
【0041】
負荷分散信号を負荷の軽いプロセッサモジュールで取込む手段は、バス制御部12が分散テーブル12_2内の負荷率を参照し、負荷率の軽いプロセッサモジュールの一つを選択してそのモジュールIDをI/Oバス116上に送出し、各プロセッサモジュール13_0〜13_nは、そのモジュールID格納レジスタ(REG1又はREG2)に格納された自己のモジュールIDと、I/Oバス116上に送出されたモジュールIDとが一致した場合にのみ、I/Oバス上の負荷分散信号を取込む構成とすることができる。
【0042】
また、他の手法として、バス制御部12が分散テーブル12_2内の負荷率を参照し、負荷率の軽いプロセッサモジュールの一つを選択し、そのプロセッサモジュールにI/Oバス116又は状態監視バス114を介してI/Oバス上の負荷分散信号の取込みを指示する構成とすることができる。
【0043】
さらに、他の手法として、バス制御部12が入出力(I/O)部内のCPU111_0〜111_nから負荷分散信号を受信すると、分散テーブル12_2内の負荷率を参照し、負荷率の軽いプロセッサモジュールの一つを選択してそのモジュールIDを、該負荷分散信号の送信元の入出力(I/O)部に送信し、該負荷分散信号の送信元の入出力(I/O)部は、該負荷分散信号に該送信先モジュールIDを付加して送出し直すこととし、各プロセッサモジュール13_0〜13_nは、自己のモジュールIDが付加された負荷分散信号を取込むように構成することができる(特願平11−141306号「マルチCPUシステム及びそのデータ通信制御方法」等参照) 。
【0044】
図6はプロセッサモジュールに障害が発生した場合の切替え処理のフローを示す。プロセッサモジュールを閉塞状態にした場合、又はプロセッサモジュールの活線挿抜を行った場合等も障害が発生した場合と同様に予備プロセッサモジュールと切替えることができる。
【0045】
主制御部内のプロセッサモジュール13_0〜13_nに障害が発生すると(S6_1)、該プロセッサモジュールは、アラーム(ALM)信号、自己のモジュールID及びモジュール機能ID情報を、状態監視バス114を介して切替え制御部12_1内のアラーム(ALM)情報格納レジスタ25、障害モジュールID格納レジスタ24、障害モジュール機能ID格納レジスタ23に書込む( S6_2) 。
【0046】
レジスタ(REG)変更制御部21は、ステップS6_2で書込まれた各情報と予備モジュールID格納レジスタ22に予め格納されていた情報とを読出す(S6_3)と同時に、障害モジュールID格納レジスタ24に書込まれた障害モジュールIDを予備モジュールID格納レジスタ22に書込む(S6_4)。
【0047】
その後、レジスタ(REG)変更制御部21は、予備プロセッサモジュール内の機能ID格納レジスタ(FREG)に状態監視バスを介して障害プロセッサモジュールの機能IDを書き込んだ後(S6_5)、予備プロセッサモジュール内の第2のモジュールID格納レジスタ(REG2)のみに、障害プロセッサモジュールのモジュールIDを書き込む(S6_6)。
【0048】
ステップS6_5で予備プロセッサモジュールの機能ID格納レジスタ(FREG)を書替えたことにより、入出力(I/O)部110_0〜110_nからの機能分散信号の送出先が切り替わるが、この際、入出力(I/O)部110_0〜110_nはプロセッサモジュールが切替わったことに対して何ら対処する必要がない。
【0049】
また、ステップS6_6で第2のモジュールID格納レジスタ(REG2)に障害モジュールIDを書込むのは、障害モジュールが本来処理すべき負荷分散信号を過渡的に予備モジュールで処理し、障害による信号欠落を防止するためである。
【0050】
これは、予備モジュールとの切替えには、予備モジュールの機能ID格納レジスタ(FREG)の書替え処理と分散テーブルの書替え処理とが必要であり、その間のタイムラグによって信号処理の欠落が発生するのを防止するため、予備モジュールの機能ID格納レジスタ(FREG)の書替え処理後、分散テーブルの書替え処理前の過度状態時に、元来の自己モジュールIDを格納する第1のモジュールID格納レジスタ(REG1)のほかに、障害モジュールのモジュールIDを格納する第2のモジュールID格納レジスタ(REG2)を具備し、そのいずれのモジュールID格納レジスタ(REG1,REG2)に格納されたモジュールIDを送信先とする負荷分散信号を取込んで処理することにより、信号処理の欠落を防止する。
【0051】
その後、切替え制御部内の分散テーブル変更制御部20は、ステップS6_2で障害モジュールID格納レジスタ24と障害モジュール機能ID格納レジスタ23とに書込まれた障害モジュールのモジュールIDとその機能IDとを読み出し、該情報を基に分散テーブルを更新する( S6_7) 。
【0052】
分散テーブルが更新された後は、障害モジュールが新たに予備モジュールとして設定されるため、負荷分散信号の送信先が障害モジュールとなることはないので、障害プロセッサに置換わった予備プロセッサモジュール内の第2のモジュールID格納レジスタ(REG2の)は、レジスタ(REG)変更制御部21によって、ステップS6_6で書込まれた障害モジュールのモジュールIDから再び自己のモジュールID(予備プロセッサモジュールの元来のモジュールID)又は無効なモジュールIDに書替えられる(S6_8)。
【0053】
以上のように、入出力(I/O)部110_0〜110_nからの信号種別によって、送信先プロセッサモジュールを振分けるために、予備プロセッサモジュールの機能ID格納レジスタ(FREG)の内容変更、バス制御部内の分散テーブルの変更、及び予備プロセッサモジュールの第2のモジュールID格納レジスタ(REG2)の過度的な内容変更によって、プロセッサモジュールの切替えが完了する。
【0054】
図7は本発明の第2の実施形態のシステム構成を示す図である。この第2の実施形態は、プロセッサモジュール間通信を行って切替え制御を行うシステム構成例である。この実施形態は、図1に示したシステム構成と同様に、複数のプロセッサモジュールを含む主制御部71と、入出力(I/O)部を含む周辺機能都710と、それらの間を接続するI/Oバス717とにより構成される。
【0055】
主制御部71は、バス制御部72、プロセッサモジュール73_0〜73_n、グローバルメモリ79を備え、それらはそれぞれ図1に示した構成と同様に、状態監視バス714及びグローバルバス715により接続される。
【0056】
さらに、各プロセッサモジュール73_0〜73_nは、モジュール間通信バスに716により互いに接続される。バス制御部72は、分散処理を最適に行うための識別情報及び状態情報を格納する分散テーブル72_1を備える。
【0057】
プロセッサモジュール73_0〜73_nは、中央処理ユニット(CPU)74_0〜74_nと、切替え制御部78_0〜78_nと、自モジュールIDを格納した第1及び第2のモジュールID格納レジスタ(REG1,REG2)75_0〜75_n, 76_0〜76_nと、自モジュールの機能IDを格納した機能ID格納レジスタ(FREG)77_10〜77_nを備える。
【0058】
また、周辺機能部710は、複数の入出力(I/O)部711_0〜711_nを備え、さらに、入出力(I/O)部711_0〜711_nは、中央処理ユニット(CPU)712_0〜712_n、機能分散部713_0〜713- nを備える。
【0059】
図7に示した第2の実施形態は、図1に示した第1の実施形態におけるバス制御部12内に具備した切替え制御部12_1を、各プロセッサモジュール73_0〜73_n内に具備したものである。
【0060】
図8に第2の実施形態のシステム構成におけるプロセッサモジュール切替え処理のフローを示す。主制御部71内のプロセッサモジュール73_0〜73nのいずれかに障害が発生すると(S8_1)、障害モジュール内の切替え制御部(例えば、78_0)は状態監視バス714を用いてバス制御部72内の分散テーブル72_1にアクセスし(S8_2)、分散テーブル72_1の障害モジュールに対応する機能IDを“予備(NoFunc)”に、負荷率を“受付拒否”にロックする( S8_3) 。
【0061】
次に、障害モジュール内の切替え制御部(例えば、78_0)は、モジュール間通信バス上に、障害モジュールのIDと機能IDを送出する(S8_4)。該モジュールIDと機能IDは、予備モジュール内の切替え制御部(例えば、78_n)のみによって受信され、該切替え制御部(例えば、78_n)は、自モジュール内の第2のモジュールID格納レジスタ(REG2)に障害モジュールIDを、機能ID格納レジスタ(FREG)に障害モジュール機能IDを書込む( S8_5) 。これにより、以降、入出力(I/O)部711_0〜711_nが送信する障害モジュールを送信先とする信号は、予備モジュールで受信される。
【0062】
その後、予備モジュール内の切替え制御部(例えば、78_n)は、状態監視バス714経由でバス制御部72内の分散テーブル72_1にアクセスし、予備モジュールのIDに対応する負荷率の“受付拒否”を解除して、以後、予備モジュールの負荷率を読み込み可能な状態にする(S8_6)とともに、ステップS8_5で予備モジュールの機能ID格納レジスタ(FREG)に書込まれた機能ID(障害モジュールの機能ID)を予備モジュールIDに対応する機能ID領域に書込む(S8_7)。
【0063】
なお、上記の分散テーブル72_1の書替え処理を、モジュールIDの欄に格納された障害モジュールのモジュールIDと予備モジュールのモジュールIDとを互いに入替える処理により行ってもよい。
【0064】
分散テーブル72_1の書替え終了後、予備モジュール内の切替え制御部(例えば、78_n)は、自モジュール内の第1のモジュールID格納レジスタ(REG1)の情報(元来の予備モジュール自体のID) 又は無効モジュールIDを、第2のモジュールID格納レジスタ(REG2)(障害モジュールのモジュールIDが書き込まれている)に上書きする(S8_8)。以上のフローにより、障害モジュールから予備モジュールヘの切替えが完了する。
【0065】
前述の実施形態において、入出力(I/O)部から送信される機能分散信号を信号種別に応じて付加された機能IDによって識別し、また、負荷分散信号をバス制御部によって指定されるモジュールIDによって識別する構成を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、入出力(I/O)部から信号種別を表す信号識別ID又は送信先モジュールの物理IDを付加して送出し、各プロセッサモジュールはそれらのID情報を基に自モジュールで取込む信号を識別するように構成することもできる。また、負荷分散信号の送信先を指定するモジュールIDとして、物理的な識別ID(物理ID)以外に論理IDを用いることとしてもよい。
【0066】
図9は、信号種及びプロセッサモジュールの識別IDのマッピングテーブルの例を示す。図の(A)は各入出力(I/O)部内の信号分散テーブルの例を示し、図の(B)は各プロセッサモジュール内の信号IDマッピングテーブルの例を示し、図の(C)はバス制御部内の分散テーブルの例を示している。
【0067】
入出力(I/O)部は、図9(A)に示す信号分散テーブルにより、信号種に応じた信号識別IDを付加して信号をI/Oバス上に送出したとすると、各プロセッサモジュールは、受信した信号識別IDを図9(B)に示す信号IDマッピングテーブルを用いてプロセッサモジュールの論理IDに変換し、自モジュールのモジュール論理IDと一致した場合に、該信号を取込むことにより、前述の機能分散信号の取込みと同様に信号を取込むことができる。
【0068】
また、バス制御部は、図9(C)に示すように、分散テーブルに物理的なモジュール識別情報(物理ID)とそれに対応する論理識別情報(論理ID)とその負荷率とを格納し、負荷率の小さいプロセッサモジュールを選択し、該選択したプロセッサモジュールの論理識別情報(論理ID)を送信先に指定することにより、前述の負荷分散信号の取込みと同様に負荷率の小さいモジュールに負荷分散信号を取込ませることができる。
【0069】
また、各プロセッサモジュールへの信号は、入出力(I/O)部の機能分散部内の機能分散テーブルにより送信先のモジュールID( 物理ID) を付与してI/Oバス上に送出し、各プロセッサモジュールは、入出力(I/O)部からの信号内の送信先物理IDを読取って、マッピングテーブルにより論理IDに変換し、自モジュールの論理IDと一致すれば信号を取込むように構成することもできる。
【0070】
更に、機能分散信号の送信先をバス制御部で認識し、バス制御部が送信先プロセッサモジュールの物理ID又は論理IDを特定し、送信先プロセッサモジュールに信号を取込むように指定する構成など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【0071】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入出力(I/O)部において、主制御部に送出する信号を、機能分散信号と負荷分散信号とに区別し、その識別情報を信号に付加して送出し、主制御部は、付加された識別情報を基に受信信号に対して機能分散処理又は負荷分散処理を行うことにより、信号の種別によって機能分散処理と負荷分散処理とを切り分けながら併行して行うことができる。
【0072】
このことにより、特定のプロセッサに負荷が集中するのを防止し、かつ信号処理順序性や信号の重要度に対応した最適なプロセッサモジュールで信号処理を行うことができ、信号順序逆転が生じるといった問題が解消され、効率的なマルチプロセッサ処理システムを構築することができる。
【0073】
また、複数のプロセッサモジュールのうち少なくとも一つを予備プロセッサモジュールとし、障害プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュールとで、取込む信号を識別するための識別情報格納手段の書替えにより障害プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュールとを切替えるため、速やかに予備プロセッサモジュールに切替えることができ、かつ信号欠落を防止することが可能となる。
【0074】
従って、信頼性の高い安定したマルチプロセッサシステムを構築することができ、しかも入出力(I/O)部はプロセッサモジュールが切替わったことに対して何ら対処する必要がなく、構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態のシステム構成を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施形態における切替え制御部の構成を示す図である。
【図3】本発明の分散テーブルの構成例を示す図である。
【図4】本発明の入出力部における機能分散部の構成を示す図である。
【図5】本発明の信号分散処理のフロー図である。
【図6】本発明の第1の実施形態のプロセッサモジュール切替え処理のフロー図である。
【図7】本発明の第2の実施形態のシステム構成を示す図である。
【図8】本発明の第2の実施形態のプロセッサモジュール切替え処理のフロー図である。
【図9】本発明の信号種及びプロセッサモジュールの識別IDのマッピングテーブルの例を示す図である。
【図10】W−CDMA通信システムの基本構成を示す図である。
【符号の説明】
11 主制御部
12 バス制御部
12_1 切替え制御部
12_2 分散テーブル
13_0〜13_n プロセッサモジュール
14_0〜14_n 中央処理ユニット(CPU)
15_0〜15_n 第1のモジュールID格納レジスタ(REG1)
16_0〜16_n 第2のモジュールID格納レジスタ(REG2)
17_0〜17_n 機能ID格納レジスタ(FREG)
18 グローバルメモリ
19 周辺機能部
110_0〜110_n 入出力(I/O)部
111_0〜111_n 中央処理ユニット(CPU)
112_0〜112_n 機能分散部
114 状態監視バス
115 グローバルバス
116 I/Oバス
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multiprocessor system that performs function distribution and load distribution processing, and more particularly to a multiprocessor system that performs function distribution processing and load distribution processing in parallel on signals input via an I / O bus. About.
[0002]
In recent years, development of a CDMA (Code Division Multiple Access) communication system has rapidly progressed, and commercial services of a narrowband CDMA communication system have been implemented. Further, in order to exchange not only voice but also large data such as images, development of a W-CDMA (Wide band-CDMA) system having a wider band is urgently required.
[0003]
The present invention relates to a multiprocessor system that is suitably applied to a system that must efficiently process a large amount of data at high speed and stably, such as a processor system in a CDMA communication system or the like.
[0004]
FIG. 10 shows a basic configuration of the W-CDMA communication system. The mobile device 100 transmits data to the plurality of base stations 101_1 to 101_3. Each base station receives this data, converts it into an ATM (Asynchronous Transfer Mode) cell, and transmits it to the wireless network control apparatus 102 by wire.
[0005]
The wireless network control apparatus 102 processes these data in cooperation with the multimedia processing apparatus 103, then converts the data again into ATM cells and transmits them to the switch 104 by wire. The wireless network control device 102 and the multimedia processing device 103 incorporate a protocol termination device and a control device that controls the device.
[0006]
In such a processing system, particularly when handling enormous amounts of data, the wireless network control device 102, the protocol termination device of the multimedia processing device 103, its control device, and the like are required to have a large capacity. Therefore, it is necessary to increase the processing speed and efficiency by adopting a multiprocessor configuration for these devices.
[0007]
[Prior art]
As a conventional multiprocessor system that performs distributed processing of signals, a load distribution processing system that performs signal distribution based on the load factor of each processor (for example, Japanese Patent Application No. 11-141306 “Multi-CPU system and its data communication control method”) And a function distribution processing system that includes a plurality of processors having different functions and distributes signals in accordance with the functions of the processors.
[0008]
In the load distribution processing system, when the processing amount of the processor becomes unbalanced due to congestion or the like, there arises a problem that the processing order of signals from the peripheral function unit is reversed. On the other hand, if a signal is concentrated on a specific processor, the function-distributed processing system cannot process that processor. Therefore, it is necessary to take additional measures such as adding a processor card or transferring the processing to another processor through inter-processor communication. Thus, there arises a problem that it is necessary to deal with processing overload.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In order to efficiently process a large amount of signals, it is desirable to perform load distribution processing and function distribution processing with a multiprocessor configuration. However, as described above, regardless of which distributed processing is performed, signal processing during congestion, etc. Problems such as sequence reversal or process overloading occur.
[0010]
The present invention provides a function distribution signal (a signal that requires a guarantee of the signal processing order) to be processed for each function of the processor and a load distribution signal (a signal processing order is not required to be guaranteed) to be processed by any of a plurality of processors. It is an object of the present invention to provide a multiprocessor system in which a function distribution process and a load distribution process are separated and processed in parallel according to the signal type.
[0011]
In addition, when a processor failure occurs or when a processor module is blocked, or when hot plugging is performed, the processing is switched to the spare processor without any signal loss, and the input / output (I / O) unit is the processor. An object of the present invention is to provide a multiprocessor system capable of stable switching without dealing with any switching.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The function distribution and load distribution processing multiprocessor system of the present invention includes a main control unit including a plurality of processor modules, a global memory and a bus control unit, and a peripheral including a plurality of input / output (I / O) units for signal transmission / reception. The bus control unit in the main control unit uses a state monitoring bus to collect the status of each processor module, collect processor congestion information, and processor failure (including when shut down and hot plugging) Switching control to the spare processor module, and each input / output (I / O) unit in the peripheral function unit has a function distribution unit, and a function distribution signal and load distribution to the main control unit for each signal type Signals are transmitted in a distributed manner.
[0013]
(1) In a multiprocessor system including a main control unit including a plurality of processor modules and a peripheral function unit including an input / output unit connected to the plurality of processor modules via an input / output bus, The input / output unit distinguishes between a function distribution signal transmitted to a processor module having a specific function in the main control unit and a load distribution signal transmitted without specifying a processor module in the main control unit. And a function identification information adding means for adding the identification information to the transmitted signal and transmitting it to the input / output bus, wherein the main control unit is based on a load factor of each processor module in the main control unit. And a means for sending module identification information of the processor module to each processor module, The processor module is configured to identify a signal to be received based on the function identification information with respect to a signal sent from the input / output unit in the peripheral function unit to the input / output bus, and based on the module identification information. Module identifying means for identifying a signal to be received.
[0014]
(2) The main control unit stores the function identification information stored in the function identification unit of the processor module in which the fault has occurred in the function identification unit of the spare processor module, and the load of the faulty processor module The processor module switching control means for setting the rate to the load factor of the spare processor module to release the spare state of the spare processor module and setting the faulty processor module to the spare state.
[0015]
(3) The processor module switching control means stores the function identification information stored in the function identification means of the processor module in which the failure has occurred in the function identification means of the spare processor module, and then sets the spare status of the spare processor module. The module identification information of the failed processor module is stored in the module identification means of the spare processor module until the signal is released, and during that time, the signal to be received by the failed processor module is received by the spare processor module. is there.
[0016]
(4) The processor module switching control means performs control to switch the processor module to the spare processor module as the failed processor module when the processor module in the main control unit is closed or hot-plugged.
[0017]
(5) The main control unit includes a state monitoring unit that monitors a state of each processor module and a bus control unit that includes the processor module switching control unit, and the state monitoring unit detects a failure of the processor module. Sometimes, the processor module switching control means controls to switch between the failed processor module and the spare processor module.
[0018]
(6) Each processor module in the main control unit includes state monitoring means for monitoring the state of the own processor module, inter-processor module communication means, and the processor module switching control means. At the time of occurrence detection, the faulty processor module transmits fault information to the processor module switching control means in the spare processor module by means of communication means between processor modules, and the switching control means in the spare processor module includes the faulty processor module and the spare processor. Control to switch between modules.
[0019]
(7) The bus control unit includes a distribution table storing a load factor of each processor module in the main control unit. The distribution table includes module identification information of the processor module and function identification information of the processor module. And the load factor of the processor module are stored in association with each other.
[0020]
(8) The input / output unit in the peripheral function unit includes a function distribution table, and the function distribution table stores function identification information of a destination processor module corresponding to a signal type transmitted to the input / output bus, The function identification information adding means has a configuration in which function identification information is added to a transmission signal and transmitted based on the function distribution table.
[0021]
(9) The input / output unit in the peripheral function unit includes a function distribution table. The function distribution table stores signal identification information corresponding to a signal type transmitted to the input / output bus, and adds the function identification information. The means includes means for adding the signal identification information to the transmission signal as the function identification information based on the function distribution table and transmitting the signal. The processor modules send the input / output unit from the input / output unit in the peripheral function unit onto the input / output bus. The function identification means for identifying the signal to be received by converting the signal identification information of the signal to be received into the logic identification information of the own processor module.
[0022]
(10) Physical module identification information is used as the module identification information of each processor module. (11) Logical identification information is used as module identification information of each processor module.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing the system configuration of the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the multiprocessor system according to the present invention includes a main control unit 11 including a plurality of processor modules, a peripheral function unit 19 including an input / output (I / O) unit, and an I connected between them. / O bus 116.
[0024]
The main control unit 11 includes a bus control unit 12, processor modules 13_0 to 13_n, and a global memory 18. The bus control unit 12 and the processor modules 13_0 to 13_n are connected by a state monitoring bus 114, and the processor modules 13_0 to 13_n are globally connected. The memory 18 is connected to the global bus 115.
[0025]
The bus control unit 12 includes a switching control unit 12_1 and a distribution table 12_2. When a failure occurs in a certain processor module, the switching control unit 12_1 performs control to switch the failed processor module to a spare processor module, and the distribution table 12_2 stores identification information and state information for optimally performing function distribution processing or load distribution processing.
[0026]
FIG. 2 shows a configuration example of the switching control unit 12_1. The switching control unit 12_1 includes a distribution table change control unit 20, a register (REG) change control unit 21, a spare module ID storage register 22, a fault module function ID storage register 23, a fault module ID storage register 24, and alarm (ALM) information storage. A register 25 is provided.
[0027]
In each of the registers 23 to 25, information associated with the failure is written from the processor module in which the failure has occurred via the state monitoring bus. That is, an alarm (ALM) signal indicating the occurrence of a failure transmitted from the failed processor module is stored in the alarm (ALM) information storage register 25, and the module identification information also transmitted from the failed processor module is stored in the failed module ID storage register. The function identification information of the processor module is stored in the failure module function ID storage register 23. The spare module ID storage register 22 stores the module identification information of the processor module in the spare state.
[0028]
The register (REG) change control unit 21 reads the information written in the registers 22 to 25 and notifies the register in the spare processor module of switching. The distributed table change control unit 20 reads information in the failure module function ID storage register 23 and the failure module ID storage register 24 and updates the distribution table.
[0029]
FIG. 3 shows a configuration example of the distribution table. The distribution table stores the correspondence between the module ID, function ID, and load factor of the processor module. Here, the module ID is physical identification information (physical ID) such as mounting position and dip switch setting information, and the function ID is identification information (logical ID) corresponding to the function type.
[0030]
The load factor of each processor module is collected by the bus control unit 12 measuring the task running time for each processor module via the state monitoring bus (Japanese Patent Application No. 11-141306, “Multi-CPU System and Data”). Refer to “Communication control method”. Further, on the distribution table, the function ID and the load factor of the processor module in the spare state are locked to “No Func” and “No Acceptance”, respectively.
[0031]
As shown in FIG. 1, each processor module includes a central processing unit (CPU) 14_0 to 14_n and first and second module ID storage registers (REG1, REG2) 15_0 to 15_n, 16_0 storing their own module IDs. 16_n and a function ID storage register (FREG) 17_0 to 17_n that stores the function ID of the own module.
[0032]
As shown in FIG. 1, the peripheral function unit 19 includes a plurality of input / output (I / O) units 110_0 to 110_n, and each of the input / output (I / O) units 110_0 to 110_n includes a central processing unit (CPU). ) 111_0 to 111_n and function distribution units 112_0 to 112_n.
[0033]
When the multiprocessor system of the present invention is used in a W-CDMA radio network controller, each input / output (I / O) unit 110_0 to 110_n includes a mobile device 100 and a base station 101_1 as shown in FIG. ˜101_3, the multimedia processing apparatus 103, the exchange 104, and the like, and exchanges signals with various functional blocks.
[0034]
At this time, each input / output (I / O) unit 110_0 to 110_n has a unique channel set between each function block, and performs signal transmission / reception for function distribution or load distribution for each channel.
[0035]
For example, control information (partial) between the mobile device 100 and control information (monitoring information, etc.) in the wireless network control device 102 are function distributed signals, while the base stations 101_1 to 101_3 and the multimedia processing device. The control information between the switch 103 and the exchange 104 has a correspondence relationship between each channel and the function distribution / load distribution signal, such as a load distribution signal. That is, the CPUs 111_0 to 111_n in the input / output (I / O) unit determine the function distribution and the load distribution by identifying the types of these channels.
[0036]
The CPUs 111_0 to 111_n in the I / O unit have a function of distributing an external signal into a function distribution signal and a load distribution signal according to the signal type. The function distribution signal is transmitted to the I / O bus 116 via the function distribution units 112_0 to 112_n, and the load distribution signal is directly transmitted to the I / O bus 116.
[0037]
FIG. 4 shows a configuration example of the function distribution unit in the input / output (I / O) unit. The function distribution unit includes a transmission destination function ID addition unit 40 and a function distribution table 41. The function distribution table 41 stores a correspondence relationship between a signal type and its function ID. The transmission destination function ID adding unit 40 identifies the types of function distribution signals from the CPUs 111_0 to 111_n in the I / O unit, and adds a function ID corresponding to the signal type to the signal based on the function distribution table 41. , And sent to the I / O bus 116.
[0038]
FIG. 5 is a diagram showing a flow of distributed processing of the present invention. First, in step S5_1, the CPUs 111_0 to 111_n in the input / output (I / O) unit sort the signals into function distribution signals and load distribution signals. Thereafter, the function distribution signal is transmitted to the function distribution unit in step S5_2, and the function distribution unit assigns the destination function ID corresponding to the signal type to the signal data (S5_3), and then sends it to the I / O bus ( S5_4).
[0039]
The processor module in the main control unit compares the function ID in the signal data sent on the I / O bus with the function ID stored in the function ID storage register (FREG) in its own processor module. Then, signal data is received (S5_5), and processing is performed (S5_6).
[0040]
On the other hand, after the load distribution signal is sent directly on the I / O bus in step S5_7, the light load processor module loads the load distribution signal according to the load factor of each processor module stored in the distribution table in the bus control unit of the main control unit. Received and processed (S5_8, 9).
[0041]
The means for fetching the load distribution signal with the processor module with a light load is as follows. The bus control unit 12 refers to the load factor in the distribution table 12_2, selects one of the processor modules with a light load factor, and sets its module ID to I / O. Each of the processor modules 13_0 to 13_n sends the module ID stored in its module ID storage register (REG1 or REG2) and the module ID sent to the I / O bus 116. Only when they match, the load distribution signal on the I / O bus can be taken in.
[0042]
As another method, the bus control unit 12 refers to the load factor in the distribution table 12_2, selects one of the processor modules having a low load factor, and selects the I / O bus 116 or the state monitoring bus 114 as the processor module. In this case, it is possible to instruct loading of the load distribution signal on the I / O bus.
[0043]
As another method, when the bus control unit 12 receives a load distribution signal from the CPUs 111_0 to 111_n in the input / output (I / O) unit, the load factor in the distribution table 12_2 is referred to and the processor module with a light load factor is referred to. One is selected and the module ID is transmitted to the input / output (I / O) unit of the load distribution signal source, and the input / output (I / O) unit of the load distribution signal source is The processor module 13_0 to 13_n can be configured to take in the load distribution signal to which the own module ID is added by adding the transmission destination module ID to the load distribution signal and retransmitting it (special feature). No. 11-141306 “Multi-CPU system and data communication control method thereof”).
[0044]
FIG. 6 shows a flow of switching processing when a failure occurs in the processor module. When the processor module is closed or when the processor module is hot-plugged, it can be switched to the spare processor module in the same manner as when a failure occurs.
[0045]
When a failure occurs in the processor modules 13_0 to 13_n in the main control unit (S6_1), the processor module switches the alarm (ALM) signal, its own module ID, and module function ID information via the state monitoring bus 114. Write to the alarm (ALM) information storage register 25, the fault module ID storage register 24, and the fault module function ID storage register 23 in 12_1 (S6_2).
[0046]
The register (REG) change control unit 21 reads the information written in step S6_2 and the information stored in advance in the spare module ID storage register 22 (S6_3) and simultaneously stores the information in the fault module ID storage register 24. The written fault module ID is written into the spare module ID storage register 22 (S6_4).
[0047]
Thereafter, the register (REG) change control unit 21 writes the function ID of the failed processor module to the function ID storage register (FREG) in the spare processor module via the state monitoring bus (S6_5), and then in the spare processor module. The module ID of the failed processor module is written only in the second module ID storage register (REG2) (S6_6).
[0048]
By rewriting the function ID storage register (FREG) of the spare processor module in step S6_5, the function distribution signal transmission destinations from the input / output (I / O) units 110_0 to 110_n are switched. / O) The units 110_0 to 110_n do not need to cope with the switching of the processor module.
[0049]
In addition, the fault module ID is written in the second module ID storage register (REG2) in step S6_6 because the load distribution signal that the fault module should originally process is transiently processed by the spare module, and the signal loss due to the fault is detected. This is to prevent it.
[0050]
This is because switching to the spare module requires rewriting processing of the function ID storage register (FREG) of the spare module and rewriting processing of the distributed table, and prevents signal processing from being lost due to a time lag between them. Therefore, in addition to the first module ID storage register (REG1) that stores the original self module ID in an excessive state after the rewrite processing of the function ID storage register (FREG) of the spare module and before the rewrite processing of the distribution table 2 includes a second module ID storage register (REG2) for storing the module ID of the faulty module, and the load distribution signal having the module ID stored in any of the module ID storage registers (REG1, REG2) as a transmission destination By taking in and processing, the loss of signal processing is prevented.
[0051]
Thereafter, the distributed table change control unit 20 in the switching control unit reads the module ID of the fault module and the function ID written in the fault module ID storage register 24 and the fault module function ID storage register 23 in step S6_2, The distribution table is updated based on the information (S6_7).
[0052]
After the distribution table is updated, the fault module is newly set as a spare module, so the load distribution signal destination will not be the fault module. The module ID storage register (REG2) 2 of the module ID (REG2) is changed again from the module ID of the failed module written in step S6_6 by the register (REG) change control unit 21 (original module ID of the spare processor module). ) Or an invalid module ID (S6_8).
[0053]
As described above, in order to assign the destination processor module according to the signal type from the input / output (I / O) units 110_0 to 110_n, the contents of the function ID storage register (FREG) of the spare processor module are changed, the bus control unit The switching of the processor modules is completed by changing the distribution table and changing the excessive contents of the second module ID storage register (REG2) of the spare processor module.
[0054]
FIG. 7 is a diagram showing a system configuration of the second exemplary embodiment of the present invention. The second embodiment is a system configuration example in which switching control is performed by performing communication between processor modules. In this embodiment, similarly to the system configuration shown in FIG. 1, a main control unit 71 including a plurality of processor modules, a peripheral function capital 710 including an input / output (I / O) unit, and a connection between them are connected. And an I / O bus 717.
[0055]
The main control unit 71 includes a bus control unit 72, processor modules 73_0 to 73_n, and a global memory 79, which are connected by a state monitoring bus 714 and a global bus 715, respectively, similarly to the configuration shown in FIG.
[0056]
Further, the processor modules 73_0 to 73_n are connected to each other by an inter-module communication bus 716. The bus control unit 72 includes a distribution table 72_1 that stores identification information and state information for optimally performing distributed processing.
[0057]
The processor modules 73_0 to 73_n include a central processing unit (CPU) 74_0 to 74_n, a switching control unit 78_0 to 78_n, and first and second module ID storage registers (REG1, REG2) 75_0 to 75_n storing their own module IDs. , 76_0 to 76_n and a function ID storage register (FREG) 77_10 to 77_n storing the function ID of the own module.
[0058]
The peripheral function unit 710 includes a plurality of input / output (I / O) units 711_0 to 711_n, and the input / output (I / O) units 711_0 to 711_n include central processing units (CPUs) 712_0 to 712_n and functions. Dispersion units 713_0 to 713-n are provided.
[0059]
In the second embodiment shown in FIG. 7, the switching controller 12_1 provided in the bus controller 12 in the first embodiment shown in FIG. 1 is provided in each of the processor modules 73_0 to 73_n. .
[0060]
FIG. 8 shows a flow of processor module switching processing in the system configuration of the second embodiment. When a failure occurs in any of the processor modules 73_0 to 73n in the main control unit 71 (S8_1), the switching control unit (for example, 78_0) in the failure module uses the state monitoring bus 714 to distribute in the bus control unit 72. The table 72_1 is accessed (S8_2), and the function ID corresponding to the faulty module in the distributed table 72_1 is locked to “Reserve (NoFunc)” and the load factor is locked to “rejection” (S8_3).
[0061]
Next, the switching control unit (for example, 78_0) in the faulty module sends the fault module ID and function ID on the inter-module communication bus (S8_4). The module ID and function ID are received only by the switching control unit (for example, 78_n) in the standby module, and the switching control unit (for example, 78_n) receives the second module ID storage register (REG2) in its own module. The failure module ID is written into the function ID storage register (FREG) (S8_5). As a result, thereafter, a signal for which the faulty module transmitted by the input / output (I / O) units 711_0 to 711_n is transmitted is received by the spare module.
[0062]
Thereafter, the switching control unit (for example, 78_n) in the spare module accesses the distribution table 72_1 in the bus control unit 72 via the state monitoring bus 714, and performs “acceptance refusal” of the load factor corresponding to the spare module ID. After that, the load factor of the spare module is made readable (S8_6), and the function ID (fault module function ID) written in the function ID storage register (FREG) of the spare module in step S8_5 Is written in the function ID area corresponding to the spare module ID (S8_7).
[0063]
Note that the above-described rewriting process of the distribution table 72_1 may be performed by a process of exchanging the module ID of the failed module and the module ID of the spare module stored in the module ID column.
[0064]
After the rewriting of the distribution table 72_1 is completed, the switching control unit (for example, 78_n) in the spare module, the information of the first module ID storage register (REG1) in the own module (original ID of the spare module itself) or invalid The module ID is overwritten in the second module ID storage register (REG2) (the module ID of the failed module is written) (S8_8). With the above flow, switching from the failed module to the spare module is completed.
[0065]
In the above-described embodiment, the function distribution signal transmitted from the input / output (I / O) unit is identified by the function ID added according to the signal type, and the load distribution signal is specified by the bus control unit. Although the configuration identified by the ID is shown, the present invention is not limited to this. For example, the signal identification ID indicating the signal type or the physical ID of the transmission destination module is added from the input / output (I / O) unit, and then transmitted. Each processor module may be configured to identify a signal captured by the own module based on the ID information. In addition to the physical identification ID (physical ID), a logical ID may be used as the module ID for designating the transmission destination of the load distribution signal.
[0066]
FIG. 9 shows an example of a mapping table of signal types and processor module identification IDs. (A) in the figure shows an example of a signal distribution table in each input / output (I / O) unit, (B) in the figure shows an example of a signal ID mapping table in each processor module, and (C) in the figure shows An example of a distribution table in the bus control unit is shown.
[0067]
If the input / output (I / O) unit adds a signal identification ID corresponding to the signal type and sends the signal to the I / O bus according to the signal distribution table shown in FIG. The received signal identification ID is converted into a logical ID of the processor module using the signal ID mapping table shown in FIG. 9B, and when it matches the module logical ID of the own module, The signal can be acquired in the same manner as the above-described acquisition of the function distribution signal.
[0068]
Further, as shown in FIG. 9C, the bus control unit stores physical module identification information (physical ID), corresponding logical identification information (logical ID), and its load factor in the distribution table, By selecting a processor module with a low load factor and specifying the logical identification information (logical ID) of the selected processor module as the transmission destination, the load is distributed to the module with a low load factor in the same manner as the load distribution signal fetching described above. A signal can be captured.
[0069]
The signal to each processor module is sent to the I / O bus with the module ID (physical ID) of the destination given by the function distribution table in the function distribution unit of the input / output (I / O) unit. The processor module is configured to read the transmission destination physical ID in the signal from the input / output (I / O) unit, convert the physical ID into a logical ID using a mapping table, and take in the signal if it matches the logical ID of the own module. You can also
[0070]
Furthermore, the transmission destination of the function distribution signal is recognized by the bus control unit, the bus control unit specifies the physical ID or logical ID of the transmission destination processor module, and the transmission destination processor module is specified to take in the signal, etc. It goes without saying that various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the input / output (I / O) unit, the signal sent to the main control unit is classified into the function distribution signal and the load distribution signal, and the identification information is added to the signal. The main control unit performs function distribution processing or load distribution processing on the received signal based on the added identification information, thereby separating function distribution processing and load distribution processing according to the type of signal. Can be done in parallel.
[0072]
This prevents the load from concentrating on a specific processor and allows signal processing to be performed with an optimal processor module corresponding to the signal processing order and the importance of signals, resulting in signal order reversal. Is eliminated, and an efficient multiprocessor processing system can be constructed.
[0073]
Further, at least one of the plurality of processor modules is a spare processor module, and the faulty processor module and the spare processor module are rewritten by rewriting identification information storage means for identifying a signal to be captured between the faulty processor module and the spare processor module. Therefore, it is possible to quickly switch to the spare processor module and to prevent signal loss.
[0074]
Therefore, a highly reliable and stable multiprocessor system can be constructed, and the input / output (I / O) unit does not have to cope with the switching of the processor module, and the configuration is simplified. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a switching control unit according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a distribution table according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a function distribution unit in the input / output unit of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart of signal distribution processing according to the present invention.
FIG. 6 is a flowchart of processor module switching processing according to the first embodiment of this invention;
FIG. 7 is a diagram showing a system configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart of processor module switching processing according to the second embodiment of this invention;
FIG. 9 is a diagram showing an example of a mapping table of signal types and processor module identification IDs according to the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a basic configuration of a W-CDMA communication system.
[Explanation of symbols]
11 Main control unit
12 Bus control unit
12_1 switching control unit
12_2 Distributed table
13_0-13_n processor module
14_0-14_n Central processing unit (CPU)
15_0 to 15_n first module ID storage register (REG1)
16_0 to 16_n second module ID storage register (REG2)
17_0 to 17_n Function ID storage register (FREG)
18 Global memory
19 Peripheral functions
110_0 to 110_n input / output (I / O) section
111_0 to 111_n Central processing unit (CPU)
112_0 to 112_n function distribution unit
114 Condition monitoring bus
115 Global Bus
116 I / O bus

Claims (11)

複数のプロセッサモジュールを含む主制御部と、該複数のプロセッサモジュールに入出力バスで接続された入出力部を含む周辺機能部とを備えたマルチプロセッサシステムにおいて、
前記周辺機能部内の入出力部は、機能分散信号と負荷分散信号とを区別し、機能分散信号には、機能を特定する機能識別情報を付加して前記入出力バス上に送信する機能識別情報付加手段を備え、
前記主制御部は、負荷分散信号が前記入出力バス上に送信されたとき、該主制御部内の分散テーブルに格納された各プロセッサモジュールの負荷率に基づいて一つのプロセッサモジュールを特定し、該プロセッサモジュールのモジュール識別情報を各プロセッサモジュールに送出する手段を備え、
前記主制御部内の各プロセッサモジュールは、周辺機能部内の入出力部から入出力バス上に送出された信号に対して、該信号に付加された機能識別情報に基づいて受信すべき信号を識別する機能識別手段と、前記モジュール識別情報に基づいて受信すべき信号を識別するモジュール識別手段とを備えたことを特徴とする機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。
In a multiprocessor system including a main control unit including a plurality of processor modules and a peripheral function unit including an input / output unit connected to the plurality of processor modules via an input / output bus,
The input / output unit in the peripheral function unit distinguishes between a function distribution signal and a load distribution signal, and function identification information that adds function identification information that identifies a function to the function distribution signal and transmits the function identification information to the input / output bus With additional means,
The main control unit identifies one processor module based on a load factor of each processor module stored in a distribution table in the main control unit when a load distribution signal is transmitted on the input / output bus , and Means for sending module identification information of the processor module to each processor module;
Each processor module in the main control unit identifies a signal to be received based on the function identification information added to the signal sent from the input / output unit in the peripheral function unit to the input / output bus. A function distribution and load distribution processing multiprocessor system comprising function identification means and module identification means for identifying a signal to be received based on the module identification information.
前記主制御部は、障害が発生したプロセッサモジュールの機能識別手段に格納された機能識別情報を、予備プロセッサモジュールの機能識別手段に格納し、かつ、前記分散テーブルに格納された障害発生プロセッサモジュールの負荷率を予備プロセッサモジュールの負荷率に設定して予備プロセッサモジュールの予備状態を解除するとともに、障害発生プロセッサモジュールを予備状態に設定するプロセッサモジュール切替え制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。The main control unit stores the function identification information stored in the function identification unit of the processor module in which the failure has occurred, in the function identification unit of the spare processor module, and the failure processor module stored in the distribution table . 2. A processor module switching control means for setting a load factor to a load factor of a spare processor module to cancel a spare state of the spare processor module and setting a failed processor module to a spare state. The function distribution and load distribution processing multiprocessor system described in 1. 前記プロセッサモジュール切替え制御手段は、障害が発生したプロセッサモジュールの機能識別手段に格納された機能識別情報を、予備プロセッサモジュールの機能識別手段に格納した後、予備プロセッサモジュールの予備状態を解除するまでの間、障害発生プロセッサモジュールのモジュール識別情報を予備プロセッサモジュールのモジュール識別手段に格納し、その間、障害発生プロセッサモジュールで受信すべき信号を予備プロセッサモジュールで受信する構成を有することを特徴とする請求項2に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。  The processor module switching control unit stores the function identification information stored in the function identification unit of the processor module in which the failure has occurred in the function identification unit of the spare processor module and then releases the spare state of the spare processor module. The module identification information of the failed processor module is stored in the module identifying means of the spare processor module, and a signal to be received by the failed processor module is received by the spare processor module during that time. 3. A function distribution and load distribution processing multiprocessor system according to 2. 前記プロセッサモジュール切替え制御手段は、主制御部内のプロセッサモジュールの閉塞時又活線挿抜時に、該プロセッサモジュールを前記障害発生プロセッサモジュールとして予備プロセッサモジュールと切替える制御を行うことを特徴とする請求項2又は3に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。  The processor module switching control means performs control to switch the processor module to a spare processor module as the failed processor module when the processor module in the main control unit is closed or hot-plugged. 4. The function distribution and load distribution processing multiprocessor system according to 3. 前記主制御部は、各プロセッサモジュールの状態を監視する状態監視手段及び前記プロセッサモジュール切替え制御手段を具備したバス制御手段を備え、該状態監視手段によってプロセッサモジュールの障害を検出したときに、前記プロセッサモジュール切替え制御手段によって障害プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュールとを切替える制御を行うことを特徴とする請求項2又は3に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。  The main control unit includes a state monitoring unit that monitors a state of each processor module and a bus control unit that includes the processor module switching control unit, and the processor detects a failure of the processor module by the state monitoring unit. 4. The function distribution and load distribution processing multiprocessor system according to claim 2, wherein control for switching between a faulty processor module and a spare processor module is performed by module switching control means. 前記主制御部内の各プロセッサモジュールは、自プロセッサモジュールの状態を監視する状態監視手段と、プロセッサモジュール間通信手段と、前記プロセッサモジュール切替え制御手段とを備え、自プロセッサモジュールの障害発生検出時に、該障害発生プロセッサモジュールはプロセッサモジュール間通信手段により予備プロセッサモジュール内のプロセッサモジュール切替え制御手段に障害情報を送信し、予備プロセッサモジュール内の前記切替え制御手段は、障害プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュールとを切替える制御を行うことを特徴とする請求項2又は3に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。  Each processor module in the main control unit includes state monitoring means for monitoring the state of the own processor module, inter-processor module communication means, and the processor module switching control means. The faulty processor module transmits fault information to the processor module switching control means in the spare processor module by means of inter-processor module communication means, and the switching control means in the spare processor module controls switching between the faulty processor module and the spare processor module. 4. The function distribution and load distribution processing multiprocessor system according to claim 2 or 3, wherein: 前記主制御部内にバス制御部を備え、該バス制御部は、主制御部内の各プロセッサモジュールの負荷率を格納した分散テーブルを備え、該分散テーブルには、プロセッサモジュールのモジュール識別情報と、該プロセッサモジュールの機能識別情報と、該プロセッサモジュールの負荷率とを、対応付けて格納したことを特徴とする請求項1に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。 The main control unit includes a bus control unit , and the bus control unit includes a distribution table storing a load factor of each processor module in the main control unit, and the distribution table includes module identification information of the processor module, the 2. The function distribution and load distribution processing multiprocessor system according to claim 1, wherein the function identification information of the processor module and the load factor of the processor module are stored in association with each other. 前記周辺機能部内の入出力部は機能分散テーブルを備え、該機能分散テーブルは、前記入出力バスに送信する信号種に応じた送信先プロセッサモジュールの機能識別情報を格納し、前記機能識別情報付加手段は、該機能分散テーブルを基に機能識別情報を送信信号に付加して送出する構成を有することを特徴とする請求項1に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。  The input / output unit in the peripheral function unit includes a function distribution table, which stores function identification information of a destination processor module corresponding to a signal type transmitted to the input / output bus, and adds the function identification information. 2. The function distribution and load distribution processing multiprocessor system according to claim 1, wherein the means has a configuration in which function identification information is added to a transmission signal and transmitted based on the function distribution table. 前記周辺機能部内の入出力部は機能分散テーブルを備え、該機能分散テーブルは、前記入出力バスに送信する信号種に応じた信号識別情報を格納し、前記機能識別情報付加手段は、該機能分散テーブルを基に信号識別情報を機能識別情報として送信信号に付加して送出する手段を備え、前記各プロセッサモジュールは、周辺機能部内の入出力部から入出力バス上に送出された信号に対して、受信すべき信号の信号識別情報を自プロセッサモジュールの論理識別情報に変換して受信すべき信号を識別する機能識別手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。  The input / output unit in the peripheral function unit includes a function distribution table, the function distribution table stores signal identification information corresponding to a signal type to be transmitted to the input / output bus, and the function identification information adding unit includes the function distribution table. A means for adding signal identification information to a transmission signal as function identification information based on a distribution table and transmitting the signal is provided, and each processor module is configured to output a signal transmitted from an input / output unit in a peripheral function unit onto an input / output bus. The function distribution and load according to claim 1, further comprising function identification means for converting the signal identification information of the signal to be received into the logic identification information of the processor module to identify the signal to be received. Distributed processing multiprocessor system. 前記各プロセッサモジュールのモジュール識別情報として、物理的なモジュール識別情報を用いたことを特徴とする請求項1に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。  2. The function distribution and load distribution processing multiprocessor system according to claim 1, wherein physical module identification information is used as the module identification information of each processor module. 前記各プロセッサモジュールのモジュール識別情報として、論理識別情報を用いたことを特徴とする請求項1に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。  2. The function distribution and load distribution processing multiprocessor system according to claim 1, wherein logic identification information is used as module identification information of each processor module.
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