JP4039145B2 - マルチプロセッサシステム及びそれに用いる負荷分散制御方法並びにそのプログラム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はマルチプロセッサシステム及びそれに用いる負荷分散制御方法並びにそのプログラムに関し、特に各プロセッサがメモリ空間を共有しないマルチプロセッサシステムにおける負荷分散制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種のマルチプロセッサシステムでは、複数のプロセッサ各々がメモリ空間を共有しない設定となっており、そのシステムにおける負荷分散制御を行う際に、一般に、プロセッサ間での同期が困難である。
【0003】
上記のマルチプロセッサシステムでは、図6に示すように、負荷分散処理制御用マスタプロセッサ4が存在し、この負荷分散処理制御用マスタプロセッサ4が他のプロセッサ(#1〜#m)5−1〜5−mの負荷状況を管理している(以下、第1の従来技術とする)。
【0004】
負荷分散処理制御用マスタプロセッサ4による他のプロセッサ(#1〜#m)5−1〜5−mの負荷状況の管理は、各プロセッサ負荷情報41及び同期管理情報42を用いて行われている。
【0005】
また、他のマルチプロセッサシステムでは、図7に示すように、プロセッサ(#1〜#x)7−1〜7−x各々にA〜X系処理プログラム71−1〜71−xを配布しておくことで、プロセッサ(#1〜#x)7−1〜7−x各々において処理することができるイベント内容を固定している。
【0006】
この場合、このマルチプロセッサシステムでは、プロセッサ(#0)6からプロセッサ(#1〜#x)7−1〜7−x各々にA系イベント、B系イベント、C系イベント、・・・というように指示して動作している(以下、第2の従来技術とする)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のマルチプロセッサシステムでは、第1の従来技術の場合、いかにイベントを効率的に分配するかを目的としているので、各プロセッサを効率的に使用することができない。
【0008】
また、第2の従来技術の場合には、各プロセッサにおいて処理することができるイベント内容を固定し、各プロセッサによって動作するプログラムが異なっているため、負荷分散を効率的に行うことが困難である。
【0009】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、各プロセッサを効率的に使用することができ、負荷分散を効率的に行うことができるマルチプロセッサシステム及びそれに用いる負荷分散制御方法並びにそのプログラムを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明によるマルチプロセッサシステムは、各々独自のメモリ空間を持つ複数のプロセッサからなるマルチプロセッサシステムであって、
処理内容と排他制御タグとからなるイベントを外部から受信してキューイングしかつ格納したイベントを先頭以外の途中からも取出し自在なイベントキューと、
前記プロセッサによって処理されるイベントの排他制御タグを管理する排他制御管理デバイスとを備え、
前記複数のプロセッサ各々が、前記イベントキューから前記イベントを取得する際に前記排他制御管理デバイスに問合せを行う手段と、当該イベント内の排他制御タグが前記排他制御管理デバイスに登録されていない時に前記イベントキューから前記イベントを取得する手段と、当該イベントの取得時にそれに対応する排他制御タグを前記排他制御管理デバイスに登録する手段とを備え、
同期が必要なイベントに対してその同期対象と同じ排他制御タグを付与して前記イベントキューにキューイングしている。
【0011】
本発明による負荷分散制御方法は、各々独自のメモリ空間を持つ複数のプロセッサからなるマルチプロセッサシステムに用いる負荷分散制御方法であって、
前記複数のプロセッサ各々が、
処理内容と排他制御タグとからなるイベントを外部から受信してキューイングしかつ格納したイベントを先頭以外の途中からも取出し自在なイベントキューから前記イベントを取得する際に前記プロセッサによって処理されるイベントの排他制御タグを管理する排他制御管理デバイスに問合せを行うステップと、当該イベント内の排他制御タグが前記排他制御管理デバイスに登録されていない時に前記イベントキューから前記イベントを取得するステップと、当該イベントの取得時にそれに対応する排他制御タグを前記排他制御管理デバイスに登録するステップとを実行し、
同期が必要なイベントに対してその同期対象と同じ排他制御タグを付与して前記イベントキューにキューイングしている。
【0012】
本発明によるプログラムは、各々独自のメモリ空間を持つ複数のプロセッサからなるマルチプロセッサシステムにおいて前記複数のプロセッサ各々に実行させるプログラムであって、
処理内容と排他制御タグとからなるイベントを外部から受信してキューイングしかつ格納したイベントを先頭以外の途中からも取出し自在なイベントキューから前記イベントを取得する際に前記プロセッサによって処理されるイベントの排他制御タグを管理する排他制御管理デバイスに問合せを行う処理と、当該イベント内の排他制御タグが前記排他制御管理デバイスに登録されていない時に前記イベントキューから前記イベントを取得する処理と、当該イベントの取得時にそれに対応する排他制御タグを前記排他制御管理デバイスに登録する処理とを含み、
同期が必要なイベントに対してその同期対象と同じ排他制御タグを付与して前記イベントキューにキューイングさせている。
【0013】
すなわち、本発明のマルチプロセッサシステムは、各々独自のメモリ空間を持つ複数のプロセッサと、イベントキューと、排他制御管理デバイスとをバスによって接続したマルチプロセッサシステムにおいて、負荷分散を制御するマスタプロセッサを必要とせず、処理内容と排他制御タグとからなるイベントを外部から受信してイベントキューにキューイングしている。
【0014】
イベント処理を行うプロセッサは自らイベントキューからイベントを取得し、イベントを取得する際に、排他制御管理デバイスに問合せを行い、イベント内の排他制御タグが排他制御管理デバイスに登録されていない時のみ、イベントキューからイベントを取得可能とし、イベントの取得時に排他制御タグを排他制御管理デバイスに登録することによって、各イベント取得処理における排他制御を行っている。
【0015】
これによって、本発明のマルチプロセッサシステムでは、マスタプロセッサの存在をなくすことが可能となり、全て同レベルのプロセッサとして機能することになるので、プロセッサが有効に利用可能となる。
【0016】
また、本発明のマルチプロセッサシステムでは、各プロセッサの処理内容が決まっておらず、全プロセッサが同様の処理を行えることによって、従来のように、ある処理を行うプロセッサのみに高い負荷がかかっていた場合においても、他のプロセッサも処理を行うことによって、負荷が分散され、プロセッサが有効に活用可能となる。
【0017】
したがって、本発明のマルチプロセッサシステムでは、処理可能なイベントが存在する際に、未動作のプロセッサが存在する状況がなくなり、プロセッサが効率よく使用可能になるとともに、同期管理の必要があるイベントにも効率よく対処可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施例によるマルチプロセッサシステムの構成を示すブロック図である。図1において、マルチプロセッサシステムは複数のプロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々をバス100によって排他制御管理デバイス1と、イベントキュー2とに接続して構成されている。
【0019】
排他制御管理デバイス1にはプロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々が処理中の排他制御タグ11−0〜11−nが登録される。プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々では同じプログラム31−0〜31−nが動作する。
【0020】
外部から来るイベントは排他制御タグ21−0〜21−nと処理内容22−0〜22−nとから構成され、イベントキュー2に順次格納される。イベントキュー2では格納したイベントを先頭からだけではなく、途中からも取出し自在となっている。同期が必要なイベントには同じ排他制御タグが付けられ、イベントキュー2にキューイングされる。
【0021】
図2及び図3は本発明の一実施例によるマルチプロセッサシステムのプロセッサ (#0〜#n)3−1〜3−n各々のイベント取得動作を示すフローチャートである。これら図1〜図3を参照してプロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々のイベント取得動作について説明する。尚、図2及び図3に示す処理はプロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々がプログラム31−0〜31−nを実行することで実現される。
【0022】
プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々はイベント取得可能状態になると、イベントキュー2に対してイベント取得を開始する。まず、プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々はイベント取得権(イベントキュー2のアクセス権)を獲得しにいく。
【0023】
プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々は他のプロセッサによってイベント取得権が確保されている場合、イベント取得権を獲得することができないので(図2ステップS1)、待ち状態となる(図2ステップS8)。
【0024】
プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々はイベント取得権を確保することができた場合(図2ステップS1)、イベント取得状態通知受信をマスクし(図2ステップS2)、イベントキュー2の先頭からイベント取得を開始する(図2ステップS3)。
【0025】
プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々はイベントの排他制御タグが排他制御管理デバイス1に登録されているかを確認し(図2ステップS4)、登録されていれば、イベントキュー2に次のイベントが存在するかを判断し(図2ステップS5)、イベントキュー2に次のイベントが存在すれば、ステップS2に戻って上記と同様のイベント取得処理を行う。
【0026】
プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々はイベントキュー2に存在する全てのイベントが取得不可の場合(図2ステップS5)、イベント取得権を解放し(図2ステップS6)、イベント取得状態通知受信マスクを解除し(図2ステップS7)、イベント取得状態通知待ちとなる(図2ステップS8)。
【0027】
プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々はイベントの排他制御タグが排他制御管理デバイス1に登録されていなければ、その排他制御タグを排他制御管理デバイス1に登録し(図2ステップS9)、イベントの取得、イベント取得権の解放、イベント取得状態通知をそれぞれ行う(図2ステップS10)。
【0028】
処理内容処理完了後、プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々は排他制御管理デバイス1から排他制御タグを削除し(図3ステップS11)、イベント取得状態通知受信マスクを解除し(図3ステップS12)、イベント取得状態通知を行う(図3ステップS13)。
【0029】
プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々がイベント取得状態となるのは、イベント取得状態通知を受信した場合となる。イベント取得状態通知はイベントキュー2にイベントがキューイングされた時、プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々がイベント取得権を解放した時、プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々がイベント処理を完了し、排他制御タグを削除した時となる。
【0030】
このように、本実施例では、マスタプロセッサの存在をなくし、全て同レベルのプロセッサとして機能することによって、プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々を有効に利用することができる。
【0031】
また、本実施例では、プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々の処理内容が決まっておらず、全てのプロセッサにおいて同様の処理を行うようにすることで、従来ある処理を行うプロセッサのみに高い負荷がかかっていた場合でも、その処理を他のプロセッサでも処理を行うことによって、負荷が分散されるので、プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々を有効に活用することができる。
【0032】
これによって、本実施例では、処理可能なイベントが存在するが、未動作のプロセッサが存在する状況がなくなり、プロセッサを効率よく使用することができ、同期管理の必要があるイベントにも効率よく対処することができる。
【0033】
図4及び図5は本発明の他の実施例によるマルチプロセッサシステムのプロセッサ各々のイベント取得動作を示すフローチャートである。本発明の他の実施例によるマルチプロセッサシステムは図1に示す本発明の一実施例によるマルチプロセッサシステムと同様の構成となっているので、これら図1と図4と図5とを参照してプロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々のイベント取得動作について説明する。尚、図4及び図5に示す処理はプロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々がプログラム31−0〜31−nを実行することで実現される。
【0034】
本発明の他の実施例では、プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々のイベント取得状態遷移タイミングがイベント取得状態通知ではなく、ラウンドロビン形式の場合に対応しており、以下、この場合の動作について説明する。
【0035】
本発明の他の実施例では、プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々の動作とは独立したラウンドロビン形式のイベント取得権遷移機構(図示せず)を用意している。
【0036】
イベント取得権遷移機構はあるプロセッサにイベント取得権を与え、一定時間後に、次のプロセッサにイベント取得権を委譲する。最後のプロセッサの次は先頭のプロセッサに委譲することとなる。
【0037】
プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々はイベント取得可能状態になると、イベント処理中でなければ(図4ステップS21)、イベント取得権遷移機構の遷移を停止させる(図4ステップS23)。
【0038】
次に、プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々はイベントキュー2に対してイベント取得を開始し(図4ステップS24)、イベントの排他制御タグが排他制御管理デバイス1に登録されているかどうかを確認する(図4ステップS25)。
【0039】
プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々はイベントの排他制御タグが排他制御管理デバイス1に登録されている場合、イベントキュー2に次のイベントが存在するかを判断し(図4ステップS26)、イベントキュー2に次のイベントが存在すれば、ステップS24に戻って、上記と同様のイベント取得処理を行う。
【0040】
プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々はイベントキュー2に存在する全てのイベントが取得不可の場合(図4ステップS26)、イベント取得権遷移機構の遷移停止を解除し(図4ステップS27)、イベント取得状態通知待ちとなる(図4ステップS28)。
【0041】
プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々はイベントの排他制御タグが排他制御管理デバイス1に登録されていなければ、その排他制御タグを排他制御管理デバイス1に登録し(図4ステップS29)、イベントの取得、イベント取得権の解放、イベント取得状態通知をそれぞれ行う(図4ステップS30)。
【0042】
処理内容処理完了後、プロセッサ(#0〜#n)3−1〜3−n各々は排他制御管理デバイス1から排他制御タグを削除し(図5ステップS31)、イベント取得状態通知待ちとなる(図5ステップS32)。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、各々独自のメモリ空間を持つ複数のプロセッサからなるマルチプロセッサシステムにおいて、処理内容と排他制御タグとからなるイベントを外部から受信してキューイングするイベントキューからイベントを取得する際にプロセッサによって処理されるイベントの排他制御タグを管理する排他制御管理デバイスに問合せを行い、当該イベント内の排他制御タグが排他制御管理デバイスに登録されていない時にイベントキューからイベントを取得し、当該イベントの取得時にそれに対応する排他制御タグを排他制御管理デバイスに登録することによって、各プロセッサを効率的に使用することができ、負荷分散を効率的に行うことができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるマルチプロセッサシステムの構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例によるマルチプロセッサシステムのプロセッサ各々のイベント取得動作を示すフローチャートである。
【図3】本発明の一実施例によるマルチプロセッサシステムのプロセッサ各々のイベント取得動作を示すフローチャートである。
【図4】本発明の他の実施例によるマルチプロセッサシステムのプロセッサ各々のイベント取得動作を示すフローチャートである。
【図5】本発明の他の実施例によるマルチプロセッサシステムのプロセッサ各々のイベント取得動作を示すフローチャートである。
【図6】従来例によるマルチプロセッサシステムの構成例を示すブロック図である。
【図7】従来例によるマルチプロセッサシステムの他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 排他制御管理デバイス
2 イベントキュー
3−1〜3−n プロセッサ(#0〜#n)
11−0〜11−n,
21−0〜21−n 排他制御タグ
22−0〜22−n 処理内容
31−0〜31−n プログラム
100 バス
Claims (10)
- 各々独自のメモリ空間を持つ複数のプロセッサからなるマルチプロセッサシステムであって、
処理内容と排他制御タグとからなるイベントを外部から受信してキューイングしかつ格納したイベントを先頭以外の途中からも取出し自在なイベントキューと、
前記プロセッサによって処理されるイベントの排他制御タグを管理する排他制御管理デバイスとを有し、
前記複数のプロセッサ各々が、前記イベントキューから前記イベントを取得する際に前記排他制御管理デバイスに問合せを行う手段と、当該イベント内の排他制御タグが前記排他制御管理デバイスに登録されていない時に前記イベントキューから前記イベントを取得する手段と、当該イベントの取得時にそれに対応する排他制御タグを前記排他制御管理デバイスに登録する手段とを有し、
同期が必要なイベントに対してその同期対象と同じ排他制御タグを付与して前記イベントキューにキューイングすることを特徴とするマルチプロセッサシステム。 - 前記複数のプロセッサ各々のうちのいずれかに前記イベントの取得権を与えかつ前記イベントの取得権を予め設定された一定時間後に次のプロセッサに委譲するイベント取得権遷移機構を含むことを特徴とする請求項1記載のマルチプロセッサシステム。
- 各々独自のメモリ空間を持つ複数のプロセッサからなるマルチプロセッサシステムであって、
処理内容と排他制御タグとからなるイベントを外部から受信してキューイングするイベントキューと、
前記プロセッサによって処理されるイベントの排他制御タグを管理する排他制御管理デバイスとを有し、
前記複数のプロセッサ各々が、前記イベントキューから前記イベントを取得する際に前記排他制御管理デバイスに問合せを行う手段と、当該イベント内の排他制御タグが前記排他制御管理デバイスに登録されていない時に前記イベントキューから前記イベントを取得する手段と、当該イベントの取得時にそれに対応する排他制御タグを前記排他制御管理デバイスに登録する手段とを有し、
前記複数のプロセッサ各々のうちのいずれかに前記イベントの取得権を与えかつ前記イベントの取得権を予め設定された一定時間後に次のプロセッサに委譲するイベント取得権遷移機構を含むことを特徴とするマルチプロセッサシステム。 - 前記複数のプロセッサ各々は、前記イベントキューから前記イベントを自ら取得するようにしたことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか記載のマルチプロセッサシステム。
- 各々独自のメモリ空間を持つ複数のプロセッサからなるマルチプロセッサシステムに用いる負荷分散制御方法であって、
前記複数のプロセッサ各々が、
処理内容と排他制御タグとからなるイベントを外部から受信してキューイングしかつ格納したイベントを先頭以外の途中からも取出し自在なイベントキューから前記イベントを取得する際に前記プロセッサによって処理されるイベントの排他制御タグを管理する排他制御管理デバイスに問合せを行うステップと、当該イベント内の排他制御タグが前記排他制御管理デバイスに登録されていない時に前記イベントキューから前記イベントを取得するステップと、当該イベントの取得時にそれに対応する排他制御タグを前記排他制御管理デバイスに登録するステップとを実行し、
同期が必要なイベントに対してその同期対象と同じ排他制御タグを付与して前記イベントキューにキューイングすることを特徴とする負荷分散制御方法。 - 前記複数のプロセッサ各々のうちのいずれかに前記イベントの取得権を与えるイベント取得権遷移機構が、前記イベントの取得権を予め設定された一定時間後に次のプロセッサに委譲することを特徴とする請求項5記載の負荷分散制御方法。
- 各々独自のメモリ空間を持つ複数のプロセッサからなるマルチプロセッサシステムに用いる負荷分散制御方法であって、
前記複数のプロセッサ各々が、処理内容と排他制御タグとからなるイベントを外部から受信してキューイングするイベントキューから前記イベントを取得する際に前記プロセッサによって処理されるイベントの排他制御タグを管理する排他制御管理デバイスに問合せを行うステップと、当該イベント内の排他制御タグが前記排他制御管理デバイスに登録されていない時に前記イベントキューから前記イベントを取得するステップと、当該イベントの取得時にそれに対応する排他制御タグを前記排他制御管理デバイスに登録するステップとを実行し、
前記複数のプロセッサ各々のうちのいずれかに前記イベントの取得権を与えるイベント取得権遷移機構が、前記イベントの取得権を予め設定された一定時間後に次のプロセッサに委譲することを特徴とする負荷分散制御方法。 - 前記複数のプロセッサ各々が前記イベントキューから前記イベントを自ら取得するようにしたことを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか記載の負荷分散制御方法。
- 各々独自のメモリ空間を持つ複数のプロセッサからなるマルチプロセッサシステムにおいて前記複数のプロセッサ各々に実行させるプログラムであって、
処理内容と排他制御タグとからなるイベントを外部から受信してキューイングしかつ格納したイベントを先頭以外の途中からも取出し自在なイベントキューから前記イベントを取得する際に前記プロセッサによって処理されるイベントの排他制御タグを管理する排他制御管理デバイスに問合せを行う処理と、当該イベント内の排他制御タグが前記排他制御管理デバイスに登録されていない時に前記イベントキューから前記イベントを取得する処理と、当該イベントの取得時にそれに対応する排他制御タグを前記排他制御管理デバイスに登録する処理とを含み、
同期が必要なイベントに対してその同期対象と同じ排他制御タグを付与して前記イベントキューにキューイングさせることを特徴とするプログラム。 - 各々独自のメモリ空間を持つ複数のプロセッサからなるマルチプロセッサシステムにおいて前記複数のプロセッサ各々に実行させるプログラムであって、
前記マルチプロセッサシステムに、前記複数のプロセッサ各々のうちのいずれかに処理内容と排他制御タグとからなるイベントの取得権を与えるイベント取得権遷移機構を設け、
前記イベントを外部から受信してキューイングするイベントキューから前記イベントを取得する際に前記プロセッサによって処理されるイベントの排他制御タグを管理する排他制御管理デバイスに問合せを行う処理と、当該イベント内の排他制御タグが前記排他制御管理デバイスに登録されていない時に前記イベントキューから前記イベントを取得する処理と、当該イベントの取得時にそれに対応する排他制御タグを前記排他制御管理デバイスに登録する処理と、イベント取得可能状態になった時にイベント処理中でなければ前記イベント取得権遷移機構の遷移を停止させる処理と、前記イベントキューに存在する全てのイベントが取得不可の場合に前記イベント取得権遷移機構の遷移停止を解除する処理とを含むことを特徴とするプログラム。
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