JP4679178B2 - Communication device and memory device - Google Patents
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Description
本発明は、通信装置及びメモリ装置に関し、特に運用系と待機系のメモリ冗長構造を持つ通信装置及び運用系及び待機系の両機能を有して、データの格納処理を行うメモリ装置に関する。 The present invention relates to a communication device and a memory device, and more particularly to a communication device having a redundant memory structure of an active system and a standby system, and a memory device that has both functions of an active system and a standby system and performs data storage processing.
近年、インターネットに代表される通信ネットワークは大容量化、広域化が著しく、サービスも多様化してきている。このような状況の中で、バックボーンとなるネットワークを構成して事業者によって管理される交換システムは、取り扱うデータ量が増大しており、さらなる高機能化・信頼性が要求されている。 In recent years, communication networks represented by the Internet have been greatly increased in capacity and widened, and services have been diversified. In such a situation, an exchange system that constitutes a backbone network and is managed by a business operator has an increased amount of data to be handled, and further higher functionality and reliability are required.
交換システムでは、障害が発生して復旧が遅れると、サービスへの被害が重篤なものになるため、装置内では、各種パッケージやパス等の二重化といった冗長構成が採用されており、障害検出時には冗長系側にすみやかに切り替えを行うことで耐障害性の向上を図っている。 In the exchange system, if a failure occurs and the recovery is delayed, the damage to the service becomes serious. Therefore, a redundant configuration such as duplication of various packages and paths is adopted in the device. Immediate switching to the redundant side improves fault tolerance.
特に交換システムでは、何らかの原因でシステムに障害が発生した場合、またはメンテナンスによるユニット交換作業時においても、呼制御(通話に関する制御)を正常に継続させなければならない。このため、呼制御等に関連するデータを記憶するメモリについても、運用系/待機系の二重化構成をとるようにして障害発生に備えている。 In particular, in a switching system, call control (control related to a call) must be normally continued when a failure occurs in the system for some reason or when a unit is replaced by maintenance. For this reason, the memory for storing data related to call control and the like is also prepared for the occurrence of a failure by adopting a duplex configuration of active / standby systems.
また、運用系メモリから待機系メモリへ切り替わった際は、即時に待機系メモリが正常動作可能なように、あらかじめシステム動作中に、運用系メモリ内のデータを待機系メモリへコピーしておく必要がある。 Also, when switching from the active memory to the standby memory, the data in the active memory must be copied to the standby memory in advance during system operation so that the standby memory can operate normally immediately. There is.
図9は交換システムの構成を示す図である。交換システム100は、CPU101〜104、運用系メモリ105、待機系メモリ106、バス調停部107、共通バス108から構成され、複数のCPUで処理負荷を分散させて交換制御を行う分散システム構成をとっている。
FIG. 9 is a diagram showing the configuration of the exchange system. The switching system 100 includes
システムの通常運用時は、CPU101〜104は、運用系メモリ105へアクセスして、データのR/W(読み出し/書き込み)を行う。この場合、CPU101〜104と運用系メモリ105は、共通バス108を介して接続しているため、ある瞬間に共通バス108を使用できるのは1つのCPUだけである。
During normal operation of the system, the
このため、バス調停部107は、アービトレーション(Arbitration)を行って、CPU101〜104それぞれに共通バス108の使用権を順次割り振り、使用権を得たCPUが運用系メモリ105へアクセスすることになる。
For this reason, the
ここで、運用系メモリ105から待機系メモリ106へのデータコピー動作について説明する。運用系メモリ105内に格納されているデータによってシステム稼動中に、待機系メモリ106をシステムに実装した場合を考える。
Here, a data copy operation from the
待機系メモリ106が共通バス108に接続すると、運用系メモリ105内のデータが待機系メモリ106へコピーされるコピー制御が開始する。コピー制御時では、ある1つのCPU(CPU101とする)が、共通バス108を介して運用系メモリ105にリードアクセスしてすべてのデータを逐一読み出す。
When the
待機系メモリ106は、共通バス108上に現れるデータを監視し(スヌープ(snoop)と呼ばれる)、CPU101から運用系メモリ105へのリードアクセス内容を自メモリ領域に書き込む。
The
このようなコピー制御が行われることで、運用系メモリ105のアドレスAに格納されていたデータaは、待機系メモリ106のアドレスAにも格納されることになり、運用系メモリ105と全く同じデータを、同じ格納領域に格納した待機系メモリ106が生成する。これにより、運用系→待機系への移行時においてのメモリ切り替えが可能になる。
By performing such copy control, the data a stored in the address A of the
従来のメモリ冗長化技術としては、運用系メモリと待機系メモリとの間にデータコピーの専用バスを設けてデータ転送を行う技術が提案されている(例えば、特許文献1)。
上記のような、任意のCPUから運用系メモリ105にアクセスする内容を監視し、待機系メモリ106に書き込むといった従来のコピー制御では、CPUから運用系メモリ105へのアクセスを実施しないと待機系メモリ106へのコピーは行われないため、CPUが運用系メモリ105へのアクセスを繰り返し行う必要がある。このため、運用系メモリ105の内容をすべて待機系メモリ106へコピーし終わるまでには、非常に多くの時間を要してしまう。
In the conventional copy control in which the access to the
また、1つのCPUがコピーを行うために処理を占有してしまうため、交換制御としての処理能力の低下が発生してしまう。さらにはCPUから運用系メモリ105へのアクセス中は、共通バス108を占有することになるので、運用系メモリの全領域分の(膨大な)アクセスが繰り返し発生し、その間、他の複数CPUの運用系メモリ105へのアクセスが制限されてしまう。
In addition, since one CPU occupies a process for performing a copy, a reduction in processing capacity as an exchange control occurs. Furthermore, during the access from the CPU to the
以上のことから従来のコピー制御では、新規に待機系メモリ106を組み込んだ際には、運用系メモリ105/待機系メモリ106の一致性を保証できるまでに時間がかかる上に、運用中の交換システム全体の能力を低下させるといった問題があった。
From the above, in the conventional copy control, when the
一方、上記の従来技術(特開平5−265789号公報)では、運用系メモリと待機系メモリとの間に、専用バスを設けてデータ転送を行うので、CPUとメモリ間の共通バスを使用しないため、交換処理性能低下は回避することができる。 On the other hand, in the above prior art (Japanese Patent Laid-Open No. 5-265789), since a dedicated bus is provided between the active memory and the standby memory to perform data transfer, a common bus between the CPU and the memory is not used. Therefore, a decrease in replacement processing performance can be avoided.
しかし、専用バスで運用系メモリから待機系メモリ装置へのデータコピーを行うと、運用中の本来のCPUから運用系メモリへのアクセスが発生した場合、その内容をいかにして待機系メモリ装置にも反映できるかが問題になってくる。 However, if data is copied from the active memory to the standby memory device on the dedicated bus, if the original operating CPU accesses the active memory, how is the content stored in the standby memory device? Whether it can be reflected also becomes a problem.
一般的には、メモリコピー動作中はCPUからのアクセスを一時的に抑止した状態にして、コピーを行う方法や、既にコピー領域として通過した領域にCPUからの書き込みアクセスがあった場合には、再度その領域を待機系メモリにコピーする方法がある。 In general, during a memory copy operation, access from the CPU is temporarily suppressed, and when copying is performed or when there is write access from the CPU in an area that has already passed as a copy area, There is a method of copying the area to the standby system memory again.
しかし、それらの方法では、システムの性能低下などの影響や、待機系メモリへのリアルタイムなデータの反映ができなくなってしまう。また、コピー完了後の領域に何度もCPUからのアクセスが発生した場合、待機系メモリへのデータ反映がいつまでも終了できないことになってしまう。 However, these methods cannot affect the performance of the system and reflect real-time data on the standby memory. In addition, when the CPU repeatedly accesses the area after completion of copying, the data reflection to the standby memory cannot be completed indefinitely.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、システム動作に影響を及ぼさずに、運用系メモリに格納されているデータを待機系メモリへ高速にコピーして、運用系から冗長系へのすみやかな切り替えを可能にした通信装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and without affecting the system operation, the data stored in the operation system memory is copied to the standby system memory at a high speed, so that the operation system and the redundancy system can be copied. An object of the present invention is to provide a communication device that enables a quick switching to a network.
また、本発明の他の目的は、システム動作に影響を及ぼさずに、運用系メモリに格納されているデータを待機系メモリへ高速にコピーして、運用系から冗長系へのすみやかな切り替えを可能にしたメモリ装置を提供することである。 Another object of the present invention is to copy data stored in the active memory to the standby memory at high speed without affecting the system operation, and to quickly switch from the active system to the redundant system. It is to provide a memory device that is made possible.
本発明では上記課題を解決するために、図1に示すような、運用系と待機系のメモリ冗長構造を持つ通信装置10において、共通バス14を介して、運用系側のメモリユニット12と待機系側のメモリユニット13に接続して、通信制御の分散処理を行う複数の通信部11−1〜11−nと、運用系側のメモリユニット12と待機系側のメモリユニット13とを接続するメモリコピーバス15と、データを格納する運用系メモリ12aと、待機系側のメモリユニット13が実装されたことを認識すると、運用系メモリ12a内に格納されているデータを読み出して、メモリコピーバス15を介して待機系側のメモリユニット13へ転送するデータ転送部12bと、通信部11−1〜11−nから運用系メモリ12aへのアクセスと、データ転送部12bから運用系メモリ12aへのアクセスとの調停を行うアクセス調停部12cと、から構成される運用系メモリ制御部12と、データを格納する待機系メモリ13aと、メモリコピーバス15を介して運用系メモリ制御部12から転送されたデータを、待機系メモリ13aへ書き込んで、メモリコピーを行うメモリコピー部13bと、通信部11−1〜11−nからの運用系メモリ制御部12への書き込みアクセスを監視して、待機系メモリ13aへのメモリコピーを実施している最中に、すでにコピーを完了した領域への書き込みがあった場合、共通バス14上に現れた書き込みアドレス及び書き込みデータを一時記憶し、メモリコピー終了後に、一時記憶した書き込み内容を待機系メモリ13aへ書き込む書き込み制御部13cと、から構成される待機系メモリ制御部13と、を有することを特徴とする通信装置10が提供される。
In the present invention, in order to solve the above problem, in the communication apparatus 10 having the active and standby memory redundancy structures as shown in FIG. A plurality of communication units 11-1 to 11-n that perform distributed processing of communication control are connected to the system
ここで、通信部11−1〜11−nは、共通バス14を介して、運用系側のメモリユニット12と待機系側のメモリユニット13に接続して、通信制御の分散処理を行う。メモリコピーバス15は、運用系側のメモリユニット12と待機系側のメモリユニット13とを接続する。運用系メモリ12aは、データを格納する。データ転送部12bは、待機系側のメモリユニット13が実装されたことを認識すると、運用系メモリ12a内に格納されているデータを読み出して、メモリコピーバス15を介して待機系側のメモリユニット13へ転送する。アクセス調停部12cは、通信部11−1〜11−nから運用系メモリ12aへのアクセスと、データ転送部12bから運用系メモリ12aへのアクセスとの調停を行う。待機系メモリ13aは、データを格納する。メモリコピー部13bは、メモリコピーバス15を介して運用系メモリ制御部12から転送されたデータを、待機系メモリ13aへ書き込んで、メモリコピーを行う。書き込み制御部13cは、通信部11−1〜11−nからの運用系メモリ制御部12への書き込みアクセスを監視して、待機系メモリ13aへのメモリコピーを実施している最中に、すでにコピーを完了した領域への書き込みがあった場合、共通バス14上に現れた書き込みアドレス及び書き込みデータを一時記憶し、メモリコピー終了後に、一時記憶した書き込み内容を待機系メモリ13aへ書き込む。
Here, the communication units 11-1 to 11-n are connected to the
本発明の通信装置は、運用系メモリ制御部では、運用系メモリ内に格納されているデータを読み出して、メモリコピーバスを介して待機系側のメモリへ転送する。待機系メモリ制御部では、転送されたデータを、待機系メモリへ書き込んで、メモリコピーを行い、待機系メモリへのメモリコピーを実施している最中に、すでにコピーを完了した領域への書き込みがあった場合には、メモリコピー終了後に、一時記憶した書き込み内容を待機系メモリへ書き込む構成とした。これにより、システム動作に影響を及ぼさずに、運用系メモリに格納されているデータを待機系メモリへ、高速にコピーすることができ、運用系から冗長系へのすみやかな切り替えが可能になる。 In the communication device of the present invention, the active memory control unit reads data stored in the active memory and transfers the data to the standby memory via the memory copy bus. The standby system memory controller writes the transferred data to the standby system memory, performs memory copy, and writes to the area where copying has already been completed while performing memory copy to the standby system memory. In the case where there is, the configuration is such that after the memory copy is completed, the temporarily stored writing content is written to the standby memory. As a result, the data stored in the active memory can be copied to the standby memory at high speed without affecting the system operation, and a quick switch from the active system to the redundant system becomes possible.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図1は通信装置の原理図である。通信装置10は、通信部11−1〜11−n、運用系メモリ制御部12、待機系メモリ制御部13から構成された運用系と待機系のメモリ冗長構造を持つ装置であり、交換システムなどに適用される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a principle diagram of a communication apparatus. The communication device 10 is a device having an active and standby memory redundancy structure composed of communication units 11-1 to 11-n, an active
通信部11−1〜11−n、運用系メモリ制御部12及び待機系メモリ制御部13は、共通バス14で互いに接続し、運用系メモリ制御部12と待機系メモリ制御部13は、メモリコピーバス15で互いに接続する。
The communication units 11-1 to 11-n, the active
通信部11−1〜11−nは、運用系メモリ制御部12にアクセスしてデータのR/Wを行い、呼制御等の通信制御の分散処理を行う。
運用系メモリ制御部12は、運用系メモリ12a、データ転送部12b、アクセス調停部12cから構成される。運用系メモリ12aは、データを格納する。データ転送部12bは、待機系側のメモリユニットである待機系メモリ制御部13が実装されたことを認識すると、自律的に運用系メモリ12a内に格納されているデータを読み出して、メモリコピーバス15を介して、待機系メモリ制御部13へ転送する。
The communication units 11-1 to 11-n access the active
The active
アクセス調停部12cは、通信部11−1〜11−nから運用系メモリ12aへのアクセスと、データ転送部12bから運用系メモリ12aへのアクセスとの調停を行う。
待機系メモリ制御部13は、待機系メモリ13a、メモリコピー部13b、書き込み制御部13cから構成される。待機系メモリ13aは、データを格納する。メモリコピー部13bは、メモリコピーバス15を介して運用系メモリ制御部12から転送されたデータを受信すると、自律的に待機系メモリ13aへ書き込んで、メモリコピーを行う。
The
The standby system
書き込み制御部13cは、一時記憶部13c−1を含み、通信部11−1〜11−nからの運用系メモリ制御部12への書き込みアクセスを監視して、待機系メモリ13aへのメモリコピーを実施している最中に、すでにコピーを完了した領域への書き込みがあった場合、共通バス14上に現れた書き込みアドレス及び書き込みデータを一時記憶部13c−1に対して格納する。そして、メモリコピー終了後に、一時記憶した書き込み内容を待機系メモリ13aへ書き込む。
The
なお、運用系メモリ制御部12と待機系メモリ制御部13の各構成要素は、実質的には同一の1枚のメモリ装置として基板に実装されており、図ではわかりやすいように機能を分けて示した。
Note that each component of the active
次に通信装置10の具体的な構成について説明する。図2は通信装置の構成を示す図である。通信装置10aは、CPU11−1〜11−4、運用系メモリ制御部12、待機系メモリ制御部13、バス調停部16から構成される。
Next, a specific configuration of the communication device 10 will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the communication apparatus. The communication device 10 a includes CPUs 11-1 to 11-4, an active
CPU11−1〜11−4は、呼制御を負荷分散して行う。運用系メモリ制御部12は、それぞれのCPU11−1〜11−4が共有して使用するデータを格納した運用系メモリユニットである。待機系メモリ制御部13は、運用系メモリ制御部12が障害となった場合に備えて設けられる待機系メモリユニットである。バス調停部16は、CPU11−1〜11−4が共通バス14を使用するための調停制御を行う。
The CPUs 11-1 to 11-4 perform call control with load distribution. The operational
通常の運用において、CPU11−1〜11−4は、運用系メモリ制御部12内の運用系メモリ12aに格納されたデータのR/Wを行う。このアクセスにより、運用系メモリ12aには、複数のCPU11−1〜11−4が共有する最新のデータが常に格納され、運用系メモリ12aの最新データを各々のCPUが使用して呼制御を行う。
In normal operation, the CPUs 11-1 to 11-4 perform R / W of data stored in the
一方、待機系メモリ制御部13内の待機系メモリ13aにも同様のデータを格納し、運用系メモリ12aの異常時には、すみやかに待機系メモリ13aに切り替わり、引き続き複数のCPU11−1〜11−4が待機系メモリ13aに格納された最新データを基に呼制御を継続する。
On the other hand, similar data is also stored in the
次に運用系メモリ12aを使用して通常運用している際に、待機系メモリ制御部13をシステムに新規に組み込んで、メモリコピーされる動作について図3〜図5を用いて詳しく説明する。
Next, a description will be given in detail with reference to FIG. 3 to FIG. 5 of an operation in which the standby
図3〜図5は通信装置10aのメモリコピー動作の流れを示す図である。なお、図3はステップS1〜ステップS6を、図4はステップS7を、図5はステップS8を示している。 3 to 5 are diagrams showing the flow of the memory copy operation of the communication device 10a. 3 shows step S1 to step S6, FIG. 4 shows step S7, and FIG. 5 shows step S8.
〔S1〕待機系メモリ制御部13が実装する。このとき、待機系メモリ制御部13は、共通バス14と接続し、さらにメモリコピーバス15により運用系メモリ制御部12と接続する。
[S1] The standby
〔S2〕運用系メモリ制御部12内のデータ転送部12bは、待機系メモリ制御部13からのメモリコピー開始指示を受信すると、運用系メモリ12aに格納されているデータを先頭アドレスから最終アドレスまで順に、メモリコピーバス15を介して、待機系メモリ制御部13内のメモリコピー部13bへ転送する(待機系メモリ13aには全くデータが存在しないため、運用系メモリ12aに格納されているデータをすべて、待機系メモリ13aにコピーする必要がある)。
[S2] When the
〔S3〕メモリコピー部13bは、転送されたデータを受信して、待機系メモリ13aにコピーする。このとき、運用系メモリ12aに格納されていた同じアドレスに同じデータを格納コピーする。
[S3] The
〔S4〕運用系→待機系のメモリコピー中であっても、CPU11−1〜11−4は、共通バス14を介して、任意に運用系メモリ12aにR/Wアクセスを行う。
〔S5〕書き込み制御部13cは、CPU11−1〜11−4からの運用系メモリ制御部12への書き込みアクセスを監視する(スヌープを行う)。待機系メモリ13aへのメモリコピーを実施している最中に、すでにコピーを完了した運用系メモリ12aの領域への書き込みがあった場合、共通バス14上に現れた書き込みアドレス及び書き込みデータを一時記憶部13c−1に格納する。
[S4] Even during the active-to-standby memory copy, the CPUs 11-1 to 11-4 arbitrarily perform R / W access to the
[S5] The
〔S6〕アクセス調停部12cは、運用系メモリ12aに対する同一アドレスに対するアクセス調停を行う。例えば、CPU11−1に対する運用系メモリ12aへのアドレスAに対するアクセスと、データ転送部12bから運用系メモリ12aへのアドレスAに対するアクセスとが同時に発生した場合には、CPU側のアクセスを優先的に選択して、互いの競合を防止する。
[S6] The
〔S7〕運用系メモリ12a内のデータがすべて待機系メモリ13aにコピーされたとする。書き込み制御部13cは、メモリコピー終了後に、一時記憶部13c−1に格納されている書き込み内容を待機系メモリ13aへ書き込む(運用系メモリ12aのアドレスAにデータaが書かれたならば、待機系メモリ13aのアドレスAにもデータaが格納される)。この時点で、運用系メモリ12aと待機系メモリ13aには、互いに同じアドレスに同じデータが格納される状態となる。
[S7] Assume that all data in the
〔S8〕書き込み制御部13cでの待機系メモリ13aに対するデータ格納更新処理が終了したら(一時記憶部13c−1に記憶されていたデータをすべて待機系メモリ13aに書き込んだら)、CPU11−1〜11−4がメモリリードアクセスを行う場合は、運用系メモリ12aにアクセスしてデータを読み出す。また、メモリライトアクセスを行う場合は、運用系メモリ12aと待機系メモリ13aの両方にアクセスしてデータを書き込み反映させていく。
[S8] When the data storage update processing for the
なお、書き込み制御部13cでは、一時記憶している書き込み内容に対して、しきい値を設けており、一時記憶部13c−1から待機系メモリ13aへ一時記憶した内容を書き込んでいるときに、一時記憶部13c−1の格納量がしきい値以下になった時点で、あらたな一時記憶処理を停止する(すなわち、しきい値以下になった時点で、CPU11−1〜11−4が運用系メモリ12aに書き込みアクセスをしても、そのアクセス内容を一時記憶部13c−1には取り込まないようにする)。
Note that the
そして、一時記憶部13c−1に現在記憶されている内容をすべて待機系メモリ13aへ書き込み、書き込み終了後にCPU11−1〜11−4からの運用系メモリ制御部12への書き込みアクセスがあった場合には、一時記憶せずに待機系メモリ13aに直接書き込むことにする。
When all the contents currently stored in the
CPU11−1〜11−4から運用系メモリ12aへの書き込みアクセスは任意に行われるので、運用系メモリ12a→待機系メモリ13aへのメモリコピーバス15を介したメモリコピーの終了後も、CPU11−1〜11−4から運用系メモリ12aへ幾度となく書き込みアクセスが行われることがある。
Since write access from the CPUs 11-1 to 11-4 to the
このような状態で、書き込み内容を一時記憶して、待機系メモリ13aの格納データを更新していると、いつまでたっても待機系メモリ制御部13がスタンバイ状態とならない可能性があるため(一時記憶部13c−1が空にならない)、一時記憶部13c−1に格納されているデータを吐き出しているときに、格納量がしきい値以下になったら、一時記憶処理は停止し、待機系メモリ13aに書き込み内容をすべて書き込み、その後の書き込みアクセスは待機系メモリ13aに直接書き込むようにして、待機系メモリ制御部13を早期にスタンバイ状態にさせる。
In such a state, if the contents to be written are temporarily stored and the data stored in the
次に通信装置10aのメモリコピー動作シーケンスを説明する。図6はメモリコピー動作シーケンスを示す図である。
〔S11〕CPU11は、共通バス14を介して、運用系メモリ12aに任意にR/Wのアクセスを行う。
Next, a memory copy operation sequence of the communication device 10a will be described. FIG. 6 is a diagram showing a memory copy operation sequence.
[S11] The
〔S12〕メモリコピー部13bは、メモリコピー開始指示をデータ転送部12bへ送信する。
〔S13〕データ転送部12bは、運用系メモリ12aから先頭アドレスのデータを読み出す。
[S12] The
[S13] The
〔S14〕データ転送部12bは、先頭アドレスと、先頭アドレスに格納されていたデータとを、メモリコピーバス15を介して、メモリコピー部13bへ転送する。
〔S15〕メモリコピー部13bは転送されたデータを、待機系メモリ13aに書き込みメモリコピーする(このような動作は最終アドレスまで行われる)。
[S14] The
[S15] The
〔S16〕書き込み制御部13cは、CPU11が運用系メモリ12aに行った書き込みアクセスを監視し、共通バス14を介して書き込み内容(書き込みアドレスと、その書き込みアドレスに格納されていたデータ)を一時記憶する。
[S16] The
〔S17〕データ転送部12bは、運用系メモリ12aから最終アドレスのデータを読み出す。
〔S18〕データ転送部12bは、最終アドレスと、最終アドレスに格納されていたデータとを、メモリコピーバス15を介して、メモリコピー部13bへ転送する。
[S17] The
[S18] The
〔S19〕メモリコピー部13bは転送されたデータを、待機系メモリ13aに書き込みメモリコピーする。運用系メモリ12aから待機系メモリ13aへのメモリコピーが完了する。
[S19] The
〔S20〕運用系メモリ12aから待機系メモリ13aへのメモリコピーが完了すると、メモリコピー部13bと待機系メモリ13aとの論理的な接続が切り離され、書き込み制御部13cと待機系メモリ13aとが論理的に接続する。
[S20] When the memory copy from the
〔S21〕書き込み制御部13cは、一時記憶した書き込み内容を待機系メモリ13aに書き込む(書き込み内容が、アドレスAと、アドレスAに格納されているデータaならば、待機系メモリ13aのアドレスAにデータaを書き込む)。
[S21] The
〔S22〕一時記憶した内容を待機系メモリ13aに書き込んでいるときに、一時記憶部13c−1の格納量がしきい値以下になったら(しきい値は例えば、1アクセス分の蓄積量)、書き込み制御部13cと待機系メモリ13aの論理的な接続を切り離す。
[S22] While the temporarily stored content is written to the
〔S23〕CPU11が書き込みアクセスを行う場合は、運用系メモリ12aと待機系メモリ13aの両方に行う。
次にメモリ競合について説明する。アクセス調停部12cは、CPU11−1〜11−4から運用系メモリ12aへのアクセスと、データ転送部12bから運用系メモリ12aへのアクセスとの調停を行うが、運用系メモリ12aに工夫を施すことでさらに競合を抑制し、より確実にCPU動作継続中のコピー動作をスムーズに実行することができる。
[S23] When the
Next, memory contention will be described. The
1つには、運用系メモリ12aを小さなブロックに分割することで実現できる。すなわち、小さなブロックに区切って、CPU11−1〜11−4とデータ転送部12bの調停をとることにより、CPU11−1〜11−4からアクセスするアドレスと、データ転送部12bがアクセスするアドレスが異なる可能性が大きくなり、CPU11−1〜11−4とデータ転送部12bとのアクセスは、同時に実施することが可能になる。
For one, it can be realized by dividing the
運用系メモリ12aの領域が非常に大きな領域で、これを細かなブロックに区切れば、CPU11−1〜11−4とデータ転送部12bとが全く同じエリアをアクセスする確率は非常に低くなり、CPU11−1〜11−4とデータ転送部12bとが同時に運用系メモリ12aへのアクセスが可能となり、よりリアルタイムなメモリコピー動作が可能となる。
If the area of the
また、別の方法として、運用系メモリ12aをデュアルポートのメモリ素子にしてもよい。一方のポートからCPU11−1〜11−4からの書き込み動作を行い、他方のポートからデータ転送部12bの読み出し動作を同時に行うことができる。
As another method, the
次に通信装置10aが実現するリアルタイムなメモリコピー動作の効果について説明する。通信装置10aでは、運用系メモリ12aから待機系メモリ13aへデータをコピーしている最中に、CPU11−1〜11−4から運用系メモリ12aの既にコピーを完了した領域に対してデータの書き込みが発生した場合、運用系メモリ12aから再度データを送り直すのではなく、待機系メモリ13a側でその内容を一時保持しておき、後に待機系メモリ13aを最新化することにより、リアルタイムな一致性を保証する。
Next, the effect of the real-time memory copy operation realized by the communication device 10a will be described. In the communication device 10a, while data is being copied from the
また、従来技術(特開平5−265789号公報)では、単純に専用のメモリコピーバスを設けて転送するものなので、CPUからのアクセスが絶え間なく発生した場合には、いつまでたっても、待機系メモリ13aへのコピーが終わらないという問題があるが、通信装置10aでは、コピー中に発生した書き込みデータを待機系メモリ13aに反映するためには、同一プリント基板上に実装されるデバイス間の転送となるので(一時記憶部13c−1→待機系メモリ13aへの転送)、デバイス動作速度であるナノオーダーでの転送になり、CPU11−1〜11−4から待機系メモリ13aへのデータ書き込みよりも、一時記憶部13c−1から待機系メモリ13aへのデータ書き込みのほうが遥かに高速であるため、一時記憶部13c−1から待機系メモリ13aへの反映は速やかに完了することが非常に優位な点である。
In the prior art (Japanese Patent Laid-Open No. 5-265789), a dedicated memory copy bus is simply provided for transfer. Therefore, if access from the CPU occurs continuously, the standby system memory can be used forever. Although there is a problem that copying to 13a does not end, in communication device 10a, in order to reflect write data generated during copying in
一方、CPU11−1〜11−4から一時記憶部13c−1に対するアクセスと、一時記憶部13c−1から待機系メモリ13aへのデータ書き込みは非同期で発生するため、一時記憶部13c−1が全て空になるという保証はない。
On the other hand, access from the CPUs 11-1 to 11-4 to the
そのために、書き込み制御部13cでは、しきい値を設けて、一時記憶部13c−1から待機系メモリ13aへのデータ書き込みを行っているときに、一時記憶部13c−1の蓄積量がしきい値以下になったら、一時記憶部13c−1と共通バス14との接続と、一時記憶部13c−1と待機系メモリ13aとの接続を切り離し、一時記憶部13c−1に現在蓄積されているデータを待機系メモリ13aにすべて書き込む。
Therefore, the
その後、CPU11−1〜11−4からの書き込みアクセスがあった場合は、共通バス14から待機系メモリ13aへデータが流れ込むようにする。そして、これと同時に、組み込んだ待機系メモリ制御部13を、コピー中というオフラインモードから、切り替え可能なオンラインモードに状態を切り替え、二重化運転に移行する。
Thereafter, when there is a write access from the CPUs 11-1 to 11-4, the data flows from the common bus 14 to the
次に従来と本発明との性能比について説明する。図7、図8は性能比を説明するための図である。図7に対し、従来装置200はCPU#1〜#5、運用系メモリ装置201、待機系メモリ装置202、バス調停部16から構成され、それぞれ共通バスB1で接続する。
Next, the performance ratio between the prior art and the present invention will be described. 7 and 8 are diagrams for explaining the performance ratio. 7, the conventional device 200 includes
図8に対し、本発明の通信装置10bはCPU#1〜#5、運用系メモリ制御部12、待機系メモリ制御部13、バス調停部16から構成され、それぞれ共通バスB1で接続し、運用系メモリ制御部12と待機系メモリ制御部13は、メモリコピーバスB2で接続する。なお、バス調停部16は、CPU#1〜#5のメモリアクセスに対し平等に調停する(ラウンドロビン方式)。
8, the communication device 10b according to the present invention includes
最初に処理能力について説明する。従来装置200では、メモリコピー専用のCPU(CPU#1とする)から運用系メモリ装置201へのアクセスが必要になり、メモリコピー処理を行うCPU#1は、本来の処理を中断することになる。したがって、メモリコピー処理中に本来の処理を続行できるCPUは1台減少し、4台で処理することになる。
First, the processing capability will be described. In the conventional apparatus 200, it is necessary to access the
一方、通信装置10bでは、メモリコピーバスB2を経由して自律的にメモリコピーを実行するので、メモリコピー中においても5台で処理継続可能となるため、メモリコピー中のシステムとしての処理能力比は4台から5台、すなわち25%従来よりも処理能力が向上する。
On the other hand, since the communication device 10b autonomously executes memory copy via the memory copy bus B2, since it is possible to continue processing with five devices even during memory copy, the processing capacity ratio as a system during
次にメモリコピー時間について説明する。共通バスB1とメモリコピーバスB2のデータ転送能力が同等とした場合、従来装置200では、あるCPUが共通バスB1を使用してメモリコピーを行うため、他のCPUとシェアし、コピーデータの転送能力は共通バスB1の転送能力の1/5となる。 Next, the memory copy time will be described. When the data transfer capabilities of the common bus B1 and the memory copy bus B2 are equal, in the conventional apparatus 200, a certain CPU performs memory copy using the common bus B1, so that it is shared with other CPUs to transfer copy data. The capacity is 1/5 of the transfer capacity of the common bus B1.
一方、通信装置10bでは、メモリコピーバスB2の専用ルートを使うため、コピーデータの転送能力はメモリコピーバスB2の転送能力そのものであり、従来の構成と単純比較して5倍の転送能力となり、時間としては1/5に短縮されることがわかる。 On the other hand, in the communication device 10b, since the dedicated route of the memory copy bus B2 is used, the copy data transfer capability is the transfer capability of the memory copy bus B2 itself, which is five times the transfer capability compared to the conventional configuration. It can be seen that the time is shortened to 1/5.
以上説明したように、本発明によれば、待機系メモリ組み込み時の膨大なデータのコピー時においても、CPUから運用系メモリへのアクセスを妨げることなく高速にデータコピーできる。そのため、システムとしての性能を劣化させることなく、通常通りの運用を継続しながらも、すみやかに待機系メモリに対して、切り替え可能なオンライン状態に遷移させることができ、性能・信頼性の向上を図ることが可能になる。 As described above, according to the present invention, even when a large amount of data is copied when the standby memory is incorporated, data can be copied at high speed without hindering access from the CPU to the operational memory. Therefore, while maintaining normal operation without degrading the performance of the system, the standby system memory can be quickly switched to a switchable online state, improving performance and reliability. It becomes possible to plan.
(付記1) 運用系と待機系のメモリ冗長構造を持つ通信装置において、
共通バスを介して、運用系側のメモリユニットと待機系側のメモリユニットに接続して、通信制御の分散処理を行う複数の通信部と、
運用系側のメモリユニットと待機系側のメモリユニットとを接続するメモリコピーバスと、
データを格納する運用系メモリと、待機系側のメモリユニットが実装されたことを認識すると、前記運用系メモリ内に格納されているデータを読み出して、前記メモリコピーバスを介して待機系側のメモリユニットへ転送するデータ転送部と、前記通信部から前記運用系メモリへのアクセスと、前記データ転送部から前記運用系メモリへのアクセスとの調停を行うアクセス調停部と、から構成される運用系メモリ制御部と、
データを格納する待機系メモリと、前記メモリコピーバスを介して前記運用系メモリ制御部から転送されたデータを、前記待機系メモリへ書き込んで、メモリコピーを行うメモリコピー部と、前記通信部からの前記運用系メモリ制御部への書き込みアクセスを監視して、前記待機系メモリへのメモリコピーを実施している最中に、すでにコピーを完了した領域への書き込みがあった場合、前記共通バス上に現れた書き込みアドレス及び書き込みデータを一時記憶し、メモリコピー終了後に、一時記憶した書き込み内容を前記待機系メモリへ書き込む書き込み制御部と、から構成される待機系メモリ制御部と、
を有することを特徴とする通信装置。
(Supplementary note 1) In a communication device having a memory redundancy structure of an active system and a standby system,
A plurality of communication units that perform distributed processing of communication control by connecting to a memory unit on the active system side and a memory unit on the standby system side via a common bus;
A memory copy bus that connects a memory unit on the active side and a memory unit on the standby side;
When recognizing that the active system memory for storing data and the memory unit on the standby system side are mounted, the data stored in the active system memory is read, and the data on the standby system side is read via the memory copy bus. An operation comprised of a data transfer unit for transferring to a memory unit, and an access arbitration unit for arbitrating access from the communication unit to the active memory and access from the data transfer unit to the active memory A system memory control unit;
A standby memory for storing data, a memory copy unit for writing the data transferred from the active memory control unit via the memory copy bus to the standby memory, and performing a memory copy, and a communication unit The write access to the active memory control unit is monitored, and when the memory copy to the standby system memory is being performed, if there is a write to an area that has already been copied, the common bus A standby memory control unit configured to temporarily store the write address and write data that appeared above, and after the memory copy is finished, the write control unit that writes the temporarily stored write content to the standby memory;
A communication apparatus comprising:
(付記2) 前記書き込み制御部は、前記待機系メモリへ一時記憶した内容を書き込んでいるときに、一時記憶している内容がしきい値以下になったら、あらたな一時記憶処理を停止して、現在記憶されている内容をすべて前記待機系メモリへ書き込み、書き込み終了後に前記通信部からの前記運用系メモリ制御部への書き込みアクセスがあった場合には、一時記憶せずに前記待機系メモリに直接書き込むことを特徴とする付記1記載の通信装置。
(Additional remark 2) The said write-control part will stop a new temporary storage process, if the content memorize | stored temporarily will be below a threshold value while writing the content memorize | stored temporarily to the said standby | waiting-system memory. All the currently stored contents are written to the standby memory, and when there is a write access from the communication unit to the active memory control unit after the writing is completed, the standby memory is not temporarily stored. The communication device according to
(付記3) 前記通信部から前記運用系メモリへのアクセスと、前記データ転送部から前記運用系メモリへのアクセスとの競合が低減化するように、前記運用系メモリのデータ格納領域は、細かいブロックに区切られていることを特徴とする付記1記載の通信装置。
(Supplementary Note 3) The data storage area of the operational memory is small so that contention between access from the communication unit to the operational memory and access from the data transfer unit to the operational memory is reduced. The communication device according to
(付記4) 運用系及び待機系の両機能を有して、データの格納処理を行うメモリ装置において、
データを格納する運用系メモリと、待機系側のメモリユニットが実装されたことを認識すると、前記運用系メモリ内に格納されているデータを読み出して、運用系側のメモリユニットと待機系側のメモリユニットとを接続するメモリコピーバスを介して待機系側のメモリユニットへ、読み出したデータを転送するデータ転送部と、共通バスを介して接続する通信制御を行う通信部から前記運用系メモリへのアクセスと、前記データ転送部から前記運用系メモリへのアクセスとの調停を行うアクセス調停部と、から構成されて、システム実装時に運用系として機能する運用系メモリ制御部と、
データを格納する待機系メモリと、前記メモリコピーバスを介して前記運用系メモリ制御部から転送されたデータを、前記待機系メモリへ書き込んで、メモリコピーを行うメモリコピー部と、前記通信部からの前記運用系メモリ制御部への書き込みアクセスを監視して、前記待機系メモリへのメモリコピーを実施している最中に、すでにコピーを完了した領域への書き込みがあった場合、前記共通バス上に現れた書き込みアドレス及び書き込みデータを一時記憶し、メモリコピー終了後に、一時記憶した書き込み内容を前記待機系メモリへ書き込む書き込み制御部と、から構成されて、システム実装時に待機系として機能する待機系メモリ制御部と、
を有することを特徴とするメモリ装置。
(Supplementary Note 4) In a memory device having both functions of an active system and a standby system and performing data storage processing,
When recognizing that an active memory for storing data and a memory unit on the standby system side are mounted, the data stored in the active memory is read and the memory unit on the active system side and the standby system side are read. From the data transfer unit that transfers the read data to the memory unit on the standby side via the memory copy bus that connects the memory unit, and the communication unit that performs communication control connected via the common bus to the active memory And an access arbitration unit that arbitrates between access to the operational memory from the data transfer unit, and an operational memory control unit that functions as an operational system when the system is mounted;
A standby memory for storing data, a memory copy unit for writing the data transferred from the active memory control unit via the memory copy bus to the standby memory, and performing a memory copy, and a communication unit The write access to the active memory control unit is monitored, and when the memory copy to the standby system memory is being performed, if there is a write to an area that has already been copied, the common bus A standby function that temporarily stores the write address and write data appearing above, and writes the temporarily stored content to the standby memory after the memory copy is completed, and functions as a standby system when the system is mounted. A system memory control unit;
A memory device comprising:
(付記5) 前記書き込み制御部は、前記待機系メモリへ一時記憶した内容を書き込んでいるときに、一時記憶している内容がしきい値以下になったら、あらたな一時記憶処理を停止して、現在記憶されている内容をすべて前記待機系メモリへ書き込み、書き込み終了後に前記通信部からの前記運用系メモリ制御部への書き込みアクセスがあった場合には、一時記憶せずに前記待機系メモリに直接書き込むことを特徴とする付記4記載のメモリ装置。
(Additional remark 5) The said write-control part will stop a new temporary storage process, if the content temporarily stored becomes less than a threshold value while writing the content temporarily stored to the said standby | waiting-system memory. All the currently stored contents are written to the standby memory, and when there is a write access from the communication unit to the active memory control unit after the writing is completed, the standby memory is not temporarily stored. The memory device according to
(付記6) 前記通信部から前記運用系メモリへのアクセスと、前記データ転送部から前記運用系メモリへのアクセスとの競合が低減化するように、前記運用系メモリのデータ格納領域は、細かいブロックに区切られていることを特徴とする付記4記載のメモリ装置。
(Supplementary Note 6) The data storage area of the operational memory is fine so that contention between access from the communication unit to the operational memory and access from the data transfer unit to the operational memory is reduced. The memory device according to
10 通信装置
11−1〜11−n 通信部
12 運用系メモリ制御部
12a 運用系メモリ
12b データ転送部
12c アクセス調停部
13 待機系メモリ制御部
13a 待機系メモリ
13b メモリコピー部
13c 書き込み制御部
13c−1 一時記憶部
14 共通バス
15 メモリコピーバス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Communication apparatus 11-1 to 11-
Claims (5)
共通バスを介して、運用系側のメモリユニットと待機系側のメモリユニットに接続して、通信制御の分散処理を行う複数の通信部と、
運用系側のメモリユニットと待機系側のメモリユニットとを接続するメモリコピーバスと、
データを格納する運用系メモリと、待機系側のメモリユニットが実装されたことを認識すると、前記運用系メモリ内に格納されているデータを読み出して、前記メモリコピーバスを介して待機系側のメモリユニットへ転送するデータ転送部と、前記通信部から前記運用系メモリへのアクセスと、前記データ転送部から前記運用系メモリへのアクセスとの調停を行うアクセス調停部と、から構成される運用系メモリ制御部と、
データを格納する待機系メモリと、前記メモリコピーバスを介して前記運用系メモリ制御部から転送されたデータを、前記待機系メモリへ書き込んで、メモリコピーを行うメモリコピー部と、前記通信部からの前記運用系メモリ制御部への書き込みアクセスを監視して、前記待機系メモリへのメモリコピーを実施している最中に、すでにコピーを完了した領域への書き込みがあった場合、前記共通バス上に現れた書き込みアドレス及び書き込みデータを一時記憶し、メモリコピー終了後に、一時記憶した書き込み内容を前記待機系メモリへ書き込む書き込み制御部と、から構成される待機系メモリ制御部と、
を有することを特徴とする通信装置。 In communication devices with active and standby memory redundancy structures,
A plurality of communication units that perform distributed processing of communication control by connecting to a memory unit on the active system side and a memory unit on the standby system side via a common bus;
A memory copy bus that connects a memory unit on the active side and a memory unit on the standby side;
When recognizing that the active system memory for storing data and the memory unit on the standby system side are mounted, the data stored in the active system memory is read, and the data on the standby system side is read via the memory copy bus. An operation comprised of a data transfer unit for transferring to a memory unit, and an access arbitration unit for arbitrating access from the communication unit to the active memory and access from the data transfer unit to the active memory A system memory control unit;
A standby memory for storing data, a memory copy unit for writing the data transferred from the active memory control unit via the memory copy bus to the standby memory, and performing a memory copy, and a communication unit The write access to the active memory control unit is monitored, and when the memory copy to the standby system memory is being performed, if there is a write to an area that has already been copied, the common bus A standby memory control unit configured to temporarily store the write address and write data that appeared above, and after the memory copy is finished, the write control unit that writes the temporarily stored write content to the standby memory;
A communication apparatus comprising:
データを格納する運用系メモリと、待機系側のメモリユニットが実装されたことを認識すると、前記運用系メモリ内に格納されているデータを読み出して、運用系側のメモリユニットと待機系側のメモリユニットとを接続するメモリコピーバスを介して待機系側のメモリユニットへ、読み出したデータを転送するデータ転送部と、共通バスを介して接続する通信制御を行う通信部から前記運用系メモリへのアクセスと、前記データ転送部から前記運用系メモリへのアクセスとの調停を行うアクセス調停部と、から構成されて、運用系としてシステムに実装された時に機能する運用系メモリ制御部と、
データを格納する待機系メモリと、前記メモリコピーバスを介して前記運用系メモリ制御部から転送されたデータを、前記待機系メモリへ書き込んで、メモリコピーを行うメモリコピー部と、前記通信部からの前記運用系メモリ制御部への書き込みアクセスを監視して、前記待機系メモリへのメモリコピーを実施している最中に、すでにコピーを完了した領域への書き込みがあった場合、前記共通バス上に現れた書き込みアドレス及び書き込みデータを一時記憶し、メモリコピー終了後に、一時記憶した書き込み内容を前記待機系メモリへ書き込む書き込み制御部と、から構成されて、待機系としてシステムに実装された時に機能する待機系メモリ制御部と、
を有することを特徴とするメモリ装置。 In a memory device that has both active and standby functions and performs data storage processing,
When recognizing that an active memory for storing data and a memory unit on the standby system side are mounted, the data stored in the active memory is read and the memory unit on the active system side and the standby system side are read. From the data transfer unit that transfers the read data to the memory unit on the standby side via the memory copy bus that connects the memory unit, and the communication unit that performs communication control connected via the common bus to the active memory And an access arbitration unit that arbitrates between access to the operational memory from the data transfer unit, and an operational memory control unit that functions when implemented in the system as an operational system,
A standby memory for storing data, a memory copy unit for writing the data transferred from the active memory control unit via the memory copy bus to the standby memory, and performing a memory copy, and a communication unit The write access to the active memory control unit is monitored, and when the memory copy to the standby system memory is being performed, if there is a write to an area that has already been copied, the common bus When the write address and write data that appear above are temporarily stored, and after the memory copy is completed, the write control unit that writes the temporarily stored write contents to the standby system memory is configured, and when the system is implemented as a standby system A functioning standby memory control unit;
A memory device comprising:
When the content temporarily stored in the standby memory is being written to the threshold value or less when the content stored temporarily falls below a threshold value, the write control unit stops the new temporary storage processing and stores the current stored content. If the write access to the active memory control unit from the communication unit is made after completion of the writing, the content is written directly to the standby memory without being temporarily stored. The memory device according to claim 4.
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