JP5130836B2

JP5130836B2 - マルチｃｐｕシステム移行方法及びｃｐｕシステム

Info

Publication number: JP5130836B2
Application number: JP2007235098A
Authority: JP
Inventors: 始小坂
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2007-09-11
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2027-09-11
Also published as: JP2009069939A

Description

この発明は活線挿抜に対応したＣＰＵシステムのシングルＣＰＵシステムからマルチＣＰＵシステムに移行するための技術に関する。

活線挿抜に対応した図５に例示されたＣＰＵシステム５のプログラマブルコントローラ６は電源が入ったままの状態で通信インターフェースモジュール５４を追加することができる。また、計算機の記憶システムでシステム規模を拡張変更する方法は例えば特許文献１に開示されている。

ベースがモジュールの活線挿抜に対応しているプログラマブルコントローラ６は電源が入った状態での通信インターフェースモジュール５４の追加が以下の（１）〜（５）の手順で可能である。プログラマブルコントローラ６は電源５０の他にリソースモジュールとしてＣＰＵモジュール５１、通信モジュール５２，５３を備える。プログラマブルコントローラ６にはハブ７を介して端末８が接続されている。端末８はＰＡＤＴ（ＰｒｏｇｒａｍｉｎｇＡｎｄＤｅｂｕｇＴｏｏｌ）の機能を有する。

（１）追加実装する通信インターフェースモジュール５４はバス５５に接続される。

（２）端末８は通信インターフェースモジュール５４の設定プログラムを作成する。

（３）端末８は作成した通信インターフェースモジュール５４の設定プログラムをＣＰＵシステム５のＣＰＵモジュール５１にダウンロードさせる。

（４）ＣＰＵモジュール５１は追加実装した通信インターフェースモジュール５４とイニシャライズのハンドシェイクを行い、通信インターフェースモジュール５４は前記作成された設定プログラムを内部に取り込む。

（５）通信インターフェースモジュール５４とＣＰＵモジュール５１は設定プログラムに従い、通信処理を開始する。
特開２００４−３０３２５６号公報（段落００１５，００１６及び００１８）

モジュールの活線挿抜に対応したプログラマブルコントローラ６では、電源が投入された状態で通信インターフェースモジュール５４の追加実装が行われる場合、通信インターフェースモジュール５４の設定プログラムをＣＰＵモジュール５１にダウンロードすれば可能となる。

しかし、シングルＣＰＵシステムからマルチＣＰＵシステムに変更される場合（プログラマブルコントローラ６のバス５５にＣＰＵモジュール５６が追加実装される場合）、前述の通信インターフェースモジュール５４の追加実装と同じ方法では実現しない。この問題点について図６を参照しながら説明する。

（１）ＣＰＵシステム５がマルチＣＰＵシステムであり、通信インターフェースモジュール５３を共用する場合、ＣＰＵモジュール５１と通信インターフェースモジュール５３は通信インターフェースモジュールの設定プログラムの変更内容を認識して動作を変更させる必要がある。

（２）マルチＣＰＵシステムを負荷分散で導入する場合、ＣＰＵモジュール５１で実行していたタスク（演算）をＣＰＵモジュール５６で実行するタスク（演算）に変更するが、これをオンラインで実行するにはＣＰＵモジュール５１，５６間の同期を取る必要がある。

（３）マルチＣＰＵシステムを負荷分散する場合、ＣＰＵモジュール５１とＣＰＵモジュール５６でデータを共有しなければ、タスク間のデータ渡しができない。データの共有を行うにはＣＰＵモジュール５１にデータの共有を行う設定プログラムが必要である。

そこで、前記課題を解決するためのマルチＣＰＵシステム移行方法は、活線挿抜に対応したプログラマブルコントローラに実装された既存のＣＰＵモジュール及び追加実装されたＣＰＵモジュールにマルチＣＰＵシステムの構成定義ファイルを端末が送信する過程と、前記両者のＣＰＵモジュールからオンライン変更準備完了通知を受信すると前記端末がオンライン変更実施指示を前記両者のＣＰＵモジュールへ送信する過程と、前記両者のＣＰＵモジュールはオンライン変更を完了させると前記端末へオンライン変更完了を送信する過程とを有する。

また、前記課題を解決するためのＣＰＵシステムは、活線挿抜に対応すると共にＣＰＵモジュールを備えたプログラマブルコントローラと、このプログラマブルコントローラに接続される端末を備え、前記端末は、前記プログラマブルコントローラの既存のＣＰＵモジュール及び追加実装されたＣＰＵモジュールにマルチＣＰＵシステムの構成定義ファイルを送信した後に前記両者のＣＰＵモジュールからオンライン変更準備完了通知を受信すると、オンライン変更実施指示を前記複数のＣＰＵモジュールへ送信し、前記両者のＣＰＵモジュールはオンライン変更を完了させると前記端末へオンライン変更完了を送信する。

以上のマルチＣＰＵシステム移行方法及びＣＰＵシステムによれば、端末が各ＣＰＵモジュールに指示を行ってオンラインでシングルＣＰＵシステムからマルチＣＰＵシステムへシステムを移行させる。したがって、ＣＰＵシステムに含まれるリソースモジュールの演算停止と通信停止時間が最小限となると共に活線挿抜可能にシングルＣＰＵシステムからマルチＣＰＵシステムに移行する。

前記移行方法及びシステムにおいて、シングルＣＰＵシステム時の実行タスクを前記各ＣＰＵモジュールに分散させるように定義ファイルを前記端末によって更新するようにするとよい。マルチＣＰＵシステムでの負荷分散が実現する。

前記移行方法及びシステムにおいて、前記端末によって前記各ＣＰＵモジュールが通信インターフェースモジュールを共有できるように通信インターフェースモジュールの設定プログラムを変更するようにするとよい。複数のＣＰＵモジュール間でデータ交換ができる。

前記移行方法及びシステムにおいて、前記端末によってコンフィグレーションレベルのデータ共有定義ファイルを変更するようにするとよい。複数のＣＰＵモジュールのデータ共有が実現する。

前記移行方法及びシステムにおいて、前記既存のＣＰＵモジュールは前記端末によって追加変更された定義ファイルをプログラムメモリの既存の定義ファイルに上書きしないで他のエリアに定義ファイルを保存するとよい。シングルＣＰＵシステム時の定義ファイルが保存されるので、活線挿抜可能にマルチＣＰＵシステムからシングルＣＰＵシステムに戻せる。

前記移行方法及びシステムにおいて、前記通信インターフェースモジュールの設定プログラムを再起動する際、前記端末からの指示に従い前記各ＣＰＵモジュールが前記端末から前記通信インターフェースモジュールの設定プログラムをダウンロードした後に当該通信インターフェースモジュールのイニシャライズ処理を実行する過程と、前記通信インターフェースモジュールが全てのＣＰＵモジュールの設定プログラムを受信する過程を有するようにするとよい。前記通信インターフェースモジュールが新しい設定プログラムで動作を開始でき、新たに通信インターフェースモジュールを追加することなく、通信インターフェースモジュールの複数のＣＰＵモジュール間での共有をオンラインで実現し、通信停止時間は最小限となる。

したがって、以上の発明によればＣＰＵを支障なく活線挿抜できるＣＰＵシステムを提供できる。

図１は発明の実施形態に係るＣＰＵシステム１がシングルＣＰＵシステムからマルチＣＰＵシステムへの移行する説明図である。

ＣＰＵシステム１の構成要素であるプログラマブルコントローラ２は活線挿抜に対応したベースを使用している。プログラマブルコントローラ２は電源モジュール１０とＣＰＵモジュール１１と通信インターフェースモジュール１２，１３を備える。これらのモジュールはバス１５に接続されている。ＣＰＵモジュール１１にはハブ３を介して端末４が接続されている。端末４はＰＡＤＴの機能を有する。

プログラマブルコントローラ２のシングルＣＰＵシステムからマルチＣＰＵシステムへの移行は以下の（１）〜（７）の手順で実行される。

１．オンラインによるシングルＣＰＵシステムからマルチＣＰＵシステムへの移行
（１）ＣＰＵモジュールの追加実装（活線挿入によるマルチＣＰＵシステムの構築）
プログラマブルコントローラ２の電源を入れたまま追加するＣＰＵモジュール１４を実装する。ＣＰＵモジュール１４とハブ３の間をＬＡＮケーブルで接続する。この状態はシングルＣＰＵシステムからマルチＣＰＵシステムへの移行の準備である。シングルＣＰＵシステムのＣＰＵモジュール１１と通信インターフェースモジュール１３は正常に継続動作する。

（２）構成定義の変更
端末４によってシングルＣＰＵシステムの構成定義ファイルをマルチＣＰＵシステムの構成定義ファイルに変更する。

（３）ＣＰＵモジュールのタスクの変更
シングルＣＰＵシステム時のＣＰＵモジュール１１には実行タスクとしてタスク２１，２２，２３が割り当てられている。ＣＰＵシステム１にＣＰＵモジュール１４が追加実装されると、図２（ａ）に例示したように、端末４はＣＰＵモジュール１１のタスク定義ファイルのタスク２３をＣＰＵモジュール１４のタスク３１に変更する。一方、タスク２１，２２はＣＰＵモジュール１１の実行タスクとして維持される。

（４）通信インターフェースモジュールのリソース定義の追加
端末４によって通信インターフェースモジュール１３の設定プログラムを変更して、通信インターフェースモジュール１３がＣＰＵモジュール１１とＣＰＵモジュール１４それぞれとデータ交換（通信）を実施する設定にする。図２（ｂ）に通信設定の変更例を示した。

（５）コンフィグレーションレベルのデータ共有定義の変更
端末４によってＣＰＵモジュール１１とＣＰＵモジュール１４のコンフィグレーションレベルのデータ共有定義ファイルを変更して、ＣＰＵモジュール１１，１４間でデータ共有が実行できるように設定する。

（６）変更・追加定義ファイルのダウンロード
端末４によって追加変更された定義ファイル（構成定義ファイル、タスク定義ファイル、コンフィグレーションのデータ共有定義ファイル、通信インターフェースモジュールのリソース定義ファイル）をＣＰＵモジュール１１とＣＰＵモジュール１４にダウンロードする。ＣＰＵモジュール１１への追加変更された定義ファイルのダウンロードは、プログラムメモリ上の既存の定義ファイルを上書きしないで、図３に例示したように、他のエリアに定義ファイルを保存する。追加変更された定義ファイルと既存定義ファイルの入れ替えはオンラインで実施するため、端末４からの指示に従い実施する。

（７）オンライン変更の手順
ＣＰＵモジュール１１とＣＰＵモジュール１４に定義ファイルのダウンロード完了後、オンライン変更準備完了通知を端末４が受信したら、端末４はオンライン変更実施指示をＣＰＵモジュール１１とＣＰＵモジュール１４へ送信する。図４に端末４からの指示シーケンスの一例を示した。ＣＰＵモジュール１１とＣＰＵモジュール１４はオンライン変更が完了したら、端末４へオンライン変更完了を送信する。

以上のようにＣＰＵシステム１に含まれるリソースモジュールの演算停止と通信停止時間が最小限となると共に活線挿抜可能にＣＰＵシステム１はシングルＣＰＵシステムからマルチＣＰＵシステムに移行する。

２．オンライン変更によるマルチＣＰＵシステムでの通信インターフェースモジュールの共有
オンラインによるシングルＣＰＵシステムからマルチＣＰＵシステムへの移行後、次に通信インターフェースモジュールのマルチＣＰＵ間での共有をオンラインにて実現する。具体的には下記の手順にて実現する。

（１）端末４からの指示によりＣＰＵモジュール１１とＣＰＵモジュール１４は通信インターフェースモジュール１３のイニシャライズ処理を実行する。

（２）通信インターフェースモジュール１３はＣＰＵモジュール１１とＣＰＵモジュール１４の設定プログラムを受信して、通信設定を変更して、変更完了後イニシャライズ完了を通知する。以後、通信インターフェースモジュール１３は新しい設定プログラムで動作を開始する。

（３）ＣＰＵモジュール１１とＣＰＵモジュール１４はそれぞれ通信インターフェースモジュール１３とハンドシェイクを行い、データ交換（通信）を行い、通信インターフェースモジュール１３を共有する。

以上のようにマルチＣＰＵシステムでの通信インターフェースモジュールの共有がオンラインで実現する。したがって、既存の通信インターフェースモジュールの通信停止時間を最小限にすることが可能となり、且つ新たに通信インターフェースモジュールを追加することなく、追加ＣＰＵモジュールは通信インターフェースモジュールを利用可能となる。

発明の実施形態に係るＣＰＵシステムがシングルＣＰＵシステムからマルチＣＰＵシステムに移行する説明図。（ａ）シングルＣＰＵシステムからマルチＣＰＵシステムに移行する時のタスク変更例，（ｂ）シングルＣＰＵシステムからマルチＣＰＵシステムに移行する時の通信設定の変更例。ＣＰＵモジュールのプログラムメモリマップの一例。端末からの指示シーケンスの一例。従来のＣＰＵシステムの一例従来のＣＰＵシステムの一例

符号の説明

１…ＣＰＵシステム
２…プログラマブルコントローラ
３…ハブ
４…端末
１０…電源モジュール
１１，１４…ＣＰＵモジュール
１２，１３…通信インターフェースモジュール
１５…バス
２１，２２，２３，３１…タスク

Claims

活線挿抜に対応したプログラマブルコントローラに実装された既存のＣＰＵモジュール及び追加実装されたＣＰＵモジュールにマルチＣＰＵシステムの構成定義ファイルを端末が送信する過程と、
前記両者のＣＰＵモジュールからオンライン変更準備完了通知を受信すると前記端末がオンライン変更実施指示を前記両者のＣＰＵモジュールへ送信する過程と、
前記両者のＣＰＵモジュールはオンライン変更を完了させると前記端末へオンライン変更完了を送信する過程と
を有すること
を特徴とするマルチＣＰＵシステム移行方法。
シングルＣＰＵシステム時の実行タスクを前記各ＣＰＵモジュールに分散させるように定義ファイルを前記端末によって更新する過程を有すること
を特徴とする請求項１に記載のマルチＣＰＵシステム移行方法。
前記端末によって前記各ＣＰＵモジュールが通信インターフェースモジュールを共有できるように前記通信インターフェースモジュールの設定プログラムを変更する過程を有すること
を特徴とする請求項１または２に記載のマルチＣＰＵシステム移行方法。
前記端末によってコンフィグレーションレベルのデータ共有定義ファイルを変更する過程を有すること
を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のマルチＣＰＵシステム移行方法。
前記既存のＣＰＵモジュールは前記端末によって追加変更された定義ファイルをプログラムメモリの既存の定義ファイルに上書きしないで他のエリアに定義ファイルを保存すること
を特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のマルチＣＰＵシステム移行方法。
前記通信インターフェースモジュールの設定プログラムを再起動するにあたり、
前記端末からの指示に従い前記各ＣＰＵモジュールが前記端末から前記通信インターフェースモジュールの設定プログラムをダウンロードした後に当該通信インターフェースモジュールのイニシャライズ処理を実行する過程と、
前記通信インターフェースモジュールが全てのＣＰＵモジュールの設定プログラムを受信する過程を有すること
を特徴とする請求項３に記載のマルチＣＰＵシステム移行方法。
活線挿抜に対応すると共にＣＰＵモジュールを備えたプログラマブルコントローラと、
このプログラマブルコントローラに接続される端末と
を備え、
前記端末は、前記プログラマブルコントローラの既存のＣＰＵモジュール及び追加実装されたＣＰＵモジュールにマルチＣＰＵシステムの構成定義ファイルを送信した後に前記両者のＣＰＵモジュールからオンライン変更準備完了通知を受信すると、オンライン変更実施指示を前記複数のＣＰＵモジュールへ送信し、
前記両者のＣＰＵモジュールはオンライン変更を完了させると前記端末へオンライン変更完了を送信すること
を特徴とするＣＰＵシステム。