JPH02202663A - マルチプロセッサシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、プロセッサ間における通信機能を有するマ
ルチプロセッサシステムに関するものである。

〔従来の技術］ 第６図は例えば特開昭６０−２３７５６６号公報に示さ
れた従来のプロセッサ間通信方式を示すマイクロプロセ
ッサシステムのブロック接続図であり、図において、１
０はプロセッサＡｌ２ＯはプロセッサＢ、３０は共有メ
モリ、３００，３０１は割込原因信号である。

次に動作について説明する。第７図に示すように、プロ
セッサＡＩＯまたはプロセッサＢ２０のいずれからもア
クセスできる共有メモリ３０を置くことにより、データ
授受を行うものである。この共有メモリ３０はプロセッ
サＡＩＯまたはプロセッサＢ２０から自分のメモリと同
様に使用でき、この共有メモリ３０のうち、あるエリア
を例えば送信側プロセッサＡＩＯ用および受信側プロセ
ッサＢ２０用と分けて、アドレスを決めて割付けておく
、従って、送信側プロセッサＡＩＯが相手先プロセッサ
としての受信側プロセッサＢ２０に送りたい指示あるい
は状態等のデータを、自分に割付けられたエリアに書込
む。これは通常のメモリアクセスと全く同様に行われる
。送信側プロセッサＡＩＯはデータを書込み後、受信側
プロセッサＢ２０にＩ１０命令等を送出する。受信側プ
ロセッサＢ２０は、送信側プロセッサＡＩＯの命令を受
信側プロセッサＢ２０の割込原因とするように設定して
おく、また、受信側プロセッサＢ２０は、送信側プロセ
ッサＡＩＯが、すぐ次の処理に移行できるように、つま
りＩ１０命令等を終了させるべく、応答信号を即時返送
する。受信側プロセッサＢ２０は、その後ゆっくりと自
分の好きな時間に送信側から送られてきた指示等のデー
タを読取り処理すればよい。このとき、送信側プロセッ
サはどちらのプロセッサＡＩＯまたはプロセッサＢ２０
であっても、同じ方法で通信を行ってもかまわないし、
可能である。なお、上記では、２個のプロセッサ１０．
２０間について説明したが、複数個のプロセンサ間でも
同様な方法で実行し得ることは明らかである。また、上
記したような方法でデータを転送したとき、両プロセッ
サ１０．２０の処理のスピードが合わないとき、例えば
片方のプロセッサＡＩＯが相手のプロセッサＢ２０に送
りたいデータが沢山あるのに受信側プロセッサＢ２０は
別の処理に忙しくてデータを受けつける時間がないよう
なときがあると、データの授受確認をしなければならな
い。この場合には、受信側プロセッサＢ２０が受信を完
了すると、そのエリアをクリア（またはある応答パター
ンを書込む）することによって、送信側プロセッサＡＩ
Ｏに未だデータを処理し終ってないことを通知する。従
って、送信側プロセッサＡＩＯは通信エリアが空になっ
ていなければ、たとえ送信データをかかえていても、待
っているような処理を行う。こうすることによって、プ
ロセッサ１０．２０間の処理スピードの違いによるデー
タの紛失は避けられる。

第７図は上記の動作を示すフローチャートである。同図
において、送信エリアと受信エリアは、第６図に示すよ
うに共有メモリ３０上で同一のアドレスエリアであり、
データの流れている方向により送信エリア、受信エリア
と名づけられている。

また、送信側プロセッサＡＩＯと受信側プロセッサＢ２
０が入れかわってもよいように、各プロセッサ１０．２
０毎に送信エリア（相手側の受信エリア）を分けてあれ
ば、データの混信はない。

次に、この第７図のフローチャートについて各ステップ
の動作を説明する。まず、送信側プロセッサＡＩＯでは
送信データが有るか否かおよび共有メモリ３０の送信エ
リアが空か否かをそれぞれ判定しくステップ５Ｔ２０１
．５Ｔ２０２）、送信データ有でない場合および送信エ
リアが空でない場合には、送信処理を終了する。一方、
ステップＳＴ２０２が空である場合には、送信エリアに
データを書込み（ステップ５Ｔ２０３）、受信側プロセ
ンサＢ２０である相手先プロセッサに割込通知をする（
ステップ５Ｔ２０４）。

一方、受信側プロセッサＢ２０ではステップ５Ｔ２０４
でなされた割込みを処理し、送信側プロセンサＡＩＯへ
応答するとともに（ステップ５Ｔ２０６）、受信エリア
の読取りを行い（ステップ５Ｔ２０７）、この読取りを
行った後に、その受信エリアをクリアして（ステップ５
Ｔ２０８）、受信処理を終了する。なお、上記ステップ
５Ｔ２０６で送信側へ応答を返したことを、送信側プロ
セッサ二＃　Ａ　Ｉ　Ｏで確認したときには（ステップ
５Ｔ２０５）　、送信処理を終了する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のマルチプロセッサシステムは以上のように構成さ
れているので、例えばプロセッサＡＩＯのデータにもと
づきプロセッサＢ２０が処理を行い、その結果をプロセ
ッサＡＩＯに返送する処理において、プロセッサＢ２０
が動作不良により返答をプロセッサＡＩＯに返却しない
場合、系全体が止ってしまうことがあり、そのため各プ
ロセッサが誤動作を起こしやすい環境条件で使用する場
合や、系全体が高信幀性を要求される場合には、上述し
た従来のマルチプロセッサシステムは不向きであるなど
の課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、副プロセッサにおける処理時間を監視し、しか
して、あらかじめ定められた処理時間を越える副プロセ
ッサは誤動作発生と判定することにより、高信顛性をも
ったプロセッサ間通信が可能になるマルチプロセッサシ
ステムを得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るマルチプロセッサシステムは、１台の主
プロセッサ、複数台の副プロセッサ、これらに共通して
利用される共有メモリ、前記副プロセッサの各々に設け
られたタイマとを有し、前記主プロセッサはこのタイマ
により各副プロセッサの誤動作発生を監視するようにし
たものである。

〔作　用〕

この発明における主プロセッサは、当該副プロセッサに
割込み通知して所定処理を該副プロセッサに実行開始さ
せた時点からその副プロセッサのタイマのカウント動作
を開始させ、次いで該副プロセッサからの割込み通知が
あるとそのカウント動作を停止させる。そして主プロセ
ッサは、そのときのカウント値が当該副プロセッサに対
しあらかじめ定められた値を越えたか否かを監視し、し
かして越えたときにはその副プロセッサの誤動作発生を
判定して、アラーム信号を発生したり、或いはその副プ
ロセッサをリセットして初期状態に戻したのち再度の処
理を開始させたり、或いはまたその副プロセッサをホー
ルドして該副プロセッサを共通バスより切り離すととも
に、共有メモリに格納しているデータを用いて、ホール
ドした前記副プロセッサと同等の機能を有する他の副プ
ロセッサに対し割込み通知を行って処理を再起動させた
りするなどの処理を実行する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、１台の主プロセッサ、複数台の副プロセッサ、こ
れら副プロセッサに共通に使用される共有メモリを備え
たマルチプロセッサシステムを示し、しかして第１図の
実施例においては、１は主プロセッサ、２は第１の副プ
ロセッサＡ、３は第２の副プロセッサＢ２３０は共有メ
モリ、４０は副プロセッサＡ２、副プロセッサＢ３にそ
れぞれ対応して設けられたＡのタイマ、Ｂのタイマを備
えるタイマ、１００，１０１は主プロセッサ１と副プロ
セッサＡ２間の割込通知信号、２００゜２０１は主プロ
セッサｌと副プロセッサ８３間の割込通知信号、１０２
，２０２はそれぞれ、主プロセッサｌより副プロセッサ
Ａ２または副プロセッサＢ３へのリセット信号、１０３
，２０３はそれぞれ、主プロセッサｌより副プロセッサ
Ａ２または副プロセッサＢ３へのホールド信号である。

第２図は、各副プロセッサＡ、Ｂに対応してそのエリア
が割付けられた共有メモリ３ｏのエリア割付けの構成例
を示す。尚、このエリア割付けは、副プロセッサＡ、Ｂ
ともに同様に行われる。図において、３１は主プロセッ
サｌがらのデータを受信する受信用サブエリア、３２は
主プロセッサ１へ送信するデータを一時格納する送信用
サブエリア、しかして受信用サブエリア３１内のエリア
３１１．３１２，３１３，３１４，３１５はそれぞれ、
受信サブエリア状態を示すデータを記憶するエリア、空
きエリア、サブエリアスタートアドレスを記憶するエリ
ア、サブエリア数を記憶するエリア、処理データの記憶
エリアである。

また、送信用サブエリア３２内のエリア３２１゜３２２
．３２３，３２４，３２５はそれぞれ、送信サブエリア
状態を示すデータを記憶するエリア、プロセッサ識別子
を記憶するエリア、空きエリア、処理データの記憶エリ
アである。

次に動作を説明する。尚、初期状態においては、共有メ
モリ３０の内容は全て０を格納しているものとする。ま
た第３図ないし第５図は、主プロセッサ１、副プロセッ
サＡ２、Ｂ３の処理フローを示している。

先ず、副プロセッサＡ２の処理例につき説明する（第３
図）。主プロセッサ１は送信データがある場合（ステッ
プ５ＴＩ）、共有メモリ３０における副プロセッサＡ２
に対するＡのエリアの、受信用サブエリア３１内のエリ
ア３１５にこれから処理させる処理データをセットし、
次にエリア３１１にデータ準備状態を示すデータとして
、例えばデータＦＯをセットしくステップ５Ｔ３）、ま
た割込通知信号１００を出力して（ステップ５Ｔ４）、
副プロセッサＡ２にデータ準備状態を知らせる。更にタ
イマ４０内の、副プロセッサＡ２に対するへのタイマを
リセットし、そのカウント動作を開始させる。

他方、副プロセッサＡ２はこれに応じて割込処理により
、主プロセッサｌよりの上述のデータの受理完了を示す
データ、例えばデータ８０をエリア３１１に書込み、主
プロセッサｌに示すと共に（ステップ５Ｔ９）、エリア
３１５にセットされた前記処理データの処理を開始する
。そしてこの処理を継続して実行する場合には、副プロ
セッサＡ２は、その送信用サブエリア３２内のエリア３
２２に副プロセッサＡ２を示す内容のプロセッサ識別子
をセットし、またエリア３２５に継続処理する処理デー
タをセットし、更にエリア３２１にデータ準備状態を示
すデータ、例えばデータＦ０をセットし、更にまたエリ
ア３１３に今回発生したサブエリアのアドレスのスター
トアドレスを、またエリア３１４にそのサブエリア数を
それぞれセットする。また副プロセッサＡ２における前
記処理データに対する処理が完了すると、副プロセッサ
Ａ２は、エリア３１１に処理完了パターンを示すデータ
、例えばデータＡＯをセットし、また割込通知信号１０
１を主プロセッサｌに出力して、該主プロセッサｌに前
記処理データに対する処理完了を報知する。

更に、主プロセッサｌはその割込処理により、エリア３
１１に、副プロセッサＡ２よりの前記データの受理完了
を示すデータ、例えばデータＣＯを書込み、副プロセッ
サＡ２にその受理完了状態を示すと共に、前記Ａのタイ
マのカウント動作を停止させる。次いで主プロセッサエ
は、エリア３１３内のサブエリアスタートアドレス、エ
リア３１４内のサブエリア数、またこれらにより指定さ
れた送信用サブエリア３２のデータとにより、エリア３
２２内のプロセッサ識別子によって指定される副プロセ
ッサを選択し、エリア３２５内の処理データに対する処
理を開始させ、またエリア・３１１，３２１に初期状態
を示すパターンＯのデータをセットする（ステップＳＴ
６，５Ｔ８）。

副プロセッサＢ３における処理動作も、上述したことと
同様に行われる。

更に、主プロセッサ１におけるタイマ４０のＡのタイマ
、Ｂのタイマに対するタイマ処理は、第４図に示すタイ
マ割込処理により、上述した主動作に並行して実行する
。即ち、例えば１秒毎にタイマのカウントアツプを行い
（ステップ５ＴＩＩ）、またそのカウント値が、各副プ
ロセッサＡ２．Ｂ３に対しそれぞれ、あらかじめ定めら
れた処理タイムアウト値を越えたか否かの判断動作を次
いで行い（ステップ５Ｔ１２）、Ｌかしてそのときのカ
ウント値が対応する処理タイムアウト値以上になったこ
とを判断した場合には、その副プロセッサは誤動作を発
生したと判断し、例えばアラーム信号を発生する（ステ
ップ５Ｔ１３）。

次に、上述したようなタイマ割込処理において（第５図
）処理タイムアウトとなったとき、前記アラーム信号を
発生すること以外に、主プロセッサｌが実行する他の処
理につき説明する。いま、副プロセッサＡ２に対し処理
タイムアウトが発生した場合、主プロセッサｌは副プロ
セッサＡ２にリセット信号１０２を出力し、該副プロセ
ッサＡ２をリセットする。また共有メモリ３００Ａのエ
リアについて、エリア３１１内の受信サブエリア状態を
調べ、その内容が８０のときには処理が完了していない
ことを判断し、他方、ＡＯのときには処理完了が主プロ
セッサｌに通知されていないことと判断する（ステップ
５Ｔ４）。そして再処理時においては、受信サブエリア
状態のエリア３１１をデータ準備状態ＦＯとしくステッ
プ５Ｔ１５）、またエリア３１３内のサブエリアスター
トアドレス、エリア３１４内のサブエリア数で示される
送信用サブエリア３２内のエリア３２１の送信サブエリ
ア状態を初期状態ＯＯとしくステップ５Ｔ１６，５Ｔ１
７）、また割込通知信号１００を用いて（ステップ５Ｔ
１Ｂ）副プロセッサＡ２に再度知らせる（ステップ５Ｔ
１８）ことにより再処理を該副プロセッサＡ２に実行さ
せる（ステップ５Ｔ２０，５Ｔ２１）、また、副プロセ
ッサＢ３での処理も同様に行う。

一方、前記処理タイムアウト時には、主プロセッサ１は
また次のような処理を実行することもできる。即ち、主
プロセッサ１は副プロセッサＡ２に対しホールド信号１
０３を出力して該副プロセッサＡ２をホールドして動作
停止させ、バスより切り離す、また、共有メモリ３０の
Ａのエリアについて、受信サブエリア状態のエリア３１
１を調べ、受信状態８０または処理完了ＡＯのものにつ
いて、再処理の対象としてエリア３１３，３１４内のサ
ブエリアスタートアドレス、サブエリア数で示される送
信用サブエリア３２内のエリア３２１の送信サブエリア
状態を初期状Ｂｏｏとし、またエリア３１１の受信サブ
エリア状態を初期状態００とするとともに、副プロセッ
サＡ２と同等の機能を有する副プロセッサＢ３に再起動
をかけるために、前記受信サブエリア３１の内容を、共
有メモリ３０のＢのエリアの受信用サブエリア３１にコ
ピーし、かつコピー先の受信用サブエリア３１内のエリ
ア３１１の受信用サブエリア状態をデータ準備状！１Ｆ
Ｏとし、また割込通知信号２００を用いて副プロセッサ
Ｂ３に知らせることにより、副プロセッサＡ２で処理タ
イムアウトになった処理を、同等の機能を有する副プロ
セッサＢ３に代行させる。そして副プロセッサＡ２につ
いては、主プロセッサｌは処理タイムアウトの要因が解
除されるまでは、処理の起動はかけない。

また、副プロセッサＢ３での処理も同様に行う。

なお、上記実施例では、副プロセッサとして２つの副プ
ロセッサＡ２、副プロセッサＢ３の例を示したが、副プ
ロセッサは３台以上設けても良い。

また、副プロセッサの処理タイムアウト時の処理として
、■アラーム発生、■リセット後再処理、■ホールド後
同等プロセッサでの代行処理の例を個別にあげたが、そ
の組合わせで実施してもよく、例えば■リセット後の再
処理を３回くり返した後エラーであれば、■ホールド後
同等プロセッサでの代行処理を行い、それでもエラーで
あれば、■アラーム発生の手順で実施しても良い。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、マルチプロセッサシ
ステムを、複数台のプロセッサのプロセッサ間の通信が
共有メモリを介して行え、また各副プロセッサの処理時
間をタイマ監視してその誤動作発生の監視ができるよう
に構成したので、副プロセッサを誤動作を起こしやすい
環境条件で使用する場合や、系全体が高信幀性を要求さ
れる場合にもそれぞれ適したマルチプロセッサシステム
が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるマルチプロセッサシ
ステムの構成図、第２図は共有メモリ３０のエリア構成
図、第３図ないし第５図は主プロセッサｌ、副プロセッ
サＡ２．Ｂ３の動作を説明するフローチャート、第６図
は従来のマルチプロセッサシステムの構成図、第７図は
そのフローチャートである。 １は主プロセッサ、２は副プロセッサＡ、３は副プロセ
ッサＢ、３０は共有メモリ、４０はタイマ なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １台の主プロセッサと、この主プロセッサとデータの授
   受を行う複数台の副プロセッサと、前記主プロセッサお
   よび副プロセッサにより共通に使用される共有メモリと
   を備えたマルチプロセッサシステムにおいて、前記主プ
   ロセッサは前記副プロセッサ毎のタイマを有しており、
   当該副プロセッサに割込み通知して所定処理を実行開始
   させた時点から該副プロセッサからの割込み通知を受け
   るまでの間、当該タイマをカウント動作させてそのカウ
   ント値があらかじめ定められた値を越えたか否かを監視
   すると共に、前記あらかじめ定められた値を越えた際に
   は該主プロセッサは当該副プロセッサの誤動作発生を判
   断して該副プロセッサに対するアラーム発生、再起動等
   の所定の処理を実行するようにしたことを特徴とするマ
   ルチプロセッサシステム。