JPH02216573A - 2重化メモリ構成方法 - Google Patents

2重化メモリ構成方法

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JPH02216573A
JPH02216573A JP3619889A JP3619889A JPH02216573A JP H02216573 A JPH02216573 A JP H02216573A JP 3619889 A JP3619889 A JP 3619889A JP 3619889 A JP3619889 A JP 3619889A JP H02216573 A JPH02216573 A JP H02216573A
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JP
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memory
processor
space
memory space
circuit
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JP3619889A
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Minoru Kimura
実 木村
Yoshiaki Iwamoto
義明 岩本
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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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〕 本発明はマルチプロセッサシステムにおける2重化メモ
リ構成方法に関する。
(従来の技術〕 従来の2重化メモリ構成方法は、「マルチ・プロセッサ
と並列処理J (村岡洋−訳(昭和51年9月5日)近
代科学社発行)の第51頁に記載のように、両メモリの
内容が同一になるように2重化されていた。
C発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術は2重化されたメモリを持つ2台のプロセ
ッサのうち実効的な処理をしているプロセッサが1台で
あるため、プロセッサが2台あるにもかかわらず1台分
の処理能力しか持たないという問題があった。
本発明の目的はマルチプロセッサをすべて独立に動作さ
せながらも、それぞれのプロセッサが持つメモリ内容を
2重化することにより、プロセッサ資源を有効に活用し
、かつ信頼性の向上を可能とした2重化メモリ構成方法
を提供することにある。
本発明の他の目的は自系メモリ情報の処理と他系メモリ
情報の処理を容易に切り替えすることのできる2重化メ
モリ構成方法を提供することにある。
本発明の他の目的はメモリを2重化するために。
プロセッサが持つメモリ空間を半減させることなくすべ
ての空間を自系処理用に持ち、他系メモリの写しを拡張
メモリ空間に持、たせることのできる2重化メモリ構成
方法を提供することにある。
本発明の他の目的はメモリ交又回路が他系メモリ情報を
自系メモリに書き込む際に、自系プロセッサが自系処理
用メモリにアクセスする動作を妨げることなく、自系処
理の性能を低下させない2重化メモリ構成方法を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、プロセッサが持つメモリ空間をメモリ空間
0とメモリ空間1に分割し、メモリ空間0を自系プロセ
ッサが通常処理に使用する空間に割り付け、メモリ空間
1を他系プロセッサのメモリ空間0の写しを持つ空間に
割り付け、メモリ交又回路が自系プロセッサがメモリ空
間Oに書き込んだ情報を他系プロセッサの任意の1つの
メモリ交又回路に転送し、他系プロセッサのメモリ交又
回路が受は取ったデータを該他系プロセッサのメモリ空
間lに書き込むようにした2重化メモリ構成方法により
達成される。
上記他の目的は、上記メモリ空間Oとメモリ空間1をプ
ロセッサが持つメモリアドレスの任意の1bitを使っ
て分割するようにした2重化メモリ構成方法により達成
される。
上記他の目的は、上記メモリ空間0とメモリ空間1をプ
ロセッサが持つメモリアドレスとは独立した1bitの
情報を使って分割することによりメモリ空間を2倍にす
るようにしたzit化メセメモリ構成方法り達成される
上記他の目的は、上記メモリ空間Oに対応したメモリ回
路0とメモリ空間1に対応したメモリ回路1を独立に構
成し、プロセッサがメモリ回路Oにアクセスする動作と
メモリ交又回路がメモリ回路1にアクセスする動作とを
独立に実行させる機能を持たせて動作させるようにした
2重化メモリ構成方法により達成される。
〔作 用〕
上記2重化メモリ構成方法では、メモリ交又回路は自系
プロセッサがメモリ空間Oに書き込む動作を常時監視し
、同空間への書込みが検出されたら、同空間への書込み
動作と並行して、同空間のメモリアドレスも変換してメ
モリ空間1のアドレスを作成し、このアドレスおよび書
込みデータを他系プロセッサに転送し、他系プロセッサ
のメモリ交又回路は送られてきたメモリ空間1のアドレ
スに対応したメモリに、送られてきたデータを書き込む
ようにし、また、他系から自系へのデータ転送も同様に
行なうようにして、なお上記メモリアドレスの交換を他
系プロセッサに転送した後に行なってもよく、上記によ
って自系プロセッサのメモリ空間1には常時に他系のメ
モリ空間0の写しが存在することになるので、複数プロ
セッサが互いに独立な処理を行ないながらもメモリの2
重化が実現され1通常時にはプロセッサ台数分の処理能
力を実現することができ、さらに他系プロセッサに障害
が発生して他系プロセッサが停止した時には、自系プロ
セッサに他系プロセッサのメモリ情報が保存されるため
、障害の原因究明や他系プロセッサ処理の継続が可能と
なって信頼性が向上できる。
また上記2重化メモリ構成方法では、メモリアドレスの
任意の1bitたとえばメモリアドレスの最上位bit
をもってメモリ空間Oとメモリ空間1の識別情報とする
ことにより、メモリ空間Oとメモリ空間1が全メモリ空
間の下位1/2と上位1/2に割り付けられ、その切替
えがメモリアドレスの最上位bitを反転することによ
り容易に実現でき、メモリアドレス上の他のbitでも
同様である。
また上記2重化メモリ構成方法では、メモリアドレスと
は独立した1bitの情報を例えばプロセッサの制御レ
ジスタ上または制御空間上に持ち。
このbitをもってメモリ空間Oとメモリ空間1の識別
情報とすることによりメモリ空間を2倍に拡張できるの
で、自系処理できるメモリ空間Oを全メモリ空間に対し
て半減させる必要がなく、なおメモリアドレスとは独立
したLbitの情報の反転制御をプロセッサが持つ制御
レジスタ操作命令または制御臭間抛作命令で行えるよう
にできる。
また上記2重化メモリ構成方法では、プロセッサがメモ
リ回路0にアクセスする動作と、メモリ交又回路がメモ
リ回路1にアクセスする動作とを独立に実行させるので
、メモリ交又回路のメモリ回路lへのアクセス動作がプ
ロセッサのメモリ回路0へのアクセス動作を妨げないた
め、プロセッサのメモリ回路0へのアクセス時間を引き
延ばすことがなくてプロセッサの性能を低下させること
がない。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を第1図ないし第6図により説明
する。
第1wiは本発明による2重化メモリ構成方法の一実施
例を示す2台のプロセッサからなるマルチプロセッサシ
ステムのブロック図である。第1図において、1はプロ
セッサ、2はプロセッサ1から制御される入出力袋e(
以下IOと呼ぶ)、3はプロセッサlとIO2間または
プロセッサ1間のメモリ情報を転送するためのシステム
バス、4は2つのプロセッサ1間のメモリ情報を転送す
るためのメモリ交叉信号、19はプロセッサ1間の障害
情報を通知する障害通知信号である。プロセッサ1と、
システムバス3と、メモリ交叉信号4と、障害通知信号
19とはそれぞれプロセッサ0゜1と、システムバス0
,1と、メモリ交叉信号0゜1と障害通知信号0,1と
の2組づつある。2台のプロセッサ1とIO2は2本の
システムバス3を介して接続され、さらに2台のプロセ
ッサは2つのメモリ交叉信号4と、2つの障害通知信号
19を介して接続される。
2台のプロセッサ1の内部で、それぞれ5はプログラム
を実行する中央処理ユニット0.1(以下CPU、、C
PU、)、6はシステムバス3制御を行なうバスインタ
フェース0,1(以下BIF。、BIF、)、7はプロ
グラムやデータを蓄える主メモリユニット0,1(以下
MM、、MM、)、8はプロセッサ1間のメモリ情報を
転送するメモリ交叉ユニット0,1(以下MXC11,
MXC,) 。
9はプロセッサ1内部の情報を転送するためのプロセス
バス0,1.10は主にCPU、、CPU。
がメモリアクセスするときに使用するメモリバス00.
10.11は主にMXC,、MMC,がメモリアクセス
するときに使用するメモリバス01゜11.18は他系
プロセッサ1への障害通知および他系プロセッサ1め障
害検出を行う他系障害通知検出回路0,1(以下FMA
ll、EMA、)である、CPU、とB I F、およ
びMM、はプロセッサバス0を介して接続され、CPU
、とB I FlおよびMM、はプロセッサバス1を介
して接続される。
さらにMM、とMXC,はメモリバス00およびメモリ
バス01を介して接続され、MM、とMXClはメモリ
バス10およびメモリバス11を介して接続される。
MM、、MM、の内部で、それぞれ12はメモリアクセ
ス制御を行なうメモリアクセス制御回路0゜1(以下M
AC,,MAC1)、13は主にCPU、。
CPU□が自系処理するプログラムやデータを蓄える自
系メモリ回路00,10 (以下M E M、、 。
MEM、、) 、14は主に他系プロセッサ1のメモリ
情報の写しを蓄える他系写しメモリ回路0O111(以
下MEM、、、MEM、、) 、15は同一プロセッサ
1内の2つのメモリバス10,11を接続するドライバ
レシーバ回路0,1(以下DR,。
DRよ)である、DR,、DR,はそれぞれMAC,。
MAC,の指示で接続・方向制御を行なう、MXC,、
MXCLの内部で、16は自系プロセッサ1が処理した
メモリ情報を他系プロセッサ1へ転送するメモリ交又回
路00,10 (以下M X Ca * −Mx C1
o) 、17は他系プロセッサ1から転送されてくるメ
モリ情報を白系の主メモリユニット7に転送するメモリ
交又回路01,11 (以下MXCat s M X 
Czx)である、MAC,とM E M、、とDR,と
M X C,、はメモリバス00を介して接続され、M
EM、、とDR,とM X C,、はメモリバスO1を
介して接続され、MAClとMEM、、とDれ、M E
 M、、とDR,とMXC,、はメモリバス11を介し
て接続される。なおメモリ交叉信号4を介してM X 
C,、とM X C1,が接続され、さらに別のメモリ
交叉信号4を介してMXC,。とMXCo、が接続され
る。
第2v4および第3図はそれぞれ第1図のプロセッサ1
のMM、、MMi内のメモリ空間をM E M、ll。
M E Ml、を収容するメモリ空間0とMEM、、、
MEMoを収容するメモリ空間1の2つの領域に分割す
る方法を示す説明図である。第2図はプロセッサ1が持
つメモリアドレスの最上位bitを使ってメモリ空間を
メモリ空間Oとメモリ空間1に分割したときのメモリマ
ツプ図である。第2図において1例えば第1図のプロセ
ッサ1のメモリアドレスがn+1bitあり、AOから
Anで表わされるとき、An=Oのときにメモリ空間0
を示し、An=1のときにメモリ1を示すようにした方
法を示す、AoからAn−1は任意の値でよい。
また第3図はプロセッサ1が持つメモリアドレスの(最
上位−1)bitを使ってメモリ空間をメモリ空間Oと
メモリ空間1に分割したときのメモリマツプ図である。
第3wにおいて、例えば第1図のプロセッサ1のメモリ
アドレスがn+1bitあり、A4)からAnで表わさ
れるとき、A n −1= 0のときにメモリ空間Oを
示し、An−1=1のときにメモリ空間1を示すように
した方法を示す、AoからAn−2およびAnは任意の
値でよい、第2wiおよび第3図に示した以外のプロセ
ッサ1が持つメモリアドレスの任意の1bitを使って
メモリ空間を2つに分割できるのは明白であり、この方
法を使った場合にメモリ空間Oとメモリ空間lの切替え
はメモリアドレスを変更するだけでよく、CPU、CP
I)□は特別な処理をすることなく実現できる。
いま第1図のM E M、、とMEM、、はcpu、が
持つメモリアドレスの最上位ビットbitを使ってメモ
リ空間Oとメモリ空間1にそれぞれ割り付けられている
とする。CPU、におけるMEM、、。
M E M i xも同様である。このときの第1図の
動作をつぎに説明する。CPU、がM E M、、にア
クセスする場合を考える。CPU、はプロセッサバス0
を介してMAC,にM E Mll、アクセスオーダを
送出する。 M A CaはCPU1lからのMEM、
。アクセスオーダを受は付け、MEM、。アクセスオー
ダであることを判定する1通常にCPU、からのアクセ
スがないとき、MAC,はメモリバスOOとメモリバス
01を電気的に分画するようにDR。
を制御している。つまりいずれのメモリバス00゜01
に対してもハイインピーダンス状態となるようにしてい
る。MAC,はMEM、。へのアクセスオーダのとき、
この状態を変えないままでメモリバスOOを介してM 
E M、、にアクセスする。この後にMAC,はCPU
、に対し、リードアクセスのときにはメモリリードデー
タと共にアクノリッジ信号を返送し、ライトアクセスの
ときにはアクノリッジ信号のみ返送する。一方でM X
 C,、は常時にメモリバスOOを監視しており、MA
C,からM E M、、へのライトアクセスのときには
メモリバスOO上のメモリアドレスおよびライトデータ
をMXC,。内に取り込む。この後にMXC,。は内部
に取り込んだメモリアドレスの最上位bittil−0
から1に変換し、メモリデータと共にメモリ交叉信号4
介して他系プロセッサ1のM X C,、に転送する。
MXC,、は転送されてきたデータを転送されてきたア
ドレスに対応するM E M、、にメモリバス11を介
して書き込む、こうしてCP U、がME M、、にメ
モリライトすると、ライトアドレスの最上位bitを反
転した同一データがMEM□、にもライトされることに
なる。
このようにしてMEM、。とMEMユ、のメモリ内容を
同一にしておくことができる。*たMxC6IlからM
EM、1にライトする時間はMAC,がMEM oaお
よびM X C,、にライトする時間よりも長いため、
MxC,。にバッファキューを設けるなどしてCP U
、の性能低下を防ぐことができる。一方で同様にしてC
PU、がMEM、。にライトするデータをM E M、
、に転送し、 M E MlllとMEM、、のメモリ
内容を同一にしておくことができる。
また第1図のMM、の内部構成はDR,によりメモリバ
スOOとメモリバス01を分離したため、MEMfll
lとMEM、1が独立に動作できるので、これによりM
AC,がMEM、。にアクセスする動作とM X C,
、がMEM、、にアクセスする動作を同時に実行できる
。よってM X C,、がM E M、、へアクセスす
る動作により、MAC,がMEMll、へアクセスする
動作が影響を受けず、CPU、の性能が低下することが
ない、MM、の内部構成についても同様である。
ここで第1図のプロセッサ1が障害を起こしてCPU、
が停止した場合を考える。EMAlはCPU□が停止し
たことを検知し、障害通知信号19を介してEMA、に
通知する。障害通知を受けたEMA、はCPU、4:C
PtJ、が停止したことを通知すると同時にメモリ交又
借号4をアイソレーションする。cpu、が停止したこ
との通知を受けたCPU、はメモリアドレスの最上位b
itを1にして、プロセッサバス0を介してMAC,に
MEMsxアクセスオーダを送出する。MEM、1アク
セスオーダを受けたMAC,はメモリアドレスの最上位
bitが1であることを判定し、DR,を制御してメモ
リバスOOとメモリバス01を電気的に接続状態にした
のち、MEM、、にアクセスする。こうしてCPU、は
M E M @ tにアクセスすることが可能となり、
CPU、はMEM、□のメモリ内容から他系プロセッサ
1の処理状況を知ることができ、他系プロセッサ1の障
害原因の究明および他系プロセッサlの処理の継続をシ
ステムバス0またはシステムバス1を使って行なること
が可能となる。
上記のように2重化メモリを構成することにより1通常
時に2台のプロセッサを独立に動作させ。
プロセッサ資源を有効に使用して処理能力を向上できる
と共に、片系のプロセッサが障害を起して停止しても障
害原因の解明が可能となり、さらに障害のプロセッサが
行なってきた処理を継続することができて信頼性を向上
することができる。
第4図は第1図のプロセッサ1のMM、、 MM。
内のメモリ空間をMEM、。、MEM、。を収容する。
メモリ空間0とMEM、、、MEM1□を収容するメモ
リ空間1の2つの領域に分割する他の方法を示す説明図
で、プロセッサ1が持つメモリアドレス以外のbitを
使ってメモリ空間をメモリ空間Oとメモリ空間1に分割
したときのメモリマツプ図である。第4図において、例
えば第1図のプロセッサ1のメモリアドレスがn+1 
 bitあり。
AOからAnで表わされるとき、AoからAnとは独立
したEOという1bitの拡張メモリ指定の情報を使っ
て分割し、Eo=OのときAoからAnの値に無関係に
本来メモリ空間のメモリ空間Oを示し、Eo=1のとき
AoからAnの値に無関係に拡張メモリ空間のメモリ空
間1を示すようにした方法を示す、このようにEobi
tを設けることにより、プロセッサ1が持つメモリアド
レスを1bit拡張してメモリ空間を2倍にしたことに
なる。Eobitを例えばCPU、、CPU。
内部の制御レジスタに設置した場合には、E。
bitはCPU、、CPU、が持つ制御レジスタ振作命
令で書替えができる。またEobitを例えばMAC,
、MAC,内部の制御レジスタに設置し令をプロセッサ
バス0,1を介してMAC,、MAC,に送出すること
により、MAC,、MAC工がEobitを書き替える
ことができる。これにより本来プロセッサが持つメモリ
空間を2重化メモリ構成のために1/2に制限する必要
がなくなる。またMMC,、MXC,においてメモリア
ドレスの1bitを変更する必要がなくなる。
第5図および第6図はそれぞれ本発明による2重化メモ
リ構成方法の別の実施例を示す複数台のプロセッサから
なるマルチプロセッサシステムのブロック図である。第
5回はマルチシステムバスとそれぞれバスインタフェー
ス回路0.1を介して接続するシステムバス0,1の間
に接続するそれぞれ任意の2台のプロセッサ00,10
からプロセッサOn、in同士がそれぞれメモリ交叉信
号4および障害通知信号19を介して相互に接続され、
それぞれが第1図に示すような2台のプロセッサからな
るマルチプロセッサシステムを構成して、2重化メモリ
構成をとることができるのは明らかである。第6vsは
システムバスとそれぞれ接続する複数のプロセッサ0,
1.2などからなるマルチプロセッサシステムにおいて
、隣接するプロセッサOとプロセッサ1%プロセッサ1
とプロセッサ2、プロセッサ2とプロセッサOなと同士
でメモリ交叉信号4および障害通知信号19を介して相
互に接続され1輪状になるように第1図と同様の2重化
メモリ構成をとることができるのも明らかである。この
ような2重化メモリ構成をとることにより、マルチプロ
セッサの1台のプロセッサが障害となっても他のプロセ
ッサに障害プロセッサの全メモリ情報が残されているた
めに、マルチプロセッサの信頼性を向上できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、複数のプロセッサが互いに独立な処理
を行ないながらもメモリの2重化が実行されるのでプロ
セッサ資源を有効に活用でき、かつ1つのプロセッサが
障害等になり停止しても他のプロセッサに障害等になっ
たプロセッサのメモリ情報が保存されているので、障害
原因の究明や障害プロセッサが行なってきた処理を継続
することが可能となって信頼性を向上できる効果がある
またメモリ空間の分割をメモリアドレスの任意のLbi
 tを使用して行なうので、メモリ空間を切り替えて他
系プロセッサのメモリの写しにアクセスする場合にプロ
グラム処理が容易でかつ高速になる効果がある。
またメモリ空間の分割をメモーリアドレス以外の1ビツ
トの情報によって行なうので、メモリ2重化用領域のた
めにプロセッサが持つメモリ空間を半減させる必要がな
くて全メモリ空間を自系処理用に使用できる効果がある
また他系プロセッサから送られてきたメモリ情報をメモ
リ交又回路が自系メモリに書き込む際に。
自系プロセッサが自系メモリにアクセスする動作を妨げ
ることがないので、自系処理の性能低下をさせることが
ない効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による2重化メモリ構成方法の一実施例
を示すマルチプロセッサシステムのブロック図、第2図
は第1WIのメモリアドレスの最上位bitを使ってメ
モリ空間を分割したときのメモリマツプ図、第3図は第
1図のメモリアドレスの(最上位−1)bitを使って
メモリ空間を分割したときのメモリマツプ図、第4図は
第1図のメモリアドレス以外のbitを使ってメモリ空
間を分割したときのメモリマツプ図、第5図および第6
11!1はそれぞれ本発明による2重化メモリ構成方法
の別の実施例を示すマルチプロセッサシステムのブロッ
ク図である。 ■・・・プロセッサ、2・・・入出力装置、3・・・シ
ステムバス、4・・・メモリ交叉信号、5・・・中央処
理ユニット、6・・・バスインタフェースユニット、7
・・・主メモリユニット、8・・・メモリ交叉ユニット
、9・・・プロセッサバス、10.11・・・メモリバ
ス、12・・・メモリアクセス制御回路、13.14・
・・メモリ回路、15・・・ドライバレシーバ回路、1
6.17・・・メモリ交又回路、1B・・・他系障害通
知検出回路、19・・・障害通知信号。 第 図 第 閃 纂 図 篤 阻 策 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、それぞれに個別メモリと該個別メモリ間のデータ転
    送を司どるメモリ交又回路とを持つ2組以上のプロセッ
    サから構成されるマルチプロセッサにおいて、上記それ
    ぞれのプロセッサがアクセスできる個別メモリ空間をメ
    モリ空間0とメモリ空間1の2つの領域に分割し、メモ
    リ空間0を自系プロセッサが通常処理する空間に割り付
    け、メモリ空間1を他系プロセッサのメモリ空間0の写
    しを持つ空間に割り付け、上記それぞれのメモリ交又回
    路に自系プロセッサがメモリ空間0に書き込んだ情報を
    他系プロセッサの任意の1つのメモリ交又回路に転送し
    、該他系メモリ交又回路が該他系プロセッサのメモリ空
    間1に書き込む機能を持たせ、自系プロセッサが自系の
    メモリ空間1をアクセスすることにより他系プロセッサ
    の情報を得ることができることを特徴とする2重化メモ
    リ構成方法。 2、上記メモリ空間0とメモリ空間1をプロセッサが持
    つメモリアドレスの任意の1bitを使って分割するこ
    とを特徴とする請求項1記載の2重化メモリ構成方法。 3、上記メモリ空間0とメモリ空間1をプロセッサが持
    つメモリアドレスとは独立した1bitの情報を使って
    分割することを特徴とする請求項1記載の2重化メモリ
    構成方法。 4、上記メモリ空間0に対応したメモリ回路0とメモリ
    空間1に対応したメモリ回路1とを独立に構成し、プロ
    セッサがメモリ回路0にアクセスする動作とメモリ交又
    回路がメモリ回路1にアクセスする動作とを独立に実行
    できる機能を持たせ、該機能を動作させうるようにした
    ことを特徴とする請求項1記載の2重化メモリ構成方法
JP3619889A 1989-02-17 1989-02-17 2重化メモリ構成方法 Pending JPH02216573A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4981944A (en) * 1988-06-15 1991-01-01 Akzo N. V. Liquid coating composition curable at ambient temperatures
US6308244B1 (en) 1993-02-26 2001-10-23 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Information processing apparatus with improved multiple memory access and control

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4981944A (en) * 1988-06-15 1991-01-01 Akzo N. V. Liquid coating composition curable at ambient temperatures
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