JPH0282343A - マルチプロセッサシステムの割込処理方式 - Google Patents

マルチプロセッサシステムの割込処理方式

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JPH0282343A
JPH0282343A JP63233426A JP23342688A JPH0282343A JP H0282343 A JPH0282343 A JP H0282343A JP 63233426 A JP63233426 A JP 63233426A JP 23342688 A JP23342688 A JP 23342688A JP H0282343 A JPH0282343 A JP H0282343A
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JP
Japan
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processor
interrupt
processors
signal
common bus
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JP63233426A
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Koji Masui
晃二 桝井
Masayuki Tanji
雅行 丹治
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/14Handling requests for interconnection or transfer
    • G06F13/20Handling requests for interconnection or transfer for access to input/output bus
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  • Multi Processors (AREA)
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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〕 本発明は割込処理方式に係り、特にマルチプロセッサシ
ステムに於いて、プロセッサを有効に活用するに好適な
割込処理方式に関する。
〔従来の技術〕
従来マルチプロセッサにおいては、第3図に示す様に、
入出力装置150からの割込信号14.0は特定のCP
 U # 0200aにのみ入力され、割込処理はCP
 U # 0200aのみにて行なわれるか、CPUt
t O200aより他CPUに依頼する等の方式により
実施されていた。本方式によればCPU、入出力装置共
に単純なハードウェア構成で実現できるが、反面、CP
U#0200aが故障或いは何らかの要因で割込信号]
40を受は取ることができない場合には、入出力装置1
50からの割込は処理されないことになる。そこで、特
開昭60−1.79865号に記載のように、各プロセ
ッサよりシステム制御装置または割込制御装置にプロセ
ッサの状態を連絡し、割込制御装置がプロセッサの状態
を判断して、入出力装置からの割込を特定のプロセッサ
に入力する方法が考え出された。第2図はこの方法を用
いたシステムの構成図である。第2図に於いて、各CP
 Ulooa、 100b、 100c各プロセッサが
割込受付可能か否か等の状態を示すステータス信号1]
Oa。
110b、 110cを割込制御装置130に与える。
割込制御装置130は、入出力装置150からの割込信
号140を受は取ると、ステータス信号]]Oa。
110b、 110cを判断し、割込受付可能なCPU
に割込信号を与える。例えばCPU#0100aが割込
受付可能な場合には、割込信号120aのみをアクティ
ブにしてCPU#0100aに割込を与える。本方式に
よれば、全てのプロセッサが割込を受付けられる為、特
定のプロセッサに故障等が発生しても、他のプロセッサ
が入出力装置からの割込を受付ることか可能である。
〔発明が解決しようとする課題〕 上記従来技術は、プロセッサ毎に個別の割込信号を与え
る必要がある為、プロセッサの数が多くなると割込制御
装置から出力される割込信号の数もプロセッサ数に比例
して多くなるという問題がある。また、割込制御装置そ
のものが故障すると、入出力装置からの割込を全く受付
けられなくなるという問題がある。
本発明の目的は、割込を受付けるプロセッサを各プロセ
ッサが個別に判断することにより、信号線の数を減らし
、かつ故障に強い割込処理方式を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
」二記目的は、入出力装置からの割込信号を共通バスを
介して全てのプロセッサに接続し、共通バス上に出力さ
れた各プロセッサの割込受付可否状態を各々のプロセッ
サが個別に監視、判断した後、割込受付司のプロセッサ
のみがあらかじめ定められた優先順位に従って、唯一の
プロセッサのみが前記入出力装置からの割込信号を受は
付けることにより達成される。
〔作用〕
入出力装置からの割込信号は、全てのプロセッサに共通
バスを介して接続されている為、プロセッサの増加に従
って割込信号線を増やす必要がない。また、全てのプロ
セッサの状態を各プロセッサが個別に判断し、割込受付
可能なプロセッサのみが割込信号を受けとる為、割込処
理が特定のプロセッサに集中することなく、かつ、受付
可否判断部分が冗長的に分散されている為、1台のプロ
セッサの判断部分が故障しても残りのプロセッサが割込
処理を引き継ぐことができる。
〔実施例〕
以下、本発明に一実施例を第1図により説明する。第1
図に於いて、マルチプロセッサシステムは3台のプロセ
ッサ、CPU#010a、CPU#1]Ob、CPU#
210c、及びシステムの共通バスであるところのシス
テムバス30、共用入出力装置40により構成されてい
る。また各CPUと入出力装置40は、システムバス3
0J二ロセッサ毎のBUSY信号14a、14b。
14c及び割込信号23により接続されている。
ここで、BUSY信号線は、割込受付の可否状態を示す
ももである。システムバス30J二には、上記以外にア
ドレス、データ、リート/ライト等の制御信号(線)も
存在するが、本発明には直接関係なく周知であるので以
下の説明では省略している。ここでBUSY信号14’
a’、14b、14cは、各プロセッサより個別に出力
され、論理「1」の時ビジー即ち割込受付不可を示し、
論理「O」の時アイドル即ち割込受付可能であることを
示す。このBUSY信号14.a、14b、14cは、
プロセッサ内のマイクロプロセッサの割込禁止フラグの
状態でも良いが、本実施例に於いては、マイクロプロセ
ッサの割込禁止フラグとは別に、プロセッサが実行すべ
きジョブを多く持っている為にこれ以上割込処理等のジ
ョブを受は付けたくない場合にビジー状態にするものと
定義する。従って本BUSY信号14. a 、 14
 b 、 14 cにより各プロセッサは、自分の負荷
を調整することができる。
次に各プロセッサは、マイクロプロセッサ(以下MPU
と略す)lla、11b、llc、アドレスデコーダ1
2a、12b、12c、ビジーフリップフロップ13 
a + 1、 3 b 、 1.3 c、及び割込受付
可否判断部であるアンドゲート15 a −c 。
16 a ” c 、 17 a −c r 18 a
 −c 、 20 a −c、オアゲート19 a −
c、プロセッサ番号デコーダ21a”c、プロセッサ番
号設定スイッチ22a〜Cにより構成される。ここでア
ドレスデコーダ12 a ” cにはMPUよりアドレ
ス(ADR)、ライト信号(WR)が入力され、MPU
が特定アドレスをライトすることによりビジーフリップ
フロップ13a”cをセット/リセットし、BUSY信
号14 a −aをシステムバス30に出力する。
またプロセッサ番号設定スイッチ22 a = cには
、各プロセッサにユニークに割付けられたプロセッサ番
号を設定し、これがプロセッサ番号デコーダ21a”c
に入力され、プロセッサ番号デコーダ21a”cよりプ
ロセッサ番号に対応した出力が論理「1」となる。本実
施例に於いては、CPU#010aのプロセッサ番号設
定スイッチ22aには“0,0”が設定され、プロセッ
サ番号デコーダ21aの出力「0」より論理rlJが出
力される。同様にCP#110bではプロセッサ番号デ
コ−ダ21bの出力「1」より論理「1」が出力され、
CPU#210cではプロセッサ番号デコーダ21cの
出力2より論理「1」が出力される。
いま、全CPUがアイドル状態であると仮定すると、C
PU#010aに於いて、CPU#OのBUSY信号1
4 aが論理rOJかつ、プロセッサ番号デコーダ21
aの出力「0」が論理「1」となることより、アンドゲ
ート16aの出力さらにオアゲー1〜19aの出力が論
理「1」となる。
この状態で入出力装置40より割込信号23が出力され
ると、アンドゲート20aの出力が論理[1」となりM
PU11aに入出力装置40よりの割込が伝搬する。割
込を受は付けた後MPU11aは、割込処理プログラム
を実行する。入出力装置がシステムバス30上に複数個
接続されている場合には、この割込処理プログラムの中
で、どの入出力装置からの割込であるかを、各入出力装
置内の割込状態レジスタの値を個々に調べて行くことに
より認識した後、割込を発生した入出力装置に対し、割
込信号23をオフする命令を発行した後、入出力装置に
対応した処理、例えばエラー情報の読み取りや、次の入
出力動作の起動等を行う。また複数台の入出力装置から
同時に割込信号23が発生した場合には、1台の入出力
装置からの割込信号をオフしても、他の入出力装置から
の割込信号が存在する為、割込を発生した入出力装置の
台数分だけ上記処理を繰り返してやればよい。以上の割
込処理プログラムの動作は周知である為詳細は省略する
。一方CPU#110bに於いては、プロセッサ番号デ
コーダ22bの出力「1」のみが論理「1」の為、アン
トゲート16b、18bは他方の入力の状態にかかられ
ず論理「0」のままであり、アントゲ−1−17bにつ
いては、BUSY信号14aが論理「O」の為、この出
力も論理「O」となる。従って、アンドゲート15bの
出力も論理rOJとなることと合わせて、オアゲート1
9bの出力は論理rOJとなり入出力装置40からの割
込信号23がMPollbに伝搬することはない、 C
P U # 2]Ocについても同様である。次に、C
PU#010aがビジー状態で、他の11〜 CPUがアイドル状態の場合には、CPU#010aに
於いては、BUSY信号14aが論理「1ノ、プロセッ
サ番号デコーダ21aの出力rOJのみが論理r I 
J 、 B U S Y (i % 14 b 。
14cが論理「o」であることよりアントゲ−1〜15
a、16a、17a、18aの出力は全て論理「0」と
なりオアゲーh 19 aの出力は論理「0」となり入
出力装置40からの割込信号23がMPU11aに伝搬
することはない。一方、CPU#110bに於いては、
BUSY信号14bが論理rlJ 、BUSY信号14
aが論理「0」、プロセッサ番号デコーダ21bの出力
「1」が論理「1」であることより、アントゲート17
bの出力が論理「1」となり、オアゲー1−19 bの
出力も論理「1」となる。従って割込信号23はMPU
11bに伝搬する。CPIJ#210eについては、上
記全てのプロセッサがアイドル状態の場合と同様に割込
信号23はMPU11cに伝搬することはない。
最後に、全プロセッサがビジー状態の場合には、割込処
理を行う余裕がないわけではあるが、プラント状態の取
り込み要求等割込の種類によっては、プロセッサが割込
処理をする余裕の有無にかかわらず処理しなければデー
タが消失する等のケースが発生する為、どれか1つのプ
ロセッサに割込処理を行わせる必要がある。本実施例に
於いては、この処理を行うプロセッサをCPU#O]O
aと定め、BUSY信号14 a −cが全て論理「1
」の時にアンドゲート15aの出力を論理「1」として
オアゲート19aの出力も論理「1」として割込信号2
3をMPU11aに伝搬させている。他のCPU#11
0b、CPU#210cに於いては、プロセッサ番号デ
コーダ21b、21cの出力rOJが常に論理rOJと
なる為アントゲ−1−15b 。
15cの出力は常に論理「0」となり、全プロセッサが
ビジー状態の時には割込信号23がMPU11b、li
eに伝搬することはない。
本実施によれば、入出力装置からの割込信号が各プロセ
ッサに共通に入力さるように接続されている為、プロセ
ッサの台数によらず割込信号は1本ですみ、また、各プ
ロセッサが割込を受付けるか否かは、システムバス上の
状態信号により各々のプロセッサで独立に判断する為、
1台のプロセッサが故障しても残りのプロセッサだけで
割込受付可否を判断し、割込処理を行うことができる。
さらに、全プロセッサがビジー状態の時にも、特定のプ
ロセッサが割込を受付けるので、入出力装置からの割込
の取りもれがないという効果がある。
また、本実施例に於いては、割込受付可否を判断する為
の信号としてBUSY信号を用いたが、各プロセッサの
実行レベルを出力し、実行レベルの最も低いもの、或い
は特定の実行レベルを持つものが割込を受付ける様にし
ても良く、また、CPUの稼動率を出力し、最も稼動率
の低いものが割込を受付ける様にしても良い。また、シ
ステムバスに接続される共用入出力装置が複数台あって
も何ら差し仕えない。さらに、割込信号の数も、本実施
例に於いては1本であったが、割込要因に応じて複数本
設けても良く、その場合には、割込信号の本数に応して
各プロセッサに割込受付可否判断部も複数個設け、各割
込信号枚に割込受付可否を決定してやれば良い。
次に第2の実施例につき第4図を用いて説明する。第4
図は、第1図のマルチプロセッサシステムのCPUに、
生死状態フリップフロップ50a、生死状態信号(AL
IVE信号)51a及び生死状態判定回路60a〜63
aを追加し、さらにシステムバス31にALIVE信号
51a−51cを各CPU毎に追加したものである。第
4図に於いては、CPU#0300aの内部回路のみを
示し、他のCPU# 1300b、CPU# 2300
cにライては内部回路を省略しである。また、以下の説
明に於いては、CPU#Oの回路及び信号については添
字a、CPU# 1については添字す、CPU#2につ
いては添字Cを用いて説明する。上記以外の回路及び信
号については第1図と同じであり、BUSY信号14a
、14b、14cの状態により割込受付可否を判断する
論理も第1図と同じである為説明は省略し、以下にプロ
セッサの生死状態を判定し、全CPUがビジー状態の場
合に唯一のプロセッサが自プロセッサの割込受付可否状
態にかかわらず入出力装置40からの割込を受付ける論
理について説明する。
まず、CP Uの電源が立上ると各MPU11a〜11
cはCPU内のメモリ、レジスタ等のバー1くウェアの
初期化及びチエツクを実施し、正常であれば、あらかし
め決められたアドレスをライトして生死状態フリップフ
ロップ50a〜50c (以下ALIVEFFと略す)
をセラ1へする。コ(7)ALIVEFF50 a −
50cはエラー検出信号70 a −70cによりリセ
ツ1−される。エラー検出信号70a〜70cは、例え
ばCPU内のメモリのパリティエラーや、M P Uへ
の供給クロックの停止を検出した際に出力される信号で
あるが、エラーの検出論理については本発明には無関係
であるので説明は省略する。さて、全てのCPUがビジ
ーの状態でBUSY信号1、 4. a −14,cが
論理「1」となっていて、かつ、全てのCPUが動作可
能な状態即ちA L i、V E信号が全て論理「1」
の場合には、プロセッサ番号設定スイッチ22ぞ1にr
oOJ が設定されているC P U # 0300a
のみがアントゲ−1−60a、オアゲート63aからの
出力が「1」となることにより入出力装置40からの割
込信号23を受付けることができる。次にCPU#03
00aのみが動作不可能場態の場合、即ちALIVIE
 #0信号51aのみが論理「O」で他のA L I 
V IE倍信号論理「1」の場合には、CPU#130
0bについてアントゲ−1−60bの出力は常に「0」
、61aの出力は、プロセッサ番号設定スイッチ22b
の出力がro IJ 、ALIVE # 2信号51b
が「1」であることより論理「1」となる。従ってオア
ゲート63bの出力は「1」となりアンドゲート15b
、オアゲート19b、アンドゲート20bを介して割込
信号23がCPU#1、300aに受は付けられる。こ
の時CPU#2については、A I−I V E#1信
号51bが論理「1」、プロセッサ番号設定スイッチ2
2cの出力が「10」であることより、アンドゲート6
0c〜62c及びオアゲート63の出力は全てrOJと
なり、割込信号2;3を受は付けることはない。本実施
例によれば、全てのCPUがビジー状態の時には、各C
PUの生死状態、即ちALIVIE信号の状態により、
1または複数台のCPUが故障等による動作不可能状態
となっても、残りの正常なCPUの内プロセッサ番号の
最も若いCPUが入出力装置40からの割込信号23を
受付けることができ、入出力装置からの割込の受付けも
れがないという効果がある。
本実施例に於いては、全プロセッサがビジーの時に割込
を受付けるプロセッサを、動作可能なプロセッサの内爪
もプロセッサ番号の最も若いプロセッサに固定したが、
その他に、ラウン1〜ロビン方式や、プログラムにより
任意に定められたりすることも可能である。
尚、入出力装置に起動をかけたCPUのみが入出力装置
からの割込(終了割込)を受は付ける方式では、割込発
生時に起動をかけたCPUが他の高負荷のJOBを実行
していた場合には、例え他のCI” Uに空があっても
割込処理または、丁OBの実行のいずれ構を待たせるし
かないが、本発明では、他の割込受付可能なCPUが割
込処理を肩代わりする為、システム全体のCP U使用
効率が」二かり、スループットを向上させることができ
る。
本発明に於いては、ユーザータスクから入出力要求を受
けたオペレーティングシステム(以下O8と略す)が、
まずユーザータスクを待ち状態とし、主記憶上のタスク
制御テーブル(TCB)及びデバイス制御テーブル(D
CB)にそれぞれタスクがウェイト状態であることと、
起動したタスクのタスクNαを登録し、入出力装置に起
動をかける、その後入出力動作が終了して入出力装置か
ら終了割込が発生する。この終了割込を入出力装置に起
動をかけたCPUとは別のCPUが受付けた場合には、
終了割込を受付けたCPUは終了割込処理を実施した後
、入出力動作を起動したC P Uが作成したTCB及
びUCBを読出し、登録されているユーザータスクを再
起動し、自CPU上で実行させることにより実現できる
。ここで、TCB。
UCB等のシステム管理」二必要なテーブルについては
、システム共通に主記憶」二に1個のみ存在するように
しておかなければならない。以−Lにより、1!] 入出力装置を起動したCPUと別のCPUが終了割込を
受付けても、同一のCPUが終了割込を受付けた場合と
同様に処理することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、各プロセッサが共通バス上の状態信号
を用いて、割込受付可否を独立に判断するので、1また
は複数台のプロセッサが故障しても、残りのプロセッサ
で割込受付可否判断及び割込処理を行うことができると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例構成図、第2図、第3図は従
来例によるマルチプロセッサシステムの構成図、第4図
は本発明の一実施例構成図である。 10a−c−CPU、11 a−c−MPU、12a−
c・アドレスデコーダ、13 a −c・・・ビジーフ
リップフロップ、14 a”c−BUSY信号、15a
〜1.8c、20a−c・・アンドゲート、19 a 
−c  オアゲート、21 a −c・・・プロセッサ
番号デコーダ、22 a −c・・プロセッサ番号設定
スイッチ、23・・割込信号、30・システムバス、4
0−・・入出力装置、100a−c、 200a −c
 −CPU、110a−c−ステータス信号、120a
−c割込信号、130・・・割込制御装置、140・割
込信号、150・・・入出力装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数のプロセッサと、該複数のプロセッサからアク
    セス可能な共用入出力装置が共通バスを介して接続され
    るマルチプロセッサシステムにおいて、各プロセッサは
    、共通バスに対して、自プロセッサが割込みを受付け可
    能か否かを示す状態信号を出力する状態信号出力手段と
    、共通バスから他の各プロセッサの状態信号を取込む状
    態信号入力手段と、該共用入出力装置からの割込信号を
    共通バスを介して入力する割込信号入力手段を有し、自
    プロセッサの状態信号および他プロセッサの状態信号を
    もとに該割込信号を受付けるか否かを決定するようにし
    たことを特徴とするマルチプロセッサシステムの割込処
    理方法。 2、複数のプロセッサと、該複数のプロセッサからアク
    セス可能な共用入出力装置が共通バスを介して接続され
    るマルチプロセッサシステムにおいて、該共通バスは、
    共用入出力装置からの割込信号を各プロセッサに接続す
    る割込信号線と、各プロセッサに接続され、或るプロセ
    ッサからの割込み受付可能か否かの状態信号線を、それ
    ぞれ他のプロセッサに対して接続する状態信号線を有し
    、各プロセッサは共通バスから他プロセッサの状態信号
    および割込信号を入力して、割込信号を受付けるか否か
    決定するようにしたことを特徴とするマルチプロセッサ
    システムの割込処理方法。 3、請求項1、2記載の各プロセッサは、割込優先判定
    回路を有し、割込受付可能なプロセッサが複数存在した
    場合、予め決められた手順で特定のプロセッサが割込み
    を受付けるようにしたことを特徴とするマルチプロセッ
    サシステムの割込処理方法。 4、請求項1、2記載の各プロセッサは、自プロセッサ
    が正常に動作しているか否かを示す信号を共通バスを介
    して自プロセッサ以外の他プロセッサに対して出力する
    手段を有し、正常に動作しているプロセッサのみが割込
    みを受付けるか否か決定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の割込処理方法。 5、請求項1、2記載の各プロセッサは、割込受付可能
    なプロセッサが1台も存在しないことを検出した場合、
    予め決められた手順で、受付可否の状態にかかわらず割
    込の受付けを行うようにしたことを特徴とするマルチプ
    ロセッサシステムの割込処理方法。 6、複数のプロセッサと、該複数のプロセッサからアク
    セス可能な共用入出力装置が共通バスを介して接続され
    るマルチプロセッサシステムにおいて、各プロセッサは
    、共通バスに対して、自プロセッサが割込みを受付け可
    能か否かを示す状態信号を出力する状態信号出力手段と
    、共通バスから他の各プロセッサの状態信号を取込む状
    態信号入力手段と、共用入出力装置からの割込信号を入
    力する割込信号入力手段と、該自プロセッサの状態信号
    および他プロセッサからの状態信号をもとに割込信号を
    受付けるか否かを決定する割込判定手段を有し、該共通
    バスは、共用入出力装置からの割込信号を各プロセッサ
    の割込信号入力手段に接続する割込信号線と、各プロセ
    ッサの状態信号出力手段および状態信号入力手段に接続
    され各プロセッサ毎に割込みの受付が可能か否かの状態
    を示すプロセッサ状態信号線を有し、プロセッサの状態
    に応じて任意の1つのプロセッサが共用入出力装置から
    該割込信号線に出力された割込みを受付けるようにした
    ことを特徴とするマルチプロセッサシステム。 7、入出力装置からの割込信号を共通バスを介して複数
    のプロセッサに出力し、各プロセッサは他プロセッサの
    割込受付可否状態を個別に監視判断し、受付可能なプロ
    セッサが定められた優先順位に従つて唯一のプロセッサ
    のみが割込みを受付けるようにしたことを特徴とする割
    込処理方式。
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