JPH05204880A - 二重化計算機システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】改訂されたプログラムのローディングをオンラ
インで行うことができるようにする。 【構成】各計算機に、外部から通信回線を経由して送ら
れてくる待機側ロードモード開始コマンドを受けオン状
態になる待機側ロードフラグと、待機側ロードモード開
始コマンドを受けレディ信号をオフとすると共に、外部
から送られてくる待機側ロードモード終了コマンドを受
けレディ信号をオンとするレディ信号制御手段と、待機
側ロードフラグがオン状態で外部から通信回線を経由し
て送られてくるプログラムを待機側主記憶部にローディ
ングするプログラムローディング手段と、外部から送ら
れてくる待機側ロードモード終了コマンドを受け待機動
作を開始する待機動作指令部とを設け、二重化制御部
に、各計算機の待機側ロードフラグを参照し、当該ロー
ドフラグがオンであった場合には非動作、オフの場合に
は動作するように、待機側としての動作スタート時に当
該待機側計算機の主記憶部に、常用側の計算機の主記憶
部の全番地の内容をコピーする全番地コピー手段を設け
て構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、信頼性を向上するため
に計算機を二重化した二重化計算機システムに関し、更
に詳しくは、ソフトウェアの改訂を稼動状態を維持した
まま、すなわちオンラインで実現できるようにした二重
化計算機システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】計算機を利用してプロセスの制御を連続
して行うようなシステムにおいては、高い信頼性を維持
するために、従来より、計算機を二重化する構成が取ら
れている。

【０００３】図３は、従来のこの種の二重化計算機シス
テムの一例を示す構成概念図である。この図において、
１は常用（稼動状態におかれる）側計算機、２は常用側
計算機１の故障に備えて待機状態におかれる待機側計算
機である。３は２つの計算機の間におかれた二重化制御
部で、各計算機１，２とデータバスを介して結ばれてい
ると共に、レディ信号を受け、二重化切換え信号ＩＯＣ
Ｅを各計算機に出力するように構成されている。

【０００４】各計算機１，２内には、いずれも通信バス
との間で通信制御を行う通信制御部１１，２１、各種の
演算制御を行うＣＰＵ１２，２２、各種のデータやプロ
グラムが格納される主記憶部１３，２３、各計算機につ
ながるＩ／Ｏを制御する入出力制御部１４，２４を含ん
で構成されている。

【０００５】この様な構成の二重化計算機システムは、
一方の計算機のハードウェアの故障時には、他方の計算
機がバックアップを実現し、故障部分をオンラインで修
復あるいは交換した後、再び二重化動作に復帰するよう
にして高い信頼性を維持している。更に、ハードウェア
の動作マージンの改良などを実施する場合（例えば、温
度マージン、ノイズマージンの向上など）も、二重化構
成を利用して、各計算機について、交互に改良あるいは
交換を実施できるようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な構成の従来装置においては、主記憶部１３，２３に格
納されているソフトウェアプログラムについて、その改
訂や改良を行う際には、一端システムを停止させ、通信
バスＢＳを経由して改訂後のプログラムを再ローディン
グする必要があった。

【０００７】ところが、２４時間連続稼動するプロセス
制御用の二重化計算機システムでは、内在しているプロ
グラムの例えばバグが認知されたような場合でも、それ
がシステムダウンとなる重大な不具合でないかぎり、現
状のプロセス制御運転を継続した状態で、プログラムの
改訂を行いたいという要求がある。この様な要求は、内
在するプログラムに、ハードウェア部品の故障と同程度
にバグが存在するという現実によるものであり、その対
応が強く求められている。

【０００８】本発明は、この様な要求に鑑みてなされた
もので、ソフトウェアの改訂や修復・交換等をオンライ
ンでできる二重化計算機システムを提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理的
な機能ブロック図である。図において、１と２は二重化
構成の計算機で、いずれか一方、例えば、計算機１が常
用側、計算機２が待機側となる。３は各計算機１，２か
らそれぞれレディ信号を受けて一方を常用側、他方を待
機側にするための二重化切替え信号ＩＯＣＥを出力する
二重化制御部である。二重化切替えの為の主要部の構成
や稼動状態での互いの主記憶部の内容を等値化するため
の構成は、ここでは詳しく示してないが従来装置と同様
である。

【００１０】各計算機１，２内において、Ｆ１１，Ｆ２
１は外部から通信回線を経由して送られてくる待機側ロ
ードモード開始コマンドを受けオン状態になる待機側ロ
ードフラグ、Ｒ１１，Ｒ２１は待機側ロードモード開始
コマンドを受け二重化制御部３に出力するレディ信号を
オフとすると共に、外部から送られてくる待機側ロード
モード終了コマンドを受けそのレディ信号をオンとする
レディ信号制御手段、Ｌ１１，Ｌ２１は待機側ロードフ
ラグＦ１１，Ｆ２１がオン状態で外部から通信回線を経
由して送られてくるプログラムを待機側主記憶部にロー
ディングするプログラムローディング手段である。Ｃ１
１，Ｃ２１は外部から送られてくる待機側ロードモード
終了コマンドを受け待機動作を開始する待機動作指令部
である。

【００１１】二重化制御部３において、Ａ１０は各計算
機の待機側ロードフラグＦ１１，Ｆ２１を参照し、それ
らのロードフラグがオンであった場合には非動作、オフ
の場合には動作するように、待機側としての動作スター
ト時にその待機側計算機の主記憶部に、常用側の計算機
の主記憶部の全番地の内容をコピーする全番地コピー機
能部である。

【００１２】

【作用】プログラムに例えばバグが発見されたような場
合、その修復をマスタ装置において行うことになるが、
そこで修復された改訂後のプログラムのローデイングに
先立って、マスタ装置は、待機側の計算機に対してロー
ドモード開始コマンドを送る。このコマンドを受信した
待機側計算機は、待機側ロードフラグをオンとすると共
にレディ信号をオフとする。これにより待機側が常用側
に切り替えられることはないようにする。

【００１３】この状態で、改訂後のプログラムが待機側
の主記憶部にプログラムローディング手段を介して書き
込まれる。書き込み終了後、マスタ装置からは待機側ロ
ードモード終了コマンドが送られ、待機側ロードフラグ
をオフ、レディ信号をオンとし、待機側計算機が常用側
に切り替え可能とする。

【００１４】この状態から、待機側計算機を常用側計算
機に切り替えると、改訂後の新たなプログラムのもと
で、所定の常用側計算機としての動作を行う。また、新
しく待機側となった計算機の主記憶部には、全番地コピ
ー手段により常用側の計算機の主記憶部の全番地の内容
がコピーされる。

【００１５】これにより、新たに待機側となった計算機
の主記憶部にも、改訂されたソフトウェアプログラムが
ローディングされて、システム全体のソフトウェアがオ
ンラインで改訂されることとなる。

【００１６】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。図２は、本発明の一実施例を示す構成ブロッ
ク図である。図において、第１図の各部分に対応するも
のには、同じ符号を付して示してあるが、ここでは、便
宜上計算機１を常用側、計算機２を待機側としてその信
号の流れを示してある。

【００１７】各計算機１（２）の通信バスＢＳにつなが
る通信制御部１１（２１）内において、１１１（２１
１）は常用側動作時と待機側動作時とで異なる番号付け
がされる通信アドレス設定部、１１２（２１２）は外部
からの通信コマンドを受けて、ＣＰＵ１２（２２）をス
トップあるいはスタートさせるスタートストップ指令
部、１１３（２１３）はスタートストップ指令部がスト
ップ信号を出力するのに先立って、二重化制御部３へ通
信経由でＣＰＵをストップさせることを通知するストッ
プモード信号制御部である。

【００１８】待機側ロードフラグＦ１１（Ｆ２１）は、
主記憶部１３（２３）内に設けられていて、外部から通
信バスを経由して送られてくる待機側ロードモード開始
コマンドを受けオン状態になるように構成されている。
１５（２５）はレディ信号出力手段で、図示してない
が、電源の立ち上がりやＣＰＵを監視する監視手段など
の出力に基づいて、レディ信号を二重化制御部３へ出力
するようになっている。レディ信号制御手段Ｒ１１（Ｒ
２１）は、待機側ロードモード開始コマンドを受け、レ
ディ信号出力手段から二重化制御部３に出力されるレデ
ィ信号をオフとすると共に、外部から送られてくる待機
側ロードモード終了コマンドを受けそのレディ信号をオ
ンとするように制御するものである。

【００１９】ローディング手段Ｌ１１（Ｌ２１）は、待
機側ロードフラグＦ１１（Ｆ２１）がオン状態で外部か
ら通信回線を経由して送られてくるプログラムを待機側
主記憶部にローディングするものであり、また待機動作
指令部Ｃ１１（Ｃ２１）は、外部から送られてくる待機
側ロードモード終了コマンドを受け待機動作の開始を指
令するもので、前述したローディング手段や待機動作指
令部は、いずれもＣＰＵによって実現される。

【００２０】１６（２６）は等値化機能部で、常用側の
主記憶部の内容と待機側の主記憶部の内容とを等値化す
るためのもので、待機側が何時でも常用側として交替し
て動作できるようにしている。

【００２１】二重化制御部３において、３１は各計算機
から出力されるレディ信号を受けて、一方を常用側、他
方を待機側とする二重化制御の切替えを行う常用，待機
側交替機能部で、手動によってもその切替えができる手
動スイッチを備えて構成されている。Ａ１０は常用側計
算機の主記憶部１３の全番地の内容を待機側計算機の主
記憶部にコピーする全番地コピー手段、３２は等値化機
能部による等値化動作において、常用側から待機側へコ
ピーされるデータの一次記憶用のバッファメモリであ
る。

【００２２】３３は待機側計算機に対して等値化機能の
みを動作させる等値化オンリーモード指令部、３４は待
機側計算機のスタートあるいはストップを指令するスタ
ート，ストップ指令部、３５は各計算機内の待機側ロー
ドフラグＦ２１を参照し、待機側スタート時に全番地コ
ピーを行うか、否かの制御を行う待機側スタート制御部
で、ここからの指令信号は、計算機内の待機動作指令部
に与えられる。

【００２３】この様に構成した装置の動作を説明すれ
ば、以下の通りである。 （システムの立ち上げ動作）初期状態では、２つの計算
機の主記憶部１３，２３には、プログラム及びデータベ
ースが入っておらず、システムはウエイト状態にある。
この状態で、通信バスに接続される別の図示してない機
器（マスタ装置）からプログラムとデータベースがロー
ディングされて立ち上がることになるが、その手順は次
の通りである。 １）プログラム及びデータベースを保持しているマスタ
装置は、対象とする二重化計算機の常用側アドレスに対
して、ストップコマンドを送信する。 ２）それを受信した常用側計算機の通信制御部１１は、
通信アドレス設定部１１１に設定されているアドレスと
送られたアドレスとを照合し、一致を確認してストップ
モード信号制御部１１３が二重化制御部３に対して通信
経由のストップを行うことを通知し、続いてスタートス
トップ指令部１１２を働かせて、ＣＰＵ１２をストップ
する。 ３）二重化制御部３は、常用側計算機１が停止したこと
をレディ信号により認知し、かつそれより先に通知され
ているストップモード信号制御部１１３からの指令を参
照して、スタート，ストップ指令部３４を経て待機側へ
ストップ指令を出力する。 ４）これを受けて待機側もストップする。 ５）マスタ装置は、常用側へプログラムおよびデータベ
ースをローディングし、その完了後、常用側にスタート
コマンドを送る。 ６）スタートストップ指令部１１２がそのスタートコマ
ンドを受け、ＣＰＵ１２をスタートさせ、常用側が所定
の常用動作を開始する。 ７）二重化制御部３は、常用側ＣＰＵのスタートを知る
と、等値化オンリーモード指令部３３が出力をアクティ
ブにしその後、スタートストップ指令部３４を経由して
待機側をスタートさせる。 ８）待機側は、等値化オンリーモードでスタートし、等
値化機能部２６のみが動作して、常用側のデータベース
の変動分のみをバッファメモリ３２を経由して読出し、
それらを主記憶部２３に書き込む動作を行う。 ９）二重化制御部３は、次に全番地コピー機能部Ａ１０
を動作させ、常用側の全番地の内容を順番に、待機側主
記憶部２３へコピーする。 １０）全番地のコピーが終了した後、等値化オンリーモ
ードを解除する。 １１）待機側計算機２は、等値化オンリーモードの解除
を知って、所定の待機動作に入る。

【００２４】（稼動中のシステムに対して、システムを
停止させてソフトウェアプログラムを変更する動作）前
述したシステムの立ち上げ動作の（１）〜（１１）と同
じ動作を行う。

【００２５】（稼動中のシステムに対して、システムを
停止させないでソフトウェアプログラムを変更する動
作） １）マスタ装置は、待機側アドレスに対して、「待機側
ロードモード開始コマンド」を送信する。 ２）このコマンドを受信した待機側計算機２は、待機側
ロードフラグＦ２１をオンとすると共に、レディ信号制
御手段Ｒ２１はレディ信号出力手段２５に働きかけ、二
重化制御部３に出力しているレディ信号をオフとする。
その後等値化オンリーモードの動作を行う。 ３）マスタ装置から、改訂する内容のソフトウェアプロ
グラムを待機側へプログラムローディング手段Ｌ２１を
経てローディングする。 ４）マスタ装置は、次に「待機側ロードモード終了コマ
ンド」を送信する。 ５）このコマンドを受信した待機側計算機２は、レディ
信号制御手段Ｒ２１によりレディ信号をオンにして、所
定の待機動作を開始する。 ６）二重化制御部３は、待機側計算機から出力されるレ
ディ信号がオンとなったのを知り、通常であれば、前述
した、システムの立ち上げ動作の（７）項以降の動作を
行う。しかし、ここでは、待機側ロードフラグがオンで
あることを知って、そのフラグをオフにする動作を行っ
た後、その状態で放置する。 ７）この状態で、常用，待機側交替機能部３１をそれに
備えられた例えば手動ステッチを働かし、常用側と待機
側の交替を行う。 ８）新たに常用側になった計算機は、新たなプログラム
の元で、所定の常用動作を開始する。 ９）二重化制御部３は、新たな待機側計算機を立ち上げ
るために、一旦待機側計算機をストップさせ、前述し
た、システムの立ち上げ動作の（７）項以降の動作を行
う。この動作の中で、新しく待機側となった計算機の主
記憶部に、全番地コピー機能部Ａ１０により常用側計算
機の主記憶部の全番地の内容が順次コピーされる。

【００２６】以上のような動作により、新たに待機側計
算機の主記憶部にも、改訂されたソフトウェアプログラ
ムがローディングされ、システム全体のソフトウェアが
オンラインで改訂される。

【００２７】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、これまでの
二重化計算機システムは、ハードウェアの故障に対して
機能が失われないようにすることを主目的としたもので
あったが、本発明によれば、計算機の二重化構成を利用
して新しいソフトウェアプログラムや、改訂されたプロ
グラムのローディングをオンラインで行うことができる
もので、システムのトータルの稼動率を上げることがで
きると共に、信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的な機能ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例の構成ブロック図である。

【図３】従来装置の構成概念図である。

【符号の説明】 １，２ 二重化構成の計算機 ３ 二重化制御部 Ｆ１１，Ｆ２１ 待機側ロードフラグ Ｒ１１，Ｒ２１ レディ信号制御手段 Ｌ１１，Ｌ２１ プログラムローディング手段 Ｃ１１，Ｃ２１ 待機動作指令部 Ａ１０ 全番地コピー機能部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 二重化構成の計算機と、これらの各計算
   機からのレディ信号を受けて一方が常用側、他方が待機
   側にするための制御を行う二重化制御部とで構成される
   二重化計算機システムにおいて、 前記各計算機に、 外部から通信回線を経由して送られてくる待機側ロード
   モード開始コマンドを受けオン状態になる待機側ロード
   フラグと、 待機側ロードモード開始コマンドを受けレディ信号をオ
   フとすると共に、外部から送られてくる待機側ロードモ
   ード終了コマンドを受けレディ信号をオンとするレディ
   信号制御手段と、 前記待機側ロードフラグがオン状態で外部から通信回線
   を経由して送られてくるプログラムを待機側主記憶部に
   ローディングするプログラムローディング手段と、 外部から送られてくる待機側ロードモード終了コマンド
   を受け待機動作を開始する待機動作指令部とを設け、 前記二重化制御部に、 前記各計算機の待機側ロードフラグを参照し、当該ロー
   ドフラグがオンであった場合には非動作、オフの場合に
   は動作するように、待機側としての動作スタート時に当
   該待機側計算機の主記憶部に、常用側の計算機の主記憶
   部の全番地の内容をコピーする全番地コピー手段を設け
   たことを特徴とする二重化計算機システム。