JPH07182253A

JPH07182253A - バスアダプタ及びバス多重化方式

Info

Publication number: JPH07182253A
Application number: JP5328974A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Kato; 守加藤; Kazuki Kosaka; 一樹小坂; Norihisa Kaneda; 典久金田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-21

Abstract

(57)【要約】【目的】標準バスを用いた市販の制御モジュールを二
重化されたバスに接続する。【構成】標準バス（単一バス）を有するモジュールを
バスアダプタのモジュールバスコネクタに接続する。マ
ザーボードには二重化されたバス（バスＡ、バスＢ）が
用意されており、バスアダプタをマザーボードにあるバ
スＡコネクタ、バスＢコネクタに接続する。バスアダプ
タはバスＡ及びバスＢとモジュールバスとの接続を制御
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、標準の単一バ
ス用のモジュールを二重化バスに接続するバスアダプタ
に関するものである。また、本発明は、例えば、高信頼
化計算機等に使用される周辺装置バスの二重化方式に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】計算機の高信頼化技術に関しては、特開
昭６４−５０１４９号、特開昭６４−５４５５８号など
が知られている。これらの技術によれば、ペアアンドス
ペア方式と呼ばれる方式で二重化された周辺装置コント
ローラが、二重化された周辺装置バスを通じて周辺装置
と通信を行う。

【０００３】計算機の高信頼化技術に関する他の技術と
して、特開平４−２４１０３５号が知られている。この
二重化バス制御方式では、二重化バスの調停と転送終了
の時点を意識したデータ転送単位での同期化を特徴とし
ている。さらに二重化バス上の一方で瞬時的な故障が発
生した場合には故障の発生したバス及び他方のバスでリ
トライを行うことを特徴としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のペアアンドスペ
ア方式では２枚のボードをクロックレベルで同期して動
作させ、２枚のボードが同時に２つのバスに出力を行う
ために、オープンコレクタのバスを使用している。この
ことはバスの高速化の阻害要因となっている。また、こ
の方式で用いられるバスは周辺装置コントローラに従属
的なバスであり、インテリジェントな周辺装置が接続で
きないので、これも高性能化を妨げる要因になる。

【０００５】また、上記二重化バス制御方式では、上記
ペアアンドスペア方式の欠点はなくなるが、バスのアー
ビトレーション時に同期化のためのオーバーヘッドが伴
い、またバスの一方において瞬時的な障害が発生した場
合に他方のバスでもリトライを行うため、オーバーヘッ
ドが伴う。また、従来のバスを二重化した方式を用いる
場合は、二重化バスに接続されるコントローラやモジュ
ールはあらかじめ二重化バスとのインタフェースをとる
ための特殊な設計を施される必要があり、他の二重化バ
スとの互換性がなく高価なものとなる欠点があった。す
なわち、計算機の高信頼化を行うためバスを二重化する
ということは従来から行われていることであり、その二
重化バスとのインタフェースをとるために特別なハード
ウェアが設計されなければならないという欠点があっ
た。

【０００６】本発明の総合的な目的は、特に市販のさま
ざまな周辺装置制御モジュールをそのまま活用可能なバ
ス多重化方式及びバスアダプタを提供し、高性能かつ高
信頼な計算機を低コストにて提供することである。

【０００７】また、本発明の目的は、ひとつのバスで瞬
時的な障害が発生しても、リトライすることなしに正し
い動作が継続可能であり、故障時の診断や故障部位の切
り分けが容易であるような多重化バスの方式を提供する
ことである。

【０００８】また、本発明の目的は、高速な周辺装置バ
ス、特にパリティ信号がデータに対して遅れて出力され
るような高速バスのエラー検出を、多重化によって早い
段階で行えるようにし、性能の向上を図ることである。

【０００９】また、本発明の目的は、固定的な障害の発
生時などに、障害系のバスを切り離して正常系の動作を
阻害することを防ぎ、かつ切り離されたバスを診断が可
能な状態に置けるような手段を提供することである。

【００１０】また、本発明の目的は、切り離された系の
診断アクセスを正常な系と独立に行って、バス診断時の
性能低下を防ぐことのできるような多重化バスの診断手
段を提供することである。

【００１１】また、本発明の目的は、バスの制御信号の
診断も、正常な系と独立に行って、バスの障害箇所の特
定が容易に行えるような多重化バスの診断手段を提供す
ることである。

【００１２】また、本発明の目的は、多重化バスから周
辺制御モジュールへのアクセスが発生した場合に、バス
アダプタを介して周辺制御モジュールが応答すると、応
答の遅いモジュールが認識されなくなる事態を防ぎ、バ
スの高速性を損なわないようなバスアダプタを提供する
ことである。その方法としても、従来ではアドレスを小
区画に分け、すべての小区画に対応する実装情報ビット
をもつ方法がとられていたが、そのように大量の実装情
報メモリを必要とするものではなく、比較的少量のハー
ドウェアで構成可能な方法を提供することである。

【００１３】また、本発明の目的は、モジュールが故障
時に多重化バスの複数に不正常なデータを流してバスの
ダウンを招くという事態を避け、かつモジュールの診断
を正常系に影響を与えずに実行できるようなモジュール
切り離しの方式を提供することである。

【００１４】また、本発明の目的は、活線挿抜の機能を
もたない市販の標準バス用モジュールを多重化バスに活
線挿抜した場合に、後から挿入したモジュールが不定状
態となることを防ぎ、正しく挿入を検知できたことを容
易に知り得るような活線挿抜機能を提供することであ
る。

【００１５】また、本発明の目的は、バスに障害が発生
したときの障害情報を保持するステータスレジスタをア
クセスする場合で、必ずしも正常に動作している系から
読み出せないような場合でも、所望のステータスレジス
タが読めたかどうかを知ることができるステータスレジ
スタを提供することである。

【００１６】また、本発明の目的は、前記ステータスレ
ジスタをアクセスする場合に、バスの障害でアドレスに
異常が生じても正しく所望のレジスタを読み出せるよう
なステータスレジスタを提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明におけるバスア
ダプタは、以下の要素を有するものである。（ａ）単一バスを用いて動作するモジュールとのインタ
フェースをとる単一バスインタフェース、（ｂ）複数の
バスを多重化した多重化バスとのインタフェースをとる
多重化バスインタフェース、（ｃ）上記単一バスインタ
フェースと多重化バスインタフェースの間にあって両イ
ンタフェース間のアクセスを制御するアクセス制御手
段。

【００１８】また、上記アクセス制御手段は、多重化バ
スの多重化された複数のバスからデータを入力しその中
からひとつを選択して単一バスに送出するとともに、単
一バスからのデータを複数のバスに送出するバス選択手
段を備えたことを特徴とする。

【００１９】さらに、上記アクセス制御手段は、多重化
バスの障害を検出するバス障害検出手段を備えたことを
特徴とする。

【００２０】また、上記バス障害検出手段は、さらに、
多重化バスの各バスの障害をそれぞれ検知する障害検知
手段と、障害検知手段によるバスの障害検知に基づいて
上記バス選択手段に対して正常なバスを選択するための
バス選択信号を発生させるバス選択信号発生手段を備え
たことを特徴とする。

【００２１】さらに、上記バス障害検出手段は、多重化
バスの各バスの信号を比較するバス比較手段と、バス比
較手段の比較結果に基づいてバスの動作をウェイトさせ
るウェイト制御手段を備えたことを特徴とする。

【００２２】また、上記アクセス制御手段は、バス障害
検出手段により障害が検出されたバスを多重化バスイン
タフェースから切り離すバス切り離し手段を備えたこと
を特徴とする。

【００２３】また、この発明におけるバス多重化方式
は、複数のバスを多重化した多重化バスと、多重化バス
に上記多重化バスインタフェースにより接続された複数
のバスアダプタを備え、上記バス切り離し手段は、バス
の切り離しを他のバスアダプタに通知するバス切り離し
通知手段と、他のバスアダプタのバス切り離し通知手段
からバスの切り離しの通知を受信し、通知されたバスへ
のアクセスを禁止するバスアクセス禁止手段を備えたこ
とを特徴とする。

【００２４】また、上記アクセス制御手段は、上記バス
切り離し手段により切り離されたバスを診断するバス診
断手段を備えたことを特徴とする。

【００２５】さらに、この発明におけるバス多重化方式
は、複数のバスを多重化した多重化バスと、多重化バス
に上記多重化バスインタフェースにより接続された請求
項８記載の複数のバスアダプタを備え、上記バス診断手
段は、バス切り離し手段により切り離されたバスを用い
て他のバスアダプタに診断信号を送信する送信手段と、
送信手段により送信した診断信号を正常なバスを用いて
他のバスアダプタから受信する受信手段を備えたことを
特徴とする。

【００２６】また、上記バスアダプタは、多重化バスイ
ンタフェースから受信する信号が単一バスインタフェー
スを介して接続されるモジュールからの応答を要求する
信号であるかを判定して、モジュールのかわりに多重化
されたバスに応答するデコード手段を備えたことを特徴
とする。

【００２７】また、上記デコード手段は、バスアダプタ
に接続されているモジュールを選択するためのアドレス
と同一のアドレスを保持するレジスタ手段と、上記多重
化されたバスから受信するアドレスを上記レジスタ手段
に保持されたアドレスと比較する比較手段と、比較手段
の比較結果に基づいて、モジュールが選択されたことを
示す被選択信号を出力する応答手段を備えたことを特徴
とする。

【００２８】さらに、上記バスアダプタは、モジュール
の接続に用いる単一バスの障害を検出する単一バス障害
検出手段と、単一バス障害検出手段の障害検出結果に基
づいて、モジュールを切り離すモジュール切り離し手段
を備えたことを特徴とする。

【００２９】さらに、上記モジュール切り離し手段は、
モジュールから多重化されたバスへのアクセスを限定的
に許可する限定アクセス手段を備えたことを特徴とす
る。

【００３０】また、上記バスアダプタは、多重化バスに
対して活線挿抜を行う活線挿抜手段を備えたことを特徴
とする。

【００３１】また、上記バスアダプタは、バスアダプタ
を初期化する初期化手段と、モジュールに対してリセッ
ト信号を発生するリセット信号発生手段を備えたことを
特徴とする。

【００３２】さらに、上記バスアダプタは、ハミング距
離３をもったアドレスに配置されたレジスタを備えたこ
とを特徴とする。

【００３３】さらにまた、上記バスアダプタは、固有の
識別子をもったレジスタを備えたことを特徴とする。

【００３４】さらにこの発明におけるバス多重化方式
は、以下の要素を有するものである。（ａ）複数のバスを多重化した第１の多重化バス、
（ｂ）複数のバスを多重化した、上記第１の多重化バス
とは異なる第２の多重化バス、（ｃ）上記第１と第２の
多重化バスの間に設けられ、第１の多重化バスの複数の
バスと、第２の多重化バスのいずれかひとつのバスの接
続の切り替えを行う複数のバススイッチ。

【００３５】

【作用】本発明は、多重化バスにバスアダプタが接続さ
れ、バスアダプタに単一バスを用いてモジュールが接続
され、モジュールはバスアダプタを介して多重化バスと
データ転送を行うものである。

【００３６】また、本発明は、バスアダプタが多重化バ
スの複数のバスからデータを入力し、ひとつのバスから
のデータを選択してモジュールに送出し、またモジュー
ルからのデータは多重化バスの複数のバスに送出するバ
ス選択手段を備えたものである。

【００３７】バスアダプタは、多重化バスのそれぞれの
バスの障害を検出するバス障害検出手段を持つ。多重化
バスのひとつのバスに一時的な障害発生を検知した場合
には、障害を検知したバスアダプタは障害の発生してい
ないバスの入力データを選択し、出力は多重化バスの複
数に送出する。

【００３８】また、バスアダプタのバス障害検出手段
は、それぞれのバス障害検知手段によってどのバスに障
害が発生したかを検出する。

【００３９】また、バス障害検出手段は、複数のバスを
比較し、一致していればバスに障害がないとし、不一致
である場合にバスをウェイトさせて、障害検知手段によ
り障害を検出する。

【００４０】また、バスアダプタのバス切り離し手段
は、バス障害検出手段により障害が検出された場合に
は、障害が発生したバスの切り離しを指示する。

【００４１】また、バス切り離し手段は、多重化バスの
ひとつのバスに固定的な障害が発生した場合には、他の
すべてのバスアダプタに障害発生バスの切り離しを指示
し、切り離されたバスに対してはどのバスアダプタも入
力、出力ともに行わず、残りの系のみを用いてデータ転
送を行う。

【００４２】バスアダプタのバス診断手段は、バス切り
離し手段により障害が発生したと判断されたバスの障害
原因を診断する。

【００４３】このバス診断手段は、多重化バスのひとつ
のバスが切り離されている場合においても、正常系のバ
スからの指示によって切り離されたバスを用いて診断の
ためにデータ転送を行わせる。診断を指示されたバスア
ダプタは他のすべてのバスアダプタに切り離された系の
診断のアクセスを行うことを通知し、診断アクセスを行
う。診断アクセスの結果は正常系のバスから読み出す。
診断アクセスは正常な系のバスの動作とは独立に実行さ
れる。また、前記診断アクセスにおいて、カバーされな
い制御信号に関しては、正常系のバスからの指示によっ
て切り離された系の制御信号に指定のパターンをドライ
ブする。このドライブを行っている間も正常系は正常動
作を続行し、またドライブの結果は正常系バスから読み
出す。

【００４４】また、バスアダプタのデコード手段は、バ
スアダプタに接続されるモジュールからの応答信号をま
つことなく、デコード手段により応答すべきかどうかを
判定し、応答信号を発生する。このため、モジュールと
多重化バスの間にバスアダプタが存在していることによ
る応答のチェーンがなくなる。

【００４５】バスアダプタのデコード手段は、バスアダ
プタに接続されるモジュールの応答すべきアドレス範囲
を保持するレジスタを持ち、多重化バスのアドレスがそ
のアドレス範囲である場合には、モジュールがデコード
して応答信号を返すよりも前に、バスアダプタが応答信
号を返す。アドレス範囲を保持するレジスタとしては、
ベースレジスタ及びアドレス範囲レジスタを用意する。

【００４６】また、バスアダプタは自身に接続されるモ
ジュールの故障時に故障を検出し、そのモジュールを切
り離す。また、ソフトウェアからの指示によってもモジ
ュールを切り離す。モジュールを多重化バスから切り離
した場合、故障したモジュールから多重化バスへのアク
セスは禁止される。

【００４７】また、バスアダプタは切り離されたモジュ
ールの診断のために、バスアダプタは切り離したモジュ
ールに対して限定されたアドレス空間へのアクセスのみ
を許可するモードを持ち、ソフトウェアからモードを指
定する。

【００４８】また、バスアダプタは活線挿抜をサポート
し、活線挿抜をサポートしないモジュールをも多重化バ
スから活線挿抜可能にする。バスアダプタとそれに接続
されるモジュールを一体として挿抜を行い、挿抜時には
多重化バスへの出力を禁止してバスへの影響を抑える。

【００４９】さらに、バスアダプタは活線挿抜後に自身
とモジュールのリセットを行い、自身は一定時間後に初
期化が完了することを保証する。

【００５０】またバスアダプタは、上記レジスタのアド
レスをハミング距離３の位置に配置し、アドレス信号の
１本が誤っても直ちに正しいレジスタにアクセスされ
る。

【００５１】バスアダプタは多重化バス及びモジュール
との接続バスの障害検出状態を保持するステータスレジ
スタを持ち、それぞれのステータスレジスタにはレジス
タ識別子をあらかじめ埋め込み、ソフトウェアがレジス
タを読み出した時にレジスタ識別子を照合することで正
しいレジスタが読めたかどうかをチェックする。

【００５２】また、この発明においては、バススイッチ
が二つの多重化バスの間に存在しており、いずれかひと
つの多重化バスの系において障害が発生してもその障害
が他の多重化バスに直接及ぶことなく接続を切り替え
る。

【００５３】

【実施例】

実施例１．以下、本発明の実施例を図にしたがって説明
する。

【００５４】図１は本実施例におけるバス二重化方式に
よって周辺装置バスを二重化したコンピュータシステム
の構成例である。１０は周辺装置バスで、二重化バス方
式によって二重化されたバス１０Ａ及び１０Ｂから構成
される。１１Ａ及び１１Ｂはブリッジバスで、周辺装置
バス１０Ａ及び１０Ｂと同一の仕様を持ち、１０Ａ及び
１０Ｂと同様に二重化されている。２１，２２はバスア
ダプタで、周辺装置バス１０に接続される。３１，３２
は周辺装置制御モジュール（以下、単にモジュールとも
いう）で、それぞれモジュールバス３０１，３０２を介
してバスアダプタ２１，２２にローカルに接続される。
４１，４２は周辺装置で、それぞれ周辺装置制御モジュ
ール３１，３２に接続される。

【００５５】図ではバスアダプタ＋モジュールは２組の
み記されているが、３組以上であってもよい。モジュー
ル３１，３２はバスアダプタを介して周辺装置バス１０
Ａ，１０Ｂを獲得し、他のモジュールやシステムバス上
のメモリをアクセスするバスマスタＤＭＡの機能を持
つ。

【００５６】５０Ａ，５０Ｂはバススイッチ、６０Ａ，
６０Ｂはバスブリッジである。７０はシステムバスで、
システムバス７０Ａ，７０Ｂの二重化構成をとる。シス
テムバス７０Ａ，７０Ｂにはそれぞれに対応してバスブ
リッジ６０Ａ，６０Ｂが接続され、それぞれシステムバ
ス７０Ａ，７０Ｂからブリッジバス１１Ａ，１１Ｂへの
変換を行う。ブリッジバス１１Ａ，１１Ｂの両方にバス
スイッチ５０Ａ，５０Ｂが接続され、５０Ａ，５０Ｂは
それぞれ周辺装置バス１０Ａ，１０Ｂに接続される。中
央処理装置８１，８２，８３はシステムバス７０の両方
に接続され、それぞれが対等なマルチプロセッサ構成を
成す。図では３つのみが記されているが、１つ以上いく
つでもよい。主記憶装置９０Ａ，９０Ｂはシステムバス
７０Ａ，７０Ｂにそれぞれ対応して接続される。

【００５７】図１のコンピュータシステムにおいて、二
重化されたシステムバスは同一のクロックによって同期
して動作する。システムバスに接続される装置もこの同
一のクロックを使用するので、システムバス７０Ａ，７
０Ｂでは同一の動作を行うことが可能である。また二重
化された周辺装置バスも同一のクロックによって同期し
て動作し、周辺装置バスに接続される装置もこの同一の
クロックを使用するので、周辺装置バス１０Ａ，１０Ｂ
では同一の動作を行うことが可能である。さらにシステ
ムバスと周辺装置バスを同一のクロックで動作させるこ
とで、バスブリッジ６０Ａと６０Ｂは同期動作可能であ
り、バススイッチ５０Ａと５０Ｂも同期動作可能であ
り、ブリッジバス１１Ａと１１Ｂも同期動作可能であ
る。二重化バスが同期同一動作可能であるため、通常動
作時には２つの主記憶装置は同一の内容に保たれる。

【００５８】正常動作中には、ある１つの中央処理装置
（例えば８１）の主記憶装置９０Ａ及び９０Ｂ、または
バスブリッジ６０Ａ及び６０Ｂに対する書き込みアクセ
ス時は両方のバスを通じて同時に同一の内容が書き込ま
れる。同様に、ある１つの中央処理装置（例えば８１）
の主記憶装置９０Ａ及び９０Ｂ、またはバスブリッジ６
０Ａ及び６０Ｂに対する読み出しアクセス時は両方のバ
スを通じて同時に同一の内容が読み出される。

【００５９】バスブリッジ６０Ａ，６０Ｂはそれぞれ、
システムバス７０Ａ，７０Ｂからのアクセスをブリッジ
バス１１Ａ，１１Ｂへのアクセスに変換する。正常動作
中であれば、図２に示すようにバススイッチ５０Ａはブ
リッジバス１１Ａを周辺装置バス１０Ａに接続し、バス
スイッチ５０Ｂはブリッジバス１１Ｂを周辺装置バス１
０Ｂに接続する。したがってシステムバス７０からバス
ブリッジへアクセスすると、周辺装置バス１０にアクセ
スが発生し、バスアダプタを経由していずれか一つの周
辺装置制御モジュール（例えば３１）が応答する。

【００６０】逆に周辺装置制御モジュールが主記憶装置
に対してＤＭＡアクセスを行う場合には、バスアダプタ
を経由して両方の周辺装置バス１０Ａ及び１０Ｂに同時
にアクセスが発生する。これがバススイッチを経由して
バスブリッジに送られ、バスブリッジがシステムバス経
由でメモリを同時にアクセスする。この場合にも、図２
に示すようにバススイッチはバス１０Ａとバス１１Ａ、
バス１０Ｂとバス１１Ｂをそれぞれ接続する。

【００６１】ブリッジバス１１Ａ，１１Ｂは周辺装置バ
ス１０Ａ，１０Ｂと同一の仕様であるので、ブリッジバ
ス１１Ａを周辺装置バス１０Ａに、ブリッジバス１１Ｂ
を周辺装置バス１０Ｂに直結することも可能であるが、
その場合には、システムバスと周辺装置バスのいずれか
一方でバスの片系に障害が発生すると、システムバスと
周辺装置バスの両方ともバスの片系が使用不可能にな
る。したがって図１の例ではバススイッチを挟んでい
る。バススイッチによってシステムバスと周辺装置バス
の間の障害波及を阻止できる。

【００６２】システムバスの片系（例えば７０Ａ）で障
害が発生した場合、図３に示すように、バススイッチ５
０Ｂは相変わらずブリッジバス１１Ｂとバス１０Ｂを接
続し、バススイッチ５０Ａはバス１１Ａとの接続を断
ち、ブリッジバス１１Ｂから入力して出力は行わない。
これによってシステムバスの片系障害時にも周辺装置バ
スは両系とも正常に同期動作が可能である。

【００６３】逆に周辺装置バスの片系（例えば１０Ａ）
で障害が発生した場合、図４に示すように、バススイッ
チ５０Ａはブリッジバスに対する入力及び出力を停止
し、バススイッチ５０Ｂがブリッジバス１１Ａ及び１１
Ｂに出力を行う。入力はバス１１Ｂから行う。これによ
って周辺装置バスの片系障害時にもシステムバスは両系
とも正常に同期動作が可能である。

【００６４】図のようにバススイッチやバスブリッジが
二重化バスの一方にのみ接続されているということは、
バスの負荷を減らしてバスの高速化を助けるという意味
で非常に重要である。また、上記の障害発生時の動作を
保証するためには、バススイッチ５０Ａ，５０Ｂ、バス
ブリッジ６０Ａ，６０Ｂはそれぞれ別のボードとして交
換可能である必要がある。

【００６５】次に図５を用いて周辺装置バスの障害時の
動作を説明する。図５は周辺装置バスの構成例である。
バス１０Ａは１０１Ａ，１０２Ａ，１０３Ａからなり、
バス１０Ｂは１０１Ｂ，１０２Ｂ，１０３Ｂからなる。
１０１Ａ及び１０１Ｂはアドレス／データ信号、パリテ
ィ信号、制御信号からなるバス（以下、バスＡ及びバス
Ｂともいう）である。このバスには標準バスを用いるこ
とができる。１０２Ａ及び１０２Ｂはそれぞれの系のバ
ス切り離し信号である。１０３Ａ及び１０３Ｂはそれぞ
れの系のバスの診断アクセス信号である。

【００６６】バスの片系（例えば１０１Ａ）に障害が発
生した場合、その障害が切替によって回避可能な瞬時的
な障害（例えばデータパリティエラー）であれば、バス
アダプタで障害を検知して障害のないバスに切り替える
ことによって正常動作を続行できる。このとき、障害が
発生したバスは切り離されず、同期動作を継続できる。
瞬時的な障害を原因とする切替えは障害を検知したバス
アダプタのみが行い、瞬時的な障害なので他のバスアダ
プタはバスの切替えがあったことを知る必要はない。

【００６７】固定的な障害の場合には、固定的な障害を
検知したバスアダプタまたはソフトウェアから指示を受
けたバスアダプタがバス切り離し信号１０２Ａによって
障害バス１０１Ａを切り離す。切り離されたバス１０１
Ａにはそれ以後、何も出力されず、入力もされない。再
接続はソフトウェアからの指示で行われる。

【００６８】切り離されたバスに対しては、診断を行っ
て障害部位を特定のうえ、障害部位のオンライン交換を
行うことで、システムの信頼性を格段に向上させること
ができる。切り離されたバスにはどの装置も出力を行っ
ていないので、正常に動作しているバスとは独立に診断
動作を行うことができる。ソフトウェアからのバスの診
断の指示は正常に動作しているバスを通じて固定的な障
害を起こしたバスアダプタ（例えば２１）に送られ、指
示を受けたバスアダプタ２１は固定的な障害により切り
離されたバスの診断アクセス信号１０３Ａを発生させ、
この信号によってバスに接続されている他の装置に診断
アクセスの開始を通知する。その上でバスアダプタ２１
はバス１０１Ａにデータ転送サイクルを発行し、他の装
置（例えばバスアダプタ２２）がそれを受ける。その
後、ソフトウェアはバスアダプタ２１及び２２から正常
に動作しているバス１０１Ｂを通じて診断のデータ転送
の結果を読み出すことができる。このような操作をバス
上の装置に順次行うことで、障害箇所の特定を行う。

【００６９】次に図６を用いてバスアダプタの概略構成
を説明する。２０はバスアダプタである。３０１はモジ
ュールバスである。２０ａはバス切替え部、２０ｂはエ
ラー検出部、２０ｃはバス診断部、２０ｄはバス切り離
し部、２０ｅ及び２０ｆはバス切り離しのためのゲート
である。エラー検出部２０ｂでそれぞれのバス１０１
Ａ，１０１Ｂの障害を検出し、その結果によってバス切
替え部２０ａで障害のないバスに切り替えることで、障
害発生時にもリトライをすることなく、正常動作を続行
する。バス切り離し部２０ｄは、バス１０１Ａ，１０１
Ｂをそれぞれ個別に切り離すことができる。またバス切
り離し信号１０２Ａ，１０２Ｂを用いて、他のバスアダ
プタに切り離しを要求したり、他のバスアダプタからの
バス切り離し要求を受けることができる。片系バスが切
り離された場合にバス診断部２０ｃが正常系とは独立に
診断を行うことができる。

【００７０】次に図７を用いてバスアダプタの内部構成
をより詳細に説明する。図７はバスアダプタのより詳細
な内部構成例を示すブロック図である。２０１はバス１
０１Ａ及び１０１Ｂのうち、正しい方のバスを正常系バ
ス２０４として選択するセレクタである。２０２はバス
１０１Ａ及び１０１Ｂのうち、診断アクセスが伝送され
るバスをバス２０５として選択するセレクタである。２
０３Ａ，２０３Ｂはモジュールバス３０１と診断アクセ
スバス２３１とステータスバス２４１のいずれかをそれ
ぞれ個別に選択するセレクタである。２１１はセレクタ
２０１によって選択されたバス２０４をモジュールバス
３０１に出力あるいは出力抑止するゲートである。２１
２Ａ，２１２Ｂはそれぞれセレクタ２０３Ａ，２０３Ｂ
によって選択されたバス２０６Ａ，２０６Ｂをそれぞれ
１０１Ａ，１０１Ｂに出力あるいは出力抑止するゲート
である。周辺装置バス１０からモジュールバス３０１へ
のデータ転送はセレクタ２０１及びゲート２１１を経由
し、モジュールバス３０１から周辺装置バス１０へのデ
ータ転送はセレクタ２０３Ａ，２０３Ｂ及びゲート２１
２Ａ，２１２Ｂを経由する。

【００７１】２２０はバス障害検出部であり、バス１０
１Ａ及び１０１Ｂの障害を検出してセレクタ２０１に対
して選択信号２２１を発生する。

【００７２】２３０は転送処理部であり、セレクタ２０
２によって選択されたバス２０５からの信号を受信し、
その信号を診断アクセスバス２３１へ送信する。

【００７３】２４０はステータス／コマンドレジスタで
あり、バスアダプタ内部に保持されるステータス及びバ
スアダプタ制御のためのコマンドを保持する。ステータ
ス／コマンドレジスタ２４０への書き込みは正常系バス
２０４から行われ、読み出しはステータスバス２４１か
ら行われる。また、診断のためにバス２３２を通じて転
送処理部２３０からステータス／コマンドレジスタ２４
０に対して読み出し、書き込みを行うこともできる。図
７ではステータス／コマンドレジスタ２４０は外部から
のアクセスの経路を示すために一つのブロックとしてま
とめているが、実体としては転送処理部２３０やモジュ
ール切り離し部２５０などに別れて存在してもよい。

【００７４】２５０はモジュール切り離し部であり、モ
ジュールバス３０１の障害検出とモジュールからのアド
レスの検査を行う。

【００７５】２６０は診断制御部であり、バス切り離し
信号１０２Ａ及び１０２Ｂ、診断アクセス信号１０３Ａ
及び１０３Ｂと、バス障害検出部２２０からの障害情報
２２３とを入力し、セレクタ２０２へ選択信号２６１を
出力する。診断アクセス信号１０３Ａまたは１０３Ｂに
より診断アクセスが指示されている場合には、その系の
バスを選択し、そうでなければセレクタ２０１と同じ正
常なバスを選択する。診断制御部２６０はまた、セレク
タ２０３Ａ及び２０３Ｂへの選択信号２６２Ａ及び２６
２Ｂをそれぞれ個別に出力する。これによって正常動作
を続行する系ではモジュールバス３０１が選択され、診
断アクセスを実行する系では診断アクセスバス２３１が
選択される。診断制御部２６０はさらに、ゲート２１２
Ａ及び２１２Ｂの出力抑止信号２６３Ａ及び２６３Ｂを
それぞれ個別に出力する。これによって片系のバス切り
離しと、モジュールから周辺装置バスへの出力の抑止
と、活線挿抜時の出力抑止を行うことができる。

【００７６】２７０はモジュールから周辺装置バスへの
ＤＭＡアクセスを禁止するアクセス禁止部である。２７
１及び２７２はモジュールから周辺装置バスへのアービ
トレーション信号である。通常はアービトレーション信
号２７１と２７２はアクセス禁止部２７０によって接続
されてモジュールから周辺装置バスへのバス要求を行う
ことができる。モジュールのＤＭＡアクセス禁止信号２
４２により禁止を指示された場合には、アクセス禁止部
２７０はアービトレーション信号２７１と２７２を切り
離して、モジュールからバス使用要求が行えずバス使用
許可が与えられない状態に固定する。これによってモジ
ュールはバスを獲得することができず、したがってモジ
ュールからのＤＭＡアクセスを禁止できる。尚、アービ
トレーション信号２７１は周辺装置バス１０１Ａ，１０
１Ｂに含まれる信号２７１Ａ，２７２Ｂからなり、アー
ビトレーション信号２７２はモジュールバス３０１に含
まれる信号であるが、これらはバスアダプタによって制
御される信号であるため図７においては別に図示してい
る。

【００７７】２８０はアドレスデコード部である。正常
系バス２０４を入力し、バス上のアドレスが自身に接続
されているモジュールの応答するべき範囲であるかどう
かをチェックし、該当する場合にはモジュール被選択信
号２８１を出力する。本来このモジュール被選択信号２
８１はモジュール自身がデコードして出力する信号であ
るが、モジュールによっては応答が遅い場合もあり、バ
スアダプタを経由することによる遅延と重なってモジュ
ールが認識されない可能性がある。この例のようにバス
アダプタがアドレスを先取りしてモジュール被選択信号
２８１を出力することでアドレスがバスに出力されてか
らモジュールが被選択信号を出すまでのレイテンシを減
少させることが可能である。

【００７８】２９０はパワーオンリセット部である。２
９１はグランド線、２９２は電源線、２９３はシステム
のリセット信号である。２９４はバスアダプタ内部のリ
セット信号、２９５はモジュールのリセット信号であ
る。通常システムとしてのパワーオン時にはシステムの
パワーオンリセット回路によってすべての装置にリセッ
ト信号が出力される。しかし、一つの装置のみを活線挿
入した場合には、システムは動作中であるのでシステム
のリセット信号は出力されない。したがって活線挿入さ
れた装置は単独でパワーオンリセットを行い初期化しな
ければならない。ところが、標準バスでは活線挿抜を仕
様として定めていないことが多いので、市販の標準バス
用の周辺装置制御モジュールは活線挿抜に対応していな
いことが多い。このようなモジュールは自身でパワーオ
ンリセットを発生できないため、活線挿入後の状態が不
定となってしまう。そこでバスアダプタが、活線挿入の
パワーオン後にバスアダプタ自身と自身に接続されるモ
ジュールのリセット信号を出力することで初期化を行
う。また、活線挿抜時にはバスへの影響を最小限に抑え
る必要があるため、パワーオンリセット部２９０によっ
てバスアダプタの挿入中及び抜去中にバスアダプタをリ
セット状態に保って、消費電力を減らし、出力も抑止状
態にする。

【００７９】次に図８を用いてバス障害検出部２２０の
詳細な説明を行う。図８はバス障害検出部の構成例を示
すブロック図である。２２０ａ及び２２０ｂはそれぞれ
バス１０１Ａ及び１０１Ｂの障害検知を行う障害検出部
である。これにはパリティエラー検出、プロトコルエラ
ー検出などが含まれる。障害が検出されると、障害検出
信号２２３Ａ及び２２３Ｂを出力する。２２０ｃはバス
選択信号発生部で、２２３Ａ，２２３Ｂとバス切り離し
信号１０２Ａ，１０２Ｂを入力して、切り離されていな
いバスまたは障害のないバスを選択するバス選択信号２
２１を出力する。２２０ｄはバス比較部であって、バス
１０１Ａとバス１０１Ｂを比較し、不一致信号２２７を
出力する。切り離し信号１０２Ａ，１０２Ｂによって一
方のバスが切り離されている場合には、バス比較は行わ
ない。２２０ｅはウェイト制御部であって、バスの不一
致時には周辺装置バスウェイト信号２２５Ａ，２２５Ｂ
とモジュールバスウェイト信号２２４を出力して障害バ
ス特定のためのウェイトサイクルを挿入する。なお、２
２５Ａ，２２５Ｂはそれぞれバス１０１Ａ，１０１Ｂに
含まれる信号であり、２２４はモジュールバス３０１に
含まれる信号であるが、これらはバスアダプタによって
制御される信号であるため図８において、別に図示して
いる。

【００８０】図９のバス比較動作タイミング例を用いて
さらに説明する。図９にはクロックとそれにしたがって
変化する周辺装置バスＡ，Ｂおよびモジュールバスのデ
ータ信号、パリティ信号、ウェイト信号が示されてい
る。信号はクロックの立ち上がりエッジで有効であり、
サンプルされる。パリティはデータに対して１クロック
遅れて出力される。すなわちクロックエッジ１のデータ
のパリティはクロックエッジ２で有効である。また図９
の例では周辺装置バスからモジュールバスへ送られる際
に１クロック遅らせてある。これはバス信号の十分なセ
ットアップタイムを保証するためであるが、必要なけれ
ば遅らせなくてもよい。

【００８１】図９においてバスに障害のない時はバスＡ
の内容がモジュールバスに送られている。バスＡの３番
目のデータＤ３に例えば１ビット故障が発生した場合、
比較不一致が発生する。するとバスＡ，Ｂとモジュール
バスのウェイト信号（周辺装置バスウェイト信号２２５
Ａ，２２５Ｂとモジュールバスウェイト信号２２４）が
出力され、クロックエッジ４ではウェイトサイクルが挿
入される。同時にクロックエッジ４ではバスＡ及びバス
Ｂのパリティチェックが行われ、その結果バスＡに障害
が発生したことがわかるので、３番目のデータＤ３はバ
スＢからモジュールバスに送られるように切り替わる。
バスＡに障害が発生してもバスＢには正しいデータがあ
るので、この障害データに対してリトライを行う必要は
なく、そのまま正しく動作を継続できる。図９の例では
４番目のデータＤ４は両系とも正しいため切替えは行わ
れず、バスＢのデータが用いられている。しかし、デー
タＤ４は両系とも正しいので、再びバスＡのデータが選
択されるようにしてもよい。

【００８２】次に、転送処理部２３０を用いて障害があ
った箇所を特定する方式について説明する。バスアダプ
タにあるバスドライバの固定故障などが発生すると、故
障が発生した方のバスは切り離されるため、故障が発生
した部位を交換する必要がある。ところがバスドライバ
の故障は、どのバスアダプタのバスドライバが故障して
いるか判別しにくく、バスアダプタを１枚づつ抜いてみ
て調べるしかなかった。各バスアダプタが故障を自己検
出する方法もあるが、二重化バスを用いて診断を行うこ
ともできる。以下、図１０を用いて、二重化バスを用い
て診断を行う場合の概略を説明し、図１１を用いて、そ
の詳細について説明する。この実施例では、図１０に示
すように、片方のバス１０Ｂで固定故障が検出されると
そのバス１０Ｂが切り離され、バスアダプタ２１、２２
は正常なバス１０Ａを用いて通常のデータ転送を行う。
また、その正常なバス１０Ａを用いて一方バスアダプタ
２２から別のバスアダプタ２１に指示を出すことによっ
て別のバスアダプタ２１から障害のあるバス１０Ｂに対
して特定の値を出力させる。別なバスアダプタ２１から
障害のあるバス１０Ｂに出力された特定の値を一方のバ
スアダプタ２２または別途用意するバスモニタ装置がチ
ェックすることで、障害のあるバス１０Ｂを用いて正常
なドライブを行なっているか判定する。これをすべての
バスアダプタに対して行うことによって、バスドライバ
の故障したバスアダプタを特定する。こうして故障した
バスドライバを特定でき、交換すべきバスアダプタを検
出できる。

【００８３】図１１は転送処理部２３０とステータス／
コマンドレジスタ２４０の一部の構成例を示すブロック
図である。２３０ａはバス受信処理部であり、バス２０
５からの診断アクセスを受信する。２３０ｂはバス送信
処理部であり、診断アクセスバス２３１への診断アクセ
スを送信する。２３０ｃはセレクタであり、２３０ｂか
らの診断アクセスと２４０ｃからの制御線診断パターン
出力のいずれかを選択して診断アクセスバス２３１に出
力する。

【００８４】２４０ａはテストレジスタであり、診断の
ために自由に読み書きできるスクラッチレジスタであ
る。テストレジスタ２４０ａは転送処理部２３０から
も、正常系バス２０４、ステータスバス２４１からもア
クセスすることができる。２４０ｂは制御線入力ラッチ
であり、ステータスバス２４１から読み出された瞬間の
バス２０５の制御線の値をラッチする。２４０ｃは制御
線出力パターンであり、正常系バス２０４からセットさ
れた値を診断アクセスバス２３１の制御線に出力する。
２４０ｄは診断アクセスコマンドであり、バスＡまたは
バスＢのいずれかにおいて診断を行う場合に、診断を行
うバスと診断の種類（テストレジスタ読み出し、書き込
み、制御線パターン出力）を診断アクセスコマンド２４
０ｄとしてバス２０４から入力する。２４０ｅはバス切
り離しコマンドであり、バスＡまたはバスＢをソフトウ
ェアからの指示によって切り離す場合に、バス切り離し
コマンド２４０ｅをバス２０４から入力する。また、バ
ス切り離しコマンド２４０ｅは同時に他のバスアダプタ
からの切り離し信号によってバスが切り離されたという
ステータスもあわせて保持し、ステータスバス２４１か
らバスの切り離し状況を読み出すことが可能である。

【００８５】この図１１を用いて、診断アクセスの手順
を説明する。バスの片系切り離しはハードウェアによっ
ても行われるし、バス切り離しコマンド２４０ｅへのバ
ス切り離しコマンドの書き込みによってソフトウェアか
らも指令できる。これによって切り離された系（例えば
バスＡ）に対する診断を行う場合を考える。まず、バス
障害検出部により検出された障害がデータバスにあると
考えられる場合について説明する。まず、テスト用のデ
ータをあらかじめテストレジスタ２４０ａに正常系バス
Ｂから設定する。次に、あるバスアダプタの診断アクセ
スコマンドに正常系バスＢから診断書き込み指示を書き
込む。すると、バス送信処理部２３０ｂがテストレジス
タ２４０ａから診断アクセスバス２３１へデータ書き込
みを行い、バスＡにそれが現れる。その間に、診断アク
セスコマンド２０４ｄから診断アクセス信号１０３Ａが
出力される。これを、他のバスアダプタのバス受信処理
部２３０ａが受信し、テストレジスタ２４０ａに書き込
む。これを正常系バスＢから、読み出すことで、診断書
き込みの結果を知ることができる。また、一旦診断アク
セスの起動をかければ、その後は正常系バスＢでは他の
データ転送処理を並行して実行できる。

【００８６】同様にして診断アクセスコマンドに診断読
み出し指示を書き込むことで、他のバスアダプタのテス
トレジスタの値を切り離された系（すなわち、診断した
いバスＡ）経由で読み出し、自身のテストレジスタに保
存することができる。

【００８７】一方、バスＡの制御線に異常がある場合に
ついて説明する。まず、所定の出力パターンを制御線出
力パターンレジスタ２４０ｃにあらかじめ正常系バスＢ
から書き込んでおく。次に、診断アクセスコマンド２４
０ｄに制御線出力パターン出力コマンドを正常系バスＢ
から書き込む。このコマンドが書かれると、セレクタ２
３０ｃの切替えによって制御線出力パターン２４０ｃの
内容がそのままバスＡの制御線に現れる。同時に診断ア
クセスコマンド２４０ｄから診断アクセス信号１０３Ａ
が出力される。制御線の状態を知るために、他のバスア
ダプタの制御線入力ラッチ２４０ｂを正常系バスＢから
読み出すと、その瞬間のバスＡの制御線の値がラッチさ
れて読み出される。これによって診断結果を知ることが
できる。

【００８８】以上のような手順を踏んですべてのバスア
ダプタに対してすべての組合せで診断を行えば、障害箇
所の特定に役立つ。

【００８９】図１２はモジュール切り離し部２５０とス
テータス／コマンドレジスタ２４０の一部の構成例を示
すブロック図である。２５０ａはモジュールバス３０１
の障害検出部であり、これにはパリティエラー検出、プ
ロトコルエラー検出、タイムアウト検出などが含まれ
る。２５０ｂはモジュールバス３０１のアドレス検査部
である。２５０ｃは３入力のアンド論理回路である。２
４０ｆはモジュール切り離しステータス／モジュール切
り離しコマンド、２４０ｇは限定アクセスモードコマン
ド、２４０ｈは限定アドレスレジスタ、２４０ｉは２入
力のアンド論理回路で、１入力はインバートされる。

【００９０】この図１２を用いてモジュールの切り離し
に関して説明する。モジュールの切り離しは障害検出部
２５０ａがモジュールバス３０１の障害を検出した場合
と、ソフトウェアがモジュール切り離しコマンド２４０
ｆに切り離し指示を書き込んだ場合に行われる。前者の
場合にもモジュール切り離しステータス２４０ｆにハー
ドウェアによってモジュールが切り離されたという情報
が保持され、ステータスバス２４１から読み出しが可能
である。

【００９１】モジュールの切り離しモードには二種類あ
り、一つはモジュールから周辺装置バスへのＤＭＡアク
セスを禁止してモジュールを切り離してしまう切り離し
モードであり、もう一つはモジュールを切り離した状態
でも限定されたアドレス範囲についてのみ、モジュール
からのＤＭＡアクセスを許可する限定アクセスモードで
ある。これを切り替えるのが限定アクセスモードコマン
ド２４０ｇである。２４０ｇに”１”がセットされてい
る場合には、切り離しステータス２４０ｆにモジュール
が切り離されたという情報が保持され、モジュールが切
り離されていても限定アクセスを許可する。アンド論理
回路２４０ｉはモジュールのＤＭＡアクセス禁止信号２
４２を生成する。

【００９２】限定アクセスモードではアドレス検査部２
５０ｂがモジュールバス３０１からのアドレスを検査
し、限定アドレスレジスタ２４０ｈに指定されたアドレ
ス範囲に入っていない場合には、アンド論理回路２５０
ｃによってアドレス違反信号が出力され、診断制御部２
６０によって周辺装置バスへの出力が抑止される。故障
モジュールの診断を行う場合に、限定アクセスモードに
して、限定アドレスレジスタ２４０ｈに診断用の領域の
アドレスを指定することにより、正常系に障害の影響を
与えないように、診断用の領域のみを用いて診断ができ
る。

【００９３】次に、アドレスデコード部２８０の動作に
ついて説明する。図１３に示すように、一般にモジュー
ルは自身が応答すべきアドレス範囲をアドレスレジスタ
に保持している。バスのアドレスを見て、自身が応答す
べき範囲であると知ると、応答信号を出力して、トラン
ザクションのマスタに自身が応答することを通知する。
この実施例の構成においては、バスＡ，Ｂとモジュール
の間にバスアダプタが挿入されるため、応答信号のバス
への出力が遅れてそのモジュールが認識されない事態が
発生し得る。そこで、バスアダプタは図１３に示すよう
なアドレスデコード部２８０とアドレスレジスタ２４０
ｊ，２４０ｋを備える。アドレスデコード部はアドレス
レジスタで示されるアドレス範囲に対するバストランザ
クションに対して、応答信号を出力する。アドレスレジ
スタにセットされるアドレス範囲は、そのバスアダプタ
に接続されるモジュールのアドレス範囲である。バスア
ダプタのアドレスレジスタの設定は、モジュールへのア
ドレスレジスタ設定トランザクションをバスアダプタが
スヌープすることによってＨ／Ｗ的にセットするか、ま
たは、Ｓ／Ｗがバスアダプタに直接書き込むことでセッ
トする。

【００９４】図１４はアドレスデコード部２８０のアド
レス比較回路の構成例を示す図である。２８３は排他的
論理和、２８４はナンドゲート、２８５はアンドゲート
である。２４０ｊはモジュールのベースアドレスレジス
タであり、２４０ｋはアドレスマスクレジスタである。
ベースアドレスレジスタ２４０ｊ及びアドレスマスクレ
ジスタ２４０ｋはステータス／コマンドレジスタ２４０
に含まれ、ソフトウェアからの設定が可能である。これ
らはバス１０１Ａ，１０１Ｂアドレスビット数（例えば
３２ビット）の幅を持つ。マスクレジスタにはアドレス
比較が有効な上位ビットに１がセットされ、アドレス比
較が無効になる下位ビットに０がセットされる。例え
ば、モジュールがベースアドレスから６４Ｋバイトの範
囲に応答する場合には、上位１６ビットを１に、下位１
６ビットを０に設定する。この場合、ベースアドレスは
６４Ｋバイト境界に配置する必要がある。

【００９５】図１４の回路では、正常系バス２０４のア
ドレスとベースアドレスを比較し、その結果とマスクレ
ジスタのアンドをとり、それら全ビットをアンドゲート
２８５に入力し、モジュール被選択信号２８１を出力す
る。マスクレジスタを持つことで、モジュールの応答範
囲がモジュール毎に可変であっても対応できる。また、
一つのモジュールが複数のアドレス範囲に対して応答す
る場合には、図１４の回路を複数持つことで対応でき
る。汎用のバスアダプタは図１４の回路を複数持つ。

【００９６】図１５はモジュールとバスアダプタの実装
例を示す図である。図１５のように、バスアダプタボー
ド上のモジュールバスコネクタに市販のプラグインタイ
プの周辺装置制御モジュールを挿入したものを一体とし
て、マザーボードのバスＡコネクタ、バスＢコネクタに
挿入する。これによって二重化バスを意識しない市販モ
ジュールを二重化バスに接続するとともに、バスアダプ
タに活線挿抜機能を持たせることでバスアダプタとモジ
ュールを一体として二重化バスへの活線挿抜が可能とな
る。

【００９７】図１６は活線挿入時のリセットシーケンス
を示すタイミングチャートである。図１６には二重化バ
スからバスアダプタに供給されるグランド線、電源線、
及び外部リセット信号と、パワーオンリセット部２９０
の生成するバスアダプタ自身のリセット信号、モジュー
ルリセット信号が示されている。前述のバスアダプタボ
ードの信号ピンには挿入シーケンスがあり、物理的にグ
ランド、電源、その他の信号の順で挿入される。活線挿
入時には、グランドが挿入され、電源が挿入された時点
で、パワーオンリセット部２９０がバスアダプタ自身の
リセット信号及びモジュールリセット信号を出力する。
図１６ではロー有意で描かれている。グランド、電源が
挿入され、次にその他の信号が挿入される場合は、バス
アダプタとモジュールがリセット状態になっている。そ
して、バスへの出力を全て抑止した状態でその他の信号
ピンが接続される。その後バスアダプタ自身のリセット
が解除され、動作を開始してからモジュールのリセット
が解除される。そのため、まずバスアダプタが動作を開
始し、モジュールの初期化に時間がかかる場合でもバス
アダプタに対するアクセスを行って正常に挿入されたこ
とを確認できる。また図１６に示すように、活線挿入で
あるため外部からのリセット信号は出力されないが、モ
ジュールは正しくリセットされる。

【００９８】図１７は活線抜去時のリセットシーケンス
を示すタイミングチャートである。図１７には二重化バ
スからバスアダプタに供給されるグランド線、電源線、
及び外部リセット信号と、パワーオンリセット部２９０
が生成するバスアダプタ自身のリセット信号、モジュー
ルリセット信号が示されている。バスアダプタボードの
信号ピンの抜去シーケンスは挿入シーケンスと逆で、物
理的に信号、電源、グランドの順で抜去される。活線抜
去時には、バスアダプタに設置されたスイッチあるいは
ソフトウェアからの指示によって抜去がバスアダプタに
通知される。するとパワーオンリセット部２９０がバス
アダプタ自身のリセット信号及びモジュールリセット信
号を出力する。その後リセット状態でバスへの出力が抑
止されて抜去を開始し、信号、電源、グランドの順に抜
去される。

【００９９】次に、ステータスレジスタについて説明す
る。ステータスレジスタは、障害が発生した時の障害情
報を保持するものであるため、バスに障害があっても正
しいレジスタを読み出し、また、正しく読み出したかど
うかを確認できる手段を提供することでより信頼性を高
めることができる。図１８，図１９を使用して具体的に
述べる。

【０１００】図１８はステータスレジスタのアドレス配
置例を示す図である。ステータスレジスタはハミング距
離３の位置に配置され、アドレス線が１本故障しても正
しいアドレスを選択できる。これは通常のアドレス信号
のみを用いて行うので、ＥＣＣビットのような余分な信
号を付加する必要がない。通常のバスデータ転送ではア
ドレス信号は全てアドレスとして使用でき、ステータス
レジスタのように切り離されたバスからアクセスする必
要があり、多くのアドレス信号を必要としない場合には
同じアドレス信号で信頼性を向上させることができる。
図ではレジスタ２つの例を示したが、より多くのレジス
タアドレスがある場合も同様にして配置できる。

【０１０１】図１９はステータスレジスタ識別子の例を
示す図である。各ステータスレジスタに固有の識別子を
持たせ、これによって正しいレジスタにアクセスできた
かどうかを知ることができる。例えば図のレジスタＡを
読んだ場合にレジスタ識別子のフィールドが０１以外で
あれば、レジスタＡを正しく読めなかったことがわか
る。図ではレジスタ２つの例を示したが、レジスタ識別
子のフィールド（例えば、ビット数）を増やすことで、
より多くのレジスタに対応できる。

【０１０２】以上のように、この実施例は、二重化され
たバスと、二重化バスの両方に接続された複数のバスア
ダプタと、バスアダプタに接続された複数のモジュール
とから構成され、モジュールがバスアダプタを介して二
重化バスの両方で同時にデータ転送を行うデータ処理シ
ステムにおいて、バスアダプタは、二重化バスの双方に
おいて障害発生を検知する手段と、どちらか一方のバス
を選択してモジュールにデータ転送するバス選択手段
と、一方のバスを切り離す手段と、切り離されたバスで
正常バスと独立に診断を行う手段を持ち、どちらのバス
にも障害がない場合には両方のバスを用いてデータ転送
を行い、どちらか一方のバスで障害発生を検知した場合
には障害のないバスのデータを選択して使用することで
リトライを行うことなく正しいデータ転送が行うことが
でき、定常的な障害のあるバスは切り離して独立に診断
することができることを特徴とする。

【０１０３】また、バス二重化方式において、バスアダ
プタは２つのバスの比較手段を有し、２つのバスの比較
結果が一致の場合には現在選択しているバスをそのまま
選択させ、不一致の場合にはバス動作をウェイトさせて
それぞれのバスの障害検知手段によって障害のあるバス
を特定し、バス選択手段に障害のない方のバスを選択さ
せることを特徴とする。

【０１０４】また、バス二重化方式において、バス切り
離し手段は二重化バスのそれぞれのバスの切り離し要求
を他のすべてのバスアダプタに通知する手段を持ち、二
重化バスのそれぞれのバスの切り離し要求を入力して、
一方のバスにバス切り離し要求が出ている場合にそのバ
スへの出力及びそのバスからの入力とバス比較を禁止
し、もう一方のバスのみを用いてデータ転送を行うこと
を特徴とする。

【０１０５】また、バス二重化方式において、切り離さ
れたバスの診断手段は、二重化バスの一方のバスが切り
離されている場合に、正常に動作しているバスから指示
を与えることによって切り離されたバスを使用してデー
タ転送を行うことを他のすべてのバスアダプタに通知す
る手段と、正常に動作しているバスと独立に切り離され
ているバスで診断のためのデータ転送を行う手段と、正
常に動作しているバスを通じて診断結果を返す手段を有
することを特徴とする。

【０１０６】また、バス二重化方式において、切り離さ
れたバスの診断手段は、二重化バスの一方のバスが切り
離されている場合に、正常に動作しているバスから指示
を与えることによって切り離されたバスの制御信号群に
特定の値を出力する手段と、正常に動作しているバスか
ら切り離されたバスの制御信号群の値を読み出す手段を
持ち、制御信号の障害部位の特定を可能とすることを特
徴とする。

【０１０７】また、バス二重化方式において、バスアダ
プタは少なくとも１組のベースアドレス及びアドレス範
囲を保持するレジスタと、二重化バスから受信したアド
レスが前記レジスタに保持されているアドレス範囲に含
まれるかどうか比較する手段を持ち、それぞれのバスア
ダプタに接続されるモジュールの応答すべきアドレスを
前記レジスタに設定しておくことでモジュール自身のア
ドレスデコードが完了する以前に二重化バスへ被選択信
号を送出することを特徴とする。

【０１０８】また、バス二重化方式において、バスアダ
プタは、自身に接続されるモジュールとの接続バスの障
害検出手段と、モジュールの障害時にそのモジュールを
切り離す手段を持ち、モジュール切り離し手段は、モジ
ュールから二重化バスへのアクセスを禁止するモードと
診断のための限定されたアドレス空間へのアクセスのみ
を許可するモードを有し、これらのモードを二重化バス
からの指令によって設定する手段を持つことを特徴とす
る。

【０１０９】また、バス二重化方式において、バスアダ
プタに活線挿抜の機能を設け、バスアダプタとそのバス
アダプタに接続されているモジュールを一体化して活線
挿抜を可能とし、さらにバスアダプタはパワーオン・リ
セット発生手段を持ち、活線での挿入時には自身で直ち
に初期化を行い、かつ自身に接続されたモジュールに対
してリセット信号を送出してモジュールの初期化を行う
ことを特徴とする。

【０１１０】また、バス二重化方式において、バスアダ
プタは二重化バスの双方のバス及びモジュールとの接続
バスにおいて検出した障害情報をそれぞれ保持するステ
ータスレジスタを持ち、ステータスレジスタは、ハミン
グ距離３を持ったアドレスに配置され、アドレスの１本
に誤りが発生しても正しいレジスタにアクセス可能にす
ることを特徴とする。

【０１１１】また、バス二重化方式において、バスアダ
プタは二重化バスの双方のバス及びモジュールとの接続
バスにおいて検出した障害情報をそれぞれ保持するステ
ータスレジスタを持ち、そのステータスレジスタはすべ
てそれぞれのレジスタ固有の識別子を持ち、診断ソフト
ウェアがステータスレジスタを読み出した場合にアドレ
スの誤りが発生したことを検出可能とすることを特徴と
する。

【０１１２】実施例２．上記実施例においては、バスを
二重化する場合について説明したが、図２０に示すよう
にバスを三重化した場合であってもかまわない。バスを
三重化した場合には、バススイッチ５０Ａ，５０Ｂ，５
０Ｃはシステムバス７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃからのデー
タを入力する。一方、バススイッチ５０Ａ，５０Ｂ，５
０Ｃは周辺装置バス１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとそれぞれ
接続される。また、バスアダプタ２１，２２は周辺装置
バス１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと接続される。バスアダプ
タ２１，２２は３つのバス１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃとモ
ジュールバス３０１，３０２との接続を制御する。バス
アダプタは３つのバス１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを入力し
ているため、多数決によりいずれのバスが正常動作をし
ており、いずれのバスが故障しているかを判断すること
ができる。バスを二重化した場合にはいずれのバスが故
障しているかは各バスの障害検知手段により判定してい
たが、バスが３つ以上になる場合には多数決を用いてバ
スの正常または異常を判定することができる。

【０１１３】実施例３．上記実施例においては、周辺装
置バスに複数のバスアダプタ２１，２２が接続される場
合について説明したが、バスアダプタが常に複数存在し
ている必要はなく、図２１に示すように、周辺装置バス
に対して、バスアダプタが１つだけ存在している場合で
あってもかまわない。この場合にはバスの切り離しを単
独のバスアダプタが行うのみでよく、他のバスアダプタ
に対してその切り離しを通知したりする必要はない。

【０１１４】実施例４．上記実施例においては、システ
ムバスが二重化されており、周辺装置バスも二重化され
ている場合について説明したが、図２２に示すようにシ
ステムの中にバスが１つだけ存在しており、このバスが
二重化されているような場合であってもかまわない。バ
スアダプタ２１，２２はこのように一方のバス１０が二
重化されており、他方のバス３０１，３０２が単一のバ
スである場合に適応することができる。

【０１１５】実施例５．上記実施例においては、モジュ
ールが用いる単一のバスは特に特定していないが、ＪＩ
ＳまたはＩＳＯの規格団体や規格協会が規定している標
準バスを用いている場合を含む。例えば、ＳＣＳＩバス
やマルチバス等がこれらの標準化されたバスの一例とし
て上げられる。また、ＥＩＳＡ（ＥｘｔｅｎｄｅｄＩ
ｎｄｕｓｔｒｉａｌＳｔａｎｄａｒｄＡｒｃｈｉｔ
ｅｃｔｕｒｅ）バスやＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ
ＣｏｍｐｏｒｎｅｎｔＩｎｔｅｒｃｏｎｅｃｔ）バス
を用いる場合でもかまわない。また、規格団体や規格協
会により規定された以外のバスであってもかまわない。
例えば特定のメーカが用いているバスであって、その仕
様が公開されている場合には、いわゆるデファクトスタ
ンダード（事実上標準）として業界の多くの者が標準化
されたバスと同様に一般に用いている場合がある。この
ようなバスを用いる場合であってもかまわない。例え
ば、高いシェアをもつパーソナルコンピュータで用いら
れているバスやワークステーションのバスを用いるよう
な場合であってもかまわない。重要なことはこれら標準
バスあるいは標準バスに近いバスを用いたモジュールが
既に市販されており、これら既に市販されているモジュ
ールをそのまま用いて多重化バスに接続できる点にあ
る。特に二重化あるいは多重化されたバスの標準化は単
一バスの標準化に比べて遅れており、各メーカとも独自
の多重化バスを用いていることが多い。このような環境
のもとでより既存の財産を効率よくいかすために前述し
た実施例におけるバスアダプタあるいはバス二重化方式
を利用することが可能である。

【０１１６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、市販の
さまざまな周辺装置制御モジュールに利用された単一の
標準バスをそのまま活用したバスの多重化が可能とな
り、高性能かつ高信頼な計算機を低コストに構築でき
る。さらに、多重化バスを意識しない市販モジュールを
多重化バスに接続し、モジュールの障害発生時にも多重
化バスの動作を阻害しないようなバスアダプタが実現で
きる。

【０１１７】また、本発明によれば、バス選択手段によ
り、多重化バスの複数のバスからデータを入力し、ひと
つのバスからのデータを選択してモジュールに送出し、
またモジュールからのデータは多重化バスの複数のバス
に送出するので、単一バスのモジュールが矛盾なく多重
化バスに接続できる。

【０１１８】また、バス障害検出手段を有しているの
で、いずれかのバスに障害がある場合にその障害を検出
することができる。また、バス障害検出手段によりバス
選択手段によるバスの選択を切り替えることができ、バ
ス選択手段が常に正常なバスを選択することができる。
このように、多重化バスのいづれかのバスで障害が発生
しても、切替えまたは切り離しによって障害がない方の
バスのデータが用いられるので、リトライなしに正しい
データ転送を完了でき、高速化が可能である。

【０１１９】また、多重化バスのバスを比較することに
よっていずれかのバスに障害があるかどうかという検出
を行うことで、障害がない場合には高速に動作できる。
例えばパリティがデータより遅れて出力されるような高
速バスにおいてもパリティチェックの結果を持たずに動
作でき、障害時のみパリティを待つことができる。

【０１２０】多重化バスのいづれかで固定的な障害など
が発生した場合にも、そちらのバスを切り離すことで正
常系の動作への影響を阻止でき、かつ切り離されたバス
の診断をいつでも行える状態に保つことができる。

【０１２１】また、複数のバスアダプタが接続されてい
る場合でも、バス切り離し手段が他のバスアダプタに通
知することにより、他のバスアダプタからのバスへのア
クセスを禁止することができる。

【０１２２】また、バス診断手段を有しているため、故
障を発生したバスの原因を追求することができる。

【０１２３】さらに、切り離されたバスの診断を正常系
から指示できるので、診断が容易に行える。また診断は
正常系の動作と独立に行われるので、診断時の性能低下
を避けることができる。

【０１２４】バスアダプタがデコード手段により多重化
バスからのアドレスに対して応答信号を返すことで、応
答の遅いモジュールを高速なバスに接続することができ
る。

【０１２５】また、デコード手段は、応答信号をかえす
ためアドレスを保持するレジスタを数組のベースアドレ
ス、範囲レジスタという簡単なＨ／Ｗで構成し、回路の
１チップ化などが容易に行える。

【０１２６】バスアダプタがモジュールの障害を検出
し、障害モジュールを切り離すことで、多重化バスの複
数のバスに不正常なデータが出力されて重大な障害状態
を招くことを防ぐことができる。

【０１２７】また、切り離されたモジュールに限定アド
レスへのアクセスを許すモードを設けることで、モジュ
ールの診断が可能となり、障害の要因解析に役立つ。

【０１２８】バスアダプタが活線挿抜をサポートするこ
とで、活線挿抜の機能を持たない市販のモジュールを多
重化バスに接続することができる。

【０１２９】特に、活線挿入時にバスアダプタが自身と
モジュールのリセットをすることで、システムとしての
リセットが入らなくても挿入したモジュールが正しくリ
セットされ、不定状態に陥らない。また、バスアダプタ
が一定時間後に初期化を完了することで、モジュールが
初期化される以前でも挿入の完了を知ることができ、挿
入の確認及び挿入時の不具合の切り分けが容易になる。

【０１３０】ステータスレジスタをハミング距離３に配
置することで、上記と同様にレジスタアクセスの信頼性
が向上する。また、このことはアドレスに冗長なＥＣＣ
信号線などを付加することなく、既存のバスにおいて実
現可能である。

【０１３１】ステータスレジスタ識別子を設けることに
よって、やむなく障害があるバスからステータスレジス
タを読む必要がある場合でも、正しいレジスタが読めた
かどうかを知ることができ、レジスタアクセスの信頼性
が向上する。

【０１３２】また、この発明によれば、二つの多重化さ
れたバスの間にバススイッチを設けているので、多重化
バスの系が故障している場合でも、その故障したバスを
切り離すことにより他の系あるいは他の多重化されたバ
スに影響することなく処理を続行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の計算機システム構成例を示す図。

【図２】本発明のバススイッチの動作例を示す図。

【図３】本発明のバススイッチの動作例を示す図。

【図４】本発明のバススイッチの動作例を示す図。

【図５】本発明の周辺装置バス構成例を示す図。

【図６】本発明のバスアダプタの概略構成例を示す図。

【図７】本発明のバスアダプタの内部ブロック構成例を
示す図。

【図８】本発明のバス障害検出部の構成例を示す図。

【図９】本発明のバス比較動作タイミング例を示す図。

【図１０】本発明の障害箇所特定方式を示す図。

【図１１】本発明の転送処理部の構成例を示す図。

【図１２】本発明のモジュール切り離し部の構成例を示
す図。

【図１３】本発明のアドレスデコード部の動作を説明す
る図。

【図１４】本発明のアドレス比較回路の構成例を示す
図。

【図１５】本発明のバスアダプタとモジュールの実装例
を示す図。

【図１６】本発明の活線挿入時のリセットシーケンスを
示す図。

【図１７】本発明の活線抜去時のリセットシーケンスを
示す図。

【図１８】本発明のステータスレジスタのアドレス配置
例を示す図。

【図１９】本発明のステータスレジスタ識別子の例を示
す図。

【図２０】本発明の他の計算機システム構成例を示す
図。

【図２１】本発明の他の計算機システム構成例を示す
図。

【図２２】本発明の他の計算機システム構成例を示す
図。

【符号の説明】

１０周辺装置バス１１ブリッジバス２０バスアダプタ２１バスアダプタ２２バスアダプタ３１モジュール３２モジュール４１周辺装置４２周辺装置５０バススイッチ６０バスブリッジ７０システムバス８１中央処理装置８２中央処理装置８３中央処理装置９０主記憶装置１０１周辺装置バス１０２バス切り離し信号１０３診断アクセス信号２３１診断アクセスバス２４１ステータスバス３０１モジュールバス３０２モジュールバス

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】以下の要素を有するバスアダプタ（ａ）単一バスを用いて動作するモジュールとのインタ
フェースをとる単一バスインタフェース、（ｂ）複数の
バスを多重化した多重化バスとのインタフェースをとる
多重化バスインタフェース、（ｃ）上記単一バスインタ
フェースと多重化バスインタフェースの間にあって両イ
ンタフェース間のアクセスを制御するアクセス制御手
段。
【請求項２】上記アクセス制御手段は、多重化バスの
多重化された複数のバスからデータを入力しその中から
ひとつを選択して単一バスに送出するとともに、単一バ
スからのデータを複数のバスに送出するバス選択手段を
備えたことを特徴とする請求項１記載のバスアダプタ。
【請求項３】上記アクセス制御手段は、多重化バスの
障害を検出するバス障害検出手段を備えたことを特徴と
する請求項２記載のバスアダプタ。
【請求項４】上記バス障害検出手段は、さらに、多重
化バスの各バスの障害をそれぞれ検知する障害検知手段
と、障害検知手段によるバスの障害検知に基づいて上記
バス選択手段に対して正常なバスを選択するためのバス
選択信号を発生させるバス選択信号発生手段を備えたこ
とを特徴とする請求項３記載のバスアダプタ。
【請求項５】上記バス障害検出手段は、多重化バスの
各バスの信号を比較するバス比較手段と、バス比較手段
の比較結果に基づいてバスの動作をウェイトさせるウェ
イト制御手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の
バスアダプタ。
【請求項６】上記アクセス制御手段は、バス障害検出
手段により障害が検出されたバスを多重化バスインタフ
ェースから切り離すバス切り離し手段を備えたことを特
徴とする請求項３記載のバスアダプタ。
【請求項７】複数のバスを多重化した多重化バスと、
多重化バスに上記多重化バスインタフェースにより接続
された請求項６記載の複数のバスアダプタを備え、上記
バス切り離し手段は、バスの切り離しを他のバスアダプ
タに通知するバス切り離し通知手段と、他のバスアダプ
タのバス切り離し通知手段からバスの切り離しの通知を
受信し、通知されたバスへのアクセスを禁止するバスア
クセス禁止手段を備えたことを特徴とするバス多重化方
式。
【請求項８】上記アクセス制御手段は、上記バス切り
離し手段により切り離されたバスを診断するバス診断手
段を備えたことを特徴とする請求項６記載のバスアダプ
タ。
【請求項９】複数のバスを多重化した多重化バスと、
多重化バスに上記多重化バスインタフェースにより接続
された請求項８記載の複数のバスアダプタを備え、上記
バス診断手段は、バス切り離し手段により切り離された
バスを用いて他のバスアダプタに診断信号を送信する送
信手段と、送信手段により送信した診断信号を正常なバ
スを用いて他のバスアダプタから受信する受信手段を備
えたことを特徴とするバス多重化方式。
【請求項１０】上記バスアダプタは、多重化バスイン
タフェースから受信する信号が単一バスインタフェース
を介して接続されるモジュールからの応答を要求する信
号であるかを判定して、モジュールのかわりに多重化さ
れたバスに応答するデコード手段を備えたことを特徴と
する請求項１記載のバスアダプタ。
【請求項１１】上記デコード手段は、バスアダプタに
接続されているモジュールを選択するためのアドレスと
同一のアドレスを保持するレジスタ手段と、上記多重化
されたバスから受信するアドレスを上記レジスタ手段に
保持されたアドレスと比較する比較手段と、比較手段の
比較結果に基づいて、モジュールが選択されたことを示
す被選択信号を出力する応答手段を備えたことを特徴と
する請求項１０記載のバスアダプタ。
【請求項１２】上記バスアダプタは、モジュールの接
続に用いる単一バスの障害を検出する単一バス障害検出
手段と、単一バス障害検出手段の障害検出結果に基づい
て、モジュールを切り離すモジュール切り離し手段を備
えたことを特徴とする請求項１記載のバスアダプタ。
【請求項１３】上記モジュール切り離し手段は、モジ
ュールから多重化されたバスへのアクセスを限定的に許
可する限定アクセス手段を備えたことを特徴とする請求
項１２記載のバスアダプタ。
【請求項１４】上記バスアダプタは、多重化バスに対
して活線挿抜を行う活線挿抜手段を備えたことを特徴と
する請求項１記載のバスアダプタ。
【請求項１５】上記バスアダプタは、バスアダプタを
初期化する初期化手段と、モジュールに対してリセット
信号を発生するリセット信号発生手段を備えたことを特
徴とする請求項１または１４記載のバスアダプタ。
【請求項１６】上記バスアダプタは、ハミング距離３
をもったアドレスに配置されたレジスタを備えたことを
特徴とする請求項１記載のバスアダプタ。
【請求項１７】上記バスアダプタは、固有の識別子を
もったレジスタを備えたことを特徴とする請求項１記載
のバスアダプタ。
【請求項１８】以下の要素を有するバス多重化方式（ａ）複数のバスを多重化した第１の多重化バス、
（ｂ）複数のバスを多重化した、上記第１の多重化バス
とは異なる第２の多重化バス、（ｃ）上記第１と第２の
多重化バスの間に設けられ、第１の多重化バスの複数の
バスと、第２の多重化バスのいずれかひとつのバスの接
続の切り替えを行う複数のバススイッチ。