JPH0736159B2 - デ−タ処理二重化方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔目 次〕 概 要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段 作 用 実施例 （１） 一実施例の構成 （２） 一実施例の動作 発明の効果 〔概 要〕 本発明は，それぞれメモリとプロセツサCPUを具備した
主系のデータ処理システムと従系のデータ処理システム
を設け，制御対象であるI/O装置からの送出データは主
系，従系の各データ処理システムの両方に入力するとと
もに処理システムのI/O装置への出力は主系の処理シス
テムから送出され，主系のデータ処理システムと従系の
データ処理システムをシステム間通信手段で接続し，ま
た主系のデータ処理システムと従系のデータ処理システ
ムを監視装置で監視するようにしたデータ連続性を保証
するデータ処理二重化方式である。

〔産業上の利用分野〕

本発明はデータの連続性を保証する二重化方式に係り，
特に24時間連続的に監視するようなシステムにおけるデ
ータの連続性を保証するものに関する。

〔従来の技術〕

例えば24時間運転を行う製造装置における炉の温度制御
装置や，地震の観測装置等ではリアルタイム処理を行う
ことが必要である。このような装置ではリアルタイム処
理が行われているため，中央処理装置やメモリ等を具備
したエータ処理装置が使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところでこのようなリアルタイム処理システムでは，中
央処理装置等のデータ処理装置がダウンしたときそのリ
アルタイム処理の連続性および測定データの連続性が保
証されないため，例えば地震観測の場合には見落しては
ならない地震の前兆につながるかもしれないデータが抜
けることがある。

本発明はこのような問題点を改善するため，データ処理
装置がダウンしてもそのリアルタイム処理の連続性およ
び測定データの連続性が保証されるようにした二重化方
式を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明では，前記目的を達成するため，第１図に示す如
く,CPU1,メモリ2,外部記憶装置３で構成した主系システ
ムＩと,CPU51,メモリ52,外部記憶装置53で構成した従系
システムIIを設けて，制御対象となる入出力装置４から
の入力データをこれら主系システムＩおよび従系システ
ムIIに入力する。主系システムＩおよび従系システムII
には監視装置５が接続されて主系および従系システムが
正常に動作しているか否かを監視している。主系および
従系システムで処理したデータは共用ダスド6,7にそれ
ぞれ書込まれる。主系システムＩおよび従系システムII
はそれぞれシステム間通信機構で接続されている。外部
記憶装置3,53には主にプログラムが格納されている。な
お第１図には省略されているが、後述するように、主系
システムＩおよび従系システムIIには、リアルタイムに
連続して処理を行う主系処理手段と、主系処理手段とは
別の処理を行う従系処理手段が設けられている。

〔作 用〕

入出力装置４からの出力は主系システムＩおよび従系シ
ステムIIに入力され，それぞれ演算処理されて共用ダス
ド6,7に同一のデータが記入される。また入出力装置４
に対する出力データは，主系システムＩから出力され
る。もし監視装置５が主系システムＩに異常を検知した
とき，従系システムIIが今度は主系システムとなり測定
データ収集および処理の連続性を保つことができる。主
系システムＩと従系システムII間にはシステム間通信機
構８が接続され，データの送受信を行うことができる。
しかも主系システムの主系処理手段でリアルタイムに連
続処理を行い、従系システムの従系処理手段では主系処
理手段では行わない、例えば非連続のバッチ処理を行う
ので、処理を分けて行うことができ、各システムにおけ
るデータ処理能力を大きくすることなく、コンピュータ
システムを無駄なく活用することができる。

〔実施例〕

（１） 主要部の構成 本発明の主要部の構成を第２図および第３図により説明
する。

第２図は本発明の主要部構成図を示すもので,CPU1の詳
細図を示すものである。なお，第１図のCPU51もCPU1と
同様に構成されているので,CPU1について代表的に説明
する。

第２図において,10は自動二重化制御部（Automatic Dup
lex Control Facility,ADCF）であり二重化のための各
種制御を行うものであつてその詳細は第３図について後
述する。11はシステム間通信機構部をアクセスするため
の応用プログラム間通信制御部（Inter−Program Commu
nication Facility,IPCF）であり,12は監視装置にアク
セスするためのスーパーバイザ・アクセス部であり,13
は入出力装置を制御するための実行制御部（EXCP）であ
り,14は制御対象となる入出力装置であつて，ユーザプ
ログラムで制御されるもの,15はシステム間通信機構を
構成する光通信部である。

第３図は，前記ADCF10を構成するモジユール群説明図で
ある。ADCF10は,ADCF立ち上げ処理部21,状態遷移処理部
22,ADCF停止処理部23,状態同期処理部24,他系診断処理
部25,システム間通信処理部26,時刻補正処理部27,ユー
ザ・サービス・ルーチン部28,メニユー処理部29,SUPハ
イレベル・サポート部30,SUP初期設定部31等を具備して
いる。

ADCF立ち上げ処理部21は,ADCF10を構成するモジユール
群を制御するプログラムに起動をかけるものである。

状態遷移処理部22は主系システムがダウンしたとき従系
システムを主系システムとして動作させるとともに，ダ
ウンしたそれまでの主系システムのトラブルが回復して
立上げられたときこの回復したシステムを従系として動
作させるように処理するものである。

ADCF停止処理部23はシステムが保守点検のために停止す
るときやトラブル発生のために停止するとき等の処理を
行うものであり，ホストシステム等に主系と従系が替つ
たこと等を通知するものである。

状態同期処理部24は，第１図等における共用フアイル6,
7用の同期をとるものであり，例えば一方の共用フアイ
ルがライトのときに異常状態になつたとき直ちに相手シ
ステムに通知する。また一方のシステムでボリウムアツ
プした段階で組込み処理を行うようなときも，同期をと
る。このようにして共用フアイル6,7の状態を同じにし
ておくための処理を行うものである。

他系診断処理部25は相手システムの状態を通信機構を使
用してチエツクするものであり，監視装置５のみでは相
手システムの異常を検出できないこともあり得るので，
予備的な意味で監視を，例えば一定時間毎に診断を行う
ものである。

システム間通信処理部26はシステム間の通信を行うため
のインタフエースを制御するものであり，第２図のIPCF
11とインタフエース用のものである。

時刻補正処理部27は各CPU毎に設けられているタイマを
監視装置５に設けられている共通の時計を下に定期的に
同期させるための処理を行うものである。例えばCPUの
立上りの段階で時間を合せるような処理も行う。

ユーザサービスルーチン部28はADCF10の有する機能を入
出力装置14におけるユーザプログラムが利用できるよう
にしたものであつて，例えばIPCF11により光通信部15を
使用することができるようにしたり時刻の同期合せを行
うようにしたりすることを可能にするためのものであ
る。

メニユー処理部29はシステムの状態をメニユーにより選
択された事項について表示させたり，システムを単独に
切離すときの依頼,2重化のための組込み依頼等を行うも
のであり，その要求項目がメニユーにより指示される。
各システムに設けられているコンソールのデイスプレイ
よりこれらの操作を行う。例えば監視装置５のログ出力
要求等を行うこともできる。

SUPハイレベル・サポート部30は，監視装置５に対する
アクセス用のルーチンであり，システムに接続されたI/
Oの種類を報告したり，主系，従系の両システムに接続
されているもののデータの入力は主系にのみ行なわれる
ような入出力装置が接続されているときに，主系と従系
が切替えられたとき入出力装置の入力を変えるような接
続処理制御を行う。

SPU初期設定部31は，どのような入出力装置が接続され
ているのかをシステムコンソールより入力する処理を行
うものであり，主系に接続されている入出力装置の種類
を入力するためのものである。

（２） 一実施例の構成及び動作 本発明の一実施例の構成及びその動作を，第４図〜第６
図にもとづき，他図を参照しながら地震観測システムの
例について説明する。なお第３図に示される各モジユー
ル群は，これらの図において図示省略されているもの
の，各部の動作を遂行するためのバツクアツプ制御を行
つている。

第４図は本発明の一実施例としての観測システムの構成
図を示し,32は入出力装置としての地震観測計が接続さ
れるインターフエースであり,33はこれまた地震観測計
が接続されるインターフエースであるが，この地震観測
計は前記インターフエース32に接続されるものとは通常
別の種類のものである。Ａは第１システムであり第１図
における主系システムＩに対応するものであつて,34は
速い周期でサンプリングすべきデータを取込むTM取込
部,35は遅い周期でサンプリングすべきデータを取込むT
M取込部,36はこれら入力データが一時保持される遅延バ
ツフア,37はシステム監視部であつてシステムの状態を
把握するためのデータを出力するもの,38はデータ収集
部であつて地震判定を行つたりそのデータを収録した
り，低速連続データを作成したり，大地震判定を行つた
りそのデータを収録したりするものであり,39はデータ
を光通信部15を経由して送信したり光通信部15から伝達
されたデータを受信するデータ送受信部であり,40は監
視情報を収録する監視情報収録部である。

41は相手システムの状態を監視するシステム監視部であ
り,42は大地震の発生すると推定される前兆を解析する
前兆解析部であり,43は相手システムの監視情報をライ
ンプリンタ等で出力する監視情報プリント出力部であ
り,44は光通信部15より伝達された信号を受信するデー
タ受信部である。

第１システムＡでは，システム監視部37,データ収集部3
8,データ送受信部39,監視情報収録部40が主系処理部分
を形成しており第１システムＡが主系システムとして動
作するとき，この主系処理部分が主として機能してい
る。そしてシステム監視部41,前兆解析部42,監視情報プ
リント出力部43,データ受信部44は従系処理部分を形成
しており，第１システムＡが従系として動作するときこ
の従系処理部分が主として機能する。

またＢは第２システムであり第１システムと二重化シス
テムを構成するものであり，第１図における従系システ
ムIIに対応するものであり，その構成は第１システムＡ
と同様であり,TM取込部74,75,遅延バツフア76,システム
監視部77,データ収集部78,データ送受信部79,監視情報
収録部80,システム監視部81,前兆解析部82,監視情報プ
リント出力部83,データ受信部84等を具備しており，そ
れぞれ前記第１システムのTM取込部34,35〜データ受信
部44と同様なものである。そしてシステム監視部77,デ
ータ収集部78,データ送受信部79,監視情報収録部80が主
系処理部分を形成し，システム監視部81,前兆解析部82,
監視情報プリント出力部83,データ受信部84が従系処理
部分を形成している。

60は共用フアイル部であつて，第１図における共用ダス
ド6,7に対応するものである。共用フアイル部60には，
システム監視用のデータが記入されるチエツクポイント
・フアイル61,高速データが記入される高速データフア
イル62,低速連続データが記入される低速連続データフ
アイル63,低速トリガデータが記入される低速トリガフ
アイル64,監視情報が記入される監視情報フアイル65等
を具備している。

100はホスト処理装置であり，第１システムA,第２シス
テムＢから送信されたデータをチエツク，解析し，前兆
解析用データを作成して前記第１システムA,第２システ
ムＢに送出するものである。

第５図は，第４図において二重化のためのバツクアツプ
部分を大幅に省略して地震監視システムとして主として
機能している部分を説明するものであつて，第１システ
ムＡにおける従系処理部分および第２システムＢにおけ
る主系処理部分は省略されている。そしてTM取込部34,3
5はまとめて図示され，またTM取込部74,75もこれまたま
とめて図示されている。遅延バツフア36は高速データ保
持部分36−１と低速データ保持部分36−２として図示さ
れ，遅延バツフア76も，同様に高速データ保持部分76−
１と低速データ保持部分76−２として図示されている。

データ収集部38は高速トリガーを検出する高速トリガー
検出収録部38−1,低速連続データを作成する低速連続デ
ータ作成部38−2,低速トリガーを検出する低速トリガー
検出収録部38−３等が具備されている。

監視情報収録部40はデータが正確に入力されているかど
うか監視するものであり，地震観測計から入力されたデ
ータを表示部45に出力するための処理を行う出力処理部
40−１やこのデータを監視収録データとして監視情報フ
アイル65に収録するための処理を行う収録処理部40−２
が具備されている。

前兆解析部82は，高速データを自動処理する自動処理部
82−1,低速データを自動処理する自動処理部82−2,高速
データに対して前兆指票計算を行う前兆指票計算部82−
3,低速データに対して前兆指票計算を行う前兆指票計算
部82−4,高速データに対してあらかじめ定められた項目
に関する異常状態を判定する項目別異常判定部82−5,低
速データに対してあらかじめ定められた項目に関する異
常状態を判定する項目別異常判定部82−6,前記各計算や
判定にもとづき総合的に異常状態か否かを判定する総合
異常判定部82−7,これらの前兆解析結果を表示部87に対
してモニタ表示するための処理を行う前兆解析モニタ部
82−８等が具備されている。これにより震源マツプ・メ
カニズム，低速データ分値表示，項目別異常判定結果表
示等を示すことができる。

監視情報プリント出力部83は監視情報フアイル65に記入
された監視収録データを監視集計処理してラインプリン
タに出力するものであるが，このための出力データであ
る高速トリガ回数，ノイズレベル，障害回数を作成する
高速トリガ回数部83−1,ノイズレベル部83−2,障害回数
83−３を具備している。

共用フアイルモニタ部85は共用フアイル部60に記入され
たデータをモニタするため表示部86に出力するものであ
つて，高速データをモニタする高速データ部85−1,低速
データをモニタする低速データモニタ部85−2,パソコン
データ伝送部85−３等が具備されている。

ホスト処理装置100には，第１システムＡにおいて収集
されたデータを受信する収録データ受信部101があり，
この受信されたデータは高速データと低速データに分け
られて受信バツフア102の高速データ部102−1,低速デー
タ部102−２にそれぞれ一時保持される。

ホスト処理装置100にはデイスプレイ103が設けられ，高
速データの解析状態を表示可能に構成されている。この
高速データの解析を行うために高速データ解析部104が
具備され，この高速データ解析部104には高速データの
編集を行う高速データ編集部104−1,高速データのGD験
測を行う高速データGD験測部104−2,図示省略したデー
タベースに登録を行うデータベース登録部104−３等が
設けられている。また低速データの解析を行うための低
速データ解析部105が設けられ，この低速データ解析部1
05には低速連続データの編集を行う低速連続データ編集
部105−1,低速トリガデータの編集を行う低速トリガデ
ータ編集部105−2,低速データのGD験測を行う低速デー
タGD験測部105−３が具備されている。さらに受信デー
タを加工して前兆解析用データ作成に使用する解析デー
タを作成する前兆解析用データ作成部106,モニタ部107,
表示部108等が設けられている。このモニタ部107は，前
記高速データ解析部104,低速データ解析部105,および前
兆解析用データ作成部106でそれぞれ作成されたデータ
をモニタ出力するものであり，高速データをモニタ出力
するための処理を行う高速データ部107−1,低速データ
をモニタ出力するための処理を行う高速データ部107−
2,前兆解析用の解析データをモニタ出力するための処理
を行う前兆解析用データ部107−３が具備されている。
システムの安全性を高めるためにホスト処理装置100も
２重化されているが，ここでは説明の簡略化のためその
一方のみ図示してある。

次に本発明の動作を，第６図に示すフローチヤートにも
とづき説明する。なお第６図において第１号機は，第４
図，第５図における第１システムＡを構成するデータ処
理装置であり，第２号機は同じく第２システムＢを構成
するデータ処理装置である。

まず第１システムＡおよび第２システムＢをそれぞ
れのADCF立ち上げ処理部により立ち上げ処理を行わせ，
主系として，および従系として立ち上げる。

次にインターフエース32,33にそれぞれ接続された
地震観測機のアプリケーシヨンを起動させ，共通にデー
タが入力されているインターフエース32,33からデータ
の取込開始を行う。このようにして主系，従系ともデー
タ取込が開始される。そしてインターフエース32,33か
らデータが入力されることにより，第１システムＡで
は,TM取込部34,35からそれぞれ高速データ，低速データ
が取込まれ，遅延バツフア36に一時保持される。高速デ
ータは例えば１分毎に取込まれ，低速データは例えば５
分毎に取込まれる。第２システムＢでは，同様にしてTM
取込部74,75からそれぞれ高速データ，低速データが遅
延バツフア76に一時保持される。

第１システムＡでは主系として運用開始されるの
で，この遅延バツフア36にセツトされた高速データ，低
速データにもとづきデータ収集部38では高速トリガー検
出収録部38−1,低速データ作成部38−2,低速トリガー検
出収録部38−３等が動作し，高速トリガー検出データ，
低速連続データ，低速トリガー検出データ等を検出，作
成し，共通フアイル部60の高速データフアイル62,低速
連続データフアイル63,低速トリガーデータフアイル64
等にこれらを記入するとともに，また収集したデータを
データ送受信部39より光通信部15を経由してホスト処理
装置100に送出するという主系処理としての動作を開始
する。

′このとき第２システムＢでは，前記共通フアイル部
60に記入された高速データ，低速連続データ，低速トリ
ガデータ等と，ホスト処理装置100が前記第１システム
Ａから受信した高速データと低速データより作成して第
２システムＢに伝達した前兆解析用の解析データとによ
りその前兆解析部82が前兆解析を行うという従系処理と
しての動作を開始する。

動作中には，第１システムＡの状態がシステム監視
部37を経由して監視装置５によりそのチエツクポイント
がチエツクされている。このとき，ユーザサービスルー
チン部28が動作してシステム監視部37の出力を監視装置
５に接続する。従系は主系が正常に動作している間は，
主系ダウンの通知を待つ，システム状態変化通知待状態
にある。

ところで監視装置５が主系の異常を検出して主系ダ
ウンと判断したとき,ADCFの前記状態遷移処理部22にこ
れが通知される。状態遷移処理部22はこれにより第２シ
ステムＢの従系処理をキヤンセルして，主系処理起動を
行ない，今度は第２システムＢを主系として運用させる
ことになる。かくして第２システムＢのシステム監視部
77,データ収集部78,データ送受信部79,監視情報収録部8
0等が主系として動作することになる。

第１システムＡでは装置が停止され発生した障害に
対する復旧処理が行われる。そして障害が復旧すると,I
PLが行われ，従系として立上げられることになる。そし
てその共通処理部例えばデータ入力部が起動され，デー
タの取込開始をすることになる。

このようにして主系システムがダウンした場合，それま
で従系のシステムが主系となりデータの収集等を連続的
に行うことができるので，システムとしては安全性を確
保することができる。

しかも各システムに主系処理手段と従系処理手段を設
け、主系システムの主系処理手段で行わない処理を従系
システムの従系処理手段で行うようにしたので、主系シ
ステムと従系システムに処理を分散してコンピュータシ
ステムの有効利用をはかることができる。しかも、この
ように処理を主系システムと従系システムに分散するこ
とにより、全処理を主系システム、従系システムに２重
で行う場合に比較して、各システム内におけるデータ処
理能力を軽くすることができるので、各システムの容量
を小形化することができる。

なお，ユーザによつては第１システムを主系に，第２シ
ステムを従系に運用し，第１システムがダウンしたとき
第２システムを主系に運用し，第１システムの障害が回
復したとき再び第１システムを主系に，第２システムを
従系に運用することを要求するケースもある。このよう
な場合では，前記の如く第１システムの障害が回復して
従系として立上げたあとで，システム状態遷移処理を行
なつて，第１システムを主系に，第２システムを従系に
切換えればよい。

なお，前記第４図，第５図の例ではインターフエースa,
bに入出力装置として地震観測計が接続されたケースに
ついて説明したが，本発明は勿論これのみに限定される
ものではない。しかも，第４図，第５図の例では入出力
装置である地震観測計に対して主系システムより出力信
号が送出されないもので説明したが，勿論，入出力装置
に対して出力信号の送出する場合も本発明が適用できる
ものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば主系システムと従系システムの外部に監
視装置を設けたので、主系システムと従系システムがい
ずれもアプリケーションプログラム等により動作中であ
っても、各システムのCPUに負担を増すことなく正確に
これらの動作を監視することができる。しかもシステム
を単に２重化するのみでなく，入出力装置からの入力デ
ータを主系システムと従系システムに入力したので，一
方のシステムすなわちCPUがダウンしても入力データの
連続性を保持することおよび処理の連続性を保証するこ
とができる。

しかも各システムにそれぞれ主系処理手段と従系処理手
段を設け、主系処理手段には連続処理を行わせ、従系処
理手段にはこれと異なる処理を行うように構成するとと
もに、実際の動作では主系システムの主系処理手段と従
系システムの従系処理手段を動作させるので、処理を分
散して行うことができ、各システムの容量を小さくする
ことが可能になり、システムの有効利用をはかることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図， 第２図は本発明の主要部構成図（ただし一方のCPUを中
心に説明したもの）， 第３図はADCFを構成するモジユール群説明図， 第４図は本発明の一実施例を地震観測システムに応用し
た説明図， 第５図は第４図の機能的説明図， 第６図は第４図の動作説明図である。 １……CPU ２……メモリ ３……外部記憶装置 ４……入出力装置 ５……監視装置 10……自動二重制御部（ADCF） 11……中間プログラム通信制御部（IPCF） 12……スーパーバイザ・アクセス部 13……実行制御部（EXCP） 14……入出力装置 15……光通信部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主系のデータ処理装置と従系のデータ処理
   装置と監視手段を設け、主系のデータ処理装置がダウン
   したとき従系のデータ処理装置を主系として動作させる
   二重化方式において、 同一の入出力装置から出力されたデータがそれぞれ伝達
   されてデータ処理を行う主系のデータ処理装置と従系の
   データ処理装置と、 これら主系のデータ処理装置と従系のデータ処理装置が
   正常に動作しているか否かを監視する監視装置を具備
   し、 また前記主系及び従系のデータ処理装置にそれぞれ自動
   二重化制御部（ADCF）と、リアルタイムに連続して処理
   を行う主系処理手段と、主系処理手段とは別の処理を行
   う従系処理手段を設け、主系のデータ処理装置では主系
   処理手段を動作させ、従系のデータ処理装置では従系の
   処理手段を動作させ、 入出力装置から入力されたデータを連続的に保持すると
   ともにこの入力データを連続的に処理するように構成し
   たことを特徴とするデータ処理二重化方式。