JPH08241217A

JPH08241217A - 情報処理装置

Info

Publication number: JPH08241217A
Application number: JP7047103A
Authority: JP
Inventors: Yoshimichi Sato; 美道佐藤; Nobuyasu Kanekawa; 信康金川; Shoji Suzuki; 昭二鈴木; Shinya Otsuji; 信也大辻; Hiroshi Sato; 佐藤　　寛
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-03-07
Filing date: 1995-03-07
Publication date: 1996-09-17

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】複数のデータ処理手段が同期してデータを処
理していなくても、割り込み処理要求に対しては処理デ
ータを同期させる。【構成】各データ処理措置１０、１２が入力データを
処理しているときに、制御部１８に外部要求が入力され
ると、制御部１８は、データ処理装置１０を指定し、出
力端子ＩｎｔＯａをアサートする。このときカウンタ２
０の計数値ｎがラッチ２４に保持され、処理データ
「Ｍ」がＦＩＦＯバッファ１４へ出力される。比較器２
６はカウンタ２２の計数値とラッチ２４に保持された計
数値とを比較し、一致すると、制御部１８が出力端子Ｉ
ｎｔＯｂをアサートして、装置１２に対して割り込み指
令を出力する。そして、カウンタ２２の計数値に対応し
た処理データとして、「Ｍ」がデータ処理装置１２から
照合器１６へ出力され、ＦＩＦＯバッファ１４からの処
理データ「Ｍ」と装置１２からの処理データ「Ｍ」とを
照合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報処理装置に係り、
特に、データ処理手段を多重化し、各データ処理手段の
処理データを照合しながら処理を実行する好適な情報処
理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報処理装置として、各種のデータを処
理するマイクロプロセッサ等のデータ処理装置が知られ
ている。このデータ処理装置は、一般に、半導体集積回
路で構成されている。この半導体集積回路は様々な機能
を備えて構成されているが、内部の機能素子の劣化、素
子間配線の断線や短絡、あるいは種々のノイズ混入とい
った物理的原因によって、各種の機能を失うことがあ
る。半導体集積回路が各種の機能を失うと、半導体集積
回路で構成されたシステムに悪影響を及ぼすことにな
る。

【０００３】例えば、交通、航空、宇宙、自動車、医
療、電力、金融オンライン、プラント制御等に関するシ
ステムでは、使用される電子機器、コンピュータシステ
ムが機能を失うと、多大な損害を被ったり、人命に関わ
ったりすることがある。従って、半導体集積回路の信頼
性をいかに確保すべきかという課題は重要である。

【０００４】機器の信頼性を高めようとする場合、２つ
の方法論がある。第１は、構成要素そのものの信頼性を
高めようとするフォールトアボイダンス（fault avoida
nce)技術であり、第２は、構成要素に故障が生じること
を予想し、冗長性を導入することによって故障の悪影響
をできるだけ抑えようとするフォールトトレランス（fa
ult tolerance)技術である。これらの方法を採用する
場合、実際には、２つのアプローチを併用することで高
い信頼性を実現しようとする努力が広くなされている。

【０００５】ところで、第２の方法を採用した場合、フ
ォールトトレランスを実現するためには、故障が原因と
なって生じたエラー（誤り）を検出しなければならな
い。このため、構成要素を多重化し、各系の構成要素に
同一動作を行わせ、各系の出力をそれぞれ比較照合し、
不一致を検出したときに、エラーが発生したとみなす方
法が採用されている。

【０００６】一方、情報処理装置を構成するプロセッサ
の信頼性を高める方法として、電子情報通信学会編「フ
ォールトトレラントシステム論」平成２年６月、第２４
６〜２５０頁に記載されているように、各種のものが提
案されている。

【０００７】代表的な方法としては、密に同期するクロ
ックを用いて複数の冗長構成のプロセッサを密に同期す
るように動作させ、各プロセッサの出力について比較照
合し、各出力の一致を検出したり、各出力の多数決等を
判定したりして故障を検出する方法が知られている。こ
の方法によれば、ソフトウエアの構築、運用に際して、
ハードウエアの冗長性を基本的に意識する必要がないと
いう利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、同期動作および割り込み動作において、以下のよ
うな問題点が生じる。

【０００９】まず、同期動作について考えると、各プロ
セッサに入力する同一信号へのノイズ混入等により、各
プロセッサの動作に同期ずれが生じることがある。これ
に対しては、監視回路および同期合わせ回路を付加する
方法などが提案されている。

【００１０】また、各プロセッサの動作立ち上げの同期
保証が必要であったり、割り込み動作が必要となる場合
に割り込み信号の同期保証が必要であったりする。これ
らについても同期合わせ回路を付加する方法などが提案
されている。

【００１１】しかしながら、同期合わせ回路などの付加
回路が増えると、付加回路自体の信頼性がまた新たな課
題となる。特に、数百メガヘルツ以上のクロックで動作
するプロセッサに同期合わせ回路などを付加することは
容易ではない。さらに、各プロセッサ内部で個別のエラ
ー処理（エラー訂正や再実行など実行時間が増加する処
理）を行えないことである。

【００１２】このような問題点に対処するに際して、同
期しないで発生する各プロセッサの出力を照合するとき
に、ＦＩＦＯバッファ（ＦＩＦＯ：First In First Ou
t)や待ち合わせ手段等を用いて、照合手段に対して同期
が取れるようにする方法も考えられる。この場合、立ち
上げ動作等の密な同期は必要でなく、しかも各プロセッ
サ内部で個別のエラー処理も可能である。

【００１３】しかしながら、上述したような方法を採用
しても、割り込み動作の同期方法に問題点が残る。即
ち、ある時点において異なるステップを実行中の冗長プ
ロセッサに、単に同時に割り込みを要求すると、それ以
降の動作内容は異なってしまうことがある。例えば、そ
の割り込み処理がそれ以降の処理方法の変更を要するも
のであった場合、一方のプロセッサでは割り込み処理以
前にすでにデータを出力しているが、他方のプロセッサ
では割り込み処理以降にデータを出力するというよう
に、各プロセッサの出力に不一致を生じさせる恐れがあ
る。

【００１４】本発明の目的は、複数のデータ処理手段が
同期してデータを処理していなくても割り込み処理要求
に対しては各データ処理手段の処理データを同期させる
ことができる情報処理装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、入力データを処理する複数のデータ処理
手段と、各データ処理手段の処理データの実行状態に応
じた時間を順次計数する複数の計数手段と、割り込み処
理要求に応答して各計数手段の計数値を基に各データ処
理手段のデータ処理に関する実行順位を判定する実行順
位判定手段と、実行順位判定手段の判定結果に従った順
序で且つ各計数手段の計数値の偏差に応じた時間間隔で
各データ処理手段に対して順次割り込み指令を出力する
割り込み指令出力手段と、割り込み指令に応答して各デ
ータ処理手段の処理によるデータを出力する複数のデー
タ出力手段とを備えている情報処理装置を構成したもの
である。

【００１６】また、本発明は、複数のデータ処理手段の
うち一方が他方よりも処理を先行していることが予め設
定されているものとして、入力データを処理する主デー
タ処理手段と、入力データを処理する副データ処理手段
と、主データ処理手段の処理データの実行状態に応じた
時間を順次計数する主計数手段と、副データ処理手段の
処理データの実行状態に応じた時間を順次計数する副計
数手段と、割り込み処理要求に応答して主データ処理手
段に割り込み指令を出力する主割り込み指令出力手段
と、主割り込み指令に応答して主データ処理手段の処理
によるデータを出力する主データ出力手段と、割り込み
指令に応答して主計数手段の計数値を保持する保持手段
と、保持手段により保持された計数値と副計数手段の計
数値とを比較して両者の内容が一致したときに副データ
処理手段に割り込み指令を出力する副割り込み指令出力
手段と、副割り込み指令に応答して副データ処理手段の
処理によるデータを出力する副データ出力手段とを備え
ている情報処理装置を構成したものである。この場合、
上記情報処理装置に以下の要素を加えたものを構成する
ことができる。

【００１７】（１）主データ出力手段の出力データと副
データ出力手段の出力データとを照合して各データの内
容が一致しているか否かの照合結果を出力する照合手段
を備えている。

【００１８】（２）主データ出力手段の出力データを保
持し保持したデータを順次出力するバッファ手段と、バ
ッファ手段の出力データと副データ出力手段の出力デー
タとを照合して各データの内容が一致しているか否かの
照合結果を出力する照合手段とを備えている。

【００１９】さらに、本発明は、２重化されたデータ処
理手段のうちいずれの動作が先行しているかが保証され
ていないときに適用するものとして、入力データを処理
する複数のデータ処理手段と、各データ処理手段の処理
データの実行状態に応じた時間を順次計数する複数の計
数手段と、割り込み処理要求に応答して各計数手段の計
数値を基にデータ処理手段のうちいずれがデータ処理に
関して先行しているかを判定する主判定手段と、主判定
手段により先行している判定されたデータ処理手段に対
して割り込み指令を出力する主割り込み指令出力手段
と、各データ処理手段に割り込み指令が入力されたとき
に該データ処理手段に関連した計数手段の計数値を保持
する複数の保持手段と、一方のデータ処理手段に関連す
る計数手段の計数値と他方のデータ処理手段に関連する
保持手段により保持された計数値とを比較して両者の内
容が一致したか否かを判定する第１副判定手段と、他方
のデータ処理手段に関連する計数手段の計数値と一方の
データ処理手段に関連する保持手段により保持された計
数値とを比較して両者の内容が一致したか否かを判定す
る第２副判定手段と、第１、第２副判定手段のうちいず
れか一方の肯定の判定結果に応答して後続のデータ処理
手段に対して割り込み指令を出力する副割り込み指令出
力手段と、割り込み指令に応答して各データ処理手段の
処理によるデータを出力する複数のデータ出力手段とを
備えている情報処理装置を構成したものである。

【００２０】また、複数のデータ処理手段のうちいずれ
が先行しているかを基準実行時間からの遅延時間を基に
判定するものととして、入力データを処理する複数のデ
ータ処理手段と、各データ処理手段の処理データの実行
状態に応じた基準実行時間からの遅延時間を順次計数す
る複数の計数手段と、割り込み処理要求に応答して各計
数手段の計数値を基にデータ処理手段のうちいずれがデ
ータ処理に関して先行しているかを判定する主判定手段
と、主判定手段により先行している判定されたデータ処
理手段に対して割り込み指令を出力する主割り込み指令
出力手段と、一方の計数手段の計数値と他方の計数手段
の計数値とを比較して両者の内容が一致したか否かを判
定する副判定手段と、副判定手段の肯定の判定結果に応
答して後続のデータ処理手段に対して割り込み指令を出
力する副割り込み指令出力手段と、割り込み指令に応答
して各データ処理手段の処理によるデータを出力する複
数のデータ出力手段とを備えている情報処理装置を構成
したものである。

【００２１】上記各情報処理装置を構成するに際して
は、各データ出力手段の出力データを保持し保持したデ
ータを順次出力する複数のバッファ手段と、各バッファ
手段の出力データをそれぞれ照合して各データの内容が
一致しているか否かの照合結果を出力する照合手段とを
備えていることが望ましい。

【００２２】

【作用】前記した手段によれば、各データ処理手段が入
力データを処理しているときには、各計数手段により各
データ処理手段の処理データの実行状態に応じた時間が
順次計数される。このような処理が実行されているとき
に、割り込み処理要求が発生すると、この処理要求に応
答して、各計数手段の計数値を基に各データ処理手段の
データ処理に関する実行順位が判定される。そして、実
行順位の判定結果に従った順序で且つ各計数手段の計数
値の偏差に応じた時間間隔で各データ処理手段に対して
順次割り込み指令が出力され、各割り込み指令に応答し
て各データ処理手段の処理によるデータが順次出力され
る。即ち、割り込み処理要求に応答して、まず、処理の
先行しているデータ処理手段に対して処理データが指定
されると、この処理データに対応したデータが後続のデ
ータ処理手段で処理されるのを待って、後続のデータ処
理手段に対して割り込みが指令される。このため、複数
のデータ処理手段が同期してデータを処理していなくて
も、割り込み処理要求に対しては各データ処理手段の処
理データを同期させることができる。

【００２３】同様に、データ処理手段が２重化されてい
た場合には、どちらが先行しているかが判定された後
は、処理の先行しているデータ処理手段に対して処理デ
ータが指定される。そしてこの処理データに対応したデ
ータが後続のデータ処理手段で処理されるのを待って、
後続のデータ処理手段に対して割り込みが指令される。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００２５】図１は本発明の第１実施例を示す全体構成
図である。図１において、情報処理装置は、マスタ／チ
ェッカ方式のプロセッサとして、２台のデータ処理装置
１０、１２を備えており、データ処理装置１０がマスタ
として、データ処理装置１２がチェッカとして構成され
ている。さらに、データ処理装置１０は、常にデータ処
理装置１２よりも時間的に先行してデータを処理するよ
うに構成されている。各データ処理装置１０、１２は入
力データを処理するようになっており、データ処理装置
１０は、主データ処理手段および主データ出力手段とし
て、処理データをＦＩＦＯバッファ１４を介して照合器
１６へ出力し、データ処理装置１２は、副データ処理手
段および副データ出力手段として、処理データを直接照
合器１６へ出力するようになっている。ＦＩＦＯバッフ
ァ１４はバッファ手段として、データ処理装置１０の処
理データを順次保持し、保持したデータを順次出力する
ようになっている。照合器１６は、照合手段として、各
データ処理装置１０、１２からの処理データを照合し、
両者のデータが一致しているか否かの照合結果、即ち、
処理データが正常であるか異常であるかの情報を外部へ
出力するようになっている。そして、密に同期していな
い２台のデータ処理装置１０、１２の処理データが照合
器１６に入力されるときに、互いのデータが同期するよ
うに、制御部１８、カウンタ２０、２２、ラッチ２４、
比較器２６が設けられている。

【００２６】制御部１８は、割り込み処理要求としての
外部要求に応答してデータ処理装置１０の割込受付端子
に割り込み指令を出力する主割り込み指令出力手段を構
成すると共に、比較器２６の一致出力に応答してデータ
処理装置１２の割込受付端子へ割り込み指令を出力する
副割り込み指令出力手段を構成するようになっている。
カウンタ２０は、データ処理装置１０から受付経過信号
を受け、データ処理装置１０の処理データの実行状態に
応じた時間を順次計測する主計測手段として構成され、
カウンタ２２はデータ処理装置１２から受付経過信号を
受け、データ処理装置１２の処理データの実行状態に応
じた時間を順次計測する副計測手段として構成されてい
る。ラッチ２４は、外部要求に応答して制御部１８から
データ処理装置１０に割り込み指令が出力されたとき
に、データ処理装置１０からの指令に応答してカウンタ
２０の計数値を保持する保持手段として構成されてい
る。比較器２６はカウンタ２２の計数値とラッチ２４に
保持された計数値とを比較し、両者の計数値が一致した
ときに、一致出力を制御部１８へ出力するようになって
いる。

【００２７】次に、図１に示す２重化システムの割込み
処理要求入力時の作用を図２のタイムチャートに従って
説明する。

【００２８】まず、各データ処理措置１０、１２が入力
データを処理すると、データ処理装置１０の方が先行し
ているので、カウンタ２０の計数値はカウンタ２２の計
数値よりも先行した値を示す。なお、各カウンタ２０、
２２の計数値は、各データ処理装置１０、１２の立ち上
げ時に同一の値、例えば、０にセットしておくことが望
ましい。このような処理が実行されているときに、制御
部１８に割込み処理要求としての外部要求が入力される
と、制御部１８は、先行しているデータ処理装置とし
て、データ処理装置１０を指定し、出力端子ＩｎｔＯａ
をアサート（アサートを示す信号：電位レベルがＬＯ
Ｗ、ＨＩＧＨによらず、信号がアクティブ（有効）つま
り真（ｔｒｕｅ）であることを示す信号）し、データ処
理装置１０へアサートによる割込み指令を出力する。こ
のときデータ処理装置１０が割込み指令に応答して割り
込みを受け付けると、カウンタ２０の計数値として、例
えば、（ｎ）がラッチ２４に保持される。そして、デー
タ処理装置１０の処理データとして、「Ｍ」がＦＩＦＯ
バッファ１４へ出力される。また、このとき、制御部１
８の出力端子ＩｎｔＯａはネゲート（ネゲートを示す信
号：電位レベルがＬＯＷ、ＨＩＧＨによらず、信号がイ
ンアクティブ（無効）つまり偽（ｆａｌｓｅ）であるこ
とを示す信号）される。これにより、制御部１８は、次
の外部要求に対処できることになる。

【００２９】次に、データ処理装置１０の処理データが
ＦＩＦＯバッファ１４に保持されているときに、制御部
１８は比較器２６の出力を監視する。そして、比較器２
６がカウンタ２２の計数値とラッチ２４に保持された計
数値（ｎ）とを比較し、両者の計数値が一致すると、即
ち、カウンタ２２の計数値が（ｎ）になると、比較器２
６から一致出力が出力される。これにより、制御部１８
が出力端子ＩｎｔＯｂをアサートして、データ処理装置
１２に対して割り込み指令を出力すると、カウンタ２２
の計数値（ｎ）に対応した処理データとして、「Ｍ」が
データ処理装置１２から照合器１６へ出力される。

【００３０】照合器１６は、ＦＩＦＯバッファ１４から
処理データ「Ｍ」を取り込むと共に、データ処理装置１
２から処理データ「Ｍ」を取り込んで両者の処理データ
を照合し、両者の処理データの内容が一致するか、即ち
処理データが正常であるか異常であるかの照合結果を外
部へ出力する。この照合結果により各データ処理装置１
０、１２の故障を検出することができる。

【００３１】このように、本実施例によれば、各データ
処理装置１０、１２が同期してデータを処理していなく
ても、割り込み処理要求に対しては、各データ処理装置
１０、１２の処理データを同期させることができ、正確
な故障検出が可能となる。

【００３２】なお、上記実施例において、カウンタ２
０、２２を用いるに際しては、各データ処理装置１０、
１２間に生じうる動作のずれの最大値を包含できるよう
に、計数法（０からの計数、奇数のみの計数、偶数のみ
の計数……）、周期（カウンタをクリアするための周
期））、出力値の幅（ビット数）などを考慮する必要が
ある。

【００３３】また、前記実施例の改良として、データ処
理装置を３台以上設ければ、エラー検出率を高めること
ができる。この場合、各データ処理装置が順次割り込み
を受付るように、カウンタと比較器を備えたデータ処理
装置と照合器を１組以上追加すればよいことなる。

【００３４】さらに、ラッチ２４をＦＩＦＯバッファに
置き換えることもできる。この場合、後続のデータ処理
装置の割り込み処理を受け付ける以前に、さらに、新た
な外部割り込み処理要求が生じても対応できることにな
る。

【００３５】特殊な場合として、２重化したデータ処理
装置が、内部のエラー訂正のように、それぞれ個別に処
理時間を変化させることがない場合、即ち、エラー訂正
機能を備えていないデータ処理装置の場合、データ処理
装置の立上りに同期してカウンタの計数を開始させれ
ば、カウンタ２０、２２は、単なる時刻カウンタでよ
い。

【００３６】次に、本発明の第２実施例を図３に従って
説明する。

【００３７】本実施例は、２重化したデータ処理装置３
０、３２のうちいずれの動作が先行しているかが保証さ
れないときでも、両者の動作の先行性を判定して割り込
み動作を実行させるようにしたものである。そして、各
データ処理装置３０、３２の処理データに対する同期を
ＦＩＦＯバッファ３４、３６でとるために、各データ処
理装置３０、３２の出力側がＦＩＦＯバッファ３４、３
６を介して照合器３８に接続されいる。さらに、各デー
タ処理装置３０、３２の動作の先行性を判定するため
に、制御部４０、カウンタ４２、４４、ラッチ４６、４
８、比較器５０、５２、５４が設けられている。

【００３８】制御部４０は、割り込み処理要求としての
外部要求に応答して比較器５０の出力を監視し、比較器
５０の比較結果を基に、動作の先行しているデータ処理
装置の割込受付端子に割り込み指令を出力する主割り込
み指令出力手段を構成すると共に、比較器５２、５４の
比較出力を基に、後続のデータ処理装置の割込受付端子
へ割り込み指令を出力する副割り込み指令出力手段を構
成するようになっている。

【００３９】カウンタ４２は、データ処理装置３０から
受付経過信号を受け、データ処理装置３０の処理データ
の実行状態に応じた時間を順次計測する計測手段として
構成され、カウンタ４４はデータ処理装置３２から受付
経過信号を受け、データ処理装置３２の処理データの実
行状態に応じた時間を順次計測する計測手段として構成
されている。ラッチ４６は、外部要求に応答して制御部
４０からデータ処理装置３０に割り込み指令が出力され
たときに、データ処理装置３０からの指令に応答してカ
ウンタ４２の計数値を保持する保持手段として構成され
ている。ラッチ４８は、外部要求に応答して制御部４０
からデータ処理装置３２に割り込み指令が出力されたと
きに、データ処理装置３２からの指令に応答してカウン
タ４４の計数値を保持する保持手段として構成されてい
る。

【００４０】比較器５０は、カウンタ４２、４４の計数
値を比較して、各データ処理装置３０、３２の実行順位
を判定する実行順位判定手段を構成すると共に、データ
処理装置３０、３２のうちいずれの動作が先行している
かを判定する主判定手段を構成するようになっている。
即ち、カウンタ４２の計数値（ａ）＞カウンタ４４の計
数値（ｂ）のときには、データ処理装置３０の動作が先
行している旨の比較結果を出力し、カウンタ４２の計数
値（ａ）＜カウンタ４４の計数値（ｂ）のときには、デ
ータ処理装置３２の動作が先行している旨の比較結果を
出力し、カウンタ４２の計数値（ａ）＝カウンタ４４の
計数値（ｂ）のときには、各データ処理装置３０、３２
の動作が一致している旨の比較結果を出力するように構
成されている。

【００４１】一方、比較器５２は、カウンタ４２の計数
値とラッチ４８に保持された計数値とを比較し、両者の
計数値が一致したときに、一致出力を制御部４０へ出力
する第１副判定手段を構成し、比較器５４は、カウンタ
４４の計数値とラッチ４６に保持された計数値とを比較
し、両者の計数値が一致したときに、一致出力を制御部
４０へ出力する第２副判定手段を構成ようになってい
る。

【００４２】次に、本発明の第２実施例の動作を説明す
る。

【００４３】まず、各データ処理装置３０、３２が入力
データを処理しているときに、制御部４０に外部要求が
入力されて、制御部４０がアサートされると、比較器５
０の比較結果が制御部４０に入力され、以下の動作が実
行される。

【００４４】（１）カウンタ４２の計数値（ａ）＞カウ
ンタ４４の計数値（ｂ）のときデータ処理装置３０の動作がデータ処理装置３２より先
行しているとして、制御部４０の出力端子ＩｎｔＯａが
アサートされる。そして、データ処理装置３０が割り込
みを受け付けた時点で、カウンタ４２の計数値（ａ）が
ラッチ４６に保持されると共に、処理データがＦＩＦＯ
３４へ出力され、続いて、出力端子ＩｎｔＯａがネゲー
トされる。その後、カウンタ４４の計数値（ｂ１）とラ
ッチ４６に保持された計数値（ａ）が一致すると、制御
部４０の出力端子ＩｎｔＯｂがアサートされる。そし
て、データ処理装置３２が割り込みを受け付けた時点
で、処理データがＦＩＦＯ３６へ出力される。この後、
ＦＩＦＯ３４、３６から照合器３８へ順次処理データが
出力され、照合器３８で処理データの照合が実行され
る。そして、両者の処理データの内容が一致するか、即
ち処理データが正常であるか異常であるかの照合結果が
外部へ出力される。この照合結果により各データ処理装
置３０、３２の故障を検出することができる。

【００４５】（２）カウンタ４２の計数値（ａ）＜カウ
ンタ４４の計数値（ｂ）のときデータ処理装置３２の動作がデータ処理装置３０より先
行しているとして、制御部４０の出力端子ＩｎｔＯｂが
アサートされる。そして、データ処理装置３２が割り込
みを受け付けた時点で、カウンタ４４の計数値（ｂ）が
ラッチ４８に保持されると共に、処理データがＦＩＦＯ
３６へ出力され、続いて、出力端子ＩｎｔＯｂがネゲー
トされる。その後、カウンタ４２の計数値（ａ１）とラ
ッチ４８に保持された計数値（ｂ）が一致すると、制御
部４０の出力端子ＩｎｔＯａがアサートされる。そし
て、データ処理装置３０が割り込みを受け付けた時点
で、処理データがＦＩＦＯ３４へ出力される。この後、
ＦＩＦＯ３４、３６から照合器３８へ順次処理データが
出力され、照合器３８で処理データの照合が実行され
る。そして、両者の処理データの内容が一致するか、即
ち処理データが正常であるか異常であるかの照合結果が
外部へ出力される。この照合結果により各データ処理装
置３０、３２の故障を検出することができる。

【００４６】（３）カウンタ４２の計数値（ａ）＝カウ
ンタ４４の計数値（ｂ）のとき各データ処理装置３０、３２の動作が一致しているの
で、割り込みの受付に関しては同期していると判断でき
るから、制御部４０の出力端子ＩｎｔＯａ、ＩｎｔＯｂ
が同時にアサートされ、データ処理装置３０、３２が割
り込みを受け付けた時点で、各処理データがＦＩＦＯ３
４、３６へ出力される。この後、ＦＩＦＯ３４、３６か
ら照合器３８へ順次処理データが出力され、照合器３８
で処理データの照合が実行される。そして、両者の処理
データの内容が一致するか、即ち処理データが正常であ
るか異常であるかの照合結果が外部へ出力される。この
照合結果により各データ処理装置３０、３２の故障を検
出することができる。

【００４７】このように、本実施例によれば、各データ
処理装置３０、３２の動作の先行性が保証されていなく
ても、また、各データ処理装置３０、３２が同期してデ
ータを処理していなくても、割り込み処理要求に対して
は、各データ処理装置３０、３２の処理データを同期さ
せることができ、正確な故障検出が可能となる。

【００４８】なお、前記実施例において、カウンタ４
２、４４のいずれかが桁溢れを生じてカウント値が０に
なったときには、上記（１）と（２）の条件を入れ替え
ればよい。そして、その後に、他方のカウンタが桁溢れ
を生じたときには、また前記条件を入れ替えればよい。

【００４９】また、本実施例の改良として、データ処理
装置を３台以上設ければ、エラー検出率を高めることが
できる。この場合、各データ処理装置が順次割り込みを
受付るように、カウンタと比較器を備えたデータ処理装
置と照合器を１組以上追加し、さらに、比較器５０の代
わりに、最も動作の先行しているデータ処理装置を判定
するものを設ければよいことなる。

【００５０】さらに、ラッチ４６、４８をＦＩＦＯバッ
ファに置き換えることもできる。この場合、後続のデー
タ処理装置の割り込み処理を受け付ける以前に、さら
に、新たな外部割り込み処理要求が生じても対応できる
ことになる。

【００５１】次に、前記各実施例において、処理データ
の実行状態に応じた時間を計数するときに用いた受付経
過信号について図４と図５を用いて補足説明する。

【００５２】データ処理装置５５は通常内部に複数の処
理装置５６〜６０を備えて構成されている。処理装置５
６は命令／データ６１を受け取ると、指定の処理Ａを実
行してその結果を処理装置５７へ引き渡す。処理装置５
７は処理装置５６から処理結果を受け取ると、指定の処
理Ｂを実行してその結果を処理装置５８へ引き渡す。こ
のような処理が順次実行されると、最終的には一連の処
理（処理Ａ〜Ｅ）結果が出力６２として導きだされる。
そして、各処理装置５６〜６０は指定の処理を終了すれ
ば、次の処理を実行することができる。このような並列
処理法は、例えば、奥川峻史著「並列計算機アーキテク
チャ」コロナ社、１９９１年発行にあるように、パイプ
ライン方式と呼ばれ、よく知られている。

【００５３】一方、データ処理装置５５に外部割込６８
が入力されたときには、外部割込６８のアサートは割込
受付端子６９を介して割込処理制御装置７０へ送られ
る。このときデータ処理装置５５は、内部の処理装置６
０の処理開始に同期して割り込みを受け付けるようにな
っている。即ち、処理装置５９からの処理結果を受け取
る時点での割り込み受付のアサート状態を検知してとき
に、処理Ｅを一旦停止し、割り込み処理の動作を開始す
るようになっている。このような外部からの信号による
分岐的処理の在り方は一般的であり、特に、マイクロプ
ロセッサなどでは必須の機能である。

【００５４】割り込み処理の動作が開始されると、受付
経過端子７１からカウンタ７２に受付経過信号が出力さ
れ、受付経過信号がカウンタ７２によって計数される。
このカウンタ７２で実際に受付経過信号を計数したとき
の様子が図４の下方に示されている。図４において、処
理装置５６〜６０によって処理Ａ〜Ｅが実行されている
ときに、割り込みが受け付けられると、カウンタ７２の
計数値が０〜８のように順次変化している。ここで、各
処理Ａ〜Ｅは基本的には単位時間Ｔにて終了するが、処
理Ｃは、符号７３で示すように、３Ｔ時間要することも
あり、また、処理Ｂは、符号７４で示すように、２Ｔ時
間要することもある。これらの処理時間の増加は、カウ
ンタ７２の計数値の変化を不規則にしている。つまり、
カウンタ７２の計数値は、符号７５で示すように、
「３」の状態が３Ｔ時間保持され、符号７６で示すよう
に、「７」の状態が２Ｔ時間保持される。

【００５５】一方、互いに密には同期動作しないが、デ
ータ処理装置５５を２重化したときの処理状態を図５に
示す。符号７７、７８内の処理Ａ〜Ｅは各データ処理装
置５５内部におけるパイプライン処理を表している。図
５において、符号７９〜８２は、各データ処理装置５５
内の処理Ｂ、Ｃの実行時間が何らかの原因により延長さ
れていることを示している。各データ処理装置５５の処
理が同一でありながら、このように実行時間に違いが生
じる原因は、例えば、エラー訂正やハンドシェークイン
タフェースのタイミングのずれである。このため、各デ
ータ処理装置５５に実行時間の延長が生じると、符号８
３〜８６で示すように、各カウンタの計数値は不規則な
変化を示すことになる。しかし、このような動作の違い
も前記各実施例によれば吸収することができる。

【００５６】次に、本発明の第３実施例を図６に従って
説明する。

【００５７】本実施例は、２重化したデータ処理装置３
０、３２のうちいずれの動作が先行しているかが保証さ
れないときでも、受付経過信号によらずに、基準実行時
間からの遅延時間を基に、両者の動作の先行性を判定し
て割り込み動作を実行させるようにしたものである。そ
して、各データ処理装置３０、３２の処理データに対す
る同期をＦＩＦＯバッファ３４、３６でとるために、各
データ処理装置３０、３２の出力側がＦＩＦＯバッファ
３４、３６を介して照合器３８に接続されいる。さら
に、各データ処理装置３０、３２の動作の先行性を判定
するために、制御部９０、カウンタ９２、９４、比較器
９６、９８が設けられている。

【００５８】制御部９０は、割り込み処理要求としての
外部要求に応答して比較器９６の出力を監視し、比較器
９６の比較結果を基に、動作の先行しているデータ処理
装置の割込受付端子に割り込み指令を出力する主割り込
み指令出力手段を構成すると共に、比較器９８の比較出
力を基に、後続のデータ処理装置の割込受付端子へ割り
込み指令を出力する副割り込み指令出力手段を構成する
ようになっている。

【００５９】カウンタ９２は、データ処理装置３０の遅
延モニタ端子から遅延モニタ信号を受け、データ処理装
置３０の処理データの実行状態に応じた基準実行時間か
らの遅延時間を順次計測する計測手段として構成され、
カウンタ９４はデータ処理装置３２の遅延モニタ端子か
ら遅延モニタ信号を受け、データ処理装置３２の処理デ
ータの実行状態に応じた基準実行時間からの遅延時間を
順次計測する計測手段として構成されている。

【００６０】比較器９６は、カウンタ９２、９４の計数
値を比較して、各データ処理装置３０、３２の実行順位
を判定する実行順位判定手段を構成すると共に、データ
処理装置３０、３２のうちいずれの動作が先行している
かを判定する主判定手段を構成するようになっている。
即ち、カウンタ９２の計数値（ａ）＞カウンタ９４の計
数値（ｂ）のときには、データ処理装置３２の動作が先
行している旨の比較結果を出力し、カウンタ９２の計数
値（ａ）＜カウンタ９４の計数値（ｂ）のときには、デ
ータ処理装置３０の動作が先行している旨の比較結果を
出力し、カウンタ９２の計数値（ａ）＝カウンタ９４の
計数値（ｂ）のときには、各データ処理装置３０、３２
の動作が一致している旨の比較結果を出力するように構
成されている。

【００６１】一方、比較器９８は、カウンタ９２の計数
値とカウンタ９４の計数値とを比較し、両者の偏差に応
じた時間が経過したときに、一致出力を制御部９０へ出
力する副判定手段を構成ようになっている。

【００６２】次に、本発明の第３実施例の動作を説明す
る。

【００６３】まず、各データ処理装置３０、３２が入力
データを処理しているときに、制御部９０に外部要求が
入力されて、制御部９０がアサートされると、比較器９
６の比較結果が制御部９０に入力され、以下の動作が実
行される。

【００６４】（１）カウンタ９２の計数値（ａ）＞カウ
ンタ９４の計数値（ｂ）のときデータ処理装置３２の動作がデータ処理装置３０より先
行しているとして、制御部９０の出力端子ＩｎｔＯｂが
アサートされる。そして、データ処理装置３２が割り込
みを受け付けた時点で、処理データがＦＩＦＯ３６へ出
力され、続いて、出力端子ＩｎｔＯｂがネゲートされ
る。その後、カウンタ９２、９４の偏差に応じた時間が
経過したときに、比較器９８からの比較出力により制御
部９０の出力端子ＩｎｔＯａがアサートされる。そし
て、データ処理装置３０が割り込みを受け付けた時点
で、処理データがＦＩＦＯ３４へ出力される。この後、
ＦＩＦＯ３４、３６から照合器３８へ順次処理データが
出力され、照合器３８で処理データの照合が実行され
る。そして、両者の処理データの内容が一致するか、即
ち処理データが正常であるか異常であるかの照合結果が
外部へ出力される。この照合結果により各データ処理装
置３０、３２の故障を検出することができる。

【００６５】（２）カウンタ９２の計数値（ａ）＜カウ
ンタ９４の計数値（ｂ）のときデータ処理装置３０の動作がデータ処理装置３２より先
行しているとして、制御部９０の出力端子ＩｎｔＯａが
アサートされる。そして、データ処理装置３０が割り込
みを受け付けた時点で、処理データがＦＩＦＯ３４へ出
力され、続いて、出力端子ＩｎｔＯａがネゲートされ
る。その後、カウンタ９２、９４の偏差に応じた時間が
経過したときに、比較器９８の比較出力により制御部９
０の出力端子ＩｎｔＯｂがアサートされる。そして、デ
ータ処理装置３２が割り込みを受け付けた時点で、処理
データがＦＩＦＯ３６へ出力される。この後、ＦＩＦＯ
３４、３６から照合器３８へ順次処理データが出力さ
れ、照合器３８で処理データの照合が実行される。そし
て、両者の処理データの内容が一致するか、即ち処理デ
ータが正常であるか異常であるかの照合結果が外部へ出
力される。この照合結果により各データ処理装置３０、
３２の故障を検出することができる。

【００６６】（３）カウンタ９２の計数値（ａ）＝カウ
ンタ９４の計数値（ｂ）のとき各データ処理装置３０、３２の動作が一致しているの
で、割り込みの受付に関しては同期していると判断でき
るから、制御部９０の出力端子ＩｎｔＯａ、ＩｎｔＯｂ
が同時にアサートされ、データ処理装置３０、３２が割
り込みを受け付けた時点で、各処理データがＦＩＦＯ３
４、３６へ出力される。この後、ＦＩＦＯ３４、３６か
ら照合器３８へ順次処理データが出力され、照合器３８
で処理データの照合が実行される。そして、両者の処理
データの内容が一致するか、即ち処理データが正常であ
るか異常であるかの照合結果が外部へ出力される。この
照合結果により各データ処理装置３０、３２の故障を検
出することができる。

【００６７】このように、本実施例によれば、各データ
処理装置３０、３２の動作の先行性が保証されていなく
ても、また、各データ処理装置３０、３２が同期してデ
ータを処理していなくても、割り込み処理要求に対して
は、各データ処理装置３０、３２の処理データを同期さ
せることができ、正確な故障検出が可能となる。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
割り込み処理要求に応答して、各データ処理手段の実行
順位を判定し、処理の先行しているデータ処理手段に対
して処理データを指定し、その後、この処理データに対
応したデータが後続のデータ処理手段で処理されるのを
待って、後続のデータ処理手段に対して割り込みを指令
するようにしたので、複数のデータ処理手段が同期して
データを処理していなくても、割り込み処理要求に対し
ては各データ処理手段の処理データを同期させることが
できる。このため、同期のために余分な回路を付加する
必要がなく、部品点数の低減によって、装置の信頼性の
向上を図ることができる。さらに、同期した複数の処理
データを照合することによって各処理データの故障検出
の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す全体構成図である。

【図２】図１に示す装置の作用を説明するためのタイム
チャートである。

【図３】本発明の第２実施例を示す全体構成図である。

【図４】データ処理装置の内部構成とパイプライン処理
を説明するための説明図である。

【図５】複数のデータ処理装置のパイプライン処理を説
明するための説明図である。

【図６】本発明の第３実施例を示す全体構成図である。

【符号の説明】

１０、１２、３０、３２、５５データ処理装置、１４、３４、３６ＦＩＦＯバッファ、１６照合器、１８、４０、９０制御部、２０、２２、４２、４４、９２、９４カウンタ、２４、４６、４８ラッチ、２６、５０、５２、５４、９６、９８比較器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大辻信也茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者佐藤寛茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力データを処理する複数のデータ処理
手段と、各データ処理手段の処理データの実行状態に応
じた時間を順次計数する複数の計数手段と、割り込み処
理要求に応答して各計数手段の計数値を基に各データ処
理手段のデータ処理に関する実行順位を判定する実行順
位判定手段と、実行順位判定手段の判定結果に従った順
序で且つ各計数手段の計数値の偏差に応じた時間間隔で
各データ処理手段に対して順次割り込み指令を出力する
割り込み指令出力手段と、割り込み指令に応答して各デ
ータ処理手段の処理によるデータを出力する複数のデー
タ出力手段とを備えている情報処理装置。
【請求項２】入力データを処理する主データ処理手段
と、入力データを処理する副データ処理手段と、主デー
タ処理手段の処理データの実行状態に応じた時間を順次
計数する主計数手段と、副データ処理手段の処理データ
の実行状態に応じた時間を順次計数する副計数手段と、
割り込み処理要求に応答して主データ処理手段に割り込
み指令を出力する主割り込み指令出力手段と、主割り込
み指令に応答して主データ処理手段の処理によるデータ
を出力する主データ出力手段と、割り込み指令に応答し
て主計数手段の計数値を保持する保持手段と、保持手段
により保持された計数値と副計数手段の計数値とを比較
して両者の内容が一致したときに副データ処理手段に割
り込み指令を出力する副割り込み指令出力手段と、副割
り込み指令に応答して副データ処理手段の処理によるデ
ータを出力する副データ出力手段とを備えている情報処
理装置。
【請求項３】入力データを処理する主データ処理手段
と、入力データを処理する副データ処理手段と、主デー
タ処理手段の処理データの実行状態に応じた時間を順次
計数する主計数手段と、副データ処理手段の処理データ
の実行状態に応じた時間を順次計数する副計数手段と、
割り込み処理要求に応答して主データ処理手段に割り込
み指令を出力する主割り込み指令出力手段と、主割り込
み指令に応答して主データ処理手段の処理によるデータ
を出力する主データ出力手段と、割り込み指令に応答し
て主計数手段の計数値を保持する保持手段と、保持手段
により保持された計数値と副計数手段の計数値とを比較
して両者の内容が一致したときに副データ処理手段に割
り込み指令を出力する副割り込み指令出力手段と、副割
り込み指令に応答して副データ処理手段の処理によるデ
ータを出力する副データ出力手段と、主データ出力手段
の出力データと副データ出力手段の出力データとを照合
して各データの内容が一致しているか否かの照合結果を
出力する照合手段とを備えている情報処理装置。
【請求項４】入力データを処理する主データ処理手段
と、入力データを処理する副データ処理手段と、主デー
タ処理手段の処理データの実行状態に応じた時間を順次
計数する主計数手段と、副データ処理手段の処理データ
の実行状態に応じた時間を順次計数する副計数手段と、
割り込み処理要求に応答して主データ処理手段に割り込
み指令を出力する主割り込み指令出力手段と、主割り込
み指令に応答して主データ処理手段の処理によるデータ
を出力する主データ出力手段と、主データ出力手段の出
力データを保持し保持したデータを順次出力するバッフ
ァ手段と、割り込み指令に応答して主計数手段の計数値
を保持する保持手段と、保持手段により保持された計数
値と副計数手段の計数値とを比較して両者の内容が一致
したときに副データ処理手段に割り込み指令を出力する
副割り込み指令出力手段と、副割り込み指令に応答して
副データ処理手段の処理によるデータを出力する副デー
タ出力手段と、バッファ手段の出力データと副データ出
力手段の出力データとを照合して各データの内容が一致
しているか否かの照合結果を出力する照合手段とを備え
ている情報処理装置。
【請求項５】入力データを処理する複数のデータ処理
手段と、各データ処理手段の処理データの実行状態に応
じた時間を順次計数する複数の計数手段と、割り込み処
理要求に応答して各計数手段の計数値を基にデータ処理
手段のうちいずれがデータ処理に関して先行しているか
を判定する主判定手段と、主判定手段により先行してい
る判定されたデータ処理手段に対して割り込み指令を出
力する主割り込み指令出力手段と、各データ処理手段に
割り込み指令が入力されたときに該データ処理手段に関
連した計数手段の計数値を保持する複数の保持手段と、
一方のデータ処理手段に関連する計数手段の計数値と他
方のデータ処理手段に関連する保持手段により保持され
た計数値とを比較して両者の内容が一致したか否かを判
定する第１副判定手段と、他方のデータ処理手段に関連
する計数手段の計数値と一方のデータ処理手段に関連す
る保持手段により保持された計数値とを比較して両者の
内容が一致したか否かを判定する第２副判定手段と、第
１、第２副判定手段のうちいずれか一方の肯定の判定結
果に応答して後続のデータ処理手段に対して割り込み指
令を出力する副割り込み指令出力手段と、割り込み指令
に応答して各データ処理手段の処理によるデータを出力
する複数のデータ出力手段とを備えている情報処理装
置。
【請求項６】入力データを処理する複数のデータ処理
手段と、各データ処理手段の処理データの実行状態に応
じた基準実行時間からの遅延時間を順次計数する複数の
計数手段と、割り込み処理要求に応答して各計数手段の
計数値を基にデータ処理手段のうちいずれがデータ処理
に関して先行しているかを判定する主判定手段と、主判
定手段により先行している判定されたデータ処理手段に
対して割り込み指令を出力する主割り込み指令出力手段
と、一方の計数手段の計数値と他方の計数手段の計数値
とを比較して両者の内容が一致したか否かを判定する副
判定手段と、副判定手段の肯定の判定結果に応答して後
続のデータ処理手段に対して割り込み指令を出力する副
割り込み指令出力手段と、割り込み指令に応答して各デ
ータ処理手段の処理によるデータを出力する複数のデー
タ出力手段とを備えている情報処理装置。
【請求項７】各データ出力手段の出力データを保持し
保持したデータを順次出力する複数のバッファ手段と、
各バッファ手段の出力データをそれぞれ照合して各デー
タの内容が一致しているか否かの照合結果を出力する照
合手段とを備えている請求項１、５または６記載の情報
処理装置。