JPH08272755A - プロセッサ切替え装置 - Google Patents

プロセッサ切替え装置

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JPH08272755A
JPH08272755A JP7071854A JP7185495A JPH08272755A JP H08272755 A JPH08272755 A JP H08272755A JP 7071854 A JP7071854 A JP 7071854A JP 7185495 A JP7185495 A JP 7185495A JP H08272755 A JPH08272755 A JP H08272755A
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JP
Japan
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processor
switching
unit
operating
instruction
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JP7071854A
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Toshiyuki Morioka
俊行 森岡
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 マルチプロセッサシステムにおいて、シング
ルタスクのOSを運用するプロセッサを切替えるプロセ
ッサ切替え装置を提供する。 【構成】 複数の対等なプロセッサ101のいずれかが
シングルタスクのオペレーティングシステムを運用する
マルチプロセッサシステムにおいて、プロセッサを切替
える旨の切替え指示を入力する切替え指示入力手段11
1と、切替え指示の入力に応じて、運用中のプロセッサ
101の動作状態に関する情報を保存する動作状態保存
手段112と、動作状態保存手段112によって保存さ
れた動作状態に関する情報に基づいて、切替え対象のプ
ロセッサ101に動作状態を復元する動作状態復元手段
113と、切替え指示の入力に応じて、運用中のプロセ
ッサ101に対して運用の中断を指示し、指定された切
替え対象のプロセッサ101に対して、中断からの復帰
処理を指示する切替え手段114とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マルチプロセッサシス
テムにおいて、シングルタスクのオペレーティングシス
テム上で動作することを前提としたプログラムを実行す
るためのプロセッサ切替え装置に関する。近年では、パ
ーソナルコンピュータやワークステーションの高速化を
図るための技術として、プロセッサ自体の高速化より
も、複数のプロセッサによって処理を分担するマルチプ
ロセッサシステムが注目されている。
【0002】その一方、シングルプロセッサシステム用
に開発されたプログラム(例えば、マイクロソフト社の
MS−DOS上で動作するテストプログラム)などのソ
フトウェア資産は膨大な量にのぼっており、マルチプロ
セッサシステムにおいてもシングルプロセッサシステム
用のソフトウェア資産を活用したいという要望がある。
【0003】
【従来の技術】マルチプロセッサシステムとしては、様
々な構成が提案されているが、中でも対称型マルチプロ
セッサシステムは、複数のプロセッサが主記憶装置を共
有しながら対等に動作する構成であるため、シングルプ
ロセッサシステムからの発展が容易である。このため、
パーソナルコンピュータに適用するマルチプロセッサシ
ステムとしては、この対称型マルチプロセッサシステム
が有力視されている。
【0004】図7に、対称型マルチプロセッサシステム
の構成例を示す。図7において、8個のプロセッサ41
0a〜410hと入出力チャネル制御部(I/O チャネル
制御部)420と主記憶装置430とは、プロセッサバ
スを介して相互に接続されており、また、入出力チャネ
ル制御部420は、システムバスを介して、キーボード
401やディスプレイ装置402,およびハードディス
ク装置403などの入出力装置と相互に接続されてい
る。
【0005】すなわち、対称型マルチプロセッサシステ
ムは、シングルプロセッサシステムの単一のプロセッサ
に代えて、8個のプロセッサ410a〜410hと入出
力チャネル制御部420とを備えた構成となっている。
したがって、対称型マルチプロセッサ用のオペレーティ
ングシステムは、基本的には、シングルプロセッサシス
テムとの互換性を持っており、シングルプロセッサ用の
オペレーティングシステムの中でも、マルチタスクに対
応しているものは、バスインタフェース部分をマルチプ
ロセッサシステム用に置き換えることにより、複数のプ
ロセッサを動作させることができる。
【0006】その一方、シングルタスクのオペレーティ
ングシステムは、複数のプロセッサのうちただ一つのプ
ロセッサしか動作させることができないため、電源投入
直後に行われるプロセッサの間でバス調停処理の結果に
応じて、図7に示すように、バスの優先権を獲得したプ
ロセッサが他のプロセッサをリセットしてしまう。した
がって、シングルタスクのオペレーティングシステム上
で動作するプログラムをマルチプロセッサシステムを構
成する各プロセッサで実行して、例えば、フロッピーデ
ィスク装置などの入出力装置の動作試験を各プロセッサ
の配下で行おうとする場合には、オペレーティングシス
テムを運用するプロセッサそのものを切り換える必要が
ある。
【0007】このためには、例えば、上述したプロセッ
サバスにおけるCPUボードの位置によって優先順位を
決定しておき、CPUボードそのものを差し替えること
で、オペレーティングシステムを運用するプロセッサを
切り換える必要があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、CP
Uボードそのものを差し替えていたのでは、あまりにも
操作者の手間が煩雑であり、全てのプロセッサの配下で
入出力装置の動作を試験するために要する時間が長くな
ってしまう。一方、フロッピーディスク装置やハードデ
ィスク装置の動作試験プログラムなどは、大半が従来の
シングルタスクのオペレーティングシステム用に開発さ
れており、このような膨大なソフトウェア資産の全てを
マルチタスク用に書き換えるため作業には、莫大な開発
時間が必要である。
【0009】このため、対称型マルチプロセッサシステ
ムの特徴を利用して、従来のソフトウェア資産を有効に
活用するための技法が必要とされている。本発明は、マ
ルチプロセッサシステムにおいて、シングルタスクのオ
ペレーティングシステムを運用するプロセッサをソフト
的に切替えるプロセッサ切替え装置を提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】図1は、本発明の原理ブ
ロック図である。請求項1の発明は、複数のプロセッサ
101が同一のアドレス空間を共有して対等に動作する
構成を有し、複数のプロセッサ101のいずれかがシン
グルタスクのオペレーティングシステムを運用するマル
チプロセッサシステムにおいて、オペレーティングシス
テムを運用するプロセッサを切替える旨の切替え指示を
入力する切替え指示入力手段111と、切替え指示の入
力に応じて、オペレーティングシステムを運用している
プロセッサ101の動作状態に関する情報を保存する動
作状態保存手段112と、動作状態保存手段112によ
って保存された動作状態に関する情報に基づいて、切替
え指示で指定された切替え対象のプロセッサ101に動
作状態を復元する動作状態復元手段113と、切替え指
示の入力に応じて、オペレーティングシステムを運用し
ているプロセッサ101に対して運用の中断を指示し、
指定された切替え対象のプロセッサ101に対して、中
断からの復帰処理を指示する切替え手段114とを備え
たことを特徴とする。
【0011】請求項2の発明は、請求項1に記載のプロ
セッサ切替え装置において、切替え指示入力手段111
は、切替え対象として指定する少なくとも1つのプロセ
ッサ101の識別情報を保持する切替え対象保持手段1
21と、切替え対象保持手段121に保持された識別情
報を順次に読み出して、この識別情報で指定されたプロ
セッサ101を切替え対象として指定する切替え指示を
送出する切替え指示送出手段122とを備えた構成であ
ることを特徴とする。
【0012】
【作用】請求項1の発明は、切替え指示入力手段111
によって入力された切替え指示に応じて、動作状態保存
手段112と動作状態復元手段113とが動作すること
により、オペレーティングシステムを運用しているプロ
セッサ101の動作状態をそっくりそのまま指定された
プロセッサ101に反映させることができる。また、切
替え指示に応じて、切替え手段114が、オペレーティ
ングシステムを運用しているプロセッサ101に運用の
中止を指示し、代わりに、指定されたプロセッサ101
に運用状態への復帰を指示することにより、切替え対象
のプロセッサ101により、オペレーティングシステム
の運用を続行することができる。
【0013】このようにして、シングルタスクのオペレ
ーティングシステムを運用するプロセッサ101をソフ
ト的に切替えることができるから、シングルタスクのオ
ペレーティングシステム用に開発されたソフトウェア資
産をマルチプロセッサシステムで利用することが可能と
なる。請求項2の発明は、切替え対象保持手段121の
内容に基づいて、切替え指示送出手段122が動作する
ことにより、複数のプロセッサ101を自動的に切替え
ることができる。
【0014】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例につい
て詳細に説明する。図2に、本発明のプロセッサ切替え
装置を適用したマルチプロセッサシステムの実施例構成
図を示す。また、図3に、プロセッサ切替え装置の処理
の流れを説明する図を示し、図4に、マルチプロセッサ
システムの動作を表す流れ図を示す。
【0015】図2において、マルチプロセッサシステム
に備えられたハードディスク装置403には、シングル
タスクのオペレーティングシステムがインストールされ
ており、電源の投入直後に行われるバス調停処理でバス
の優先権を獲得したプロセッサ410aが、図3に示す
オペレーティングシステム(OS)運用部200として
動作を開始し、このオペレーティングシステムの運用を
開始する構成となっている。
【0016】また、上述したハードディスク装置403
には、切替え処理プログラム201と切替え指示受付プ
ログラム202とが記録されており、図4(a) に示すよ
うに、ステップ301でオペレーティングシステムが起
動されたのち、ステップ302において、オペレーティ
ングシステム運用部200は、これらのプログラムを主
記憶装置430にロードして起動する構成となってい
る。
【0017】これにより、図3に示すプロセッサ切替え
装置210の各部の機能を実現し、オペレーティングシ
ステムを運用中のプロセッサ410aと、切替え指示に
相当する割込要求(後述する)指定されたプロセッサ4
10とが、それぞれ図4(b),(c) に示す動作を実行する
構成となっている。ここで、切替え処理プログラム20
1は、起動直後に初期状態を設定するための設定処理部
と、オペレーティングシステムを運用するプロセッサを
切り換える処理そのものを実現するための切替え処理部
と、対応する各プロセッサ410を待機状態とするため
の処理を実現する待機処理部とから構成されている。
【0018】また、切替え指示受付プログラム202
は、キーボード401などの入力装置が特定の手順で操
作されたことを検出し、オペレーティングシステム運用
部200に対して、上述した切替え処理プログラム20
1への割込要求を発生する割込処理部203を実現する
構成となっている。この割込要求は、請求項1で述べた
切替え指示に相当するものであり、この場合は、キーボ
ード401を介した利用者の指示に応じて、割込処理部
203が動作することにより、切替え指示入力手段11
1の機能が実現される。
【0019】図3において、制御テーブル211a〜2
11hは、上述した切替え処理プログラムの起動直後に
初期設定部によって形成され、対応するプロセッサ41
0a〜410hの状態に関する情報として、オペレーテ
ィングシステムを運用中か否かを示す制御フラグと対応
する待機処理部のアドレスとを格納する構成となってい
る。したがって、この場合は、プロセッサ410aに対
応する制御フラグに運用中である旨を示す論理「1」を
セットし、他の制御テーブル211b〜211hについ
ては、それぞれに設けられた制御フラグをリセットして
待機中である旨を示しておけばよい。
【0020】また、復帰制御部212は、図4(b) に示
したステップ311において、上述した切替え処理プロ
グラム201の初期設定部の一部に従って動作し、他の
プロセッサ410b〜410hのリセット状態を解除す
る構成となっている。このとき、復帰制御部212は、
プロセッサ410b〜410hの復帰アドレスとして、
上述した切替え処理プログラム201の対応する待機処
理部のアドレスを設定しておけばよい。
【0021】その後、復帰制御部212は、切替え処理
プログラムの切替え処理部を起動し、これに応じて、図
3に示すように、プロセッサ410aに、待機制御部2
13,状態保存部214およびフラグ制御部215が形
成され、また、主記憶装置430に動作状態保持部21
6と制御アドレス保持部217とが確保される。この待
機制御部213は、上述した割込要求に応じて、状態保
存部214,フラグ制御部215を制御する構成となっ
ており、割込要求が発生するまでは、図4(b) に示すス
テップ312において待ち状態となる。
【0022】したがって、この時点で、図4(a) に示す
ように、オペレーティングシステム運用部200の処理
が再開され(ステップ303)、その後、ステップ30
4において、例えばハードディスク装置403の動作を
診断する診断プログラムを起動することにより、図3に
示す診断処理部231が形成され、プロセッサ410a
に備えられたレジスタ群411aを利用した処理が行わ
れる(ステップ305)。
【0023】一方、上述したステップ311の処理によ
り、プロセッサ410b〜410hにおいて、切替え処
理プログラム201の待機処理部を起動することによ
り、各プロセッサ410b〜410hに対応するフラグ
監視部221が形成される。このフラグ監視部221
は、対応する制御テーブル211の制御フラグがセット
されるまで、図4(c) に示すステップ321を繰り返す
構成となっており、これにより、プロセッサ410b〜
410hを待機状態とすることができる。
【0024】その後、ステップ306において、上述し
た割込処理部203からの割込要求が発生すると、オペ
レーティングシステム運用部200は処理を中断し、代
わって、プロセッサ切替え処理部210の待機制御部2
13が、図4(b) に示したステップ312の肯定判定に
応じて動作を再開する。この待機制御部213からの指
示に応じて、まず、状態保存部214が動作して、プロ
セッサ410aのレジスタ群411aの内容を読み出し
て、動作状態に関する情報として動作状態保持部216
に格納する(ステップ313)。
【0025】このように、待機制御部213の指示に応
じて状態保存部214が動作し、レジスタ群411aの
内容を動作状態保持部216に保持することにより、請
求項1で述べた動作状態保存手段112の機能を実現す
ることができる。次に、フラグ制御部215が動作し、
自身に対応する制御テーブル211aの制御フラグをリ
セットし、代わって、割込要求で指定された切替え対象
のプロセッサ(例えばプロセッサ410b)に対応する
制御テーブル211bの制御フラグに論理「1」をセッ
トする(ステップ314)。
【0026】その後、待機制御部213は、制御アドレ
スの内容が切替え対象のプロセッサを示す情報に書き換
えられるまでステップ315の処理を繰り返し、書き換
えられたときに、ステップ315の肯定判定としてステ
ップ316に進み、切替え処理プログラム201の待機
処理部を起動して、自身の処理を終了すればよい。一
方、上述したステップ314の処理に応じて、切替え対
象として指定されたプロセッサ410bのフラグ監視部
221により、制御フラグがセットされたことが検出さ
れると、切替え処理プログラム210の待機処理部にし
たがって、起動制御部222と状態復元部223とが形
成され、図4に示すステップ322以下の処理が行われ
る。
【0027】まず、上述したフラグ監視部221からの
通知に応じて、起動制御部222は状態復元部223に
動作の開始を指示し、これに応じて、状態復元部223
は、ステップ322において、上述した動作状態保持部
216に格納された動作状態に関する情報を読み出し
て、プロセッサ410bに備えられたレジスタ群411
bに展開すればよい。
【0028】このように、起動制御部222からの指示
に応じて、状態復元部223が動作し、動作状態保持部
216の内容に基づいて、レジスタ群411bにレジス
タ群411aの内容を書き込むことにより、請求項1で
述べた動作状態復元手段113の機能を実現することが
できる。これにより、プロセッサ410aの動作状態を
そっくりそのままプロセッサ410bに写しかえること
ができる。
【0029】次に、起動制御部222は、制御アドレス
保持部217に自身に対応する制御テーブル211bの
アドレスを書き込んで、上述したステップ315で待ち
状態となっているプロセッサ410aに切替え準備が完
了したことを通知する(ステップ323)。その後、起
動制御部222は、切替え処理プログラム201の切替
え処理部を起動し(ステップ324)、更に、ステップ
325において、割込処理からのリターン命令を実行し
てから、自身の処理を終了すればよい。
【0030】ここで、上述したように、ステップ313
における状態保存部213の処理とステップ322にお
ける状態復元部223の処理により、プロセッサ410
bには、プロセッサ410aの動作状態が復元されてい
るから、上述したステップ325においてリターン命令
を実行することにより、プロセッサ410bは、プロセ
ッサ410aによって行われていたオペレーティングシ
ステム運用部200の処理をそのまま続行することがで
きる。
【0031】このように、各プロセッサ410に対応す
る制御テーブル211とフラグ制御部215およびフラ
グ監視部221とを介して、プロセッサ410aとプロ
セッサ410bとが動作状態を通知し、待機制御部21
3と起動制御部222とが、これらの通知と割込要求と
に応じて動作することにより、請求項1で述べた切替え
手段114の機能を実現し、オペレーティングシステム
を運用するプロセッサをソフト的に切替えることが可能
となる。
【0032】同様にして、プロセッサ410a〜410
hのどのような組み合わせについてもソフト的な切替え
が可能であるから、例えば、上述した割込要求によっ
て、プロセッサ410b〜410hを順次に指定するこ
とにより、全てのプロセッサ410の配下で、ハードデ
ィスク装置430の診断プログラムを実行することがで
きる。
【0033】この場合は、プロセッサ410a〜410
hをソフト的に切替えられることができるので、CPU
ボードを差し替えたりする作業は不要となり、ハードデ
ィスク装置430などの動作試験作業に要する時間を短
縮することができる。また、診断プログラム自体には何
ら変更を加える必要がなく、上述した切替え処理プログ
ラム201および切替え指示受付プログラム202を全
ての診断プログラムに適用することができるから、テス
トプログラムの開発に膨大な時間を浪費する必要はな
い。
【0034】これにより、シングルタスク用のオペレー
ティングシステムに対応した既存のソフトウェア資産を
有効に利用して、入出力装置などの動作試験を効率よく
行うことができる。特に、上述した切替え処理プログラ
ム201および切替え指示受付プログラム202を主記
憶装置430に常駐するプログラムとして設定しておけ
ば、診断プログラムのローディングによるこれらのプロ
グラムの破壊を防ぐことができる。
【0035】これにより、利用者は、切替え処理プログ
ラム201および切替え指示受付プログラム202に割
り当てられた領域を意識することなく、診断プログラム
をロードすることが可能となるから、利用者の負担を軽
減するとともに、マルチプロセッサシステムの暴走を防
ぐことができる。また、上述した切替え処理によって待
機状態とされるプロセッサ410に対応する制御フラグ
の設定を切替え処理プログラム201の待機処理部で扱
う構成としてもよい。
【0036】例えば、図5に示すように、切替え処理プ
ログラム201の待機処理部の起動に応じて、対応する
制御テーブル211の制御フラグをリセットするフラグ
リセット部224を付加してプロセッサ切替え装置21
0を構成すればよい。この場合は、フラグ制御部215
は、切替え対象のプロセッサ410に対応する制御フラ
グのみをセットすればよく、運用中から待機状態へと切
替えられたプロセッサ410に対応する制御フラグは、
上述したフラグリセット部224によってリセットされ
る。
【0037】これにより、プロセッサ410の切替え処
理を行う際に、主記憶装置430へのアクセス回数を最
小限度に抑えることができるから、より高速にプロセッ
サの切替え処理を実現することができる。また、診断プ
ログラムなどの他のプログラム側から、切替え処理プロ
グラムを起動する割込要求を発行する構成としてもよ
い。
【0038】例えば、切替え指示受付プログラム202
を主記憶装置430にロードする代わりに、オペレーテ
ィングシステムを起動する際に、図6に示すように、オ
ペレーティングシステム運用部200に設けた割込ベク
タテーブル232に切替え処理プログラム201を起動
するための割込ベクタを登録するとともに、この割込ベ
クタを発生させる命令を付加して診断プログラムを構成
しておけばよい。
【0039】これにより、オペレーティングシステム運
用部200が、診断処理部231からの割込要求に応じ
て、割込ベクタテーブル232を参照し、上述した割込
処理部203からの割込要求と同様にして、プロセッサ
切替え装置の待機制御部213を起動すればよい。この
場合は、診断プログラムに組み込まれた割込ベクタを発
生させる命令そのものによって、切替え対象が指定され
ており、診断プログラム自体が請求項2で述べた切替え
対象保持手段121に相当するものとなっており、ま
た、オペレーティングシステム運用部運用部200が割
込ベクタテーブル232に従って動作することにより、
切替え指示送出手段122の機能を果たす構成となって
いる。
【0040】また、このとき例えば、診断処理部230
が一連の動作試験処理を実行するごとに、切替え対象の
プロセッサ410としてプロセッサ410b〜410h
を順次に指定して、上述した割込ベクタを発行するよう
に、診断プログラムを構成すれば、オペレーティングシ
ステムを運用するプロセッサを順次に切り替えながら診
断プログラムを実行することができる。
【0041】これにより、マルチプロセッサシステムに
おける入出力装置の診断作業の自動化を図ることがで
き、利用者の作業負担を軽減することができる。同様
に、診断プログラムとして、同様にして、プロセッサ4
10の一連の動作試験処理を実行するごとに、プロセッ
サ410b〜410hを順次に指定して上述した割込ベ
クタを発行する構成の診断プログラムをローディングす
れば、マルチプロセッサシステムを構成するプロセッサ
410の動作試験作業を自動化することもできる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
ルチプロセッサシステムにおいてシングルタスクのオペ
レーティングシステムを運用する際に、オペレーティン
グシステムを運用するプロセッサをソフト的に切り替え
ることができるから、シングルタスクのオペレーティン
グシステム用に開発されたソフトウェア資産を有効に利
用して、効率よく入出力装置などの動作試験を行うこと
が可能となる。
【0043】また、切替え順序を予め保持しておくこと
により、動作試験の自動化も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理ブロック図である。
【図2】請求項1のプロセッサ切替え装置を適用したマ
ルチプロセッサシステムの実施例構成図である。
【図3】プロセッサ切替え装置の処理の流れを説明する
図である。
【図4】マルチプロセッサシステムの動作を表す流れ図
である。
【図5】請求項1のプロセッサ切替え装置の別実施例構
成図である。
【図6】請求項2のプロセッサ切替え装置の実施例構成
図である。
【図7】マルチプロセッサシステムの構成例を示す図で
ある。
【符号の説明】
101,410 プロセッサ 111 切替え指示入力手段 112 動作状態保存手段 113 動作状態復元手段 114 切替え手段 121 切替え対象保持手段 122 切替え指示送出手段 200 オペレーティングシステム(OS)運用部 201 切替え処理プログラム 202 切替え指示受付プログラム 203 割込処理部 210 プロセッサ切替え装置 211 制御テーブル 212 復帰制御部 213 待機制御部 214 状態保存部 215 フラグ制御部 216 動作状態保持部 217 制御アドレス保持部 221 フラグ監視部 222 起動制御部 223 状態復元部 224 フラグリセット部 231 診断処理部 232 割込ベクタテーブル 401 キーボード 402 ディスプレイ装置(ディスプレイ) 403 ハードディスク装置 420 入出力(I/O)チャネル制御部 430 主記憶装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のプロセッサが同一のアドレス空間
    を共有して対等に動作する構成を有し、前記複数のプロ
    セッサのいずれかがシングルタスクのオペレーティング
    システムを運用するマルチプロセッサシステムにおい
    て、 前記オペレーティングシステムを運用するプロセッサを
    切替える旨の切替え指示を入力する切替え指示入力手段
    と、 前記切替え指示の入力に応じて、前記オペレーティング
    システムを運用しているプロセッサの動作状態に関する
    情報を保存する動作状態保存手段と、 前記動作状態保存手段によって保存された動作状態に関
    する情報に基づいて、前記切替え指示で指定された切替
    え対象のプロセッサに前記動作状態を復元する動作状態
    復元手段と、 前記切替え指示の入力に応じて、前記オペレーティング
    システムを運用しているプロセッサに対して運用の中断
    を指示し、指定された切替え対象のプロセッサに対し
    て、中断からの復帰処理を指示する切替え手段とを備え
    たことを特徴とするプロセッサ切替え装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のプロセッサ切替え装置
    において、 切替え指示入力手段は、 切替え対象として指定する少なくとも1つのプロセッサ
    の識別情報を保持する切替え対象保持手段と、 前記切替え対象保持手段に保持された識別情報を順次に
    読み出して、この識別情報で指定されたプロセッサを切
    替え対象として指定する切替え指示を送出する切替え指
    示送出手段とを備えた構成であることを特徴とするプロ
    セッサ切替え装置。
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