JPS5836379B2 - マルチプロセツサ制御方式 - Google Patents

マルチプロセツサ制御方式

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JPS5836379B2
JPS5836379B2 JP55164213A JP16421380A JPS5836379B2 JP S5836379 B2 JPS5836379 B2 JP S5836379B2 JP 55164213 A JP55164213 A JP 55164213A JP 16421380 A JP16421380 A JP 16421380A JP S5836379 B2 JPS5836379 B2 JP S5836379B2
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JP
Japan
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processors
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master processor
failure
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JP55164213A
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JPS5789169A (en
Inventor
静男 伊藤
義晴 岩本
和幸 多賀
剛 二川
千明 菱沼
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Fujitsu Ltd
Hitachi Ltd
NEC Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Hitachi Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Oki Electric Industry Co Ltd
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5789169A publication Critical patent/JPS5789169A/ja
Publication of JPS5836379B2 publication Critical patent/JPS5836379B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/16Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
    • G06F11/20Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Hardware Redundancy (AREA)
  • Multi Processors (AREA)
  • Exchange Systems With Centralized Control (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子交換機等の高信頼度を要求される処理シス
テムにおけるマルチプロセッサ制御方式に関するもので
ある。
従来、電子交換機等の高信頼度を要求される処理システ
ムにおいては、プロセッサを複数台設置してプロセッサ
部の稼動率の向上を図っていた。
この場合、1台のプロセッサが障害となった時に残りの
プロセッサに悪影響を与えない様にするため、複数のプ
ロセッサの中に階位を与えてその階位に従った特権命令
を用意し、システムの系構成命令や他プロセッサ制御命
令を特権命令として、異常装置からの外乱を防ぐ方式が
採用されていた。
従って、プロセッサ障害は他プロセッサに対して外乱を
与えることはないが、上級階位(例えばマスター)のプ
ロセッサ障害の時には、残ったプロセッサが正常な場合
でも特権命令が使用できないために、システム全体が稼
動を停止してしまい、緊急制御回路(EMA)を起動し
てシステムの再構築を行った後、再立上げによって維持
しなければならず処理が中断されてしまったり、あるい
は処理の一部が消失したりする等の欠点があった。
本発明はこれらの欠点を除去するため、複数のプロセッ
サに階位としてマスター/スレーブの役割を持たせ、シ
ステム構成や他プロセッサ制御をマスタープロセッサの
特権とし、マスタープロセッサが障害となった時にはス
レーブプロセッサに該特権が生じるようにして、マスタ
ープロセッサが障害となっても処理を継続維持しつつ正
常系構成に移行できるようにしたもので、以下詳細に説
明する。
なお、以下の説明においては特権命令そのものは既知で
あるので謂明を省略してここではシステム構成に関する
特権と、他フ狛セツサ制御に関する特権についてのみ触
れる。
第1図はマルチプロセッサによる処理システムのブロッ
ク構或図で、図中1a〜1nはプロセッサ、2a ,2
bは共通メモリ、3a,3bはプログラムバス制御の入
出力装置、4a,4bはデータチャネル(DCH)装置
、5a,5bはメモリバス、6a,6bはプログラムバ
スである。
プロセッサ1a〜1nは主制御部10a〜10n1シス
テム構成制御部11a〜lln、メモリ及び外部装置イ
ンタフェース制御部12a〜12n及び13al3nを
有し、共通メモリ2a,2bはシステム制御部20a,
20b、メモリバス受付制御部21a,2lb,主制御
部22a,22bを有し、DCH装置4a,4bはシス
テム制御部40a,40b1主匍脚部4 1 a ,
4 1 b,プログラムバス受付制御部42a,42b
1メモリバス受付制御部43a,43bを有している。
前記各バスに接続された装置はプロセッサとの接続を各
バスの選択によって行うことができる。
すなわち、各プロセッサ1a〜1nはそのシステ会構成
制御部11a〜11nにより、プロセッサ1a〜1nと
バス5a,5b/6a,6bに対応したバスルートを設
定することができ、他の装置のうち共通メモリ2a,2
bは該共通メモリ2 a s2bとメモリバス5a,5
bとの接続構成を定義する第1のシステム匍脚部20a
,20bにより、またDCH装置4a ,4bは該DC
H4a ,4bとプログラムバス6a,6bとの接続構
成及びDCH装置4a,4bと共通メモリ2a ,2b
間のメモリバス5a,5bとの接続構成をそれぞれ定義
する第2のシステム制御部40a,40bにより、それ
ぞれ論理的に制御できるようになっている。
プログラムバス6a ,6bに接続された入出力装置3
a ,3bは該バス6a,6bにくくり付けの条件とな
っているが、内部にシステム匍脚部を用意することで他
の装置と同様に扱うことができる。
また、各プロセッサ1a〜10間の制御は外部装置イン
タフェース制御部13a〜13n間でプログラムバス6
a,6bを介しかつシステム構成制御部11a〜11n
に示される条件によって行われる。
システム構成に関する特権は自プロセッサ内のシステム
構或制御部11a〜Iln内にある状態表示用フリツプ
フロツプ(SYF)の書替えに関スる権利と外部装置の
システム制御部20a,20b40a,40b等にある
接続制御用フリツプフロツプ(図示せず)の書替えに関
する権利であって、それらは共にプロセッサの実行する
命令の有効条件によって親定される。
また、他プロセッサ制御に関する特権は他プロセッサ内
のSYFI7)書替えに関する権利及び他プロセッサの
動作そのものを制御する権利であって、同様にプロセッ
サの実行できる命令の有効条件によって規定される。
ところで、前述した如き処理システムにおいて、各プロ
セッサが分散処理を遂行する時に、システム全体の管理
を合理的に行うために、またプロセッサの1台が障害と
なっても他の健全なシステムに外乱を与えないためにも
プロセッサに階位を与えてその最上階位に特権を与える
ことが行われることについては前述したが、ここでは階
位をマスター、スレーブという2つの役割に分け、マス
ターを上位階位としてシステム全体で1つだけ存在する
様に制御するものとし、マスタープロセッサに前記シス
テム構成と他プロセッサ匍脚に関する権利を集中させる
ものとする。
階位の表示はシステム構成制御部11a〜11nのSY
Fによって行わ11,SYFを書替えることで階位の変
更が行われる。
第2図はシステムを保つための制御部のブロック構成図
で、図中7は各プロセッサ13〜1nに共通に接続され
たプロセッサ用緊急制御部( MEMA )である。
各プロセッサ1a〜1n内には、自プロセッサの障害検
出を行い、プロセッサ内の初期設定を実施して、MEM
A?及び他のすべてのプロセッサに障害通知を行う個別
緊急制御部(個別EMA)1 4a〜1 4nと、IP
L動作を制御するIPL制御部15a〜15nと、他の
プロセッサの障害表示を受信する障害受信部16a〜1
6nとを有する。
MEMA7はすべてのプロセッサからの障害通知を受信
すると信号線100によってシステム再構或を行うため
の起動信号を発生させ各個別EMA14a〜14nを起
動する。
この時信号線100に含まれるマスタープロセッサ指定
情報によって、1台のみがマスタープロセッサとなり、
IPL制御部15a〜15nを起動した後、システム構
成を一括して制御し、他のプロセッサは初期設定され、
最下位の階位を取り、すべての制御部が受動的になる様
制御される。
以上により、正常なシステムでは1台のマスタープロセ
ッサが存在し、他プロセッサはマスタープロセッサの制
御の下にシステムに組込まれて行くことが理解できる。
複数のスレーブプロセッサの中で障害が発生してプログ
ラムが暴走した場合でも、システム構成と他プロセッサ
制御命令がマスタープロセッサ特権となっているため、
障害の波及が該障害プロセッサ内だけに停めておける可
能性が高い。
スレーブプロセッサの障害の発生は信号fm 1 0
1 a〜101nによってマスタープロセッサにも通知
され、障害プロセッサの切離し、障害情報の収集等がマ
スタープロセッサの特権によりシステム構或命今や他プ
ロセッサ制御命令を用いて実行できる。
MEMA7は障害通知を受信しても他に正常なプロセッ
サが残っていれば緊急制御は行わないので、マスタープ
ロセッサが残っている時はシステムを継続維持すること
が可能である。
次に、マスタープロセッサが障害となった場合の動作に
ついて説明する。
通常各プロセッサが障害を生じると個別EMA1 4a
〜14nにて検出されて初期設定される。
この時に初期設定回路(図示せず)によって、システム
構成制御部11a〜11n内のSYFのリセット、プロ
セッサ停止、アイソレーションリセット等が行われ、そ
の結果マスタープロセッサはスレーブプロセッサとなり
、すべての制御部が受動的となる。
また他のスレーブプロセッサには障害表示が信号線10
1a〜101nを通して行われる。
マスタープロセッサが障害となったことを知ったスレー
ブプロセッサは、他のプロセッサの障害表示等の情報を
引込んで次にマスターとなるべきプロセッサーが一義的
に定まる論理によって、特定の1台のプロセッサが自ら
のシステム構成制御部11a〜11n内のSYFを書替
えてマスタープロセッサとなることができる。
SYFを書替える命令はシステム構成に関するマスター
プロセッサの特権命令であるが、該特権をマスタープロ
セッサが障害の時にスレーブプロセッサに与える様に制
御される。
第3図は特権付与の論理回路図で、11はMEMA7の
バス、18は他プロセッサの障害表示受信部で各プロセ
ッサの信号線101a〜101nに対応した障害表示受
信フリツプフロツプ(FF)180a〜180nを有す
る。
,19は障害受信マスク部で各プロセッサに対応した障
害受信マスクフリツプフロツプ(FF)1 90a〜1
90nを有する。
110a〜110nはシステム構戒制御部11a〜11
n内のマスター表示フリツプフロツプ(FF)、1 6
0a〜1 60n ,1 63 ,164はアンド回路
、161,162,165はオア回路、166は障害表
示フリツプフロツプ(FF)である。
スレーブプロセッサの障害受信マスク部19はマスター
プロセッサによって マスタープロセッサ対応の例えば
障害受信マスクFF190iを″0″に、他を″1”に
セットされるので、障害表示FFi66が点火するのは
、マスタープロセッサが障害の時に限られ、しかも障害
表示FF166の動作がプロセッサの割込み条件にもな
っているので、該スレーブプロセッサはマスタープロセ
ッサの障害と同時に緊急事態を知ることができる。
また、障害受信表示FF180a〜180n、障害受信
マスクFF1 90a〜190nはプロセッサ内のバス
17上に読取ることができる。
他フロセッサ制御命令はマスタープロセッサのみの特権
命令であるが、システム構成命令についてはスレーブプ
ロセッサの場合は障害表示FF166が点火することで
オア回路162、アンド回路163、オア回路165を
介して特権有効となる特殊な特権命令となっている。
従ってマスタープロセッサの障害通知を受けたスレーブ
プロセッサの中には、次にマスターとなる資格が論理的
に与えられているので、自らのマスター表示FFを″1
″にセットするシステム構成命令を実行してマスタープ
ロセッサとなり、他プロセッサ状態を必要に応じて制御
することができ、正しいシステム状態を継続維持できる
また、スレーブプロセッサがいずれもマスターになり得
ない状態の時には、MEMA7の働きによって強制的に
次のプロセッサをマスターに選択し、システムの再構築
を行う。
第4図はマスター移譲処理図であり、この例ではマスタ
ープロセッサ障害の時に、次に自律的にマスタープロセ
ッサとなるのは、正常に動作しているスレーブプロセッ
サのうちの最若番の機番を有するものである。
以上説明した様に前記実施例ではすべてのプロセッサが
処理を継続できなくなった時に、初めて起動されるME
MAを持ち、プロセッサにマスター/スレーブで示され
る階位を持たせ、プロセッサ群の中に1台だけマスター
を置く様に制御し、マスタープロセッサは階位の制御も
含むシステム構成命令及び他プロセッサ匍脚命令を特権
で使用できることによって、スレーブプロセッサ障害時
はマスタープロセッサの制御番とより切離し残りのプロ
セッサで正常システムを継続維持でき、マスタープロセ
ッサ障害時は一義的に定まるスレーブプロセッサがシス
テム構成命令を実行する権利を有して、マスタープロセ
ッサとなることによって、障害プロセッサを切離し残り
のプロセッサで正常システムを継続維持できる利点があ
る。
なお、前述した実施例では、マスタープロセッサ障害時
にスレーブプロセッサがシステム構成命令を実行する権
利を得てマスタープロセッサとなり他の特権命令を実行
できる構成としたが、システム構成命令及び他プロセッ
サ制御命令を実行する権利を得るようにしても良い。
また、スレーブプロセッサがマスタープロセッサとなる
権利を有するための処理フローはソフトウエアで行って
も良いし、ハードウエアで決定しても良い。
また、マスタープロセッサ障害時にスレーブプロセッサ
がマスタープロセッサとなるための論理(マスター移譲
論理)は、各プロセッサの障害表示とマスタープロセッ
サの位置と自プロセッサの位置を比較して、マスタープ
ロセッサの位置に対して環状に最も近い若番(又は老番
)の障害を表示していないプロセッサを選択する論理で
も良い。
また、プロセッサの階位は2つ以上でも良いし、複数階
層の階位を持っても良い。
以上説明したように本発明によれば、マスタースレーブ
の役割を持った複数のプロセッサを有し、システム構成
や他のプロセッサを制御する命令を実行できる権利を有
するマスタープロセッサがシステム全体で1つだけ存在
する処理システムにおいて、各プロセッサは自装置障害
を他プロセッサに通知する手段と、他プロセッサからの
障害通知を各々受信する手段と、マスタープロセッサの
障害情報により次にマスタープロセッサとなるための論
理手段とを有し、マスタープロセッサは他プロセッサに
マスタープロセッサの位置を通知しておき、該マスター
プロセッサの障害時に、スレーブプロセッサ群の1つの
プロセッサが自律的にマスタープロセッサの障害情報に
より次にマスタープロセッサとなるようにし、常にシス
テム上にマスタープロセッサが存在するようにしたので
、従来の予備プロセッサを備えたものに比べて著しくプ
ロセッサの稼動効率が良く情報処理能力に優れ、かつプ
ロセッサの部分的障害に対して残った正常の装置によっ
て処理を継続維持させることができ、従って電子交換機
のような高信頼性並びに高速実時間処理を必要とするシ
ステムに利用して絶大なる効果をあげることができる等
の利点がある。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すもので、第1図は処理シス
テムのブロック構或図、第2図はシステムを保つための
制御部のブロック構成図、第3図は特権付与の論理回路
図、第4図はマスター移譲処理図である。 1a〜1n・・・・・・プロセッサ、2a,2b・・・
・・・共通メモリ、3a,3b・・・・・・入出力装置
、4a,4b・・・・・・DCH装置、5a,5b・・
・・・・メモリバス、6a,6b・・・・・・プログラ
ムバス、10a〜10n・・・・・・主制御部、11a
〜Iln・・・・・・システム構成制御部、12a〜1
2n・・・・・・メモリインタフェース制御部、13a
〜13n・・・・・・外部装置インタフェース匍脚部、
20a,20b,40a,40b・・・・・・システム
制御部、21a,2lb・・・・・・受付制御部、22
a,22b,41a,4lb・−・−主制御部、42a
,42b・・・・・・プログラムバス受付制御部、43
a ,43b・・・・・・メモリバス受付制御部、7・
・・・・・マルチプロセッサ用緊急制御部、14a〜1
4n・・・・・・個別緊急匍脚部、15a〜15n・・
・・・・IPL制御部、16a〜16n・・・・・・他
プロセッサ障害表示受信音貼

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 マスター、スレーブの役割を持った複数のプロセッ
    サを有し、システム構成や他プロセッサを制御する命令
    を実行できる権利を有するマスタープロセッサがシステ
    ム全体で1つだけ存在する処理システムにおいて、各プ
    ロセッサは自装置障害を他プロセッサに通知する手段と
    、他プロセッサからの障害通知を各々受信する手段と、
    マスタープロセッサの障害情報により次にマスタープロ
    セッサとなるための論理手段とを有し、マスタープロセ
    ッサは他プロセッサにマスタープロセッサの位置を通知
    しておき、該マスタープロセッサの障害時に、スレーブ
    プロセッサ群の1つのプロセッサが自律的にマスタープ
    ロセッサの障害情報によリ次にマスタープロセッサとな
    るようにし、常にシステム上にマスタープロセッサが存
    在するようにしたことを特徴とするマルチプロセッサ制
    御方式。
JP55164213A 1980-11-21 1980-11-21 マルチプロセツサ制御方式 Expired JPS5836379B2 (ja)

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JPS5789169A JPS5789169A (en) 1982-06-03
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