JPS589976B2 - 演算制御装置 - Google Patents

演算制御装置

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JPS589976B2
JPS589976B2 JP52157160A JP15716077A JPS589976B2 JP S589976 B2 JPS589976 B2 JP S589976B2 JP 52157160 A JP52157160 A JP 52157160A JP 15716077 A JP15716077 A JP 15716077A JP S589976 B2 JPS589976 B2 JP S589976B2
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section
control
cache memory
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エドワード・エー・モーマン
佐藤文孝
梅野典隆
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Toshiba Corp
NEC Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は少なくとも2組の演算制御部を用いるマイク
ロプログラム制御方式の演算制御装置に関する。
情報処理装置の高信頼性に対する要求はますます厳しく
なってきている。
記憶装置等においてはエラー検出自動訂正回路(以下E
DAC回路と略称する)等によりその信頼性は飛躍的に
進歩してきているが、演算制御装置は命令の再試行等の
機能はあるものの、ハードウェアの永久的な故障に対し
ては万全ではなかった。
他方、高密度集積回路の進歩により集積回路がますます
高密度化するに従い2重化による少々の回路の増大もで
きるようになってきた。
このような従来のシステムにおいて演算制御装置に故障
が生じるとこれが修復されるまではマイクロプログラム
の実行が停止されてしまうのでシステム全体の稼動率が
大幅に低下してしまう。
又、演算制御装置の故障としては例えばマイクロ番地出
力、主記憶インターフェース出力関係の故障があり、入
力関係としては入力データバスの故障があるので、演算
制御装置のどこが故障したかを検出するのが困難であり
、故障検出に多大の手間を要する。
従ってこの発明の目的は、故障検出能力を向上できると
共にシステムの稼動率を大幅にアップできるようにした
マイクロプログラム制御方式の演算制御装置を提供する
ことである。
この発明は、演算制御部のみを2重化して、常に2つの
演算制御部の動作を比較しながら実行し、不一致信号が
検出されたならば予め決められた回数の命令の再試行動
作を実行する。
前記再試行動作においても、なお不一致信号が検出され
続けるようであれば、ハードウェアのエラーとして判断
する。
そして、エラーチェック動作により2重化した演算制御
部のどちらが故障しているかを検出し、故障した側の演
算制御部を切り離して、正常な演算制御部だけを用いて
処理を再開する。
この様に本発明では正常な方の演算制御部のみでマイク
ロステップの実行を先に進めるようにして可用性を向上
させるものである。
また個々の動作毎に比較するように比較回路を多数設け
ることにより、故障検出能力を向上させるようにしたも
のである。
前述したようにメモリ部はEDAC回路等により充分高
信頼性が得られるので、メモリ部以外の演算制御部のみ
を2重化するのが特策であることから、この発明がなさ
れている。
なお、本発明の説明に用いた演算制御部としては演算回
路、演算制御回路などを含む演算機能部と、マイクロプ
ログラムを記憶する制御記憶装置のアドレス生成回路な
どを含むマイクロ制御部とより構成されるものを例示す
る。
まず、この発明による演算制御装置の各部の構成および
その基本的な構成を説明する。
第1図はマイクロプログラム制御により動作する演算制
御装置を示し、参照番号1は中央処理装置(以下CPU
と略称する)である。
CPU1は制御記憶装置(以下C8と略称する)10と
演算制御部(以下CPと略称する)11とから成ってい
る。
CPU1において、まずCpHからマイクロプログラム
アドレスデータ100がC810に送られる。
そして、前記アドレスデータ100によって指定されて
いるC810のアドレスから読−’4されたデータは出
力101によってCpHへ転送される。
CPU1はメモリインターフェイス102を介して主記
憶装置と接続される。
第2図はシステム全体の構成例であって、CPU#01
−0.CPU#11−1、主記憶装置#02−0、主記
憶装置#12−1、チャンネル制御装置#03−0、お
よびチャンネル制御装置≠13−1は夫々システム制御
装置4に接続される。
主記憶装置2−0.2−1に対するデータルh出し、書
き込みの要求はその優先度に従いシステム制御装置4に
より順序が決定される。
この場合、CPU1−0.1−1はインタフェース10
2(102−0,102−1)、システム制御装置4を
介して主記憶装置2−0.2−1に接続される。
第3図は、第1図のCPUにキャッシュメモリ部12を
付加したものである。
第1図と異るのはCPl 1とメモリインターフェース
102の間にキャッシュメモリ部12とキャッシュメモ
リインターフェース103が介在けることである。
104はCpHからキャッシュメモリ部12へ送られる
情報であり、105はキャッシュメモリ部12からCp
Hへ送られる情報である。
前記キャッシュメモリ部12は主記憶装置に記憶される
データの1部を記憶する高速メモリであって、CpHか
ら要求されたデータを記憶している場合は直ちに出力1
05によって出力するものである。
第4図は、本発明の構成を示ゴブロック図である。
同図に示づように、本発明ではCPU1のうちのCpH
のみを2重化した構成としている。
CpHは全く同じものがCPl 1−0とCpH−1と
して表わしである。
このCPOll−0とCpHl−1は同一内容の処理を
実行するものであるが、常にお互いの動作が正しく動作
しているかどうかを比較確認しながら、処理に必要な制
御データおよびデータを続み出すためcsi。
およびキャッシュメモリ部12あるいは主記憶装置をア
クセスするよう動作している。
即ち、CPOll−0/CP111−1からマイクロア
ドレスはそれぞれ信号線100−0/100−1を介し
て、先ずマイクロアドレス比較器13へ送られる。
この比較器13は、CPo 11−0/CP111−1
から送られるマイクロアドレスを比較して、そのうちの
1つあるいはOR信号をC31Oへ信号線100を介し
て送る。
C813から読み出された匍]衛]データは出力101
によってCPO11−0/CP111−1の両者へ送ら
れる。
又CPO11−0/CP111−1は、キャッシュメモ
リ部12へ信号線104−0 /104−1で接続され
る。
信号線104−0/104−1の情報はCP U −t
o−cacheインタフェース比較器14により比較さ
れ、そのうちの1つあるいはOR信号が信号線104に
よりキャッシュメモリ部12へ送られる。
キャッシュメモリ部12かも読み出されたデータは信号
線105を通ってCPU#11,0/CP111−1に
転送される。
なお、キャッシュメモリ部12にCPOll−0/CP
111−1から要求されたデータが記憶されていない場
合はメモリインタフェース102を介して主記憶装置を
アクセスするよう動作する。
第5図は、CPO11−0/CP111−1のうちCP
Oll−0のプログラム・ビジプルのレジスタ(Pro
gram Visible Register)部分を
中心とした内部回路の一部を示したものである。
なおCpHl−1についても同一の回路を有することは
明白である。
30はプログラム・ビジプル・レジスタ・バンク(Pr
ogram VisibleRegister Ban
k)である。
その出力は演算回路(以下ALUと略す)33の入力マ
ルチプレクサ31.32へ送られる。
34はメモリデータインレジスタであり、キャッシュメ
モリ部12から信号線105を介して送られるオペラン
ド等が格納される。
レジスタ34の出力はレジスタバンク30かもの出力と
同様にしてマルチプレクサ31゜32へ送られる。
マルチプレクサ31.32へは信号線35を介してCP
1’1−0の他の部分からのデータも送られ得る。
ALU33の出力はインクフェース107を介してレジ
スタバンク30へ送られ、又必要に応じてCPOII−
0の他の部分へもインタフェース。
108を介して送られると同時に、CPo 11−0の
外へ出てALU出力比較器15へ送られる。
比較器15はCPO11−0/111−1から送られる
2つのALU出力の比較を行なう。
従って、第5図に示した本発明の実施例によれば、比較
器15によりCPOII−0とCpHl−0のALUの
内容も常に比較ゴることかできる。
よってCPo1l−0とCpHl−0の出力部のチェッ
クのみならず内部状態についても同様にチェックできる
よう構成されている。
第6図は、CP部分11−0.11−1を2重化した
CPU1の中の制御信号の流れを示したものである。
各比較器13,14.15は不一致を検出ゴると不一致
信号200.201.202をフォールト処理回路16
へ送る。
フォールト処理回路16は、信号200又は201又は
202に応答して異常処理を開始し、制御信号203/
204をそれぞれCPO11−0,CPl 11−1及
びキャッシュメモリ部12へ送る。
制御信号203/204は誤り検出時点でクロックを停
止し、命令再試行等をCPO11−0/CP111−1
/キャッシュメモリ部12へ指令ゴる。
フォールト処理回路16は、再試行後も不一致信号20
0又は201又は202が出力されるようであれば故障
診断等の機能を用いて故障CPの検出を行ない、その結
果故障CPを切り離しの処置をする。
第7図は比較器13の内部を示ゴものである。
CPO11−0/CPI 11−1からのマイクロア
ドレスはそれぞれ信号線100−0/100−1で比較
器13へ送られる。
比較器13の内部比較回路41で2つのマイクロアドレ
スが比較され、不一致の場合には不一致信号200が出
される。
又信号線100−0/100−1は論理和回路40を通
して信号線100へ出て、C810へ送られる。
第8図は比較器13のもう一つの具体例である。
この具体例には故障の診断の機能を持たせである。
即ち、CpHl−1からのマイクロアドレス100−1
は一旦マルチプレクサ42へ入りそれを介して比較回路
41へ送られる。
マルチプレクサ42は切り換え信号302で制御される
通常の使用状態では信号100iが出力301へ出され
る。
信号302により信号300を選ぶことも出来る。
信号300は例えばメインテナンスパネルのスイッチ出
力等であって、何らかの手段により任意のマイクロアド
レスが送られる。
そして、比較器13の診断は信号300によって診断用
マイクロアドレスを入カゴることによって行なわれる。
マルチプレクサ43は制御信号303に従ってCPO1
1−0/CPI 11−1からのマイクロアドレス10
LI−0,100−1のうちの一つを選択して出力10
0へ送り出す。
第9図は第6図においてフォールト処理回路に複数個の
パリティエラー信号が送られる場合の制御信号の流れを
示したものである。
第6図において説明したようにフォールト処理回路16
は故障CPの検出あるいはその切り離しの処置を行なう
よう動作する。
前記故障CPの検出の他の方法として、パリティエラー
信号の検出によるものがある。
即ち、CPO11−0/CP111−1からの信号線1
09−0、109−1によってCPOll−0/CP1
11−1の内部パリティエラー信号がフォールト処理回
路16に転送される。
この場合、フォールト処理回路16は前記パリティエラ
ー信号を判断し故障CPを検出する。
フォールト処理回路16は前記にて検出した故障CPを
切り離すため、選択指令信号を信号線303を通じて比
較回路13,14.15へ転送ゴるよう構成されている
第10図はフォールト処理回路の一実施例である。
第6図で示した比較器13,14,15からの不一致信
号200.201.202はOR回路4U1を通って論
理和をとられる。
その出力は前縁微分をされてフリップフロップ403を
セットゴる。
他方、401の出力はOR回路404を通ってり田ツク
ストップ信号203を発生ゴる。
フリツプフロツプ403の出力も又OR回路404を通
ってクロックストップ信号203を発生する。
又、フリップフロップ403の出力は信号線400を通
ってCPO11−0/CP111−1へ送られる。
CPO/CP1ではフリップフロップ403の出力に応
答し、命令カウンタICを使って、マイクロアドレスレ
ジスタをその命令の開始番地ヘセットする。
フリップフロップ403はその出力により直ちにリセッ
トされる。
又フリップフロップ403の出力はカウンタCTR40
5を1つカウントアツプゴる。
このカウンタ405は命令再試行の回数をおぼえておく
ものであって、予め定められた回数の再試行が行なわれ
るとパリティエラー信号109−0又は109−1によ
りフリップフロップ406をセット又はリセットする。
このフリップフロップ406の出力303により比較回
路13,14゜15にあるマルチプレクサは(例えば第
8図で示した比較回路13の場合はマルチプレクサ43
を動作させ)故障のないCPを選択する。
又、カウンタCTR405の出力はフリップフロップ4
07をセットする。
フリップフロップ407の出力はOR回路401を禁止
し、不一致信号がフォールト処理回路16に受は取られ
ないようにする。
第11図はフォールト処理回路のタイミングを示すもの
である。
このタイミング動作については後に説明する。
次に本発明の動作について以下に詳述する。
第1図においてマイクロプログラム制御の演算制御装置
(以下CPUと記す)11に於ては、その動作が各マイ
クロステップに分割されたマイクロ命令を実行する。
マイクロプログラム制御方式については1Microp
rogramming Pr1nciples&Pra
ctices J S 、 5HUSSON Pren
ticeHal I Inc、 1970などにて周
知の技術であるので詳述しない。
各マイクロステップで実行されるべきマイクロ命令の内
容はマイクロプログラムとして制御記憶装置(以下C8
と記す)10に格納されている。
C31Oのどの番号を読み出すかはCPU1のCPI
1からマイクロアドレス100としてC31Qに与え
られる。
又CPUIは外部とはインターフェース102を介して
接続される。
第2図においてCPU1−0,1−1は、命令の実行時
に、まず命令をインターフェース102−0,102−
1を介して主記憶装置2−0、2−1から読み出し、そ
の命令に与えられている一連のマイクロ命令を実行し、
その過程で必要があればオペランドを主記憶装置2−0
.2−1から読み出し、結果を主記憶装置2−0.2−
1へ格納ゴる。
主記憶装置2−0.2−1のアクセスを高速化ゴる目的
で、キャッシュメモリ部12を付加コルことが多いが、
この時の例を第3図に示づ。
第1図乃至第3図で示すCPUIの信頼性を向上させる
にはまずC810には周知の技術であるEDAC(Er
ror De tect ion & Automat
1eCorrection )回路を付加ゴることに
より、その信頼性は大巾に向上する0なおEDAC回路
については、Poterson Weldon j−E
rrorCorrection Codes J 2n
d Edition MITPress 1972に
示されているのでここでは省略する。
父、主記憶装置2−0.2−1にもEDAC回路を付加
することによりインターフェース102−0.102−
1の外側の信頼性も向上ゴる。
第3図のキャッシュメモリ部12にも必要に応じてED
AC回路をつけても良い。
あるいはキャッシュメモリ部12にはパリティチェック
回路のみにして、この誤りが検出された場合には、キャ
ッシュメモリ部12はバイパスして直接主記憶装置2−
0.2−1をアクセスゴるようにして、キャッシュメモ
リ部12を一時切り離して、その修復を行うようにして
も差し支えない。
以下、第3図を主体にして説明を行うが、キャッシュメ
モリ部12のない場合も同様であるのはいうまでもない
第3図に於て、C510とCpHのインターフェース部
分のうち、制御記憶出力101はEDAC”回路の採用
によりその誤り検出及び訂正は相当に高いレベルまで行
え、その高信頼性は保証されていると考えられる。
又、キャッシュメモリ部12とのインターフェースに於
ても、キャッシュメモリ部12かもCpHへのインター
フェース部105のデータにはEDAC回路を採用する
ことにより高信頼性を得ることが出来る。
このように1−でCpHへはいってくるデ′−タに関し
ては誤りが殆んどの場合に訂正され高信頼性が確保でき
るが、CpHから外へ出てゆくデータに関しては一応パ
リテイピットの付加により誤りの検出はでき、再試行も
可能ではあるが、ソリッドな、即ち一時的なものでない
故障に対しては対処できない。
本発明はかかる不具合点を解消ゴベく提案されるもので
あって、その実施例を第4図以後に示す。
第4図にはCPO11−0,CPl 11−1部分を2
重化したもので、CPO11−0、CpHl−1外部と
のインターフェース部分のデータの流れが示されている
CPOII−0とCpHl−1はマイクロ命令語を読み
出す毎に、新たに次のマイクロ番地(アドレス)をC8
10に送らねばならぬが、それらはマイクロアドレス比
較器13へ送られ一致しているか否か調べられる。
他方、CPO11−0、CPl 11−1からキャッシ
ュメモリ部12へ送られる情報104−0と104−1
もキャッシュメモリ部12をアクセスゴる毎にCPU
to Cacheインターフェース比較器14により一
致しているか否か調べられる。
情報104−0.104−1にはキャッシュメモリ部1
2をアクセスするのに必要な情報が含まれている。
これらの情報は、例えば次のものから構成される。
メモリアクセスの種類即ち読み出し/書き込みを示すコ
マンドと、アクセスするバイト又はワード数、アクセス
すべきメモリの番地指定、更には部分書き込み(par
tial write)の場合のソーン指定等であり、
これら情報はシステムのアーキテクチュアに従い増減が
あり得る。
又書き込み動作の場合にはデータ語もある。
CPU1の各マイクロステップで行なわれる実行動作の
うち、以上の2個所の比較をゴることにより大部分はそ
の中に含まれるが、実行動作の中にはプログラム・ビジ
プル・レジスタ(ProgramVisibleReg
ister)へ結果を格納して動作を終了げるものもあ
る。
それらに対しては第5図で示1実施例によりCPo 1
1−0とCpHl−1の比較(不一致検出)をする。
第5図に従い動作の説明をする。
第5図はCP。1l−0の中の演算、論理演算部分を抜
き出して記述したもので、マイクロ命令で指定される各
種演算は演算回路(以下ALUと記す)33の両人力(
演算数、被演算数)に指定される入力を入れてやること
により所望の結果が得られる。
例えば、キャッシュメモリ部12かも読み出されたオペ
ランドとプログラム・ビジプル・レジスタの内容とを演
算するという場合には、まずオペランドはインターフェ
ース105を介してメモリデータインレジスタ34へ一
旦格納される。
レジスタ34の内容は例えばマルチプレクサ31を通し
てALU33へ入力される。
またプログラムビジプルレジスタとしては、レジスタバ
ンク30の中から命令語(7り四Orマイクロ)で指定
されるレジスタの内容が読み出され、マルチプレクサ3
2を介してALU33のもう一方へ入力される。
ALU33は命令語(マクロ命令又はマイクロ命令)で
指定される演算を行い結果を出カゴる。
その結果は命令語に従い例えば信号線107を介してプ
ログラムビジプルレジスタバンク30へ格納される。
あるいは信号線108によりCpH−0内の他の部分へ
送られ得る。
これは例えばメモリ出力レジスタを介して第4図の信号
線104−0/104−1に出力される。
プログラムビジプルレジスタへ結果を格納する場合には
、その結果はCpH−0内でのみ処理されるので第4図
で示した比較器では不十分である。
従って第5図に示す如く、ALU33の出力信号を信号
線106−0/106−1を介してcpH−0およびC
Pl 1−1外へ出しALU出力比較器15へ送る。
ALU出力比較器15はCPO11−0/CPI 11
−1のALU出力を常に比較し、不一致の検出を行う。
ALU33の入力マルチプレクサ31,32にはCpH
−0内の他の部分からのデータも信号線35により入力
し得る。
よって、本発明によれば2重化したCPOll−0、C
Pl 11−1に少なくとも比較器13゜14を設ける
ことにより、前記2重化したCPUが正しく実行してい
るか否か確認することができる。
またCPO11−0、CPl 11−1の内部動作にお
いても比較器15によって前記2重化したCPUが正し
く実行しているか否か確認することができる。
次に上記した比較器13,14.15のうちマイクロア
ドレス比較器13の例を第7図に示す。
CPO11−0,CPI 11−1から送られるマイ
クロアドレス100−0と100−1は本例では論理和
をとって(OR回路40で)その出力100をC310
へ送る。
それと同時に比較回路41ヘマイクロアドレス100−
0/100−1を入力し不一致を検出した時には不一致
検出信号200を発生する。
第4図中のcpu −to −cacheインタフェー
ス比較器14は比較器13の例と同様であり、また比較
器15はALU出力の比較のみをするので論理和回路4
0に相当するものは不要である。
第6図は上記した本発明の比較器における不一致検出信
号及びそれに関連ける制御信号の流れを示づ。
各比較器13,14.15は不一致を検出すると不一致
信号200,201.202を発生し、それをフォール
ト処理回路16へ送る。
比較器13,14.15の少なくとも1つで不一致信号
が検出されるとCPOll−0又はCpHl−1のいず
れか一方(ごく稀にはその両方又は比較器13,14.
15のいずれか)に誤りがあることを示すので、CPU
1は命令の実行をそれ以上進められず、伺らかの手段に
よって故障からの回復動作をすることを必要とげる。
例えば、比較器13,14.15で不一致信号が検出さ
れても、その故障は必ずしも固定されたものではなく、
偶発的に発生した可能性が高い。
従って、まず命令の再試行を行い、予め決められた回数
の再試行後もやはり不一致信号が検出されるのであれば
、その時点で初めて固定された故障と判定するよう動作
する。
第6図に於てフォールト処理回路16は不一致信号を受
は取ると異常処理を開始し、CPOll−O/CP11
1−1あるいはキャッシュメモリ部12が誤ったデータ
をプログラムビジプルレジスタ30あるいはキャッシュ
メモリ部12内へ書き込まないようにクロック/フォー
ルト制御信号203.204をCPO11−0/CP1
11−1およびキャッシュメモリ部12へ送る。
この信号を受は取ると、CPO11−0/CP111−
1及びキャッシュメモリ部12はそのクロックを停止す
る。
そしてCPO11−0/CPI 11−1のレジスタ
バンク30およびキャッシュメモリ部12にはそのマイ
クロ命令実行前のデータが保存されている。
従ってCPO11−0/CP111−1はその保存され
ている旧データを使って命令の再試行を行なうよう動作
する。
更に本発明は命令の再試行をある決められた回数試みて
も不一致が検出されていれば、その故障は永久的なもの
と判断され、フォールト処理回路16の動作により診断
が行なわれる。
この診断により故障しているCPが判別されると、その
故障しているCPを切り離し、その故障の修復がされる
までの間は片方のCPでのみ実行を続けるよう動作する
また故障CPの他の検出方法に、第9図に示すようにC
PO11−0、CPl 11−1の主要データ母線及
びレジスタにパリティチェック回路を付けて、その出力
109−0,109−1をフォールト処理回路16に集
めるようにする方法がある。
この場合、フォールト処理回路16は両CP11−0.
11−1から来るパリティエラー信号を見てどちらのC
Pに故障があるか判断する。
第9図で信号線109−0、109−1はそれぞれCP
O11−0、CPI 11−1からの複数個のパリテ
ィエラー信号用である。
フォールト処理回路16はどちらにパリティエラーがあ
るかを調べてエラーのあるCPを切り離す。
前記したパリティエラー発生によるフォールト処理回路
16の動作を第10図の回路および第11図に示づタイ
ミング図を用いて詳細に説明する。
不一致信号が出されると、OR回路401゜404を通
してclock 5top信号203がCPOll−0
/CP111−1へ送られる。
そしてクロックt1でフリップフロップ403がセット
される。
その出力400により、各CPO11−0゜CpHl−
1はクロックt2で命令カウンタICを使って、不一致
が検出された命令のマイクロ開始番地をマイクロアドレ
スレジスタにセットする。
そしてクロックt3にて命令の再試行を開始する。
この時フリップフロップ403の出力によりカウンタ4
05が1つカウントアツプされる。
CPO11−0/CP111−1は再試行により不一致
が生じたマイクロプログラムを再び実行する。
仮に間欠的な故障であれば、今回は不一致とならずに、
命令の実行が先へ進められる。
而しながら再度不一致が生ずれば上記説明と同様の動作
がtK+1.に+2で行なわれ、カウンタ405は更に
1つずつカウントアツプされる。
このようにして、命令再試行を繰り返し、カウンタCR
T405の値が予め定められたところまでゆくと、その
カウンタ出力と、パリティエラー信号109−0又は1
091によりフリップフロップ406がセット又はリセ
ットされる。
第10図の実施例では、例えばCPOll−0に誤りが
あって、109−0が出ているとフリップフロップ40
6はセットされる。
CpHl−1に誤りがあれば109−1が出されていて
フリップフロップ406はリセットされる。
各比較器13,14.15はフリップフロップ406の
出力によりそのマルチプレクサを切り換える。
父、カウンタCTR405の出力はフリップフロップ4
07をセットする。
フリップフロップ407の出力はOR回路401を禁止
するので、これ以後不一致が検出されてもフォールト処
理回路16は働かない。
上記した命令の再試行が行なわれたにもかかわらず、今
なお比較器13,14,15のいずれかで不一致信号が
発生していると、例えばCP−11−0、CpH−1の
どちらかに修理を必要とするハードウェアエラーが発生
していると考えられる。
そこで故障診断により故障しているCPを判別し、その
結果故障しているCPを切り離して、片側運転を実行す
ると、同時に故障したCPの修復を行なうことが望まれ
る。
第7図の実施例の比較器13には切り離し機能がないが
CPO11−0、CPI 11−1の出力を選択づる
機能を持つ比較器の実施例を第8図に示1o第8図はマ
イクロアドレス比較回路41が示しであるが、他の比較
器も同様である。
CPOll−0/CP111−1からマイクロアドレス
100−0.100−1が比較器13に送られてくる。
CpHl−1側のマイクロアドレスi o o−iはマ
ルチプレクサ42を介して301へ出される。
マルチプレクサ42の使用法については後で記述する。
マイクロアドレス100−0と301は比較回路41へ
入り、不一致信号が検出されると、不一致信号200が
出される。
マイクロアドレス100−0.301は又、マルチプレ
クサ43へ送られCPO11−0/CPI 11−1
切換信号303に従い、いずれか一方が選択されて出力
100となる。
マルチプレクサ43は信号303が出される(論理、、
1 == )トCP111−1を、出されていない(
論理・・0・・)とCPOll−0が選択されるように
なっている。
信号303は不一致信号が検出されない間は予め定めら
れた論理レベル、例えばCPOII−0の選択として“
0”となっている。
第9図に於てフォールト処理回路16は信号線109−
0,109−1上のパリティエラー信号がCPO11−
0/CP111−1のいずれを示1かに従って、切換信
号303を論理レベル”1”又は“0”とする。
仮にCPOll−0にパリティエラーがあればCpHl
−1が正常であるので、切換信号303は論理“1”と
する。
切換信号303は比較器13,14,15の全てに送ら
れていて各比較器の出力マルチプレクサ(第8図の例で
は43)がCPl 11−1を選択するようにする。
なお第8図に於てマルチプレクサ302は保守用に使わ
れるもので、信号300は保守パネルのスイッチ出力あ
るいは保守用レジスタの出力である。
予めスイッチ等によって信号300に所望のデータを出
しておき、切換信号302を使ってマルチプレクサ42
は信号300を選択するようにしておく。
信号302は通常は100−1を選択し、保守をする時
には信号300を選択づる。
このようにして1oo−oと信号300との一致信号/
不一致信号の検出をして、いわゆるアドレスストラフの
機能を持たせたものである。
以上説明した本発明によれば、エラー訂正機能を安価に
付加することのできない演算制御部のろを2重化するこ
とにより、少ないハードウェアによって信頼性の高いデ
ータ処理システムを提供ゴることができる。
更に2重化した演算制御部に対しては複数の比較器を設
け、2重化した演算制御部が常に正しい動作が実行され
るか否かを確認ゴることができる。
そして複数の比較器の少なくとも1つから不一致信号が
検出されると、そのマイクロステップを停止させ不一致
信号を発生したマイクロプログラムの再試行が行なわれ
る。
これら動作は複数の比較器の不一致信号および2重化し
た演算制御部のパリティエラー信号が転送されるフォー
ルト処理回路の動作により制御される。
更に前記再試行においても、なお複数の比較器から不一
致信号が発生されるようであるならば、2重化した演算
制御部のいずれかが修復を必要とするハードウェア故障
であると判断され1、フォールト処理回路は故障診断又
はパリティエラー信号により、故障しているCPを判別
することかでき、故障している演算制御部の切り離しを
行なうように複数の比較器のマルチプレクサを作動させ
ることができる。
従って切り離し後の正常な演算制御部のみで構成された
データ処理システムは続けてマイクロプログラムステッ
プを実行することか出来る一方、故障した演算制御部は
修復の作業を開始することかできる等優れた効果を発揮
するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はマイクロプログラム制御の演算制御装置を示す
ブロック図、第2図はシステム全体の構成を示ゴブロッ
ク図、第3図は第1図にキャッシュメモリを付加した場
合のブロック図、第4図はCPUのうち演算制御部のみ
を2重化した本発明の構成を示すブロック図、第5図は
本発明の演算制御部の一部の内部構成を示づブロック図
、第6図は演算制御部を2重化した本発明の制御信号の
流れを説明する図、第7図は本発明のマイクロアドレス
比較器の一具体例の内部構造を示づブロック図、第8図
は本発明の比較器の他の具体例の内部構造を示ゴブロッ
ク図、第9図は第6図においてフォールト処理回路に複
数個のパリティエラー信号が送られる場合の制御信号の
流れを説明づる図、第10図は本発明のフォールト処理
回路の一具体例の内部構造を示す図、第11図は第10
図に示した回路の処理動作を示ゴタイミング図である。 10……制御記憶装置、11−0……演算制御部CPO
111−1……演算制御部CP1.12……キヤツシユ
メモリ、13……比較器、14……比較器、15……比
較器、16……フオ一ルト処理回路、30……プログラ
ムビジブルレジスタ、31……ALU入力マルチプレク
サ、32……ALU入力マルチブレクサ、33……AL
U、34……メモリデータインレジスタ、40……ロジ
ックOR回路、41……マイクロアドレス比較回路、4
2……マルチプレクサ、43……CPU/CP1セレク
トマルチプレクサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 マイクロ命令から構成されているマイクロプロクラ
    ムを記憶する1つの制御記憶部と、この制御記憶部から
    前記マイクロ命令を読み出しマイクロプログラム制御で
    動作する2重化された演算制御部と、この2重化された
    演算制御部によりアクセスされ主記憶装置に記憶されて
    いるデータの1部の写しを記憶している1つのキャッシ
    ュメモリ部と、前記2重化された演算制御部から前記制
    御記憶部へ出力される2つのマイクロアドレスを比較す
    る第1の比較器と、前記2重化された演算制御部から前
    記キャッシュメモリ部へ出力される2つの出力情報を比
    較する第2の比較器と、前記第1または第2の比較器か
    ら不一致信号が出力された時異常処理を行なうフォール
    ト処理手段とを具備し、前記第1および第2比較器によ
    って複数の演算制御部が同一動作で正しく実行されてい
    るか否かを検出することを特徴とする演算制御装置。 2 前記2重化された演算制御部は前記第1および第2
    の比較器のいずれからも不一致信号が検出されない場合
    はマイクロステップの実行を先に進め、前記第1および
    第2の比較器の少なくとも1つから不一致信号が検出さ
    れると前記フォールト処理手段からの指令によりマイク
    ロステップの実行を一時停止することを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の演算制御装置。 3 前記2重化された演算制御部は前記不一致信号によ
    ってマイクロステップの実行を一時停止した後、前記不
    一致信号を発生したマイクロ命令を特定の回数だけ繰返
    し実行し、前記フォールト処理手段は前記繰返し動作に
    おいても前記不一致信号が入力されているときはハード
    ウェアの故障として処理することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の演算制御装置。 4 マイクロ命令から構成されているマイクロプログラ
    ムを記憶する1つの制御記憶部と、この制御記憶部から
    前記マイクロ命令を読ろ出しマイクロプログラム制御で
    動作する2重化された演算制御部と、この2重化された
    演算制御部によりアクセスされ主記憶装置に記憶されて
    いるデータの1部の写しを記憶している1つのキャッシ
    ュメモリ部と、前記2重化された演算制御部から前記制
    御記憶部へ出力される2つのマイクロアドレスヲ比較す
    る第1の比較器と、前記2重化された演算制両部から前
    記キャッシュメモリ部へ出力される2つの出力情報を比
    較する第2の比較器と、前記第1または第2の比較器か
    ら不一致信号が出力された時異常処理を行なうフォール
    ト処理手段と、前記制御記憶部と前記2重化された演算
    制御部との間に設けられた第1のマルチプレクサ回路と
    、前記フォールト処理手段からの選択信号に基づき前記
    2つのマイクロアドレスのうち特定のマイクロアドレス
    のみを前記第1のマルチプレクサ回路で選択し前記制御
    記憶部へ転送づる手段と、前記キャッシュメモリ部と前
    記2重化された演算制御部との間に設けられた第2のマ
    ルチプレクサと、前記フォールト処理手段からの選択信
    号に基づき、前記2つの出力情報のうち特定の出力情報
    のみを前記第2のマルチプレクサ回路で選択し前記キャ
    ッシュメモリ部へ転送する手段とを具備することを特徴
    とする演算制御装置。 5 マイクロ命令から構成されているマイクロプログラ
    ムを記憶する1つの制御記憶部と、この制御記憶部から
    前記マイクロ命令を読み出しマイクロプログラム制御で
    動作する2重化された演算制御部と、この2重化された
    演算制御部によりアクセスされ主記憶装置に記憶されて
    いるデータの1部の写しを記憶している1つのキャッシ
    ュメモリ部と、前記2重化された演算制御部から前記制
    御記憶部へ出力される2つのマイクロアドレスを比較す
    る第1の比較器と、前記2重化された演算制御部から前
    記キャッシュメモリ部へ出力される2つの出力情報を比
    較する第2の比較器と、前記第1または第2の比較器か
    ら不一致信号が出力された時異常処理を行なうフォール
    ト処理手段と、前記2重化された演算制御部の夫々に設
    けられたパリティチェック回路と、これらのパリティチ
    ェック回路から出力されるパリティエラー信号を前記フ
    ォールト処理手段へ転送づる手段と、前記パリティエラ
    ー信号を受けた場合に、前記フォールト処理丁段は前記
    パリティエラー信号が発生している演算制御部を前記制
    御記憶装置および前記キャッシュメモリ部から切り離し
    、正常な演算制御部の方を信用してマイクロプログラム
    の実行を開始させる手段とを具備することを特徴とする
    演算制御装置。
JP52157160A 1977-03-17 1977-12-26 演算制御装置 Expired JPS589976B2 (ja)

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US77861677A 1977-03-17 1977-03-17

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JPS53115151A JPS53115151A (en) 1978-10-07
JPS589976B2 true JPS589976B2 (ja) 1983-02-23

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JPH0454832B2 (ja) * 1984-08-31 1992-09-01 Ngk Spark Plug Co

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