JPS61136137A - 二重化計算機システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、待機冗長形の二重化計算機システムの改良に
関するものである。さらに詳しくは、メモリ転写手段を
改善した二重化計算機システムに関するものである。

（従来の技術） 計算機システムの信頼性を高める一つの手法として待機
冗長形の二重化方式が採用される。この方式の計算機シ
ステムにおいては、２台の計算機とこれら計算機の動作
を監視し制御する二重化制御装置が用いられる。二重化
制御装置は計算機の動作を監視してどちらか一方を実作
業に従事させ他方全待機状態にしておき、実作業側の計
算機に故障を発見しただとき実作業の受持ちを待機側の
計算機に肩代わりさせる。肩代わシした計算機が実作業
に従事している間に故障した計算機の修理が行われ、修
理が済み次第計算機の二重系が復元される。二重化計算
機システムの信頼性は、２台の計算機の同時故障の確率
と二重化制御！ｆの故障の確率によって決まるが、前者
は後者よシはるかに小さいので、事実上後者すなわち二
重化制御装置の故障の確率によって決まる。したがって
二重化制御装置はできるたけ信頼性の高いものにする必
要がある。

このような二重化ｒｔ算機システムにおいては、実作業
の引継ぎの連続性を保つために、２つの計ＢＮのメモリ
の内容を一致させなければならない。

２つの計算機のメモリ内容を一致させる従来例としては
、２つの計算機のどちらからでもアクセスできる共通の
メモリを二重化制御装置内に設け、実作業を遂行するう
えで必要な種類のデータはこのメモリに記憶するように
したものがある。しかしながら、この従来例においては
、実作業側の計算機のプログラム暴走などにより、共通
のメモリが破壊されるとそれがそのまま待機側に引継が
れて共倒れになるという不都合が生じ、また二重化制御
部はメモリを有することにより構成が複雑化して信頼性
が低くなる。

メモリ内容を一致させる他の従来例としては、実作業の
肩代わりに先立って二重化制御装置によりメモリの内容
を実作業側から待機側に転写するようにしたものがある
。この場合二重化制御装置はメモリを持つ必要がないの
で、信頼性を高くしうるが、データが多くて転写に時間
がかかるときは、その所要時間が無視できなくなり、計
算機による作業の実時間性が損われる。また実作業側の
計算機の故障が電源断のようなメモリアクセスを不可能
にする故障の場合は、データの転写が不可能になり、待
機側による正しい作業の引継ぎが行えない。

メモリ内容金一致させるさらに他の従来例としては、実
作業側から待機側へのデータ転写を肩代わりの時期に関
係なく定期的に行って、２つの計算機のメモリ内容が一
致している確率を高めるようにしたものがある。このよ
うにすると、データ転写の周期を短くするほどメモリ一
致の確率が高まるが、それだけオーバーヘッドが増すの
で周期とデータ竜には自から限度がある。

（発明が解決しようとする問題点） これら転写方式の従来例においては、転写機能の異常等
により誤まったデータが転写されてもそれを検知するこ
とができないので、データ異常のまま肩代わりが行われ
て代わった計算機がやがてダウンする事態も生じうると
いう問題点がある。

本発明の目的は、２つの計算機間のメモリ転写が良好な
実時間性を保って行える二重化計算機システム〒提供す
ることにある。

（問題点全解決するための手段） 前記した問題点を解決する本発明は、２つの計算機を制
御する二重化制御装置が、次の（ａ）〜（ａ）　ｅ含ん
で構成されている。

（ａ）　　７アーストイン・ファーストアウトメモリ（
ＦＩＦＯ）を有し、実作業時にどちらの計算機によりて
も共通に利用されるたぐいのデータを実作業側の計算機
が自己のメモリにおいて書換えたとき、そのアドレスを
傍受し当該アドレスを前記ＰＩＦ’０に記憶するアドレ
スモニタ部 （ｂ）　　アドレスモニタ部のＦＩＦＯのオーバフロー
を検出するＦＩＦＯオーバフロー検出部、（ｃ）　　前
記２つの計算機のレディ信号、前記アドレスモニタ部の
データレディ信号及び前記ＦｒＦｏオーバ７ａ−検出部
からの信号を監視する監視部、 （ｄ）゛監視部からの制御信号と前記アドレスモニタ部
のＦＩＦＯから与えられるアドレスに従って、そのアド
レスにあるデータを実作業側の計算機のメモリから待機
側の計算機のメモリに転写するデータベース等値化部、 （ｅ）　　データペース等値化部とは並行して動作し、
少なくとも待機側の計算機の初期化段階において実作業
側の計算機のメモリのデータベースを待機側の計算機の
メモリに転写するデータペース複写部。

（実施例） 以下、図面によって本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明実施例の概念的構成図である。

第１因において、１．２は計算機、３は二重化制御装置
、４１．４２Ｖｓ、それぞれ計算機１．２の入出力バス
、５は入出力バス切換器、６は入出力装置でるる。二重
化制御装置３は２つの計算機１．２とはメモリバス、監
視信号線、制御信号線等によってそれぞれ接続され、両
針算機の動作監視と入出力バス使用許可制御およびメモ
リ転写制御を行う。

二重化制御部＆３はまた入出力バス切換器５に制御信号
を与え、その切換えを制御する。

二重化制御部ｆｊｆｆｉ３ｆ′ｉ、、２つの計算機１．
２の状態を判定して、どちらか一方の正常な計算機に入
出力バス使用許可信号を与え、かつ入出力バス切換器５
をそちら側に投入する。２つの計算機１゜２のうち入出
力バス使用許可信号が与えられた方が実作業に従事し、
他方の計算機は待機する。

計算機１．２と二重化制御装置３の詳細な接続関係金、
メモリ転写手段に着目して示せば第２図のようになる。

ただし第２図Ｆｉ繁雑さを避けるために、計算機１を実
作業側、計算機２を待機側としたときの計算機１から計
算機２へのメモリ転写系の構成のみを示したものであっ
て、計算機２から計算機１へのメモリ転写系も全く同様
に構成されている。計算機１．２はそれぞれプロセッサ
１１．２１とメインメモリ１２．２２’（！−持ってい
る。

二重化制御装置３は、ファーストイン・ファーストアウ
トメモリ（ＦＩＦＯ）　ｉ有するアドレスモニタ部３１
と、監視部３２と、データベース等値化部　　　ｉ３３
と、データベース複写部３４及びアドレスモ　　　゛二
タ部３１内のＦＩＦＯのオーバーフローを検出する検出
部３５を持っている。

アドレスモニタ部３１は、計算機１がメモリアクセスす
るときのアドレスを傍受し、等値化要求信号を伴ったア
ドレスを受信したときそれをＦＩＦＯに記憶する。監視
部３２は計算機１．２のレディ信号とアドレスモニタ部
３１のデータレディ信号を監視してデータベース等値化
部３３とデータベース複写部３４の動作を制御する。デ
ータベース等値化部３３は監視部３２の制御信号とアド
レスモニタ部３１のＦＩＦＯから与えられるアドレスに
従って計算機１のメインメモリを読み出し、この読出し
たデータを計算機２のメインメモリの同一アドレスに書
込む。これによって、計算機１が要求したデータが計算
機２に転写され等値化が行われる。ＦＩＦＯＶｓ、計算
機１のメモリアクセスと二重化制御部３の等値化動作と
のタイミング差を緩衝する。計算機１による等値化要求
は、計算機１がメインメモ’Ｊ１２内のデータベースの
ある種のデータの書込みを行ったときに発せられる。こ
の糧のデータは、計算機１．２が実作業を遂行する場合
に共通に利用するデータとされる。したがつて、計算機
１の書込みによってこの種の共用データが変化するたび
にその変化したデータが計算機２のデータベースに転写
されることになる。一方データベース複写部３４は、監
視部３２の制御信号に従って計算機１の全データベース
を計算機２に査き移す。データベース複写部３４の動作
は王として、計算機２が二点系に投入されたときに計算
機２の初期化作業の１つとして行われる。データベース
等値化部３３とデータベース複写部３４は並行して動作
できるようになっている。したがって、データベース複
写中に計算様１が共用データを書替えると、そのつどの
そのデータにつき等値化が行われる。

ＦＩＦＯオーバフロー検出部３５は、アドレスモニタ部
３１のＦＩＦＯの内部に、それ以前に発生した等値化要
求に従がって等値化すべきアドレスが満たされている状
態で、耕次な等値賢累が発生したこと（ＦＩＦＯオーパ
フｉ−一）全検出する。平均的には計算機１の等値化要
求の頻度よりも、データベース等値化部の動作速には十
分速いが、瞬時的には、等値化要求の頻度が等値化動作
の処理速度を上まわる場合があり、この時ＦＩＦＯが緩
衝となる。ＦＩＦＯの容量が十分であれば問題はないが
、実際には有限であるため極端に等値化要求の頻度が高
まった時、前記のＦＩＦＯオーバフローが発生し得る。

ＦＩＦＯオーバフロー検出部３５は、この状態を検出す
ると直ちに監視部３２に通知する。

監視部３２はそのことを知ると一旦ＦＩＦＯをリセット
し空状態に初期化したのち、データベース複写部３４を
起動し、計算機ｌの全データベースを計算機２に転写さ
せる。これによってＦＩＦＯオーバフローによって等値
化不能となったアドレスについても一致が保証される。

この動作においても、データベース複写部３４の起動と
同時にデータベース等値化ｓ３３も貴び動作開始し、全
データベース転写と並行して動作する。

これらアドレスモニタ部３１、監視部３２、データベー
ス等値化部３３、データベース複写部３４およびＦＩＦ
Ｏオーバフロー検出部３５は例えばマイクロプロセッサ
のプログラムによって実現するのが好ましいが、もちろ
んそれぞれ専用のハードウェアで実現してもよい。

このようなメモリ転写機構により、待機側の計算機２の
データベースは、データベース複写部３４によって実作
業側の計算機１のデータベースと一致するように初期化
されるとともに、データペース中の共用データについて
は計１４．機１が書替えを行うたびにそれに合わせて等
値化される。したがって、一旦初期化した後は、共用デ
ータのうち書替えのあったものだけを転写すればよいの
で、従来のように、定期的にあるいは計算機切換えのた
びことに一連の共用データをすべて転写するのに比べて
総合的なメモリ転写速度は大幅に改善される。すなわち
、２つの計３Ｂ機間のメモリ転写が良好な実時間性を保
つて行えることになる。

計算機１．２のメインメモリ１２．２２における情報配
置を第３図に示す。たたし第５図においては、２つのメ
インメモリを実作業側と待機側という形で相対化してい
る。メインメモ１Ｊ１２．２２における情報配置は、ア
ドレス番号の小さい方から順に、モニタ、■１０コント
ロールプロクラム、データベース、等値化要求プログラ
ム、および待機用プログラムとされる。Ｉ１０コントロ
ールプログラムは計算機１．２が入出力装置６を駆使し
て実作業をするための各種のプログラムの集まりである
。データベースは■１０コントロールプログラムによっ
て利用される各種のデータの集まシであって、計算機１
．２が実作業を遂行する場合に共通に利用するデータす
なわち等値化ｔ″要するデータもここに含まれる。等値
化を要するデータへのアクセスは等値化要求プログラム
を通じて行われる。

したがって、Ｉ１０コントロールプログラムがその実行
中にそのようなデータを読み書きするときは、等値化要
求プログラムを使用してアクセスすることになる。

等値化要求プログラムによってデータの書込みが行われ
たとき自動的に等値化要求信号が発せられる。等値化要
求プログラムはデータベース領域を挾んでｒ７ｏコント
ロールプログラムとは反対側の領域に置かれているので
、この領域のグログラムが実行されかつデータ書込み動
作が行われたことは、プログラムカウンタの内容と命令
コードとを併せて解読することによって機械的に検知で
きる。すなわち、等値化要求信号は特別な命令やプログ
ラムによらずハードウェアによって自動的に発すること
ができる。この等値化要求信号に応じて二重化制御装置
３により前記のように待機側のメモリへのデータ転写が
行われる。

メインメモリ中の情報記ｆｋ、金、データペースを挾ん
で前にＩ１０コントロールプログラム、恢に等値化要求
プログラムというふうにし、かつ等値化要求信号は等値
化要求プログラムが実行されなければ発生しないように
したので、仮りにＩ１０コントロールプログラムが暴走
してデータベースを破壊する事態が起こりても、破壊さ
れたデータベースが待機側に転写されることは防止され
る。すなわチ、Ｉ１０コントロールプログラムが暴走し
ても等値化要求プログラムに到達する。前にデータペー
スにさしかかるので、ここで未定義命令の実行や未定義
アドレスへのアクセス等の異常が煩生し計算機切換えの
条件が成立する。このため、等値化要求プログラムが実
行されないうちに計算機切換えが行われるので、破壊さ
れたデータベースの異常なデータが待僚側に転写される
ことはない。したがって異常なデータが転写されること
による２つの計算機の共倒れは生じない。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、メモリ転写手段の
改善によシ２つの計算機間のメモリ転写が良好な実時間
性を保って行え、かつデータベースの一致が常に保証さ
れた二重化計算機システムが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明実施例の概念的構成図、第２図は、第
１図装置の要部の詳細構成ブロック図、第３図は２つの
計算機のメモリにおける情報配置図兼動作説明図である
。 １．２・・・計′Ｊｌ＃機、３・・・二重化制御装置、
４１゜４２・・・入出力パス、５・・・入出力バス切換
器、６・・・入出力装置、１１．２１・・・プロセッサ
、１２．２２・・・メモリ、３１・・・アドレスモ、＝
夕部、３２・・・監視部、３３・・・データベース等値
化部、３４・・・データペース複写部、３５・・・ＦＩ
ＦＯオーバフロー検出部＋　、−−＋；’ 代理人　　弁理士　小　沢　信　助− −き、−゛・−′ 実作業骨Ｊ ＠イ兜ヒイ則

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入出力装置を共用する２つの計算機と、これら計算機の
   動作を監視し制御する二重化制御装置とを有する待機冗
   長形の二重化計算機システムにおいて、前記二重化制御
   装置は次の（ａ）から（ｅ）を含んで構成されることを
   特徴とする二重化計算機システム。 （ａ）ファーストイン・ファーストアウトメモリ（ＦＩ
   ＦＯ）を有し、実作業時にどちらの計算機によっても共
   通に利用されるたぐいのデータを実作業側の計算機が自
   己のメモリにおいて書換えたとき、そのアドレスを傍受
   し当該アドレスを前記ＦＩＦＯに記憶するアドレスモニ
   タ部、 （ｂ）アドレスモニタ部のＦＩＦＯのオーバフローを検
   出するＦＩＦＯオーバフロー検出部、 （ｃ）前記２つの計算機のレディ信号、前記アドレスモ
   ニタ部のデータレディ信号及び前記ＦＩＦＯオーバフロ
   ー検出部からの信号を監視する監視部、 （ｄ）監視部からの制御信号と前記アドレスモニタ部の
   ＦＩＦＯから与えられるアドレスに従って、そのアドレ
   スにあるデータを実作業側の計算機のメモリから待機側
   の計算機のメモリに転写するデータベース等値化部、 （ｅ）データベース等値化部とは並行して動作し、少な
   くとも待機側の計算機の初期化段階において実作業側の
   計算機のメモリのデータベースを待機側の計算機のメモ
   リに転写するデータベース複写部。