JPS6229820B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の対象 本発明は、電子計算機の障害回復方式に関し、
特に時分割的に実行される複数プログラムの障害
検出および障害情報の採取回復方式に関するもの
である。

従来技術 電子計算機において誤動作を検出した場合、通
常は、再試行、再実行を繰り返し、それでも成功
しなければ、障害発生とみなしてその装置を切り
離し、診断動作を行い、障害回復後、再び実行を
開始する。診断方法には、診断プログラムにより
装置の機能を試験する方法と、初期設定のパター
ンを内部フリツプ・フロツプにセツトして、動作
結果と期待値の比較チエツクを行うFLT（FauLt
Locating Test）方法がある。FLT方法において
は、第１図に示すように、診断制御部１のマイク
ロプロセツサ１４により、スキヤン・アドレス・
レジスタ１５にスキヤンイン・レジスタ１２のア
ドレスを設定し、スキヤンイン・データ線１９の
データをスキヤンイン・レジスタ１２にセツトす
る。クロツク・アドバンス制御回路２１によりス
キヤンアウト・レジスタ１３にクロツクを送出
し、障害部分２５の論理状態をスキヤンアウト・
レジスタ１３に反映させた後、そのレジスタ１３
のデータをデータ線２０を介してスキヤンアウ
ト・レジスタ１７に読み出し、期待値レジスタ１
６の内容と比較回路１８で比較する。比較の結果
は、マイクロプロセツサ１４により参照され、判
断される。

ところで、１個のプロセツサを多数のユーザが
時分割で使用する場合、並行して走行する複数プ
ログラムのうちの１以上でエラーが発生したと
き、上記FLT方法により診断するためにプロセ
ツサを停止させると、エラーの発生していない他
のプログラムまで停止してしまう。

従来、時分割処理の電子計算機において障害が
発生した場合には、次の２つの方法が考えられて
いる。すなわち、 (1) プログラムを強制的に特定番地へ分岐させ、
演算部をチエツク禁止モードにして処理する。

(2) 障害の発生した演算部に関するプログラムを
停止させ、他の演算装置（サービスプロセツサ
（SVP），等）により処理する。

上記(1)の方法では、第２図ａに示すように、実
行中のプログラム27が×印の点でエラーを発生し
たとき、ハードウエア的にプログラム・カウンタ
２９を制御して×印の次の命令で分岐命令を作成
し、診断プログラム２８の先頭アドレスに分岐し
て診断処理を行わせる。この方法によれば、障害
発生プログラム以外のプログラムを連続して実行
でき、これと並行して演算部等の診断が可能とな
る。しかし、分岐命令を作成するときプログラ
ム・カウンタ２９の値を変更するので、どこから
分岐されたか不明となり、元の処理に戻れないこ
と、および他のプログラムによつて演算部等が動
作しているため、障害時の情報を完全に採取でき
ないこと等の欠点がある。

また、上記(2)の方法では、第２図ｂに示すよう
に、動作中の演算部１の他に予備の演算部１′を
設けておき、実行中のプログラム27が×印の点で
エラーを発生したとき、プログラム・カウンタの
更新を中止し、演算部１の動作を停止させた後、
予備の演算部２′を起動させ、同一内容の予備の
プログラムを走行させる。したがつて、この場合
には、複数個のプログラムについて、同一内容の
ものを２組ずつ備えておき、一組が実行している
間、他の一組は待機中とし、障害発生により待機
中のプログラムに切り替えて実行する一方、障害
発生の演算部等を診断プログラムあるいは診断制
御部により障害時の情報を読み取り、診断を行
う。しかし、この方法では、障害処理用の装置が
余分に必要となり、また障害を発生したプログラ
ム以外のプログラムも同時に停止してしまうとい
う欠点がある。

発明の目的 本発明の目的は、これら従来の欠点を除去する
ため、障害を発生したプログラム以外のプログラ
ムは引続き実行可能であり、かつ障害処理のため
に他の装置がなくても障害情報の採取および回復
が可能な電子計算機の障害回復方式を提供するこ
とにある。

発明の総括的説明 上記目的を達成するために、本発明による電子
計算機の障害回復方式は、複数のプログラムが１
組の演算部を時分割に使用する電子計算機におい
て、演算部の障害を各プログラムのプログラム・
カウンタ対応に記憶することと、各プログラム対
応の障害表示を他のプログラムからアクセスでき
るようにすることを特徴とし、これにより、障害
を各プログラムに付属させて演算部を障害発生に
より停止させないようにし、全プログラムの停止
を回避するとともに、障害を発生して停止してい
るプログラムの障害情報を他のプログラムにより
採取し、診断することができるようにする。

発明の実施例 第３図は、本発明の実施例を示す電子計算機の
ブロツク図である。

演算部１とシーケンス制御部２とプログラム・
カウンタ３と障害情報レジスタ４が各々入力バス
８と出力バス９で接続され、また演算部１と障害
情報レジスタ４は演算部１の障害情報を伝える障
害情報線５で接続され、また障害情報レジスタ４
とシーケンス制御部２は障害表示線６で接続され
る。

演算部１は、入力レジスタ１０１と入力レジス
タ１０２で入力バス８の情報を取り込み、ALU
１０３で演算した結果を出力バス９へ出力する。
プログラムのデータ・レジスタ１０４が、入力バ
ス８と出力バス９に接続される。

演算部１は、また、プログラム・カウンタ３の
出力を一時記憶するレジスタ（CSAR）１０５が
あり、CSAR１０５の出力は制御記憶（CS）１
０６をアドレスし、CS１０６の出力は、これを
記憶するレジスタ（CSDR）１０７に接続され、
CSDR１０７の出力は命令を解釈する命令デコー
ダ１０８に接続され、命令デコーダ１０８の出力
は演算部の各部を制御する。CSAR１０５の出力
は、また、プログラム・カウンタ更新部１０９を
介してプログラム・カウンタ３の入力へ接続され
る。

シーケンス制御部２は、各プログラムの障害
（障害情報レジスタ４の内容がゼロでないこと。）
を伝える障害表示線６を入力とする障害表示レジ
スタ２０１と、障害表示レジスタ２０１の内容を
入力とし、各プログラムの実行順序を決定する順
序発生論理２０２を持つ。順序発生論理２０２の
出力によつてプログラム・カウンタ３と、これに
対応して設けられている障害情報レジスタ４が選
択される。障害情報レジスタ４は、演算部１から
の障害情報線５を入力として演算部１の障害情報
を記憶する。

プログラム・カウンタ３、障害情報レジスタ
４、障害表示レジスタ２０１は、ともに出力バス
９と入力バス８にも接続される。

複数個のプログラムが時分割で演算部１を共用
しているため、ハードウエアは１組ずつあればよ
いが、プログラム・カウンタ３だけは各プログラ
ムごとに対応するカウンタを有し、各カウンタの
値をCSAR１０５に時分割的にセツトして、その
値をアドレスとして制御記憶１０６をアクセス
し、マイクロ命令を読み出してCSDR１０７にセ
ツトした後、命令デコーダ１０８で解読すること
により複数の制御信号を発生する。これらの制御
信号が各論理ゲートを制御することにより、デー
タ・レジスタ１０４から演算の対象となるデータ
を入力バス８に読み出し、さらに入力レジスタ１
０１と１０２にこれらをセツトした後、ALU１
０３により演算を行い、その結果を出力線１０９
を介してデータ・レジスタ１０４に送出する。な
お、データ・レジスタ１０４は、ある長さのビツ
ト幅を備えているもので、勿論メモリでもよい。

演算部１において、障害が発生すると、障害が
発生したプログラムのマイクロ命令で障害情報書
込命令を発生し、データ・レジスタ１０４等から
直接障害情報線５を介して障害情報を障害情報レ
ジスタ４に書き込む。その場合、障害が発生した
プログラムのプログラム・カウンタ３に対応する
エリアに情報を書き込む。障害情報としては、障
害を示すフラグ「１」の１ビツトでもよい。この
情報は入力ライン８に出力されると同時に、障害
表示線６を介してシーケンス制御部２の障害表示
レジスタ２０１に送出される。

すなわち、障害情報レジスタ４の内容がゼロで
ないことは、障害情報表示線６を介してシーケン
ス制御部２の障害表示レジスタ２０１のこのとき
実行していたプログラムに対応するビツトに記憶
される。

シーケンス制御部２の順序発生論理２０２は、
障害表示レジスタ２０１のプログラム対応のビツ
トがオフの条件を満たすプログラムについて、こ
れらのプログラムを１ステツプずつ時分割に実行
するようにプログラム・カウンタ３を選択する。

このように、いくつかのプログラムが時分割に
演算部１を使用する方式により、障害を発生した
プログラムは次回から順序発生論理２０２で、障
害表示レジスタ２０１の対応するビツトがオンし
ているため実行の割当がなされず、停止状態とな
るが、他のプログラムは実行の割当が行われる為
処理が続行できる。

第４図は、第３図におけるシーケンス制御部２
の詳細ブロツク図である。

障害表示レジスタ２０１は、障害表示フリツプ
フロツプ３５０，３５１，…３５ｎから構成され
る。障害表示フリツプ・フロツプ３５０，３５
１，…，３５ｎは、障害表示線６と実行中のプロ
グラムの番号をデコーダ３２でデコードした結果
のひとつと障害表示線６及びプログラムの番号の
確定した期間を示すクロツク線３３をANDゲー
ト３４０，３４１，…，３４ｎで論理積をとつた
結果でセツトされ、１ビツトがひとつのプログラ
ムに対応して障害を表示する。

順序発生論理２０２は、カウンタ３１と実行割
当用固定メモリ（以下ROMと記述）ROM３０と
ROM出力を保持するレジスタ３６から構成され
る。実行割当ROM３０からは、障害表示レジス
タ２０１とカウンタ３１の出力で示される内容
が、次に実行されるプログラム番号として出力さ
れ、レジスタ３６で実行割当ROM３０の出力を
割り当てられたプログラムの実行サイクル中保持
する。カウンタ３１は、１命令実行するたびに更
新されて実行割当ROM３０の次のアドレスを示
す。

第５図は、第４図の実行割当ROM３０の内容
一例を示す説明図である。

第３図では、８個のプログラムを時分割処理す
る場合の実行割当ROM３０の内容を示してい
る。実行割当ROM３０のアドレスは、カウンタ
３１を４ビツトとした場合、障害表示レジスタ２
０１の８ビツトとカウンタ３１の４ビツトを合わ
せて12ビツトで示される。障害表示レジスタ２０
１をアドレスの上位８ビツト・カウンタ３１をア
ドレスの下４ビツトとすると、カウンタ３１によ
る16ステツプを単位とする実行割当グループが、
障害表示レジスタ２０２の状態により実行割当
ROM３０に０〜255の256種類作られる。

第５図には、障害表示レジスタ２０１の８ビツ
トと、カウンタ３１の２進数４ビツトによる16ス
テツプが示されており、レジスタ２０１の８ビツ
トの内容によつてカウンタ３１の16ステツプにプ
ログラムを割り当てた場合の割当グループ256種
類が太枠内に表わされている。

各実行割当グループは、障害表示レジスタ２０
１の障害表示フリツプ・フロツプ３５０，３５
１，…，３５７の値が“０”であるプログラムに
ついて、実行が割り当てられるようにプログラム
の番号が書き込まれていて、プログラムを１ステ
ツプ実行するたびに更新されるカウンタ３１によ
つて次に実行するプログラムの番号が16ステツプ
分の実行割当グループから順次出力される。ある
プログラムの１ステツプの実行中に障害が発生す
ると、次のサイクルからは実行割当グループの番
号が変化し、障害を発生したプログラムに実行割
当を行わない実行割当グループが選ばれる。第５
図に示す実行割当グループ２５５は、すべてのプ
ログラムが障害を発生しているためシステムは停
止する。また、実行割当グループ２５４は、障害
が発生していないプログラム番号が７のみである
ため、16ステツプ分全部が７番プログラムに実行
割当を行う。同じようにして、実行割当グループ
２５２は、障害の発生していないプログラム番号
が６と７であるため、６番と７番のプログラムに
交互に実行割当を行う。また、実行割当グループ
１は、障害の発生したプログラム番号が７である
ため、７番を除いた０〜６番のプログラムに実行
割当を行う。

第６図は、本発明の実施例を示す電子計算機の
プログラムの実行のタイムタヤートである。

順序発生論理２０２の出力がプログラムＡを示
すと、プログラム・カウンタ３はプログラムＡの
命令アドレスAnを出力し、CSAR１０５にAnが
書き込まれ、Anに対応するCS１０６のデータCS
（An）がCSDR１０７へ読み出され、命令が実行
される。これと同時に、CSAR１０５の値Anは
プログラム・カウンタ更新部１０９により更新さ
れ、次に実行すべき命令アドレスAn＋_１がプロ
グラム・カウンタ３のプログラムＡに対応する場
所に書き込まれる。

プログラムＡの１命令が終了すると、順序発生
論理２０２の出力は、カウンタ３１が更新される
ことにより、次に実行すべきプログラムＢを示
し、以下前述のとおりプログラムＢが１ステツプ
実行される。このようにしてプログラムＡ，Ｂ，
Ｃ，…と１ステツプづつ時分割に処理される。

命令アドレスＡ_o+1，Ｂ_o+1，Ｃ_o+1はプログラ
ム・カウンタ３に書き込まれているので、例えば
８個のプログラムの実行が一巡した後の命令時間
に、これらの命令アドレスＡ_o+1，Ｂ_o+1，Ｃ_o+1が
CSAR１０５に書き込まれ、CS１０６のデータ
が読み出される。

第７図および第８図は、本発明の実施例を示す
障害回復方式の動作説明図である。

障害発生によりあるプログラムが停止している
ことは、他のプログラムから障害表示レジスタ２
０１を参照することにより検出され、他のプログ
ラムは停止しているプログラムの障害情報および
そのときのプログラム状態を採取し、障害状態を
解除し、障害表示レジスタの対応するビツトをオ
フすることにより、停止していたプログラムを再
開させる。

時分割に走行しているプログラム間での障害チ
エツク方法の一例を第７図ａに示す。ここでは、
８個のプログラムが時分割に処理されるものと
し、プログラム０はプログラム１の状態をチエツ
クし、プログラム１はプログラム２の状態をチエ
ツクし、以降同様に次のプログラムの状態をチエ
ツクするというリング型のチエツク方式をとる。
この方法により、本システムは８個のプログラム
全部が障害を発生して停止しない限り、障害はシ
ステム内で前述の手法で回復される。

例えば、第８図において、プログラム１が障害
を発生して停止している場合、プログラム０は走
行の途中でチエツク・ルーチン４０１に分岐し、
障害表示レジスタ２０１のプログラム１のフラグ
を参照し、フラグが“１”であることから障害を
判別して、共通の診断ルーチン４８に割込むこと
により障害情報および停止時のプログラム１の状
態を採取する一方、自からはプログラム０に戻つ
て処理を続行する。次に、障害情報の採取が終了
すると、障害回復のためのプログラムあるいはハ
ードウエアが起動され、プログラム１の障害を回
復した後、プログラム０に通知する。障害回復の
通知を受け取つたプログラム０は、障害表示レジ
スタ２０１のプログラム１に対応するフラグ
“１”から“０”に書き替え、プログラム１を再
開させる。このフラグの書き替えは、チエツク・
ルーチン４０１で行う。

例えば、プログラム０からプログラム６まで障
害が発生して停止した場合でも、プログラム７が
正常に走行していれば、前述のようにして、その
途中でプログラム０のフラグを監視し、診断ルー
チン、障害回復ルーチンを順次走行させてプログ
ラム０の障害を回復させる。プログラム０は走行
途中でプログラム１のフラグを監視し、前と同じ
ようにしてプログラム１の障害を回復させる。プ
ログラム１はプログラム２の障害を回復させ、プ
ログラム２はプログラム３の障害を回復させる。
このようにして、時間はかかるが、最後にはプロ
グラム０〜６の全部が再開する。

なお、第７図ａに示すようなリング型チエツク
方式の他に、第７図ｂに示すように、全プログラ
ムを２グループに分けて、グループ間によるチエ
ツク方式も可能である。プログラム０〜３とプロ
グラム４〜７に分割した場合、プログラム０とプ
ログラム４が相互に監視し合い、プログラム１と
プログラム５が相互に監視し合う方法をとること
になる。

発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、各プロ
グラムが共通に使用する演算部の障害が、そのと
き動作していたプログラムの障害となるため、障
害を発生したプログラムを除くプログラムは処理
の続行が可能となる。

また、時分割に実行されるプログラム全部が障
害により停止しない限り、つまり演算部の永久的
な障害以外の障害に関しては、プログラム相互の
状態チエツクにより、自システム内で障害の検
知、障害情報の採取、実行の再開が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の障害診断制御装置のブロツク
図、第２図は従来の時分割処理型電子計算機の障
害診断方法の説明図、第３図は本発明の実施例を
示す障害回復機能を備えた電子計算機のブロツク
図、第４図は第３図におけるシーケンス制御部の
詳細ブロツク図、第５図は第４図の実行割当
ROMの内容の一例を示す説明図、第６図は本発
明の実施例を示すプログラム実行のタイム・チヤ
ート、第７図は本発明の実施例を示すプログラム
相互チエツク方法の説明図、第８図は本発明の実
施例を示す障害回復方式の動作説明図である。 １：演算部、２：シーケンス制御部、３：プロ
グラム・カウンタ、４：障害情報レジスタ、５：
障害情報線、６：障害表示線、２０１：障害表示
レジスタ、２０２：順序発生論理。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数のプログラムに共用される演算部と、該
   演算部を時分割に使用するプログラムの順序を定
   めるシーケンサと、各プログラムごとに命令の順
   序を定める複数のプログラム・カウンタとを備え
   た電子計算機において、上記演算部の障害情報
   を、動作中のプログラム・カウンタに対応して記
   録し、記録された各プログラムごとの障害情報を
   全プログラムにより参照される障害表示ラツチの
   該当位置に表示し、上記障害表示ラツチを各プロ
   グラム相互間で監視し合うことにより、監視した
   プログラムが障害診断および回復の処理を実行す
   ることを特徴とする電子計算機の障害回復方式。