JPH02288937A

JPH02288937A - プロセッサ間通信方法

Info

Publication number: JPH02288937A
Application number: JP18402189A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Adachi; 茂足立; Masanobu Nakajima; 中島　正信; Misako Yoshikawa; 吉川　民佐子
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1989-02-10
Filing date: 1989-07-17
Publication date: 1990-11-28

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〕この発明は、マルチプロセッサシステムにおりるプロセ
ッサ間通信方法に関するものである。

〔従来の技術〕

−１０にマルチプロセッサシステムステムの機能を分割し、それぞれ専用のプロセソザに分
割した機能を負わせることによって高速処理を行ね一已
、かつ、同様の機能を有するプロセッサを複数配置して
、一部プロセッサの障害時のバックアップを行うごとに
より、システムの高倍転化を実現することにある。

従って、マルチプロセッサシステムにおいては、ブロセ
ンザ間の通信は必須である。

第６図及び第７図は、例えば、特公昭６２３９７８ｑｑ
公報に示された従来のプロセッサ間通信方法を示す図で
あり、第６図はマルチプロセッザシステｌ、の構成図、
第７図はプロセッサ間通信のデータ（実線）と制御信号
（鎖′ｆＬｆＡ）の流れ図である。第６図において、１
は共有メモリ（以下、ＭＳと略称）、２はジョブプロセ
ッサ（以下、ＪＯＢＰと略称）、３はファイルコンＩ・
ロールプロセンザ（以下、ＦＣＰと略称）、４はＩ１０
コンＩ・ロールプロセッザ（以下、Ｉ　ＯＩ）と略称）
、５はコミュニゲーションコントロールプロセッザ（以
上、ＣＣＰと略称）、６は高速ハス、７はファイル、８
はリングハス、９は入出力装置（以下、Ｉ１０装置と略
称）、１０は通信回線１，１１υ」他システムである。

また、第７図において、２２は通信バッファ、２３ばデ
バイス制御テーブル、２４はＩＯＰ／ｌ用プロセッザ間
通信待行列ポインタ、２５ばＪ　ＯＢＦ２用のプロセソ
ザ間通信待行列ポインタである。

次に動作について説明する。まず、第６図において、リ
ングハス８を介して各種Ｉ１０装置９が１０Ｐ４に接続
されるが、ごごで４）ｌｌ、削り込カ処理や前記Ｉ１０
装置９を駆動するためのＩ○Ｐ　４とＪＯＢＰ２間の入
出力実行制御におけるプロセッサ間通信方法について説
明する。

また、第７図は、この場合の、プロセッサ間通信の概要
を示す動作関連図で、図中実線の矢印はデータの流れを
示し、破線の矢印は制御信号の流れを示している。

ユーザタスクの処理を行うＪ　ＯＢ　Ｉ）　２ではユー
ザタスクから発行された入出力要求マク１：１命令によ
って入出力実行に必要な制御情報を通信バッファ２２に
作成後、Ｉ　ＯＰ　４用プロセッサ間通信待行列ポイン
タ２４に接続しく５Ｔ４１）、ｌ０Ｐ４に幻してプロセ
ッサ間連絡側り込み信号（ＳＴ４２）をか番ノる。この
後、二ｔ、−ザタスクはプログラム処理と入出力実行処
理との同期を取るために入出力実行処理待となり、他の
タスクに制御が移る。

ｌ０Ｐ４は、前記ＪＯＢＰ２からのプロセッザ間連絡割
り込み信号（ＳＴ４２）を受けると■ＯＰ４用ブロセッ
ザ間通信待行列ポインタ２４に接続されている通信バッ
ファ２２から要求されたＩ１０デバイス番号を取り出す
。そしてデバイス制御テーブル（ＤＶＣＢ）２３によっ
てＩ１０装置９が使用中か否かを調べる。そこで前記Ｉ
１０装；η９が空いていれば、通信バッファ２２に格納
されている制御情報からＩ１０装置９に対して転送すべ
き入出力動作指令やＩ１０装置装置用のデクを作成して
（ＳＴ４３）、Ｉ１０装置９に対して起動指令信とを出
力する（ＳＴ４４）。

Ｉ１０装置９は入出力動作が完了するとＴＯＰ４に対し
て入出力終了報告信号を返送する（ＳＴ４５）。すると
、１ＯＰ４で番ｊ：Ｉ１０装置９からの入出力終了報告
信号を受けると、入出力結果を通信バッファ２２に格納
しく５Ｔ４６）、該通信バッファ２２をＪ　ＯＢ　Ｐ　
２用のプ【、ｚセッザ間通イ５待行列ポインタ２５に接
続しζ（ＳＴ４７）２．ＪＯＢＰ２に対し、プロセッサ
間通信連絡側り込め信号（ＳＴ４８）をかける。

１０Ｐ４からのプロセッザ間通信連絡割り込み信号（Ｓ
Ｔ４８）を受けたＪ　ＯＢ　Ｐ　２では、自プロセソザ
へのブロセンザ間通信待行列ポインタ２５に接続されて
いる通信バッファ２２を待行列から削除しくＳＴ／＋９
）、入出力処理結果を入出力要求マクロ命令発行タスク
にリターンコードとして返し、タスクの入出力実行終了
待状態を解除する。この動作によって一連のＩ１０人出
力実行側御が完結する。

ところで、マルチプロセッサシステムでは、処理能力及
び信頼性の向］−を目的として、複数の、ＪＯＢＰを使
用してシステムを構成する場合がある。

この時には、−台のＪ　ＯＢ　Ｐの障害によってシステ
ム全体が動作不能になることを防ぐため、障害ＪＯＢＰ
をシステムから切り離し、残ったＪＯＢＰによってシス
テムを再構築し、処理を継続するプロセッサ構成制御が
必須となる。プロセッサの障害は一般には処理要求に対
して、一定時間以上経過しても処理の完了報告がなされ
ないといったタイムアウト処理などにより検出される。

障害を来したＪＯＢＰ２の切り離し処理は以下のごとく
処理される。

（１）障害ＪＯＢＰ２にて実行中のタスクの処理を打ち
切る。

（２）他のプロセッサから障害ＪＯＢＰ２に対して発行
されている処理要求データを格納した通信バッファ２２
の該データを削除する。

（３）障害ＪＯＢＰ２から他のプロセッサに対して発行
されている処理要求データを格納した通信ハソファ２２
の該データを削除する。

（４）障害ＪＯＢＰ２の機能を停止する。

前記（２）、　（３）項の処理は前述した通信バッファ
２２の削除方法によって簡単に行うことができる。

すなわち、（２）項の処理は障害ＪＯＢＰ２のプロセ・
ンザ間通信要求待行列ボインク２５に接続されている通
信バッファ２２を削除することによって、また（３）項
の処理はＭＳＩ上に格納された通信バッファをＭＳＩ上
に格納されたプロセッサ間通信要求待行列ポインタから
検索し、そこに示されるプロセッサ番号が、障害ＪＯＢ
Ｐ２のプロセッサ番号と一致するか否かをチエツクする
ことによって、個々の通信要求が障害ＪＯＢＰ２のもの
か否かを検出する。従って、前記通信要求を削除するこ
とによって可能となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のプロセッサ間通信方法は以上のように行われてい
るので、１回の通信で１メツセージしか処理できないた
め、１メツセージ毎にプロセッサ間通信を行う必要があ
り、プロセッサ内の処理時間が短い場合にはプロセッサ
間通信に費やされる時間が太き（なり、システムの性能
を高効率運用できない。そして、プロセッサ間でデータ
をパイプライン的に処理しようとした場合には他のプロ
セッサあるいはＩ１０装置からの入力を実行したくても
、処理要求先の処理動作が終了するまで待機しなければ
ならないという課題があった。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、処理要求元のプロセッサのタスクが処理要求先
のプロセッサへ処理の要求をすると、その処理の終了を
待たずに次の処理へ移行できると共に処理要求（メツセ
ージ）伝達時、要求先プロセッサの処理能力に応じて複
数の処理要求を一度に伝達し、プロセッサ間通信に費や
される時間の比率をプロセッサ内の処理時間に比して小
さくできるプロセッサ間通信方法を得ることを目的とす
る。

〔課題を解決するだめの手段〕

この第１の請求項の発明に係るプロセッサ間通信方法は
、複数あるプロセッサのうちの処理要求元プロセッサが
、共有メモリ内の通信バッファに処理内容を書込−ｉｎ
むと、ただちに処理要求元プロセッサに処理終了を通知
し、処理要求先プロセッサが前記要求された処理内容を
実行した後、該処理要求を待行列から削除するようにし
たものである。

この第２の請求項に係る処理要求（メツセージ）伝達時
、共有メモリ内の通信バッファに待行列を生成する際、
指定された処理要求先プロセッサの最大受信メツセージ
数分のメツセージを一度に伝達できるものである。

〔作　用〕

この第１の請求項の発明におけるプロセッサ間通信方法
は、処理要求元プロセッサから処理要求の通知が来ると
、該処理要求を待行列ボインクヘ接続する。次に処理要
求元プロセッサへ処理の完了通知を出力する。そして、
処理要求先プロセッサへ処理要求通知を出力すると共に
、処理要求先のプロセッサから該処理の終了通知がきた
時点で、上記処理要求を待行列から削除する。

第２の請求項の発明に係る共有メモリ内の通信バッファ
に待行列を生成する際、処理要求先プロセッサの最大受
信メツセージを指定し、処理要求先からの受信要求時に
その待行列から最大受信メンセージ数分のメツセージを
一度に伝達できるようにする。

［発明の実施例〕以下、この発明の一実施例を図について説明する。回申
、第６図と同一・の部分は同一の符号をもって図示した
第１図において、１００はシステｌ、コンＩ・ローラ（
以下、ＳＣＭと略称）、１０１〜１０４はプロセッサ（
以下、ＣＰ　［Ｊと略称）、１１０はＩ１０コントロー
ラ、１１１．１１２は入出力装置である。

また、第２図において、２２ａは第１の通信バッファ、
２２　ｂは第２の通信ハソファ、２４ａは第１の待行列
ポインタ、２４ｂは第２の待行列ポインタ、２６ａ、２
６ｂはメイルボックス管理チーフルである。

次に動作について説明する。まず、ここでは説明を簡単
にするために、プロセッサの数を４台に限定した例につ
いて説明する。

第１図に示すような、高速ハス６にＳＣＭｌｏｏ、第１
のＣＰＵｌ０Ｉ〜第４のＣＰＵｌ０／Ｉ、共有メモリｉ
　　Ｉ１０コントローラ１１Ｏが接続されたシステムに
おいて、第１のｃ、　Ｔ）Ｕ　ｌ　（ｌ　Ｉ〜第４のＣ
Ｐ　Ｕ　ｌ　０４の間で行うプロセンサ間通信方法は以
下のようにして行われる。ずなわら、ＳＣＭｌｏｏはこ
の発明にかかるプロセンリ゛間通（、ｉ方法の全体制御
を行うもので、該ＣＰＵ１０１〜］０４への仕事の分用
、例えば、入出力装置１１１　１１２からのプログラム
の読込めと、イのプロゲラＪ、を該Ｃ１）Ｌノ１０１〜
１０４ハ、、　ｏ　−）する機能を有する。いま、第１
のＣＰＵｌ０Ｉ−９は仕事Δを、第２のＣＰＵ１０２’
＼は仕事Ｂを、第３のＣＰ　１．Ｊ　１０３へは仕事Ｃ
を与え、また、第４のＣＰＵ１０４へは仕事を与えてい
ないものとする。ここで、仕事ＡはＩ１０コンｌ−＋１
−ラ１１０からの入力データを処理し７て結果を仕事Ｂ
へ渡し、仕事Ｂは仕事へからの入力データを処理して結
果を仕事Ｃへ渡し、仕事Ｃは仕事Ｂからの入力データを
処理して結果をＩ１０コントローラ１、１０へ渡すもの
とする。

Ｓ　ＣＭ　１．００はＣＩ）０１０１〜１０４からの要
１　］求により、共有メモリ１内に処理要求の待行列を生成す
る。処理要求元のＣＰ　Ｕば、メイルボックスの生成を
ＳＣＭｌｏｏに依頼すると共に処理要求先のＣＩＩ）　
Ｕもそれぞれメイルボックスに関する待行列の生成を、
ＳＣＭｌｏｏに依頼する。今、処理要求元である第１の
ＣＰＵｌ０Ｉおよび第２のＣＩ）ｔＪ　１０２よりメイ
ルボックス生成の依頼が行われ、他方、処理要求先であ
る第２のＣＰＵ１０２より前記メイルボックスに関する
待行列の生成か行われるとき、最大受信メツ−１ど−ジ
数−・１が指定され、また第３のＣＰ　Ｕ　１０３より
前記メイルボックスに関する待行列の生成か行われると
き、最大受信メツセージ数−２が指定されたとすると、
ＳＣＭｌｏｏの動作により、該共有メモリ１内にメイル
ボックス管理テーブル２６ａ、２６［）および該メイル
ボックスに対比、する第１および第２の待行列ポインタ
２４ａおよび２４ｂが生成１呆れる（、−二こで、ＳＣ
Ｍｌｏｏば処理要求（メン！−−−づ／）の送信および
受信の機能を併−Ｉ遍イ１するもの２−・“１−る）。

ずなわち、ＳＣＭＩＯ（ｌはＣＰ　ＬＪ１０１〜１０４
からのメソセージ送信要求を受ｉＪると、そのメツセー
ジを共有メモリ１内の通’１２”ッファへ格納する。そ
してＣＩ）　Ｕ　］　０１〜１０４からの受信要求を受
けると、前記メ・ノセージを格納しておいた通信バッフ
ァの内容を取り出し、ＣＰ　Ｕ　１０１〜１０４に与え
る。

次に実際のプロセッサ間通信を第２図を参照して説明す
る。

第１のＣＰ　Ｕ　１０１　、、、Ｊ−の什事へがＩ　／
　Ｏ：ｌ　７　ドロー・う１１０からの入力データを処
理し、そのＩＩ！ｉ果を第２のＣＰＵＩＯ２へ渡すため
ζこＳＣＭ］、０（］に対しメツセージの送信を要求す
ると、該３０Ｍ１００はそのメツセージを第１（７］４
）行列ポインタ２４ａの第１の通信ハンファｆｇ　７　
ｄに格納する。

第１のＣＰ　Ｕ　１０１．−１の仕事Ａは一上記格納終
了通知を受は取ると、引き続きｌ　／　Ｏ］ントローラ
１１０からの人力データを受Ｕ取り、そのテークの処理
を行う。

次に、第２のＣＰ　Ｕ　１０２＋のイ１事Ｂがメ・／１
でシ受信要求をＳＣＭＩ００６ＪＭして行うと、８ＣＭ
ｌｏｏは第１の待行列ポインタ２４ａの第１の通信バッ
ファ２２ａから１つのメツセージを取り出して第２のＣ
ＰＵ１０２へ渡す。メツセージを受けた第２のＣＰＵ１
．０２では、仕事Ｂが上記メツセージを基に処理を行い
、その結果を第３のＣＰＵ１０３へ渡すためにＳＣＭｌ
ｏｏに対しメツセージを送信要求する。要求を受けたＳ
ＣＭｌｏｏはそのメツセージを第２の待行列ポインタ２
４ｂの第２の通信バ・ンファ２２ｂに格納する。

次に、第３のＣＰＵ１０３上の仕事Ｃがメツセージ受信
要求をＳＣＭｌｏｏに対して行うと、ＳＣＭｌｏｏは第
２の待行列ポインタ２４ｂの第２の通信バッファ２２ｂ
からメツセージを取り出すが、このとき最大受信メツセ
ージ数−２であるので、待行列内に２個以上のメツセー
ジがあれば、２個のメツセージを取り出して、第３のＣ
ＰＵ１０３へ渡す。メツセージを受けた第３のＣＰＵ１
０３では、仕事Ｃが上記メツセージを基に処理を行い、
その結果をＩ１０コントローラ１１０へ出力し、続けて
第２のＣＰＵ１０２からのメツセージを待つ。

このとき、ＳＣＭｌｏｏは第３図のフローチャートに示
すような順序で動作をする。すなわち、他のＣＰＵから
の割り込のを検知すると（ステップ５ＴＩ）、その割り
込みの内容がどのような要求のものであるかを判断する
（ステップ５Ｔ２）。

その結果、処理要求元のＣＰＵから処理要求先への送信
命令であれば、該送信メツセージを待行列にキューイン
グする（ステップ５Ｔ３）。割り込みが処理要求先から
の受信要求であれば、最大受信メツセージ数の判定を行
い（ステップ５Ｔ４）、待行列からメツセージをその最
大受信メツセージ数分取り出し、該処理要求元のＣＰＵ
へ通知する（ステップ５Ｔ５）。ＳＣＭｌｏｏは前記処
理要求元および処理要求先との送受信処理をくり返す。

このようにして、第１のＣＰＵｌ０Ｉから第２のＣＰＵ
１０２、第２０ＣＰＵＩ０２から第３のＣＰＵＩ　Ｏ３
への通信が行われる。また、割り込みがメツセージの削
除要求であれば、該当する待行列から所定個数のメツセ
ージを削除する（ステップ５Ｔ６）。

次に、障害時の処理を第４図を参照して以下に説明する
。

例えば、第２のＣＰＵ１０２に障害が発生したとする。

この場合箱４のＣＰＵ１０４は待機ＣＰＵであるので、
通常はなんの処理も行っていない。

そこで、ＳＣＭＩＯＱは第２のＣＰＵ１０２に障害が発
生ずると、その仕事を待機ＣＰＵに引き継がせる処理動
作を行う。すなわち、第４図はこの間のＳＣＭｌｏｏの
動作を示したフローチャートである。まず、ＣＰＵに障
害が発生すると、待機ＣＰＵが有れば障害ＣＰＵと同一
の仕事を待機ＣＰＵ４こ与える（ステップＳＴ２０〜５
Ｔ２２）。

待機ＣＰＵは待行列生成要求を行う（ステップ５Ｔ２３
）、障害ＣＰＵの処理要求を待機ＣＰＵの待行列へ接続
する（ステップ５Ｔ２４）。その後、障害ＣＰＵのメツ
セージは待行列から削除される（ステップ５Ｔ２５）。

このようにすることによって、木来第２のＣＰＵ１０２
が処理する予定でＳＣＭｌｏｏが待行列に接続していた
未処理のメツセージも、待機ＣＰＵに引き継がれ処理さ
れる。

また、待行列にキューイングされたメツセージを削除す
るタイミングとしては、処理要求先ＣＰＵが該当処理を
終了した時点でＳＣ’Ｍ１００に対して削除要求を出力
し、その命令をもとにＳＣＭｌｏｏがメツセージを待行
列から削除する方法もあるが、他の方法として第５図に
示すように、削除要求の代わりに、処理要求先ＣＰＵが
該当処理を終了してその結果を他のＣＰＵへ渡すその時
にＳＣＭｌｏｏへ出力する送信要求の中に削除する待行
列の情報を含ませることによって、ＳＣＭＩＯＱ内で待
行列を削除するようにしてもよい（ステップＳＴ３３〜
５Ｔ３５）。

また、上記実施例では、共有メモリ内の通信バッファに
待行列を生成する際に処理要求先プロセッサの最大受信
メツセージ数を指定し、処理要求先からの受信要求があ
った場合、最大受信メツセージ数の判定を行い、そのメ
ツセージ数分−度に伝達することによってプロセッサ間
通信時間の短縮を図るようにしたが、最大受信メツセー
ジ数の指定の方法はどのようなものであっても上記実施
例と同様の効果を奏する。例えば、最大受信メンセージ
を指定しなくてもよく、その場合には、所定数の処理要
求が伝達される。

〔発明の効果］以上のように、この第１および第２の請求項の発明によ
れば、処理要求元のプロセッサからの送信メツセージを
待行列にキューイングするとともに処理要求元のプロセ
ッサに直ちに処理終了を通知し、処理が終了したら、該
メツセージを待行列から破棄するようにし、処理要求元
のプロセッサは待行列削除の時点まで待つ必要がないよ
うに構成したので、マルチブロセッザ間の通信効率が向
上し、処理が節ｊ４１で、かつ完全な処理を行うことが
できる。さらに、処理要求先のプロセッサの能力に応じ
て処理量を調整できるようにしたので、マルチプロセッ
サシステムの性能を向」二できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の−・実施例によるマルチプロセッサ
システムの構成図、第２図はブロセ、ザ間通信のデータ
の待行列・・、の接続方法の一例を示す説明図、第３図
および第５図はこの発明の動作を示すフローチャー１・
、第４図はプロセラ・す°障害１１．％の処理のフロー
チャー１・、第６図は従来のプロセッサシステムの構成
図、第７図はブロセソザ間通信方法のデータ流れ図であ
る。 ■は共有メモリ、６は高速ハス、１００はシステムコン
トローラ、］、　０１〜１０４ばプロセッサ、２４ａ、
２４ｂは待行列ポインタである。なお、図中、同一符号は同一・、又は相当部分を示す。特許出願人　　■菱電機株式会社２４ｏ　、２４ｂ　：　ｉＬ＋２ｉイ４ｎＷｊｌ爪°イ
〉ノ図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数のプロセッサが共通に参照し得る共有メモリ
を使用して前記各プロセッサ間の通信を行うマルチプロ
セッサ間通信方法において、前記共有メモリ上に、処理
要求を受けるプロセッサ単位に存在する待行列ポインタ
及び処理要求内容を格納する複数の通信バッファを設け
、前記複数のプロセッサのうちで他のプロセッサに対し
処理要求の内容を送信するプロセッサは対応する前記通
信バッファに処理内容を記憶し、前記処理要求の待行列
ポインタを始点として複数の通信バッファを順次待行列
構造に形成し、前記処理要求を前記通信バッファを介し
要求先プロセッサに伝達するとともに、前記要求元プロ
セッサに処理終了通知を通知することを特徴とするプロ
セッサ間通信方法。
（２）複数のプロセッサが共通に参照し得る共有メモリ
を使用して前記各プロセッサ間の通信を行うマルチプロ
セッサ間通信方法において、前記共有メモリ上に、処理
要求を受けるプロセッサ単位に存在する待行列ポインタ
及び処理要求内容を格納する複数の通信バッファを設け
、前記複数のプロセッサのうちで他のプロセッサに対し
処理要求の内容を送信するプロセッサは対応する前記通
信バッファに処理内容を記憶し、前記処理要求の待行列
ポインタを始点として複数の通信バッファを順次待行列
構造に形成し、前記通信バッファに格納された処理要求
を該処理要求先プロセッサに伝達し、前記待行列構造に
形成した通信バッファから複数の前記処理要求を一度に
伝達することを特徴とするプロセッサ間通信方法。