JPH05250317A - データ転送方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 情報処理システム内における共有バスを、故
障に対する信頼性が高く、しかも安いコストで構成でき
るデータ転送方式を提供すること。 【構成】 情報処理システムにおける共有バスを、流す
信号の種類が固定的に定められていない信号線（１１）
で構成する。一方、転送データの形式を、所定の語単位
（例、９ビット幅）の集合から成るパケットとする。そ
して、各語単位を、共有バスの各信号線（１１）に分配
して転送する。共有バスの信号線に語単位を分配する順
序（ＬＳＢ，ＭＳＢ）は予め定めておく。受信側では、
ビット同期をとってデータを再現する。これにより、デ
ータの到着タイミングを指示するストローブ信号が不用
となる。共有バスの一部の信号線（３８）が故障した時
には、故障した信号線を含む予め定められた分割範囲を
除いた部分の信号線（Ｎ／２本）を新たな共有バスと
し、データ転送を継続することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報処理システム内に
おける共有バスを、コストを高くすることなく、故障に
対する信頼性を高めたデータ転送方式に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図７は、情報処理システムの概要を示す
図である。図７において、４０はシステム管理装置、４
１は共有バス、４２はＣＰＵ（中央演算処理装置）、４
３はＤＭＡ制御装置（ＤＭＡ：ダイレクト・メモリ・ア
クセス）、４４はメモリ、４５はファイル制御装置、４
６はＩ／Ｏ制御装置である。

【０００３】このような情報処理システム内でのデータ
の転送は、共有バス４１を介して行われるが、従来の共
有バス４１は、図８に示すようにデータバス，アドレス
バス，コントロールバスで構成されている。それぞれの
バスは、幾つかの信号線１１から成っている。

【０００４】従来の共有バス４１では、それを構成する
信号線毎に、それにはどういう信号を流すかということ
が固定的に定められていた。例えば、コントロールバス
内のアドレスストローブ線にはアドレスストローブ信号
を流し、アクノリッジ線にはアクノリッジ信号を流すと
いう具合にである。そして、そのように定められた信号
以外は、流すことが許されなかった。

【０００５】図９は、ストローブ信号を説明する図であ
り、（イ）はデータ線上に出ているデータを示し、
（ロ）はストローブ信号を示している。ストローブ信号
は、それが出ている時にデータ線上に出ている信号が、
真に有効なデータであることを表す。従来の共有バス４
１でデータを転送する場合、複数本のデータ線上に所望
のデータが出そろったことを明示的に示す為に、データ
を送るに際しては、現在データ線に出ている信号が、有
効な真のデータであることを知らせるストローブ信号が
必要とされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】

（問題点）しかしながら、前記した共有バスを介して行
う従来のデータ転送方式では、いずれかの信号線に故障
が発生した場合でも、なおかつ正常な動作を続行できる
ようにするためには、全く同じ構成の共有バスを二重に
備えておく必要があり、コストが高くなると共に装置が
大型化するという問題点があった。

【０００７】（問題点の説明）従来の共有バスでは、各
信号線にはどういう信号を流すかということが定められ
ているから、或る１本の信号線が故障した場合、他の信
号線で代替させることが出来ない。従って、全体の動作
は停止せざるを得ない。動作の信頼性を高めるため、い
ずれかの信号線に故障が生じたとしても、動作を続行で
きるようにするためには、全く同じ構成の共有バスをも
う１つ予備系として用意しておき、故障が発生するや直
ちに予備系に切り換えるようにする必要があった。

【０００８】しかしながら、滅多に起こらない故障に備
えて、全く同じ構成の予備系を用意しておくことは、コ
ストの増大を招くと共に、装置を大型化してしまう。そ
のため、銀行オンラインシステムや航空管制システム等
のように、特に高度な信頼性を要求されるシステムを除
いては、事実上、導入することが出来なかった。本発明
は、このような問題点を解決することを課題とするもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明のデータ転送方式では、データを授受する複
数個の装置が接続された共有バスを備え、転送するデー
タを所定の語単位の集合から成るパケットとし、該共有
バスの構成は前記語単位を分配する順序が定められた複
数個の信号線から成るバスとし、受信側ではビット同期
をとってデータを再現することとした。

【００１０】また、前項のデータ転送方式において、共
有バスを構成する一部の信号線が故障した場合、故障し
た信号線を含む予め定められた分割範囲を除いた部分の
信号線を新たな共有バスとして、転送を続行する。

【００１１】

【作 用】情報処理システムにおける共有バスを、流
す信号の種類が固定的に定められていない信号線で構成
する。一方、転送データの形式を、所定の語単位（例、
９ビット幅）の集合から成るパケットとする。そして、
各語単位を、共有バスの各信号線に分配して転送する。
共有バスの信号線に語単位を分配する順序は予め定めて
おく。受信側では、ビット同期をとってデータを再現す
る。これにより、データの到着タイミングを指示するス
トローブ信号を要することなく、データを受信すること
が可能となる。

【００１２】また、共有バスの一部の信号線が故障した
時には、故障した信号線を含む予め定められた分割範囲
を除いた部分の信号線を新たな共有バスとして使用し、
それまでと同じプロトコルでデータ転送をする。これに
より、全く同一構成の共有バスを２重に備えておかなく
とも、故障時にデータ転送を継続することが可能とな
る。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明におけるバス構造を示す図
である。共有バスは、Ｎ本の信号線１１から成っている
が、どの信号線にはどういう信号を流すというように、
その役割か固定的には定められていない。ビット０に対
応する信号線から、ビットＮ−１に対応する信号線ま
で、流す信号の種類に関しては平等である。

【００１４】定められているのは、データを転送する場
合、共有バスのどちら側の信号線から使用するかという
順序付けだけである。使用し始める側の信号線をＬＳＢ
（Least Significant Bit ）とし、その反対側の信号線
をＭＳＢ（Most SignificantBit）とする。図１の例で
は、ビット０に対応する信号線１１をＬＳＢとしている
から、こちら側の信号線から所要本数だけ使用して、デ
ータ転送を行う（その様子は、後に図４で詳細に説明す
る）。

【００１５】本発明の共有バスでは、データを、可変長
のパケットという形にして転送する。共有バスでのプロ
トコル（通信手順）も、パケットのやりとりに適した公
知のものを採用する。本発明の特徴の１つは、１つの情
報処理システム内の共有バス上で、パケット通信と同様
の手法によりデータ転送を行うようにした点にある。

【００１６】図２は、故障時における共有バスの使い方
を説明する図である。符号は、図１のものに対応してい
る。図２（イ）は、Ｎ本（この場合６４本）の信号線１
１から成る共有バスにおいて、ビット３８に対応する信
号線１１が故障した場合を示している。このような場
合、図２（ロ）に示すように共有バスを例えば半分に分
割し、故障した信号線１１を含んでいない方の半分（ビ
ット０〜ビット３１）のみを使って、故障前と同じプロ
トコルでデータ転送を行う（１／２分割で縮退運用）。
その場合にも、やはりＬＳＢ，ＭＳＢの順序付けをす
る。

【００１７】１／２分割で縮退運用している時に故障が
生じた場合には、更に縮退運用する。例えば、図２
（ロ）でビット２５に対応する信号線が故障した時に
は、１／２分割で縮退運用しているバスを更に半分に分
割し、故障信号線を含まない方の半分（ビット０〜ビッ
ト１５のＮ／４本から成る半分）を使って、故障前と同
じプロトコルでデータ転送を行う。図２（ハ）は、それ
を示している。

【００１８】図４は、バスに故障が生じていない時の転
送状態を示す図である。ここでは、ビット０からビット
６３までのビットに対応した、６４本の信号線１１から
成る共有バスを例にとっている。図４において、１２，
１３はヘッダ、１４，１５，１６はパケット長識別子、
１７，１８，１９はＣ／Ｄ識別子、２０，２１，２２は
信号内容部、２３，２４は終了マーク、２５，２６は継
続マークである。

【００１９】データ転送は、データを可変長のパケット
の形にして行う。図の１サイクルの間に送られるパケッ
トについて説明すると、ヘッダ１２はパケットの先頭を
表し、終了マーク２３はパケットの末端を表す。パケッ
ト長識別子１４は、パケットの長さ（ヘッダ１２から終
了マーク２３まで）を表す。Ｃ／Ｄ識別子１７は、信号
内容部２０の内容が制御信号（Control ）か、それとも
データ（Data）かを表す。信号内容部２０には、転送し
たいデータなりアドレスなりが格納される。

【００２０】各信号線１１に流される語の単位は、例え
ば、図６に示すように、データビット８ビットに、パリ
ティビット１ビット分を加えた９ビット幅とされる。従
って、例えば１つの語単位であるヘッダ１２も、９ビッ
トから成っている。可変長のパケットは、共有バスの信
号線１１の内、ＬＳＢ側から詰めて使用して送られる。
図４において、１サイクル目のトランザクション（１回
の転送処理）で取り扱われているパケットの長さは、比
較的短く、ビット３０に相当する信号線１１までを使え
ば送ることが出来る。従って、１サイクルの間で終了マ
ーク２３まで送り終えることが出来ている。

【００２１】しかし、２サイクル目からのトランザクシ
ョンで取り扱われているパケットは長く、共有バスの６
４本すべての信号線１１を使用しても、送ることが出来
ない。このような場合には、最後の６４本目の信号線１
１では継続マーク２５を送り、そのサイクルを終える。
そして、残りのデータは、次のサイクルで送る。次の３
サイクル目では、ＬＳＢのビット０の信号線１１で継続
マーク２６を送って前回のサイクルの続きであることを
明確にし、それに連なる信号線でパケット長識別子１
６，Ｃ／Ｄ識別子１９および信号内容部２２を送る。

【００２２】図５は、バスに故障が生じてバス幅を半分
にして運用する時の転送状態を示す図である。例えば、
図４でビット３８に対応する信号線１１に故障が生じた
場合、共有バスは半分に分割され、故障信号線を含まな
い半分（つまりビット０〜ビット３１に対応する３２本
の信号線）のみを使って、転送を継続する（図２（ロ）
参照）。このようにバス幅を縮めて運用することを、縮
退運用という。それを表したのが、図５である。符号
は、図４のものに対応し、２７〜３０は継続マークであ
る。

【００２３】１サイクル目のトランザクションはパケッ
ト長が短く、３１本の信号線があれば転送することが出
来るから、１サイクルで終了する。２サイクル目から始
まるトランザクションはパケット長が長く、４サイクル
目までかかって漸く終了することが出来る。サイクルを
変わる毎に継続マークを送って、続きのデータであるこ
とを明確にする。

【００２４】情報処理システムには、図７に示したよう
に、システム管理装置４０が備えられているが、図３
は、本発明を適用する情報処理システムにおけるシステ
ム管理装置の１例を示す図である。図３において、１は
エラー記録レジスタ、２はバス運用制御部、３はリセッ
トスイッチ、４はパリティ検査回路、５はビット同期化
回路、６はデータバッファ、７は運用ステータスレジス
タ、８は縮退運用指示パケット送出部、９は切換スイッ
チ部、１０は指示信号バッファである。

【００２５】このシステム管理装置４０の役割は、共有
バス４１に故障が発生していないかどうかを検査し、故
障した時には、共有バス４１の健全などの部分を使って
運用するかを指示することである。そこで、共有バス４
１を構成する各信号線から、まずデータバッファ６にデ
ータを取り入れ、ビット同期化回路５により語単位（語
は例えば９ビットから成る）でビット同期をとる。

【００２６】なお、ビット同期機構は、公知のものを採
用することが出来る（ビット同期についての文献として
は、例えば特開平１−307335号公報，特開平２− 30256
号公報がある）。ビット同期をとり、そのワードフレー
ムの中で占める位置によりデータを再現するから、各信
号線に流す信号の種類が固定的に決められていた従来の
共有バスでは必要とされていたストローブ信号は、不用
となる。

【００２７】パリティ検査回路４では、再現されたデー
タについて公知のパリティチェックをし、エラーがない
かどうかを調べる。エラーは、エラー記録レジスタ１に
記録される。エラーが１回でも発生すれば、直ちに故障
と判定してしまうことも出来るが、外来ノイズ等により
たまたまエラーが発生することもあるので、そのような
エラーには惑わされないようにするため、同一信号線上
で規定回数以上のエラーが記録された場合に限り、故障
と判定するようにすることも出来る。

【００２８】バス運用制御部２へ故障が知らされると、
バス運用制御部２は、運用ステータスレジスタ７の情報
を更新すると共に、縮退運用指示パケット送出部８に共
有バス４１を分割する情報を提供する。運用ステータス
レジスタ７には、現在、共有バス４１のどのブロックが
故障中であるかの情報が保持されていて、新たに故障が
発生すると、その故障も追加される形で該情報が更新さ
れる。バス運用制御部２は、運用ステータスレジスタ７
から得られる故障情報に基づき、どのように分割したブ
ロックの信号線を使用すれば、正常にデータを転送し続
けられるかを割り出し、縮退運用指示パケット送出部８
に指示を出す。

【００２９】縮退運用指示パケット送出部８は、使用可
能なブロックを指示する制御パケットを、共有バス４１
に送出する。制御パケットの送出は、例えば切換スイッ
チ部９により使用可能なブロックに対応した指示信号バ
ッファ１０を選択し、それを通じて使用可能なブロック
の信号線に送出する。

【００３０】共有バス４１に接続されている全ての装置
（図７のＣＰＵ４２，ＤＭＡ制御装置４３等）は、同時
にこの制御パケットを受け取り、以後のデータ転送は、
新たに定められたブロックを使用して行われる（縮退運
用）。リセットスイッチ３は、共有バス４１の故障が復
旧した時に押すスイッチであり、これが押されると、故
障の記録等は抹消される。

【００３１】以上の例では、縮退運用する場合の分割を
１／２づつにしているが、１／３とか１／５とかであっ
ても構わない。語単位のデータ幅や、共有バスのバス幅
についても、種々の幅にすることが出来ることも、言う
までもない。

【００３２】なお、上例では、共有バスを分割して行う
縮退運用は、故障時に行うとして説明したが、正常時に
行うことも出来る。即ち、故障のない共有バスを複数個
（例、２つ）に分割して、分割したそれぞれを独立した
共有バスとして使用する使用の仕方である。この場合に
は、情報処理システムに、拡張性（スケーラビリティ）
を持たせることが出来る。

【００３３】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明のデータ転送方
式によれば、共有バスの各信号線に流す信号の種類を特
に定めず、パケット化されたデータの１つの語単位を割
り当てて転送するので、共有バスの一部の信号線が故障
しても、故障した信号線を含む予め定められた分割範囲
を除いた部分の信号線を新たな共有バスとして、同じプ
ロトコルでデータ転送を継続することが出来るようにな
った。そのため、全く同じ共有バスを予備系として備え
るという大型化やコスト高を招く措置を講じなくとも、
耐故障性（Fault Tolerant, フォールトトレラント）の
大なるデータ転送方式を得ることが出来る。

【００３４】また、受信側では、語単位でビット同期を
とることによりデータを再現するので、従来の共有バス
でデータ転送する場合には必要とされていたストローブ
信号が、不用となる。

【００３５】更に、共有バスの信号線が故障していなく
とも複数個に分割して縮退運用すれば、既設の共有バス
内に独立した複数個の共有バスを実現することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明におけるバス構造を示す図

【図２】 故障時における共有バスの使い方を説明する
図

【図３】 本発明のデータ転送方式で使用するシステム
管理装置の１例を示す図

【図４】 バスに故障が生じていない時の転送状態を示
す図

【図５】 バスに故障が生じてバス幅を半分にして運用
する時の転送状態を示す図

【図６】 データ幅の１例を示す図

【図７】 情報処理システムの概要を示す図

【図８】 共有バスの構成を示す図

【図９】 ストローブ信号を説明する図

【符号の説明】

１…エラー記録レジスタ、２…バス運用制御部、３…リ
セットスイッチ、４…パリティ検査回路、５…ビット同
期化回路、６…データバッファ、７…運用ステータスレ
ジスタ、８…縮退運用指示パケット送出部、９…切換ス
イッチ部、１０…指示信号バッファ、１１…信号線、１
２，１３…ヘッダ、１４，１５，１６…パケット長識別
子、１７，１８，１９…Ｃ／Ｄ識別子、２０，２１，２
２…信号内容部、２３，２４…終了マーク、２５〜３０
…継続マーク、４０…システム管理装置、４１…共有バ
ス、４２…ＣＰＵ、４３…ＤＭＡ制御装置、４４…メモ
リ、４５…ファイル制御装置、４６…Ｉ／Ｏ制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 データを授受する複数個の装置が接続さ
   れた共有バスを備え、転送するデータを所定の語単位の
   集合から成るパケットとし、該共有バスの構成は前記語
   単位を分配する順序が定められた複数個の信号線から成
   るバスとし、受信側ではビット同期をとってデータを再
   現することを特徴とするデータ転送方式。
2. 【請求項２】 共有バスを構成する一部の信号線が故障
   した場合、故障した信号線を含む予め定められた分割範
   囲を除いた部分の信号線を新たな共有バスとすることを
   特徴とする請求項１記載のデータ転送方式。