JPH05250343A - 耐故障性情報処理装置 - Google Patents

耐故障性情報処理装置

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Publication number
JPH05250343A
JPH05250343A JP4084800A JP8480092A JPH05250343A JP H05250343 A JPH05250343 A JP H05250343A JP 4084800 A JP4084800 A JP 4084800A JP 8480092 A JP8480092 A JP 8480092A JP H05250343 A JPH05250343 A JP H05250343A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bus
cpu
wait
diagnosis
fault
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4084800A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Koyama
雅行 小山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP4084800A priority Critical patent/JPH05250343A/ja
Publication of JPH05250343A publication Critical patent/JPH05250343A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 バス待ち発生で故障診断を実行し、バス待ち
解除で診断を中断し、通常動作へ復帰するが、一定時間
間隔毎に設けてあるチェックポイントに到達すると、通
常動作を中断し、故障診断の残りを全て実行し、かつ故
障発生時にスペアCPUに処理を引き継ぐようにした。 【効果】 故障診断による通常動作中断時間の短縮と、
故障修復の時間的後戻りを低減できることとにより、フ
ォールトトレラント装置全体の処理速度向上が実現可能
となった。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、系を多重化すること
により耐故障性(Fault Tolerant)の強化を図った情報処
理装置(以下、フォールトトレラント装置と称す)に関
し、特にその動作を高速化するためのシステム制御方式
の改良を図ったものに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は従来のこの種のフォールトトレラ
ント装置を示し、この従来例は二重化されたCPUを1
単位としてこれを複数持つことにより、マルチ処理を並
列に実行するものである。図6において、11 〜1n
通常状態において処理を実行する、自己診断機能を備え
たCPU1〜CPUn、11 ′〜1n ′はCPU1〜C
PUnの故障発生時にこれに代ってその処理を代行する
スペアCPU1′〜CPUn′で、CPU1〜CPUn
とは対称な構成を持つものである。101 〜10n はC
PU1,CPU1′、…、CPUn,CPUn′の各単
位毎に設けられた、バス制御を行なうバスコントローラ
であり、CPU1,CPU1′、…、CPUn,CPU
n′はこのバスコントローラ101 〜10n を介してバ
スに接続されている。200はこのバスコントローラ1
1 〜10n により制御されるバス、100はバス20
0を介して、以上のように構成された各CPUの一単位
毎に処理を振り分ける等のシステム制御を行うシステム
コントロールCPUである。
【0003】次に、図7の各動作モードについてその説
明を行う。CPU1〜CPUnの動作モードとして、通
常動作a、自己故障診断動作b、状態セーブ動作c、故
障発生時のCPUnの制御動作dがあり、システムコン
トロールCPUの動作モードとして、通常動作a、状態
セーブ動作e、故障発生時のシステムコントロールCP
Uの制御動作fがある。また、スペアCPUn′の動作
モードとして通常動作a、故障発生時のCPUn′の制
御動作gとがある。
【0004】次に動作について説明する。この従来のフ
ォールトトレラント装置は、一定時間間隔毎に設けてあ
るチェックポイントに到達するとCPU1〜CPUn
(11〜1n )は通常動作を中断し、その内部のROM
あるいはシステムエリア等に搭載された故障診断プログ
ラムを最後まで走らせる制御方式と、かつこの制御方式
により故障が検出された時にその旨をシステムコントロ
ールCPU100に通知し、システムコントロールCP
U100はスペアCPU1′〜CPUn′(11′〜1
n ′)にその処理を引き継がせる制御方式とを有するも
のである。
【0005】そして、この従来のフォールトトレラント
装置における故障診断は、図8に示すように、タイマー
割込発生により(ステップ81,82)一定時間間隔毎
に通常動作を中断し(ステップ83)、故障診断プログ
ラムを診断終了まで実行した後(ステップ84,8
5)、通常動作に戻る。また、故障修復では、発生した
故障をシステムCPU100に知らせ、図7のfの過去
の正常状態をロードする動作を行うとともに、その旨を
スペアCPUn′に知らせ、図7のgの過去の正常状態
をロードする動作を行い(ステップ89)、CPUnは
図7のdのストップ動作を行う(ステップ90)。これ
に対し、診断結果が正常ならば、CPUnは図7のcの
正常状態のセーブ動作を行うとともに(ステップ8
6)、システムCPU100をヒットしてCPUnに関
するシステムCPUの正常状態のセーブ動作、即ち、図
7のeの動作を行い(ステップ87)、タイマー値のリ
セット(ステップ88)を行なって通常状態へ復帰する
(ステップ91)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来のフォールトトレ
ラント装置は以上のように構成されているので、故障診
断に関しては一定時間間隔毎に故障診断プログラムを全
編実行することとなり、この間、通常動作が中断される
ことにより装置全体の速度低下が生じるという問題があ
るほか、故障修復時、過去の正常状態に戻ることとなる
が、故障診断を一定時間間隔で行っているため、過去の
状態への戻り率が常に一定時間間隔分必要となり、装置
全体の速度が低下してしまうという問題を生じていた。
【0007】この発明は、上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、故障診断を実行した時のスル
ープットを向上できるとともに、故障修復時のリカバリ
ーに要するオーバヘッドを排除できるフォールトトレラ
ント装置を得ることをその目的としており、さらに、フ
ォールトトレラントに適した構成,制御方式を有するフ
ォールトトレラント装置を提供することをその目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る耐故障性
情報処理装置は、その基本構成要素であるバス待ち判定
回路がバス待ち発生とバス待ち終了を判定し、自己故障
診断機能を備えたCPUの故障診断のスタートとストッ
プを制御するように装置を構成したものである。
【0009】また、この発明に係る耐故障性情報処理装
置は、CPUを通常状態において処理を実行するための
CPUと該CPUの故障発生時にその処理を代行するス
ペアCPUとで構成し、かつバスの制御を行うバスコン
トローラと、CPUおよびバスコントローラを含んだシ
ステムの制御を行うシステムコントロールCPUとを備
え、バス待ち発生で故障診断を実行し、バス待ち解除で
故障診断を中断し、通常動作へ復帰するが、一定時間間
隔毎に設けてあるチェックポイントに到達すると通常動
作を中断し、故障診断を最後まで実行させるとともに、
通常状態での処理用のCPUの故障発生時にスペアCP
Uに処理を引き継がせるようにしたものである。
【0010】
【作用】この発明における耐故障性情報処理装置は、上
述のように構成したことにより、バス待ち発生毎に故障
診断プログラムを部分的に実行できるので、定期的な故
障診断においてはバス待ち発生時の故障診断で処理でき
なかった残りの故障診断だけを通常動作を中断して行え
ばよくなることにより、通常動作中断時間の削減が可能
となる。
【0011】また、この発明における耐故障性情報処理
装置は、上述のように構成したことにより、故障が生じ
た場合はスペアCPUにその処理を引き継がせることが
可能となり、しかも、故障検出がバス待ち発生時の故障
診断のみで行えた場合は、故障検出時刻と過去の正常状
態までの時刻との間隔は常に定期的な故障診断間隔より
も短いので、故障修復に要する時間の削減を可能とした
こととの両者により、フォールトトレラント装置全体の
処理速度が向上する。
【0012】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1にこの発明の一実施例による耐故障性情報処
理装置の全体の構成図を、図2にその動作タイミング図
を、図3〜図5にフォールトトレラント動作のフロー
を、図9,図10にバス待ち判定回路の構成例を示す。
【0013】図1において、11 〜1n は通常状態にお
いて処理を実行する、自己診断機能を備えたCPU1〜
CPUn、11 ′〜1n ′はCPU1〜CPUnの故障
発生時にこれに代ってその処理を代行するスペアCPU
1′〜CPUn′で、CPU1〜CPUnとは対称の構
成を持つものである。また、101 〜10n はCPU
1,CPU1′、…、CPUn,CPUn′の各単位毎
に設けられた、バス制御を行なうバスコントローラ、2
00はこのバスコントローラ101 〜10n により制御
されるバス、100はバス200を介して、以上のよう
に構成された各CPUの一単位毎に処理を振り分ける等
のシステム制御を行うシステムコントロールCPUであ
る。そして、本実施例においては、CPU1,CPU
1′、…、CPUn,CPUn′はCPUとスペアCP
Uを対とする各単位毎に図示しないバス待ち判定回路を
有しており、このバス待ち判定回路はバスに待ち状態が
発生しているか否かを判定し、その判定結果に応じて、
CPU1〜CPUnはその自己診断を実行する。
【0014】この実施例によるフォールトトレラント装
置は、ハード的にはバス待ち判定回路と、自己故障診断
機能を有するCPU1〜CPUnと、これと対称な構成
を有し、CPU1〜CPUnに故障が発生した時にこれ
に代ってその処理を代行するスペアCPU1′〜CPU
n′とを基本構成要素とし、バス制御を行うバスコント
ローラとシステム制御を行うシステムコントロールCP
Uとを有し、その動作モードとして図2のa〜gまでの
モードを有し、さらにその故障診断方式としてバス待ち
時間を有効利用することを特徴とするものである。
【0015】次に、図2の各動作モードについてその説
明を行う。CPU1〜CPUnの動作モードとして、通
常動作a、自己故障診断動作b、状態セーブ動作c、故
障発生時のCPUnの制御動作dがあり、システムコン
トロールCPUの動作モードとして、通常動作a、状態
セーブ動作e、故障発生時のシステムコントロールCP
Uの制御動作fがある。また、スペアCPUn′の動作
モードとして通常動作a、故障発生時のCPUn′の制
御動作gとがある。
【0016】また、図9と図10はCPU1,CPU
1′、〜、CPUn,CPUn′の各組に内蔵されるバ
ス待ち判定回路の構成例を示すもので、図9の回路は、
n個の直列接続されたDラッチ911 〜91n によりn
ビットのシフトレジスタを構成しており、ANDゲート
96,94,95およびDラッチ92,93により、
(バス要求信号がH)かつ(iビット幅(但し、2i
n>2i-1 )の/バス獲得信号が全てL)かつ(バス順
番待ち信号の値がkを超える)場合にシフトクロックを
出力し、それ以外のときはリセットを出力することによ
り、シフトレジスタがクロックをn個カウントした時に
バス待ち割り込み発生信号を発生するものである。
【0017】また、図10の回路は、カウンタ102に
より(バス要求信号がH)かつ(iビット幅(但し、2
i ≧n>2i-1 )の/バス獲得信号が全てL)かつ(バ
ス順番待ち信号の値がkを超える)場合にカウントアッ
プしそれ以外の場合はリセットすることにより、クロッ
クをn個カウントした時にデコーダ101がバス待ち割
り込み発生信号を発生するものである。
【0018】また、図11はこの図9,図10に示され
たバス待ち判定回路の上位概念的な構成を示すもので、
図において、111は上述のように、(バス要求信号が
H)かつ(iビット幅(但し、2i ≧n>2i-1 )の/
バス獲得信号が全てL)かつ(バス順番待ち信号の値が
kを超える)場合にクロックを出力するカウント制御回
路、112はクロック数をカウントできるカウンタもし
くはシフトレジスタである。
【0019】次に図2と図3ないし図5を用いて、CP
Unを例にとってそのフォールトトレラント動作につい
て説明する。故障診断はバス待ち状態の発生毎、および
一定時間間隔毎に設けてあるチェックポイントに到達す
る毎に発生する。
【0020】まず、図示しないメモリとのメモリアクセ
スの都合等によりCPUnでバス待ち状態が発生すると
(ステップ31)、CPUnの動作モードは図2のaか
ら図2のbへ遷移し、レジスタの内容等を退避する処理
(ステップ32)を行なった後、自己故障診断を開始す
る(ステップ33)。また、バス待ち状態が解消し(ス
テップ36)、バス待ち判定回路がバス獲得信号をバス
コントローラ10nから受信すると、図2のbの自己診
断モードを中断して図2のaの通常動作モードに戻る。
ここで、診断結果が正常と判断され、かつ、診断が終了
した時は(ステップ34,35)、CPUnは図2のb
の動作モードから図2のcの状態セーブモードへ遷移し
て、正常時のCPUnの状態を全て記憶すると同時に、
システムコントロールCPUをヒットして、この時点で
のシステムコントロールCPUの持つCPUnに関する
状態を全て記憶する、図2のeの状態セーブモードを発
生させる(ステップ39,40)。また診断結果が異常
と判断された時は(ステップ34)、故障発生信号をC
PUnからシステムコントロールCPU100とスペア
CPUn′に送ると同時に、CPUnの停止を行う図2
のdの動作モードを実行する。
【0021】この時、故障発生信号を受信したシステム
コントロールCPU100はCPUnの過去の正常状態
まで制御を戻す図2のfの動作モードを行い、また、こ
の時、スペアCPUn′は起動後、CPUnの過去の正
常状態をロードし、CPUnの代わりに処理を続行し、
図2のgの動作モードを行う(ステップ41,42)そ
してタイマー値をリセットした後(ステップ43)、通
常状態へ復帰する(ステップ44)。
【0022】なお、ステップ37においてタイマー値を
確認して診断を行なう必要があると判定した場合も、同
様の処理(ステップ45〜53)により以上と同様の動
作を行なう。
【0023】次に、一定時間経過毎に発生する故障診断
では、タイマー割り込みが発生する毎に(ステップ5
4)、通常動作を中断し、故障診断終了まで診断処理を
実行する。この時の故障発生時の動作と正常終了時の動
作はバス待ち状態時の動作と同じ動作となる(ステップ
55〜64)。
【0024】以上の構成と動作とにより、装置内部に故
障が発生しても外部へは常に正しい値を出力することが
でき、故障診断の実行を装置全体で高速化できるととも
に、故障修復時間による装置全体の低速化回避と、故障
発生後の装置全体の低速化回避を可能としたフォールト
トレラント装置を提供できる。
【0025】このように、上記実施例によれば、バス待
ち判定回路と自己故障診断機能を有するCPUと、CP
Uの故障発生時にその処理を代行するスペアCPUと、
バス制御を行うバスコントローラと、システム制御を行
うシステムコントロールCPUとを備え、バス待ち発生
毎に故障診断を部分的に実行するようにしたので、定期
的な故障診断においてはバス待ち発生時の故障診断で処
理できなかった残りの故障診断だけを通常動作を中断し
て行えばよくなることにより、通常動作中断時間の削減
が可能となり、しかも故障検出がバス待ち発生時の故障
診断のみで行えた場合、故障検出時刻と過去の正常状態
までの時刻との間隔は常に定期的な故障診断間隔よりも
短いことにより、故障修復に要する時間の削減をも可能
となり、フォールトトレラント装置全体の処理速度を大
きく向上できる。
【0026】また、本実施例の高信頼性装置の構成要素
であるバス待ち判定回路と自己故障診断機能を備えたフ
ォールトトレラント半導体装置CPUは、バス待ち判定
回路を用いることにより、ソフト制御不能な短時間のバ
ス待ち状態を排除できることにより、バス待ち発生時の
故障診断の効率化を図ることができる。
【0027】なお、上記実施例におけるCPU1〜CP
UnおよびCPU1′〜CPUn′はそれぞれCPUボ
ードであっても、半導体集積回路化されたMPUであっ
てもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
【0028】また、上記実施例では、CPU1〜CPU
nおよびスペアCPU1′〜CPUn′はその機能が対
称であるとし、従って自己診断機能は両者に備わってい
るものとしたが、自己診断機能は少なくとも通常の処理
実行用のCPU1〜CPUn側のみに装備されていれば
よく、上記実施例と同様の効果を奏する。
【0029】さらに、上記実施例では、通常状態での処
理実行用のCPUとスペアCPUの組が複数ある場合に
ついてのみ示したが、これは1組のみであってもよく、
上記実施例と同様の効果を奏する。
【0030】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る耐故障性
情報処理装置によれば、CPUが接続されたバスに待ち
状態が発生しているか否かを判定し、バス待ち状態であ
ると判定した時にCPUの自己診断を実行するようにし
たので、一定時間間隔ごとに自己診断をそれが完了する
まで実行する従来のものに比し、通常動作の中断時間を
削減できるという効果がある。
【0031】また、この発明に係る耐故障性情報処理装
置によれば、通常状態において処理を実行するためのC
PUと該CPUの故障発生時にその処理を代行するスペ
アCPUとからCPUを構成し、バスの制御を行うバス
コントローラと、上記CPUおよび上記バスコントロー
ラを含んだシステムの制御を行うシステムコントロール
CPUとを設け、バス待ち発生で故障診断を実行し、バ
ス待ち解除で故障診断を中断し、通常動作へ復帰する
が、一定時間間隔毎に設けてあるチェックポイントに到
達すると通常動作を中断し、故障診断を最後まで実行さ
せるとともに、通常状態での処理用のCPUの故障発生
時にスペアCPUに処理を引き継がせるようにしたの
で、通常動作の中断時間の削減が可能となり、このため
故障が生じた場合はスペアCPUにその処理を引き継が
せることが可能となり、しかも故障検出がバス待ち発生
時の故障診断のみで行えた場合、故障検出時刻と過去の
正常状態までの時刻との間隔は常に定期的な故障診断間
隔よりも短いため、故障修復に要する時間の削減をも可
能となり、装置全体の処理速度を大きく向上できる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による耐故障性情報処理装
置の全体構成図である。
【図2】図1の装置の動作タイミング図である。
【図3】図1の装置のバス待ち割り込み発生動作を示す
フローチャート図である。
【図4】図1の装置のバス待ち割り込み発生動作を示す
フローチャート図である。
【図5】図1の装置の定期的自己故障診断動作を示すフ
ローチャート図である。
【図6】従来の装置の全体構成図である。
【図7】従来の装置の動作タイミング図である。
【図8】従来の装置の動作を示すフローチャート図であ
る。
【図9】バス待ち判定回路の構成を示す図である。
【図10】バス待ち判定回路の構成を示す図である。
【図11】バス待ち判定回路の上位概念的な構成を示す
図である。
【符号の説明】
1 〜1n CPU 11 ′〜1n ′ スペアCPU 101 〜10n バスコントローラ 100 システムコントロールCPU 200 バス

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPUが接続されたバスに待ち状態が発
    生しているか否かを判定するバス待ち判定回路と、 該バス待ち判定回路がバス待ち状態であると判定した時
    にCPUの自己診断を実行する自己故障診断手段とを備
    えたことを特徴とする耐故障性情報処理装置。
  2. 【請求項2】 上記CPUは通常状態において処理を実
    行するためのCPUと該CPUの故障発生時にその処理
    を代行するスペアCPUとからなり、 上記バスの制御を行うバスコントローラと、 上記CPUおよび上記バスコントローラを含んだシステ
    ムの制御を行うシステムコントロールCPUとを備え、 バス待ち発生で故障診断を実行し、バス待ち解除で故障
    診断を中断し、通常動作へ復帰するが、一定時間間隔毎
    に設けてあるチェックポイントに到達すると通常動作を
    中断し、故障診断を最後まで実行させるとともに、 通常状態での処理用のCPUの故障発生時にスペアCP
    Uに処理を引き継がせることを特徴とする請求項1記載
    の耐故障性情報処理装置。
JP4084800A 1992-03-05 1992-03-05 耐故障性情報処理装置 Pending JPH05250343A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4084800A JPH05250343A (ja) 1992-03-05 1992-03-05 耐故障性情報処理装置

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JP4084800A JPH05250343A (ja) 1992-03-05 1992-03-05 耐故障性情報処理装置

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JPH05250343A true JPH05250343A (ja) 1993-09-28

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ID=13840787

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