JPH05289896A - フォールトトレラントコンピュータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 二重化バスをもつフォールトトレラントコン
ピュータにおいて、プロセッサモジュールのハードウェ
ア量を少なくし、監視動作を簡素化することで、監視動
作を高速にする構成を得る。 【構成】 切替回路１０５が、データの流れるシステム
バス００２，００３を判別し、バス監視先の切替えを行
うことで、一つのスヌーパ１０３が二重化バスを監視す
る。 【効果】 スヌーパが一つになるので、プロセッサモジ
ュールのハードウェア量が少なくなり、監視動作も簡素
化し、監視動作が高速になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、たとえば無休無停止
を狙いとしたフォールトトレラントコンピュータに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は例えば米国特許ＵＳ−４８１９１
５４に示された従来のフォールトトレラントコンピュー
タを示す図である。図において、プロセッサモジュール
１００，２００とメモリモジュール００１はシステムバ
ス００２，００３に接続されており、プロセッサモジュ
ール１００はプロセッサ１０１とキャッシュメモリ１０
２とバスインタフェース１０４から構成される。各プロ
セッサモジュールは空き状態のシステムバスを使用し、
一方のバスにエラーが発生した場合にも他方のバス一つ
で対応できるようにフォールトトレラント性を持った設
計がなされている。このフォールトトレラントコンピュ
ータは、排他制御を行なうマルチプロセッサシステムを
構築している。

【０００３】しかし、このフォールトトレラントコンピ
ュータが排他制御を行わないマルチプロセッサシステム
を構築する場合、キャッシュメモリの整合性を保たなけ
ればならない。図７は、排他制御を行わないマルチプロ
セッサシステムを想定したフォールトトレラントコンピ
ュータを示す図である。００１，００２，００３，１０
０，１０１，１０２，１０４，２００は上記従来装置と
同一のものである。１０３ａ，１０３ｂは、各々システ
ムバス００２，００３を監視するスヌーパである。

【０００４】図７において、プロセッサモジュール１０
０がシステムバス００２を使用する場合、スヌーパ１０
３ａがシステムバス００２を監視し、プロセッサモジュ
ール１００がシステムバス００３を使用する場合、スヌ
ーパ１０３ｂがシステムバス００３を監視する。この例
では、複数のシステムバスについて、必ず１対１に対応
するシステムバスト同じ数のスヌーパを設けなければい
けない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】フォールトトレラント
コンピュータでは、システムバス００２，００３が独立
に動作するため、スヌーパがそれぞれのシステムバスに
対して二個必要になり、ハードウェア量が多いという欠
点があった。また、二つのスヌーパを制御する必要があ
るため、監視動作が複雑になり、高速化が困難であると
いう欠点があった。

【０００６】本発明は、システムバスが複数あってもハ
ードウェア量の増加を少なくするとともに、監視動作を
簡素化することのできるフォールトトレラントコンピュ
ータを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のフォールトトレ
ラントコンピュータは、情報を記憶するメモリモジュー
ル（記憶装置）とメモリモジュールとプロセッサモジュ
ール（処理手段）の間で情報を転送するための共通路と
なる複数のシステムバスと以下の要素を有するプロセッ
サモジュール（処理手段）を備えている。（ａ）情報を
処理するプロセッサ（演算装置）、（ｂ）上記複数のシ
ステムバスを監視するシステムバスの数未満数のスヌー
パ、（ｃ）スヌーパとシステムバスの間で、スヌーパが
監視すべきバスを選択する切替回路、（ｄ）システムバ
スから転送された情報のエラーチェックなどを行い、状
況に応じて、上記切替回路を切り替える切替制御手段。

【０００８】

【作用】本発明のフォールトトレラントコンピュータ
は、切替回路を設けることによりスヌーパが監視するシ
ステムバスを切替えることができるため、システムバス
１つに対して、スヌーパが１つ必要でなくなる。このた
め、スヌーパのハードウェアを小さくすることができ、
監視動作が簡素化できるため高速化が容易になる。

【０００９】

【実施例】

実施例１．図１は本発明に係るフォールトトレラントコ
ンピュータの一実施例を示す図であり、００１はメモリ
モジュール、メモリモジュールに００２と００３のシス
テムバスが接続されており、それぞれのシステムバスよ
りプロセッサモジュール１００、プロセッサモジュール
２００がつながっている。プロセッサモジュール１００
はプロセッサ１０１とキャッシュメモリ１０２を備え、
１０３はスヌーパであり、１０５はスヌーパ１０３が監
視するバスを選択する切替回路である。１０４はシステ
ムバスから転送された情報をチェックし結果に応じて上
記切替回路を切り替えるバスインタフェースである。１
１１，１１２，１１３，１１４は内部バスをあらわす。

【００１０】図２は図１中の切替回路１０５の構成図で
ある。３０１はスヌーパ１０３が監視するバスの選択を
する切替制御回路、３０２，３０３はトリステート型の
バッファである。３１１はプロセッサ１０１が内部バス
１１１にデータを流すことを示すために出力するデータ
判別制御信号、３１２はバスインタフェース１０４がシ
ステムバス００２，００３のバス故障を検出した場合
に、どちらで故障を検出したのかを判別し、切替制御回
路３０１に伝達するエラーバス判別信号である。

【００１１】図３は図１中のバスインタフェース１０４
の構成図である。４０１はデータ判別制御信号３１１と
システムバスの状態によるバスの選択およびバス上に流
れるコードとデータのパリティチェックによる誤り検出
を行なうバス制御回路、４０２，４０３，４０４，４０
５はトリステート型のバッファである。初めに正常に動
作している場合について説明を行なう。正常時には２つ
のシステムバスは、００２をコード専用、００３をデー
タ専用として使い分けられている。

【００１２】図３において、バスインタフェース１０４
内のバス制御回路４０１は、プロセッサ１０１がメモリ
モジュール００１のコードを読出す場合システムバス０
０２につながるバッファ４０２，４０３をアクティブに
し、プロセッサ１０１が、メモリモジュール００１のデ
ータを読出したり書込んだりする場合、システムバス０
０３につながるバッファ４０５，４０４をアクティブに
する。いずれの場合もプロセッサモジュール１００に入
ってくるコード或いはデータのパリティチェックを行な
う。チェックの結果、データとコードともにエラーがな
ければ、切替回路内の切替制御回路３０１はスヌーパ１
０３がデータ専用バス００３を監視するように、バッフ
ァ３０３をアクティブにする。その結果、スヌーパ１０
３は正常時にはデータ専用バス００３のみを監視する。

【００１３】つぎに、バス制御回路４０１がパリティチ
ェックによりコード専用バス００２に故障を検出した場
合について説明を行なう。図４はコード専用バス００２
に故障が発生したときのバスインタフェースにつながる
システムバス上の情報の動きを示した図である。５０１
はコード専用バス００２が故障した時刻、５０２はコー
ド専用バス００２が故障する前のコード、５０３はコー
ド専用バス００２が故障する前のデータ、５０４はコー
ド専用バス００２が故障した後のコード、５０５，５０
６はコード専用バス００２が故障した後のデータであ
る。破線はスヌーパが監視するバスを示している。図３
において、バス制御回路４０１は、コード専用バス００
２の故障を検出したことをエラーバス判別信号３１２を
使用して切替制御回路３０１に伝達し、バッファ４０
２，４０３をネガティブにし、読出し時はバッファ４０
５を、書込み時はバッファ４０４をアクティブにする。
図２において、切替制御回路３０１はバス制御回路４０
１からエラーバス判別信号３１２を受取り、バッファ３
０２をネガティブにし、データ専用バス００３に流れる
コードとデータをデータ判別制御信号３１１を見ること
で判別を行い、データが流れる時のみにバッファ３０３
をアクティブにする。同時にバス制御回路４０１は、コ
ードもデータも両方ともデータ専用バス００３に通すと
ともに、コードもデータもパリティチェックを行なう。

【００１４】この動作を図４を用いて説明すると、故障
が検出される前は、コード専用バス００２には５０２の
コード、データ専用バス００３には５０３のデータが通
り、スヌーパはシステムバス００３上のデータ５０３を
監視する。コード専用バス００２に故障が検出された後
は、上記で説明したようにコード５０４もデータ５０５
と５０６も両方データ専用バス００３に通る。その時、
スヌーパ１０３はデータ専用バス００３上をデータ５０
５と５０６が流れている時のみバスの監視を行なう。

【００１５】バス制御回路４０１がパリティチェックに
よりデータ専用バス００３に故障を検出した場合につい
て説明を行なう。図５はデータ専用バス００３に故障が
発生した時の説明図である。６０１はデータ専用バス０
０３が故障した時刻、６０２はデータ専用バス００３が
故障する前のコード、６０３はデータ専用バス００３が
故障する前のデータ、６０４はデータ専用バス００３が
故障した後のコード、６０５，６０６はデータ専用バス
００３が故障した後のデータである。破線は図４同様ス
ヌーパが監視するバスを示す。図３において、バス制御
回路４０１は、データ専用バス００３の故障を検出した
ことをエラーバス判別信号３１２を使用して切替制御回
路３０１に伝達し、バッファ４０４，４０５をネガティ
ブにし、読出し時はバッファ４０３を、書込み時はバッ
ファ４０２をアクティブにする。図２において、切替制
御回路３０１はバス制御回路４０１からエラーバス判別
信号３１２を受取り、バッファ３０３をネガティブに
し、コード専用バス００２に流れるコードとデータをデ
ータ判別制御信号３１１を見ることで判別を行い、デー
タが流れる時のみにバッファ３０２をアクティブにす
る。バス制御回路４０１は、コードもデータも両方とも
コード専用バス００２に通すとともに、コードもデータ
もパリティチェックを行なう。

【００１６】この動作を図５を用いて説明すると、デー
タ専用バス００３に故障が検出される前は、コード専用
バス００２には６０２のコード、データ専用バス００３
には６０３のデータが通り、スヌーパはシステムバス０
０３上のデータ６０３を監視する。データ専用バス００
３に故障が検出された後は、コード６０４もデータ６０
５，６０６も両方コード専用バス００２を通る。切替回
路は、スヌーパの監視をデータ専用バス００３からコー
ド専用バス００２に切替える。スヌーパ１０３は、コー
ド専用バス００２上をデータ６０５と６００が流れてい
る時のみバスの監視を行なう。

【００１７】以上のようにこの実施例によれば、正常に
動作している時には一方をコード専用バスとし、他方を
データ専用バスとして使い分け一方が故障した場合には
他方にコードとデータが通るように二重化バスを使用
し、各プロセッサモジュールには、データ専用バスが故
障した場合にはスヌーパ監視をデータ専用バスからコー
ド専用バスへ切替を行なう切替回路を設けることによ
り、１つのスヌーパで正常に動作している場合とコード
専用バスが故障した場合にはデータ専用バスを監視し、
データ専用バスが故障した場合にはコード専用バスを監
視することができるため、スヌーパのハードウェア量を
小さくできる。

【００１８】実施例２．上記実施例１では、バス制御回
路がパリティチェックを行い故障を検出する方法を用い
たが、故障検出方法は、他の方法、例えば，ＥＣＣコー
ドチェック、レシジマチェック、ＣＲＣなどでもよい。

【００１９】実施例３．実施例１では、２つのシステム
バスに対して、１つのスヌーパを用いて監視動作を行な
う例を示したが、システムバスの数をさらにふやし、例
えばシステム４個に対して、スヌーパ２個で監視するな
ど、さらに複雑なネットワークにも対応することができ
る。

【００２０】実施例４．上記実施例１では、二重化バス
を各々コード専用バスとデータ専用バスに分けて使用し
ているが、正常動作中にも、各バスにコードとデータを
通し、切替回路がデータ判別制御信号を見ることで、バ
ス上にデータが通ることを判断し、スヌーパの監視先を
決める方式を適用できる。また、スヌーパが監視するバ
スには、データに限らず、コードを含めてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明のフォールトトレ
ラントコンピュータによれば、切替回路を設けることに
より、スヌーパが監視するバスを切り替えることができ
るため、スヌーパのハードウェア量を小さくできるとと
もに監視動作を簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による二重化バスの一実施例の全体構
成図である。

【図２】この発明の実施例による切替回路を示す構成図
である。

【図３】この発明の実施例によるバスインタフェースを
示す構成図である。

【図４】この発明の実施例によるコード専用バス故障時
の動作を示す説明図である。

【図５】この発明にの実施例よるデータ専用バス故障時
の動作を示す説明図である。

【図６】従来の二重化バスを持つフォールトトレラント
コンピュータの構成を示す図である。

【図７】二重化バスとスヌーパを持つフォールトトレラ
ントコンピュータの構成を示す図である。

【符号の説明】

００１ メモリモジュール ００２ システムバス、コード専用バス ００３ システムバス、データ専用バス １００ プロセッサモジュール１ ２００ プロセッサモジュールＮ １０１ プロセッサ １０２ キャッシュメモリ １０３ スヌーパ １０４ バスインタフェース １０５ 切替回路 １１１〜１１４ 内部バス ３０１ 切替制御回路 ３０２〜３０３ トリステート型バッファ ３１１ データ判別制御信号 ３１２ エラーバス判別信号 ４０１ バス制御回路 ４０２〜４０５ トリステート型バッファ ５０１ コード専用バス故障発生時刻 ５０２ コード専用バス故障前コード ５０３ コード専用バス故障前データ ５０４ コード専用バス故障後コード ５０５〜５０６ コード専用バス故障後データ ６０１ データ専用バス故障発生時刻 ６０２ データ専用バス故障前コード ６０３ データ専用バス故障前データ ６０４ データ専用バス故障後コード ６０５〜６０６ データ専用バス故障後データ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 以下の要素を有するフォールトトレラン
   トコンピュータ （ａ）情報を記憶する記憶装置、 （ｂ）上記記憶装置に記憶された情報を転送するための
   複数のシステムバス、 （ｃ）以下の要素を有する処理手段、（ｃ１）上記シス
   テムバスを介して上記記憶装置に記憶された情報の処理
   を行なう演算装置、（ｃ２）上記複数のシステムバスを
   監視するシステムバスの数未満数のスヌーパ、（ｃ３）
   スヌーパとシステムバスの間にあって スヌーパが監視
   すべきバスを選択する切替回路、（ｃ４）上記切替回路
   を状況に応じて切り替える切替制御手段。