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JP3823284B2 - 機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム - Google Patents

機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム Download PDF

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JP3823284B2
JP3823284B2 JP35110299A JP35110299A JP3823284B2 JP 3823284 B2 JP3823284 B2 JP 3823284B2 JP 35110299 A JP35110299 A JP 35110299A JP 35110299 A JP35110299 A JP 35110299A JP 3823284 B2 JP3823284 B2 JP 3823284B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機能分散及び負荷分散処理を行うマルチプロセッサシステムに関し、特に、I/Oバスを介して入力される信号に対して、機能分散処理と負荷分散処理とを併行して行うマルチプロセッサシステムに関する。
【0002】
近年、CDMA(Code Division Multiple Access )通信システムの開発が急速にすすみ、狭帯域CDMA通信システムの商用サービス等も実施されている。また、音声のみならず、画像などの大きなデータをやりとりするために、より帯域の広いW−CDMA(Wide band −CDMA)システムの開発が急がれている。
【0003】
本発明は、CDMA通信システム等におけるプロセッサシステムのように、膨大なデータを効率良く高速且つ安定に処理しなければならないシステムに好適に適用されるマルチプロセッサシステムに関する。
【0004】
図10にW−CDMA通信システムの基本構成を示す。移動機100は複数の基地局101_1〜101_3に対してデータを送信する。各基地局はこのデータを受信したのち、ATM(Asynchronous transfer Mode)セルに変換し、有線で無線ネットワーク制御装置102に送信する。
【0005】
無線ネットワーク制御装置102は、マルチメディアプロセシング装置103と協働してこれらのデータの処理を行った後、再びATMセルに変換し、有線で交換機104に送信する。この無線ネットワーク制御装置102とマルチメディアプロセシング装置103には、プロトコル終端装置及び該装置を制御する制御装置が内蔵されている。
【0006】
このような処理システムにおいて、特に膨大なデータを扱う場合、無線ネットワーク制御装置102やマルチメディアプロセシング装置103のプロトコル終端装置及びその制御装置等に大容量の処理能力が要求される。従って、これらの装置はマルチプロセッサ構成を採ることにより、処理の高速化や効率化を図ることが必要となる。
【0007】
【従来の技術】
信号を分散処理する従来のマルチプロセッサシステムとして、各プロセッサの負荷率に基づいて信号分散を行う負荷分散処理システム(例えば、特願平11−141306号「マルチCPUシステム及びそのデータ通信制御方法」等参照)や、機能の異なるプロセッサを複数具備し、各プロセッサの機能に対応させて信号を分散する機能分散処理システムが存在する。
【0008】
負荷分散処理システムは、プロセッサの処理量が輻輳等によって不均衡になると、周辺機能部からの信号の処理順序が逆転するといった問題が生じる。一方、機能分散処理システムは、特定のプロセッサに信号が集中すると、そのプロセッサでは処理しきれなくなるため、プロセッサカードを増設したり、プロセッサ間通信により別のプロセッサに処理を移行させたりする処置が必要となり、処理のオーバーロードに対する処置が必要になるという問題が生じる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
大量の信号を効率的に処理するためには、マルチプロセッサ構成により負荷分散処理や機能分散処理を行うことが望ましいが、上述したように何れの分散処理を行うにせよ、輻輳時等における信号処理順序の逆転又は処理のオーバーロード等といった問題が発生する。
【0010】
本発明は、プロセッサの機能毎に処理を行う機能分散信号(信号処理順序の保証が必要な信号)と、複数の何れかのプロセッサで処理を行う負荷分散信号(信号処理順序の保証が不要な信号)とを区別し、信号の種別によって機能分散処理と負荷分散処理とを切り分けながら併行して処理するマルチプロセッサシステムを提供することを目的とする。
【0011】
また、プロセッサ障害が発生した場合やプロセッサモジュールを閉塞した場合、また活線挿抜を行った際に、信号が欠落することなく予備プロセッサへ処理を切替え、且つ入出力(I/O)部がプロセッサの切替えに何ら対処することなく安定した切替えが可能なマルチプロセッサシステムを提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステムは、複数のプロセッサモジュールとグローバルメモリとバス制御部とからなる主制御部と、信号送受を行う複数の入出力(I/O)部を含む周辺機能部とから構成され、該主制御部内のバス制御部は、状態監視バスを用いて、各プロセッサモジュールの状態収集、プロセッサ輻輳情報収集、プロセッサ障害時(閉塞時及び活線挿抜時を含む)の予備プロセッサモジュールヘの切替え制御を行い、また該周辺機能部内の各入出力(I/O)部は機能分散部を有し、信号種別毎に主制御部に対して機能分散信号と負荷分散信号とに分散して信号を送出するものである。
【0013】
即ち、(1)複数のプロセッサモジュールを含む主制御部と、該複数のプロセッサモジュールに入出力バスで接続された入出力部を含む周辺機能部とを備えたマルチプロセッサシステムにおいて、前記周辺機能部内の入出力部は、前記主制御部内の特定機能のプロセッサモジュールに向けて送出する機能分散信号と、前記主制御部内のプロセッサモジュールを特定せずに送出する負荷分散信号とを区別し、該区別した信号にその識別情報を付加して前記入出力バス上に送信する機能識別情報付加手段を備え、前記主制御部は、該主制御部内の各プロセッサモジュールの負荷率に基いて一つのプロセッサモジュールを特定し、該プロセッサモジュールのモジュール識別情報を各プロセッサモジュールに送出する手段を備え、前記主制御部内の各プロセッサモジュールは、周辺機能部内の入出力部から入出力バス上に送出された信号に対して、前記機能識別情報に基づいて受信すべき信号を識別する機能識別手段と、前記モジュール識別情報に基づいて受信すべき信号を識別するモジュール識別手段とを備えたものである。
【0014】
また、(2)前記主制御部は、障害が発生したプロセッサモジュールの機能識別手段に格納された機能識別情報を、予備プロセッサモジュールの機能識別手段に格納し、かつ、該障害発生プロセッサモジュールの負荷率を予備プロセッサモジュールの負荷率に設定して予備プロセッサモジュールの予備状態を解除するとともに、障害発生プロセッサモジュールを予備状態に設定するプロセッサモジュール切替え制御手段を備えたものである。
【0015】
また、(3)前記プロセッサモジュール切替え制御手段は、障害が発生したプロセッサモジュールの機能識別手段に格納された機能識別情報を、予備プロセッサモジュールの機能識別手段に格納した後、予備プロセッサモジュールの予備状態を解除するまでの間、障害発生プロセッサモジュールのモジュール識別情報を予備プロセッサモジュールのモジュール識別手段に格納し、その間、障害発生プロセッサモジュールで受信すべき信号を予備プロセッサモジュールで受信する構成を有するものである。
【0016】
また、(4)前記プロセッサモジュール切替え制御手段は、主制御部内のプロセッサモジュールの閉塞時又活線挿抜時に、該プロセッサモジュールを前記障害発生プロセッサモジュールとして予備プロセッサモジュールと切替える制御を行うものである。
【0017】
また、(5)前記主制御部は、各プロセッサモジュールの状態を監視する状態監視手段及び前記プロセッサモジュール切替え制御手段を具備したバス制御手段を備え、該状態監視手段によってプロセッサモジュールの障害を検出したときに、前記プロセッサモジュール切替え制御手段によって障害プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュールとを切替える制御を行うものである。
【0018】
また、(6)前記主制御部内の各プロセッサモジュールは、自プロセッサモジュールの状態を監視する状態監視手段と、プロセッサモジュール間通信手段と、前記プロセッサモジュール切替え制御手段とを備え、自プロセッサモジュールの障害発生検出時に、該障害発生プロセッサモジュールはプロセッサモジュール間通信手段により予備プロセッサモジュール内のプロセッサモジュール切替え制御手段に障害情報を送信し、予備プロセッサモジュール内の前記切替え制御手段は、障害プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュールとを切替える制御を行うものである。
【0019】
また、(7)前記バス制御部は、主制御部内の各プロセッサモジュールの負荷率を格納した分散テーブルを備え、該分散テーブルには、プロセッサモジュールのモジュール識別情報と、該プロセッサモジュールの機能識別情報と、該プロセッサモジュールの負荷率とを、対応付けて格納したものである。
【0020】
また、(8)前記周辺機能部内の入出力部は機能分散テーブルを備え、該機能分散テーブルは、前記入出力バスに送信する信号種に応じた送信先プロセッサモジュールの機能識別情報を格納し、前記機能識別情報付加手段は、該機能分散テーブルを基に機能識別情報を送信信号に付加して送出する構成を有するものである。
【0021】
また、(9)前記周辺機能部内の入出力部は機能分散テーブルを備え、該機能分散テーブルは、前記入出力バスに送信する信号種に応じた信号識別情報を格納し、前記機能識別情報付加手段は、該機能分散テーブルを基に信号識別情報を機能識別情報として送信信号に付加して送出する手段を備え、前記各プロセッサモジュールは、周辺機能部内の入出力部から入出力バス上に送出された信号に対して、受信すべき信号の信号識別情報を自プロセッサモジュールの論理識別情報に変換して受信すべき信号を識別する機能識別手段を備えたものである。
【0022】
また、(10)前記各プロセッサモジュールのモジュール識別情報として、物理的なモジュール識別情報を用いたものである。また、(11)前記各プロセッサモジュールのモジュール識別情報として、論理識別情報を用いたものである。
【0023】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の第1の実施形態のシステム構成を示す図である。同図に示すように、本発明によるマルチプロセッサシステムは、複数のプロセッサモジュールを含む主制御部11と、入出力(I/O)部を含む周辺機能部19と、それらの間を接続するI/Oバス116とにより構成される。
【0024】
主制御部11は、バス制御部12、プロセッサモジュール13_0〜13_n、グローバルメモリ18を備え、バス制御部12とプロセッサモジュール13_0〜13_nとは状態監視バス114により接続され、プロセッサモジュール13_0〜13_nとグローバルメモリ18とはグローバルバス115により接続される。
【0025】
バス制御部12は、切替え制御部12_1と分散テーブル12_2とを備え、切替え制御部12_1は、或るプロセッサモジュールに障害が発生すると、該障害プロセッサモジュールを予備プロセッサモジュールに切替える制御を行い、分散テーブル12_2は、機能分散処理又は負荷分散処理を最適に行うための識別情報及び状態情報を格納する。
【0026】
図2に切替え制御部12_1の構成例を示す。切替え制御部12_1は、分散テーブル変更制御部20、レジスタ(REG)変更制御部21、予備モジュールID格納レジスタ22、障害モジュール機能ID格納レジスタ23、障害モジュールID格納レジスタ24、アラーム(ALM)情報格納レジスタ25を備える。
【0027】
上記の各レジスタ23〜25には、障害が発生したプロセッサモジュールから状態監視バスを介して障害発生に伴う情報が書き込まれる。即ち、障害プロセッサモジュールから送信される障害発生を示すアラーム(ALM)信号を、アラーム(ALM)情報格納レジスタ25に格納し、同じく障害プロセッサモジュールから送信されるモジュール識別情報を、障害モジュールID格納レジスタ24に格納し、該プロセッサモジュールの機能識別情報を障害モジュール機能ID格納レジスタ23に格納する。また、予備モジュールID格納レジスタ22には予備状態にあるプロセッサモジュールのモジュール識別情報を格納する。
【0028】
レジスタ(REG)変更制御部21は、レジスタ22〜25に書込まれた情報を読出し、予備プロセッサモジュール内のレジスタに切替えを通知する。また、分散テーブル変更制御部20は、障害モジュール機能ID格納レジスタ23及び障害モジュールID格納レジスタ24内の情報を読み出し、分散テーブルを更新する。
【0029】
図3に分散テーブルの構成例を示す。分散テーブルは、プロセッサモジュールのモジュールID、機能ID及び負荷率の対応関係を格納する。ここで、モジュールIDは実装位置やディップスイッチの設定情報等の物理的な識別情報(物理ID)であり、機能IDは機能種別に応じた識別情報(論理ID)である。
【0030】
各プロセッサモジュールの負荷率は、バス制御部12が状態監視バスを介して、各プロセッサモジュール毎にタスク走行時間等を計測することにより収集する(特願平11−141306号「マルチCPUシステム及びデータ通信制御方法」参照)。また、分散テーブル上で、予備状態のプロセッサモジュールの機能ID及び負荷率は、それぞれ“予備(No Func)”、“受付拒否”にロックされる。
【0031】
各プロセッサモジュールは、図1に示すように、中央処理ユニット(CPU)14_0〜14_nと、自モジュールIDを格納した第1及び第2のモジュールID格納レジスタ(REG1,REG2)15_0〜15_n,16_0〜16_nと、自モジュールの機能IDを格納した機能ID格納レジスタ(FREG)17_0〜17_nとを備える。
【0032】
また、周辺機能部19は、図1に示すように、複数の入出力(I/O)部110_0〜110_nを備え、各入出力(I/O)部110_0〜110_nは、中央処理ユニット(CPU)111_0〜111_nと、機能分散部112_0〜112_nとを備える。
【0033】
本発明のマルチプロセッサシステムが、W−CDMAの無線ネットワーク制御装置内で用いられる場合、各入出力(I/O)部110_0〜110_nは、図10に示すように、移動機100、基地局101_1〜101_3、マルチメディアプロセシング装置103、交換機104などの様々な機能ブロックとの間で信号の送受を行う。
【0034】
このとき、各入出力(I/O)部110_0〜110_nは、各機能ブロックとの間にはそれぞれ固有のチャネルが設定され、該チャネル毎に機能分散用或いは負荷分散用の信号送受を行う。
【0035】
例えば、移動機100との間の制御情報(一部)や、無線ネットワーク制御装置102内の制御情報(監視情報等)は機能分散信号であり、一方、基地局101_1〜101_3やマルチメディアプロセシング装置103、交換機104等との間の制御情報は負荷分散信号といったように、各チャネルと機能分散・負荷分散信号との対応関係がある。即ち、入出力(I/O)部内のCPU111_0〜111_nは、これらのチャネルの種別を識別することによって機能分散と負荷分散とを判別する。
【0036】
I/O部内のCPU111_0〜111_nは、外部からの信号をその信号種に応じて、機能分散信号と負荷分散信号とに振分ける機能を有する。機能分散信号は機能分散部112_0〜112_nを介してI/Oバス116に送出され、負荷分散信号は直接I/Oバス116上に送出される。
【0037】
図4に入出力(I/O)部における機能分散部の構成例を示す。該機能分散部は、送信先機能ID付加部40と機能分散テーブル41とを備え、機能分散テーブル41は、信号種とその機能IDとの対応関係を格納する。送信先機能ID付加部40は、I/O部内のCPU111_0〜111_nからの機能分散信号の種類を識別し、機能分散テーブル41を基に該信号種に対応する機能IDを該信号に付加した後、I/Oバス116上に送出する。
【0038】
図5は本発明の分散処理のフローを示す図である。まず、ステップS5_1において、入出力(I/O)部内のCPU111_0〜111_nは、信号を機能分散信号と負荷分散信号とに振り分ける。その後、機能分散信号はステップS5_2において機能分散部に送信され、機能分散部は信号種に応じた送信先機能IDを該信号データに付与(S5_3)した後、I/Oバス上に送出する(S5_4)。
【0039】
主制御部内のプロセッサモジュールは、I/Oバス上に送出された信号データ内の機能IDを、自プロセッサモジュール内の機能ID格納レジスタ(FREG)に格納された機能IDと比較し、両者が一致すれば信号データを受信し(S5_5)、処理を行う(S5_6)。
【0040】
一方、負荷分散信号はステップS5_7において直接I/Oバス上に送出された後、主制御部のバス制御部内の分散テーブルに格納されている各プロセッサモジュールの負荷率に従って、負荷の軽いプロセッサモジュールによって受信・処理される(S5_8, 9)。
【0041】
負荷分散信号を負荷の軽いプロセッサモジュールで取込む手段は、バス制御部12が分散テーブル12_2内の負荷率を参照し、負荷率の軽いプロセッサモジュールの一つを選択してそのモジュールIDをI/Oバス116上に送出し、各プロセッサモジュール13_0〜13_nは、そのモジュールID格納レジスタ(REG1又はREG2)に格納された自己のモジュールIDと、I/Oバス116上に送出されたモジュールIDとが一致した場合にのみ、I/Oバス上の負荷分散信号を取込む構成とすることができる。
【0042】
また、他の手法として、バス制御部12が分散テーブル12_2内の負荷率を参照し、負荷率の軽いプロセッサモジュールの一つを選択し、そのプロセッサモジュールにI/Oバス116又は状態監視バス114を介してI/Oバス上の負荷分散信号の取込みを指示する構成とすることができる。
【0043】
さらに、他の手法として、バス制御部12が入出力(I/O)部内のCPU111_0〜111_nから負荷分散信号を受信すると、分散テーブル12_2内の負荷率を参照し、負荷率の軽いプロセッサモジュールの一つを選択してそのモジュールIDを、該負荷分散信号の送信元の入出力(I/O)部に送信し、該負荷分散信号の送信元の入出力(I/O)部は、該負荷分散信号に該送信先モジュールIDを付加して送出し直すこととし、各プロセッサモジュール13_0〜13_nは、自己のモジュールIDが付加された負荷分散信号を取込むように構成することができる(特願平11−141306号「マルチCPUシステム及びそのデータ通信制御方法」等参照) 。
【0044】
図6はプロセッサモジュールに障害が発生した場合の切替え処理のフローを示す。プロセッサモジュールを閉塞状態にした場合、又はプロセッサモジュールの活線挿抜を行った場合等も障害が発生した場合と同様に予備プロセッサモジュールと切替えることができる。
【0045】
主制御部内のプロセッサモジュール13_0〜13_nに障害が発生すると(S6_1)、該プロセッサモジュールは、アラーム(ALM)信号、自己のモジュールID及びモジュール機能ID情報を、状態監視バス114を介して切替え制御部12_1内のアラーム(ALM)情報格納レジスタ25、障害モジュールID格納レジスタ24、障害モジュール機能ID格納レジスタ23に書込む( S6_2) 。
【0046】
レジスタ(REG)変更制御部21は、ステップS6_2で書込まれた各情報と予備モジュールID格納レジスタ22に予め格納されていた情報とを読出す(S6_3)と同時に、障害モジュールID格納レジスタ24に書込まれた障害モジュールIDを予備モジュールID格納レジスタ22に書込む(S6_4)。
【0047】
その後、レジスタ(REG)変更制御部21は、予備プロセッサモジュール内の機能ID格納レジスタ(FREG)に状態監視バスを介して障害プロセッサモジュールの機能IDを書き込んだ後(S6_5)、予備プロセッサモジュール内の第2のモジュールID格納レジスタ(REG2)のみに、障害プロセッサモジュールのモジュールIDを書き込む(S6_6)。
【0048】
ステップS6_5で予備プロセッサモジュールの機能ID格納レジスタ(FREG)を書替えたことにより、入出力(I/O)部110_0〜110_nからの機能分散信号の送出先が切り替わるが、この際、入出力(I/O)部110_0〜110_nはプロセッサモジュールが切替わったことに対して何ら対処する必要がない。
【0049】
また、ステップS6_6で第2のモジュールID格納レジスタ(REG2)に障害モジュールIDを書込むのは、障害モジュールが本来処理すべき負荷分散信号を過渡的に予備モジュールで処理し、障害による信号欠落を防止するためである。
【0050】
これは、予備モジュールとの切替えには、予備モジュールの機能ID格納レジスタ(FREG)の書替え処理と分散テーブルの書替え処理とが必要であり、その間のタイムラグによって信号処理の欠落が発生するのを防止するため、予備モジュールの機能ID格納レジスタ(FREG)の書替え処理後、分散テーブルの書替え処理前の過度状態時に、元来の自己モジュールIDを格納する第1のモジュールID格納レジスタ(REG1)のほかに、障害モジュールのモジュールIDを格納する第2のモジュールID格納レジスタ(REG2)を具備し、そのいずれのモジュールID格納レジスタ(REG1,REG2)に格納されたモジュールIDを送信先とする負荷分散信号を取込んで処理することにより、信号処理の欠落を防止する。
【0051】
その後、切替え制御部内の分散テーブル変更制御部20は、ステップS6_2で障害モジュールID格納レジスタ24と障害モジュール機能ID格納レジスタ23とに書込まれた障害モジュールのモジュールIDとその機能IDとを読み出し、該情報を基に分散テーブルを更新する( S6_7) 。
【0052】
分散テーブルが更新された後は、障害モジュールが新たに予備モジュールとして設定されるため、負荷分散信号の送信先が障害モジュールとなることはないので、障害プロセッサに置換わった予備プロセッサモジュール内の第2のモジュールID格納レジスタ(REG2の)は、レジスタ(REG)変更制御部21によって、ステップS6_6で書込まれた障害モジュールのモジュールIDから再び自己のモジュールID(予備プロセッサモジュールの元来のモジュールID)又は無効なモジュールIDに書替えられる(S6_8)。
【0053】
以上のように、入出力(I/O)部110_0〜110_nからの信号種別によって、送信先プロセッサモジュールを振分けるために、予備プロセッサモジュールの機能ID格納レジスタ(FREG)の内容変更、バス制御部内の分散テーブルの変更、及び予備プロセッサモジュールの第2のモジュールID格納レジスタ(REG2)の過度的な内容変更によって、プロセッサモジュールの切替えが完了する。
【0054】
図7は本発明の第2の実施形態のシステム構成を示す図である。この第2の実施形態は、プロセッサモジュール間通信を行って切替え制御を行うシステム構成例である。この実施形態は、図1に示したシステム構成と同様に、複数のプロセッサモジュールを含む主制御部71と、入出力(I/O)部を含む周辺機能都710と、それらの間を接続するI/Oバス717とにより構成される。
【0055】
主制御部71は、バス制御部72、プロセッサモジュール73_0〜73_n、グローバルメモリ79を備え、それらはそれぞれ図1に示した構成と同様に、状態監視バス714及びグローバルバス715により接続される。
【0056】
さらに、各プロセッサモジュール73_0〜73_nは、モジュール間通信バスに716により互いに接続される。バス制御部72は、分散処理を最適に行うための識別情報及び状態情報を格納する分散テーブル72_1を備える。
【0057】
プロセッサモジュール73_0〜73_nは、中央処理ユニット(CPU)74_0〜74_nと、切替え制御部78_0〜78_nと、自モジュールIDを格納した第1及び第2のモジュールID格納レジスタ(REG1,REG2)75_0〜75_n, 76_0〜76_nと、自モジュールの機能IDを格納した機能ID格納レジスタ(FREG)77_10〜77_nを備える。
【0058】
また、周辺機能部710は、複数の入出力(I/O)部711_0〜711_nを備え、さらに、入出力(I/O)部711_0〜711_nは、中央処理ユニット(CPU)712_0〜712_n、機能分散部713_0〜713- nを備える。
【0059】
図7に示した第2の実施形態は、図1に示した第1の実施形態におけるバス制御部12内に具備した切替え制御部12_1を、各プロセッサモジュール73_0〜73_n内に具備したものである。
【0060】
図8に第2の実施形態のシステム構成におけるプロセッサモジュール切替え処理のフローを示す。主制御部71内のプロセッサモジュール73_0〜73nのいずれかに障害が発生すると(S8_1)、障害モジュール内の切替え制御部(例えば、78_0)は状態監視バス714を用いてバス制御部72内の分散テーブル72_1にアクセスし(S8_2)、分散テーブル72_1の障害モジュールに対応する機能IDを“予備(NoFunc)”に、負荷率を“受付拒否”にロックする( S8_3) 。
【0061】
次に、障害モジュール内の切替え制御部(例えば、78_0)は、モジュール間通信バス上に、障害モジュールのIDと機能IDを送出する(S8_4)。該モジュールIDと機能IDは、予備モジュール内の切替え制御部(例えば、78_n)のみによって受信され、該切替え制御部(例えば、78_n)は、自モジュール内の第2のモジュールID格納レジスタ(REG2)に障害モジュールIDを、機能ID格納レジスタ(FREG)に障害モジュール機能IDを書込む( S8_5) 。これにより、以降、入出力(I/O)部711_0〜711_nが送信する障害モジュールを送信先とする信号は、予備モジュールで受信される。
【0062】
その後、予備モジュール内の切替え制御部(例えば、78_n)は、状態監視バス714経由でバス制御部72内の分散テーブル72_1にアクセスし、予備モジュールのIDに対応する負荷率の“受付拒否”を解除して、以後、予備モジュールの負荷率を読み込み可能な状態にする(S8_6)とともに、ステップS8_5で予備モジュールの機能ID格納レジスタ(FREG)に書込まれた機能ID(障害モジュールの機能ID)を予備モジュールIDに対応する機能ID領域に書込む(S8_7)。
【0063】
なお、上記の分散テーブル72_1の書替え処理を、モジュールIDの欄に格納された障害モジュールのモジュールIDと予備モジュールのモジュールIDとを互いに入替える処理により行ってもよい。
【0064】
分散テーブル72_1の書替え終了後、予備モジュール内の切替え制御部(例えば、78_n)は、自モジュール内の第1のモジュールID格納レジスタ(REG1)の情報(元来の予備モジュール自体のID) 又は無効モジュールIDを、第2のモジュールID格納レジスタ(REG2)(障害モジュールのモジュールIDが書き込まれている)に上書きする(S8_8)。以上のフローにより、障害モジュールから予備モジュールヘの切替えが完了する。
【0065】
前述の実施形態において、入出力(I/O)部から送信される機能分散信号を信号種別に応じて付加された機能IDによって識別し、また、負荷分散信号をバス制御部によって指定されるモジュールIDによって識別する構成を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、入出力(I/O)部から信号種別を表す信号識別ID又は送信先モジュールの物理IDを付加して送出し、各プロセッサモジュールはそれらのID情報を基に自モジュールで取込む信号を識別するように構成することもできる。また、負荷分散信号の送信先を指定するモジュールIDとして、物理的な識別ID(物理ID)以外に論理IDを用いることとしてもよい。
【0066】
図9は、信号種及びプロセッサモジュールの識別IDのマッピングテーブルの例を示す。図の(A)は各入出力(I/O)部内の信号分散テーブルの例を示し、図の(B)は各プロセッサモジュール内の信号IDマッピングテーブルの例を示し、図の(C)はバス制御部内の分散テーブルの例を示している。
【0067】
入出力(I/O)部は、図9(A)に示す信号分散テーブルにより、信号種に応じた信号識別IDを付加して信号をI/Oバス上に送出したとすると、各プロセッサモジュールは、受信した信号識別IDを図9(B)に示す信号IDマッピングテーブルを用いてプロセッサモジュールの論理IDに変換し、自モジュールのモジュール論理IDと一致した場合に、該信号を取込むことにより、前述の機能分散信号の取込みと同様に信号を取込むことができる。
【0068】
また、バス制御部は、図9(C)に示すように、分散テーブルに物理的なモジュール識別情報(物理ID)とそれに対応する論理識別情報(論理ID)とその負荷率とを格納し、負荷率の小さいプロセッサモジュールを選択し、該選択したプロセッサモジュールの論理識別情報(論理ID)を送信先に指定することにより、前述の負荷分散信号の取込みと同様に負荷率の小さいモジュールに負荷分散信号を取込ませることができる。
【0069】
また、各プロセッサモジュールへの信号は、入出力(I/O)部の機能分散部内の機能分散テーブルにより送信先のモジュールID( 物理ID) を付与してI/Oバス上に送出し、各プロセッサモジュールは、入出力(I/O)部からの信号内の送信先物理IDを読取って、マッピングテーブルにより論理IDに変換し、自モジュールの論理IDと一致すれば信号を取込むように構成することもできる。
【0070】
更に、機能分散信号の送信先をバス制御部で認識し、バス制御部が送信先プロセッサモジュールの物理ID又は論理IDを特定し、送信先プロセッサモジュールに信号を取込むように指定する構成など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【0071】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、入出力(I/O)部において、主制御部に送出する信号を、機能分散信号と負荷分散信号とに区別し、その識別情報を信号に付加して送出し、主制御部は、付加された識別情報を基に受信信号に対して機能分散処理又は負荷分散処理を行うことにより、信号の種別によって機能分散処理と負荷分散処理とを切り分けながら併行して行うことができる。
【0072】
このことにより、特定のプロセッサに負荷が集中するのを防止し、かつ信号処理順序性や信号の重要度に対応した最適なプロセッサモジュールで信号処理を行うことができ、信号順序逆転が生じるといった問題が解消され、効率的なマルチプロセッサ処理システムを構築することができる。
【0073】
また、複数のプロセッサモジュールのうち少なくとも一つを予備プロセッサモジュールとし、障害プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュールとで、取込む信号を識別するための識別情報格納手段の書替えにより障害プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュールとを切替えるため、速やかに予備プロセッサモジュールに切替えることができ、かつ信号欠落を防止することが可能となる。
【0074】
従って、信頼性の高い安定したマルチプロセッサシステムを構築することができ、しかも入出力(I/O)部はプロセッサモジュールが切替わったことに対して何ら対処する必要がなく、構成を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態のシステム構成を示す図である。
【図2】本発明の第1の実施形態における切替え制御部の構成を示す図である。
【図3】本発明の分散テーブルの構成例を示す図である。
【図4】本発明の入出力部における機能分散部の構成を示す図である。
【図5】本発明の信号分散処理のフロー図である。
【図6】本発明の第1の実施形態のプロセッサモジュール切替え処理のフロー図である。
【図7】本発明の第2の実施形態のシステム構成を示す図である。
【図8】本発明の第2の実施形態のプロセッサモジュール切替え処理のフロー図である。
【図9】本発明の信号種及びプロセッサモジュールの識別IDのマッピングテーブルの例を示す図である。
【図10】W−CDMA通信システムの基本構成を示す図である。
【符号の説明】
11 主制御部
12 バス制御部
12_1 切替え制御部
12_2 分散テーブル
13_0〜13_n プロセッサモジュール
14_0〜14_n 中央処理ユニット(CPU)
15_0〜15_n 第1のモジュールID格納レジスタ(REG1)
16_0〜16_n 第2のモジュールID格納レジスタ(REG2)
17_0〜17_n 機能ID格納レジスタ(FREG)
18 グローバルメモリ
19 周辺機能部
110_0〜110_n 入出力(I/O)部
111_0〜111_n 中央処理ユニット(CPU)
112_0〜112_n 機能分散部
114 状態監視バス
115 グローバルバス
116 I/Oバス

Claims (11)

  1. 複数のプロセッサモジュールを含む主制御部と、該複数のプロセッサモジュールに入出力バスで接続された入出力部を含む周辺機能部とを備えたマルチプロセッサシステムにおいて、
    前記周辺機能部内の入出力部は、機能分散信号と負荷分散信号とを区別し、機能分散信号には、機能を特定する機能識別情報を付加して前記入出力バス上に送信する機能識別情報付加手段を備え、
    前記主制御部は、負荷分散信号が前記入出力バス上に送信されたとき、該主制御部内の分散テーブルに格納された各プロセッサモジュールの負荷率に基づいて一つのプロセッサモジュールを特定し、該プロセッサモジュールのモジュール識別情報を各プロセッサモジュールに送出する手段を備え、
    前記主制御部内の各プロセッサモジュールは、周辺機能部内の入出力部から入出力バス上に送出された信号に対して、該信号に付加された機能識別情報に基づいて受信すべき信号を識別する機能識別手段と、前記モジュール識別情報に基づいて受信すべき信号を識別するモジュール識別手段とを備えたことを特徴とする機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。
  2. 前記主制御部は、障害が発生したプロセッサモジュールの機能識別手段に格納された機能識別情報を、予備プロセッサモジュールの機能識別手段に格納し、かつ、前記分散テーブルに格納された障害発生プロセッサモジュールの負荷率を予備プロセッサモジュールの負荷率に設定して予備プロセッサモジュールの予備状態を解除するとともに、障害発生プロセッサモジュールを予備状態に設定するプロセッサモジュール切替え制御手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。
  3. 前記プロセッサモジュール切替え制御手段は、障害が発生したプロセッサモジュールの機能識別手段に格納された機能識別情報を、予備プロセッサモジュールの機能識別手段に格納した後、予備プロセッサモジュールの予備状態を解除するまでの間、障害発生プロセッサモジュールのモジュール識別情報を予備プロセッサモジュールのモジュール識別手段に格納し、その間、障害発生プロセッサモジュールで受信すべき信号を予備プロセッサモジュールで受信する構成を有することを特徴とする請求項2に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。
  4. 前記プロセッサモジュール切替え制御手段は、主制御部内のプロセッサモジュールの閉塞時又活線挿抜時に、該プロセッサモジュールを前記障害発生プロセッサモジュールとして予備プロセッサモジュールと切替える制御を行うことを特徴とする請求項2又は3に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。
  5. 前記主制御部は、各プロセッサモジュールの状態を監視する状態監視手段及び前記プロセッサモジュール切替え制御手段を具備したバス制御手段を備え、該状態監視手段によってプロセッサモジュールの障害を検出したときに、前記プロセッサモジュール切替え制御手段によって障害プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュールとを切替える制御を行うことを特徴とする請求項2又は3に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。
  6. 前記主制御部内の各プロセッサモジュールは、自プロセッサモジュールの状態を監視する状態監視手段と、プロセッサモジュール間通信手段と、前記プロセッサモジュール切替え制御手段とを備え、自プロセッサモジュールの障害発生検出時に、該障害発生プロセッサモジュールはプロセッサモジュール間通信手段により予備プロセッサモジュール内のプロセッサモジュール切替え制御手段に障害情報を送信し、予備プロセッサモジュール内の前記切替え制御手段は、障害プロセッサモジュールと予備プロセッサモジュールとを切替える制御を行うことを特徴とする請求項2又は3に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。
  7. 前記主制御部内にバス制御部を備え、該バス制御部は、主制御部内の各プロセッサモジュールの負荷率を格納した分散テーブルを備え、該分散テーブルには、プロセッサモジュールのモジュール識別情報と、該プロセッサモジュールの機能識別情報と、該プロセッサモジュールの負荷率とを、対応付けて格納したことを特徴とする請求項1に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。
  8. 前記周辺機能部内の入出力部は機能分散テーブルを備え、該機能分散テーブルは、前記入出力バスに送信する信号種に応じた送信先プロセッサモジュールの機能識別情報を格納し、前記機能識別情報付加手段は、該機能分散テーブルを基に機能識別情報を送信信号に付加して送出する構成を有することを特徴とする請求項1に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。
  9. 前記周辺機能部内の入出力部は機能分散テーブルを備え、該機能分散テーブルは、前記入出力バスに送信する信号種に応じた信号識別情報を格納し、前記機能識別情報付加手段は、該機能分散テーブルを基に信号識別情報を機能識別情報として送信信号に付加して送出する手段を備え、前記各プロセッサモジュールは、周辺機能部内の入出力部から入出力バス上に送出された信号に対して、受信すべき信号の信号識別情報を自プロセッサモジュールの論理識別情報に変換して受信すべき信号を識別する機能識別手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。
  10. 前記各プロセッサモジュールのモジュール識別情報として、物理的なモジュール識別情報を用いたことを特徴とする請求項1に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。
  11. 前記各プロセッサモジュールのモジュール識別情報として、論理識別情報を用いたことを特徴とする請求項1に記載の機能分散及び負荷分散処理マルチプロセッサシステム。
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