JP2006163455A - Method and apparatus for backing up power supply of redundant system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は冗長化(又は二重化)システムに関し、特に冗長構成された揮発性メモリ(記憶装置)を含むディスクアレイ装置等の電源バックアップ方法および装置に関する。 The present invention relates to a redundant (or duplex) system, and more particularly to a power backup method and apparatus such as a disk array device including a volatile memory (storage device) configured redundantly.
電子機器、特にコンピュータ等のメモリを内蔵するデジタル電子機器においては、種々のデータを格納するために記憶装置又はメモリが不可欠である。また、斯かる電子機器が高速化且つ高性能化すると、使用するメモリも高速化且つ大容量化する必要がある。そこで、キャッシュメモリを使用したディスクアレイ装置が開発され広く普及している。 In an electronic apparatus, particularly a digital electronic apparatus having a built-in memory such as a computer, a storage device or a memory is indispensable for storing various data. Further, when such an electronic device is increased in speed and performance, it is necessary to increase the speed and capacity of the memory used. Therefore, a disk array device using a cache memory has been developed and widely used.
更に、斯かる電子機器にあっては、大量且つ重要なデータを保存又は格納するので、如何なる異常事態が発生してもシステムが稼動停止することなく正常動作するのを保証するために、重要部分を冗長化している。即ち、同じ機能部分を複数個設け、万一一方に異常が発生した場合には、直ちに他方に切り替えることにより、システムの稼動停止(シャットダウン)時間を最少にするのが一般的である。 Furthermore, in such an electronic device, a large amount of important data is stored or stored. Therefore, in order to ensure that the system operates normally without being stopped even if any abnormal situation occurs, an important part is required. Is made redundant. That is, it is common to minimize the time required to shut down the system by providing a plurality of the same functional parts and switching to the other one immediately if an abnormality occurs.
ところで、ディスクアレイ装置等のメモリ装置に使用するキャッシュメモリは、揮発性であるため、万一その動作電源装置等に故障が生じた場合には、格納された貴重なデータが消失し、再生不可能な場合がある。斯かる事態を回避するために、その電源装置も冗長化されている。斯かる冗長化されたメモリ等の電源装置は、多くの技術文献に開示されている。 By the way, the cache memory used for a memory device such as a disk array device is volatile. Therefore, in the unlikely event that a failure occurs in the operating power supply device, the stored precious data is lost and playback is impossible. It may be possible. In order to avoid such a situation, the power supply apparatus is also made redundant. Such power supply devices such as redundant memories are disclosed in many technical documents.
二重化処理装置への商用電源が断(又は停電)状態になったとき、コントローラの制御下でそれぞれバッテリにより駆動されるようにした二重化処理装置が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。また、現用装置および予備装置を通常状態では商用電源を交流−直流変換回路で得た直流電源により駆動し、商用電源断の場合には、内蔵する1個のバッテリにより現用装置のみを駆動するようにした電源バックアップシステムおよび電源バックアップ方法等が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。 A duplex processing device is disclosed that is driven by a battery under the control of a controller when commercial power to the duplex processing device is turned off (or a power failure) (see, for example, Patent Document 1). . In addition, in the normal state, the active device and the standby device are driven with a commercial power source by a DC power source obtained by an AC-DC converter circuit, and when the commercial power source is cut off, only the active device is driven by a single built-in battery. A power backup system, a power backup method, and the like are disclosed (for example, see Patent Document 2).
また、図2は、従来技術による二重化されたディスクアレイ装置の全体構成を示す概略ブロック図である。この従来のディスクアレイ装置20は、第1電源ユニット1、第2電源ユニット2、バックボード3、第1アレイ制御ユニット4および第2アレイ制御ユニット5により構成されている。第1および第2電源ユニット1、2は、実質的に同様構成であり、それぞれバックアップ電源11、14、バッテリ12、15および切替スイッチ13、16を有する。また、第1および第2アレイ制御ユニット4、5も実質的に同様構成であり、キャッシュメモリ21、24およびダイオード22−23、25−26を有する。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing the overall configuration of a duplexed disk array device according to the prior art. The conventional
上述の如く、実質的に同じ機能を有する2個のアレイ制御ユニット4、5を、それぞれ電源ユニット1、2によりバックボード3を介して駆動して、キャッシュメモリ21、24に記憶されたデータを保存する。尚、電源ユニット1、2のスイッチ13、16は、通常状態では上(a)側にあり、第1電源ユニット1は、そのバックアップ電源11により、ダイオード22を介して第1アレイ制御ユニット4のキャッシュメモリ21を駆動、即ち動作電源を供給する。また、第2電源ユニット2は、そのバックアップ電源14がダイオード26を介して第2アレイ制御ユニット5のキャッシュメモリ24を駆動する。
As described above, two
ここで、ダイオード22〜23、25〜26は、ORダイオードである。例えば、第2電源ユニット2に何らかの故障が生じた場合には、第1電源ユニット1のバックアップ電源11がダイオード22および25を介して両アレイ制御ユニット4および5のキャッシュメモリ21および24を駆動する。他方、第1電源ユニット1に何らかの故障が生じた場合には、第2電源ユニット2のバックアップ電源14からダイオード23および26を介して両アレイ制御ユニット4および5のキャッシュメモリ21および24を駆動する。
Here, the
ところで、バックアップ電源11、14は、一般に商用電源等から電力を得ている。そこで、商用電源が停電した場合には、スイッチ16を下(b)側に切り替え、それぞれ電源ユニット1および2に内蔵するバッテリ12、15により、ダイオード22、25を介してキャッシュメモリ21、24を一定時間駆動してこれらのメモリ21、24のデータを保持可能にしている。
Incidentally, the
ここで、バッテリ12、15に充電された電気量は有限である。そこで、これらのバッテリ12、15がフル充電状態であっても、キャッシュメモリ21、24を駆動してそのデータを保存可能な時間には限界がある。特に、一方のバッテリ、例えばバッテリ15(又は12)が故障又は不完全な充電状態の場合には、他のバッテリ12(又は15)によりダイオード22、25(又は23、26)を介して両アレイ制御ユニット4および5のキャッシュメモリ21および24を駆動することになる。そこで、このバッテリ12(又は15)の消費電流は2倍となり、それによるキャッシュメモリ21、24のバックアップ時間(即ち、データ保存時間)は、両バッテリ12および15が正常である場合の半分となる。従って、このような短いバックアップ時間でキャッシュメモリ21、24のデータをハードディスク等の不揮発性メモリに保存する時間を確保できない虞があるという課題があった。
Here, the amount of electricity charged in the
本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、万一バッテリに故障が生じても、予め設定したバックアップ時間を確保して、データの消失等を回避可能にする冗長化システムの電源バックアップ方法および装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and even if a failure occurs in a battery, a redundant system that ensures a preset backup time and can avoid data loss and the like. The main object is to provide a power backup method and apparatus.
前述の課題を解決するため本発明による冗長化システムの電源バックアップ方法および装置は、次のような特徴的な構成を採用している。 In order to solve the above-described problems, a power backup method and apparatus for a redundant system according to the present invention employs the following characteristic configuration.
(1)同一機能を有する第1および第2装置を使用して、それぞれバッテリを含む第1および第2電源により駆動される冗長化システムの電源バックアップ方法において、
前記第1および第2装置は、通常状態ではそれぞれ前記電源により駆動され、前記何れかのバッテリの故障時には、前記第1および第2装置のうち何れか一方を犠牲にして他方の装置のみを前記バッテリのうち正常なバッテリにより駆動する冗長化システムの電源バックアップ方法。
(2)前記第1および第2電源に含まれる前記バッテリの故障は、前記第1および第2電源のバッテリの端子電圧を比較して判断する上記(1)の冗長化システムの電源バックアップ方法。
(3)前記犠牲にされる装置は、前記故障したバッテリ側の装置とする上記(1)又は(2)の冗長化システムの電源バックアップ方法。
(4)同一機能を有する第1および第2装置を、それぞれバックアップ電源およびバッテリを含む同一構成の第1および第2電源ユニットと交差接続してバックアップ電源を供給する冗長化システムの電源バックアップ装置において、
前記第1および第2電源ユニットと前記第1および第2装置の間に制御スイッチを設け、前記第1および第2装置を前記第1および第2電源ユニットの前記バッテリで動作させるバッテリバックアップ状態で前記第1又は第2電源ユニットの何れかのバッテリが故障のとき、前記制御スイッチをオン/オフ制御して、前記第1および第2装置のうち一方の装置のみをバックアップする冗長化システムの電源バックアップ装置。
(5)前記制御スイッチは、前記電源ユニットおよび前記装置の交差接続部のORダイオードに直列接続されている上記(4)の冗長化システムの電源バックアップ装置。
(6)前記制御スイッチのオン/オフ制御は、前記第1および第2電源ユニットのバッテリの端子電圧差に応じて行なう上記(4)の冗長化システムの電源バックアップ装置。
(7)前記第1および第2装置がそれぞれキャッシュメモリを含むアレイ制御ユニットである、ディスクアレイ装置である上記(4)、(5)又は(6)の冗長化システムの電源バックアップ装置。
(1) In a power backup method for a redundant system that is driven by first and second power supplies including batteries, respectively, using the first and second devices having the same function,
The first and second devices are each driven by the power source in a normal state, and when one of the batteries fails, only the other device is sacrificed at the expense of either the first or second device. A power backup method for a redundant system driven by a normal battery.
(2) The power backup method for a redundant system according to (1), wherein a failure of the battery included in the first and second power sources is determined by comparing terminal voltages of the batteries of the first and second power sources.
(3) The power backup method for the redundant system according to (1) or (2), wherein the sacrificed device is the device on the failed battery side.
(4) In a power backup apparatus of a redundant system in which the first and second devices having the same function are cross-connected to the first and second power supply units having the same configuration including a backup power source and a battery, respectively, to supply the backup power. ,
In a battery backup state in which a control switch is provided between the first and second power supply units and the first and second devices, and the first and second devices are operated by the batteries of the first and second power supply units. A power supply for a redundant system that backs up only one of the first and second devices by controlling on / off of the control switch when either one of the batteries of the first or second power supply unit fails. Backup device.
(5) The power backup apparatus for the redundant system according to (4), wherein the control switch is connected in series to the power supply unit and an OR diode of a cross connection portion of the device.
(6) The power backup apparatus of the redundant system according to (4), wherein the on / off control of the control switch is performed according to a terminal voltage difference between the batteries of the first and second power supply units.
(7) The power backup apparatus for a redundant system according to (4), (5), or (6), wherein the first and second devices are disk array devices each being an array control unit including a cache memory.
本発明の冗長化システムの電源バックアップ方法および装置によると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。即ち、バッテリバックアップ状態のとき、両電源ユニットに含まれるバッテリのうち両方が正常でも、一方に故障が生じてもバッテリバックアップ時間を一定とすることが可能である。従って、メモリに記録されたデータをセーブする一定時間を確保して、安全なシステム設計が可能である。 According to the power backup method and apparatus of the redundant system of the present invention, the following significant effects can be obtained. That is, in the battery backup state, it is possible to make the battery backup time constant even if both of the batteries included in both power supply units are normal or a failure occurs in one of them. Therefore, it is possible to secure a certain time for saving the data recorded in the memory and to design a safe system.
以下、本発明による冗長化システムの電源バックアップ方法および装置の好適実施例の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration and operation of a preferred embodiment of a power backup method and apparatus for a redundant system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明による冗長化システムの電源バックアップ装置の好適実施例であるディスクアレイ装置の全体構成を示す概略ブロック図である。尚、このディスクアレイ装置10の構成要素のうち、上述した図2の構成要素に対応する部分には、説明の便宜上、同様の参照符号を使用することとする。
FIG. 1 is a schematic block diagram showing the overall configuration of a disk array device which is a preferred embodiment of a power backup device for a redundant system according to the present invention. Of the constituent elements of the
このディスクアレイ装置10は、第1電源ユニット1、第2電源ユニット2、バックボード3、第1アレイ制御ユニット4および第2アレイ制御ユニット5により構成される。ここで、各電源ユニット1および2は同一構成であり、それぞれバックアップ電源11、14、バッテリ12、15およびスイッチ13、16を備えている。また、第1および第2アレイ制御ユニット4および5も同一構成であり、それぞれ高速動作可能な揮発性メモリであるキャッシュメモリ21、24およびORダイオード22−23、25−26を含んでいる。そして、上述した構成は、図2を参照して上述したディスクアレイ装置20と同様である。
The
本発明によるディスクアレイ装置10は、第1および第2アレイ制御ユニット4および5のORダイオード22−23および25−26と直列に接続された制御スイッチ(SW)27、28および29、30を設けている点において、図2を参照して上述したディスクアレイ装置20と相違する。
The
次に、図1のディスクアレイ装置の動作を説明する。第1および第2電源ユニット1および2は、バックボード3、制御スイッチ27−30およびORダイオード22−26を介して第1および第2アレイ制御ユニット4および5と交差接続されている。そこで、通常状態、即ち第1および第2電源ユニット1および2が正常状態であるとき、第1電源ユニット1および第2電源ユニット2は、バックボード3を介してそれぞれ第1および第2アレイ制御ユニット4および5を駆動している。
Next, the operation of the disk array device of FIG. 1 will be described. The first and second
更に具体的には、各電源ユニット1および2の切替スイッチ13、16は、上(a)側に設定され、第1電源ユニット1のバックアップ電源11が、第1アレイ制御ユニット4の制御スイッチ27およびダイオード22を介してキャッシュメモリ21を駆動する。同様に、第2電源ユニット2のバックアップ電源14が、第2アレイ制御ユニット5の制御スイッチ30およびダイオード26を介してキャッシュメモリ24を駆動する。
More specifically, the changeover switches 13 and 16 of the
一方、停電等によりバックアップ電源11および14に異常が生じた場合には、切替スイッチ13および16が、それぞれ下(b)側に切り替えられ、上述と同様に、それぞれのバッテリ12、15の充電量に応じて一定時間、それぞれキャッシュメモリ21および24を駆動する。
On the other hand, when an abnormality occurs in the backup power supplies 11 and 14 due to a power failure or the like, the changeover switches 13 and 16 are respectively switched to the lower (b) side, and the charge amounts of the
ところで、例えばバックアップ電源11(又は14)に異常が生じた場合には、バックボード3を介する第1および第2電源ユニット1および2と第1および第2アレイ制御ユニット4および5との上述した交差接続により、他の(即ち、正常な)バックアップ電源14(又は11)が両アレイ制御ユニット4および5のキャッシュメモリ21、24を駆動する。
By the way, for example, when an abnormality occurs in the backup power supply 11 (or 14), the first and second
一方、バッテリバックアップ状態、即ちバッテリ12および15によりアレイ制御ユニット4、5が駆動される状態において、バッテリ12および15の何れかに故障が生じた場合には、制御スイッチ27−30が動作する。例えば、バッテリ15に故障が生じた場合には、例えば制御スイッチ27をオン、制御スイッチ29をオフとする。そこで、バッテリ12は、第1アレイ制御ユニット4のキャッシュメモリ21を駆動し、第2アレイ制御ユニット5のキャッシュメモリ24は駆動しない。他方、例えばバッテリ12が故障した場合には、例えば制御スイッチ30をオン、制御スイッチ28をオフとする。そこで、バッテリ15は、第2アレイ制御ユニット5のキャッシュメモリ24を駆動するが、第1アレイ制御ユニット4のキャッシュメモリ21は駆動しない。
On the other hand, when a failure occurs in any of the
上述の如く、バッテリバックアップ状態において、バッテリ12又は15により駆動されるキャッシュメモリを21又は24の何れか一方のみとすることにより、バッテリの消費電流を抑えて、バックアップ時間を延長する、即ち両バッテリ12および15が正常状態の場合に比較してバッテリバックアップ時間が半減するのを回避可能にする。勿論、この場合には、バッテリ12又は15でバックアップされないキャッシュメモリ21又は24は、そのデータを保持し得ないので、冗長化は維持できない。しかし、バッテリ12又は15でバックアップされている一方のキャッシュメモリ21又は24は、データを所定時間保持又は保存可能であるので、ディスクアレイ装置10の機能を維持するという最低限の動作を保証することが可能である。
As described above, in the battery backup state, the cache memory driven by the
ここで、制御スイッチ27−30は、両バッテリ12および15の出力電圧を比較し、この比較結果に基づいて、即ち両バッテリの端子電圧又は出力電圧差が予め決められた所定値を超えるときオン/オフ制御する既存のスイッチのいずれかを使用することにより実現可能である。
Here, the control switch 27-30 compares the output voltages of the
以上、本発明による冗長化システムの電源バックアップ方法および装置の好適実施例の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施例は、本発明の単なる例示に過ぎず、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。また、上述の実施例では、冗長化された又は二重化されたディスクアレイ装置であったが、本発明はこれに限定されず、種々の用途が可能であること、当業者には容易に理解できよう。 The configuration and operation of the preferred embodiment of the power backup method and apparatus for the redundant system according to the present invention have been described above in detail. However, those embodiments are merely examples of the present invention, and those skilled in the art can easily understand that various modifications and changes can be made according to a specific application. In the above-described embodiments, the disk array device is made redundant or redundant. However, the present invention is not limited to this, and those skilled in the art can easily understand that various applications are possible. Like.
10 冗長化システムの電源バックアップ装置(ディスクアレイ装置)
1、2 電源ユニット
3 バックボード
4、5 アレイ制御ユニット
11、14 バックアップ電源
12、15 バッテリ
21、24 キャッシュメモリ
22−26 ORダイオード
27−30 制御スイッチ
10 Redundant system power backup device (disk array device)
1, 2
Claims (7)
前記第1および第2装置は、通常状態ではそれぞれ前記電源により駆動され、前記何れかのバッテリの故障時には、前記第1および第2装置のうち何れか一方を犠牲にして他方の装置のみを前記バッテリのうち正常なバッテリにより駆動することを特徴とする冗長化システムの電源バックアップ方法。 In the power backup method of the redundant system driven by the first and second power sources including the batteries using the first and second devices having the same function, respectively.
The first and second devices are each driven by the power source in a normal state, and when one of the batteries fails, only the other device is sacrificed at the expense of either the first or second device. A power backup method for a redundant system, wherein the battery is driven by a normal battery.
前記第1および第2電源ユニットと前記第1および第2装置の間に制御スイッチを設け、前記第1および第2装置を前記第1および第2電源ユニットの前記バッテリで動作させるバッテリバックアップ状態で前記第1又は第2電源ユニットの何れかのバッテリが故障のとき、前記制御スイッチをオン/オフ制御して、前記第1および第2装置のうち一方の装置のみをバックアップすることを特徴とする冗長化システムの電源バックアップ装置。 In a power backup apparatus of a redundant system that supplies backup power by cross-connecting first and second devices having the same function to first and second power supply units having the same configuration including a backup power supply and a battery, respectively,
In a battery backup state in which a control switch is provided between the first and second power supply units and the first and second devices, and the first and second devices are operated by the batteries of the first and second power supply units. When one of the batteries of the first or second power supply unit fails, the control switch is turned on / off to back up only one of the first and second devices. Power backup device for redundant system.
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