JP2881234B2 - 疎結合マルチプロセッサシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の属する分野） 本発明は疎結合マルチプロセッサシステム、殊に複数
の処理装置各々にプログラム又はデータ等のアプリケー
ションの処理を割り当て、ソフトウェアバスに各処理装
置の動作状態を検知して構成制御の管理を行う機能と処
理装置相互間にメッセージを転送制御する機能とを割り
当ててシステム全体のデータ処理能力及び信頼性を高め
たことを特徴とする疎結合マルチプロセッサシステムに
関する。

（従来技術） マルチプロセッサシステムは複数の処理装置を互いに
接続し、処理すべきプログラム又はデータ等のアプリケ
ーションを各処理装置に分担せしめて並行処理を行うた
めその処理能力が非常に高く、短時間に膨大な量のアプ
リケーションの処理を行うことが必要なエキスパートシ
ステム等の各種システムに使用されている。

又、マルチプロセッサシステムは一般に密結合マルチ
プロセッサシステムと疎結合マルチプロセッサシステム
とに大別され、密結合マルチシステムは第２図に示すよ
うに主記憶装置１に複数の処理装置２、２…及び周辺機
器等の資源３、３…を接続して構成すると共に単一のOS
によってこれ等を集中管理したものであり、これによれ
ば各処理装置はアプリケーション及び資源を互いに共用
することが容易なためアプリケーションを短時間に各処
理装置に分担せしめてシステムの処理能力を高めること
ができる。

しかし、密結合マルチプロセッサシステムは各処理装
置相互の関連性が高いため一つの処理装置が故障又はプ
ログラム暴走等の障害を生じた場合システム全体が停止
又は正常な動作を行えないと云う欠点がある。

疎結合マルチプロセッサシステムはこの欠点を補って
システム全体の信頼性を高めることが可能なものであ
り、近年各種システムに使用されている。

従来、疎結合マルチプロセッサシステムとしては第３
図に示すように複数の処理装置２、２…を互いに主記憶
装置以外のチャネル又は資源３等を会して接続すると共
に各処理装置を個別のOSによって制御せしめるシステム
があり、これによれば一つの処理装置が障害を生じても
他の処理装置を代わりに使用するように処理装置相互間
の接続状態を制御、即ち構成制御を行ってシステムの正
常動作を継続することができ信頼性を高めることが可能
である。

しかしながら、このような疎結合マルチプロセッサシ
ステムでは各処理装置が個別のOSに基づいてアプリケー
ションを処理する他に処理装置相互間に於いてプログラ
ム又はデータ等のメッセージを転送するための制御装
置、即ち通信処理を行う必要があり、又処理装置が障害
を生じた場合に代わりの処理装置を使用するように構成
制御処理を行わなければならずメッセージの転送回数が
増加する程各処理装置がアプリケーション処理に割り当
てる時間が減少してシステム全体の処理能力が低下する
と云う欠点があった。

又、このような場合にアプリケーション処理能力を高
める方法としては第４図に示すように複数の処理装置
２、２…をスイッチ回路網４に接続して処理装置相互の
接続状態を時間の経過と共に切り替えてメッセージの転
送を時分割に行う手段があり、これによれば処理装置相
互の接続状態は経過時間によって定まり各処理装置は転
送されたメッセージが自処理装置宛か否かを判断する必
要がないため処理装置が通信処理に要する時間を短縮す
ることができシステム全体の処理能力を高めることがで
きるが、処理装置が互いにメッセージを転送出力する場
合両処理装置がデッドロック状態を生じてシステムが正
常に動作しないと云う欠点があった。

更に、第４図と類似したものは特開昭61−70837号公
報に記載されているが、これでは上述の如く複数の処理
装置各々が通信処理を行わなければならずメッセージ転
送回数が増加する程システム全体の処理能力が低下する
と云う欠点があった。

（発明の目的） 本発明は上述の疎結合マルチプロセッサシステムの欠
点を解消するためになされたものであって、処理装置相
互のメッセージの転送回数が増加してもユーザの要求に
対しての処理能力を低下することなくシステム全体の信
頼性を高めることが可能な疎結合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。

（発明の概要） 上述の目的を達成するため本発明に於いては以下のよ
うに構成する。

プログラム又はデータ等のアプリケーションを処理す
る機能及びパケットを生成し処理する機能を有する複数
の処理装置各々を接続する疎結合マルチプロセッサシス
テムにおいて、前記複数の処理装置を接続するためのソ
フトウェアバスが１つのルータと複数の通信制御部とか
らなり、前記ルータに前記複数の通信制御部を夫々接続
し、さらには前記通信制御部及び前記ルータが所要数の
CPU及びメモリ及びI/Oからなり夫々個別のOSに基づいて
動作するよう構成する１つのソフトウェアバスであっ
て、前記ソフトウェアバスの前記通信処理部に前記複数
の処理装置を夫々接続するよう構成しており、各通信制
御部は接続した処理装置の動作状態を検知し、その検知
した動作状態に応じて他の通信制御部からのパケットを
自通信処理部が接続した処理装置に出力するか否かの転
送制御を行うように機能せしめ、前記ルータは通信制御
部からの転送先情報に応じて所定のパケット転送経路を
定めるように機能せしめたことを特徴とする疎結合マル
チプロセッサシステムとする。

また、各通信制御部は接続した処理装置の動作状態を
検知しかつ他の通信制御部からルータを介して転送され
た転送先情報が自通信制御部が接続した処理装置を指定
しているか否かを判断し、前記検知した動作状態に応じ
て他の通信制御部からのパケットを自通信処理部が接続
した処理装置に出力するか又はパケット転送元の通信制
御部の転送先情報を代わりの処理装置を示す指定情報に
変更して転送制御するように機能せしめ、前記ルータは
パケットの転送元に対応して予め定めたパケット転送経
路を選択するように機能せしめたことを特徴とする疎結
合マルチプロセッサシステムとする。

（実施例） 以下本発明を図面に示した実施例に基づいて詳細に説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示す疎結合マルチプロセ
ッサシステムの構成図である。

同図に於いて５は処理装置2a乃至2cを接続したソフト
ウェアバスであって、該ソフトウェアバス５は前記処理
装置2a乃至2c各々の動作状態を検知すると共にパケット
の転送を制御するための通信制御部6a乃至6cをこれ等相
互間の経路処理を行うためのルータ７に接続して構成す
る。ここで、処理装置2a乃至2c、通信制御部6a乃至6c及
びルータ７各々はCUP、メモリ及びI/Oによって構成する
と共に個別のOSに基づいて動作する。

又、このように構成する疎結合マルチプロセッサシス
テムの各構成部は以下のように機能せしめる。

即ち、処理装置2a乃至2c各々はアプリケーションを処
理し、又必要に応じてメッセージを他の処理装置に転送
する場合その転送すべきメッセージ、転送元の処理装置
を示す転送元情報及び転送先の処理装置を示す転送先情
報によって構成するパケットを生成して夫々接続した所
定の通信制御部6a乃至6cに出力するように機能せしめ
る。更に、処理装置2a乃至2c各々は必要に応じて夫々接
続した所定の通信制御部6a乃至6cからパケットを入力す
るように機能せしめる。

通信制御部6a乃至6c各々は上述の如く接続した所定の
処理装置からの出力信号に応じてその動作状態を常時検
知し、処理装置の異常動作を検知した場合その代わりの
処理装置を示す指定情報を記憶すると共に処理装置2a乃
至2cからパケットを入力した場合これを記憶し、その転
送先情報をルータ７に出力する。又、ルータ７から転送
先情報を入力した場合その情報が、自通信制御部が接続
した処理装置を指定しているか否かを判断する。転送先
情報が、自通信制御部が接続した処理装置を指定してい
る場合はパケット要求有りの信号をルータ７に出力し、
又指定していない場合はパケット要求無しの信号をルー
タ７に出力する。更に、通信制御部6a乃至6c各々は上述
の如く接続した処理装置が異常動作を生じて指定情報を
記憶し、かつルータ７からの転送先情報が、自通信制御
部が接続した処理装置を指定している場合ルータ７に前
記転送先情報を変更するための変更情報、即ち代わりの
処理装置を示す指定情報を出力するように機能せしめ
る。

ルータ７は通信制御部6a乃至6c各々からの転送先情報
を順次そのメモリに記憶すると共にメモリから転送先情
報をその記憶順に従って読み出し、又読み出す時にその
転送先情報を転送元以外の通信制御部各々に所定順に出
力する。又、ルータ７は転送先情報を各通信制御部に出
力する毎にパケットの要求有り又は無しの返送信号を待
ち、パケット要求有りの信号を入力した場合転送元の通
信制御部のパケットをその転送先情報が示す処理装置、
即ちこれを接続した通信制御部に転送する。パケット要
求無しの信号を入力した場合ルータ７は次の通信制御部
にメモリから転送先情報を出力し、上述の如き動作を行
うように機能せしめる。

従って、上述のように構成し、各構成部を機能せしめ
る疎結合マルチプロセッサシステムは各処理装置2a乃至
2c相互間でメッセージを転送する場合、例えば処理装置
2aが処理装置2cにメッセージを転送する場合、処理装置
2aがパケットを通信制御部6aに出力すればルータ７がパ
ケットの転送先情報を通信制御部6b及び6cの順に出力し
てパケットの転送先を捜し、そのパケットを通信制御部
6aから6cに転送せしめる。即ち、処理装置は各々を接続
した通信制御部にパケットを単に出力すればソフトウェ
アバスがメッセージの転送処理を行うため通信処理に要
する時間を短縮せしめてアプリケーション処理に割り当
てる時間を増やすことができる。

又、マルチプロセッサシステムはメッセージの転送先
の処理装置が障害を生じた場合、これを接続する通信制
御部がその代わりの処理装置を示す指定情報を記憶し、
ルータを介して転送元の処理装置を接続する通信制御部
の転送先情報を前記指定情報に書き替えて転送元の処理
装置と代わりの処理装置との間でメッセージの転送を可
能ならしめる。即ち、このマルチプロセッサシステムは
ソフトウェアバスがシステムの構成制御の管理を行うた
め処理装置がアプリケーション処理に割り当てる時間を
増やすことができると共に障害を生じてもシステムの正
常動作を継続することができる。

更に、このマルチプロセッサシステムは処理装置相互
でメッセージを転送しても各メッセージは各々の通信制
御部に一旦記憶し、ルータがパケット転送元の通信制御
部に応じて予め定めたパケット転送経路を順次選択する
ためシステムのデッドロックを防止することができる。

尚、上述の実施例ではソフトウェアバスが各通信制御
部によって夫々接続した所定の処理装置の異常動作を検
知した場合、上述如く転送先情報を替えてその代わりの
処理装置と転送元の処理装置との間でメッセージの転送
を行うように管理したが本発明はこれに限らず、例えば
ソフトウェアバスが各通信制御部によって夫々接続した
処理装置のアプリケーションの実行稼働率を検知し、こ
の稼働率が高く他の処理装置からのメッセージを受ける
ことが不可能な場合、上述の如く転送先情報を替えるこ
とによってその代わりの処理装置と転送元の処理装置と
の間でメッセージの転送を行えるように管理すればシス
テムが効率良くアプリケーションを処理する上で都合が
良いであろう。又、本発明は通信制御部が、接続した処
理装置の動作状態を検知し、その動作状態に応じて他の
通信制御部からのパケットを自通信制御部が接続した処
理装置に出力するか否かの制御を行い、ルータが通信制
御部からの転送先情報に応じた処理装置にパケットを転
送するように行っても良い。

又、上述の実施例ではソフトウェアバスに於いて通信
制御部及びルータを夫々別々のCPU、メモリ及びI/Oによ
って構成したが、本発明はこれに限らずソフトウェアバ
スが所要数のCPU及びメモリによって構成されパケット
の転送制御処理機能と構成制御機能とを有すれば良いこ
とは自明であろう。

更に、上述の実施例では処理装置から通信制御部に出
力するパケットを、転送すべきメッセージ、転送元の処
理装置を示す転送元情報及び転送先の処理装置を示す転
送先情報によって構成したが本発明はこれに限らずその
パケットに各構成部を制御せしめる制御情報、例えば転
送元の処理装置のパケットに転送元の処理装置の実行動
作の開始又は停止を制御せしめる情報を付加すればシス
テムの機能を増す上で都合が良いであろう。

上述のマルチプロセッサシステムはソフトウェアバス
に３つの処理装置を接続したが本発明はこれに限らず複
数の処理装置又は周辺機器等の資源を接続しても良く、
例えば第５図に示すようにソフトウェアバス５に処理装
置2a乃2d及びフロッピーディスク等の周辺機器8a乃至8c
を接続すると共に該ソフトウェアバス５はこれ等処理装
置及び周辺機器各々に通信制御装置6a乃至6gを介してル
ータ７を接続して構成しても良く、又本発明の疎結合マ
ルチプロセッサシステムは第６図に示すように複数のソ
フトウェアバス５、５…のルータ７、７…を互いにチャ
ネル９、９…を介して接続し、システムの拡張性を高め
ても良いことは自明であろう。又、処理装置は複数のア
プリケーションを処理する機能を有しても良く、この場
合転送先情報がこれ等アプリケーションを指定し、ソフ
トウェアバスが各アプリケーションの動作状態を検知す
る機能を有すれば都合が良いであろう。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように、複数の処理装置又は資
源各々にアプリケーション処理を割り当て、ソフトウェ
アーバスにこれ等相互間のメッセージ転送制御及び構成
制御の管理を割り当てたものであるから、処理装置又は
資源相互のメッセージ転送回数が増加しても常時システ
ムの構成制御を管理すると共に処理装置又は資源は単に
パケットをソフトウェアバスに出力すれば通信処理が終
了するのでこれ等がアプリケーション処理に割り当てる
時間が増してシステム全体の処理能力を向上することが
でき、又ルータによってメッセージの転送経路を定めて
いるためシステムの信頼性を高めることが可能な疎結合
マルチプロセッサシステムを提供する上で効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すマルチプロセッサシス
テムの構成図、第２図は従来の一般的な密結合マルチプ
ロセッサシステムを示す構成図、第３図及び第４図は従
来の疎結合マルチプロセッサシステムを示す構成図、第
５図及び第６図は本発明の変形実施例を示すマルチプロ
セッサシステムの構成図である。 ５……ソフトウェアバス、2a乃至2c……処理装置、6a乃
至6c……通信制御部、７……ルータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−37457（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−257052（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−26966（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−163562（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−83838（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06F 15/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プログラム又はデータ等のアプリケーショ
   ンを処理する機能及びパケットを生成し処理する機能を
   有する複数の処理装置各々を接続する疎結合マルチプロ
   セッサシステムにおいて、 前記複数の処理装置を接続するためのソフトウェアバス
   が１つのルータと複数の通信制御部とからなり、前記ル
   ータに前記複数の通信制御部を夫々接続し、さらには前
   記通信制御部及び前記ルータが所要数のCPU及びメモリ
   及びI/Oからなり夫々個別のOSに基づいて動作するよう
   構成する１つのソフトウェアバスであって、前記ソフト
   ウェアバスの前記通信処理部に前記複数の処理装置を夫
   々接続するよう構成しており、各通信制御部は接続した
   処理装置の動作状態を検知し、その検知した動作状態に
   応じて他の通信制御部からのパケットを自通信処理部が
   接続した処理装置に出力するか否かの転送制御を行うよ
   うに機能せしめ、前記ルータは通信制御部からの転送先
   情報に応じて所定のパケット転送経路を定めるように機
   能せしめたことを特徴とする疎結合マルチプロセッサシ
   ステム。
2. 【請求項２】プログラム又はデータ等のアプリケーショ
   ンを処理する機能及びパケットを生成し処理する機能を
   有する複数の処理装置各々を接続する疎結合マルチプロ
   セッサシステムにおいて、 前記複数の処理装置を接続するためのソフトウェアバス
   が１つのルータと複数の通信制御部とからなり、前記ル
   ータに前記複数の通信制御部を夫々接続し、さらには前
   記通信制御部及び前記ルータが所要数のCPU及びメモリ
   及びI/Oからなり夫々個別のOSに基づいて動作するよう
   構成する１つのソフトウェアバスであって、前記ソフト
   ウェアバスの前記通信処理部に前記複数の処理装置を夫
   々接続するよう構成しており、各通信制御部は接続した
   処理装置の動作状態を検知しかつ他の通信制御部からル
   ータを介して転送された転送先情報が自通信制御部が接
   続した処理装置を指定しているか否かを判断し、前記検
   知した動作状態に応じて他の通信制御部からのパケット
   を自通信処理部が接続した処理装置に出力するか又はパ
   ケット転送元の通信制御部の転送先情報を代わりの処理
   装置を示す指定情報に変更して転送制御するように機能
   せしめ、前記ルータはパケットの転送元に対応して予め
   定めたパケット転送経路を選択するように機能せしめた
   ことを特徴とする疎結合マルチプロセッサシステム。