Brevet FR2648930A1 — publié le 19901228

CARTE DE COMMUTATION D'UN PROCESSEUR SPECIALISE A PARTIR DU BUS DE COMMUNICATION D'UN SYSTEME INFORMATISE CONSISTANT EN PLUSIEURS PROCESSEURS SPECIALISES L'objet de cette invention consiste en une plaque de commutation d'un processeur spécialisé à partir du bus de communication d'un système informatisé comprenant plusieurs processeurs spécialisés. Les systèmes informatisés consistant en un certain nombre d'ordinateurs spécialisés reliés en parallèle par un bus de communication sont maintenant largement répandus. La figure 1 montre un diagramme d'un système de ce type qui comprend, d'une manière générale, un bus de communica- tion (PSB) communiquant avec une série de processeurs spécia- lisés (SC) qui, à leur tour, sont utilisés pour la gestion de parties séparées d'une installation industrielle à intelli- :,--nce répartie par l'intermédiaire de lignes de communication en séries (bit-bus). Dans le cas illustré, le bus de commu- nication.est du type connu commercialement sous le nom de Parallel System Bus (PSB) d'INTEL. Une structure de ce type avec des processeurs indépen- dants permet aux fonctions d'être segmentées tout en garan- tissant en mrme temps la coordination vis-à-vis du haut de la structure hiérarchique. Les processeurs isolés (SC), par exemple, peuvent être réservés à plusieurs sous-ensembles fonctionnels de l'installation comme mentionné ci-dessus. L'abréviation OI indique des équipements destinés à la communication avec l'utilisateur. Un agencement de ce type est sans aucun doute intéres- sant du point de vue de la fiabilité puisque la défaillance d'un module (SC) n'entraîne que la perte de fonctionnement d'une partie limitée de l'installation qui peut ne pas être vitale et le fonctionnement des parties restantes n'est pas. compromis. Malheureusement, cependant, l'indépendance fonc- tionnelle mentionnée ci-dessus ne correspond pas à une indépendance véritable sur le plan électrique. Cela est vrai parce que les processeurs séparés (SC) ne sont généralement pas conçus pour être physiquement déconnec- tés du bus de communication (PSB) lorsque celui-ci est sous tension et, de plus, celui-ci requiert une source de puis- sance centralisée pour des modules venant sous son contrôle. En outre, dans certains cas, ces modules, s'ils ne sont pas isolés du bus de communication, peuvent compromettre son fonctionnement. Cela provoque une limitation importante de la disponibilité réelle du système de communication et donc de l'ensemble du système parce que: - avec un seul module défaillant, le bus de communication dans sa totalité peut être rendu inopérant; - afin de retirer et remplacer le module défaillant, il est nécessaire de couper la source de puissance de la totalité du bus de communication (PSB), et il est ainsi nécessaire de répéter la procédure d'initialisation du système depuis le début. Afin d'éviter cette limitation à la disponibilité du bus de communication, selon l'invention, il est nécessaire que chaque processeur spécialisé (SC) soit connecté à un bus de communication modifié de manière appropriée et désigné ci-après par l'abréviation (MB) au moyen d'une carte de commutation indiquée ci-après par l'abréviation (SWI). Ladite carte de commutation permet d'interrompre l'alimentation d'un seul processeur (SC) et, n conséquence, son retrait du bus de communication modifié (RB) sans perte, les fonctions contrôlées par les processeurs spécialisés restants (SC) avec l'interruption unique de la communication parallèle entre le processeur désactivé et ceux encore connectés. Au moment de la déconnexion du processeur spécia- lisé (SC), la carte de commutation (SWI) reste sous tension naturellement et, surtout, elle retient les informations nécessaires pour la réinitialisation du processeur spécia- lisé (SC) lorsque celui-ci est reconnecté. En outre, pendant toute la période pendant laquelle- ledit processeur reste connecté mais est défaillant, ladite carte de commutation continue à remettre à zéro les signaux de. sortie vers le bus de communication à travers le circuit de remise à zéro du processeur au moyen d'un signal appelé "kill board" (carte d'effacement). Le fonctionnement correct de la carte de commutation nécessite l'utilisation d'un module auxiliaire, appelé ci-après le module de commutation (SW) qui a pour fonction de détecter le défaut dans le processeur (SC), de communiquer avec la carte de commutation, de contrôler l'alimentation et de fournir un support physique pour les instructions et les signaux du panneau avant du point de vue de la logique insertion/retrait du processeur défaillant. Cela est réalisé de cette façon parce que, de préférence, la carte de commu- tation n'a pas de panneau avant de sorte qu'elle utilise celui dudit module de commutation comme une interface exté- rieure. Le module de commutation pourrait, en tant que tel, être combiné avec la carte de commutation s'il était limité à la fonction décrite ci-dessus. En fait, cependant, ledit module de commutation a d'autres fonctions en plus de celles qui viennent d'être décrites et cela constitue le sujet d'un brevet parallèle du même breveté auquel référence devrait être faite. D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaî- tront à la -ecture de la description d'autres modes de réalisatior de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé, o: - la figure 1 montre le diagramme d'un système informa- tisé auquel pourrait être avantageusement appliquée l'invention; - la figure 2 montre un diagramme similaire mais modi- fiée par la présence de la carte de commu- tation selon l'invention. 2648930 ' La figure 1 a déjà été illustrée dans la partie intro- ductive de la description. A la figure 2, un bus de communication modifié (MB) est représenté au lieu du bus de communication (PSB). Le bus de communication modifié (MB) est relié en parallèle à (n) pro- cesseurs (SC1, SC2,..., SCn). Entre chaque processeur (SC) et le bus de communication (MB), il correspond à une carte de commutation (SWI1, SWI2,..., SWIn). Entre chaque proces- seur (SC) et sa carte de commutation correspondante (SW), est également inséré un module de commutation (SWA1, SWA2, SWAn). La typologie des signaux entre le bus de communication, les cartes de commutation, les processeurs et le module de commutation est décrite ci-dessous, naturellement de manière schématique: (A) signal utilisé pour le dialogue en parallèle entre le bus de communication (MB) et le processeur (SC) pour échange de données durant le fonctionnement normal du processeur (SC) ; (B) signal utilisé pour le dialogue en parallèle entre le bus de communication (MB) et la carte de commuta- tion (SWI) pour l'initialisation automatique du pro- cesseur (SC) après son insertion. On se souviendra, à cet égard, que la carte de commutation n'est jamais retiré du bus de communication (MB) et est dès lors alimenté continuellement pour le stockage des données d'initialisation du processeur (SC) et pour le réta- blissement des communications sur le bus au cours de phases d'insertion, de retrait et de coupure d'alimen- tation au moyen d'un signal spécialisé signal d'erreur à long terme sur le bus); (C) l'alimentation du bus de communication (MB) est diri- gée vers le processeur (SC) via la carte de commuta- tion (SWI) de sorte qu'elle peut être interrompue par celui-ci; (D) la partie de la ligne d'alimentation vers le proces- seur (SC) comprise entre le processeur (SC) et la carte de commutation (SWI) qui, si nécessaire, peut être interrompue; (E) Ligne de transmission pour les signaux d'initialisation contenus dans la carte de commutation (SWI) vers le processeur (SC); (F) Ligne de communication entre la carte de commuta- tion (SWI) et le processeur (SC-) pour la transmission - d'un signal signifiant la présence physique du proces- seur (SC) et pour la transmission du signal de remise à zéro du processeur (carte d'effacement) dans le cas d'un fonctionnement défectueux; (G) Ligne de communication entre le module de commuta- tion (SWA) et le processeur (SC) pour des besoins de diagnostic tels qu'évalués lorsque la carte de commu- tation devrait intervenir (surveillance, arrêt, arrêt effectué, maître processeur, interruption, fonctions dont la significations est bien connues); (H) Ligne de communication entre le module de commuta- tion (SWA) et la carte de commutation (SWI) pour l'exécution des fonctions logiques associées au fonc- tionnement d'insertion et de retrait du processeur (commutation présente, transfert présent, insertion/re- trait autorisation) aussi-bien que les fonctions asso- ciées au fonctionnement de commutation (carte d'effa- cement, alimentation correcte, courant en excès, processeur présent). La fonction du module de commutation est donc de: - détecter tout dérangement au processeur (SC), - commuriquer avec la carte de commutation (SWI) pour remettre en service ce processeur (SC) et pour contrô- ler les alimentations en puissance; - loger physiquement les commandes de contrôle et de signalisation du panneau avant en cas d'insertion/re- trait puisque la carte de commutation n'aura, de préférence, pas de panneau avant. Comme mentionné ci-dessus, le module de commutation a d'autres fonctions, décrites avec plus de détail dans un brevet parallèle du même breveté, auquel référence devra être faite. En ce.qui concerne la carte de commutation (SWI), il est essentiel pour: - remettre à zéro le processeur (SC) détecté comme défaillant par le module de commutation (SWA) et commander l'alimentation en puissance; - interrompre l'alimentation du processeur lorsque celui-ci est détecté comme étant défaillant, afin de permettre-le retrait de ce processeur; - couper et restaurer l'alimentation en puissance afin de permettre la réinsertion du processeur; - stocker les informations d'initialisation du proces- seur (SC) de manière à les transmettre, après réinser- tion du processeur, pour le remettre en état de fonc- tionnement; - engendrer le signal de rétablissement pour les commu- nications sur le bus (signal d'erreur de bus à long terme) durant les phases de retrait/insertion et alimentation coupée/rétablie. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Carte de commutation d'un processeur spécialisé pour l'isoler du bus de communication-d'un système informa- tisé consistant en plusieurs processeurs spécialisés, carac- térisé par le fait qu'il comporte: - des moyens pour commander l'alimentation en puissance vers le processeur (SC); - des moyens pour détecter tout fonctionnement défectueux du processeur (SC); - des moyens pour interrompre l'alimentation vers le pro- cesseur pour permettre le retrait de celui-ci lorsqu'il a été détecté comme défectueux; - des moyens pour remettre à zéro le processeur durant les phases d'insertion,-de retrait et o il n'y est pas alimenté; - des moyens pour stocker les informations relatives à l'initialisation du processeur (SC) aussi bien que des moyens pour transmettre ladite information après réinsertion du processeur. 2.- Carte de commutation d'un processeur spécialisé pour le séparer du bus de communication d'un système tnfor- matisé consistant.en plusieurs processeurs spécialisés selon la revendication précédente, caractérisé par le fait que ladite carte de commutation est associé à un module de commutation (SW) inséré entre le processeur et la carte de commutation (SWI) dans lequel ledit module de commutation est équipé: - de moyens pour détecter tout fonctionnement défectueux du processeur (SC); - de moyens pour communiquer avec la carte de commutation pour adresser un signal de remise à zéro vers le processeur de l'insertion et de retrait de celui-ci; - de moyens de communication avec la carte de commuta- tion (SWI) pour envoyer un signal de commande d'alimen- tation. 3.- Carte de commutation d'un processeur spécialisé pour séparer celui-ci du bus de communication d'un système informatisé consistant en plusieurs processeurs spécialisés selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que: (i) ledit bus de communication (PSB) est relié au proces- seur par: - une ligne (A) pour le transfert d'informations entre le bus et le processeur (SC) durant le fonctionnement normal du processeur; (ii) ledit bus de communication est raccordé à la carte de commutation par: une ligne (B) pour transmettre le signal utilisé pour l'initialisation automatique du proces- seur (SC) pour rétablir la communication sur le bus pendant les phases d'insertion, de retrait et d'interruption de l'alimentation au moyen d'un signal spécialisé (signal d'erreur à long terme sur le bus); - une ligne (C) pour transmettre l'alimentation en puissance au processeur (SC); (iii) ladite carte de commutation est raccordée au processeur par: - une ligne (D) pour alimenter au processeur (SC); - une ligne (E) pour transmettre au processeur (SC) des signaux d'initialisation contenus dans les moyens de stockage susmentionnés de la carte de commutation (SWI); - une ligne (F) pour transmettre un signal signifi- catif de la présence physique du processeur (SC) et pour transmettre le signal ("kill board") de rétablissement du processeur défectueux; (iv) ledit processeur est raccordé au modu1 de commutation par: - une ligne (G) pour des besoins de diagnostics pour déterminer lorsque la carte de commutation doit intervenir; (v) ledit module de commutation est raccordé à la plaque de commutation par: - une ligne (H) pour mettre en oeuvre des fonctions logiques associées avec les opérations d'insertion et de retrait du processeur.