(57)【要約】【課題】冗長化システムがバッテリバックアップ状態のとき、一方のバッテリが故障することにより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。【解決手段】それぞれバックアップ電源１１、１４およびバッテリ１２、１５を含む第１電源ユニット１および第２電源ユニット２を、ＯＲダイオード２２−２６を介してそれぞれキャッシュメモリ２１、２４を含む第１装置４および第２装置５と交差接続する。ＯＲダイオード２２−２６と直列に制御スイッチ２７−３０を接続して、バッテリ１２、１５で駆動されるバッテリバックアップ状態のとき、一方のバッテリに故障が生じた際に、制御スイッチ２７−３０をオン／オフ制御して、正常なバッテリで第１装置４又は第２装置５の何れか一方のみを駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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ことを特徴とする請求項１に記載の冗長化システムの電源バックアップ方法。
【請求項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ことを特徴とする請求項１又は２に記載の冗長化システムの電源バックアップ方法。
【請求項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。
【請求項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ことを特徴とする請求項４に記載の冗長化システムの電源バックアップ装置。
【請求項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ことを特徴とする請求項４に記載の冗長化システムの電源バックアップ装置。
【請求項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ことを特徴とする請求項４、５又は６に記載の冗長化システムの電源バックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。）。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−１６０３６９号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献２】特開平１１−２４８００号公報（第３頁、第１図）
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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。
【００１４】
（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。
【発明の効果】
【００１５】
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。
【実施例】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】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。
【図２】従来のディスクアレイ装置の概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
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
【図１】
2006163455.tif 000003
【図２】
2006163455.tif 000004