(57)【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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