特開 2024-168590 故障監視装置および故障監視方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024168590

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】故障監視装置および故障監視方法

(51)【国際特許分類】

   G06F 11/20 20060101AFI20241128BHJP

【ＦＩ】

G06F11/20 623

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023085409

(22)【出願日】2023-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000005223

【氏名又は名称】富士通株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】重留 広二

(72)【発明者】

【氏名】山田 英明

【テーマコード（参考）】

5B034

【Ｆターム（参考）】

5B034BB03

5B034CC01

5B034DD01

(57)【要約】

【課題】各装置の動作に対応させて故障の検出動作を実施することで、複数の装置が搭載される場合にも、故障の検出が遅れることを抑制する。
【解決手段】共有メモリと、共有メモリにデータを順次書き込む第１装置と、共有メモリからデータを順次読み出す第２装置と、を有する情報処理装置に搭載される故障監視装置は、第１装置により共有メモリに書き込まれたデータのうち、第２装置により読み出されていない最古のデータを示す最古情報を保持する最古情報保持部と、第２装置により共有メモリから読み出されたデータが第２装置に後続する装置に出力された場合、最古情報保持部に保持された最古情報を更新する最古情報更新部と、第１装置により所定回数のデータが共有メモリに書き込まれても、最古情報保持部に保持された最古情報が更新されない場合、第２装置の故障を検出する第１故障検出部と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

共有メモリと、前記共有メモリにデータを順次書き込む第１装置と、前記共有メモリからデータを順次読み出す第２装置と、を有する情報処理装置に搭載される故障監視装置であって、
前記第１装置により前記共有メモリに書き込まれたデータのうち、前記第２装置により読み出されていない最古のデータを示す最古情報を保持する最古情報保持部と、
前記第２装置により前記共有メモリから読み出されたデータが前記第２装置に後続する装置に出力された場合、前記最古情報保持部に保持された前記最古情報を更新する最古情報更新部と、
前記第１装置により所定回数のデータが前記共有メモリに書き込まれても、前記最古情報保持部に保持された前記最古情報が更新されない場合、前記第２装置の故障を検出する第１故障検出部と、
を有する故障監視装置。

【請求項2】

前記第１装置による前記共有メモリへのデータの書き込みと、前記第２装置による前記共有メモリからのデータの読み出しは、互いに同じ周期で繰り返し実施され、
前記共有メモリは、前記第１装置による前記共有メモリへのデータの書き込みに対応して前記最古情報が更新されない場合にカウンタ値が更新される第１カウンタを含み、
前記第１故障検出部は、前記第１カウンタのカウンタ値の増加量が閾値以上になった場合、前記第２装置の故障を検出する、
請求項１に記載の故障監視装置。

【請求項3】

前記第１装置と前記第２装置とをそれぞれ含む複数の運用系と、
前記第１故障検出部を有する第３装置を含む待機系と、を有し、
前記共有メモリは、前記複数の運用系に共通に設けられ、
前記最古情報保持部および前記第１カウンタは、前記複数の運用系毎に前記共有メモリに設けられ、
前記最古情報更新部は、前記複数の運用系の前記第２装置の各々に含まれ、
前記第３装置は、前記第１故障検出部により前記第２装置のいずれかの故障を検出した場合、故障した前記第２装置に代わって運用系に切り替わる、
請求項２に記載の故障監視装置。

【請求項4】

前記第２装置は、前記共有メモリから読み出したデータを処理し、処理後のデータを出力した後、前記共有メモリに保持された処理前のデータを消去する、
請求項１に記載の故障監視装置。

【請求項5】

前記第１装置により前記共有メモリに書き込まれた最新のデータを示す最新情報を保持する最新情報保持部と、
前記第１装置により前記共有メモリにデータが書き込まれた場合、前記最新情報保持部に保持された前記最新情報を更新する最新情報更新部と、
前記第２装置により所定回数のデータが前記共有メモリから読み出されても、前記最新情報保持部に保持された前記最新情報が更新されない場合、前記第１装置の故障を検出する第２故障検出部と、
を有する請求項１に記載の故障監視装置。

【請求項6】

前記第１装置による前記共有メモリへのデータの書き込みと、前記第２装置による前記共有メモリからのデータの読み出しは、互いに同じ周期で繰り返し実施され、
前記共有メモリは、前記第２装置による前記共有メモリからのデータの読み出しに対応して前記最新情報が更新されない場合にカウンタ値が更新される第２カウンタを含み、
前記第２故障検出部は、前記第２カウンタのカウンタ値の増加量が閾値以上になった場合、前記第２装置の故障を検出する、
請求項５に記載の故障監視装置。

【請求項7】

前記第１装置と前記第２装置とをそれぞれ含む複数の運用系と、
前記第２故障検出部を有する第３装置を含む待機系と、を有し、
前記共有メモリは、前記複数の運用系に共通に設けられ、
前記最新情報保持部および前記第２カウンタは、前記複数の運用系毎に前記共有メモリに設けられ、
前記最新情報更新部は、前記複数の運用系の前記第１装置の各々に含まれ、
前記第３装置は、前記第２故障検出部により前記第１装置のいずれかの故障を検出した場合、故障した前記第１装置に代わって運用系に切り替わる、
請求項６に記載の故障監視装置。

【請求項8】

共有メモリと、前記共有メモリにデータを順次書き込む第１装置と、前記共有メモリからデータを順次読み出す第２装置と、を有する情報処理装置に搭載される故障監視装置による故障監視方法であって、
前記情報処理装置が有する最古情報保持部に、前記第１装置により前記共有メモリに書き込まれたデータのうち、前記第２装置により読み出されていない最古のデータを示す最古情報を保持し、
前記情報処理装置が有する最古情報更新部が、前記第２装置により前記共有メモリから読み出されたデータが前記第２装置に後続する装置に出力された場合、前記最古情報保持部に保持された前記最古情報を更新し、
前記情報処理装置が有する第１故障検出部が、前記第１装置により所定回数のデータが前記共有メモリに書き込まれても、前記最古情報保持部に保持された前記最古情報が更新されない場合、前記第２装置の故障を検出する、
故障監視方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、故障監視装置および故障監視方法に関する。

【背景技術】

【0002】

稼働系装置の障害が検出された場合、稼働系装置のデータが二重化された共有ストレージからデータを取得して待機系装置を動作させ、稼働系装置の機能を待機系装置で継続させる手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。現用機の内蔵ディスク装置と同一の内容が書き込まれた共有ディスク装置を有し、現用機に障害が発生した場合、予備機が共有ディスク装置の内容をコピーして現用機の処理を引き継ぐ手法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１１０１７３号公報

【特許文献2】特開平６－１７５７８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

例えば、共有メモリを介して接続される複数の運用系装置と、待機系装置とを含む情報処理装置では、上流側の運用系装置は、処理したデータを共有メモリに順次書き込み、下流側の運用系装置は、共有メモリから読み出したデータを順次処理する。例えば、情報処理装置に搭載される管理装置は、複数の運用系装置を監視して故障を検出し、故障した運用系装置を待機系装置に切り替える。しかしながら、運用系装置の数が多いほど、管理装置の負荷は増大し、各運用系装置の故障の監視周期は長くなり、故障の発生時の運用系装置から待機系装置への切り替えは遅くなる。例えば、下流側の運用系装置が故障したときに故障の検出と待機系装置への切り替えとが遅れると、共有メモリがオーバーフローしてデータが失われるおそれがある。

【0005】

１つの側面では、本発明は、各装置の動作に対応させて故障の検出動作を実施することで、複数の装置が搭載される場合にも、故障の検出が遅れることを抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一つの観点によれば、故障監視装置は、共有メモリと、前記共有メモリにデータを順次書き込む第１装置と、前記共有メモリからデータを順次読み出す第２装置と、を有する情報処理装置に搭載される故障監視装置であって、前記第１装置により前記共有メモリに書き込まれたデータのうち、前記第２装置により読み出されていない最古のデータを示す最古情報を保持する最古情報保持部と、前記第２装置により前記共有メモリから読み出されたデータが前記第２装置に後続する装置に出力された場合、前記最古情報保持部に保持された前記最古情報を更新する最古情報更新部と、前記第１装置により所定回数のデータが前記共有メモリに書き込まれても、前記最古情報保持部に保持された前記最古情報が更新されない場合、前記第２装置の故障を検出する第１故障検出部と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

各装置の動作に対応させて故障の検出動作を実施することで、複数の装置が搭載される場合にも、故障の検出が遅れることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態における情報処理装置の一例を示すブロック図である。

【図2】図１の情報処理装置の動作の一例を示す説明図である。

【図3】図２の続きを示す説明図である。

【図4】図１の情報処理装置の動作の別の例を示す説明図である。

【図5】図４の続きを示す説明図である。

【図6】図２から図５で説明した機能を持たない他の情報処理装置の動作の一例を示す説明図である。

【図7】別の実施形態における情報処理装置の一例を示すブロック図である。

【図8】図７の共有メモリのデータ構造の一例を示すブロック図である。

【図9】図７の情報処理装置の動作の一例を示すシーケンス図である。

【図10】図９の続きを示すシーケンス図である。

【図11】図１０の続きを示すシーケンス図である。

【図12】図７の情報処理装置のデータ管理方式の全体動作の一例を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して実施形態が説明される。

【0010】

図１は、一実施形態における情報処理装置の一例を示す。図１に示す情報処理装置１００は、ＣＰＵと、複数の共有メモリＣＭ（ＣＭ１、ＣＭ２、ＣＭ３）と、複数のカードＣＤ（ＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３）とを有する。各カードＣＤは、上流に接続された共有メモリＣＭからデータを読み出して処理し、処理後のデータを下流に接続された共有メモリＣＭに書き込む。情報処理装置１００は、前段装置２１０および後段装置２２０とともにシステム３００に含まれる。共有メモリＣＭにデータを書き込むカードＣＤは、第１装置の一例であり、共有メモリＣＭからデータを読み出すカードは、第２装置の一例である。

【0011】

カードＣＤ１は、運用系に割り当てられたＮ個のカードＣＤ１１－ＣＤ１Ｎまたは待機系に割り当てられたカードＣＤ１Ｓのいずれかである。カードＣＤ２は、運用系に割り当てられたＮ個のＣＤ２１－ＣＤ２Ｎまたは待機系に割り当てられたカードＣＤ２Ｓである。カードＣＤ３は、運用系に割り当てられたＮ個のカードＣＤ３（ＣＤ３１－ＣＤ３Ｎ）または待機系に割り当てられたカードＣＤ３Ｓである。待機系に割り当てられたカードＣＤＳ（ＣＤ１Ｓ、ＣＤ２Ｓ、ＣＤ３Ｓ）は、第３装置の一例である。

【0012】

ＣＰＵは、情報処理装置の動作の全体を制御するとともに、監視・制御パスＣＰを介して図示しないカードスロットに接続されるカードＣＤを管理する。特に限定されないが、各カードＣＤは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）カードまたはＧＰＵ（Graphics Processing Unit）カード等のアクセラレータカードでもよい。

【0013】

また、各カードＣＤは、ＰＣＩｅ（Peripheral Component Interconnect express）インタフェースまたはＣＸＬ（Compute Express Link）インタフェースを採用してもよく、光インタフェースを採用してもよい。なお、情報処理装置１００は、カードＣＤの代わりに、コネクタ等に着脱可能に接続される処理装置を有してもよい。

【0014】

共有メモリＣＭとカードＣＤとの間のデータ転送は、データ通信パスＤＰを介して実施される。カードＣＤの各々は、Ｎ個の運用系のいずれか、または１個の待機系に割り当てられる。待機系は、運用系のいずれかが故障した場合に運用系の代わりに使用され、運用系に故障がない場合、使用されない。

【0015】

初段の共有メモリＣＭ１の入力は、運用系のデータ通信パスＤＰを介して前段装置２１０に接続され、前段装置２１０から供給されるデータを運用系毎に受信する。初段の共有メモリＣＭ１の出力は、データ通信パスＤＰを介してカードＣＤ１１－ＣＤ１Ｎ、ＣＤ１Ｓに接続される。２段目の共有メモリＣＭ２の入力は、データ通信パスＤＰを介してカードＣＤ１１－ＣＤ１Ｎ、ＣＤ１Ｓに接続される。２段目の共有メモリＣＭ２の出力は、データ通信パスＤＰを介してカードＣＤ２１－ＣＤ２Ｎ、カードＣＤ２Ｓに接続される。

【0016】

３段目の共有メモリＣＭ３の入力は、データ通信パスＤＰを介してカードＣＤ２１－ＣＤ２Ｎ、ＣＤ２Ｓに接続される。３段目の共有メモリＣＭ３の出力は、データ通信パスＤＰを介してカードＣＤ３１－ＣＤ３Ｎ、ＣＤ３Ｓに接続される。カードＣＤ３１－ＣＤ３Ｎ、ＣＤ３Ｓは、後段装置２２０に対応して設けられる共有メモリＣＭ４の入力に接続される。

【0017】

特に限定されないが、例えば、各運用系のカードＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３は、前段装置２１０から受ける画像を順次処理し、処理後の画像を後段装置２２０に出力する。例えば、カードＣＤ１は、前段装置２１０により共有メモリＣＭ１に格納された圧縮画像データを共有メモリＣＭ１から読み出して解凍し、解凍後の画像データを共有メモリＣＭ２に書き込む。カードＣＤ２は、解凍後の画像データを共有メモリＣＭ２から読み出して画像データのサイズを縮小し、得られた縮小画像データを共有メモリＣＭ３に書き込む。

【0018】

カードＣＤ３は、縮小画像データを共有メモリＣＭ３から読み出して、縮小画像データに含まれる物体を検出し、検出した物体を示す情報を縮小画像データとともに共有メモリＣＭ４に書き込む。以下では、カードＣＤ１の処理は、ステージＳＴＧ１で実施されるとし、カードＣＤ２の処理は、ステージＳＴＧ２で実施されるとし、カードＣＤ３の処理は、ステージＳＴＧ３で実施されるとする。また、ステージＳＴＧ１－ＳＴＧ３を区別なく表す場合、ステージＳＴＧと称する。

【0019】

各カードＣＤ１－ＣＤ３は、予め設定された周期内にそれぞれの画像処理を完了する。すなわち、各カードＣＤ１－ＣＤ３による共有メモリＣＭへのデータＤＴの書き込みと、各カードＣＤ１－ＣＤ３による共有メモリＣＭからのデータＤＴの読み出しは、互いに同じ周期で繰り返し実施される。

【0020】

各カードＣＤ１－ＣＤ３が周期毎に画像処理を順次実施することで、情報処理装置１００は、共有メモリＣＭ１－ＣＭ３にデータを滞留させることなく、前段装置２１０から順次転送される画像データを処理することができる。そして、情報処理装置１００は、処理後の画像データを後段装置２２０に接続された共有メモリＣＭ４に順次転送することができる。換言すれば、情報処理装置１００は、画像を欠落することなく、処理した画像を保証時間内に後段装置２２０に転送することができる。

【0021】

図２および図３で説明するように、待機系のカードＣＤ２Ｓ、ＣＤ３Ｓは、１つ上流側のステージＳＴＧの運用系のカードＣＤおよび自ステージＳＴＧの運用系のカードＣＤと連携して自ステージＳＴＧの運用系のカードＣＤの故障を検出することができる。また、図４および図５に示すように、待機系のカードＣＤ１Ｓ、ＣＤ２Ｓは、１つ下流側のステージＳＴＧの運用系のカードＣＤおよび自ステージＳＴＧの運用系のカードＣＤと連携して自ステージＳＴＧの運用系のカードＣＤの故障を検出することができる。

【0022】

図２および図３は、図１の情報処理装置１００の動作の一例を示す。図２および図３は、情報処理装置１００に搭載される故障監視装置による故障監視方法の一例を示す。各カードＣＤは、上流側の共有メモリＣＭからのデータＤＴの読み出しと、読み出したデータＤＴの処理と、処理したデータＤＴの下流側の共有メモリＣＭへの書き込みとを含むデータ処理を、予め設定された周期で繰り返し実施する。各カードＣＤのデータ処理の周期は、システム３００の仕様で決められた前段装置２１０から後段装置２２０へのデータ転送レートを満足するように設定され、全てのカードＣＤで共通である。

【0023】

各共有メモリＣＭは、最古情報ＯＬＤ、最新情報ＮＥＷおよび故障カウンタＣＮＴ１、ＣＮＴ２の値をそれぞれ保持する管理領域と、複数のデータＤＴを保持するデータ領域とを、運用系毎に有する。例えば、最古情報ＯＬＤ、最新情報ＮＥＷおよび故障カウンタＣＮＴ１、ＣＮＴ２の値を保持する領域の各々は、１バイト程度である。

【0024】

最古情報ＯＬＤを保持する領域は、最古情報保持部の一例であり、最新情報ＮＥＷを保持する領域は、最新情報保持部の一例である。図２および図３において、各共有メモリＣＭ３、ＣＭ４には、１つの運用系に対応する管理領域およびデータ領域が示される。

【0025】

データ領域には、上流に接続されたカードＣＤにより処理されたデータＤＴが保持される。データＤＴの末尾に示すアルファベットａ、ｂ、ｃ、ｄは、各カードＣＤによるデータＤＴの処理順（ＤＴａ、ＤＴｂ、ＤＴｃ、ＤＴｄの順で処理）を示す。なお、説明の簡単化のため、共有メモリＣＭ３は、最大で３つのデータＤＴを保持可能であるとする。

【0026】

領域ＯＬＤには、上流に接続されたカードＣＤにより書き込まれたデータＤＴのうち最古のデータＤＴを示す最古情報ＯＬＤが保持される。領域ＮＥＷには、上流に接続されたカードＣＤにより書き込まれたデータＤＴのうち最新のデータＤＴを示す最新情報ＮＥＷが保持される。

【0027】

故障カウンタＣＮＴ１の値は、データ処理の周期毎に、最古情報ＯＬＤが更新されていないことが上流に接続されたカードＣＤにより検出された場合にインクリメントされる。故障カウンタＣＮＴ２の値は、データ処理の周期毎に、最新情報ＮＥＷが更新されていないことが下流に接続されたカードＣＤにより検出された場合にインクリメントされる。故障カウンタＣＮＴ１は、第１カウンタの一例であり、故障カウンタＣＮＴ２は、第２カウンタの一例である。

【0028】

図２および図３では、最古情報ＯＬＤおよび故障カウンタＣＮＴ１が使用され、待機系のカードＣＤ３Ｓにより運用系のカードＣＤ３の故障が検出される例が示される。最新情報ＮＥＷおよび故障カウンタＣＮＴ２を使用して、待機系のカードＣＤ２Ｓにより運用系のカードＣＤ２の故障が検出される例は、図４および図５に示される。

【0029】

カードＣＤ２は、図１のカードＣＤ２１－ＣＤ２Ｎのいずれかであり、カードＣＤ３は、図１のカードＣＤ３１－ＣＤ３Ｎのいずれかである。なお、最古情報ＯＬＤおよび故障カウンタＣＮＴ１が使用され、待機系のカードＣＤ２Ｓにより運用系のカードＣＤ２の故障が検出される動作も図２および図３と同様である。故障カウンタＣＮＴ１、ＣＮＴ２の値は、各カードＣＤが処理を開始する初期状態において、０に初期化されている。

【0030】

状態ＳＴ１において、共有メモリＣＭ３は、カードＣＤ２により処理されたデータＤＴａ、ＤＴｂと、最古のデータＤＴａを示す最古情報ＯＬＤ＝ａとを保持している。カードＣＤ３は、最古情報ＯＬＤ＝ａに対応するデータＤＴａを読み出して処理を実施する（ＲＤ）。このとき、カードＣＤ２は、データＤＴｃを処理している。

【0031】

次に、状態ＳＴ２において、カードＣＤ３は、データＤＴａの処理の完了後、処理後のデータＤＴａを共有メモリＣＭ４に書き込む。待機系のカードＣＤ３Ｓは、データ処理の周期毎に故障カウンタＣＮＴ１の値を読み出して、カウンタ値の増加量が閾値以上か否かを判定する。図２および図３に示す例では、閾値は２である。

【0032】

カードＣＤ３Ｓは、故障カウンタＣＮＴ１の値が閾値以上の場合、自ステージＳＴＧにおいて故障カウンタＣＮＴ１に対応する運用系のカードＣＤ３に故障が発生したと判定する。状態ＳＴ２では、故障カウンタＣＮＴ１の値は０であるため、カードＣＤ３Ｓは、カードＣＤ３が故障していないと判定する。

【0033】

次に、状態ＳＴ３において、カードＣＤ３は、処理済みのデータＤＴａを消去し（ＤＥＬ）、最古情報ＯＬＤをデータＤＴｂに対応するＯＬＤ＝ｂに更新する。処理後のデータＤＴａを後続する装置である共有メモリＣＭ４に出力した後に、最古情報ＯＬＤを更新するカードＣＤ３は、最古情報更新部としても機能する。

【0034】

カードＣＤ２は、データＤＴｃを共有メモリＣＭ３に書き込む前に、最古情報ＯＬＤが前回のデータＤＴの書き込み時から更新されていることを確認する。状態ＳＴ３では、最古情報ＯＬＤがＯＬＤ＝ｂに更新されているため、カードＣＤ２は、故障カウンタＣＮＴ１をインクリメントせずに、処理が完了したデータＤＴｃを共有メモリＣＭ３に書き込む（ＷＲ）。

【0035】

状態ＳＴ１から状態ＳＴ３に示す動作が、運用系の全てのカードＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３で繰り返し実施されることで、運用系毎にカードＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３によりデータが順次処理されながら下流側に転送されていく。

【0036】

図３の状態ＳＴ４において、カードＣＤ３が故障し、カードＣＤ３による処理が停止する。故障したカードＣＤ３は、共有メモリＣＭ３からのデータＤＴｂの読み出し、読み出したデータＤＴｂの処理、共有メモリＣＭ３に保持されたデータＤＴｂの消去、および最古情報ＯＬＤのｂからｃへの更新を実施できない。待機系のカードＣＤ３Ｓは、故障カウンタＣＮＴ１の値を読み出して、閾値（＝２）以上でないため、カードＣＤ３が故障していないと判定する。

【0037】

状態ＳＴ５において、カードＣＤ２は、データＤＴｄを共有メモリＣＭ３に書き込む前に、最古情報ＯＬＤ＝ｂが前回のデータＤＴの書き込み時から更新されていないことを確認する。カードＣＤ２は、最古情報ＯＬＤが更新されていないため、故障カウンタＣＮＴ１をインクリメント（＋１）し、データＤＴｄを共有メモリＣＭ３に書き込む。待機系のカードＣＤ３Ｓは、故障カウンタＣＮＴ１の値を読み出して、閾値（＝２）以上でないため、カードＣＤ３が故障していないと判定する。

【0038】

状態ＳＴ６において、カードＣＤ２は、次に処理したデータＤＴｅを共有メモリＣＭ３に書き込む前に、最古情報ＯＬＤ＝ｂが前回のデータＤＴの書き込み時から更新されていないことを確認する。カードＣＤ２は、最古情報ＯＬＤが更新されていないため、故障カウンタＣＮＴ１をインクリメント（＋１）し、データＤＴｅを共有メモリＣＭ３に書き込む。

【0039】

共有メモリＣＭ３は、データＤＴｅが書き込まれたことにより、空き領域がなくなる。このため、カードＣＤ２が次に処理したデータＤＴｆを共有メモリＣＭ３に書き込む場合、共有メモリＣＭ３のデータ領域はオーバーフローしてしまう。あるいは、カードＣＤ２が共有メモリＣＭ３へのデータの書き込みを停止する場合、データの処理が停滞してしまう。このような不具合を抑止するために、以下に示すように、待機系のカードＣＤ３ＳによりカードＣＤ３の故障が検出され、待機系のカードＣＤ３Ｓは運用系に切り替わり、故障が発生したタイミングから処理が継続される。

【0040】

カードＣＤ３Ｓは、故障カウンタＣＮＴ１の値が閾値（＝２）以上であるため、自ステージＳＴＧのカードＣＤ３の故障を検出する。カードＣＤ３Ｓは、最古情報ＯＬＤが更新されないことを故障カウンタＣＮＴ１に基づいて判定し、カードＣＤ３の故障を検出する第１故障検出部としても機能する。カードＣＤ３Ｓは、故障の検出に基づいて、故障したカードＣＤ３を運用系から切り離し、自カードＣＤ３Ｓを運用系のカードＣＤ３として動作させる。この後、新たに運用系として動作を開始したカードＣＤ３は、最古情報ＯＬＤ＝ｂに対応するデータＤＴｂを読み出して処理を再開する。

【0041】

図２および図３に示すように、最古情報ＯＬＤを更新するカードＣＤ３と、故障カウンタＣＮＴ１をインクリメントするカードＣＤ２と、故障カウンタＣＮＴ１の値に基づいてカードＣＤ３の故障を検出するカードＣＤ３Ｓとは、故障監視装置として機能する。そして、故障したカードＣＤ３をカード単位で交換することができる。

【0042】

各カードＣＤ３に対応して１バイト程度の最古情報ＯＬＤおよび故障カウンタＣＮＴ１を共有メモリＣＭ３に保持することで故障を検出できるため、故障監視装置を設けることによる運用系への影響を最小限にすることができる。

【0043】

カードＣＤ３の故障を検出する故障監視装置の機能をカードＣＤ２、ＣＤ３、ＣＤ３Ｓに搭載することで、データ通信パスＤＰを使用してＣＰＵにより故障を検出する場合に比べて、故障の発生から故障の検出までの時間を短縮することができる。

【0044】

１つの待機系のカードＣＤ３Ｓにより、ステージＳＴＧ毎に複数のカードＣＤ３の故障を検出できるため、いわゆるＮ：１冗長システムを実現することができる。待機系のカードＣＤ３Ｓの搭載数を最小限にできるため、ステージＳＴＧ毎に複数の待機系のカードＣＤ３Ｓが搭載される場合に比べて、情報処理装置１００の消費電力を低減することができる。なお、情報処理装置１００は、２つの待機系のカードＣＤ３Ｓを有するＮ：２冗長システムを採用してもよい。

【0045】

なお、カードＣＤ３ＳがカードＣＤ３の故障を判定する故障カウンタＣＮＴ１の閾値は、カードＣＤ２により共有メモリＣＭ３内のデータＤＴが上書きされた場合にも最古のデータＤＴが上書きされない値に設定される。また、故障カウンタＣＮＴ１の閾値は、カードＣＤの故障により共有メモリＣＭ内にデータＤＴが停滞する場合にも、システム３００の仕様で決められた前段装置２１０から後段装置２２０へのデータ転送レートが満足されるように設定される。

【0046】

図４および図５は、図１の情報処理装置１００の動作の別の例を示す説明図である。図４および図５は、情報処理装置１００に搭載される故障監視装置による故障監視方法の一例を示す。図２および図３と同様の動作については、詳細な説明は省略する。図４および図５では、最新情報ＮＥＷおよび故障カウンタＣＮＴ２が使用され、待機系のカードＣＤ２Ｓにより運用系のカードＣＤ２の故障が検出される。最古情報ＯＬＤおよび故障カウンタＣＮＴ１の値は、図２および図３と同様である。

【0047】

図４および図５においても、カードＣＤ２から共有メモリＣＭ３に書き込まれたデータが、カードＣＤ３により処理されて共有メモリＣＭ４に書き込まれる場合の動作の例が示される。しかしながら、他のカードＣＤ１、ＣＤ２の処理も図４および図５に示す処理と同様に実施されてもよい。カードＣＤ２は、図１のカードＣＤ２１－ＣＤ２Ｎのいずれかであり、カードＣＤ３は、図１のカードＣＤ３１－ＣＤ３Ｎのいずれかである。

【0048】

状態ＳＴ１は、図２の状態ＳＴ１と同じである。状態ＳＴ２において、カードＣＤ３は、データＤＴａの処理の完了後、処理後のデータＤＴａを共有メモリＣＭ４に書き込む。図４では、待機系のカードＣＤ２Ｓが、データ処理の周期毎に故障カウンタＣＮＴ２の値を読み出して、カウンタ値の増加量が閾値以上か否かを判定する。図４および図５に示す例では、閾値は２である。

【0049】

カードＣＤ２Ｓは、故障カウンタＣＮＴ２の値が閾値以上の場合、自ステージＳＴＧにおいて故障カウンタＣＮＴ２に対応する運用系のカードＣＤ２に故障が発生したと判定する。状態ＳＴ２では、故障カウンタＣＮＴ２の値は０であるため、カードＣＤ２Ｓは、カードＣＤ２が故障していないと判定する。

【0050】

次に、状態ＳＴ３において、カードＣＤ３は、処理済みのデータＤＴａを消去し（ＤＥＬ）、最古情報ＯＬＤをデータＤＴｂに対応するＯＬＤ＝ｂに更新する。カードＣＤ２は、データＤＴｃを共有メモリＣＭ３に書き込み、最新情報ＮＥＷをデータＤＴｃに対応するｃに更新する。最新情報ＮＥＷを更新するカードＣＤ２は、最新情報更新部としても機能する。

【0051】

状態ＳＴ１から状態ＳＴ３に示す動作が、運用系の全てのカードＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３で繰り返し実施されることで、運用系毎にカードＣＤ１、ＣＤ２、ＣＤ３によりデータが順次処理されながら下流側に転送されていく。

【0052】

図５の状態ＳＴ４において、カードＣＤ２が故障し、カードＣＤ２による処理が停止する。故障したカードＣＤ２は、図示しない共有メモリＣＭ２からのデータＤＴｅの読み出し、読み出したデータＤＴｅの処理、共有メモリＣＭ２に保持されたデータＤＴｅの消去、および最古情報ＯＬＤ＝ｅの更新を実施できない。また、故障したカードＣＤ２は、共有メモリＣＭ３へのデータＤＴｄの書き込みおよび最新情報ＮＥＷの更新を実施できない。待機系のカードＣＤ２Ｓは、故障カウンタＣＮＴ２の値を読み出して、閾値（＝２）以上でないため、カードＣＤ２が故障していないと判定する。

【0053】

状態ＳＴ５において、カードＣＤ３は、共有メモリＣＭ３からデータＤＴｂと最新情報ＮＥＷ＝ｃとを読み出し、最新情報ＮＥＷ＝ｃが更新されていないことを確認する。カードＣＤ３は、最新情報ＮＥＷが更新されていないため、故障カウンタＣＮＴ２をインクリメント（＋１）する。待機系のカードＣＤ２Ｓは、故障カウンタＣＮＴ２の値を読み出して、閾値（＝２）以上でないため、カードＣＤ２が故障していないと判定する。

【0054】

状態ＳＴ６において、カードＣＤ３は、処理したデータＤＴｂを共有メモリＣＭ４に書き込み、最古情報ＯＬＤをｃに更新する。また、カードＣＤ３は、共有メモリＣＭ３からデータＤＴｃと最新情報ＮＥＷ＝ｃとを読み出し、最新情報ＮＥＷ＝ｃが更新されていないことを確認する。カードＣＤ３は、最新情報ＮＥＷが更新されていないため、故障カウンタＣＮＴ２をインクリメント（＋１）する。

【0055】

待機系のカードＣＤ２Ｓは、故障カウンタＣＮＴ２の値を読み出して、閾値（＝２）以上であるため、自ステージＳＴＧのカードＣＤ２の故障を検出する。カードＣＤ２Ｓは、最新情報ＮＥＷが更新されないことを故障カウンタＣＮＴ２に基づいて判定し、カードＣＤ２の故障を検出する第２故障検出部としても機能する。カードＣＤ２Ｓは、故障の検出に基づいて、故障したカードＣＤ２を運用系から切り離し、自カードＣＤ２Ｓを運用系のカードＣＤ２として動作させる。この後、新たに運用系として動作を開始したカードＣＤ２は、共有メモリＣＭ２からデータＤＴｄを読み出して処理を実施する。

【0056】

図４および図５に示すように、最新情報ＮＥＷを更新するカードＣＤ２と、故障カウンタＣＮＴ２をインクリメントするカードＣＤ３と、カウンタＣＮＴ２の値に基づいてカードＣＤ２の故障を検出するカードＣＤ２Ｓとは、故障監視装置として機能する。そして、故障したカードＣＤ２をカード単位で交換することができる。

【0057】

各カードＣＤ２に対応して１バイト程度の最新情報ＮＥＷおよび故障カウンタＣＮＴ２を共有メモリＣＭ３に保持することで故障を検出できるため、故障監視装置を設けることによる運用系への影響を最小限にすることができる。

【0058】

カードＣＤ２の故障を検出する故障監視装置の機能をカードＣＤ２、ＣＤ３、ＣＤ２Ｓに搭載することで、データ通信パスＤＰを使用してＣＰＵにより故障を検出する場合に比べて、故障の発生から故障の検出までの時間を短縮することができる。

【0059】

１つの待機系のカードＣＤ２Ｓにより、ステージＳＴＧ毎に複数のカードＣＤ２の故障を検出できるため、いわゆるＮ：１冗長を実現することができる。待機系のカードＣＤ２Ｓの搭載数を最小限にできるため、ステージＳＴＧ毎に複数の待機系のカードＣＤ２Ｓが搭載される場合に比べて、情報処理装置１００の消費電力を低減することができる。

【0060】

図６は、図２から図５で説明した機能を持たない他の情報処理装置の動作の一例を示す。図６に示す動作は、各共有メモリＣＭが故障カウンタＣＮＴ１、ＣＮＴ２の領域を持たず、各カードＣＤの故障が待機系のカードＣＤ３Ｓではなく、情報処理装置に搭載されるＣＰＵにより検出されることを除き、図２から図５に示す動作と同様である。

【0061】

例えば、状態ＳＴ３において、カードＣＤ３が故障し、カードＣＤ３による処理が停止したとする。カードＣＤ３が故障した場合、共有メモリＣＭ３からカードＣＤ３にデータＤＴが読み出されることなく、カードＣＤ２から共有メモリＣＭ３にデータＤＴ３が書き込まれ、共有メモリＣＭ３がオーバーフローするおそれがある。

【0062】

例えば、ＣＰＵは、各カードＣＤによるデータ処理の周期より遅い周期で各カードＣＤを監視しており、共有メモリＣＭ３がオーバーフローした後に、カードＣＤ３の故障を検出する。ＣＰＵは、故障したカードＣＤ３の代わりに待機系のカードＣＤ３ｓを運用系に切り替える冗長切り替えを実施するが、冗長切り替え前に最古のデータＤＴが失われた場合、情報処理装置１００による処理は正常に実施されず、システム３００は誤動作してしまう。

【0063】

以上、この実施形態では、共有メモリＣＭを挟んで接続される運用系のカードＣＤと待機系のカードＣＤＳとにより、カードＣＤ単位で故障を検出し、交換することができる。このため、ＣＰＵにより故障を検出する場合に比べて、待機系のカードＣＤＳの運用系への切り替えを高速に実施することができ、運用系のカードＣＤが故障した場合にも、データＤＴが欠落または重複することを抑止することができる。そして、運用系のカードＣＤが故障した場合にも、前段装置２１０から後段装置２２０へのデータ転送レートが仕様を超えることを抑制することができ、システム３００をリアルタイム性を維持することができる。

【0064】

例えば、各カードＣＤに光インタフェースを採用することにより、ＩＯＷＮ（Innovative Optical and Wireless Network）に搭載可能になり、ディスアグリゲートコンピューティングの実現に寄与することができる。

【0065】

図７は、別の実施形態における情報処理装置の一例を示す。図１と同様の要素については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。図７に示すシステム３００は、図１の情報処理装置１００の代わりに情報処理装置１００Ａを有することを除き、図１に示すシステム３００と同様の構成および機能を有する。情報処理装置１００Ａは、運用系の各カードＣＤがデータ処理部ＤＰＲＣと運用制御部ＯＰＣＮＴとを有し、待機系の各カードＣＤＳがデータ処理部ＤＰＲＣと待機制御部ＳＢＣＮＴとを有する。情報処理装置１００Ａは、図１の情報処理装置１００の構成および機能と同様の構成および機能を有する。

【0066】

情報処理装置１００Ａは、図１の情報処理装置１００と同様に、ＣＰＵと、複数の共有メモリＣＭ（ＣＭ１、ＣＭ２、ＣＭ３）と、運用系の複数のカードＣＤ１（ＣＤ１１－ＣＤ１Ｎ）、ＣＤ２（ＣＤ２１－ＣＤ２Ｎ）、ＣＤ３（ＣＤ３１－ＣＤ３Ｎ）とを有する。また、情報処理装置１００Ａは、図１の情報処理装置１００と同様に、待機系の複数のカードＣＤ１Ｓ、ＣＤ２Ｓ、ＣＤ３Ｓを有する。

【0067】

運用系の各カードＣＤのデータ処理部ＤＰＲＣは、上流側の共有メモリＣＭから読み出したデータＤＴを処理して下流側の共有メモリＣＭに書き込む機能を有する。運用系の各カードＣＤの運用制御部ＯＰＣＮＴは、上流側の共有メモリＣＭからのデータＤＴの読み出しの管理と、下流側の共有メモリＣＭへのデータＤＴの書き込みの管理を実施する。また、運用系の各カードＣＤの運用制御部ＯＰＣＮＴは、共有メモリＣＭに保持される管理情報（図８）の参照および更新を実施する。

【0068】

待機系の各カードＣＤＳのデータ処理部ＤＰＲＣは、運用系のカードＣＤの故障により待機系のカードＣＤＳが運用系に切り替わったときにデータＤＴを処理する。待機系の各カードＣＤＳの待機制御部ＳＢＣＮＴは、共有メモリＣＭに保持される故障カウンタＣＮＴ１、ＣＮＴ２の値を参照し、運用系のカードＣＤの故障を検出する。

【0069】

図８は、図７の共有メモリＣＭのデータ構造の一例を示す。各共有メモリＣＭは、Ｎ個の運用系にそれぞれ対応する保持領域とｍ個のデータ領域とを有する。保持領域は、同じデータ構造を有する。各保持領域は、管理情報として、最古情報ＯＬＤ、最新情報ＮＥＷおよび故障カウンタＣＮＴ１、ＣＮＴ２を有する。

【0070】

共有メモリＣＭにデータＤＴを書き込むカードＣＤは、初回のデータＤＴを書き込むとき（ＷＲ）に、最古情報ＯＬＤを初回のデータＤＴを示す情報に初期設定する。共有メモリＣＭにデータＤＴを書き込むカードＣＤは、データＤＴを共有メモリＣＭに書き込むときに、書き込むデータＤＴを示す情報を最新情報ＮＥＷとして保持領域に書き込む。

【0071】

共有メモリＣＭにデータＤＴを書き込むカードＣＤは、データＤＴを共有メモリＣＭに書き込むときに、最古情報ＯＬＤが前回データＤＴを書き込んだときから更新されているか否かを監視する。

【0072】

故障カウンタＣＮＴ１、ＣＮＴ２は、情報処理装置１００Ａの動作の開始時と、待機系のカードＣＤＳが運用系のカードＣＤに切り替わったときに"０"に初期化される。共有メモリＣＭにデータＤＴを書き込むカードＣＤは、データＤＴの書き込み時に最古情報ＯＬＤが前回の書き込み時から更新されていない場合、故障カウンタＣＮＴ１の値をインクリメントする。共有メモリＣＭからデータＤＴを読み出すカードＣＤは、データＤＴの読み出し時に最新情報ＮＥＷが前回の読み出し時から更新されていない場合、故障カウンタＣＮＴ２の値をインクリメントする。

【0073】

なお、待機系のカードＣＤ１Ｓは、共有メモリＣＭ２にカードＣＤ１１－ＣＤ１Ｎ毎に保持された故障カウンタＣＮＴ２の値に基づいて、対応するカードＣＤ１１－ＣＤ１Ｎの故障を検出する。待機系のカードＣＤ３Ｓは、共有メモリＣＭ３にカードＣＤ３１－ＣＤ３Ｎ毎に保持された故障カウンタＣＮＴ１の値に基づいて、対応するカードＣＤ３１－ＣＤ３Ｎの故障を検出する。

【0074】

待機系のカードＣＤ２Ｓは、共有メモリＣＭ３にカードＣＤ２１－ＣＤ２Ｎ毎に保持された故障カウンタＣＮＴ２の値に基づいて、対応するカードＣＤ２１－ＣＤ２Ｎの故障を検出する。あるいは、待機系のカードＣＤ２Ｓは、共有メモリＣＭ２にカードＣＤ２１－ＣＤ２Ｎ毎に保持された故障カウンタＣＮＴ１の値に基づいて、対応するカードＣＤ２１－ＣＤ２Ｎの故障を検出する。

【0075】

共有メモリＣＭからデータを読み出すカードＣＤは、処理したデータＤＴを下流側の共有メモリＣＭのデータ領域に書き込んだ後、処理したデータＤＴを共有メモリＣＭから消去し、最古情報ＯＬＤを次に読み出すデータＤＴを示す情報に設定する。

【0076】

待機系のカードＣＤＳは、故障カウンタＣＮＴ１（またはＣＮＴ２）の値が予め設定された故障を判定する閾値以上の場合、対応するカードＣＤの故障を検出し、自カードＣＤＳを運用系のカードＣＤに切り替える処理を実施する。その後、待機系のカードＣＤＳは、運用系のカードＣＤとして動作する。

【0077】

図９から図１１は、図７の情報処理装置１００Ａの動作の一例を示す。図９から図１１は、情報処理装置１００Ａに搭載される故障監視装置による故障監視方法の一例を示す。上述した実施形態と同様に、各カードＣＤは、上流側の共有メモリＣＭからのデータＤＴの読み出しと、読み出したデータＤＴの処理と、処理したデータＤＴの下流側の共有メモリＣＭへの書き込みとを含むデータ処理を、予め設定された周期で繰り返し実施する。各カードＣＤのデータ処理の周期は、システム３００の仕様で決められた前段装置２１０から後段装置２２０へのデータ転送レートを満足するように設定され、全てのカードＣＤで共通である。

【0078】

なお、図９から図１１は、最古情報ＯＬＤと故障カウンタＣＮＴ１とを使用して、カードＣＤ３Ｓが自ステージＳＴＧのカードＣＤ３の故障を検出する例を示す。すなわち、図９から図１１は、上述した図２および図３に対応する動作を示す。最新情報ＮＥＷと故障カウンタＣＮＴ２とを使用して、カードＣＤ２Ｓが自ステージＳＴＧのカードＣＤ２の故障を検出する動作は、図４および図５と同様である。

【0079】

図９から図１１では、カードＣＤ２から共有メモリＣＭ３に書き込まれたデータが、カードＣＤ３により処理されて共有メモリＣＭ４に書き込まれる場合の動作の例が示される。しかしながら、他のカードＣＤ１、ＣＤ２の処理も図９から図１１に示す処理と同様に実施される。カードＣＤ２は、図７のカードＣＤ２１－ＣＤ２Ｎのいずれかであり、カードＣＤ３は、図７のカードＣＤ３１－ＣＤ３Ｎのいずれかである。

【0080】

以下では、データＤＴは、アルファベットで識別される。アルファベットａ、ｂ、...、ｍは、図７の前段装置２１０から供給されるデータＤＴの順序を示す。また、共有メモリＣＭ２、ＣＭ３、ＣＭ４に保持されるデータＤＴは、アルファベットのみで示される。一点鎖線で示す枠は、カードＣＤ２による最古情報ＯＬＤに基づく故障カウンタＣＮＴ１の更新動作と待機系のカードＣＤ３ＳによるカードＣＤ３の故障の判定動作とが実施される繰り返し周期ＣＹＣを示す。

【0081】

共有メモリＣＭへのデータＤＴの書き込みは、符号ＷＲで示され、共有メモリＣＭからのデータＤＴの読み出しは、符号ＲＤで示される。共有メモリＣＭにおいて破線枠で示すデータＤＴは、消去されることを示す。故障カウンタＣＮＴ１の値は、着目する共有メモリＣＭ３のみに示す。最新情報ＮＥＷの記載は省略される。

【0082】

周期ＣＹＣ１において、共有メモリＣＭ２には、データＤＴｅ、ＤＴｆ、ＤＴｇと最古情報ＯＬＤ＝ｅとが保持されている。カードＣＤ２は、データＤＴｅの処理を完了後、処理したデータＤＴｅを共有メモリＣＭ３に書き込む（図９（ａ））。これにより、共有メモリＣＭ３には、データｃ、ｄ、ｅと最古情報ＯＬＤ＝ｃとが保持される。

【0083】

カードＣＤ３は、共有メモリＣＭ３から最古のデータＤＴｃを読み出して処理し、処理後のデータＤＴｃを共有メモリＣＭ４に書き込む（図９（ｂ））。共有メモリＣＭ４には、データａ、ｂ、ｃと最古情報ＯＬＤ＝ａとが保持される。

【0084】

カードＣＤ２は、共有メモリＣＭ３から最古情報ＯＬＤ＝ｃを読み出し、今回の最古情報ＯＬＤとして保存する（図９（ｃ））。カードＣＤ２は、データＤＴｅを共有メモリＣＭ３に書き込んだ後、共有メモリＣＭ２の最古情報ＯＬＤをｆに更新し、共有メモリＣＭ２に保持されたデータＤＴｅを消去する（図９（ｄ）、（ｅ））。

【0085】

カードＣＤ２は、データＤＴｄを共有メモリＣＭ３に書き込んだときの前回の最古情報ＯＬＤ＝ｂと今回の最古情報ＯＬＤ＝ｃとを比較し、同じでないため、最古情報ＯＬＤが更新されたことを確認する（図９（ｆ））。破線枠で示す「ＣＮＴ１＋１」の処理は、実施されないことを示す。カードＣＤ３は、処理後のデータＤＴｃを共有メモリＣＭ４に書き込んだため、共有メモリＣＭ３の最古情報ＯＬＤをｄに更新し、データＤＴｃを消去する（図９（ｇ）、（ｈ））。

【0086】

周期ＣＹＣ２においても周期ＣＹＣ１と同様に、カードＣＤ２は、処理したデータＤＴｆを共有メモリＣＭ３に書き込んだ後、共有メモリＣＭ２の最古情報ＯＬＤをｇに更新する（図９（ｉ）、（ｊ））。カードＣＤ２は、共有メモリＣＭ３から最古情報ＯＬＤ＝ｄを読み出し、今回の最古情報ＯＬＤとして保存し、共有メモリＣＭ２に保持されたデータＤＴｆを消去する（図９（ｋ）、（ｌ））。カードＣＤ２は、前回の最古情報ＯＬＤ＝ｃと今回の最古情報ＯＬＤ＝ｄとを比較し、同じでないため、最古情報ＯＬＤが更新されたことを確認する（図９（ｍ））。

【0087】

カードＣＤ３は、共有メモリＣＭ３から最古のデータＤＴｄを読み出して処理し、処理後のデータＤＴｄを共有メモリＣＭ４に書き込む（図９（ｎ））。カードＣＤ３は、共有メモリＣＭ３の最古情報ＯＬＤをｅに更新し、データＤＴｄを消去する（図９（ｏ）、（ｐ））。

【0088】

図１０の周期ＣＹＣ３において、カードＣＤ３は、共有メモリＣＭ３から最古のデータＤＴｅを読み出した後に故障する（図１０（ａ））。カードＣＤ２は、カードＣＤ３の故障を認識できないため、図９と同様に動作する。なお、図１０では、カードＣＤ２による共有メモリＣＭ２のアクセスは省略される。

【0089】

カードＣＤ２は、共有メモリＣＭ３から最古情報ＯＬＤ＝ｅを読み出し、今回の最古情報ＯＬＤとして保存する（図１０（ｂ））。カードＣＤ２は、前回の最古情報ＯＬＤ＝ｄと今回の最古情報ＯＬＤ＝ｅとを比較し、同じでないため、最古情報ＯＬＤが更新されたことを確認する（図１０（ｃ））。

【0090】

待機系のカードＣＤ３Ｓは、共有メモリＣＭ３から読み出した故障カウンタＣＮＴ１＝０を閾値ＶＴと比較し、閾値ＶＴより小さいと判定する（図１０（ｄ））。例えば、閾値ＶＴは、ｎ（２以上の整数）である。なお、図９には記載していないが、待機系のカードＣＤ３Ｓは、サイクルＣＹＣ毎に、共有メモリＣＭ３から読み出した故障カウンタＣＮＴ１＝０を閾値ＶＴと比較する。

【0091】

周期ＣＹＣ４において、カードＣＤ２は、カードＣＤ３の故障により更新されていない最古情報ＯＬＤ＝ｅを読み出し、今回の最古情報ＯＬＤとして保存する（図１０（ｅ））。カードＣＤ２は、前回の最古情報ＯＬＤ＝ｅと今回の最古情報ＯＬＤ＝ｅとを比較し、同じであるため、最古情報ＯＬＤが更新されていないと判定する（図１０（ｆ））。なお、カードＣＤ２、ＣＤ３の処理タイミングが周期ＣＹＣ内でずれる可能性がある場合、カードＣＤ２は、前回と今回の最古情報ＯＬＤが所定回数連続して同じ場合に、最古情報ＯＬＤが更新されていないと判定してもよい。

【0092】

カードＣＤ２は、最古情報ＯＬＤが更新されていないため、共有メモリＣＭ３の故障カウンタＣＮＴ１の値をインクリメントし、故障カウンタＣＮＴ１＝１に設定する（図１０（ｇ））。待機系のカードＣＤ３Ｓは、共有メモリＣＭ３から読み出した故障カウンタＣＮＴ１＝１を閾値ＶＴと比較し、閾値ＶＴより小さいと判定する（図１０（ｈ））。

【0093】

この後、図示しない周期ＣＹＣ５以降において、カードＣＤ２は、前回の最古情報ＯＬＤ＝ｅと今回の最古情報ＯＬＤ＝ｅとを比較し、同じであるため、故障カウンタＣＮＴ１の値を順次インクリメントする。その後、周期ＣＹＣｍにおいて、カードＣＤ２は、周期ＣＹＣ４と同様に、前回の最古情報ＯＬＤ＝ｅと今回の最古情報ＯＬＤ＝ｅとが同じと判定する（図１０（ｉ）、（ｊ））。カードＣＤ２は、故障カウンタＣＮＴ１の値をインクリメントし、故障カウンタＣＮＴ１＝ｎに設定する（図１０（ｋ））。

【0094】

待機系のカードＣＤ３Ｓは、共有メモリＣＭ３から読み出した故障カウンタＣＮＴ１＝ｎを閾値ＶＴと比較し、閾値ＶＴ以上であると判定する（図１０（ｌ））。このため、カードＣＤ３Ｓは、自カードを待機系から運用系に切り替える処理を実施する。なお、待機系のカードＣＤ３Ｓは、同じステージＳＴＧの全ての運用系のカードＣＤ３の最古情報ＯＬＤの更新の有無を確認し、最古情報ＯＬＤが更新していないカードＣＤ３の故障を検出する。

【0095】

なお、図１０には記載していないが、周期ＣＹＣ３において図１の後段装置２２０が共有メモリＣＭ４からデータＤＴを読み出した後、最古情報ＯＬＤの更新とデータＤＴの消去を実施する。このため、共有メモリＣＭ４は、周期ＣＹＣ３において、最古情報ＯＬＤ＝ｃ、データＤＴｃ、ＤＴｄとなり、周期ＣＹＣ４において最古情報ＯＬＤ＝ｄ、データＤＴｄとなり、周期ＣＹＣ５において最古情報ＯＬＤ＝－、データ無しの初期状態となる。

【0096】

図１１の周期ＣＹＣｍ＋１において、待機系から運用系に切り替わったカードＣＤ３は、破線枠で示す引き継ぎ処理を実施する。カードＣＤ３は、共有メモリＣＭ３に保持されている最古情報ＯＬＤ＝ｅに対応するデータＤＴｅを共有メモリＣＭ３から読み出し、読み出したデータＤＴｅの処理を実施する(図１１（ａ）、（ｂ））。

【0097】

なお、図９（ｂ）、（ｈ）に示したように、故障前のカードＣＤ３は、データＤＴを共有メモリＣＭ３から読み出した後にすぐに消去せず、データＤＴを処理して共有メモリＣＭ４に書き込んだ後に消去する。このため、待機系から運用系に切り替わったカードＣＤ３は、故障前に未処理であったデータＤＴｅを共有メモリＣＭ３から読み出して処理を実施することができ、情報処理装置１００の誤動作を抑止することができる。

【0098】

カードＣＤ３は、処理後のデータＤＴｅを共有メモリＣＭ４に書き込んだ後、共有メモリＣＭ３の最古情報ＯＬＤをｆに更新し、データＤＴｅを消去する（図１１（ｃ）、（ｄ）、（ｅ））。

【0099】

カードＣＤ２は、処理したデータＤＴｊを共有メモリＣＭ３に書き込み、共有メモリＣＭ２の最古情報ＯＬＤをｋに更新する（図１１（ｆ）、（ｇ））。カードＣＤ２は、共有メモリＣＭ３から最古情報ＯＬＤ＝ｆを読み出し、今回の最古情報ＯＬＤとして保存し、共有メモリＣＭ２に保持されたデータＤＴｊを消去する（図１１（ｈ）、（ｉ））。カードＣＤ２は、前回の最古情報ＯＬＤ＝ｅと今回の最古情報ＯＬＤ＝ｆとを比較し、同じでないため、最古情報ＯＬＤが更新されたことを確認する（図１１（ｊ））。

【0100】

図１２は、図７の情報処理装置のデータ管理方式の全体動作の一例を示す。図１２に示すフローは、図９から図１１の動作をまとめたものであり、運用系の各カードＣＤおよび待機系から運用系に切り替わったカードＣＤは、互いに同じ動作を実施する。以下では、運用系のカードＣＤ２の動作と待機系のカードＣＤ３Ｓが運用系に切り替わる前の動作とが説明される。

【0101】

カードＣＤ２は、情報処理装置１００の起動時またはリセット時に初期設定され、動作を開始する（図１２（ａ））。なお、カードＣＤ３、ＣＤ３Ｓも情報処理装置１００の起動時またはリセット時に初期設定され、動作を開始する。図１２は、初期設定からしばらく動作した後の状態を示す。カードＣＤ２は、最古情報ＯＬＤ＝ｅに対応する最古のデータＤＴｅを共有メモリＣＭ２から読み出す（図１２（ｂ））。

【0102】

ここで、カードＣＤ２は、読み出したデータＤＴｅの処理を完了して共有メモリＣＭ３に書き込むまで、共有メモリＣＭ２に保持されたデータＤＴｅを消去しない。カードＣＤ２は、最古のデータＤＴがない場合（すなわち、処理するデータがない場合）、最古のデータＤＴが共有メモリＣＭ２に格納されるまで待つ（図１２（ｃ））。

【0103】

カードＣＤ２は、データＤＴｅの処理を実施し、処理後のデータＤＴｅを共有メモリＣＭ３に書き込む（図１２（ｄ））。カードＣＤ２は、共有メモリＣＭ３から最古情報ＯＬＤ＝ｃを読み出し、自カードＣＤ２のワークメモリ等に保存する（図１２（ｅ））。カードＣＤ２は、共有メモリＣＭ２の最古情報ＯＬＤをｆに更新し、共有メモリＣＭ２に保持されたデータＤＴｅを消去する（図１２（ｆ）、（ｇ））。

【0104】

カードＣＤ２は、前回と今回の最古情報ＯＬＤとを比較し、同じ場合、故障カウンタＣＮＴ１の値をインクリメントする（図１２（ｈ）、（ｉ））。そして、カードＣＤ２は、図１２（ｂ）から図１２（ｉ）の動作を繰り返し実施する。例えば、下流側のカードＣＤ３が故障した場合、カードＣＤ３の動作は停止し、共有メモリＣＭ３の最古情報ＯＬＤの更新動作が停止する。この場合、図１２（ｈ）、（ｉ）に示したように、前回と今回の最古情報ＯＬＤが一致するため、故障カウンタＣＮＴ１の値がインクリメントされる。

【0105】

待機系のカードＣＤ３Ｓは共有メモリＣＭ３の故障カウンタＣＮＴ１の読み出しを繰り返す（図１２（ｊ））。カードＣＤ３Ｓは、故障カウンタＣＮＴ１の値が閾値ＶＴ以上になった場合、運用系のカードＣＤ３の故障を判定する。カードＣＤ３Ｓは、故障したカードＣＤ３の情報を引き継ぎ、自カードＣＤ３Ｓを待機系から運用系に切り替える処理と、運用系として動作するための初期設定とを実施する（図１２（ｋ））。

【0106】

運用系となったカードＣＤ３は、故障前のカードＣＤ３が実施していた処理を引き継く。ここで、各カードＣＤは、上流側の共有メモリＣＭから処理するデータＤＴを読み出した後、読み出したデータＤＴの処理を完了して下流側の共有メモリＣＭに書き込むまで、上流側の共有メモリＣＭに保持されたデータＤＴを消去しない。これにより、待機系から運用系に切り替わったカードＣＤ３は、故障前に未処理であったデータＤＴｃ、ＤＴｄ、ＤＴｅの処理を欠落または重複することなく順次実施することができ、情報処理装置１００の誤動作を抑止することができる。

【0107】

以上、この実施形態においても、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。例えば、情報処理装置１００Ａに搭載される運用系のカードＣＤと待機系のカードＣＤＳとを故障監視装置として機能させることで、故障したカードＣＤをカード単位で交換することができる。

【0108】

ＣＰＵにより故障を検出する場合に比べて、待機系の運用系への切り替えを高速に実施することができ、切り替えによるデータＤＴの欠落または重複を抑止することができる。これにより、運用系のカードＣＤが故障した場合にも、前段装置２１０から後段装置２２０へのデータ転送レートが仕様を超えることを抑制することができ、システム３００をリアルタイム性を維持することができる。

【0109】

１つの待機系のカードＣＤＳを使用して、いわゆるＮ：１冗長を実現できるため、待機系のカードＣＤＳの搭載数を最小限にでき、情報処理装置１００の消費電力を低減することができる。

【0110】

以上の詳細な説明により、実施形態の特徴点および利点は明らかになるであろう。これは、特許請求の範囲がその精神および権利範囲を逸脱しない範囲で前述のような実施形態の特徴点および利点にまで及ぶことを意図するものである。また、当該技術分野において通常の知識を有する者であれば、あらゆる改良および変更に容易に想到できるはずである。したがって、発明性を有する実施形態の範囲を前述したものに限定する意図はなく、実施形態に開示された範囲に含まれる適当な改良物および均等物に拠ることも可能である。

【符号の説明】

【0111】

１００ 情報処理装置
２１０ 前段装置
２２０ 後段装置
３００ システム
ＣＤ 運用系のカード
ＣＤ１（ＣＤ１１－ＣＤ１Ｎ） カード（運用系）
ＣＤ２（ＣＤ２１－ＣＤ２Ｎ） カード（運用系）
ＣＤ３（ＣＤ３１－ＣＤ３Ｎ） カード（運用系）
ＣＤＳ、ＣＤ１Ｓ、ＣＤ２Ｓ、ＣＤ３Ｓ カード（待機系）
ＣＭ（ＣＭ１、ＣＭ２、ＣＭ３、ＣＭ４） 共有メモリ
ＣＮＴ１、ＣＮＴ２ 故障カウンタ
ＣＰ 監視・制御パス
ＤＰ データ通信パス
ＤＰＲＣ データ処理部
ＤＴ データ
ＮＥＷ 最新情報
ＯＰＣＮＴ 運用制御部
ＯＬＤ 最古情報
ＳＴＧ１－ＳＴＧ３ ステージ
ＶＴ 閾値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】