[发明专利]热备用存贮器复制系统

说明书

本发明涉及一种用热备用存贮器复制系统（hot    standby    memory    copy    system）的电子交换。

含有双套主存贮装置（以下称作MM）的热备用系统是通常用于电子交换的一种系统。在这种热备用系统中，由现用中央处理机（以下简称为CPU）执行的写操作是对两个MM进行的，而读操作是只从一个MM中读出的。这种系统的一个特点是必须保证两个MM中的内容相互相等。一旦检测到一个MM不正常（如检测到奇偶错误，双位错误等等），被读的MM就被切换到另一个MM，这样可使正在进行的处理继续进行。因此，与通用计算机中那种检查点后重试一部分的系统相比，本系统的起动要快得多。

在这样一个热备用系统中，CPU的机器周期可以通过采用高速工作的部件予以缩短，但是对MM的存取时间还是长了，于是就产生了这样的一个问题即CPU的工作速度与MM的存取时间之间不平衡。

为解决上述那种不平衡，可在CPU和MM之间设置一个超高速缓冲存贮器。这样，如果超高速缓冲存贮器中包含着CPU所要求的地址内容，也就是说如果高速缓冲存贮器命中（hit）所要找的内容，则就从高速缓冲存贮器而不是从MM中读出数据;如果高速缓冲存贮器没命中或称为“未命中”（miss）所要找的内容，则就把高速缓冲存贮器中不频繁使用的内容刷新。

这种高速缓冲存贮器有两种使用方式即全部写（write    through）方式和回复制（copy    back）方式。

根据全部写方式，每当CPU要求刷新存贮器中的内容时，除刷新MM之外，高速缓冲存贮器也被刷新。由于数据不是从MM保存入高速缓冲存贮器的，因此，控制比较简单;但产生一个缺点是高速缓冲存贮器的作用只是在写操作中才被发挥出来。

根据往回复制方式，每当CPU要求刷新存贮器中的内容时，只有高速缓冲存贮器中的内容才被刷新，这对高速操作是很适宜的;但这要求从MM对高速缓冲存贮器进行保存操作，又产生另一个问题，即控制变得复杂了。

因此，在这种使用高速缓冲存贮器的系统中，需要用一个存贮器复制系制系统来最大限度地使用高速缓冲存贮器的高速性能。

图16是用来解释一种带有双套CPU及MM但不具有高速缓冲存贮器的现有技术热备用系统的方框图。在该图：CPU160和MM161属于一个现用系统（current    System），CPU160′及MM161′属于一个备用系统。在该系统中没有高速缓冲存贮器，因此，即使提高CPU的速度，对MM的存取速度还是很低，这样就产生了下面的问题。即系统的处理能力从整体上看并没有改善，而且，如果采用高速MM来改善整个系统的处理能力，成本就会增加。

图17是一个用来表示使用双套CPU和MM且带有高速缓冲存贮器的现有技术的双系统的一个例子的方框图。

在该图中，CPU170、高速缓冲存贮器171和MM172属于现用系统。CPU170′、高速缓冲存贮器171′和MM172′属于备用系统，根据此现有技术实例，高速缓冲存贮器构成了CPU的一部分，现用高速缓冲存贮器171与现用MM172和备用MM172′相连。同样，备用高速缓冲存贮器171′与备用MM172′和现用MM172相连。

在回复制方式下使用所示出的系统时，CPU对高速缓冲存贮器执行写入和读出操作，这样，可以提高处理速度。但是，作为对来自CPU的存贮内容刷新要求的响应，只有高速缓冲存贮器中的内容被刷新，使得高速缓冲存贮器中可以有MM中不存在的数据。因此，虽然MM172和172′中的内容总是相同的，但是，高速缓冲存贮器171中的内容和高速缓冲存贮器171′中的内容不同。如果，由于高速缓冲存贮器171发生故障而把现用CPU切换成备用CPU，只在现用高速缓冲存贮器中存在的数据就会丢失，这样热备用方式就不能实现。

图17中所示的系统可以应用全部写方式，根据全部写方式，写操作是通过高速缓冲存贮器对二个MM同时执行的，这样，回复制方式中数据只存在于高速缓冲存贮器中这一问题将不再出现。

然而，双套CPU及MM一般都与分离的电源系统相连，这样可使缓冲器门电路等器件交叉地插在高速缓冲存贮器和MM之间，因此，如要从CPU经过高速缓冲存贮器向二个MM中写入数据，则另一系统需要的存取时间要长于自身的系统所需要的存取时间，这是由于交叉的缓冲器门电路及电缆等的延时所致。