Устройство управления для устройства сопряжения однородной вычислительной системы

 

УСТРОЙСТВО УПРАШ1ЕИИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА СОПРЯЖЕНИЯ О/иЮРОДИОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, содержащее группу блоков вибора направления обмена, первые входы и которых образуют соответственно группы входов поиска и выходов поиска устройства , вторые выходы и входы соединены соответственно с группой выходов признаков синхронизации устройства и с группой выходов дешифратора , группа входов которого является группой информационных входов устройства, третьи зходы блоков выбора направления обмена группы образуют группу контрольных входов устройства, причем каждь й блок выбора направления обмена группы включает первую группу элементов H-HF2, первые входы которых образуют первый вход блока выбора направления обмена , первый элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с вторым входом блока выбора направлеггия обмена вторую группу элементов И-НЕ, иторой элемент и первый элемент НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат устройства, в него введены блок формирования рельефа, состоящий из групгсы фор миро вячел eft импульса, выходами соединенных с группой входов элемента ИЛИ-НЕ, и элемент ИЧ1Е перестроения, а в каждый блок выбора направления обмена групп - три элемента И, второй элемент НЕ, формирователь импульса и элемент задержки, причем входы формирователей имгЕульса группы и выход элемента ИЛИ-НЕ блока формирования рельефа соединены соответственно с группой контрольных входов устройства и с выходом перестроения устройства и первым входом элемента И-НЕ перестроения, второй вход которого подключен к входу управлемшя режи (Л мом устройства и четвертым входом блоков выбора направления обменом с группы, пятые входы которых соединены с входом индивидуального признака сшгхронизации устройства, выход элемента И-НЕ перестроения подключен к шестому входу одного из блоков выбора направления обмена группы , ггричем в каждом блоке выбора направления обмена группы выход перSD вого элемента И-НЕ соединен с перСО ьым входом второго элемента И-НЕ, группа входов и второй вход котороо го соединены соответственно с первым и шестым входами бпока ныбора напоавления обмена, а выход - с вторыми входами элементов И-НЕ первой группы, выходы которых образуют первый выход блока направления обмена, а третьи входы подключены к выходам соответствующих элементов И-НЕ втоpoii группы, п(:.п)ые входы которых образуют третий вход блока выбора направления обмена, а вторые входы

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) З(51) G ОЬ F 3 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИгР

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«». (21) 3590866/18-24 (,22) 10 05.83 (46) 07.09.84. Бюп. Р 33 (72) Ю.FI.Ìàêñèìåíêo, А.А.Попов и А.Ф.Григорович (53) 681 325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

- 557358, кл. С1 Об F 3/04, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке )"- 3452380/18-24, кл. (06 I= 3/04, 982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВ11ЕНИЯ

ДЛЯ УСТРОЙСТВА СОПРЯЖЕНИЯ О;1НОРОДНОЙ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, содержащее группу Олоков вибора направления обмена, первые входы и выходы которых образуют соответственно группы входов поиска и выходов поиска устройства, вторые выходы и входы соединены соответственно с группой выходов признаков синхронизации устройства и с группой выходов дешифратора, группа входов которого является группой информационных B .,одов устройства, третьи входы блоков выбора направления обмена группы образуют группу контрольных входов устройства, причем каждый блок выбора направления обмена группы включает первую группу элементов И-НЕ, первые входы которых образуют первый вход блока выбора направления обмена, первый элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с вторым входом блока выбора направления обмена,вторую группу элементов И-НЕ, J7opoEi элемент И-НЕ El первый элемент

НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат устройства, в него введеды блок формирования рельефа, состоящий из группы формирователей импульса, выходами соединенных с группой входов элемента ИЛИ-HF., и элеменг И-НЕ перестроения, а в каждый блок выбора направления обмена групп — три элемента И, второй элемент НЕ, формирователь импульса и элемент задержки, причем входы формирователей импульса группы и выход элемента ИЛИ-НЕ блока формирования рельефа соединены соответственно с группой контрольных входов устройства и с выходом перестроения устройства и первым входом элемента И-НЕ перестроения, второй вход которого подключен к входу управления режимом устройства и четвертым входом блоков выбора направления обменом группы, пятгяе входы которых соединены с входом индивидуального признака синхронизации усп ройства, выход элемента И-НЕ перестроения подключен к шестому входу одного и з блоков выбора направления обмена группы, причем в каждом блоке выбора направления обмена группы выход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, группа входов и второй вход которого соединены соответственно с первым и шестым входами блока выбора наплавления обмена, а выход — с вгорыми входами элементов И-НЕ первой группы, выходы которых образуют первый выход блока направления обмена, а третьи входы подключены к выходам .соответствующих элементов И-НЕ второй группы, первые входы которых обра",óþò третий вход блока выбора направления обмена, а вторые входы

11 соединены с четвертым входом блока выбора направления обмена и через первый элемент НŠ— с первым входом первого элемента И, выходом соединенного с первыми входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента И-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И и через второй элемент НŠ— с входом пус" ка формирователя импульса, входом элемента задержки и вторым входом! 2360 третьего элемента И, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходам элемента задержки и формирователя импульсов, входом сброса соединенного с выходом второго элемента И, вторые входы первых элемента И и элемента И-НЕ и выход третьего элемента И являются соответственно вторым и пятым входами и вт орым выходом блок а вы бор а направления обмена.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для организации однородных вычислительных систем.

Известны системы децентрализованного обмена информацией, в которых устройства управления устройств сопряжения содержат блоки выбора направления обмена, включающие одновиб. раторы, и блок формирования рельефа системы группа входов которого и первая группа входов блока выбора направления обмена являются группой входов контроля устройства, первая группа выходов каждого блока выбора направления является группой выходов поиска, вторая группа входов — группой входов поиска, а выход блока формирования рельефа соединен с шиной перестроения flj .

Недостатком этих устройств управления является то, что соотношение признаков синхронизации различным приоритетным уровнем работы вычислительных машин (BN), а следовательно, различным подсистемам, осуществляется программно, в результате чего производительность вычислительной системы оказывается низкой.

Наиболее близким к предлагаемому по сущности технического решения является устройство управления для устройства соггряжения однородной вычислительной система, содержащее группу блоков выбора направления обмена, первые входы и выходы которых образуют соответственно группы входов и выходов поиска устройства, вторые входы и выходы — группы входов и выходов выделения устройства, а третьи и четвертые входы подключены соответственно к группе контрольных входов устройства и группе выходов узла настройки, состоящего

5 из дешифратора, регистра и группы элементов И, Каждый блок выбора направления обмена содержит три группы элементов И вЂ” НЕ, два элемента И-НЕ, элемент ИЛИ-НЕ и элемент

1О НЕ (2) .

Недостаток этого устройства— сложность и большие аппаратурные и временные затраты, требующиеся для синхронизации работы системы обме-!

5 на.

Цель изобретения — сокращение аппаратурных затрат устройства и снижение времени синхронизации устройств в системе обмена.

20 Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее группу блоков выбора направления обмена, первые входы и выходы которых образуют соответственно группы

25 входов поиска и выходов поиска устройства, вторые выходы и входы соединены соответственно с группой выходов признаков синхронизации устройства и с группой выходов де50 шифратора, группа входов которого является группой информационных входов устройства, третьи входы блоков выбора направления обмена группы образуют группу контрольных входов устройства, причем каждый блок выбора направления обмена группы

1, включает первую группу элементов

И-НЕ, первые входы которых образуют первый вход блока выбора направления

40 обмена, первый элемент И-НЕ, первый

1112360 вход которого соединен с вторым входом блока выбора направления обмена, вторую группу элементов И-НЕ, второй элемент И-НЕ и первый элемент

НЕ, введены блок формирования рельефа, состоящий из группы формирователей импульса, выходами соединенных с группой входов элемента ИЛИ-НЕ, и элемент И-НЕ перестроения, а в каждый блок выбора направления обмена 1п групп — три элемента И, второй элемент НЕ, формирователь импульса и элемент задержки, причем входы формирователей импульса группы и выход элемента ИЛИ-НЕ блока формирования рельефа соединены соответственно с группой контрольных входов устройства и с выходом перестроения устройства и первым входом элемента И- IE

Перестроения, второй вход которого подключен к входу управления режимом устройства и четвертым входом блоков выбора направления обменом группы, пятые входы которых соединены с входом индивидуального признака синх 25 ронизации устройства, выхоц элемента И-HE перестроения подключен к шес тому входу одного из блоков выбора направления обмена группы, причем в каждом блоке выбора направления

;обмена группы выход первого элемен та И-HF соединен с первым в:;одом второго элемента И-НЕ, группа вхоов и второй вход которого соединены соответственно с первым и шестым входами блока выбора направления обмена, а выход — с вторыми входами элементов И-НЕ первой группы, выходы которых образуют первый выход блока направления обмена, а третьи входы подключены к выходам соответствующих элементов И-НЕ второй группы, первые входы которых образуют третий вход блока выбора направления обмена, а вторые входы соединены с четвертым входом блока выбора направления обмена и через первый элемент НŠ— с первым входом первого элемента И, выходом соединенного с первыми входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента

И-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И и через второй элемент

НŠ— с входом пуска формирователя импульса, входом элемента задержки и вторым входом третьего элемента 55

И, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходам элемента задержки и формирователя

I импульсов, входом сброса соединенного с выходом второго элемента И, вторые входы первых элемента И и элемента И-НЕ и выход третьего элемента И являются соответственно вто- рым и пятым входами и вторым выходом блока выбора направления обмена.

На фиг. l приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема j -го (1 =1,2,...,N, N— число вычислительных машин в системе или предельное число уровней синхронизации) блока выбора направления обмена; на фиг. 3 — функциональная схема блока формирования рельефа; на фиг. 4 и 5 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство (фиг.l) содержит блоки 1 выбора направления обмена, шины 2 группы выходов признаков синхронизации, шины 3 и 4 групп входов и выходов поиска, блок 5 формирования рельефа, шины 6 группы контрольных входов, шину 7 входа перестроения устройства, дешифратор 8, шины информационного входа 9 уст-. ройства, управляющие выходы 10 дешифратора, элемент И-IIE 11 перестроения, шипу 12 управления режимом и шипу 13 индивидуального признака синхронизации.

Блок 1 выбора направления обмена (фиг.2) содержит узлы 14 формирования потенциалов поиска и узел 15 управления. Каждый узел 14 формирования потенциала поиска содержит элементы И-НЕ 16 и 17 второй и первой групп, а узел 15 содержит формирователь 18 импульса (одновибратор, второй элемент И вЂ” НЕ 19, соединенный вторым входом с шиной 20 шестого входа блока 1, перный элемент И-НЕ 21, первый элемент И 22, второй элемент И 23, третий элемент

И 24, первый элемент HE 25, второй элемент НЕ 26 и элемент 27 задержки.

Блок 5 формирования рельефа (фиг.3) содержит формирователи 28 импульсов группы элемент HJIH-IIE 29.

На чертежах к обозначает число смежных данному устройств управ-, ления системы.

У тройство работает следующим образом.

По шине 12 из вычислительной машины поступает потенциал, задающий режим работы устройства. Единичный потенциал задает режим маршру1112360 тизации, нулевой — режим синхронизации.

Режим маршрутизации децентрапи- . зованной вычислительной системы характеризуется тем, что в устройствах нз нулевых потенциалов поиска формируются деревья кратчайших путей с основаниями в тех блоках 1, которые подключены к блокам 5. При этом одновременно в системе формируют- 1р ся Ц деревьев кратчайших путей, разнесенных в пространстве.

Формирование —;o дерева кратчайших путей в системе начинается в том устройстве, в котором 1-й блок 1 шиной 20 подключен к выходу элемента

И-HE 11. В каждом устройстве обменом только один из блоков 1 подключен к выходу элемента И-HE 11, нричем номера таких блоков 1 в разных 20 устройствах не повторяются. Этим самым обеспечивается разнесение оснований деревьев в пространство и возможность одновременного формнроваL ния Ц непересекающихся деревьев.

Поскольку формирование деревьев на всех уровнях происходит одновременно, параллельно и совершенно одинаково, то рассмотрим образование дерева произвольного g -го уровня.

Пусть на шины 6 с блоков аппаратного контроля, не показанных на чертеже, поступают нулевые потенциалы. Это свидетельствует об исправном состоянии всех информационных магистралей, связывающих данную ВМ З5 со смежными BM. На выходах формирователей 28 установлены нулевые потенциалы, а н а выходе элемент а

ИЛИ-НЕ 29 и шине 7 устанавливается единичный потенциал.

На выходе элемента И-НЕ 11 формируется нулевой потенциал, который по шине 20 поступает на элемент

И-HE 19 заданного блока l . .На входы элементов И-НЕ 17 поступают единичные потенциалы с выходов элемента

И-НЕ 19 и элементов И-НЕ 16 (рассматривается случай исправного состояния информационных магистралей . Посколь50 ку на шины 3 поиска поступят единичные потенциапы от блоков 1 смежных устройств, то на шинак 4 блока 1 формируются нулевые потенциалы поиска, которые поступают на 1 -е блоки 1 смежных устройств. Нулевой потенциал поиска, появляясь на шине 3 блока 1 смежного устройства, блокирует выдачу нулевого потенциапа поиска по,этому же направлению. Этим сам|м исключается образование петель и формируется дерево с однонаправленными ветвями. Нулевые потенциалы поиска на шинах 34 — 3 являются указателями кратчайшего пути при движении по дереву в его основание, в котором расположен блок 5. Следовательно, сигналами включения коммутаторов магистралей являются инвертированные значения входных потенциалов поиска, которые используются для управления включением (маршрутизацией) информационных магистралей вычислительной систеж1.

Задача коммутационной системы сводится к выбору соответствующих сигналов включения, которые однозначно определяются номером вычислительной машины — приемником сообщения, которому соответствует свое дерево.

При отказе информационной магистрали, объединяющей смежные вычислительные машины системы, на одной из шин 6 появляется единичный потенциап, который запускает соответствующий формирователь 28 блока 5 формирования рельефа. На выходе формирователя 28 формируется единичный потенциап заданной длительности, который через элемент ИЛИ-НЕ 29 обнуляет шину 7. 111ина 7 объединяет все устройства сопряжения, системы и управляет одновременным перестроением рельефов (переформированием деревьев крат. чайших путей)сразу на всех уровнях во всех устройствах сопряжения систе. ьы. На выходах элементов И-НЕ 11 во всех устройствах сопряжения по сигналу на шине 7 одновременно формируются положительные потенциалы, которые разрушают все ранее сформированные деревья кратчайших путей.

По окончании времени работы формирователя 28 начинается формирование новых деревьев кратчайших путей, которые формируются с учетом текущего состояния сети. При этом отказавшие направления (магистрали) блокируются нулевым потенциалом с выходов соответствующих элементов И-НЕ 16.

Рассмотрим работу устройства управления обменом в режиме синхронизации. Основное отличие в работе устройства заключается в том, что вычислительная машина в режиме синхрониз ации может инициировать формирова7 Il ! ние дерева на любом уровне. Каждому уровню синхронизации соответствует определенный уровень блоков 1 выбора направления обменом, который задается из BM кодом уровня синхронизации, на шинах 9. Кроме того, поскольку каждому уровню синхронизации соответствует конкретная подсистема взаимодействующих (синхронизирующих) вычислительных машин, то на множестве блоков 1 выбора направления обменом одного уровня формируется множество деревьев (по чис— лу синхронизируемых вычислительных машин этого уровня) . Разрушение всех деревьев одного уровня соответствует моменту синхронизации данной подсистемы.

В режиме синхронизации вычислительная машина формирует единичный потенциал на шине 13 индивидуального признака синхронизации, код номера уровня синхронизации на шинах 9 и с задержкой нулевой потенциал на шине 12 управления режимом (фиг.4 и 5) . Задержка, равная двукратному времени переключения задержки элемента, необходима для исключения просечек.в переходном процессе переключения с одного режима на другой.

В соответствии с кодом уровня синхронизации срабатывает элемент «1-НЕ 21 одного иэ блоков 1 и на входе элемента И-НЕ 19 появляется нулевой потенциал, который формирует дерево соответствующего уровня. Иомент готовности данной вычислительной машины к синхронизации определяется обнулением шины 13, что приводит к

12360 разрушению ранее сформированного дерева. Одновременно нулевой фронт на выходе элемента И-HF. 19 (фиг.2) через элемент НЕ 26 запускает формирователь 18. Длительность импульса Т формирователя 18 выбрана так, .чтобы за время Т осуществилась возможность подключения данного блока 1 к другому дереву и этого же уровня

Ip синхронизации.

Если в течение 7 на входах 3 появится нулевой потенциал поиска, то он подключит Данный блок I к другому дереву и через элемент И 23 сбросит в ноль формирователь IS фиг.5).

Если в течение Т н» входах 3 не появляется нулевой потенциал поиска, то по окончании работы формирователя 18 на выходе элемента И 24 сформируется потенциал обобщенного признака синхронизации, который по шине 2 поступает в соответствующую вычислительную машину. Вычислительная машина, получив сигнал по шине 2, выключает режим синхронизации, установив единичный потенциал на шине 12 (фиг.4 ) н заканчивая цикл

30 синхронизации, после чего устройство переключается на режим маршрутизации.

Таким образом, при меньших аппаратурных затратах обеспечивается схемное выполнение системных операций синхронизации, что ведет .к повышению производительности однородной вычислительной систеил.

l! l 2360

l l 12360

1112360

184@

ЮА

Составитель В.Вертлиб

Техред А.Ач

Редактор Е. Папп

Корректор В.Синицкая

Филиал ППП "Патент", r.Ó êãîðoä, ул.Проектная,4

Заказ 6459/33 Тираж 698 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5