Однородная вычислительная среда

 

1. ОДНОРОДНАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СРЕДА, содержащая взаимодействующие мечту собой через средства обмена сигналами однотипные элементы, каждый из которых включает операционное устройство, блок памяти, каналы ввода и вывода синалов, системное устройство и блок питания с шинами питания , а также каналы связи системы управления однородной вычислительной средой с системными устройствами , отличающаяся тем, что, с целью повышения плотности упаковки , однотипные элементы установлены слоями, разделенными электропроводящими панелями, в объеме которых выполнены каналы связи системы управления с системными устройствами и тепловые трубки. 2. Вычислительная среда по п. 1,, отличающаяся.тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, о $9 средства обмена сигналами выполне ны в виде оптоэлектронных пар, содержащих светопередатчик и фотоприемник .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (22) Ф(522 С 06 F 00 т .1

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ1;::

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

А0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 34087 14/18-24 (22) 04.03.82 (46) 15.06.85. Бюл. N -22 (72) Б.Я.Гончаров (53) 68 1..382(088.8) (56)1.Балашов Е.Л. Многофункциональные регулярные вычислительные структуры. М., "Сов.радио," 1978,с;244-245.

2. Евреинов Э.В., Лрангишвили И.В.

Цифровые автоматы с настраиваемой структурой. М., "Энергия", 1974, с.171 (прототип). (54)(57) 1. OllHOPOnHA5t В 21ИСЛИТЕЛЬНА22

СРЕДА, содержащая взаимодействующие между собой через средства обмена сигналами однотипные элементы, каждый из которых включает операционное устройство, блок памяти, каналы ввода и вывода си"налов, системное устройство и блок питания с шинами питания, а также каналы связи системы управления однородной вычислительной средой с системными устройствами, отличающаяся тем, что, с целью повышения плотности упаковки, однотипные элементы установлены слоями, разделенными электропроводящими панелями, в объеме которых выполнены каналы связи системы управления с системными устройствами и тепловые трубки.

2. Вычислительная среда по п, 1,, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости э Щ средства обмена сигналами выполнены в виде оптоэлектронных пар, содержащих светопередатчик и фотоприемник.

1161937

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к однородным микроэлектронным вычислительным системам высокой производительности, и может, быть использовано S как компактное устройство параллельной конвейерной обработки больших массивов информации в системах разлччного назначения.

Известна однородная вычислитель- 1О ная среда (ОВС), реализованная на однотипных многофункциональных логических элементах.

Элементы ОВС выполнены методами современной интегральной технологии, однако конструктивная реализация ОВС осуществлена традиционным способом без учета потенциальных возможностей, присущих самой природе ОВС: регулярные структуры собраны на интегральных схемах, которые смонтированы на печатных платах, платы объединены в блоки, которые установлены в корпус прибора и связаны межблочным монтажом. При этом объем, занимаемый

7 всем приб".ром на два-три порядка превышает объем, занимаемый интегральными схемами t 1 ).

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигае30 мому результату является ОВС, содержащая взаимодействующие между собой через средства обмена сигналами однотипные элементы, каждый из которых включает операционное 35 устройство, блок памяти, каналы ввода и вывода сигналов, системное устройство и блок питания с шинами питания, а также каналы связи системы управления однородной вычислительной средой с системными устройствами (2 ).

Известная OBC выполнена в виде объемной насыпной конструкции, прост- 45 ранство которой равномерно заполнено плотно прилегающими друг к другу элементами, которые взаимодействуют между собой с помощью радиоволн.

Известная ОВС характеризуется не- 50 достаточно высокой плотностью упаковки элементов в системе, обусловленной недостаточно эффективным теплоотводом и традиционным выполнением шин питания, а также низкой помехо- 55 устойчивостью, обусловленной связью между элементами ОВС в радиоволновом диапазоне.

Целью. изобретения является повышение плотности упаковки элементов в системе, а также повышение помехоустойчивости.

Указанная цель достигается тем, что в однородной вычислительной среде, содержащей взаимодействующие между собой через средства обмена сигналами однотипные элементы, каждый из которых включает операционное устройство, блок памяти, каналы ввода и вывода сигналов, системное устройство и блок питания с шинами питания, а также каналы связи системы управления однородной вычислительной средой с системными устройствами, однотипные элементы установлены слоями, разделенными электропроводящими панелями, в объеме которых выполнены каналы связи системы управления с системными устройствами и тепповые трубки.

Предпочтительным является выполнение однородной вычислительной среды, средства обмена сигналами в которой выполнены в виде оптоэлектронных пар, содержащих светопередатчик и фоторприемник.

На фиг. 1 изображен фрагмент конст- рукции ОВС; на фиг 2 — фрагменты схемы передачи настроечной и управляющей информации на элемент ОВС, ОВС содержит расположенные слоями однотипные элементы 1, разделенные электропроводящими панелями 2. Эти панели осуществляют подвод питания к элементам 1, в их объеме выполнены тепловые трубки, состоящие из корпуса 3 и капиллярного фитиля 4, пропитанного теплоотводящей жидкостью.

Прилегание панелей к конструкции сброса тепла за пределы ОВС обесепечивается зажимом 5. Контактный штырь

6, связанный с одной из шин системы питания элемента ОВС электрической связью, плотно входит в сквозное гнездо 7 панели 2, Средства обмена сигналами между элементами 1 ОВС выполнены в виде оптоэлектронных пар, содержащих светопередатчик (светочувствитель 8, расположенный в фокусе миниатюрного параболического отражателя 9) и фотоприемник 10 с фокусирущей линзой 11. В объеме панелей 2 выполнены также каналы связи системы управ° ° ения с системными устройствами, На иг. 2 схематически изображено, как

1161937

3 в теле каждой панели 2 с противоположных сторон уложены продольные

12 и поперечные 13 световоды, снабжены экспланарными ответвителями

14, которые расположены напротив фотоприемников 15 каналов системного ввода элементов 1 ОВС. Между элементами 1 и панелями 2 прокладывает. ся металлическая фольга 16 (фиг. 1) с отверстиями в местах прохождения световых сигналов. Все элементы ОВС управляются извне системой управления ОВС через системные устройства.

Однородная вычислительная среда работает следующим образом.

1...

Для передачи информации от одного элемента к другому эта информация последовательно в форме электрических сигналов постугает на соответствующий канал вывода, преобразуется в световой сигнал светоизлучателем 8, например световым диодом из арсенида галлия, и в виде направленного пучка света поступает на фотоприемник 10 соседнего элемента, например планарный кремниевый фототранзистор. Здесь сигналы из световой формы преобразуются в форму электрических сигналов для дальнейшей обработки электронными схемами соседнего элемента. Таким образом, обработка сигналов внутри каждого эле,мента ОВС осуществляется электронными схемами, тогда как передача их за пределами элементов происходит посредством светового излучения, позволяющего отказаться от гальванических связей для внешнего относительно элементов ОВС обмена сигналами. Таким образом, по принципу действия однородная вычислительная среда является оптоэлектронной.

Настроечные и управляющие сигналы передаются посредством света извне от системы управления ОВС по соответствующим световодам 12 и 13, уложенным с противоположных сторон в тело каждой панели 2, на каждый задействованный в вычислениях элемент ОВС. Через экспланарные ответвители 14 эти сигналы поступают на фокусирующие линзы и фотоприемники 15 каналов системного ввода, идентифицируются и в случае положительной идентификации вводятся в системное устройство, которое вЫра-. батывает сигналы управления и синхронизации на все блоки элемента ОВС, 4.

Кроме того, по соответств ющим настроечным командам от системы управления ОВС программные и/или числовые сигналы, передаваемые извне

) могут быть записаны в блок памяти элемента ОВС.

Электропитание к элементу ОВС подводится через панели 2. Панели. 2 прокладываются между слоями элементов ОВС таким образом, чтобы каждый элемент одной из своих ютоверхностей был заземлен, а другой прилегал к панели, имеющей потенциал источника питания,т.е. заземленные панели чередуются с панелями, имеющими потенциал источника питания. Для надежного контакта на верхней и нижней поверхностях каждого элемента имеются штыри 6, входящие в соответствующие гнезда 7 верхней и нижней относительно него панелей 2.

Отвод тепла от элементов ОВС происходит через тепловые трубки 3 панелей 2, которые выводят тепло

25 за пределы ОВС на внешний для ОВС теплообемник или радиатор, плотное прилегание к которому обеспечивается зажимами 5, При этом тепловыделяющие компоненты элемента ОВС, расположенные внутри элемента, имеют хороший тепловой контакт с шинами питания элемента, через которые и происходит передача тепла на тепловые трубки 3 панелей 2.

Для улучшения теплового и электрического контактов шин питания элементов ОВС с панелями 2 между элементами и панелями прокладывается металлическая фольга 16, напри

40 1мер, из алюминия, меди, бериллия

;или индия, обеспечивающая низкое тепловое и электрическое сопротивление перехода шина-панель.

Результаты расчетов показывают, что изобретение обеспечивает плотность упаковки оптоэлектронной ОВС„ по меньшей мере на порядок превосходящую плотность упаковки электронной

ОВС, изготовленной по обычной техно50 логии производства радиоэлектронных устройств °

Предложенная одно родная вычислительная среда обладет повышенной помехоустойчивостью по сравнению с

1

55 аналогичной электронной ОВС.

У предлагаемой оптоэлектронной

ОВС линии связи и управления не подвержены паразитным электромагнитным

1161937 внешних высокочастотных наводок

Фиг. 2

Составитель А.Трунов

Редактор С.Тимохина Техред Л.мартящова Корректор И.Самборская

Заказ 3969/50 Тираж 710 Подп .с ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб ., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 наводкам, так как связь осуществляется световыми сигналами. Кроме того, панели оптоэлектронной ОВС подключены к источнику питания, который обычно имеет большую емкость. Тем самым создается экранировка элементов от вследствие уменьшения паразитных емкостей между элементами, а большая поверхность панелей облегчает протекание обратных токов.