Устройство связи для вычислительной системы

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения мультипроцессорных вычислительных систем. Целью изобретения является повьппение пропускной способности устройства. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок синхронизации и нулевой модуль коммутации, включающий группу последовательно соединенных блоков коммутации, каждый из которых состоит из входного коммутатора, сдвигающего регистра, выходного регистра и узла управления, введены М групп модулей коммутации, каждый из которых содержит группу последовательно соединенных блоков коммутации и блок сопряжения, состоящий из входс S Hcfro коммутатора, сдвигающего регистра , выходного регистра и узла управ (Л ления, 2 З.П. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

2 5453 А1 (19) (11) (51) 4 С.06 F 13/00 (ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ,: Ы

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3282122/24-24 (22) 28.04.81 (46) 07. 12.86. Вюп. )) 45 (7 1) Ордена Ленина институт кибернетики АН УССР (72) Г.П.Лукошин, Г.И,Корниенко и И.В.Новицкий (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 444062, кл. G 06 F 9/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

В 802957, кл. G 06 F 3/04, 1979. (54) УСТРОЙСТВО СВЯЗИ ДЛЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения мультипроцессорных вычислительных систем. Целью изобретения является повышение пропускной способности устройства. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок синхронизации и нулевой модуль коммутации, включающий группу последовательно соединенных блоков коммутации, каждый из которых состоит из входного коммутатора, сдвигающего регистра, выходного реги. стра и узла управления, введены М групп модулей коммутации, каждый из которых содержит группу последовательно соединенных блоков коммутации и блок сопряжения состоящий из входУ с oro коммутатора, сдвигающего регист- 6 ра, выходного регистра и узла управления, 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1 12754

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения мультипроцессорных вычислительных систем.

Цель изобретения — повышение пропускной способности устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — 4 — функциональные схемы узла управления блока коммутации, узла управления блока 10 сопряжения и блока синхронизации.

Устройство содержит для четырехуровневого варианта (фиг. 1а,б) модули 1 коммутации, блок 2 синхронизации, модули 3 вычислительной системы, представляющие собой, например, процессоры, оперативные и внешние запоминающие устройства, устройства ввода-вывода и т.п. Модули 1 коммутации связаны между собой через входы-выхо- >0 ды 4, а с модулями 3 вычислительной системы — через входы-выходы 5. Модули 1 коммутации всех уровней, кроме нулевого, состоят из блоков блока 6 сопряжения и группы блоков 7 коммута- 2 ции. Модуль 1 коммутации нулевого уровня состоит только из блоков 7 коммутации. Каждый из блоков 6 сопряжения и блоков 7 коммутации содержит узлы 8 или 9 управления соответственно, входной коммутатор 10 сдвиговый

11 и выходной 12 регистры, выходную 13 и входную 14 информационные шины связи с соседним уровнем.

Узел 8 управления блока 7 коммута- 35 ции (фиг. 2) содержит дешифратор 15 адреса, элементы И l6 — 18, элемент

ИЛИ 19, триггер 20 блокировки, элемент И 2 l и триггер 22 направления передачи. 40

Узел 9 управления блока 6 сопряжения (фиг. 3) содержит дешифратор 23 адреса, элемент И 24, триггер 25 блокировки, элемент И 26, триггер 27 направления передачи и элементы И 28 45 и 29.

Блок 2 синхронизации (фиг. 4) содержит генератор 30 импульсов и группу узлов 31 формирования серий тактовых импульсов, каждый из которых состоит из триггера 32 синхронизации, счетчика 33, демультиплексора 34, элементов И 35 и 36 и элемента.ИЛИ 37.

На фиг. 1 — 4 показаны линия 38 признака "Пусто/занято", линия 39 признака "Команда/данные", линия 40 признака направления движения сообщения "Центробежное (ЦБ)/центростреми53 а тельное (ЦС) ", линии 4 1 адреса приемника (получателя сообщения), линии 42 и 43 блокировки тактовой серии, линии 44 сигнала включения питания, линии 45 и 46 сигналов разрешения прямого доступа и памяти и разрешения прерывания от модулей 3, линии 47 и 48 запроса прямого доступа к памя.— ти и запроса прерывания, линии 49 сигнала передачи сообщения соседнему справа блоку 6 или 7, линии 50 и 51 сигналов разрешения передачи сообщения на соседний "верхний" и "нижний модуль 1, линия 52 разрешения выборки.из регистра 12, линии 53 и 54 сигналов синхронизации приемника и передатчика, тактовые выходы55 блока 2, образованные линиями 56 — 59 для передачи серии сдвинутых во времени импульсов И1 — И4. Линии 38—

41 образуют информационный вход 60 узлов 8 и 9, линии 49 и 50 образуют выход 61 направления передачи узлов 8 и 9, линии 45 — 48 образуют вход-выход 62 задания режимов передачи, линии 42 — 43 образуют входы 63 блокировки блока 2.

Каждый модуль 1 коммутации, кроме нулевого, содержит группу блоков 7 коммутации и блок 6 сопряжения, который служит для подключения модуля 1 более низкого уровня к модулям 1 более высокого уровня (имеющего меньшее значение индекса) ° Из каждого блока 7 информация может передаваться либо в следующий справа блок 7 того же модуля 1, либо на первый. (т.е. связанный по информационному входу с выходом блока 6) блок 7 одного из модулей 1 более низкого уровня (яруса), вместо которого может быть подключен модуль 3 вычислительной системы. К модулям 1 самого низкого уровня (М-й группы) подключаются только модули 3 вычислительной системы. Для идентификации информации каждое. слово обмена (сообщение), помимо информационного поля, имеет бит признака "Пусто/занято", бит признака направления движения "Центробежная/центростремительная" (US/ÖÑ), номер (адрес) приемника. Все модели 1 коммутации в устройстве имеют жесткую нумерацию. Полный номер приемника складывается из номеров модулей 1 с самого верхнего яруса до указанного по пути движения информации.

3 12754

При приеме информации устройства приемники сравнивают закрепленные за ними номера с передаваемыми, причем в узлах 8 сравниваются только номера модуля информации плюс номер блока 7 внутри данного модуля, в узлах 9 — сравниваются полные номера приемника.

Признак ЦБ указывает, что движущаяся информация уже прошла самый вы- 10 сокий ярус в данной передаче, а при-знак ЦС, что информация еще не достигла самого высокого яруса. Этот признак позволяет направлять вверх

"UC" информацию и вниз "ЦБ инфор- 15 мацию.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания устройства на каждом ярусе узлы 31 выдают син- 20 хронно четыре генераторные серии, которые поступают на модули 1 всех ярусов И1 — И4. Пятый импульс в серии— пропуск. Он получается в момент совпадения единиц на элементе И 36. Сиг- 25 нал совпадения воздействует на вход триггера 32 и переводит его по заднему фронту в единичное состояние, в результате чего следующий импульс на входе счетчика 33 блокируется. Но состояние счетчика 33 меняется по переднему фронту сигнала генератора 30.

Поэтому сигналы счетчика 33 переводят триггер 32 в нулевое состояние.

CHoBR IIpoxopHT серия Н3 четырех HM 35 пульсов И1 — И4, пятый пропуск, и т.д. В случае, если хотя бы на один из входов элемента ИЛИ 37 поступает сигнал блокировки по линии 42 от триггера 20 или по линии 43 от тригге- 40 ра 25, триггер 32 после импульса И4 перебрасывается в единичное состояние и сохраняет его до тех пор, пока сигнал блокировки не снимается.

По описанной серии И1 — И4 инфор- и мация циклически перемещается внутри модулей 1 на одно слово за такт (из четырех импульсов И1 — И4) и появляется на выходах блоков 7 и 6.

По сигналу И1 выбираются регистры 12 и информация сдвигается на регистрах 11 на одно слово. По сигна-! лу И2 регистры 11 переадресовываются, а триггеры 22 и 27 открывают входы коммутаторов 10 на прием информации И от соседних блоков 7 и 6 своего яруса.

По сигналу ИЗ по одному слову пересылается с регистров 11 на комму53 4 таторы 10 и при совпадении условий триггеры 22 и 27 переключают входы коммутаторов 10 на прием информации от модулей 1 соседних ярусов. По сигналу И 4 при совпадении условий триггеры 20 и 25 блокируют генераторные серии.

Возможны три вида перемещения информации: сдвиг информации внутри модуля 1 от одного блока 7 к другому; передача информации с одного модуля на соседний, ярусом ниже (или с нижнего яруса на модуль 3); передача информации с одного модуля 1 на другой соседний, ярусом вышее.

Перемещаемая информация при движении получает различные признаки. Так, при включении питания по сигналу "Питание включено" в линии 44 все блоки 7 метятся как "Пустые", при получении же информации они получают признак "Занято" и "ЦС"; при переходе через самый высокий ярус в передаче

"ЦС" меняется на "ЦБ"; отдавшая информацию рамка получает признак "Пусто", а получившая — "Занято", и т.д.

Рассмотрим, например, перемещение информации с одного модуля 1 коммутации на другой, ярусом ниже.

Признаком такой информации служит сигнал

У=ЗАН ЦБ CP где 3AH — признак блок 7 (6) "Занят";

ЦБ — признак "ЦБ" информации, т.е. перемещаемой информации вниз;

CP — признак сравнения номера приемника с номером приемника в слове обмена.

Сигнал Р появляется по переднему фронту сигнала ИЗ при выборке регистра 11. В зависимости от сигнала"Ко манда/данные" линии 39 при разрешении (линии 45) прямого доступа или (линия 46) прерывания срабатывают элементы И 17 или 18, переводя триггер

22 в единичное состояние, который переключает коммутатор 10 так, что выход регистра 12 подключается шиной 14 к входу регистра 11 модуля 1 соседнего нижнего яруса. Триггер 22 через элемент И 2 1 разблокирует триггер 20. На такте И4 триггер 20 перебрасывается в единичное состояние и подготавливает блокировку генератора 30 по линии 42 через элемент ИЛИ 37

Теперь, как .только на входе триггера 32 появляется единичный код, триг1275453 гер 32 перебрасывается в единичное состояние и заблокирует выработку серий до тех пор, пока не снимется сигнал элемента HJIH 37, т.е. не устанавливается триггер 22 в нулевое состояние. Этот триггер устанавливается в нулевое состояние тогда, когда на входе элемента И 2 1 появляется нулевой сигнал "Пусто снизу". Он пе- 1р реводит триггер 20 в нулевое состояние и снова запускает генератор 30. По сигналу И2 триггер 22 возвращается в нулевое состояние.

Таким образом, триггер 22 от сигнала "Запрос вниз" переключает коммутатор 10 с верхнего на нижний ярус до появления в линии 58 "Пусто снизу". По сигналу И1 генератор 30 синхронизирует прием информации с выхо- 20 да регистра 12 верхнего яруса на вход регистра 11 нижнего яруса через коммутатор l0. На нижний ярус переводится слово полностью, т.е. помимо информации автоматически передаются 25 нулем признаки "Занято" и "ЦБ".

На своем ярусе триггер 22 закрывает входы коммутатора 10 и слово на регистре 11пьлучает признак "Пусто".

Так происходит передача с верхнего 3ц на нижний ярус.

Передача с модуля 1 к модулям 3 вычислительной системы отличается от описанной передачи лишь тем, что в зависимости от признака в линии 39 передаваемой информации "Данные/команды" производится либо запрос прямого доступа к памяти линия 47, либо запрос прерывания (линия 48) ° Обслуживание этих запросов происходит по интерфейсной последовательности связи с модулем 3 (процессором или блоком ЗУ), при этом вводится дополнительное управление от сигналов разрешения ПДП (линия 45) или прерываний 45 (линия 46), Со стороны узла 31 работа. аналогична описанному.

Аналогично происходит передача информации на ярус выше. Логическим признаком информации на верхний ярус является сигнал

Q=3AH ЦС, где ЗАН вЂ” признак ячейка "Занято";

ЦС вЂ” признак "ЦС" информации.

В этом случае проверяется, совпа- 55 дает ли полный номер получателя информации с закрепленным номером блока 7(6). Если номер не совпадает, то информация передается выше с признаком "ЦС". Если же номер совпадает, то информация принимается.на ярус выше, а признак нЦС" переводится в "ЦБ".

Формирование признака "ЦБ" производится элементом И 29. Логическим признаком выработки сигнала "ЦБ" на линии 47 является

F =3AH ЦС CP .

Во всех случаях передачи информации с яруса на ярус блок 7(6) отправителя получает признак "Пусто" автоматически от коммутатора 10. Так перемещается информация от передатчика к приемнику с помощью устройства.

Формула изобрете ния

1. Устройство связи для вычислительной системы, содержащее блок синхронизации и нулевой модуль коммутации, включающий Н;, блоков коммутации, каждый из которых состоит из входного коммутатора, сдвигового регистра, выходного регистра и узла управления, причем в каждом блоке коммутации тактовые входы сдвигового и выходного регистров и тактовый вход узла управления подключены к нулевому тактовому выходу блока синхронизации, вход разрешения выборки выходного регистра соединен с выходом выборки узла управления, первый информационный вход входного коммутатора и выход синхронизации узла управления i -го (1„E 1, 3) блока коммутации нулевого модуля коммутации являются i -и абонентскими входом и выходом устройства и соединены соответственно с информационным выходом и входом синхронизации приема i -ro модуля вычислительной системы нулевого уровня, отличающееся тем, что, с целью повышения пропускной способности, в него введены М групп модулей коммутации, каждый из которых является i -м синхронизирующим входом устройства и соединен с выходом разрешения приема -ro модуля вычислительной системы нулевого уровня, выходы блокировки узлов управления блоков коммутации нулевого модуля коммутации соединены с нулевым входом блокировки блока синхронизации, первый и второй информационные входы и адресный вход входного коммутатора К,-го (K < 1, N

К Pi ) блока коммутации нулевого о модуля коммутации соединены соответственно с выходами выходных регистров и выходами направления передачи узлов управления К -1-го блока комму- 1 тации нулевого модуля коммутации и блока сопряжения S -ro (S =1, S ) модуля коммутации первой группы и первым и вторым информационными входами и адресным входом входного коммутато-tp ра первого блока коммутации S, -ro модуля коммутации первой группы, выход синхронизации узла управления которого подключен к входу синхронизации узла управления К вЂ” 1-го блока коммутации нулевого модуля коммутации, вход синхронизации узла управления блока сопряжения S -го модуля коммутации соединен с выходом синхронизации узла управления К -ro блока ком- gp мутации нулевого модуля коммутации, выход выходного регистра и выход направления передачи узла управления

-го блока коммутации S -го модуля коммутации m-й группы (j„=1,N„-1; 25

Б =1,Б ) соединены соответственно с вторым информационным и адресным вхо- дами j +1-ro блока коммутации S -го модуля коммутации m-й группы, выход выходного регистра и выход направле- ЗО ния передачи узла управления N„-го блока коммутации S -го модуля коммутации m-й группы подключены соответственно к второму информационному и адресному входам блока сопряжения то-З5

ro же модуля коммутации и первому информационному и адресному входам входного коммутатора первого блока коммутации соответствующего Б „ -го модуля коммутации т+1-й группы, вы- 40 ход синхронизации узла управления которого соединен с входом синхронизации узла управления N -го блока коммутации S -го модуля коммутации ш-й

11) группы, выход синхронизации узла 45 управления, первый информационный вход и адресный вход j -го блока коммутации Sù-го модуля коммутации m-й группы подключены соответственно к входу синхронизации узла управления, М выходу выходного регистра и выходу направления передачи блока сопряжения S +, -ro модуля коммутации m+1-й группы, информационный выход выходного регистра, выход направления пе- SS редачи и вход синхронизации узла управления i -го (j ; i e1,N ) блока коммутации S -ro модуля комму453 8 тации, первый информационный вход входного коммутатора, вход-выход задания режима и выход синхронизации узла управления i +1-ro блока коммутации -го модуля коммутации m-й группы 1Л являются соответствующими входами и выходами устройства для соединения соответственно с информационным входом, входом разрешения передачи, выходом разрешения приема, информационным выходом, входом-выходом управления режимом ввода и входом синхронизации соответствующего модуля вычислительной системы т-го уровня, выходы блокировки узлов управления блоков коммутации и блока сопряжения S -го модуля коммутации m-й группы соединены с S ûì входом блокировки блока синхронизации.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что узел управления блока коммутации содержит дешифратор адреса, четыре элемента И, элемент ИЛИ, триггер блокировки и триггер направления передачи, причем вход дешифратора адреса соединен с информационным входом узла и группами входов первого — третьего элементов И и выходом синхронизации узла, вход и выход первого элемента И соединены соответственно с тактовым входом и выходом разрешения выборки узла, выход дешифратора адреса соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, вторые входы и выходы которых образуют вход-выход задания режима обмена узла, выходы второго и третьего элементов И подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выходом соединенного с установочным входом триггера направления обмена, прямой и инверсный выходы которого образуют выход направления передачи, а вход сброса подключен к тактовому входу узла и синхровходу триггера блокировки, выход которого является выходом блокировки узла, а информациочный вход и вход сброса подключены к выходу четвертого элемента И, первый и второй входы которого присоединены соответственно к прямому выходу триггера направления передачи к входу синхронизации узла.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что узел управления блока сопряжения содержит четыре элемента И, триггер направления

9 1275453 о передачи, прямой и инверсный выходы ляется выходом разрешения выборки уэкоторого образуют выход направления ла, а второй вход соединен с выходом передачи, и триггер блокировки, при- синхронизации узла, первым входом чем выход первого элемента И соеди- первого элемента И и инфоумационным нен с установочным входом триггера . входом узла, входы дешифратора адренаправления передачи и первым входом са и второй вход первого элемента И второго элемента И, второй вход и соединены с информационным входом узвыход которого подключены соответст- ла, первый вход и выход четвертого венно к выходу дешифратора адреса и элемента И подключены соответственно выходу признака направления движения tO к входу синхронизации узла и инфорсообщения, вход сброса триггера на- мационному входу и входу сброса правления передачи соединен с такто- триггера блокировки а второй вым входом узла, синхровходом триг- вход — к выходу триггера бло,гера блокировки и первым входом тре- кировки и выходу блокировки тьего элемента И, выход котоРого яв- 15 узла.

1275453

1275453

sr

Составитель В. Вертлиб

Редактор И.Дербак Техред В.Кадар Корректор В.Бутяга

Заказ 6562/41

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская .наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4