Устройство для сопряжения

 

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для сопряжения элементарных машин в однородную вычислительную систему и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 913360. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач путем контроля состояния системных магистральных шин для возможности реконфигурации однородной вычислительной системы. Устройство обеспечивает контроль состояния управляющей 14 и информационной 15 шин магистрали, и при возникновении в них аварийной ситуации (например, при выходе из строя одного или нескольких передающих усилителей блока 1 коммутации) с выхода 30 блока 12 дешифрации состояния магистрали на вход блока 13 блокировки канала поступает управляющий сигнал, по которому блок 13 отключает питание блика I коммутации по его входу 31, при поступлении управляющего сигнала с триггера 6 признака, если подтверждаЛцГ5 ..- г (Л bo INS N) (fJui.t

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (so 4 С 06 F 13/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (61) 913360 (21) 4025533/24-24 (22) 24.02 ° 86 (46) 30.07.87, Бюл. У 28 (72) В.Ф. Баранов, И,И. Кучук и Л.Э. Дроздовская (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 913360, кл. G 06 F 13/14, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для сопряжения элементарных машин в однородную вычислительную систему и является усовершенствованием устройства по авт. св. II 913360. Целью изобретения является расширение класса решае„„SU„„132? 116 А 2 мых задач путем контроля состояния системных магистральных шин для воэможности реконфигурации однородной вычислительной системы. Устройство обеспечивает контроль состояния управляющей 14 и информационной 15 шин магистрали, и при возникновении в них аварийной ситуации (например, при выходе из строя одного или нескольких передающих усилителей блока 1 коммутации) с выхода 30 блока

12 дешифрации состояния магистрали на вход блока 13 блокировки канала поступает управляющий сигнал, по которому блок 13 отключает питание блока I коммутации по его входу 31, при поступлении управляющего сигнала с триггера 6 признака, если подтвержда14 15

13271!6 ется .неисправность выходных усилителей блока коммутации данного устройстна для сопряжения. Кроме того, с выхода 30 блока 12 через блок 10 прерывания и шину 18 связи с микроИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для объединения отдельных микроЭВМ в однородную нычислительную систему.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач путем контроля состояния магистральных шин для возможности реконфигурации однородной вычислительной системы.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства;.на фиг. 2— структурная схема блока прерывания; на фиг. 3 — структурная схема блока контроля магистрали; на фиг. 4— сТруктурная схема блока блокировки канала.

Устройство (фиг. 1) содержит блок

1 коммутации, блок 2 настройки, дешифратор 3, адреса регистра, триггер

4 системной синхронизации, регистр 5 взаимодействий, триггер б признака, триггер 7 предоставления канала, триггер 8 требования какала, регистр

9 состояния, блок 10 прерывания, регистр 11 адреса, блок 12 дешифрации состояния магистрали, блок 13 блокировки канала, шину 14 первого входавыхода устройства, шину 15 второго входа-выхода устройства, шину 16 выхода управляющей информации блока 1 коммутации, шину 17 информационного выхода блока коммутации, шину !8 третьего входа-выхода устройства, управляющий адресный вход !9 блока 1 коммутации, входы 20-23 шины управляющей информации блока 1 коммутации, входы 24-27 блока 2 настройки, выходы 28 и 29 блока 2 настройки, выход

30 блока 12 и вход 31 питания блока

1 коммутации.

Блок 10 прерывания (фиг. 2) может быть реализован в виде элемента ИЛИ

32 и триггера 33.

ЗВМ диспетчер системы переходит к программе поиска отключенной элементарной машины и перестройке системы, что обеспечивает автоматический выход из аварийной ситуации. 4 ил.

Блок 12 дешифрации состояния магистрали предназначен для фиксации момента появления сигнала уроння логической единицы на одной из линий шины 14 при наличии на всех линиях шины 15 уровня логического нуля или момента появления уровня логической единицы на одной из линий шины 15 при наличии на всех линиях шины 14

"0 уровня логического нуля.

Блок 12 (фиг, 3) контроля может содержать схемы 34 н 35 сравнения и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 36. К входам схемы 34 сравнения необходимо под15

T ключить линии С (сигнал трансляобм ционного обмена), СО „ (сигнал инди- видуального обмена), С (сигнал настройки) и С (сигнал адреса) шины

2О 14, а к входам схемы 35 сравнения— соответствующие линии информационного слова шины !5.

Блок 13 блокировки канала предназ25 начен для отключения передающих уси- . лителей блока l коммутации от шин 14 и 15 путем отключения питания аппаратуры блока 1 коммутации при поступлении сигналов с блока 12 и триггера 6 признака.

Блок 13 (фиг. 4) может содержать элемент И 37, триггер 38, элемент

ИЛИ 39 и реле 40.

Устройстно работает следующим об разом.

В системе или структуре, построенной с использованием устройства, при совместной работе устройства со связанной с ним микроЭВМ выполняЦ1 ется следующий набор системных операций: настройка, обмен, обобщенный условный переход, синхронизация и обобщеный безусловный переход. Кроме того, устройство реализует операции

q5 диагностики и блокировки выходных

1327116 усилителей блока 1 коммутации в случае возникновения в них неисправности.

Операция настройки состоит в подключении устройства через блок 1 коммутации к шинам 14 и 15 и назначении каждой микроЭВМ логического адреса.

При настройке устройства необходимо занести настроечную информацию в блок 10

2 и логический адрес микроЭВМ в регистр 11. С выхода 28 блока 2 на вход блока 1 поступает информация, разрешающая прохождение управляющих и информационных данных с шин 14 и 15 íà 15 шины 16 и 17 или с шин 18 и 20-23 на шины 14 и 15 устройства.

Настроечная информация в блок 2 может поступить из микроЭВМ на вход

25, связанный с данным устройством, 20 по шине 18 при разрешении на входе 27 или из другой микроЭВМ вЂ” по шине 14 и входу 26 при наличии разрешения иа управляющей шине, 16 по входу 24 через блок 1 коммутации. 25

Логический адрес микроЭВМ в регистр 11 может поступить из микроЭВМ, связанной с данным устройством, по шине 18 при разрешении дешифратора

3 или из другой микроЭВМ по шине 17 30 .при разрешении по управляющей шине 16.

После настройки всех устройств системы связанные с ним и образующие подсистему микроЭВМ переходят к выполнению параллельной программы. В процессе выполнения подсистемой паралелльной программы микроЭВМ обмениваются между собой информацией. В системе, построенной с использованием предложенного устройства, могут быть 4О реализованы как групповые, так и индивидуальные обмены, причем из групповых реализован трансляционный обмен, перед выполнением которого выполняется синхронизация работы всех 45 микроЭВМ подсистемы.

Операция "Синхронизация" выполня-! ется следующим образом.

МикроЭВМ, завершившая работу по программе (подпрограмме) параллель- 5О ной ветви, устанавливает триггер 4 по сигналу установки с шины 18 и разрешению дешифратора 3 в единичное состояние и переходит на опрос соответствующего раэряда регистра 9. С выхо-. 55 да триггера 4 на вход 21 блока 1 поступает сигнал частичной синхронизации. В тот момент, когда все триггеры 4 устройств подсистемы установлены в единичное состояние, в блоках вырабатывается сигнал системной синхронизации, который с выхода блока 1 по шине 16 заносится в соответствующий разряд регистра 9. МикроЭВМ, проанализировав состояние данного разряда регистра 9, определяет, что синхронизация выполнена, и переходит к следующему этапу параллельных вычислений.

МикроЭВМ, в программе которой предусмотрено выполнение трансляционного обмена (передача), выполняет следующие действия. МикроЭВМ посылает по шине 18 в дешифратор 3 код, соответствующий операции трансляционного обмена, по шине 20 с выхода дешифратора 3 в блок 1 поступает сигнал системного трансляционного обме- . т на (С ). Информационное слово, считанное иэ оперативной памяти микроЭВМ, по шине 18 поступает через блок

1 на шину !7. В принимающих устройстг вах сигнал С поступает с шины 14 обм через блок 1 по шине 16 на вход регистра 5, разрешая запись в него информационного слова обмена шины 17.

Одновременно с этим сигнал С пот ступает с выхода блока 1 коммутации по шине 16 в соответствующий разряд регистра 9, Из регистра 9 информация считывается по шине 18 в микроЭВМ, которая анализирует разряды регистра 9. Определив, что выполняется операция трансляционного обмена, микроЭВМ считывает по шине 18 иэ регистра

5 взаимодействия информационное слово в свой регистр общего назначения (воспринимается это слово как данные).

В случае выполнения индивидуального обмена микроЭВМ, в программе которой состоит оператор индивидуального обмена, выполняет следующие действия.

По шине 18 и при разрешении дешифратора 3 в триггер 8 заносится сигнал требования системного канала— единица

С выхода триггера 8 сигнал требования системного канала поступает на вход триггера 7 и записывается в него в момент разрешения с выхода триггера 6 признака и наличия сигнала разрешения с выхода блока 1, сигнализирующего о том, что системный канал

1327 I E 5 свободен. С выхода триггера 7 сигнал занятости системного канала (C3 „ ) поступает в соответствующий разряд регистра 9 состояния, сигнализируя микроЭВМ о предоставлении канала, и через блок 1 коммутации выводится на шину 14.

По шине 14 сигнал С6 „ поступае " через блоки I коммутации на шины 16 и на входы триггеров 7 всех остальных 10 устройств подсистемы и удерживает их в нулевом состоянии. С выхода тригге ра 7 сигнал занятости (нуль) записывается в регистр 9 состояния, сигнализируя связанной с этими устройст- 15 вами микроЭВМ о занятости системного канала.

После того, как микроЭВИ посылает сигнал требования канала, она переходит к анализу содеряимого регистра 9 20 состояния и, когда появится сигнал предоставления канала, посылает по шине 18 в дешифратор 3 код, соответствующий операции индивидуального обмена, при этом с выхода дешифратора 25

3 по шине 20 в блок I коммутации поступает сигнал индивидуального обмена.

Сигнал С 6„ поступает по шинам 16 в принимающих устройствах подсистемы ЗО на вход регистра 9 состояния и заносится в соответствующий разряд. Сигнал С поступает также на вход блои ка 10,™с выхода которого по шине 18 в микроЭВМ поступает сигнал прерыва- 35 ния. МикроЭВМ переходит на обслуживание устройства, считывая содержимое регистра 9 состояния по шине 18, и определив, что выполняется операция индивидуального обмена, считывает по 4О шине 18 иэ регистра 11 свой логический адрес и готовится к считыванию информации из регистра 5 взаимодейст" вия.

Захватив системный канал, микро"

ЭВМ, в программе которой записан оператор индивидуального обмена, посылает по шине 16 адрес микроЭВМ, с которой она должна взаимодействовать, Этот адрес с шины 15 через блок 1 по шине 17 и при разрешении на шине 16 (СО6м ) заносится В регистры 5 взак модействия всех устройств подсистемы.

Из регистра 5 по шине 18 микроЭВМ считывает этот логический адрес и сравнивает его со своим. Если свой и принятый логические адреса не совпадают, то микроЭВМ продолжает работу

6 6 по параллельной программе, а если свой и принятый логические адреса совпадают, то микроЭВМ готовится к выполнению индивидуального обмена, который осуществляется между двумя микроЭВИ при наличии управляющего

И сигнала С,6„,, После завершения индивидуального обмена микроЭВМ, инициировавшая обмен, посылает по шине 18 и при наличии р;.эрешения с дешифратора 3 записывает в триггер 8 сигнал освобождения канала, который поступает в триггер и с его выхода в соответствующий разряд своего регистра 9 состояния и шину 23. Блок I транслирует в шину 14 сигнал с шины 23, который заносится в триггеры 7 всех остальных устройств подсистемы, разрешая другим микроЭВМ подсистемы занимать канал.

Сигнал требования канала может появиться одновременно в нескольких устройствах, Чтобы исключить возможность конфликта, т.е. чтобы системный канал был представлен в кажцый момент времени только одной микроЭВИ, триггеры 6 системы соединены в цепочку„ образующую сдвиговый регистр, по которому циркулирует "l . Если канал свободен, то он предоставлен только той микроЭВМ,:в устройстве для сопряжения которой совпадает в данный момент сигнал требования канала и "1" в триггере 6 сдвигового регистра.

Так как возникновения запроса на канал (сигнала требования канала) никак не синхроннзирован с частотой перемещения "I" по сдвиговому регистру, то предоставление канала в случае одновременного запроса его несколькими микроЭВМ псевдослучайно.

Другие микроЭВИ ждут, пока канал не освободится и будет предоставлен ближайшей из последующих в цепочке микроЭВМ.

В случае возникновения в шине 14 или l5 аварийной ситуации последняя устраняется данным устройством автоматически следующим образом, Аварийная ситуация может возникнуть в шине 14 или l5 в случае выхода из строя одного передающих усилителей блока I или другого элемента устройства, связанного с передающими усилителями. При этом в соответствующей линии шины 14 или IS устанавливается черегулируемый активный уровень, ! 3271 16 который искажает информацию во всех шинах 14 или 15 устройств для сопряжения системы. Защита от аварийной ситуации в шинах 14 или 15 основана

5 на том,. что при нормальном функционировании блока 1 коммутации при передаче информации сигналы активного уровня обязательно присутствуют в одной или нескольких линиях какшины

14, так и шины 15. Возникновение сигнала активного уровня в одной или нескольких линиях шины 14 (15) при отсутствии этого сигнала во всех линиях шины 15 (14) расценивается устройством как возникновение аварийной ситуации в шинах 14 и 15. Эта ситуация фиксируется в блоке 12, где на выходе схемы 34 или 35 сравнения появляется сигнал нулевого уровня и на выходе 30 20 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 36 появляется сигнал уровня логической единицы.

Этот сигнал записывается в соответ1 ствующий разряд регистра 9 состояния и вызывает срабатьвание блока 10 пре- 25 рьвания, в результате чего в шину 18 поступает сигнал прерьвания. Кроме того, сигнал уровня логической единицы поступает на вход элемента И 37.

При срабатывании триггера 6 с выхода элемента И 37 сигнал уровня логической единицы через элемент ИЛИ 39 поступает на управляющий вход реле 40, вызывая отключение питания схем блока 1 коммутации по его входу 31. Если аварийная ситуация в шинах 14 и

15 вызвана выходом из строя передающих усилителей блока 1 коммутации другого устройства для сопряжения, сигнал уровня "1" на входе элемента

И 37 присутствует в течение всего времени действия управляющего сигнала с выхода триггера 6, и при его снятии реле 40 вновь подключает питание блока 1 коммутациии по его вхо- 4> ду 31.

Если аварийная ситуация в шинах

14 и 15 вызвана выходом из строя передающих усилителей блока 1 коммутации данного устройства, при отключении питания блока E коммутации по

его входу 31 на выходе 30 блока 12 появляется сигнал уровня "1", срабатывает триггер 38 (на его I-входе присутствует уровень "1" с выхода триггера 6), и с его выхода через элемент ИЛИ 39 подтверждается сигнал отключения питания на реле 40, Tàêèì образом, в случае возникновения авар."шной ситуации в шинах 14 и 15 устройство обеспечивает проверку исправности выходных усилителей блока 1 коммутации путем кратковременного отключения питания блока 1 коммутации. Если в результате проверки исправности будет установлено, что причиной аварийной ситуации в шинах 14 и 15 являются выходные усилители данного устройства, то после снятия управляющего сигнала с выхода триггера 6 питание блока 1 коммутации данного устройства не подключается.

При фиксации аварийной ситуации в шинах 14 и 15 процесс проверки исправности блоков 1 коммутации устройств, сопрягающих связанные с ними микроЭВМ в однородную вычислительную систему, происходит в системе последовательно, регламентируется срабатыванием соотвествующего триггера 6 каждого устройства и заканчивается после отключения неисправного блока ! коммутации, Кроме того, предложенное устройство наряду с реализацией процесса автоматической диагностики и блокировки неисправных усилителей блока 1 коммутации инициирует процесс перестройки структуры путем прерывания вычислительного процесса во всех микроЭВМ системы. При этом микроЭВМ-диспетчер системы в режиме обработки прерывания считьвает содержимое регистра 9 состояния и, определив, что выполняется операция автоматической диагностики и блокировки неисправности, через время, необходимое для последовательного срабатывания триггеров 6 всех подключенных к системе устройств в режиме индивидуального обмена, проводит тестирование элементарных машин, выявляет элементарную машину с отключенным блоком коммутации и перераспределяет при необходимости программы параллельной обработки.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения по авт. св. 9 913360, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с.целью расширения класса решаемых задач устройства путем контроля состояния системных магистральных шин для возможности реконфигурации однородной вычислитель 9

l327ll6 ной. системы, в него введены блок дешифрации состояния магистрали и блок блокировки канала, причем первый и

Второй входы блока дешифрации состояния магистрали подключены соответстб венно к первому и второму входам-выходам устройства, а выход — к второму .входу блока блокировки, информационным входом соединенного с выходом триггера признака, а выходом " с входом питания блока коммутации и четвертым информационным входом регистра состояния, пятый информационный вход которого соединен с выходом блока дешифрации состояния магистрали и вторым входом блока прерывания.

1327116

Составитель В. Вертлиб

Редактор Л. Веселовская Техред И.Попович

КорректорА е Тяско

Заказ 3391/4б Тираж 672

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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