Устройство выбора направления обмена вычислительной системы
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении систем с программируемой структурой.Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет рерлизации на его основе структур произвольных конфигураций, отражающих алгоритмы вычислений. Цель достигается тем. что в известное устройство, содержащее п блоков приема сигналов поиска, n-число абонентов и блоков выдачи сигналов поиска, и блок управления, в блоки выдачи сигналов поиска введен второй элемент И, а в блок управления - узел голосования. Этап поиска управляется путем голосования по заданному количеству принятых потенциалов поиска, что позволяет на этом этапе сфор мировать требуемые структуры, управлял мые потоком данных. С помощью сигналов квитирования инициатор обмена оповещается о завершении формирования структуры и инициализируется процесс вычисления по сформированной структуре . 9 ил. w fe
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 G 06 F 15/20
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4648735/24 (22) 08.02.89 (46) 30.01.91. Бюл. ЛЬ4 (72) Ю.Н,Максименко и В,С.Ракошиц (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 557358, кл. G 06 F 13/1, 1971, Авторское свидетельство СССР
%116896 кл. 6 06 F 15/16, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ВЫБОРА НАПРАВЛЕНИЯ ОБМЕНА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении систем с программируемой структурой. Цель изобретения — расширение области применения устройства эа счет реализации на его основе структур произвольИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении вычислительной системы с программируемой структурой.
Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет возможности реализации на его основе структуры произвольных конфигураций, отражающих алгоритмы вычисления.
На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — 5 — примеры формирования различных структур; на фиг.6— вариант узла голосования; на фиг.7 — дешифратор группированного числового кода;
° на фиг.8 — блок группирования числового четырехраэрядного кода; на фиг.9 — схема .сравнения группированных числовых кодов.
Устройство (фиг.1) содержит п (и-число абонентов) блоков 1 приема сигналов по!
Ж„, 1624476 А1 ных конфигураций, отражающих алгоритмы вычислений. Цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее п блоков приема сигналов поиска. п — число абонентов и блоков выдачи сигналов поиска. и блок управления. в блоки выдачи сигналов поиска введен второй элемент И, а в блок управления — узел голосования. Этап поиска управляется путем голосования по заданному количеству принятых потенциалов поиска, что позволяет на этом этапе сфор мировать требуемые структуры, управляв мые потоком данных, С nGMo „"üþ сигналов квитирования инициатор обмена оповещается о завершении формирования структуры и инициализируется процесс в
ычисления по сформированной структуре. 9 ил, иска, и блоков 2 выдачи сигналов поиска и блок 3 управления. Устройство содержит вход (шину) 4 ввода сигналов поиска, вход (шину) 5 ввода сигналов квитирования, вход (шину) 6 ввода сигналов состояния, вход 7 признака инициатора обмена, обиход 8 (шину) вывода 9 сигналов квитирования, выход (шину) 10 выдачи сигналов поиска, выход (шину) 11 выдачи сигналов состояния, выход
12 готовности сигнала обобщения, вход(шину) 13 программной установки.
Блок 1 приема сигналов поиска содержит элемент И 14 и элемент ИЛИ 15. Блок 2 выдачи сигналов поиска содержит первый элемент И 16, элемент НЕ 17 и второй элемент И 18. Блок 3 управления содержит первый элемент И 19, элемент И 20, элемент
ИЛИ 21. Узел 22 голосования (фиг.б) содержит регистр 23. дешифратор 24 двоичного кода в группированный числовой код, схему (<244 /Г
25 и схему 26 <= равнения число,ык к <д<. :
Дешифратор 24 (фиг,7) содержит деш;,-< » ).тор 27 двоичного кода в поз";<ц<1о 1нь. ",, группу элементов ИЛИ 28 — 30 . Схема 25 (фиг.8) содержит первую группу элементов И
31 — 32, вторую группу элементов И 33 — 35 группу элементов НЕ 36-38, тоетью групг<»< элементов И 39 — 41, группу э eMe«Toe ИЛИ
42 — 44.
Схема 26 (фиг.9) содержит группу э ь»ментов И вЂ” НЕ 45 — 48, первую .руппу зл "ментов НЕ 49--52, элемент ИЛИ 53, и,;рпь,Р элемент И 54, втсрой злеме><т И 5>, ьгорую группу элементов НЕ 56 — 59;:ламент НЕ 60.
Устройство работает следующи1» hp,.— зом.
Каждому устройству выбора нэ<1рэ-,лс ния коммутации спответств»>ег процес" свой узел комму<ации (не покэзэнь<).
Узлы коммутэц<ли ".oåjj,ûío«üI ин> з>р;»,э, ционными лин;,1ями связи и в совокупности образуют физическую рэсг редел.:; я, ю структуру информационной сети, УсT<";o«lcTва выбора напрэв,.ения обмена, соелиье ные шинами поиска, квит<1рования и состояния, образуют управляющую и<«формационную систему, в точности пов;гр:", 1 щую физическую с груктуру,« Если в устройстве установлен нулевой порог, то оно не участвует в процессе фор 1рования структуры. Единичнь и порог разрешает включение устройства по оороо му поступающему потенциалу поиска, порог, равный двум, требует наличия кэк минимум двух потенциалов поиска для включения данного устройства в процесс формирования структуры и т.д Таким образом, задавая 1эчало <,.;оиз .ол=ч ую .1рограммную струк.уру в пределах данной физической структуры. 5 Процесс формирования программируемой структуры заканчивается в конечных устройстэах, Эти устройства формируют обратную волну квитирования, которая замыкается в устройстве-инициаторе форми10 рования структуры и оно информирует соответствующий процессор о завершении фсрмирог ания программируемой структуpal, При зто;1 входные потенциалы квитиро1эния >вляются;.",гналами включения сооТ ве ств . л".!о узла коммутации, Нэ Ф>:,= - 5 приведены примеры фор-1и<рова l..1-;; различных программируемых структ, р;;:> физической ст. стуре типа . 0 кваг,;;этной реше1ки, I- ;l фиг. представлен процесс формирова,-ия двумерного конвейера. Данная структу а и<:пользуется при реализации ко«вейер;,ых волновы> вь<числений. Римским! циф.пзь1и указань1 вершины порогов со».твстст«у <ощих уст1<ойств.На фиг.3 представ,<ен I <сгруктурь1 «эч 1-ее ся из угловых устройств 30 и злк —,1ч:1ч:.L .Tc в антре. На ф:.г.4 пр-.дставлен процесс формирован.,:, о>1..1ноч: ой цепи, а на фиг.5 — дуб<.1роээнн «й це .и. П. оцессор блока-имитатора по входу 7 уст..нэьла.,эот единичный rioTåíöèàë начал- .и< емь1.;:.оторый через элемент ИЛИ 21 . лемо.l ЧЕ 1 осуществляет направленное распространение эолнь< поиска. Гс>,и еличина порога узла 22 голосования <>лена нулю, То на выходе состояния фор» ируе1ся единичн.й потенциал, кото1624476 рый включает те элементы И 18, которые подключены к входным потенциалам поиска. На выходах включенных элементог И 18 формируются единичные потенциалы состояния, которые обратным ходом по выходу (шине) 11 транслируются в смежные устройства, Волна потенциалов поиска достигает конечное устройство. в котором потенциалы поиска или состояния включают все направления, (производит замыкание потенциалов поиска или состояния по всем входным направлениям). На выходе элемента И 19 конечного устройства формируется единичный потенциал, который -.îcTóïàåT на первые входы элементов И 14 узлов 1 приема сигналов поиска, На выходах подключенных элементов И 14 формируются единичные потенциалы квитирования, которые обратным ходом по выходу (шине) 8 транслируются в блок-имитатор формирования структуры. В блоке-имитаторе потенциалы квитирования или состояния замыкают все входные направления. на выход элемента И 19 формируется единичный потенциал, который поступает на первый вход элемента И 20, на второй вход которого поступает единичный потенциал признака поиска системы. На выходе элемента И 20 формируется единичный потенциал готовности, который по ходу 12 поступает в процессор, информируя его о завершении этапа формирования структуры. Процессор инициирует вbl÷èñëèòåëьнblé процесс, который развивается в сфопмированной структуре, при этом направление движения вычислительного процесса удаляется единичным потенциалом с выхода (шины) 9 включения, Код порога по входу 13 (фиг.б) поступает в ре истр 23, откуда в форме параллельного двоичного кода поступает на дешифратор 27 (фиг.7). На выходе дешифратора 27 формируется позиционный код порога, который поступает на элементы ИЛИ 23 -- 30 На выходах которых формируется числовой группированный код порога, поступающий на схему 26. Текущий числовой код количества подключенных потенциалов поиска по входам 4 поступает на схему 25, которая (фиг.5) осуществляет сдвиг влево всех единичных разрядов числового кода потенциа лов поиска. Если Ilo входам 4 по всел разрядам поступают единицы, то левый значащий разрад со входа 4 через элемент 4 поступает на выход схемы, следующий значащий разряд со входа 4 через элемент ИЛ И 43 поступает на первый вход элемента И 39, на второй вход которого поступает левый значащий разряд. На выходе элемента И 39 формируе-ся следу:ощий разряд группированне го ислоеого кода. Формирование следу ощих разрядсв кода происходит аналогичным образом. При этом на вторые вхо5 ды элементов И 40 — 41 поступают не значащие разряды входного кода, а потенциалы сканирования единичного кода, которь:е формируются элементами И 31 — 32. Если по входам 4 поступает нулевой 10 код, то на входах схемы 25 группирования будет также сформирован нулевой код, так как в результате сканирования на выходах элемента И 31 — 32 сформированы нулевые потенциалы, которые блокируют элементы 15 И 40 — 41. Любой иной код, поступающий по входам 4 и содержащий комбинацию нулей s. единиц, преобразуется с помощью элементов И 33 — 35 и элементов HE 36 — 38 гак 1м образовал, что все е линичные разряды будут сгруппированы в левой части выходов схемы 25, а в правой .асти этих выходов будуг сформированы:лулеэые разряды. По вь ходам схе лы 26 (фиг.б) поступает сгр ппированный числовой код количества гадключенчых потенциалов поиска, а на другие входы схемы 26 с выхода дсшифратора 24 поступэет сгруппированный числовой код по. ога.Зле - гч НЕ 49-52 и элементы И НЕ 45 — 48 ос; ц.ствляют поразрядное сравнение кодов, ре > . ьтат которого форм|:руется на выхг г эле., .)та l1 54. С ro ei!!ee элементов НЕ 56 59 и з.",=мента И 55 выявляется нул вой код пора", а элемент ИПИ 53 выявляет ме нулевой текущий код количества подключенных потенциалов 1 оиска. Элемент НЕ 60 блокирует работу схемы 26 сравнения в случае нулевого порога. Такая структура блока выбора направлений обмена приводит к тому, что этап поиска упраг ляется путем . олосования по заданному количеству принятых. потенциалов гоиска. Это позволяет на этапе поиска сформировать требуемые структуры, управля45 емые потокам данных, с помощью сигналов квитирования оповестить инициатор формирования структуры о завершении формирования структуры и приступить к инициагизации процесса вычисления по сформированной сгруктуре, При этом прэвильн;сть последовательной загрузки каждого процессорного,."лел гчта обеспечивается на этапе формирования структуры. При этом оргнанизуются структуры, отражающие алгоритмы вычис IFний. Такое адекватное положение алгоритма вычислений в структуру модульных вычислительных средсгв(процессорных элементов) позволярТ совместить гребование специализации вычислительной системы для решения кон1624476 кретной вычислительной задачи с распаллеливанием вычислительного процесса, при котором достигается максимальная производительность, а также с требованием универсальности вычислительных средств, обеспечивающих решение любой требуемой задачи. Формула изобретения Устройство выбора направления обмена вычислительной системы, содержащее и блоков приема сигналов поиска (и — число абонентов), и блоков выдачи сигналов поиска и блок управления, причем каждый 1-й блок приема сигналов поиска (1 = 1,...п) содержит элемент И и элемент ИЛИ, каждый 1-й блок выдачи сигналов поиска содержит элемент НЕ и первый элемент И, блок управления содержит первый и второй элементы И и элемент ИЛИ, I-й вход ввода сигналов поиска устройства соединен с первыми входами элемента И и элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска и через элемент НЕ с первым входом первого элемента И 1-го блока выдачи сигналов поиска, i-й вход ввода сигналов квитирования устройства соединен с вторым входом элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска и является 1-м выходом вывода сигналов включения устройства 1-й вход ввода сигналов состояния устройства соединен с третьим входом элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска, вход признака инициатора обмена устройства подключен к первым входам элемента ИЛИ и второго элемента И блока управления, 1-й выход вывода сигналов квитирования устройства соединен с выходом элемента И 1-ro 35 блока приема сигналов поиска, 1-й выход выдачи сигналов поиска устройства является выходом первого элемента И 1-го блока выдачи сигналов поиска, выход готовности устройства соединен с выходом второго элемента И блока управления, выход элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска подключен к I-му входу первого элемента И блока управления, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И блока управления и вторыми входами элементов И всех блоков приема сигналов поиска, выход элемента ИЛИ блока управления подключен к вторым входам первых элементов И блоков выдачи сигналов поиска, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет возможности реализации на его основе структур производных произвольных конфигураций, отражающих алгоритмы вычисления, в каждый блок выдачи сигналов поиска введен второй элемент И, а в блок управления введен узел голосования, причем 1-й вход ввода сигналов поиска устройства соединен с первым входом второго элемента И l-го блока выдачи сигналов поиска и с 1-м первым входом сравнения узла голосования, при этом 1-й второй вход сравнения узла голосования соединен с 1-м входом программной установки устройства, выход разряжения узла согласования соединен и с вторым входом элемента ИЛИ блока управления, а выход состояния соединен с вторыми входами вторых элементов И блока выдачи сигналов поиска, выходы которых соединены с соответствующими выходами выдачи сигналов состояния устройства. 1624476 Ф 6 U 12 7 408 7 5спо5нь е обозначения Н-начало cuemewi К-конец сисп еиы поим — э edumupoюане — состояние 1624476 Фиг. 3 1624476 Фиг. 7 1624476 1624476 Составитель В.Сычев Техред M,Ìoðãåíòàë Редактор А.Долинич Корректор А.Долинич Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Закаэ 192 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
