Устройство для коммутации сообщений

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении коммутационных сетей мультипроцессорных вычислительных систем. Целью изобретения является повышение производительности. Устройство содержит группу блоков 1 коммутации. Блок 1 коммутации имеет информационные вход и выход 2, аналоговые выходы 3, 4, объединенные при помощи резисторов 5, выход 6 и вход 7 процессорного модуля, вход 8 запроса, выход 9 подтверждения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

П9) 00 (я)з G 06 F 15/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4731180/24 (22) 27.06.89 (46) 23.07.91. Бюл. М 27 (71) Институт проблем вычислительной техники AH СССР (72) В.П.Емелин, Ю.А.Маматов, А.В..Пешков и А,А.Сердцев (53) 681.325 (088.8) (56) Богуславский Л.Б. Управление потоками данных в сетях ЭВМ. — М.: Энергоиздэт, . 1984, с.111, Авторское свидетельство СССР

М 1287172, кл. 6 06 F 15/16, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОММУТАЦИИ СООБЩЕНИЙ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении коммутационных сетей мультипроцессорных вычислительных систем, Целью изобретения является повышение производительности. Устройство содержит rpynny 0no«oa 1 коммутации. Блок

1 коммутации имеет информационные входы-выходы 2, аналоговые выходы 3, 4, объединенные при помощи резисторов 5, выход

6 и вход 7 процессорного модуля, вход 8 запроса, выход 9 подтверждения, 3 ил.

1665383

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении коммутационных сетей мультипроцессорных вычислительных систем.

Целью изобретения является повышение быстродействия коммутационной сети, На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — функциональная схема узлов коммутации; на фиг,З вЂ” пример выполнения входных интерфейсов и переключателя.

Устройство (фиг.1) содержит группу блоков 1 коммутации, соединенных между со, бой информационными входами-выходами

,, 2; каждый блок 1 коммутации содержит пер вый и второй аналоговые выходы 3 и 4, при этом первые аналоговые выходы 3 блоков . коммутации обьединяюся при помощи ре. зисторов 5 между собой по горизонтали, а вторые аналоговые выходы 4 — no вертикали.

Блок 1 коммутации имеет выход 6 и вход

7 процессорного модуля, а также вход 8 запроса и выход 9 подтверждения.

Каждый блок 1 коммутации (фиг.2) содержит первый 10, второй и третий 11 входные интерфейсы, переключатель 12, первый 13, второй и третий 14 выходные буферные регистры, первый и второй цифроаналоговые преобразователи 15, выходы которых через согласующие ре, зисторы 16 соединены с входами аналоговой схемы 17 сравнения.

Каждый входной интерфейс 10, 11 (фиг,3) содержит блок 18 управления, дешифратор 19 адреса и входной регистр 20.

Переключатель 12 содержит два арбитра 21 выходных каналов, четыре ключа 22, два элемента ИЛИ 23.

Устройство работает следующим образом.

Для описания работы устройства вводятся следующие обозначения: РОь — эапрос источника на вывод информации (вход

8); АОь - подтверждение приемника о получении информации (выход 9); PQ — запрос к арбитру (от блока 18); AQ> — подтверждение арбитра (от блока 21); PQou — запрос на запись в выходной регистр.

Обмен данных между процессорными модулями, связанными с каждым узлом коммутации, происходит при использовании пакетов, перемещающихся по двум направлениям: вертикальном и горизонтальном. Пакет состоит из двух частей: адресной и операционной. Адресная часть представляет собой код ПМ, кому адресован пакет, а операционная — собственно информацию. Пакет с выхода буферного регистра 14 смежного узла поступает во вход5

40 ной интерфейс, при этом активизируется линия РО и выход 9. Блок 18 управления согласно диаграмме переходов производит запись во входной регистр 20, Далее и роизводится дешифрация адреса и формируется запрос к одному из арбитров 21 выходного канала (вертикального, горизонтального или канала ПМ), Если адресная часть пакета совпадает с кодом текущего блока 1, то формируется запрос к арбитру канала ПМ. Каждый выходной канал имеет свой арбитр 21, Арбитр 21 воспринимает запросы от входных интерфейсов и в зависимости от приоритета запросов (приоритет запросов записям в ПЗУ, на котором выполняется арбитр) выдает подтверждение соответствующему входному интерфейсу, при этом открывается соответствующий ключ 22 и информация с выхода регистра 20 канала, которому дано подтверждение, поступает на вход выходного регистра 14 (13), Блок 18 управления выставляет сигнал РОол, который через элемент ИЛИ 23 производит запись.пакета в соответствующий выходной регистр 14. Элемент ИЛИ 23 обьединяет запросы РОм от входных интерфейсов 11 (10). Адрес ПМ однозначно определяет положение ПМ в матрице, т.е. номер по вертикали (строка) и номер по горизонтали (столбец), Если адресная часть пакета не совпадает с адресом узла, где обрабатывается пакет по одной координате (т.е. по строке или столбцу), то запрашивается выходной канал, по которому не происходит совпадения. Например, если не совпадает столбец, то запрашивается горизонтальный выходной канал и пакет движется вдоль строки, до совпадения по столбцу. Если нет совпадения ни по столбцу, ни по строке, то выбирается канал в зависимости от выходных сигналов схемы 17 сравнения. Схема 17 сравнения сравнивает загруженность направлений по вертикали и горизонтали и, следовательно, маршрут будет выбираться по направлению с меньшей загрузкой. Такое построение коммутационного узла является известным и оно реализовано в известном устройстве, в котором также реализован алгоритм выбора канала на основании загруженности соседних буферов.

Такое управление маршрутизацией является локальным. Оно требует малых аппаратных затрат, но реализуется на основе информации о загрузке соседних узлов, которая не отражает ситуацию во всей сети (т.е. по всему направлению). При этом возможна такая ситуация, когда по одному направлению буфер ближайшего узла пуст, а другие буферы заполнены, в то же время ближайший буфер другого направления за1665383 полнен, а другие по тому же направлению пусты, В этом случае быдет выбрано первое направление с большей суммарной длиной, что в свою очередь увеличит время доставки пакета, Предлагается для управления маршрутизацией использовать не локальную информацию о загрузке буферов, а информацию с некоторой зоны, которая может быть значительной и которая более адекватно отражает ситуацию в сети по йаправлениям. Предлагается получать эту интегральную информацию с помощью следующей аналоговой обработки.

Производится преобразование кода, характеризующего загрузку буферов в аналоговый сигнал при помощи цифроаналоговых преобразователей 15.

Выходы цифроаналоговых преобразователей 15 совместно с согласующими резисторами 16 образуют аналоговые выходы блоков коммутации.

Одноименные аналоговые выходы блоков. коммутации соединяются между собой пасредством резисторов 5 по направлениям, образуя тем самым единую электрическую цепь. Напряжение в каждом узле сети

0 определяется следующим выражением:

U = z1 l1 + ". + znln где z — передаточные сопротивления холостого хода;

1 — ток преобразован ного источника; л — количество источников цепи.

В устройстве! — ток, создаваемый каждым АЦП 14, а и — число узлов по направлению. Передаточные сопротивления характеризуют вклад каждого источника в результирующее напряжение узла. При малых размерностях сети можно пренебречь резисторами 5 и заменить их проводниками. В этом случае получается общая линия, к которой подключены выходы 3 (4). Вклад каждого источника в общее напряжение на линии одинаков и видно, что напряжение в линии пропорционально сумме токов всех источников, Эта информация является интегральной и более адекватно отражает ситуацию сети.

Производится сравнение в аналоговой форме загруженности направлений и выбор менее загружен ного.

Устройство, построенное на этих принципах, позволяет более адекватно определить менее загруженное направление и осуществить маршрутизацию.

В случае большой размерности сети для компенсации сопротивления цепей связи (из-за разного физического взаиморасположения узлов) и для подбора оптимального управления при различных видах нагрузки на сеть вводятся сопротивления 5.

10

55 блока коммутации и соединены с первым и . вторым входами аналоговой схемы сравнения блока коммутации, выход аналоговой

При этом образуются электрические цепи лестничного типа, в которых вклад источников в напряжение в конкретном узле различно. Чем дальше источник (в сигнале электрической цепи), тем меньше его вклад, и с увеличением расстояния этим вкладом можно пренебречь, Варьируя соотношением резисторов 5, можно выбирать размер эоны, с которой учитываются влияния источников. При увеличении этого отношения размеры зоны уменьшаются.

Формула изобретения

Устройство для коммутации сообщений, содержащее группу блоков коммутации, причем каждый блок коммутации содержит первый, второй и третий входные интерфейсы, переключатель, первый, второй и третий выходные буферные регистры, первый вход первого входного интерфейса блока коммутации соединен с выходом процессорного модуля блока коммутации, первые входы второго и третьего входных интерфейсов блока коммутации являются информационными входами блоков коммутации, информационные выходы всех входных интерфейсов блока коммутации соединены с входами переключателя блока коммутации, а выходы переключателя соединены с входами первого, второго и третьего выходных буферных регистров блока коммутации, выход первого выходного буферного регистра блока коммутации соединен с входом процессорного модуля блока коммутации, первые выходы второго и третьего выходных буферных регистров блока коммутации являются информационными выходами блока коммутации, вторые входы всех входных интерфейсов блока коммутации соединены с входами запроса блока коммутации, выходы подтверждения всех входных интерфейсов блока коммутации соединены с выходами подверждения блока коммутации, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, в каждый блок коммутации введены первый и второй цифроаналоговые преобразователи, входы которых связаны с выходами эагруженности второго и третьего выходных буферных регистров блока коммутации, а выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей блока коммутации являются первым и вторым аналоговыми выходами схемы сравнения блока коммутации соединен с входами адреса всех входных интерфейсов блока коммутации, кроме того, в

1665383 устройстве первые и вторые аналоговые выходы блоков коммутации группы обьединены с одноименными аналоговыми выходами через согласующие резисторы, 1665383

Составитель С,Аверьянова

Р

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Максимишинец

Редактор C,Ïeêàðü

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2393 Тираж 413 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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