Устройство для сопряжения вычислительныхмашин

 

Союз Советскик

Соцналнстнческнк республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

<о840867 ю

-G (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 230L78 (21) 2571458/18-24 с присоединением заявки Йо. (23) Приоритет (51)М. Кл.

G 06 F 3/04

Государственный комитет

СССР по девам изобретений и открытий

Опубликовано 2306.81.бюллетень No 23 (53) УДК 681.14 (088. 8) Дата опубликования описания 23-0681 (В М. Глушков, Ю.В. Капитонова, И.Н. Никитенко, И.A. Овчаренко, Ю.Н. Басов,; Е.И. Броннн, В.Д. Карпов и В.В, Преснухин (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина институт кибернетики АН Украищ:Кой ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ .ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ

МАШИН

1О

25

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в многомашинных вычисли тельных системах, Известна информационно-вычисли,тельная система, в состав которой входят два устройства унифицирован.ного сопряжениями устройство унифици рованного сопряжения высокопроизводительных устройств и устройство унифицированного сопряжения внешних устройств, причем первое иэ этих устройств применяется для обмена информацией между центральными и периферийными процессорами, второе обеспечивает обмен между периферийными процессорами и внешними устройствами.

В устройствах унифицированного сопряжения высокопроизводительных устройств и внешних устройств применяется ряд блоков, обеспечивающих

:межмашинную связь, в том числе блок очередности коммутации, блок управления коммутацией, блок определения очередности. устройства, унифицированного сопряжения обеспечивают двустороннюю связь любой пары входящих в комплекс вычислительных средств таким образом, что каждое иэ них может быть как управляющим, так и управляемым.

Обмен информацией между двумя устройствами производится сообщениями.

Сообщение содержит последовательно выдаваемые посылки, состоящие из байтов с их идентификаторами Первая посылка в сообщении используется для указания пути обмена и называется коммутирующей. Последняя посылка содержит признак окончания сообщения и приводит к разрыву связи.

С целью повышения скорости работы в системе применяется межмашинная связь в обход блоков обмена служебной информацией, входящих в состав стандартных каналов связи вычислительной машины (1), Недостатком такой структуры является необходимость нарушения заводской целостности аппаратуры серийных вычислительных средств при технической реализации многомашинного комплекса. е

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для связи нескольких вычислительных машин через кодовую магистраль, которое способно коммутировать поток цифровых по840867 сылок от центральной машины к любой из. вспомогательных (сателлитных), а также в обратном направлении.

Устройство содержит канал управления, блок дешифрации адреса, магистральный вентиль, блок приоритета, шифратор. Устройство для связи нескольких вычислительных машин через кодовую магистраль спроектировано применительно к использованию в централизованных информационновычислительных системах и рассчитано на одновременное соединение ие более чем одной пары входящих в комплекс машин (2) .

Однако известное устройство ые позволяет на базе имеющегося оборудования осуществлять расширение состава многомашинной системы эа счет подключения машины с новыми для системы типами интерфейса. Согласование форматов данных аппаратурой устройства не производится и эта функция должна быть выполнена математическим обеспечением системы.

При необходимости подключения абонентов нового типа устройство в целом должно быть перепроектировано и изготовлено заново, поскольку его

Логическне цепи и внешние соединения рассчитаны на определенные конкретНые типы каналов связи входящих

Э комплекс вычислительных машин.

В известных устройствах межмашинНого сопряжения, функции управления

Обменом информации сосредоточены в

Оцной иэ машин комплекса, которая, таким образом, играет роль центральной машины. Надежность такой структуры ограничивается надежностью функционирования центральной машины и при выходе ее из строя межмашинная связь во всей системе прерывается.

Кроме того, известные устройства сопряжения обеспечивают одновременный обмен информацией не более, чем в одной паре входящих в систему машин. Помимо этого, при необходимости расширения состава комплекса новыми типами машин требуется разработка и изготовление нового устройства сопряжения

Цель изобретения — повышение надежности и вычислительной производительности многомашинных комплексов.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее блок коммутации, введена группа интерфейсных блоков, каждый из которых содержит блок управления, блок контроля, блок дешифрации адреса и блок преобразования форматов сообщений, при этом блок коммутацйи содержит группу коммутаторов и группу блоков приоратета, при этом входы-выходы коммутаторов группы подключены к первым выходам-входам блока преобразования форматов сообщений, входы блоков -приоритета группы соединены с выходами блока формирования запросов, а выходы блоков приоритета группы соединены с соответствующими входами коммутаторов группы, вход-выход блока формирования запросов, первый вход-выход блока управления, второй вход-выход блока преобразования форматов сообщений, первый вход-выход блока кон троля являются входами-выходами устройства, третий вход-выход блока преобразования форматов сообщений соединен со вторым выходом-входом блока контроля, третий вход-выход которого подключен ко второму выходу-входу блока управления, третий !

5 вход-выход которого соединен с четвертым выходом-входом блока преобразования форматов сообщений, а выход блока управления соединен со входом блока формирования запросов.

Щ На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — пример реализации блока коммутации для случая четырех абонентных каналов; на фиг. 3 — блоксхема интерфейсного блока.

Устройство 1 содержит блок коммутации, имеющий определенное число канальных направлений (полюсов) по максимальному количеству объединяемых в комплекс машин (в данном случае 4), а также равное им число интерфейсных блоков 2-5,причем блок

1 коммутации своими входами и выходами подключен ко входам и выходам каждого из интерфейсных блоков

2-5, вторые входы и выходы которых подключены к шинам стандартных каналов связи вычислительных машин или терминальных устройств, входящих в состав системы.

40 Каждое из канальных направлений (полюсов) блока 1 коммутации установлено на определенную приоритетность обслуживания, подключаемых к нему канальных направлений кон45 кретных вычислительных машин или терминальных устройств. Каналы группы интерфейсных блоков 2-5, обращенные к блоку 1 коммутации, выполнены в виде унифицированного щ интерфейса связи, единому для всей системы, благодаря чему интерфейсные блоки 2-5 могут быть конструктивно и функционально-логически состыкованы с помощью однотипных

55 pasbeMHarx соединений с, полюсами бло ка 1 коммутации в соответствии с требуемой приоритетностью обслуживания вычислительных средств, подключаемых через соответствующие им интерфейсные бдоки 2-5. Каналы свяЬО эи каждого из интерфейсных блоков

2-5, обращенные к машинам-абонентам системы, согласованы с интерфейсами этих машин. Таким образом, эа счет использования унифицированного интерфейса связи любая машина в со840867

1О

20

55 тане комплекса может быть подключена через соответствующий ей интерфейсный блок к любому полюсу блока

1 коммутации. Кроме того, к любому полюсу блока 1 коммутации вместо канального направления определенной вычислительной машины может быть подключен н качестве абонента через соответствующий интерфейсный блок такой же блок коммутации со своим набором подключенных к нему машин, и эа счет таких связей вычислительный комплекс может быть развернут. н сложную информационно-вычислительную сеть любой геометрии.

Каждый абонент многомашинного комплекса посылает через соответствующий ему интерфейсный блок 2-5 заявку на обмен с указанием адреса другого абонента и требуемого направления обмена (на прием или на передачу информации). Блок 1 коммутации располагает эти заявки и очередь в соответствии с установленной приоритетностью каждого канального направления. Межмашинный обмен начинается с настройки логических цепей устройства межмашинного сопряжения на определенные связи между абонентами системы путем посылки по каналам соответствующей служебной информации .об адресах и направлениях обмена, после чего через образовавшиеся канальные связи передаются определенными посылками данные обмена, причем одновременный обмен информацией может протекать параллельно в нескольких парах машин(на фиг.1 в двух парах) эа счет того,что цепи блока 1 коммутации имеют е е межабонентные снязи по типу каждый с каждым и параллельные неза- 40 висимые связи. Прекращение обмена происходит по сигналу одной из учаФ стнующих в обмене машин или по системной команде более высокого уровня.

Блок 1 коммутации (фиг. 2) содержит группу блоков 6-9 приоритета, а также группу коммутаторов 10-13.

Количество блоков приоритета и коммутаторов в конкретной реализации зависит от числа требуемых направ-. лений межмашинного обмена (в приведенном примере 4 направления).

Входы блоков 6-9 приоритета подключены к шинам запросов унифицированного интерфейса связи, а выходы связаны с входами соответствующих коммутаторов 10-13. Первые, вторые и третьи входы коммутаторов

10-13 подключены к шинам передачи унифицированного интерфейса связи. 60

Выходы коммутаторов 10-13 подключены к приемным шинам унифицированного интерфейса связи.

Техническая реализация блоков

6-9 приоритета может быть аналогич- 65 на технической реализации блока. приоритета, входящего в состав известного устройства для связи нескольких вычислительных машин через кодовую магистраль или блока определения очередности, входящего н состав информационно-вычислительной системы. Техническая реализация коммутаторов вытекает иэ их вышеописанных функций и соотнетствует совокупному действию блока коммутации и магистрального вентиля в известном устройстве или блоку управления коммутацией в информационно-вычислительной системе.

Входы блоков 6-9 приоритета настроены на определенную приоритетность обслуживания, поступающих от абонентон запросов, и на процедуру обмена пропускается то канальное направление, которое имеет наибольший приоритет среди подающих заявки на данный блок приоритета. Схемная реализация этого принципа осуществляется путем подключения выходОв блоков 6-9 приоритета на разрешающие входы элементов и соответствующих коммутаторов 10-13.

Таким образом, со стороны каждого абонента возможен как прием, так и передача сообщений к любому другому абоненту, причем одновременно могут обмениваться информацией несколько пар вычислительных машйн н составе комплекса.

Интерфейсный блок (фиг. 3) имеет дна направления для подключения шин связи. К одному направлению (фиг. 3, левая сторона) подключены шины стандартного интерфейса связи абонента, к другому направлению (фиг. 3, правая сторона) подключаются шины унифицированного интерфейса связи, через которые интерфейсный блок конструктивно сопрягается с аналогичным интерфейсным блоком другой машины (в двухмашинном комплексе) или с блоком коммутации (в многомашинном комплексе).

Таким образом, в разработанном интерфейсном блоке осуществляется принцип преобразования стандартного интерфейса связи конкретного типа машины в унифицированный интерфейс связи, единый для всей многомашинной системы.

В состав интерфейсного блока входит .блок 14 управления.(каналами связи), блок 15 преобразования форматон сообщений, блок 16 дешифрации адреса и блок 17 контроля.

Блок 14 управления (каналами связи) технически реализуется как широко известная в вычислительной технике схема цифрового логического автомата, микропрограьма которого строится в соответствии с временной диаграммой взаимодействия интерфейсов обменивающихся машин..

840867

50

Рассмотрим режимы работы интерфейсного блока при связи нескольких разнородных абонентов обмена (вычис-. лительных машин и/или терминальных устройств).

Р е ж и м 1, Обмен инициируется по запросу абонента, подключенного к рассматриваемому интерфейсному блоку. По шинам управления стандартного канала связи абонента посылается код запроса на связь с данным адресатом, который дешифрируется блоком 16 дешифрации адреса; При этом возбуждается та выходная шина блока 16 дешифрации адреса, которая соответствует номеру укаэанного адресата, и таким образом передается запрос на связь с этим адресатом через унифицированный канал связи в блок 1 коммутации. Если адресат не готов к обмену (занят,неисправен или др. причины), то соответствую- 20 щий сигнал об этом через шины унифици рованного интерфейса связи поступает на вход блока 15 преобразования форматов сообщений, с выхода которого он приходит в блок 14 управления (каналами связи), который,в свою очередь,.приостанавливает попытку обмена. Если же адресат к обмену готов, то в зависимости от требуемого направления обмена возможны 2 случая: а) На управляющих шинах стандартного канала связи абонента выставлен код передачи данных в направленииот абонента к адресату. В этом случае блок 14 управления (каналамй связи) настраивает логические цепи блока 17 контроля и блока 15 преобразования форматов сообщений на передачу информации в направлении слева направо (по фиг. 3) с соответ- 40 ствующим преобразованием информационных массивов и систем контроля (напрнмер, контрольных разрядов) .

Когда цепи передачи информации подготовлены, абонент и его адресат 45 получают от блока 14 управления соответствующие сигналы готовности каналов. Затем абонент начинает передачу, а адресат - прием массивов данных. Процесс передачи данных протекает под контролем блока 14 управления (каналами связи), который поддерживает образовавшийся канал обмена открытым до тех пор, пока в системе не будет выработан сигнал разрыва связи между данной па» рой машину б) На управляющих шинах стандартного канала связи абонента выстав« лен код передачи данных в направлении от выбранного адресата к абоненту, сопряженному с данным интерфейсным блоком (т.е. в направлении, обратном случаю а ). В этом случае блок 14 управления (каналами связи) настраивает элементы И логических цепей блока 15 преобразования форматов и блока 17 контроля на передачу информации в направлении справа налево (по фиг. 3). После получения участниками обмена сигналов готовности каналов от блока 14 управления (каналами связи) инициируется процесс передачи данных от адресата к абоненту, подключенному к рассматриваемому интерфейсному блоку. Конец обмена осуществляется аналогично случаю а .

P е ж и м 2. Обмен инициируется адресатом со стороны унифицированного интерфейса связи . Сигнал запроса на связь с абонентами поступает по шинам унифицированного интерфейса связи на вход блока 15 преобразования форматов сообщений, из которого он передается на блок 14 управления (каналами связи) . Если абонент не готов к обмену, блок 14 управления (каналами связи) приостанавливает попытку связи. Если же абонент к обмену готов, то по аналогии с режимом 1 возможны 2 случая: а) На управляющих шинах унифицированного интерфейса связи выставлен код передачи данных в направлении от адресата к абоненту (т.е. справа налево по фиг. 3). При этом настройка логических цепей и процесс передачи данных под контролем блока 14 управления (каналами связи) происходит аналогично случаю б™, режим 1; б) На шинах унифицированного интерфейса связи со стороны адресата выставлен код передачи данных от абонента к адресату. Подготовка логических цепей и процесс передачи данных при этом аналогичны случаю а, режим 1.

Функции установления приоритетности обмена сосредоточены в блоке

1 коммутации..Вопрос о присвоении; заданного приоритета конкретному абоненту, сопряженному с данным интерфейсным блоком, решается путем подключения унифицированного направления данного интерфейсного блока к определенному полюсу блока 1 коммутации, поскольку все полюсы блока

1 коммутации равнодоступны для подключения интерфейсных блоков разных. абонентов, но каждый полюс имеет свой фиксированный приоритет, который и присваивается подключаемому к нему абонентному направлению. . Формула изобретения

Устройство для сопряжения вычислительных машин, содержащее блок коммутации,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения производительности и надежности,в него введена группа интерфейсных блоков,.каждый и

840867

10 которых содержит блок управления, блок контроля, блок дешифрации адреса и блок преобразования форматов сообщений, при этом блок коммутации содержит группу коммутаторов и группу блоков приоритета,при этом входы-выходы коммутаторов группы подключены к первым выходам-входам блока преобразования форматов сообщений, входы блоков приоритета группы соединены с выходами блока формирования запросов, а выходы блоков приоритета группы соединены с соответствующими входами коммутаторов группы, вход-выход блока формирования запросов., первый вход-выход блока управления, второй вход-выход блока преобразования форматов сообщений, первый входвыход блока контроля являются входами-выходами устройства, третий вход-выход блока преобразования форматов сообщений соединен со вторым выходом-входом блока контроля, третий вход-выход которого подключен ко второму выходу-входу блока управления, третий вход-выход которого соединен с четвертым выходомвходом блока преобразования форматов сообщений, а выход блока управления соединен со входом блока формирования запросов.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

15 9 402871, кл. G 06 F 15/16, 1973.

2. Патент ГДР М 97499, кл. G 06 F 15/16,1973 (прототип).