Устройство для сопряжения однородной вычислительной системы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВН ВТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1885989 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22).Заявлено 180380 (21) 2895321/18-24

Р м К 3 с присоединением заявки И» (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий.G 06 F 3/04

Опубликовано 3(11181 Бюллетень ИЯ 44

Дата опубликования описания 301181 (53) УДК 681 3 (088 8) (72) Автор изобретения

В.Н.Максименко (71) Заявитель (54) устРойства для СоПРяженИЯ ОдНОРОдНОЙ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для сопряжения элементарных матжн в однородную вычислительну10 систему или структуру.

Известны устройства для сопряжения распределительных вычислительных систем, содержащие блок коммутации, блок управления, блок передачи и блок настройки (1).

Недостаток известного устройства состоит в низком быстродействии,. обусловленном необходимостью перезаписи настроечной информации из бло- ка передачи в блок настройки всякий раз, когда связанная с ним микро-ЭВИ принимает участие в обмене.

Наиболее близким к предлагаемому по сущности технического решения является устройство для сопряжения 2О однородной вычислительной системы, содержащее блок коммутации, блок настройки, состоящий из регистра кода настройки, дешифратора кода настройки и первого элемента ИЛИ, блок передачи, состоящий из регистра обмена и второго элемента ИЛИ, дешифратор адреса регистра, регистр синхронизации, третий элемент ИЛИ, регистр обобщенного безусловного пере- ЗО хода, блок прерывания, регистр состояния, первый управляющий вход— выход (шина) устройства, первый информационный вход-выход (шина) устройства, второй управляющий вход-выход (шина) устройства, второй информационный вход-выход (шина) устройства, вход синхронизации (шина) блока коммутации, вход системных сигналов (шина) блока коммутации, третий информационный, вход-выход (шина) устройства информационный выход (ыина) блока коммутации управляющий выход (шина) блока коьыутации управляющий вход настройки (шина) блока коммутации. Первые и вторые информационные и управляющие входы-выходы устройства и третий информационный вход-выход устройства соединены соответственно с первь1ми, вторыми, третьими, четвертыми и пятыми входами-выходами блока коммутации, причем третий информационный вход-выход устройства соединен также с первым входом регистра кода настройки, входом дешифратора адреса регистра, вхоцом-выходом регистра обмена, входомвыходом регистра состояния, входом»выходом блока прерывания, входомвыходом регистра обобщенного безус-

88598 9 ловного перехода н вторым входом регистра синхронизации, информационный выход блока коммутации соединен с первым входом регистра обмена, вторым информационным входом регистра обоб-. щенного безусловного перехода, вторым входом регистра кода настройки, управ.ляющий выход блока коммутации соеди нен со вторыми входами первого, второго и третьего элемента ИЛИ, с первым входом регистра состояния и входом блока прерывания, управляющий вход настройки блока коммутации соединен с выходом дешифратора кода настройки, вход которого соединен с выходом регистра кода настройки, вход системных сигналов бло- 15 ка коммутации соединен с пятым выходом дешифратора адреса регистра, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого, Щ второго и третьего элементов ИЛИ и регистра синхронизации, выходы первого, второго и третьего элементов

ИЛИ соединены соответственно с управляющими входами регистра кода 25 настройки, регистра обмена и регистра обобщенного безусловного перехода

I а также с первым и третьим входами регистра состояния. При решении задачи на однородной вычислительной системе (ОВС) выполняется следующий набор системных операций: настройка, обмен, обобщенный условный переход, обобценный безусловный переход, причем зти операции не могут выполняться одновременно (2). 35

Недостатком данного устройства является большой объем оборудования, обусловленный .наличием двух регистровг регистра обмена и регистра обобщенного перехода, которые рабо- 40 тают последовательно и выполняют аналогичные функции.

Цель изобретения — сокращение объема оборудования.

Поставленная цель достигается тем, 45 что в устройство, содержащее блок коммутации, первый и второй информационные и управляющий входы-выходы являются соответственно первым и вторым информационным и управляющим

50 входами-выходами устройства, блок настройки, дешифратор адреса регистра, первым выходом соединенный с пер( вым управляющим входом блока коммута ци?, регистр системной синхронизации,,блок взаимодействий, включающий первый и второй элементы ИЛИ и регистр взаимодействия, регистр состояния и блок прерывания, причем управляющий выход блока коммутации соединен с первыми входами блока настройки, 40 первого и второго элементов ИЛИ, регистра состояния и входом блока прерывания, вход-выход которого соеди,нен с выходом регистра состояния, с выходом регистра взаимодействия, пер- 5 вым входом регистра системой синхронизации, входом дешифратора адреса регистра, вторым входом блока настройки и вторым информационным входомвыходом блока коммутации, информационный выход которого соединен с информационным входом регистра взаимодействия и третьим входом блока наст;ройки, четвертый вход которого соединен с первым выходом дешифратора адреса регистра, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединены соответственно со вторыми вхо- дами первого элемента ИЛИ, второго элемента ИЛИ, регистра системной синхронизации и вторым управЛяющим входом блока коммутации, третий управляющий вход которого соединен с выходом регистра системной синхро низации, второй выход блока настройки соединен со вторым входом регистра состояния, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ, введен третий элемент ИЛИ, причем первый вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход — с выходом второго элемента ИЛИ, а выход— с управляющим входом регистра взаимодействия.

Блок-схема устройства для сопряжения показана на чертеже.

Устройство для сопряжения содержит блок 1 коммутации, блок 2 настройки, дешифратор 3 адреса регистра, регистр 4 системной синхронизации, блок 5 взаимодействий, включающий первый, второй, третий элементы ИЛИ б,7 и 8 и регистр 9 взаимодействия, регистр 10 состояния и блок ll прерывания, информационный вход-выход (шина) 12 устройства, управляющий вход-выход (шина) 13, управляющий выход (шина) 14 блока коммутации, информации выход (шина) 15 блока коммутации, первый управляющий вход

16 (настройки) блока коммутации, второй информационный вход-выход (ши- на) 17 устройства, второй управляющий вход (шина) 18 (системных сигналов) блока коммутации, третий вход (шина) 19 (синхронизации) блока коммутации.

Блок 2 настройки содержит дешиАРа-" тор 20 кода настройки, регистр 21 кода настройки и элемент ИЛИ 22.

Устройство работает следующим образом. .В системе или структуре, построенной с использованием предлагае— мого устройства, выполняются настройка, обмен, обобщенный условный переход и обобщенный безусловный переход.

Операция настройки.

Реализация взаимодействия между микро-ЭВИ, входящими в состав однородной вычислительной системы (ОВС) или

885989 структуры, происходит через настроенные устройства, связанные с данными микро-ЭВМ. Для настройки устройства необходимо занести настроечную информацию в регистр 21 блока 2 настройки, с выхода которого на управляющий вход 16 блока 1 поступает информация разрешающая прохождение управляющих и информационных данных с ший 12 и

13 через блок 1 коммутации на шины

14 и 15 блока коммутации или с шин

l7,18 и 19 через блок 1 коммутации на информационные и управляющие шины

12 и 13 устройства.

Настроечная информация в блок 2 может поступить или из микро-3ВМ, связанной с данным устройством по шине

17, при разрешении с первого выхода дешифратора 3, или из другой микроЭВМ по шине 12 при разрешении по управляющей шине 13 через блок 1 по шинам 15 и 14 соответственно. 20

Операция обмена.

После настройки всех устройств для сопряжения связанные с ними микроЭВМ, образующие подсистему, переходят к выполнению параллельной программы. 25

В процессе выполнения подсистемой

ОВС параллельной прОграммы микро-ЭВМ обмениваются между собой информацией. При этом осуществляется трансляционный режим обмена, т.е. одна мик- gg ро-ЭВМ передает, а остальные принимают. Микро-3ВМ, в программе .которой предусмотрено выполнение этой операции, посылает по шине 17 в дешифратор 3 код, соответствующий операции обмена, при этом по шине 18 в блок 1 поступает сигнал системного обмена.

При считывании информационного слова из оперативной памяти микро-ЭВМ оно по шине 17 поступает на вход блока 1 коммутации и с его выходов по шине 12 совместно с сигналом системного обмена на шине 13 — на входывыходы принимающих устройств для сопряжения. В принимающих устройствах сигнал системного обмена поступает 45 с шины 13 через блок 1 коммутации по шине 14 на вход первого элемента ИЛИ

6 и через третий элемент ИЛИ 8 ; на вход регистра 9 взаимодействия, .разрешая запись в него информационного 5Q слова обмена, которое поступает на него по шине 15 через блок 1 с шины 12.

Одновременно с этим сигнал системного обмена с выхода элемента ИЛИ:,55

8 поступает в соответствующий разряд регистра 10 состояния, а по шине 14 на вход блока 11 прерывания, с выхода которого по шине 17 в микро-ЭВМ поступает сигнал запроса прерывания.

При этом все микро-3BN подсистемы 60 переходят по прерыванию на обслуживание устройства для сопряжения. Из регистра- 10 считывается информация по шине 17 в микро-ЭВМ, которая анализирует разряды регистра 10, и опре- 65 делив, что выполняется операция обмена, считывает по шине 17 из регистра 9 информационное слово в регистр общего назначения микро-ЭВМ, и это слово воспринимается как данные.

Обобщенный условный переход (ОУП) °

Операция ОУП служит для синхронизации микро-ЭВМ, входящих в подсистему и является переходной между. выполнением системных операций обмена и обобщенного безусловного перехода.

Операция ОУП выполняется следующим образом. Микро-ЭВМ, завершившая работу по программе (подпрограмме) параллелЬной ветви, устанавливает регистр 4 синхронизации по шине 17 и разрешении с четвертого выхода дешифратора 3 в единичное состояние.

С выхода регистра 4 по шине 19 сигнал системной синхронизации, поступает в блок 1. В момент установки всех регистров 4 устройств для сопряжения подсистемы в единичное состояние в блоках 1 вырабатывается сигнал обобщенного условия, который поступает с выхода блока коммутации и по шине

14 заносится в соответствующий разряд регистра 10 ° Одновременно этот . сигнал поступает в блок 11, с выхода которого по шине 17 в микро-ЭВЫ поступает запрос на прерывание, и если микро-3ВМ отвечает по шине 17 сигналом готовности, то из блока 11 считы,;вается соответствующий вектор прерывания, который по шине 17 поступает в микро-ЭВМ, с выхода регистра 10 текуыее слово состояния устройства по шине 17 поступает в микро-ЭВМ, а после этого микро-ЭВМ переходит к следующему этапу параллельных вычислений.

Обобщенный безусловный переход (ОБУП) .

Операция,ОБУП выполняется после операции ОУП, т.е. все микро-ЭВМ переходят к следующему этапу параллельных вычислений. Управление дальнейшим ходом параллельных вычислений берет на себя одна из микро-ЭВМ подсистемы. При этом по шине 17 в дешифратор 3 поступает код, соответствующий операции ОБУП, и на втором и пятом выходах дешифратора 3 появляется сигнал системного ОБУП. Со второго выхода дешифратора 3 этот сигнал поступает через элементы ИЛИ 7 и 8 на управляющий вход регистра 9 и с выхода элемента ИЛИ 7 в соответствующий разряд регистра 10 состояния. С пятого выхода дешифратора 3 сигнал

ОБУП по шине 18 поступит в блок 1 коммутации. IIo шине 17 информационное слово записывается в регистр 9 взаи" модействия, а также через блок 1 коммутации поступает на шину 12 устройства. В принимающих устройствах для сопряжения сигнал поступает с шины 13 через блок 1 коммутации по шида 2Х з .блок lg прерывания,с выхода

885989 которого по шине 17 в микро-ЭВМ поступает Сигнал запроса прерывания.

Кроме того, по шине 1 4 сигнал ОБУП поступает через элементы ИЛИ 7 и.ИЛИ

8 на управляющий вход регистра 9, разрешая запись в регистр 9 информационного слова по шине 15 через блок

1 коммутации с шины 12. С выхода элемента ИЛИ 7 сигнал ОБУП поступает также в соответствующий разряд регистра 10.

По прерыванию все микро-ЭВМ 10 переходят на обслуживание устройства для сопряжения. Из регистра 10, считывается информация по шине 17 в микро-ЭВМ, которая анализирует, что выполняется операция ОБУП, и по 15 шине 17 из регистра 9 взаимодействия в микро-ЭВМ считывает информационное слово, которое воспринимается как адрес либо как команда, и все микроЭВМ переходят на новую ветвь парал- щ лельных вычислений. 1аким образом, предлагаемое устройство обеспечивает выполнение всех функций известного при сокращенном объеме оборудования.

Формула . изобретения

Устройство для сопряжения однородной вычислительной системы, содержащее блок коммутации, первый и второй информационные и управляющий входывыходы которого являются соответствен- но первым и вторым информационными и управляющим входами-выходами устройства, блок настройки, дешифратор ЗЗ адреса регистра, первым выходом соединенный с первым управляющим входом блока коммутации, регистр системной синхронизации, блок взаимодействий, включающий первый и второй эле- 40 менты ИЛИ и регистр взаимодействия, регистр состояния и блок прерывания, причем управляющий выход блока коммутации соединен с первыми входами блока настройки, первого и второго элементов ИЛИ, регистра состояния и входом блока прерывания, вход-выход которого соединен с выходом регистра состояния, с выходом регистра взаимодействия, первым входом регистра системной синхронизации, входом дешифратора адреса регистра, вторыми входом блока настройки и вторым информационным входом-выходом блока ком— мутации, информационный выход которо о соединен с информационным входом регистра взаимодействия и третьим входом блока настройки, четвертый вход которого соединен с первым выходом дешифратора адреса регистра, второй, Ф ,третий четвертый и пятый выходы ко.торого соединены соответственно со вторыми входами первого элемента ИЛИ, второго элемента ИЛИ, регистра системной синхронизации и вторым управляющим входом блока коммутации, третий управляющий вход которого соединен с выходом регистра системной синхронизации, второй выход блока настройки соединен со вторым входом регистра состояния,-третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов

ИЛИ, О т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения объема оборудования в блок взаимодействий устройства введен третий элемент ИЛИ,, I причем первый вход третьего элемен. та ИЛИ соединен с выходом первого элемента ИЛИ второй вход — с выходом

l второго элемента ИЛИ а выход - с управляющим входом регистра взаимодействия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство .СССР

9 479103, кл. G 06 F 3/04, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2713451/18-24, кл. G 06 F 3/04, 1978 (прототип).

885989

Составитель В.Вертлиб

Редактор И.Михеева Техред И.Рейвес Корректор С.Щомак

Эаказ 10544/70 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. ужгорОд, ул. Проектная, 4