CN100483382C - 分布式多处理系统 - Google Patents

Abstract

分布式多处理器系统包括许多节点1-6，通过中央信号路由集线器互连节点1-6。最好将每个节点1-6连接到致动器，并且每个节点1-6包括处理信息的处理器。节点1-6向处理信息分配地址。通信线路互连处理器和集线器，以便在处理器和集线器之间传输处理信息。中央路由集线器包括分类器，用于接收来自处理器的处理信息。集线器和分类器确定处理信息的目的地，并通过有关通信线路，将未经修改的处理信息发送到寻址处理器。实际上，本发明的系统能够创建车辆检测期间实时信息采集的无缝数据流。

Description

分布式多处理系统

技术领域

本发明涉及在许多处理器之间分发数据和处理的多处理系统。

背景技术

在与不同制造业和商业有关的许多应用中，利用数据处理和分发完成各种任务。完成上述任务的系统利用不同的设计配置，并且通常以网络方式组织上述系统。采用诸如总线或线性拓扑、星形拓扑、环形拓扑之类的各种配置来布置上述网络。网络内通常有许多节点和通信线路，其中利用通信线路互连各节点。节点可以为计算机、终端、工作站、致动器、数据采集器、传感器等。节点通常具有处理器、存储器以及各种其他硬件和软件组件。上述节点通过网络内的通信线路进行通信，以便获得信息或发送信息。

现有系统的主要不足在于各节点与其他节点进行通信的方式。目前，第一节点向第二节点发送信号，以请求信息。如果第二节点正在处理信息，则第一节点必须等待应答。在某段时间后，第二节点识别第一节点的请求，并访问所需信息。然后，第二节点向第一节点发送带有附加信息的应答信号。第二节点保留该信息的副本，因为其本身处理可能需要该信息。第二节点可以发送确认消息，以确保第一节点收到该信息数据。

在许多应用中，如果第一节点和第二节点的通信之间的损失时间是可以接受的，则此类通信是可以接受的。然而，在许多应用中，例如在实时采集车辆检测数据的应用中，以上时滞是不能接受的。另外，同时在第二和第一节点中冗余存储相同数据会浪费存储空间，并且会延迟处理时间。最后，第一和第二节点之间的双向通信会造成附加延迟，并且有可能造成数据碰撞。

因此，需要一种能够克服上述缺陷的数据处理系统，在处理数据时该系统是无缝的，通过能够减少或消除不必要的冗余。

发明内容

本发明通过提供分布式多处理系统克服现有技术的不足，该系统包括第一和第二节点，各节点彼此分开。第一处理器被部署于第一节点内，该处理器用于处理信息，并向第一处理信息分配第一地址。第一实存储单元被部署于第一节点内，用于存储在第一节点的处理信息。第二处理器被部署于第二节点内，并处理信息，并向第二处理信息分配第二地址。第二实存储单元被部署于第二节点内，用于存储在第二节点的处理信息。在第一和第二处理器之间互连中央信号路由集线器。索引器被连接到路由集线器，用于为第一和第二节点做索引，以定义每个节点的不同目的地址。第一通信线路互连第一节点和集线器，以便在第一节点的第一处理器和集线器之间传输第一处理信息，而不在第一节点内的第一实存储单元存储所述处理信息。第二通信线路互连第二节点和集线器，以便在第二节点的第二处理器和集线器之间传输第二处理信息，而不在第二节点内的第二实存储单元存储所述处理信息。中央路由集线器包括一个分类器，以便从第一和第二节点中的至少一个接收第一和第二处理信息中的至少一个，从而定义至少一个发送节点。同时，集线器和分类器分别将第一和第二处理信息的第一和第二地址中至少一个的目的地和至少一个目的地址关联。最后，集线器和分类器通过至少一条通信线路，将未经修改的第一和第二处理信息中的至少一个从集线器发送到与目的地址关联的第一和第二节点中的至少一个，从而定义至少一个寻址节点。第一和第二实存储单元存储从集线器接收的处理信息。

本发明还包括通过分布式多处理系统进行通信的方法，其中该系统具有带第一处理器和第一实存储单元的第一节点。该系统还具有带第二处理器和第二实存储单元的第二节点。该方法包括以下步骤：为第一和第二节点做索引，以定义每个节点的不同目的地址；在第一节点的第一处理器内处理信息；使用至少一个目的地址对处理信息编址；通过第一通信线路，将处理器信息从第一节点的第一处理器传输到集线器，而不在第一节点的第一实存储单元中存储所述处理信息，从而定义一个发送节点；在集线器内接收处理信息和目的地址；在集线器内确定所传输的处理信息的目的地址；通过至少一条通信线路，将未经修改的处理信息从集线器发送到与目的地址关联的第一和第二节点中的至少一个，从而定义至少一个寻址节点，以及在寻址节点的实存储单元内存储处理信息。

另外，也可以在不使用集线器的情况下实现本发明的独特配置。特别地，将第一和第二实存储单元连接到第一和第二节点内的第一和第二处理器，以存储接收的处理信息。提供一个索引器，用于为所述第一和第二节点做索引，以定义每个所述节点的不同标识符，从而区分所述节点。此外，所述第一和第二节点均包括各标识符的虚拟内存映象，以至所述第一和第二处理器能够寻址，并将处理信息转发到所述系统内的每个所述带有索引的节点。

消除集线器的本发明还包括以下步骤：为第一和第二节点做索引，以定义各节点的不同标识符，从而区分所述节点；在第一和第二节点内创建各标识符的虚拟内存映象，以至第一和第二处理器能够寻址，并将处理信息转发到该系统内的每个带有索引的节点；以及在寻址节点的实存储单元内存储处理信息。

因此，本发明能够在减少或消除不必要的冗余的同时，提供实质上以即时方式运行的数据处理系统。

附图的简短描述

通过连同附图参考以下详细说明，容易理解本发明的其他优点，并且能够更好地理解本发明的其他优点，其中附图为：

图1为利用与单一集线器互连的六个节点的分布式处理系统的示意图；

图2为图1所示系统的不同视图，表示节点和集线器之间的数据流的可能通路；

图3表示与集线器相连时节点1和节点2的详细示意图；

图4表示节点1的存储空间的详细示意图；

图5表示节点1的处理器的详细示意图；

图6表示节点2的存储空间的详细示意图；

图7表示节点2的处理器的详细示意图；

图8表示只有两个节点而没有集线器的备择实施方式；

图9为两个多处理系统的示意图，其中每个处理系统具有一个集线器，利用集线器链路互连集线器；

图10为互连集线器之前的图9所示的两个多处理系统的示意图；

图11为两个多处理系统的示意图，其中每个处理系统具有一个集线器，利用通用节点互连集线器；

图12为两个多处理系统的不同示意图，利用通用节点互连两个多处理系统；

图13为两个多处理系统的另一个不同示意图，利用通用节点互连两个多处理系统；

图14为三个多处理系统的不同示意图，其中每个处理系统具有一个集线器，利用两个通用节点互连集线器；

图15为图1所示系统的示意图，表示节点和集线器之间的数据流的不同示例；

图16表示在节点1处理信息时节点1的处理器和存储空间的详细示意图；

图17为图14所示系统的示意图，表示信息的入站传输；

图18为图14所示系统的示意图，表示信息的出站传输；

图19表示在节点2的实存储单元中存储节点1的处理信息时节点2的存储空间的示意图；

图20为图1所示系统的示意图，表示节点和集线器之间的数据流的另一个不同示例；

图21为图1所示系统的示意图，表示来自节点6的入站传输；

图22为图20所示系统的示意图，表示向所有节点发送出站传输的广播；以及

图23为利用四个通用节点实现互连的五个系统的示意图，表示通过该系统进行的广播。

最佳实施方式的详细说明

现在参照附图，其中在所有附图中，相同数字表示相同或相应部分。图1表示分布式处理系统30。系统30包括许多模块或节点1-6，利用中央信号路由集线器32互连上述节点以创建星形拓扑配置。如图所示，共有六个节点1-6与集线器32相连，利用特定代码或标识符作为节点1-6的索引。作为标识符的示例，利用数字表示器进行说明。正如人们理解的那样，可以使用任何合适的字母/数字表示器区分各个节点。利用八边形表示的集线器32的形状、配置和方位只是说明性的，可以修改其形状、配置和方位以满足需要。

节点1-6可以为工作站的一部分，或者为工作站本身。为了表示节点1-6的通用性，将节点6表示为主机34的一部分，将节点1、2、4和5连接到致动器36，但不连接节点3。可以理解，可以将节点1-6连接到任意类型的外围设备，包括计算机、致动器、手持设备等。例如，将节点6连接到手持设备35。作为选择，也可以不将节点1-6连接到外围设备，从而创建一个完全虚拟系统。

现在参照图2，主机34具有一个数字信号处理卡38，最好具有至少一台外围设备。外围设备可以为计算机技术中熟知的任意合适设备，如监视器、打印机、键盘、鼠标等。正如图2举例说明并且下面将要详细说明的那样，节点1-6最好通过集线器32进行通信。例如，节点5通过集线器32与节点6通信，而节点6通过集线器32与节点1通信。同样，节点4通过集线器32与节点3通信。正如下面关于备择实施方式详细说明的那样，如果只有两个节点1和节点2，则可以取消集线器32，从而节点1和节点2直接进行通信。

在本发明中，与集线器32相连的节点数非常灵活。与集线器32相连的节点数可以为十个、一百个、一千个，也可以为一对节点或一个节点。正如下面将要详细说明的那样，节点1-6可以彼此独立地运行。

在最佳实施方式中，利用本发明的节点1-6收集车辆检测数据。特别地，收集检测平台上的车辆的液压伺服机构检测数据。当然，本发明决不限于以上预见的应用。实际上，可以在所有行业中使用本发明的分布式处理系统30，执行各种各样的计算机计算或数据处理。

现在参照图3至图7，图3至图7详细表示节点1、2和集线器32。实际上，节点1-6的每个节点是相同的。因此，可以类推节点3至节点6，因为其特征与节点1和2的特征相同。节点1-6的每个节点均包括一个处理器和许多其他组件，以下概述所述处理器和其他组件。

处理器可以具有不同尺寸和速度。可以改变处理器的尺寸和速度，以满足多种设计标准。通常，处理器的尺寸和速度只能支持与节点1-6关联的任务或操作。另外，处理器可以为能够识别不同计算机格式和语言的不同类型的处理器。

现在详细说明节点1和2。第一节点(节点1)包括第一处理器40，第二节点(节点2)包括第二处理器42。使第一40和第二42处理器的索引与节点1和2一致，以便为处理器40和42的每个处理器定义不同标识符，从而像区分节点1-6那样区分处理器40和42。特别地，包括以下将要详细说明的索引器(indexer)73，为第一40和第二42处理器做索引，以便为处理器40和42的每个处理器定义不同标识符，从而区分处理器40和42以及节点1-6。

第一处理器40在第一位置(即，节点1的位置)处理信息，并向第一处理信息分配第一地址。同样，第二处理器42在第二位置(即，节点2的位置)处理信息，并向第二处理信息分配第二地址。正如人们理解的那样，为上述地址做索引，以便与处理器40、42的索引和节点1-6相互关联。

分别将第一和第二致动器36连接到第一40和第二42处理器，以便在系统30运行时执行检测。节点1-6的每个节点内包括附件组件，如用于互连集线器和处理器40、42的芯片组44，以及位于处理器40、42之每个处理器与芯片组44之间的缓冲器46。选择芯片组44是因为它们能够透明处理数据流。

正如图5和图7所示，第一40和第二42处理器还包括硬件部分48，用于分别向第一和第二处理信息分配第一和第二地址。特别地，硬件部分48向对应于寻址节点1、2的标识符的处理信息分配一个目的地址。同时，硬件部分48将数据或信息重新整理为适当格式。如上所述，处理器40、42可以为能够识别不同计算机格式的不同类型。因此，硬件部分48确保将正确格式发送到寻址节点1、2。然而，地址最好为通用格式，以至集线器32能够识别上述信号。以下详细说明处理器40、42的操作示例。

将第一存储空间50连接到第一处理器40，将第二存储空间52连接到第二处理器42。正如图4和图6所示，图4和图6分别表示第一50和第二52存储空间的细节。将第一实存储单元54部署在第一存储空间50内，并连接到第一处理器40的硬件部分48。同样，将第二实存储单元56部署在第二存储空间52内，并连接到第一处理器42的硬件部分48。操作时，硬件部分48向对应于寻址节点1、2之存储单元的处理信息分配一个存储地址。因此，第一54和第二56实存储单元能够存储接收的处理信息，以下将详细说明接收的处理信息。第一40和第二42处理器不能读取其他处理器的实存储器。换句话说，特定节点1-6的处理器能够读取其固有实存储单元的固有实存储器，而不能读取存储在其他处理器的实存储单元内的实存储器。

同时，第一54和第二56实存储单元具有归类信息输出区(未示出)，从而不会重写众多数据输入。可以使归类信息输出区与存储地址相互关联。与处理器40、42类似，第一54和第二56实存储单元的大小与有关节点1-6的需求相称。

图4和图6所示的第一50和第二52存储空间还包括第一58和第二60虚拟内存映象。第一50和第二52存储空间分别包括各节点1-6的各标识符的虚拟内存映象58、60，以至第一40和第二42处理器能够寻址并将处理信息转发到系统30内的每个带有索引的节点1-6。实质上，虚拟内存映象58、60是一种装置，供处理器40、42寻址系统30内的其他处理器或节点1-6。以下详细说明虚拟内存映象58、60的操作和特性。

回到图5和图7，第一40和第二42处理器的每个处理器还包括至少一个任务62。第一40和第二42处理器的每个处理器通常包括许多任务62，可按照任何顺序执行任务62。任务62是处理器执行的特定操作或功能的通称。处理器40、42包括执行任务62的可执行码，任务62可以具有不同的复杂性。与任务62关联的处理或输出并不是任何一个节点1-6所特有的。事实上，许多节点1-6可以具有处理相似数据的相同任务62。

正如在节点1的第一处理器40中说明的那样，共有四个任务62，每个任务占据不同数量的存储空间。一个较大的任务空间表示需要较多处理时间的任务62。任务62可以为任何适合类型的计算、数据采集、分类或任何其他所需操作。

正如图5和图7说明的那样，每个任务62包括至少一对指针64、66，用于引导从发送节点1、2到目的节点1、2的数据流。将指针64、66表示为从图5中的第四任务62和图7中的第三任务62分叉。可以理解，存在与每个任务62关联的指针64、66，从而存在连续信息流。指针64、66包括：下一个任务指针64，用于将发送节点1、2引导到需要执行的后续任务62；以及至少一个数据终点指针66，用于指示发送节点1、2转发处理信息到集线器32。最好只有一个下一个任务指针64，以至处理器40、42具有明确的操作顺序。相反，也可以有许多数据终点指针66，以至发送节点1、2可以同时向众多寻址节点1-6转发处理信息。另外，发送到众多寻址节点1-6的每条处理信息可以不同。

下一个任务64和数据终点66指针无需对每个任务62起作用。例如，可能不需要发送已执行第四任务62之类的特殊信息，因此数据终点指针66不起作用。相反，第四任务62可以是执行的最后一个任务，因此下一个任务指针64不起作用。通常，指针64、66的至少一个指针起作用，因此至少将信息发送到集线器32或执行后续任务62。

正如图1、2、3所示的那样，第一通信线路68互连节点1的第一处理器40和集线器32，以便在第一处理器40和集线器32之间传送第一处理信息。同样，第二通信线路70互连节点2的第二处理器42和集线器32，以便在第二处理器42和集线器32之间传送第二处理信息。可以理解，集线器32能够同时接收来自所有节点1-6的处理信息，并将处理信息转发到正确的目的地。

同时，存在互连剩余节点3-6之各剩余处理器与集线器32的通信线路(未示出)。可以理解，通信线路的数目完全取决于处理器的数目和节点1-6。

如上所述，提供索引器73的目的是为第一40和第二42处理器做索引或组织第一40和第二42处理器，以便为处理器40、42的每个处理器定义不同标识符，从而区分处理器40、42和节点1-6。最好将索引器73部署在集线器32内。因此，当最初将节点1-6连接到集线器32时，集线器32内的索引器73开始以特定顺序组织节点1-6。这正是系统30的全部组织的开始方式。集线器32和索引器73创建存储空间50、52内的映象作为以上组织的一部分。如上所述，映象包括节点1、2的第一58和第二60虚拟内存映象。虚拟内存映象58、60概述各节点1-6的各个标识符，从而处理器能够寻址并将处理信息转发到系统30内每个带有索引的节点1-6。

正如图3所示，中央路由集线器32包括一个分类器72，用于接收来自至少一个第一40和第二42处理器的至少一个第一和第二处理信息。通过接收处理信息，定义至少一个发送节点1-6。节点1、2的第一40和第二42处理器的每个处理器均可以发送处理信息，或者只有节点1、2的第一40和第二42处理器中的一个能够发送处理信息。无论如何，将至少一个节点1-6作为发送节点1-6。

同时，集线器32和分类器72分别确定第一和第二处理信息的至少一个第一和第二地址的目的地，以定义目的地址。最后，集线器32和分类器72通过至少一条通信线路68、70，将至少一条未经修改的第一和第二处理信息从集线器发送到节点1、2中的至少一个。该信息发送到的节点1、2定义至少一个寻址节点1、2。分类器72包括硬件74，用于确定寻址节点1-6的目的地址。

正如图3所示，第一通信线路68最好包括第一入站76和第一出站78传输线路。同样，第二通信线路70最好包括第二入站80和第二出站82传输线路。第一76和第二80入站传输线路分别将第一40和第二42处理器连接到集线器32，以便仅仅沿着从第一40和第二42处理器到集线器32的方向传输信号，从而定义只发送系统30。同样，第一78和第二82出站传输线路分别将第一40和第二42处理器连接到集线器32，以便仅仅沿着从集线器32到第一40和第二42处理器的方向传输信号，从而定义只发送系统30。将芯片组44设计为互连入站76、80和出站78、82传输线路与相应处理器40、42，以便在它们之间创建一条事实上的透明连接。

正如下面详细说明的那样，只发送系统30消除了所存储数据的副本。第一76和第二80入站传输线路以及第一78和第二82出站传输线路最好为单向光纤链路。光纤链路的主要优点在于，信息是以高速传递的，并且已相当普遍。另外，单向光纤链路能够防止数据碰撞的可能性。可以理解，第一76和第二80入站以及第一78和第二82出站传输线路可以为任意合适的设计，而并不背离本发明的范围。

分布式多处理系统30可以包括许多附加特征，以协助数据连续通过系统30。例如，可以包括一个计数器，以确定、控制并限制从发送节点向寻址节点1-6发送处理信息的次数。也可以包括一个定序器，以监视并控制系统30执行的测试操作。特别地，可以利用定序器启动测试，执行测试，对界限和时间作出反应，确定测试完成，终止测试。

现在参照图8，该图表示系统30的备择实施方式，其中只有两个节点1和2，而不考虑集线器32。在本实施方式中，单一通信线路68互连第一处理器40和第二处理器42，以便在节点1、2的第一40和第二42处理器之间传输第一和第二处理信息。索引器(本图未示出)为第一40和第二42处理器做索引，以便按照上述方式为处理器40、42的每个处理器和节点1、2定义不同标识符。第一50和第二52存储空间还包括每个标识符的虚拟内存映象，以至节点1、2能够寻址并彼此转发处理信息。第一54和第二56实存储单元用于存储接收的处理信息。上述独特体系结构允许两个节点1和2以无缝方式进行通信。

具体而言，在节点1、2和第一40和第二42处理器之间的通信方法包括以下步骤：首先为节点1、2做索引，以区分节点1、2。接着，在第一50和第二52存储空间内创建每个标识符的虚拟内存映象，以至第一40和第二42处理器能够寻址并彼此转发处理信息。通过通信线路，利用发送节点1、2(可以为节点1或节点2)的虚拟内存映象，将处理信息从发送节点1、2传输到寻址节点1、2(是对应的相对节点1、2)。然后，寻址节点1、2接收处理信息和地址，并在寻址节点1、2的实存储单元内存储处理信息。

实际上，本实施方式的节点1、2的其他方面与首选实施方式的节点1、2相同。可以理解，图5和图7所述的第一40和第二42处理器的细节，以及图4和图6所述的第一50和第二52存储空间的细节，同样适用于以上备择实施方式。

现在参照图9，利用集线器链路86，将具有节点7和8的第二集线器84连接到第一集线器32，其中节点7和8带有第七和第八处理器。将一个集线器连接到另一个集线器称为级联。正如图10所示，在连接到第一集线器32之前，第二集线器84为两个节点7和8做的索引为节点1和节点2。可以理解，必须为两个集线器32、84的节点1-8重新做索引，从而不会出现两个节点1和两个节点2。

具体而言，索引器首先为第一32和第二84集线器做索引，以定义首选集线器32和辅助集线器84。在所示示例中，集线器号1是首选集线器32，集线器号2为辅助集线器84。在第一32和第二84集线器的某个集线器上部署按键88，以确定集线器32、84中的哪个集线器作为首选集线器。如图所示，按键88在第一集线器32上。索引器为节点1-8和处理器做索引，以重新定义节点1-8的每个节点的标识符，从而区分处理器和节点1-8。实际上，在将第一(首选)集线器32连接到第二(辅助)集线器84时，将与第一集线器32相连的每个节点1-8的全部虚拟内存映象，插入到与第二集线器84相连的每个节点1-8的虚拟内存映象中，反之亦然。因此，正如图9所示，各集线器32、84可以写入新组合或级联系统30中的所有节点1-8。

现在参照图11至13，图11至13表示用于组合两个集线器的不同配置，其中两个集线器分别具有许多节点。该示例说明可通过节点连接集线器，而不是利用集线器链路86。另外，正如图11所示，可以将一个节点连接到多个集线器，也可以将集线器连接到多个通用节点。

现在参照图14，通过一个节点(如图所示)或利用集线器链路86，可以将第三或更多集线器连接到系统30。可以理解，关于节点和集线器的各种组合和配置，系统30的通用性实际上是无限的。

以下详细说明在分布式处理系统30上进行通信的特定方法或操作步骤。如上所述，以下详细说明节点1和节点2之间的通信。特别地，正如图15所示，给定示例为节点1与节点2通信。可以理解，当系统30的任意节点1-6沿任意方向通信时，其操作步骤实际上是相同的。另外，正如以下不同示例中说明的那样，节点1-6可直接与其本身通信。事实上，向集线器32发送信息的节点1-6，并不了解写入其本身的实存储单元或写入其他节点1-6只实存储单元之间的区别。

现在参照图16，该图详细表示节点1。该方法包括以下步骤：在至少一个第一40和第二处理器内处理信息。在本例中，通过处置节点1内的许多任务62，在第一处理器40内处理信息。如上所述，任务62可以为任何合适类型的计算、采集等。最好将信息处理定义为在第一处理器40内创建数据。进一步将创建数据定义为在第一处理器内采集数据。在作为说明性的实施方式中讨论的车辆检测中，示例节点1包含的节点1-6的许多处理器将获得并采集检测数据。

为了保持连续的信息流，系统30还包括以下步骤：引导发送节点1-6(在本例中为节点1的第一处理器40)到达需要在第一处理器40内执行的后续任务62，同时通过通信线路68、70中的一条通信线路，将处理信息发送到集线器32。通过使用任务62和指针64、66完成该步骤。如图所示，首先完成第一任务62，然后第一处理器40转到第二任务62。第一任务62内的指针64、66引导第一处理器40转到第二任务62。具体而言，数据终点指针66静默，而下一个任务指针64指示第二任务62为需要完成的下一个任务。然后完成第二任务62，并且第一处理器40转到第四任务62。在此步骤中，第二任务62的下一个任务指针64指示第一处理器40第四任务62为下一个任务，从而跳过第三任务62。完成第四任务62，并且下一个任务指针64指示转到另一个任务62。第四任务62的数据终点指针66指示将该信息作为第四任务62之后处理的信息，发送到集线器32。从第一任务62到第二任务62再到第四任务62的信息流完全是说明性的，决不是用来限制上述应用的。

接着，对来自第四任务62的处理信息进行编址，并通过至少一条通信线路68、70，从第一处理器40传输到集线器32。如上所述，通信线路68、70最好为单向。因此，进一步将传输处理信息的步骤定义为：只能沿着从第一处理器40到集线器32的方向，通过第一入站传输线路76传输处理信息，以定义只发送系统30。同时，通过从发送节点1-6向寻址节点1-6传输数据和可执行码，进一步定义处理信息的传输。可以理解，第一40和第二42处理器最初不具备任何处理能力。因此，最好通过系统30将处理器40、42的可执行码发送到处理器40、42。通常，可执行码包括一条命令，该命令指示处理器40、42以某种方式处理转发的数据。请注意，传输处理信息可以是一条命令，用于重新整理或重新排列寻址节点1-6的处理器的指针。由此改变任务的顺序，进而改变这个处理器的处理。可以理解，传输的处理数据包括上述所有特征或其他类似特征的任意组合。

最好利用数据终点指针66寻址处理信息，数据终点指针66将数据流引导到节点1的第一虚拟内存映象58，并指向目的节点。进一步将寻址处理信息的步骤定义为：向对应于寻址节点1-6之标识符的处理信息分配一个目的地址。进一步将寻址处理信息的步骤定义为：向对应于寻址节点1-6(即，节点2)之存储单元的处理信息分配一个存储地址。在本例中，目的节点、目的地址和存储地址为节点2，而发起节点为节点1。

在节点1、2的每个节点内，创建每个标识符的虚拟内存映象58、60，以至第一40和第二42处理器能够寻址并将处理信息转发到系统30内每个带有索引的节点1、2。如上所述，虚拟内存映象58、60是一种装置，供处理器识别并寻址系统30内的每个其他处理器。通过启动数据终点指针66引导发送节点1、2向集线器32发送信息，将节点1定义为发送节点1。正如图16所示，数据终点指针66将处理信息引导到第一虚拟内存映象58中的节点2，从而为节点2的目的地址分配该信息。

现在参照图17，通过第一通信线路68的第一入站传输线路76发送处理信息。在集线器32内接收处理信息和地址。

现在参照图18，在集线器32内识别传输的处理信息的目的地址，然后，通过第二通信线路70，将未经修改的处理信息发送到本例中节点2的第二处理器42。进一步将发送未经修改的处理信息的步骤定义为：只能沿着从集线器32到第二处理器42的方向，通过第二出站传输线路82发送处理信息，以进一步定义只发送系统30。在本例中，集线器32确定目的地址是节点2，从而将节点2定义为具有目的地址的寻址节点。

正如图19所示，在第二寻址节点2的第二实存储单元56内存储处理信息，其中第二处理器42根据需要利用该信息。也可以根据有关存储地址，在第二实存储单元56的归类信息输出区或位置中存储处理信息。也可以在第二实存储单元56中存储该信息前，删除所发送的处理信息中的目的地址(节点2)。

如上所述，本发明的操作方法消除了信息的多余副本。当节点1向集线器32发送处理信息(该信息传播到节点2)时，节点1并不保存包含数据、可执行码或二者在内的信息，而仅仅在节点2保存该信息。节点2不发送确认，节点1不要求确认。节点1假定信息到达节点2。利用系统30向所需的实存储单元传送数据，其中在后续处理或计算中使用该数据。

精确控制通过系统30的信息流，使节点1-6(即，节点2)不会在需要前接收多余的处理信息。换句话说，精确安排节点1的处理以及节点1的数据终点指针66的时间，从而只在节点2需要处理信息时，才通过系统30向节点2发送该信息。通常，节点2在处理任务时需要节点1的处理信息。因此，本发明的系统30实质上是无缝的，并且不具备向其他节点请求信息的缺点。

图20表示通过系统30进行通信的另一个示例，其中节点2与其本身通信。通过处置许多任务62，在节点2的第二处理器42内处理信息。然后对处理信息进行编址，并通过第二入站传输线路80从第二处理器42传送到集线器32。利用数据终点指针66对处理信息寻址，数据终点指针66引导数据流到达第二虚拟内存映象60，并指向目的节点。然后对该信息分配目的地址和存储地址。在本例中，目的节点、目的地址和存储地址为节点2，而发起节点也是节点2。通过启动数据终点指针66引导发送节点1-6向集线器32发送信息，将节点2定义为发送节点2。然后在集线器32内接收处理信息和地址。在集线器32内识别所传送的处理信息的目的地址，并通过第二出站传输线路82将未经修改的处理信息从集线器发送到指定节点1-6。在本例中，集线器32确定目的地址为节点2，从而将节点2定义为具有目的地址的寻址节点2。然后通过第二出站传输线路82将处理信息发回到节点2内的第二处理器42。在寻址节点2的第二实存储单元56中存储处理信息。现在，节点2已成功地将信息写入到它本身。

通过能够写入到本身，节点1-6可以执行自测试。诸如节点2之类的节点可以发送数据，并利用第二虚拟存储空间60给该数据编址，稍后进行检查以确保节点2的第二实存储单元56实际收到该数据。从而测试集线器32和通信线路68、70的连接。

现在参照图21和22，系统30还包括以下步骤：通过同时将每个带有索引的处理器的目的地址放置到发送信息上，同时向所有带有索引的处理器发送处理信息。这称为通过系统30广播消息。在图21和22所示的示例中，节点6发起一条消息，将该消息发送到系统30中节点1-6的每个节点。按照与所示方式相同的方式，通过有关入站传输线路，将该消息或信息发送到集线器32。集线器32确定存在全部节点1-6的目的地址。通过选择特殊节点号(即，I.D.)完成上述处理，其中所选节点号自动将该数据分发到所有节点1-6。

如图22所示，通过全部出站传输线路将未经修改的消息或信息，发送到节点1-6的每个节点。通常，利用广播发送普遍需要的信息，关机或启动消息，自我识别消息，或任何类似消息或信息。

图23表示从多系统30(即，多集线器)配置中的节点4广播消息。从节点4向与节点4相连的每个集线器发送信息。利用集线器号1、2、3表示的集线器，依次向其连接的每个节点1-6广播该信息。可以理解，也可以在不考虑系统30的配置的情况下完成广播。

以举例方式说明本发明，可以理解，所使用的术语具有描述文字的性质，而不具有限制性质。显然，可以根据以上叙述对本发明进行各种修改或变更。因此，可以理解，可以在附属权利要求书的范围内，以与明确说明的方式不同的方式实施本发明。

Claims (65)

1.一种通过具有带第一处理器和第一实存储单元的第一节点和带第二处理器和第二实存储单元的第二节点的分布式多处理系统进行通信的方法，其中分别利用第一和第二通信线路将第一和第二节点连接到中央信号路由集线器，所述方法包括以下步骤：

为所述第一和第二节点做索引，以定义每个节点的不同目的地址；

在第一节点的第一处理器内处理信息；

使用至少一个目的地址对处理信息编址；

通过第一通信线路，将处理信息从所述第一节点的第一处理器传输到集线器，而不在第一节点的第一实存储单元中存储处理信息，从而定义一个发送节点；

在集线器内接收处理信息和目的地址；

在集线器内识别所传输的处理信息的目的地址；

通过至少一条通信线路，从集线器将未经修改的处理信息发送到与所述目的地址关联的第一和第二节点中的至少一个，从而定义至少一个寻址节点；以及

在寻址节点的实存储单元中存储处理信息。

2.权利要求1所述的方法，其中进一步将处理信息的步骤定义为：在所述第一处理器内创建数据。

3.权利要求2所述的方法，其中进一步将处理信息的步骤定义为：在所述第一处理器内采集数据。

4.权利要求2所述的方法，其中进一步将传输处理信息的步骤定义为：从发送节点向寻址节点传输数据和可执行码。

5.权利要求3所述的方法，其中进一步将传输处理信息的步骤定义为：只能沿着从第一处理器到集线器的方向，通过第一通信线路传输处理信息，以定义只发送系统。

6.权利要求5所述的方法，其中进一步将发送未经修改的处理信息的步骤定义为：只能沿着从集线器到第一和第二节点中至少一个的方向，从集线器通过至少一条通信线路发送处理信息，以进一步定义只发送系统。

7.权利要求1所述的方法还包括以下步骤：将第一处理器引导到需要执行的后续任务，同时通过第一通信线路将处理信息发送到集线器。

8.权利要求1所述的方法，其中进一步将为第一和第二节点做索引的步骤定义为：为节点做索引以定义每个节点的标识符，从而区分各节点。

9.权利要求8所述的方法还包括以下步骤：在每个第一和第二节点内创建各标识符的虚拟内存映象，以至第一和第二节点能够寻址，并将处理信息转发到该系统的每个带有索引的节点。

10.权利要求9所述的方法，其中进一步将对处理信息进行编址的步骤定义为：为对应于寻址节点的标识符的处理信息分配一个目的地址。

11.权利要求1所述的方法，其中对处理信息进行编址的步骤进一步包括步骤：为对应于寻址节点之实存储单元的单元的处理信息分配一个存储地址。

12.权利要求8所述的方法还包括以下步骤：利用集线器链路，互连所述集线器和具有第三和第四节点的第二集线器。

13.权利要求12所述的方法还包括以下步骤：为集线器做索引，以定义首选集线器和辅助集线器。

14.权利要求13所述的方法还包括以下步骤：根据首选和辅助集线器索引，为第一、第二、第三和第四节点做索引，以重新定义各节点的标识符，以便区分各节点。

15.权利要求14所述的方法还包括以下步骤：通过同时在发送的信息上放置每个带有索引的节点的目的地址，同时向所有带有索引的节点发送处理信息。

16.权利要求15所述的方法还包括以下步骤：限制从发送节点发送处理信息的次数。

17.一种分布式多处理系统，该系统包括：

第一和第二节点，所述节点彼此分开，

部署在所述第一节点内的第一处理器，用于处理信息，并向第一处理信息分配第一地址，

部署在所述第一节点内的第一实存储单元，用于在所述第一节点存储处理信息，

部署在所述第二节点内的第二处理器，用于处理信息，并向第二处理信息分配第二地址，

部署在所述第二节点内的第二实存储单元，用于在所述第二节点存储处理信息，

中央信号路由集线器，

与所述路由集线器相连的索引器，用于为所述第一和第二节点做索引，以定义每个所述节点的不同目的地址，

互连所述第一节点和所述集线器的第一通信线路，以便在所述第一节点的所述第一处理器和所述集线器之间传输所述第一处理信息，而不在所述第一节点的所述第一实存储单元内存储所述处理信息，

互连所述第二节点和所述集线器的第二通信线路，以便在所述第二节点的所述第二处理器和所述集线器之间传输所述第二处理信息，而不在所述第二节点的所述第二实存储单元内存储所述处理信息，

所述中央路由集线器包括一个分类器，以便从所述第一和第二节点中的至少一个接收所述第一和第二处理信息中至少一个，从而定义至少一个发送节点，并且分别把所述第一和第二处理信息的至少一个所述第一和第二地址的目的地，与至少一个所述目的地址联系起来，并且通过至少一条所述通信线路，从所述集线器将未经修改的所述第一和第二处理信息中的至少一个，发送到与所述目的地址关联的所述第一和第二节点的至少一个，从而定义至少一个寻址节点，所述第一和第二实存储单元存储从所述集线器接收的处理信息。

18.权利要求17所述的系统，其中所述第一通信线路包括第一入站和第一出站传输线路。

19.权利要求18所述的系统，其中所述第二通信线路包括第二入站和第二出站传输线路。

20.权利要求19所述的系统，其中所述第一和第二入站传输线路分别将所述第一和第二处理器互连到所述集线器，以便只沿着从所述第一和第二处理器到所述集线器的方向传输信号，从而定义只发送系统。

21.权利要求20所述的系统，其中所述第一和第二出站传输线路分别将所述第一和第二处理器互连到所述集线器，以便只沿着从所述集线器到所述第一和第二处理器的方向传输信号，从而进一步定义所述只发送系统。

22.权利要求21所述的系统，其中所述第一和第二入站传输线路以及所述第一和第二出站传输线路为单向光纤链路。

23.权利要求17所述的系统还包括分别与至少一个所述第一和第二节点相连的至少一个致动器，用于在操作所述系统时进行测试操作。

24.权利要求23所述的系统，其中进一步将所述致动器定义为液压伺服致动器。

25.权利要求17所述的系统，其中所述索引器为每个所述节点定义标识符，以区分所述节点。

26.权利要求25所述的系统，其中所述第一和第二节点包括各标识符的虚拟内存映象，以至所述第一和第二处理器能够寻址，并将处理信息转发到所述系统内的每个带有索引的节点。

27.权利要求26所述的系统，其中所述第一和第二处理器的每一个还包括一个硬件部分，分别为所述第一和第二处理信息分配所述第一和第二地址。

28.权利要求27所述的系统，其中所述硬件部分向对应于所述寻址节点的所述标识符的所述处理信息分配一个目的地址。

29.权利要求28所述的系统，其中所述第一实存储单元与所述第一处理器的所述硬件部分相连，以及所述第二实存储单元与所述第二处理器的所述硬件部分相连。

30.权利要求29所述的系统，其中所述硬件部分向对应于所述寻址节点的有关第一和第二实存储单元之一个单元的所述处理信息分配一个存储地址。

31.权利要求25所述的系统还包括具有第三和第四节点的第二集线器，其中利用集线器链路将第二集线器互连到所述中央信号路由集线器。

32.权利要求31所述的系统，其中所述索引器为所述中央信号路由集线器和第二集线器做索引，以定义首选集线器和辅助集线器，并且为所述第一、第二、第三和第四节点做索引，以重新定义各所述节点的所述标识符，从而区分所述节点。

33.权利要求32所述的系统还包括：部署在所述中央信号路由集线器和第二集线器之某个集线器内的按键，用于确定将所述集线器中哪个集线器定义为所述首选集线器。

34.权利要求17所述的系统，其中所述第一和第二处理器的每一个还包括至少一个任务。

35.权利要求34所述的系统，其中所述处理器包括可执行码，用于处理每个所述任务定义的信息。

36.权利要求35所述的系统，其中所述任务包括至少一对指针，用于将数据流从所述发送节点引导到所述目的节点。

37.权利要求36所述的系统，其中所述指针包括：下一个任务指针，用于将所述发送节点的处理器引导到需要执行的后续任务；以及至少一个数据终点指针，用于引导与所述发送节点关联的所述第一和第二处理器的至少一个通过至少一个所述通信线路，将所述处理信息发送到所述集线器。

38.权利要求37所述的系统，其中所述至少一个数据终点指针包括许多数据终点指针，以便引导与所述发送节点关联的所述第一和第二处理器的至少一个同时将处理信息转发到许多寻址节点。

39.权利要求37所述的系统还包括一个芯片组，该芯片组互连在各所述入站和出站通信线路与所述对应处理器之间，以便在它们之间创建虚拟的透明连接。

40.权利要求39所述的系统还包括部署在各所述处理器和所述芯片组之间的一个缓冲器。

41.权利要求40所述的系统还包括一个计数器，用于确定向所述寻址节点发送处理信息的次数。

42.权利要求41所述的系统还包括一个定序器，用于监视并控制所述系统执行的测试操作。

43.权利要求17所述的系统还包括一台与所述第一和第二节点之一相连的主机，所述主机具有一个处理卡和至少一个外围设备。

44.权利要求43所述的系统，其中进一步将所述外围设备定义为监视器、打印机、键盘和鼠标。

45.权利要求17所述的系统，其中所述分类器包括用于确定所述寻址节点之所述目的地址的硬件。

46.一种通过分布式多处理系统进行通信的方法，该系统具有至少一个第一处理器和一个第二处理器，第一和第二处理器各具有存储单元，并通过通信线路互相连接，所述方法包括以下步骤：

为第一和第二处理器做索引，以定义各处理器的不同代码，从而区分所述处理器；

在第一和第二处理器内创建各代码的虚拟内存映象，以至第一和第二处理器能够寻址，并互相转发处理信息；

在至少一个第一和第二处理器内处理信息，以定义至少一个第一和第二处理器作为发送处理器；

对处理信息进行编址，以定义至少一个第一和第二处理器作为寻址处理器；

利用发送处理器的虚拟内存映象，通过通信线路，将处理信息从发送处理器发送到寻址处理器；

在寻址处理器中接收处理信息和地址；以及

在寻址处理器的存储单元内存储处理信息。

47.权利要求46所述的方法，其中进一步将处理信息的步骤定义为：在至少一个第一和第二处理器内创建数据。

48.权利要求47所述的方法，其中进一步将处理信息的步骤定义为：在至少一个第一和第二处理器内采集数据。

49.权利要求47所述的方法，其中进一步将传输处理信息的步骤定义为：从发送处理器向寻址处理器传输数据和可执行码。

50.权利要求48所述的方法，其中进一步将传输处理信息的步骤定义为：只能沿着从第一和第二处理器的至少一个到第一和第二处理器中的另一个的方向，通过通信线路传输处理信息，以定义只发送系统。

51.权利要求48所述的方法还包括以下步骤：将发送处理器引导到需要在该处理器内执行的后续任务，同时通过通信线路将处理信息发送到与发送处理器相对应的寻址处理器。

52.权利要求48所述的方法，其中进一步将对处理信息进行编址的步骤定义为：为表示寻址处理器之代码的处理信息分配一个目的地址。

53.权利要求52所述的方法，其中进一步将对处理信息进行编址的步骤定义为：为表示寻址处理器之存储单元的处理信息分配一个存储地址。

54.权利要求53所述的方法还包括以下步骤：在存储单元中存储信息前，删除所发送的处理信息中的目的地址。

55.权利要求53所述的方法还包括以下步骤：通过同时在发送的信息上放置每个带有索引的处理器的目的地址，同时向所有带有索引的处理器发送处理信息。

56.一种分布式多处理系统，该系统包括：

第一处理器，用于在第一位置处理信息，并向第一处理信息分配第一地址；

与所述第一处理器相连的第一存储单元，用于存储处理信息；

第二处理器，用于在第二位置处理信息，并向第二处理信息分配第二地址；

与所述第二处理器相连的第二存储单元，用于存储处理信息；

互连所述第一处理器和所述第二处理器的通信线路，用于在所述第一和第二处理器之间传输所述第一和第二处理信息；

索引器，用于为所述第一和第二处理器做索引，以定义每个所述处理器的不同代码，从而区分所述处理器；

所述第一和第二处理器包括各代码的虚拟内存映象，以至所述第一和第二处理器能够寻址，并互相转发处理信息，从而定义至少一个发送处理器，并且所述第一和第二存储单元存储接收的处理信息，以定义至少一个寻址处理器。

57.权利要求56所述的系统，其中所述通信线路包括入站和出站通信线路，所述通信线路只能沿着所述第一和第二处理器之间的一个方向传输信号，以定义只发送系统。

58.权利要求57所述的系统，其中每个所述第一和第二处理器还包括一个硬件部分，用于分别向所述第一和第二处理信息分配所述第一和第二地址。

59.权利要求58所述的系统，其中所述硬件部分向表示所述寻址处理器之所述代码的所述处理信息，分配一个目的地址。

60.权利要求59所述的系统，其中所述硬件部分向表示所述寻址处理器之存储单元的处理信息，分配一个存储地址。

61.权利要求56所述的系统，其中每个所述第一和第二处理器还包括至少一个任务。

62.权利要求61所述的系统，其中所述处理器包括可执行码，用于处理每个所述任务定义的信息。

63.权利要求62所述的系统，其中所述任务包括至少一对指针，用于将数据流从所述发送处理器引导到所述目的处理器。

64.权利要求63所述的系统，其中所述一对指针包括：下一个任务指针，用于将所述发送处理器引导到需要执行的后续任务；以及一个数据终点指针，用于通过一条所述入站传输线路，将所述处理信息发送到所述寻址处理器。

65.权利要求64所述的系统，其中所述至少一个数据终点指针包括许多数据终点指针，以便同时将处理信息转发到许多寻址处理器。

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