SU1112360A1 - Устройство управлени дл устройства сопр жени однородной вычислительной системы - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО УПРАШ1ЕИИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА СОПРЯЖЕНИЯ О/иЮРОДИОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, содержащее группу блоков вибора направлени  обмена, первые входы и которых образуют соответственно группы входов поиска и выходов поиска устройства , вторые выходы и входы соединены соответственно с группой выходов признаков синхронизации устройства и с группой выходов дешифратора , группа входов которого  вл етс  группой информационных входов устройства, третьи зходы блоков выбора направлени  обмена группы образуют группу контрольных входов устройства, причем каждь й блок выбора направлени  обмена группы включает первую группу элементов H-HF2, первые входы которых образуют первый вход блока выбора направлени  обмена , первый элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с вторым входом блока выбора направлегги  обмена вторую группу элементов И-НЕ, иторой элемент и первый элемент НЕ, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью сокращени  аппаратурных затрат устройства, в него введены блок формировани  рельефа, состо щий из групгсы фор миро в чел eft импульса, выходами соединенных с группой входов элемента ИЛИ-НЕ, и элемент ИЧ1Е перестроени , а в каждый блок выбора направлени  обмена групп - три элемента И, второй элемент НЕ, формирователь импульса и элемент задержки, причем входы формирователей имгЕульса группы и выход элемента ИЛИ-НЕ блока формировани  рельефа соединены соответственно с группой контрольных входов устройства и с выходом перестроени  устройства и первым входом элемента И-НЕ перестроени , второй вход которого подключен к входу управлемш  режи (Л мом устройства и четвертым входом блоков выбора направлени  обменом с группы, п тые входы которых соединены с входом индивидуального признака сшгхронизации устройства, выход элемента И-НЕ перестроени  подключен к шестому входу одного из блоков выбора направлени  обмена группы , ггричем в каждом блоке выбора направлени  обмена группы выход перSD вого элемента И-НЕ соединен с перСО ьым входом второго элемента И-НЕ, группа входов и второй вход котороо го соединены соответственно с первым и шестым входами бпока ныбора напоавлени  обмена, а выход - с вторыми входами элементов И-НЕ первой группы, выходы которых образуют первый выход блока направлени  обмена, а третьи входы подключены к выходам соответствующих элементов И-НЕ втоpoii группы, п(:.п)ые входы которых образуют третий вход блока выбора направлени  обмена, а вторые входы

Description

n

соединены с четвертым входом блока выбора направлени  обмена и через первый элемент НЕ - с первым входом .первого элемента И, выходом соединенного с первыми входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента И-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И и череэ второй элемент НЕ - с входом пус ка формировател  импульса, входом элемента задержки и вторым входом

12360

третьего элемента И, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходам элемента задержки и формировател  импульсов, входом сброса соединенного с выходом второго элемента И, вторые входы первых элемента И и элемента И-НЕ и выход третьего элемента И  вл ютс  соответственно вторым и п тым входами и вторым выходом блока выбора направлени  обмена.

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  организации однородных вычислительных систем. Известны систе децентрализован ного обмена информацией, в которых устройства управлени  устройств сопр жени  содержат блоки выбора направлени  обмена, включающие однови раторы, и блок формировани  рельефа системы группа входов которого и перва  группа входов блока выбора направлени  обмена  вл ютс  группой входов контрол  устройства, пер ва  группа выходов к.аждого блока вы бора направлени   вл етс  группой выходов поиска, втора  группа входов - группой входов поиска, а выход блока формировани  рельефа соед нен с шиной перестроени  l , Heдoctaткoм этих устройств управ лени   вл етс  то, что соотношение признаков синхронизации различным приоритетным уровнем работы вычислительных машин (ВМ), а еледовательно , различным подсистемам, осуществл етс  программно, в резуль тате чего производительность вычислительной системы оказываетс  низко Наиболее близким к предпагаемому по сущности технического решени   вл етс  устройство управлени  дл  устройства сопр жени  однородной вычислительной cиcтe fcI, содержащее группу блоков выбора направлени  обмена, первые входы и выходы которых образуют соответственно группы входов и выходов поиска устройства, вторые входы и выходы - группы входов и выходов вьщелени  устройства , а третьи и четвертые входы подключены соответственно к группе контрольных входов устройства и группе выходов узла настройки, состо щего из дешифратора, регистра и группы элементов И. Каждый блок выбора направлени  обмена содержит три группы элементов И-НЕ, два элемента И-НЕ, элемент ИЛИ-НЕ и элемент НЕ 2. Недостаток этого устройства сложность и большиеаппаратурные и временные затраты, требующиес  дл  синхронизации работы системы обмена . Цель изобретени  - сокращение аппаратурных затрат устройства и снижение времени синхронизации устройств в системе обмена. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее группу блоков выбора направлени  обмена, первые входы и выходы которых образуют соответственно группы входов поиска и выходов поиска устройства , вторые выходы и входы соединены соответственно с группой выходов признаков синхронизации устройства и с группой выходов дешифратора , группа входов которого  вл етс  группой информационных входов устройства, третьи входы блоков выбора направлени  обмена группы образуют группу контрольных входов устройства, причем каждый блок выбора направлени  обмена группы включает первую группу элементов И-НЕ, первые входы которых образуют первый вход блока выбора направлени  обмена, первый элемент И-НЕ, первый

вход которого соединен с вторым входом блока выбора направлени  обмена , вторую группу элементов И-НЕ, второй элемент И-НЕ и первьй элемент НЕ, введены блок формировани  рельефа , состо щий из группы формирователей импульса, выходами соединенных с группой входов элемента ИЛИ-НЕ, и элемент И-НЕ перестроени , а в каждый блок выбора направлени  обмена групп - три элемента И, второй элемент НЕ, формирователь импульса и элемент задержки, причем входы формирователей импульса группы и выход элемента ИЛИ-НЕ блока формировани  рельефа соединены соответственно с группой контрольных входов устройства и с выходом перестроени  устройства и первым входом элемента И-НЕ перестроени , второй вход которого подключен к входу управлени  режимом устройства и четвертым входом блоков выбора направлени  обменом группы, п тые входы которых соединены с входом индивидуального признака синхронизации устройства, выход элемента И-НЕ перестроени  подключен к шестому входу одного из блоков выбора направлени  обмена группы, причем в каждом блоке выбора напра1злени  обмена группы выход первого элемеи|та И-НЕ соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, группа иходов и второй вход которого соединены соответственно с первым и шестым входами блока выбора направлени  обмена, а выход - с вторыми входами элементов И-НЕ первой группы, выходы которых образуют первый выход блока направлени  обмена, а третьи входы подключены к выходам соответствуюищх элементов И-НЕ второй группы, первые входы которых образуют третий вход блока выбора направ лени  обмена, а вторые входы соединены с четвертым входом блока выбора направлени  обмена и через первый элемент НЕ - с первым входом первого элемента И, выходом соединенного с первыми входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента И-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И и через второй элемент НЕ - с входом пуска формировател  импульса, входом элемента задержки и вторым входом третьего элемента И, третий и четвертый входы которого подкпючены соответственно к выходам элемента задержки и формировател 

3604

импульсов, входом сброса соединенного с выходом второго элемента И, вторые входы первых элемента И и элемента И-НЕ и выход третьегхэ эле5 мента И  вл ютс  соответственно вторым и п тым входами и вторым выходом блока выбора направлени  обмена.

На фиг. приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - функциональ0 на  схема -го ( ) 1,2,..,,М, Nчисло вычислительных машин в системе или предельное число уровней синхронизации) блока выбора направлени  обмена; на фиг. 3 - функциональ5 на  схема блока формировани  рельефа; на фиг. 4 и 5 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство (фиг.)) содержит блоки I выбора направлени  обмена, ши0 ны 2 группы выходов признаков синхронизации , шины 3 и 4 групп входов и выходов поиска, блок 5 формировани  рельефа, шины 6 группы контрольных входов, шину 7 входа пере- ,

5 строени  устройства, дешифратор 8,

шины информационного входа 9 уст-, ройства, управл юище выходы ги де-

шифратора, 3jreMCHT И-НЕ li перестроени , шину 12 управлени  режимом и шину 13 индивидуаль юго признака синхронизации.

Блок 1 1зыбора направлени  обмена (фиг.2) содержит узлы 14 формировани  потенциалов поиска и узел 15 управлени . Каждый узел 14 формировани  потенциала поиска содержит

элементы И-НЕ 16 и 17 второй,и первой групп, а узел 15 содержит формирователь 18 импульса (одновибратор , второй элемент И-НЕ 19, соединел1ный вторым входом с шиной 20 шестого входа блока I, перный элемент И-НЕ 21, первый элемент И 22, второй элемент И 23, третий элемент И 24, первый элемент НЕ 25, второй

элемент НЕ 26 и элемент 27 задержки .

Блок 5 формировани  рельефа (фиг.З) содержит формироьатели 28 импульсов груплы элемент 11ПИ-11Е 29.

На чертежах k обозначает число смежных данному устройств управ-, лени  системы.

Устройство работает следующим образом.

По шине 12 из вычислительной машины поступает поте гциал , задающий режим работы устройства. Единичный потенцисШ задает режим маршрутизации , нулевой - режим синхронизании . Режим маршрутизации децентралнзованной вычислительной системы харагстеризуетс  тем, что в устройства из нулевых потенциалов поиска формируютс  деревь  кратчайших путей с основани ми в тех блоках 1, которые подключены к блокам -5. При этом одновременно в системе формируютс  N деревьев кратчайших путей, разнесенных в пространстве. Формирование J-го дерева кратчай ших путей в системе начинаетс  в то устройстве, в котором j-и блок 1 ши ной 20 подключен к выходу элемента И-ИЕ 11. В каждом устройстве обменом только один из блоков 1 подключен к выходу элемента И-НЕ i1, причем номера таких блоков 1 в разных устройствах не повтор ютс . Этим самым обеспечиваетс  разнесение осн ваний деревьев в пространство и воз можность одновременного формировани  непересекающихс  деревьев. ПОСКОЛЬКУ формирование деревьев на всех уровн х происходит одноврем но, параллельно и совершенно одинак во, то рассмотрим образование дерев произвольного j -го уровн . Пусть на шины 6 с бЛЬков аппарат ного контрол  , не показанных на чертеже, поступают нулевые потенциа лы. Это свидетельствует об исправном состо нии всех информационных магистралей, св зывающих данную ВМ со смежными ВМ. На выходах формирователей 28 установлены нулевые потенциалы, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 29 и шине 7 устанавливаетс  единичный потенциал. На выходе элемента И-НЕ 11 формируетс  нулевой .потенциал, который по шине 20 поступает на элемент И-НЕ 19 заданного блока I. На входы элементов И-НЕ 17 поступают единичные потенциалы с выходов элемента И-НЕ 19 и элементов И-НЕ 16 (рассма риваетс  случай исправного состо ни информационных магистралей). Поскол

ку на шиж) 3 поиска поступ т единичные потенциалы от блоков 1 смежных устройств, то на шинах 4 блока 1 формируютс  нулевые потенциалы поиска, которые поступают на j -е блоки 1 смежных устройств. Нулевой потенциал поиска, по вл  сь на шинеЗ блока. I смежного устройства, блокирует выдадов соответствующих элементов И-НЕ 16.

Рассмотрим работу устройства управлени  обменом в режиме синхро- низации . Основное отличие в работе устройства заключаетс  в том, что вычислительна  машина в режиме синхронизации может инициировать формирова04 чу нулевого потенциала поиска по.этому же направлению. Этим са№1м исключаетс  образование петель и формируетс  дерево с однонаправленными ветв ми. Нулевые потенциалы поиска на шинах 3.) - 3ц  вл ютс  указател ми кратчайшего пути при движении по дереву в его основание, в котором расположен блок 5. Следовательно , сигналами включени  коммутаторов магистралей  вл ютс  инвертированные значени  входных потенциалов поиска, которые используютс  дл  управлени  включением (маршрутизацией) информационных магистралей вычислительной систекы. Задача коммутационной системы сводитс  к выбору соответствующих сигналов включени , которые однозначно определ ютс  номером вычислительной машины - приемником сообщени , которому соответствует свое дерево. При отказе информационной магистрали , объедин ющей смежные вычислительные машины систеьы, на одной из шин 6 по вл етс  единичный потенциал, который запускает соответствующий формирователь 28 блока 5 формировани  рельефа. На выходе формировател  28 фор1иируетс  единичный потенциал заданной длительности, который через элемент ИЛИ-НЕ 29 обнул ет шину 7. Шина 7 объедин ет все устройства сопр жени , скстемы и управл ет одновременным перестроением рельефов ( переформированием деревьев кратчайших путей)сразу на всех уровн х во всех устройствах сопр жени  системы . На выходах элементов И-НЕ И во всех устройствах сопр жени  по сигналу на шине 7 одновременно формируютс  положительные потенциалы, которые разрушают все ранее сформированные деревь  кратчайших путей. По окончании времени работы формировател  28 начинаетс  формирование новых деревьев кратчайших путей, которые формируютс  с учетом текущего состо ни  сети. При этом отказавшие направлени  (магистрали) блокируютс  нулевым потенциалом с выхо7

|ние дерева на любом уровне. Каждому уровню синхронизации соответствует определенный уровень блоков 1 выбора направлени  обменом, который задаетс  из ВМ кодом уровн  синхронизации , на шинах 9. Кроме того, поскольку каждому уровню синхронизации соответствует конкретна  подсистема взаимодействукмцих (синхронизирующих вычислительных машин, то на множестве блоков I выбора направлени  обменом одного уровн  формируетс  множество деревьев (по числу cинxpoнизиpye ыx вычислительных машин этого уровн ). Разрушение всех деревьев одного уровн  соответствует моменту синхронизации данной подсистемы .

В режиме синхронизации вычислительна  машина формирует единичный потенциал на шиие I3 индивидуального признака синхронизации, код номера уровн  синхронизации на шинах 9 и с задержкой нулевой потенциал на шине 12 управлени  режимом (фиг.Д и 5). Задержка, равна  двукратному времени переключени  задержки элемента , необходима дл  исключени  просечек в переходном процессе переключени  с одного режима на другой. В соответствии с кодом уровн  синхронизации срабатывает элемент M-HE2 одного из блоков 1 и на входе элемента И-НЕ 19 по вл етс  нулевой потенциал , который формирует дерево соответствующего уровн . Момент готовности данной вычислительной машины к синхронизации определ етс  обнулением шины 13, что приводит к

608

разрушению ранее сформированного дерева. Одновременно нулевой фронт на выходе элемента И-НЕ.19 (фиг.2) через элемент НЕ 26 запускает формирователь 18. Длительность импульса Т формировател  18 выбрана так, .чтобы за врем  Т осуществилась возможность подключени  данного блокл I к другому дереву и этого же уровн  Синхронизации.

Если в течение Т на входах 3 по витс  нулевой потенциал поиска, то он подключит Данный блок I к другому дереву и через элемент И 23 сбросит в ноль формирователь 18 (фиг.5).

Если в течение Т на входах 3 не по вл етс  нулевоП потенциал поиска , то по окончании работы формировател  18 на выходе элемента И 24 сформируетс  потенциал обобщенного признака синхронизации, который по шине 2 поступает в соответствующую

вычислительную машину. Вычислительна  машина, получив сигнал по шине 2 , выключает режим синхронизации, установив единичный потенциал на шине 12 (фиг.4 ) и заканчива  цикл синхронизации, после чего устройство переключаетс  на режим маршрутизации .

Таким образом, при меньших аппаратурных затратах обеспечиваетс  схемное выполнение системных операций синхронизации, что ведет .к повышению производительности однородной вычислительной системл.

0V2.f

tfl fK

ббб

Ф1/9.2

V

7J

j

Ч

Л

fj

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ УСТРОЙСТВА СОПРЯЖЕНИЯ ОЛЮРОДНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, содержащее группу блоков вибора направления обмена, первые входы и выходы которых образуют соответственно группы входов поиска и выходов поиска устройства, вторые выходы и входы соединены соответственно с группой выходов признаков синхронизации устройства и с группой выходов дешифратора, группа входов которого является группой информационных входов устройства, третьи входы блоков выбора направления обмена группы образуют группу контрольных входов устройства, причем каждый блок выбора направления обмена группы включает первую группу элементов И-НЕ, первые входы которых образуют первый вход блока выбора направления обмена, первый элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с вторым входом блока выбора направления обмена, вторую группу элементов И-НЕ, второй элемент И-НЕ и первый элемент НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат устройства, в него вве дены блок формирования рельефа, состоящий из группы формирователей импульса, выходами соединенных с группой входов элемента ИЛИ-HE, и элемент И-НЕ перестроения, а в каждый блок выбора направления обмена групп - три элемента И, второй элемент НЕ, формирователь импульса и элемент задержки, причем входы формирователей импульса группы и выход элемента ИЛИ-HE блока формирования рельефа соединены соответственно с группой контрольных входов устройства и с выходом перестроения устройства и первым входом элемента И-НЕ перестроения, второй вход которого g подключен к входу управления режимом устройства и четвертым входом блоков выбора направления обменом группы, пятые входы которых соединены с входом индивидуального призна- _а ка синхронизации устройства, выход элемента И-НЕ перестроения подключен к шестому входу одного из блоков выбора направления обмена группы, причем в каждом блоке выбора направления обмена группы выход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, группа входов и второй вход которого соединены соответственно с первым и шестым входами блока выбора направления обмена, а выход - с вторыми входами элементов И-НЕ первой группы, выходы которых образуют первый выход блока направления обмена, а третьи входы подключены к выходам соответствующих элементов И-НЕ второй группы, псиные входы которых образуют третий вход блока выбора направления обмена', а вторые входы

   1 112360 соединены с четвертым входом блока выбора направления обмена и через первый элемент НЕ - с первым входом первого элемента И, выходом соединенного с первыми входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента И-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И и через второй элемент НЕ - с входом пус¹ ка формирователя импульса, входом элемента задержки и вторым входом третьего элемента И, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходам элемента задержки и формирователя импульсов, входом сброса соединенного с выходом второго элемента И, вторые входы первых элемента И и элемента И-НЕ и выход третьего элемента И являются соответственно вторым и пятым входами и вторым выходом блока выбора направления обмена.

   1 1