SU1624476A1 - Устройство выбора направлени обмена вычислительной системы - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при построении систем с программируемой структурой.Цель изобретени  - расширение области применени  устройства за счет ре- рлизации на его основе структур произвольных конфигураций, отражающих алгоритмы вычислений. Цель достигаетс  тем. что в известное устройство, содержащее п блоков приема сигналов поиска, n-число абонентов и блоков выдачи сигналов поиска, и блок управлени , в блоки выдачи сигналов поиска введен второй элемент И, а в блок управлени  - узел голосовани . Этап поиска управл етс  путем голосовани  по заданному количеству прин тых потенциалов поиска, что позвол ет на этом этапе сфор мировать требуемые структуры, управл л мые потоком данных. С помощью сигналов квитировани  инициатор обмена оповещаетс  о завершении формировани  структуры и инициализируетс  процесс вычислени  по сформированной структуре . 9 ил. w fe

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано при построении вычислительной системы с программируемой структурой.

Цель изобретени  - расширение области применени  устройства за счет возможности реализации на его основе структуры произвольных конфигураций, отражающих алгоритмы вычислени .

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фиг.2 - 5 - примеры формировани  различных структур; на фиг.6 - вариант узла голосовани ; на фиг.7 - дешифратор группированного числового кода; . на фиг.8 - блок группировани  числового четырехразр дного кода; на фиг.9 - схема сравнени  группированных числовых кодов .

Устройство (фиг.1) содержит п (п-число абонентов) блоков 1 приема сигналов поиска , п блоков 2 выдачи сигналов поиска и блок 3 управлени . Устройство содержит вход (шину) 4 ввода сигналов поиска, вход (шину) 5 ввода сигналов квитировани , вход (шину) 6 ввода сигналов состо ни , вход 7 признака инициатора обмена, 8 (шину ) вывода 9 сигналов квитировани , выход (шину) 10 выдачи сигналов поиска, выход (шину) 11 выдачи сигналов состо ни , выход 12 готовности сигнала обобщени , вход (шину ) 13 программной установки.

Блок 1 приема сигналов поиска содержит элемент И 14 и элемент ИЛИ 15. Блок 2 выдачи сигналов поиска содержит первый элемент И 16, элемент НЕ 17 и второй элемент И 18. Блок 3 управлени  содержит первый элемент И 19, элемент И 20, элемент ИЛИ 21. Узел 22 голосовани  (фиг.6) содержит регистр 23, дешифратор 24 двоичного кода в группированный числовой код. схему

о

fO

fc

vj О

25 и схему 26 сравнени  числоы-к Дешифратор 24 (фиг.7) содержит деш.-гЬ)- - тор 27 двоичного кода в пот,1ц.,оннм с , , группу элементов ИЛИ 28 - 30 . Схема 25 (фиг.8) содержит первую группу элементов И 31 - 32, вторую группу элементов И 33 - 35 группу элементов НЕ 36 - 38, тоетью группу элементов И 39 - 41, группу элементов ИЛМ 42 - 44.

Схема 26 (фиг.9) содержи; группу эпо ментов И - НЕ 45 - 48, первую группу ментов НЕ 49 52, элемент ИЛИ rJ3 ,,/ элемент И 54, второй элемент И 55, ьто- рую группу элементов НЕ 5R 59 У :,-г,е- мент НЕ 60.

Устройство работает следующие -vfi

зом.

Каждому устройству ьыбора напо т, ic ни  коммутации соответствует процесг 11 свой узел коммутации (не по эззны)

Узлы коммутации соединены инимрм  ционными лини ми св зи и а совокупности образуют физическую распределенную структуру информационной сети УС.ТГ,Г.МСТ- ва выбора напрас енн  обмена, спедине-1- ные шинами поиска, квитировани  и состо ни , образуют управл ющую информационную систему, в точности повтс fv /t щую физическую структуру мнфор а сети. Блок выбора направлени  оммуч иич

Соединен С СООТВС СТй/ЮЩИМ yjlOM КОММ Ч-ции шинами включенич, с помощь о . осуществл етс  управление -а-.сл. Г. управл ющей системе с помощью соот л ствующих процессоров назначаютс  т ройства-инициаторы формирорз i. - программируемой структ/ры. Эти устрой-.- в.з помечаютс  единичными потенц ал начала системы. Процесс формирование программируемой структуры начин етс  с устройства-инициатора. Устройство гыЬора направлени  обмена,  вл ющеес  началом программируемой структуры, с помощью потенциала признака начала сис.емы фор мирует полную волну поиска. Уч .лие смеж ных устройств в процессе поиске Зависит от установленных в них порогов голосований. Величины порогов голосовани  устанавливаютс  соответствующими процессорами. Если в устройстве установлен нулевой рог, то оно не участвует в процессе форм 1 ровани  структуры. Единичной порог разрешает включение устройства по перпо му поступающему потенциалу поиска, порог , равный двум,требует наличи  как минимум двух потенциалов поиска дчп включени  данного устройства в процесс формировани  структуры и т.д

Таким образом, задава  начало программируемой структуры в начальном уст0

о

0

0

J

0

S

0

5

роистне и пороги голосовани  в промежуточна , ч устройствах можно сформировать ;,,ьую программную струк уру в пределах данной физической структуры.

Процесс формировани  программируемой структуры заканчиваетс  в конечных ус- тройстаах, Эти устройства формируют обратную волну квитировани , котора  замыкаетс  в устройстве-инициаторе формировани  структуры и оно информирует соответствующий процессор о завершении Формировани  программируемой структуры .

Пр ч зтон входные потенциалы квитиро- чаниз  вл ютс  ,1 гмалами включени  соот- ве.ст-э /гног узла коммутации.

На 1 I; 5 приведены примеры фор- лировг t т различных программируемых птрукт р г, з физической типа Kea.j/iTHOH решети,

- ri фиг ; предстаплен процесс формировании г-с-у ерного конвейера. Данна  структура используетс  при реализации конвейерных «олновы вычислений. Рим- (ким цифрами указаны вгршины порогов i Оховстстчующих уст1 пйств.На фиг.З пред- стчв.гг-н процесс формировани  пирамид- нок струк.уры Прицэсс формировани  1-.гр / ст/ры маччнгечс  из угловых устройств и зпк: . eicj 9 антре

На .4 приставлен процесс форми- о/ 1ноч -ой цепи, а на фиг.5 - дуб- 1роаакп )й цег.и.

Пчоцессор блока-имитатора по входу 7

уст «Нсзьлиочет единичный потенциал начаг-1 w гй-мы оторый через элемент ИЛИ 21

- пэменты И 16 в виде потенциапов поиска

ттлспируютс  по выходу (шине) 10 в смежн , ycTpr VTBa по входу 4 ( И,2п) на

, 22 -омг.сочани , порог которого пред- пари ельно установлен соответствующим процессором по г ходу 13. Узел 22 голосова- н .г. сравнивает число г оступающих на него погенциалоз поиска с заданным порогом и допижпнии нулевого порога на его выходе разрешени  формируетс  единичный- потенциал который через эпемент ИЛИ 21 иключае элемент 16 узлов выдачи сигналов поиска На обходах 10 тех направлений, которые е помечены входными потенциалами псип а (имеют единичные потенциалы с выходов соответствующих элементов НЕ 17), Формируютс  единичные потенциалы поиска, чогорые по выходу (шине) 10 транслируютс  в следующие смежные устройства. Элемент НЕ t исушествл ег направленное распространение золмы поиска.

FCJ.H величина порога узла 22 голосование р вна нулю, то на выходе состо ни  формируетс  единичный потенциал, который включает те элементы И 18, которые подключены к входным потенциалам поиска . На выходах включенных элементог И 18 формируютс  единичные потенциалы состо ни , которые обратным ходом по выходу (шине) 11 транслируютс  в смежные устройства, Волна потенциалов поиска достигает конечное устройство, в котором потенциалы поиска или состо ни  включают все направлени , (производит о мыка- ние потенциалов поиска или состо ни  по всем входным направлени м) На выходе элемента И 19 конечного устройства формируетс  единичной потенциал, который поступает на пер&ые входы элементов И 14 узлов 1 приема сигналов поиска. На выходах подключенных элементов И 14 формируютс  единичные потенциалы квитировани , которые обратным ходом по выходу (шине) 8 транслируютс  в блок-имитатор формировани  структуры. В блоке-имитаторе потенциалы «свитировани  или состо ни  замыкают все эходные направлени , на выход элемента И 19 формируетс  единичный потенциал, который поступает на первый вход элемен га И 20, на второй вход которого поступает единичный потенциал признака поиска системы, ha выходе элемента И 20 формируетс  единичный потенциал готовности, который по ходу 12 поступает в процессор, информиру  его о завершении этапа формировани  структуры . Процессор инициирует вычислительный процесс, который развиваетс  в сфопмиро- ванной структуре, при этом направление движени  вычислительного процесса удал етс  единичным потенциалом с выхода (шины ) 9 включени .

Код порога по входу 13 (фиг 6) поступает в р мистр 23, откуда в форме параллельного двоичного кода поступает на дешифратор 27 (фиг.7). На выходе дешифратора 27 формируетс  позиционный код порога, который поступает на элементы ИЛИ 28 - 30 На выходах которых формируетс  числовой группированный код порога, поступающий на схему 26. Текущий числовой код количества подключенных потенциалов поиска по входам 4 поступает на схему 25, котора  (фиг.5) осуществл ет сдвиг влево всех единичных разр дов числового кода потенциа лов поиска.

Если по входам 4 по всем разр дам поступают единицы, то левый значащий раз- рад со входа 4 через элемент 4 поступает на выход схемы, следующий значащий рач- р д со входа 4 через элемент ИЛ И 43 поступает на первый вход элемента И 39, на второй вход которого поступает левый значащий разр д. На выходе элемента И 39

формируйс  следующий разр д группированного числового кода. Формирование следующих разр де в кода происходит аналогичным образом При этом на вторые вхо- 5 ды элементов И 40 - 41 поступают не значащие разр ды входного кода, а потенциалы сканировани  единичного кода, которые формируютс  элементами И 31 - 32.

Если по РХОДЭМ 4 поступает нулевой 10 код, то на входах схемы 25 группировани  будет также сформирован нулевой код, так как в результате сканировани  на выходах элементов И 31 - 32 сформированы нулевые потенциалы, которые блокируют элементы 15 И . Любой иной код, поступающий по входам 4 м содержащий комбинацию нулей и единиц преобразуетс  с помощью элементов Л 33 - 35 и элементов НЕ 36-38 гаким , что все единичные разр ды 0 будут сгруппированы в левой части выходов схемы 25, а в прзеой этих выходов будут сформированы елевые разр ды.

По выходам схемы 26 (фиг.6) поступает сгс - ппированный числовой од количества 5 подключенных потенциалов поиска, а на дpvгиe входы схемы 26 с выхода дешифратора 24 постутет сгруппированный число- ROH код попога Элегч-)ч НЕ 49-52 и элементы И НЕ 45-48 осу-ц. ствл ют пораз- 0 олдчое сравнение кодо , ре «ьтат которого формируетс  на выхг-пе элем га И 54 С помощью эг ментов НЕ 56 G9 и з мента И 55 вы вл етс  нулевой код ), а элемент И ПИ 53 вы вл ет не нулевой текущий код 5 количества подключенных, потенциалов поиска . Элемент НЕ 60 блокирует работу схемы 26 сравнени  в случае нулевого порога.

Така  структура блока выбора направ лений обмена приводит к тому, что этап по- 0 иска упражн етс  путем (олооовани  по заданному количеству прин тых потенциалов поиска.

Это позвол ет на этапе поиска сформировать требуемые структуры, управл - 5 емые потоком данных, с помощью сигналов квитировани  оповестить инициатор формировани  структуры о завершении формировани  структуры и приступить к инициализации процесса вычислени  по Q сформированной С рукгуре При этом правильность последовательной загрузки каждого процессорно о обеспечиваетс  на ctTane формировани  структуры

При этом организуютс  структуры, от- ражающие алгоритмы вычистений. Такое адекватное положение алгоритма вычислений в структуру модульных вычислительных средств (процессорных элементов) позвол ет совместить требование специализации вычислительной системы дл  решени  конкретной вычислительной задачи с распалле- ливанием вычислительного процесса, при котором достигаетс  максимальна  производительность , а также с требованием универсальности вычислительных средств, обеспечивающих решение любой требуемой задачи.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство выбора направлени  обмена вычислительной системы, содержащее п блоков приема сигналов поиска (п - число абонентов), п блоков выдачи сигналов поиска и блок управлени , причем каждый 1-й блок приема сигналов поиска (I 1,...п) содержит элемент И и элемент ИЛИ, каждый 1-й блок выдачи сигналов поиска содержит элемент НЕ и первый элемент И, блок управлени  содержит первый и второй элементы И и элемент ИЛИ, 1-й вход ввода сигналов поиска устройства соединен с первыми входами элемента И и элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска и через элемент НЕ с первым входом первого элемента И 1-го блока выдачи сигналов поиска , 1-й вход ввода сигналов квитировани  устройства соединен с вторым входом элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска и  вл етс  -м выходом вывода сигналов включени  устройства 1-й вход ввода сигналов состо ни  устройства соединен с третьим входом элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска, вход признака инициатора обмена устройства подключен к первым входам элемента ИЛИ и второго элемента И блока управлени , 1-й выход вывода сигналов квитировани  устройства соединен с выходом элемента И 1-го

   блока приема сигналов поиска, 1-й выход выдачи сигналов поиска устройства  вл етс  выходом первого элемента И 1-го блока выдачи сигналов поиска, выход готовности

   устройства соединен с выходом второго элемента И блока управлени , выход элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска подключен к 1-му входу первого элемента И блока управлени , выход которого соединен с

   вторым входом второго элемента И блока управлени  и вторыми входами элементов И всех блоков приема сигналов поиска, выход элемента ИЛИ блока управлени  подключен к вторым входам первых элементов И блоков выдачи сигналов поиска, отличающийс  тем. что, с целью расширени  области применени  устройства за счет возможности реализации на его основе структур производных произвольных конфигурации , отражающих алгоритмы вычислени , в каждый блок выдачи сигналов поиска введен второй элемент И, а в блок управлени  введен узел голосовани , причем 1-й вход ввода сигналов поиска устройства соединен с первым входом второго элемента И 1-го блока выдачи сигналов поиска и с 1-м первым входом сравнени  узла голосовани , при этом 1-й второй вход сравнени  узла голосовани  соединен с 1-м входом

   программной установки устройства, выход разр жени  узла согласовани  соединен и с вторым входом элемента ИЛИ блока управлени , а выход состо ни  соединен с вторыми входами вторых элементов И блока

   выдачи сигналов поиска, выходы которых соединены с соответствующими выходами выдачи сигналов состо ни  устройства.

   Eh

   ю

   510

   t

   S4i

   /9

   fTr

   K

   3

   I

   9

   Фиг. 2

   т)

   22

   fs

   /8

   /J /2 7

   Л/г/

   Услобные обозначени  Н-начало системы К-конец системы поиск

   - кбитиро бание

   состо ние

   в

   с:

   л

   Фиг. 7