Устройство для сопряжения вычислительных машин в однородной вычислительной системе

(71) Московский оКрасного Знамениинститут связиК -еп,3 п входам пыиэ группы гистр соотве разреш ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН В ОДНОРОДНОЙВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ по авт.св.Р 924692, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения пропусной способности, в него введены двгруппы элементов И приема, две групы элементов И передачи, регистробменного слова, триггеры левогои правого конвейерного обмена и третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, причем выходы элементов Ипередачи первой группы соединеныс первой группой шин конвейерногообмена устройства и информационнымвходами элементов И приема первойгруппы, выходы которых и выходыэлементов И приема второй группыподключены к группе входов регистробменного слова, группа выходов которого соединена с информаци ми входами элементов И передачи первой и второй групп, выходы элементов И передачи второй группы соединены с информационными входами элементов И приема второй группы и второй группой шин конвейерного обмена устройства, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И, первым входом подключенного к выходу четвертого элемента И, первый и второй входы которого, соединены соответственно с нулевыми выходами триггеров левого и правого конвейерного обмена, единичные входы которых подключены соответственно к входным шинам левого и правого конвейерного обмена устройства, а единичные выходы - соответственно к первым входам пятого и шестого элементов И, вторыми входами соединенных с входной шиной обмена устройства и вторым входом третьего элемента И, выход пятого элемента И соединен с управляющими входами элементов И передачи первой группы и элементов И приема второй группы, выход шестого элемента И подключен к управляющимэлемента И приема первой грулементов И передачи второйпервый и второй входы реа обменного слова соединены (;тственно с входными шинамиения записи устройства.По основному авт,св. Р 924692 5известно устройство для сопряжениявычислительных машин в однороднойвычислительной системе, содержащеегруппу элементов И, первый информационный вход-выход которой подключен к информационным шинам системыи входу дешифратора адреса, первыевходы триггера индивидуального взаимодействия, триггера обобщенногобезусловного перехода, триггераначала обмена, триггера окончанияобмена, триггера прерывания и триггера обобщенного условного перехода соединены соответственно с выходом дешифратора адреса с входными шинами обобщенного условного перехода, системной синхронизации, прерывания и обобщенного условного перехода устроиства, вторые входыс входной шиной сброса устройства,а выходы - соответственно с первымвходом первого элемента И, шинамиобобщенного безусловного переходасистемы и устройства, шинами начала обмена системы и устройства,шиками окончания обмена системы 30и устройства, шиной прерывания системы и шинамиобобщенного условногоперехода системы и устройства, второй вход первого элемента И соединенс шинами индивидуального взаимодействия системы и устройства, а выходс первым входом элемента ИЛИ, выходом подключенного к управляющемувходу группы элементов И, второй информационный вход-выход которой соединен с информационными шинами устройства, первый и второй входы второго элемента И подключены к соответствующим выходам триггера прерывания, а выход - к выходной шинепрерывания устройства 11 .Недостатком известного устройства является низкая пропускная способность,Цель изобретения - повышениепропускной способности устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для сопряже -ния вычислительных машин в однородной вычислителЬной системе введеныдве группы элементов И передачи, 55две группы элементов И приема, реристр обменного слова, триггерылевого и правого конвейерного обмена и третий, четвертый, пятыи и шестой элементы И, причем выхо,цы эгементов И передачи первой группы соединены с первой группой шин конвейерного обмена устройства и информационными входами элементов И приема первой группы, выходы которых На фиг. 1 представлена структураобъединения вычислительных машин всистему, на фиг. 2 - блок-схемапредлагаемого устройства.Однородная вычислительная система состоит из одинаковых ЭВМ 1-3,которые с помощью устройств 4-6подключены к некоммутируемым шинам 7 системной магистрали и кольцевому каналу 8, полученному путемсоединения информационных шин конвейерного обмена устройств 4-6в кольцо,В предлагаемой системе используются дополнительно следующиесистемные Команды; "Правый параллельный конвейерный обмен" и "Левый параллельный конвейерный обмен"которые могут выполняться как программно, так и по прерыванию прогр а .злы,Вся управляющая информация межцу ЭВИ в системе передается по шинам 7.устройство содержит (фиг, 2)информационные шины 9 системы, шины 10 конвейерного обмена первойгруппы устройства, шину 11 обобщенного условного перехода системы,Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании высокопроизводительных вычислительных машин. и выходы элементов И приема второйгруппы подключены к группе входоврегистра обменного слова, группавыходов которого соединена с информационными входами элементов Ипередачи первой и второй группвыходы элементов И передачи второйгруппы соединены с информационнымивходами элементов И приема второйгруппы и второй группой шин конвейерного обмена устройства, второй входэлемента ИЛИсоединен с выходом третьего элемента И, первым входомподключенного к выходу четвертогоэлемента И, первый и второй входыкоторого соединены соответственноа нулевыми выходами триггеров левого и правого конвейерного обмена,единичные входы которых подключенысоответственно к входным шинам левого и правого конвейерного обменаустройства, а единичные выходысоответственно к первым входам пятого и шестого элементов И, вторыми входами соединенных с входной шиной обмена устройства и вторым входом третьего элемента И, выход пятого элемента И соединен с управляющлми входами элементов И передачипервой группы и элементов И приемавторой группы, выход шестого элемента И подключен к управляющим входам элемента И приема первой группыи элементов И передачи второй группы,первый и второй входы регистра обменного слова соединены соответственно с входными шинами разрешениязаписи устройства.шину 12 прерывании системы, шины 13и 14 окончания и начала обмена системы, шину 15 обобщенного безусловного перехода системы, шину 16 индивидуального взаимодействия системы, шины 17 конвейерного обменавторой группы, шг;ы 18 информационного входа-выхода устройства, входные шины 19-26 разрешения записи,обмена, левого конвейерного обмена,сброса, правого конвейерного обмена, обобщенного безусловного переходасистемной синхронизации и прерыванийустройства, выходную шину 27 прерываний устройства, входную шину 28 обобщечного условного перехода, 15элементы И 29 и 30 передачи и приема первых групп, элементы И 31 группы, дешифратор 32 адреса, триггер 33индивидуального взаимодействия, элемент ИЛИ 34, регистр 35 обменного 20слова, третин элемент И 36, элементы И 37 передачи и приема вторых групп, первый 39, четвертый 40,пятый 41 и шестой 42 элементы И,триггеры 43 и 44 левого и правого 25конвейерного обмена, триггер 45 обобщенного безусловного перехода, триггер 46 начала обмена, триггер 47окончания обмена, триггер 48 прерываний, второй элемент И 49 и триггер 50 обобщенного условного перехода,Шинами 18-28, 11 и 13-16 устройство соединяется с одной из сопрягаемых в систему ЭВМ. 35Устройство работает следующимобразом.Все ЭВМ 1-3 системы (фиг. 1) работают параллельно и асинхронно.Все они равноправны, хотя среди нихможет быть выделена ведущая, что оп- .ределяется программой работы системы,Каждая ЭВМ занимается отработкойнезависимого участка параллельнойпрограммы. Синхронизация работы ЭВМосуществляется лишь для обмена инфор 45мацией между ЭВМ.При правом конвейерном обмене все ЭВМ выдают на шины 18 обменное слово и возбуждают шину 19 записи, в результате чего обменное слово записывается в регистр 35. Одновременно с этим возбуждается шина 23, устанавливая триггер 44 в единицу. Затем все ЭВМ синхронизируются по началу обмена, для чего они выдают на шину 25 активный сигнал, который устанавливает триггер 46 в единицу, а триггер 47 в нуль и переходит к опросу состояния шины 14. Появление на шине 14 активного потенциала означает, что все ЭВМ системы синхронизировались и готовы к обмену информацией. После этого все ЭВМ активизируют шину 20, потенциал с которой проходит через элемент И 42 на управ.65 ляющие входы элементов И 30 и 37,Обменное слово из регистра 35 черезэлементы И 37 поступают на шины 17,По шинам 10 обменное слово от соседнего слева устройства через элемент И 30 поступает в ЭВМ по шинам 18. После обмена все ЭВМ синхронизируются по окончанию обмена, длячего они выдают на шину 22 активныйпотенциал, обнуляющий триггеры 33,43-46, 48 и 50, а также регистр 35и записывающий единицу в триггер 47.Далее все ЭВМ анализируют состояниешины 13. Появление на ней активногопотенциала означает, что все ЭВМобменялись информацией,Синхронизация машин по окончанииобмена необходима для ликвидацииразличия в скоростях их работы.Если при конвейерном обмене передается массив информации, то процессповторяется.Левый конвейерный обмен произво-.дится аналогичным образом и отли чается только тем, что возбуждаетсяшина 21 и триггер 43 устанавливается в единицуТогда сигнал обменас шины 20, проходя через элемент И 41,открывает элементы И 29 и 38, обеспечивая тем самым передачу обменно-,,го слова, находящегося в регист,ре 35, на шины 10 (передача влево)и прием обменного слова от правоймашины с шин 17.При трансляционном обмене, каки при других обменах, все ЭВМ синхронизируются по началу обмена. Послесинхронизации всех ЭВМ, передающаяЭВМ выставляет на шины 18 обменноеслово и все ЭВМ активизируют шину 20, потенциал с которой проходитчерез элемент И 36 на вход элемента ИЛИ 34 и далее на управляющиевходы элементов И 31Обменное слово через открытые элементы И 31 передающей машины поступает на информационные шины 9, откуда через открытые элементы И 31 поступает пошинам 18 в принимающие ЭВМ. Если осуществляется групповой безусловный переход, то одновременно с появлением управляющего сигнала на шине 20 активизируется шина 24, которая записывает в триггер.45 единицу. Наличие на шине 15 активного потенциала сообщает приемным ЭВМ, что обменное слово представляет собой команду, подлежащую исполнению, После окончания обмена словом все ЭВМ синхронизируются по окончанию обмена, Если при трансляционном обмене передается массив информации, то процесс повторяется,При индивидуальном обмене после синхронизации машин по началу обмена передающая ЭВМ выставляет на шины 18 информацию и одновременно1076893 Подпи с НИИПИ Заказ 749/45 Тираж л,ПРоектная, 4 П "Патент", г.ужг и активизирует шину 20, Обменное слово через открытые элементы И 31 передается на шины 9, а с них поступает на входы дешифраторов 32 приемных машин. Каждому устройству сопряжения присвоен свой номер, поэтому активный сигнал на выходе дешифратора 32 появится лишь в том устройстве, номер которого совпадает с кодом обменного слова, которое интерпретируется как номер приемной ЭВМ. Активный потенциал на выходе дешифратора 32 устанавливает триггер 33 в единицу, Далее активная ЭВМ выставляет на шины 18 обменное слово и одновременно с этим выдает управляющий потенциал на шины 20 и 16. Поскольку на оба входа элемента И 39 приемной машины поступают активные уровни, то активный потенциал с выхода элемента И 39 через элемент ИЛИ 34 открывает элементы И 31, передавая обменное слово с шин 9 на шины 18 приемной машины.Если осуществляется индивидуальный безусловный переход, то одновременно с возбуждением шин 20 и 16 передающая ЭВМ активизирует шину 15, записывая в триггер 45 единицу, В этом случае переданное слово интерпретируется в приемной ЭВМ как команда, подлежащая исполнению, Далее происходит синхронизация машин системы по окончанию обмена. Если передается массив информации, то процесс повторяется.При реализации условного перехода ЭВМ заносит в триггер 50 единицу, если удовлетворяется некоторыйпризнак (равенство нулю, переполнение и др.), в противном случае заносится нуль. Далее осуществляетсясинхронизация машин по началу обмена и происходит опрос состояния шины 11. Если потенциал на шине 11активный, то условие обобщенного перехода выполнено во всех машинахи все ЭВМ переходят к следующему0 шагу вычислений. В противном случаевсе ЭВМ переходят к выполнению другого участка программы по окончаниисистемной команды, т.е. после выполнения синхронизации машин по окон 15 чании обмена,Все укаэанные системные командымогут выполняться также и по прерыванию программы. В этом случае активная ЭВМ устанавливает свой триг 20 гер 48 в единицу, активизируя шину 26. Пассивный уровень с инверсного выхода триггера 48 предотвращает распространение сигнала прерывания на шину 27 в активной ЭВМ. В25 приемных машинах на вход элемента И 49 с инверсного выхода триггера 48 подается активный сигнали поэтому на выходе элемента И 49появится активный уровень, поступающий на шину 27 и вызывающий прерывание выполнения.Таким образом, предлагаемоеустройство обеспечивает выполнениевсех системных команд с возможностью обмена как через системные шины,так и через шины ковейерного обмена, что позволяет повысить его пропускную способность.