Однородная вычислительная среда

(19) (И) ПУБЛИК Р 0 Е ИЗОБРЕТЕНИЯ 1;СВИДЕТЕЛЬСТВУ СПИСА К АВТОРСКО р, соотоприГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОВ ГТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56)1,Балашов Е,Л. Многофункциональные регулярные вычислительные структуры. М., "Сов,радио," 1978,с;244-245.2. Евреинов Э.В., Лрангишвили И.В. Цифровые автоматы с настраиваемой структурой. М., "Энергия", 1974, с.171 (прототип).(54)(57) 1. ОДНОРОДНАЯ ВЬИИСЛИТЕЛЬНАЯ СРЕДА, содержащая взаимодействующие между собой через средства обмена сигналами однотипные элементы, каждый из которых включает операционное устройство, блок памяти, каналы ввода и вывода си"налов, системное устройство и блок питания с шинами питания, а также каналы связи системы управления однородной вычислительной средой с системными устройствами, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения плотности упаковки, однотипные элементы установлены слоями, разделенными электропроводящими панелями, в объеме которых выполнены каналы связи системы управления с системными устройствами и тепловые трубки.2, Вычислительная среда по п, 1 о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивостие средства обмена сигналами выполнены в виде оптоэлектронных па держащих светопередатчик и ф С: емник,Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к однородным микроэлектронным вычислительным системам высокой производительности, и может, быть использовано 5 как компактное устройство параллельной конвейерной обработки больших массивов информации в системах разлччного назначения.Известна однородная вычислитель О ная среда (ОВС), реализованная на однотипных многофункциональных логических элементах.Элементы ОВС выполнены методами современной интегральной технологии, однако конструктивная реализация ОВС осуществлена традиционным способом без учета потенциальных возможностей, присущих самой природе ОВС: регулярные структуры собраны на интегральных схемах, которые смонтированы на печатных платах, платы объединены в блоки, которые установлены в корпус прибора и связаны межблочным монтажом. При этом объем, занимаемый 57всемприб",ром на два-три порядка превышает объем, занимаемый интегральными схемами 1 .Наиболее близкой к предлагаемойпо технической сущности и достигаеЗОмому результату является ОВС, содержащая взаимодействующие между собой через средства обмена сигналами однотипные элементы, каждый из которых включает операционное 35 устройство, блок памяти, каналы ввода и вывода сигналов, системное устоойство и блок питания с шинами питания, а также каналы связи системы управления однородной вычислительной средой с системными устройствами 2.Известная ОВС выполнена в видеобъемной насыпной конструкции, прост ранство которой равномерно заполнено плотно прилегающими друг к другу элементами, которые взаимодействуют между собой с помощью радиоволн.Известная ОВС характеризуется не достаточно высокой плотностью упаковки элементов в системе, обусловленной недостаточно эффективным теплоотводом и традиционным выполнением шин питания, а также низкой помехо устойчивостью, обусловленной связью между элементами ОВС в радиоволновом диапазоне,Целью. изобретения является повышение плотности упаковки элементовв системе, а также повышение помехоустойчивости,Указанная цель достигается тем,что в однородной вычислительнойсреде, содержащей взаимодействующиемежду собой через средства обменасигналами однотипные элементы, каждый из которых включает операционное устройство, блок памяти, каналы ввода и вывода сигналов, системное устройство и блок питания с шинами питания, а также каналы связи системы управления однородной вычислительной средой с системнымиустройствами, однотипные элементы установлены слоями, разделенными электро- проводящими панелями, в объеме которых выполнены каналы связи системы управления с системными устройствами и тепповые трубки.Предпочтительным является выполнение однородной вычислительной среды, средства обмена сигналами в которой выполнены в виде оптоэлектронных пар, содержащих светопередатчик и фоторприемник,1На фиг, 1 изображен фрагмент конструкции ОВС; на фиг 2 - фрагменты схемыпередачи настроечной и управляющейинформации на элемент ОВС,ОВС содержит расположенные слоямиоднотипные элементы 1, разделенныеэлектропроводящими панелями 2. Этипанели осуществляют подвод питанияк элементам 1, в их объеме выполнены тепловые трубки, состоящие из корпуса 3 и капиллярного фитиля 4, пропитанного теплоотводящей жидкостью,Прилегание панелей к конструкциисброса тепла за пределы ОВС обесепечивается зажимом 5. Контактный штырь6, связанный с одной из шин системыпитания элемента ОВС электрическойсвязью, плотно входит в сквозноегнездо 7 панели 2,Средства обмена сигналами междуэлементами 1 ОВС выполнены в видеоптоэлектронных пар, содержащих светопередатчик (светочувствитель 8,расположенный в фокусе миниатюрного параболического отражателя 9) ифотоприемник 10 с фокусирущей линзой 11. В объеме панелей 2 выполнены также каналы связи системы управения с системными устройствами, Наиг, 2 схематически изображено, как1161937 3в теле каждой панели 2 с противоположных сторон уложены продольные 12 и поперечные 13 световоды, снабжены экспланарными ответвителями 14, которые расположены напротив фотоприемников 15 каналов системного ввода элементов 1 ОВС. Между элементами 1 и панелями 2 прокладывает. ся металлическая Фольга 16 (Фиг, 1) с отверстиями в местах прохождения световых сигналов. Все элементы ОВС управляются извне системой управления ОВС через системные устройства.Однородная вычислительная среда работает следующим образом.1 Для передачи информации от одного элемента к другому эта информация последовательно в Форме электрических сигналов постугает на соответствующий канал вывода, преобразуется в световой сигнал светоизлучателем 8, например световым диодом из арсенида галлия, и в виде направленного пучка света поступает на фотоприемник 10 соседнего элемента, например планарный кремниевый Фото- транзистор, Здесь сигналы из световой формы преобразуются в форму элек. трических сигналов для дальнейшей обработки электронными схемами соседнего элемента, Таким образом, обработка сигналов внутри каждого эле,мента ОВС осуществляется электронными схемами тогда как передача их за пределами элементов происходит посредством светового излучения, позволяющего отказаться от гальванических связей для внешнего относительно элементов ОВС обмена сигналами, Таким образом, по принципу действия однородная вычислительная среда является оптоэлектронной,Настроечные и управляющие сигналы передаются посредством света извне от системы управления ОВС по соответствующим световодам 12 и 13, уложенным с противоположных сторон в тело каждой панели 2, на каждый задействованный в вычислениях элемент ОВС, Через экспланарные ответвители 14 эти сигналы поступают на Фокусирующие линзы и фотоприемники 15 каналов системного ввода, идентифицируются и в случае положительной идентификации вводятся в системное устройство, которое вЫра-. батывает сигналы управления и синхронизации на все блоки элемента ОВС,4.Кроме того, по соответств 1 ющимнастроечным командам от системы управления ОВС программные и/иличисловые сигналы, передаваемые извне)могут быть записаны в блок памятиэлемента ОВС,Электропитание к элементу ОВСподводится через панели 2. Панели. 2прокладываются между слоями элементов ОВС таким образом, чтобы каждыйэлемент одной из своих поверхностейбыл заземлен, а другой прилегал кпанели, имеющей потенциал источника питания,т.е. заземленные панели чередуются с панелями, имеющимипотенциал источника питания. Длянадежного контакта на верхней инижней поверхностях каждого элемента имеются штыри 6, входящие в соответствующие гнезда 7 верхней и нижней относительно него панелей 2.Отвод телла от элементов ОВСпроисходит через тепловые трубки 3панелей 2, которые выводят тепло25 за пределы ОВС на внешний для ОВСтеплообемник или радиатор, плотноеприлегание к которому обеспечивается зажимами 5, При этом тепловыделяющие компоненты элемента ОВС,расположенные внутри элемента, имеют хороший тепловой контакт с шинами питания элемента, через которыеи происходит передача тепла на тепловые трубки 3 панелей 2,35Для улучшения теплового и электрического контактов шин питанияэлементов ОВС с панелями 2 междуэлементами и панелями прокладывается металлическая фольга 16, напри-40 1 мер, из алюминия, меди, бериллия,или индия, обеспечивающая низкоетепловое и электрическое сопротивление перехода шина-панель,Результаты расчетов показывают,что изобретение обеспечивает плотность упаковки оптоэлектронной ОВС,по меньшей мере на порядок превосходящую плотность упаковки электроннойОВС, изготовленной пообычной техно 50 логии производства радиоэлектронныхустройствсПредложенная однородная вычислительная среда обладет повышеннойпомехоустойчивостью по сравнению сО1 55 аналогичной электронной ОВС.У предлагаемой оптоэлектронной.ОВС линии связи и управления не подвержены паразитным электромагнитным1161937 внешних высокочастотных наводок Составитель А,Труноведактор С.Тимохина Техред Л,Мартяшова Корректор М.Самборская каз 3969/50В 0 е твенногоретений-35, Рау 13 атент", г.ужгород, ул.Проектна Филиал ППП наводкам, так как связь осуществляется световыми сигналами. Кроме того,панели оптоэлектронной ОВС подключены к источнику питания, который обычно имеет большую емкость. Тем самым 5создается экранировка элементов от Тираж ИИПИ Госуда о делам из 5, Москва,вследствие уменьшения паразитныхемкостей между элементами, а большая поверхность панелей облегчает протекание обратных токов. Подпь,скомитета СССРи открытийнская наб., д.4/5