Устройство для коммутации сообщений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ РЕСПУБЛИК оЫ 65383 ПИ БРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМ ОБЩЕНИЙ(57) Изобретение относится к вычис ной технике и может быть испол но при построении коммутационны мультипроцессорных вычислительн тем, Целью изобретения являет вышение производительности. Уст содержит группу блоков 1 коммутаци 1 коммутации имеет информационн ды-выходы 2, аналоговые выходы 3, диненные при помощи резисторов 5 6 и вход 7 процессорного модуля, запроса, выход 9 подтверждения, 3 МУТАЦИИ СО.ВПешков Л.Б. Управление потока- ЭВМ. - М.: Энергоиздэт,тельство ССС Р 1 Ы 16, 1987 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Институт пробники АН СССР. 1984, с.111,Авторское свидМ 1287172, кл. 6 0 я)5 6 06 Е 15/1 литель- ьзовах сетей ых сисся поройство и, Блок ые вхо, обье, выход вход 850 55 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано припостроении коммутационных сетей мультипроцессорных вычислительных систем.Целью изобретения является повышение быстродействия коммутационной сети,На фиг.1 представлена функциональнаясхема устройства; на фиг.2 - функциональная схема узлов коммутации; на фиг,З - пример выполнения входных интерфейсов ипереключателя,Устройство(фиг.1) содержит группу блоков 1 коммутации, соединенных между со, бой информационными входами-выходами2; каждый блок 1 коммутации содержит пер вый и второй аналоговые выходы 3 и 4, приэтом первые аналоговые выходы 3 блоковкоммутации обьединяюся при помощи резисторов 5 между собой по горизонтали,а вторые аналоговые выходы 4 - по вертикали.Блок 1 коммутации имеет выход 6 и вход7 процессорного модуля, а также вход 8запроса и выход 9 подтверждения.Каждый блок 1 коммутации (фиг.2) содержит первый 10, второй и третий 11входные интерфейсы, переключатель 12,первый 13, второй и третий 14 выходныебуферные регистры, первый и второйцифроаналоговые преобразователи 15,выходы которых через согласующие ре, зисторы 16 соединены с входами аналоговой схемы 17 сравнения.Каждый входной интерфейс 10, 11(фиг,З) содержит блок 18 управления, дешифратор 19 адреса и входной регистр 20.Переключатель 12 содержит два арбитра 21выходных каналов, четыре ключа 22, дваэлемента ИЛИ 23.Устройство работает следующим образом,Для описания работы устройства вводятся следующие обозначения; РОв - эапрос источника на вывод информации (вход 8); АОь - подтверждение приемника о пол учении информации(выход 9): РОа - запрос к арбитру (от блока 18); АСЬ - подтверждение арбитра (от блока 21); РО 0 ц - запрос на запись в выходной регистр.Обмен данных между процессорными модулями, связанными с каждым узлом коммутации, происходит при использовании пакетов, перемещающихся по двум направлениям: вертикальном и горизон. тальном. Пакет состоит из двух частей: адресной и операционной. Адресная часть представляет собой код ПМ, кому адресован пакет, а операционная - собственно информацию. Пакет с выхода буферного регистра 14 смежного узла поступает во вход 5 10 15 20 25 30 35 40 ной интерфейс, при этом активизируется линия РОп и выход 9. Блок 18 управления согласно диаграмме переходов производит запись во входной регистр 20, Далее и роизводится дешифрация адреса и формируется запрос к одному из арбитров 21 выходного канала (вертикального, горизонтального или канала ПМ), Если адресная часть пакета совпадает с кодом текущего блока 1, то формируется запрос к арбитру канала ПМ, Каждый выходной канал имеет свой арбитр 21, Арбитр 21 воспринимает запросы от входных интерфейсов и в зависимости от приоритета запросов (приоритет запросов записям в ПЗУ, на котором выполняется арбитр) выдает подтверждение соответствующему входному интерфейсу, при этом открывается соответствующий ключ 22 и информация с выхода регистра 20 канала, которому дано подтверждение, поступает на вход выходного регистра 14 (13), Блок 18 управления выставляет сигнал РОом, который через элемент ИЛИ 23 производит запись. пакета в соответствующий выходной регистр 14. Элемент ИЛИ 23 обьединяет запросы РОм от входных интерфейсов 11 (10). Адрес ПМ однозначно определяет положение ПМ в матрице, т.е. номер по вертикали (строка) и номер по горизонтали (столбец), Если адресная часть пакета не совпадает с адресом узла, где обрабатывается пакет по одной координате (т.е. по строке или столбцу), то запрашивается выходной канал, по которому не происходит совпадения. Например, если не совпадает столбец, то запрашивается горизонтальный выходной канал и пакет движется вдоль строки, до совпадения по столбцу. Если нет совпадения ни по столбцу, ни по строке, то выбирается канал в зависимости от выходных сигналов схемы 17 сравнения. Схема 17 сравнения сравнивает загруженность направлений по вертикали и горизонтали и, следовательно, маршрут будет выбираться по направлению с меньшей загрузкой, Такое построение коммутационного узла является известным и оно реализовано в известном устройстве, в котором также реализован алгоритм выбора канала на основании загруженности соседних буферов. Такое управление маршрутизацией является локальным. Оно требует малых аппаратных затрат, но реализуется на основе информации о загрузке соседних узлов, которая не отражает ситуацию во всей сети (т.е, по всему направлению), При этом возможна такая ситуация, когда по одному направлению буфер ближайшего узла пуст, а другие буферы заполнены, в то же время ближайший буфер другого направления за 1665383. вторым входами аналоговой схемы сравнения блока коммутации, выход аналоговой полнен, а другие по тому же направлениюпусты, В этом случае быдет выбрано первоенаправление с большей суммарной длиной,что в свою очередь увеличит время доставки пакета, Предлагается для управления маршрутизацией использовать нелокальную информацию о загрузке буферов, а информацию с некоторой зоны, которая может быть значительной и котораяболее адекватно отражает ситуацию в сетипо йаправлениям, Предлагается получатьэту интегральную информацию с помощьюследующей аналоговой обработки.Производится преобразование кода,характеризующего загрузку буферов в аналоговый сигнал при помощи цифроаналоговых преобразователей 15.Выходы цифроаналоговых преобразователей 15 совместно с согласующими резисторами 16 образуют аналоговые выходыблоков коммутации,Одноименные аналоговые выходы блоков. коммутации соединяются между собойпасредством резисторов 5 по направлениям, образуя тем самым единую электрическую цепь, Напряжение в каждом узле сетиО определяется следующим выражением:О = е1+ + епи,где г - передаточные сопротивления холостого хода;- ток преобразован ного источника;л - количество источников цепи.В устройстве- ток, создаваемый каждым АЦП 14, а и - число узлов по направлению. Передаточные сопротивленияхарактеризуют вклад каждого источника врезультирующее напряжение узла. При малых размерностях сети можно пренебречьрезисторами 5 и заменить их проводниками. В этом случае получается общая линия,к которой подключены выходы 3 (4). Вкладкаждого источника в общее напряжение налинии одинаков и видно, что напряжение влинии пропорционально сумме токов всехисточников, Эта информация является интегральной и более адекватно отражает ситуацию сети.Производится сравнение в аналоговойформе загруженности направлений и выборменее загружен ного.Устройство, построенное на этих принципах, позволяет более адекватно определить менее загруженное направление иосуществить маршрутизацию,В случае большой размерности сети длякомпенсации сопротивления цепей связи(из-за разного физического взаиморасположения узлов) и для подбора оптимальногоуправления при различных видах нагрузкина сеть вводятся сопротивления 5. При этом образуются электрические цепи лестничного типа, в которых вклад источников в напряжение в конкретном узле различно. Чем дальше источник (в сигнале электрической цепи), тем меньше его вклад, и с увеличением расстояния этим вкладом можно пренебречь, Варьируя соотношением резисторов 5, можно выбирать размер эоны, с которой учитываются влияния источников. При увеличении этого отношения размеры зоны уменьшаются. Формула изобретения Устройство для коммутации сообщений, содержащее группу блоков коммутации, причем каждый блок коммутации содержит первый, второй и третий входные интерфейсы, переключатель, первый, второй и третий выходные буферные регистры, первый вход первого входного интерфейса блока коммутации соединен с выходом процессорного модуля блока коммутации, первые входы второго и третьего входных интерфейсов блока коммутации являются информационными входами блоков коммутации, информационные выходы всех входных интерфейсов блока коммутации соединены с входами переключателя блока коммутации, а выходы переключателя соединены с входами первого, второго и третьего выходных буферных регистров блока коммутации, выход первого выходного буферного регистра блока коммутации соединен с входом процессорного модуля блока коммутации, первые выходы второго и третьего выходных буферных регистров блока коммутации являются информационными выходами блока коммутации, вторые входы всех входных интерфейсов блока коммутации соединены с входами запроса блока коммутации, выходы подтверждения всех входных интерфейсов блока коммутации соединены с выходами подверждения блока коммутации, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, в каждый блок коммутации введены первый и второй цифроаналоговые преобразователи, входы которых связаны с выходами эагруженности второго и третьего выходных буферных регистров блока коммутации, а выходы первого и второго цифроаналоговых преобразователей блока коммутации являются первым и вторым аналоговыми выходами схемы сравнения блока коммутации соединен с входами адреса всех входных интерфейсов блока коммутации, кроме того, вустройстве первые и вторые аналоговые выходы блоков коммутации группы обьединены с одноименными аналоговыми выходамичерез согласующие резисторы,1665383 дактор С,Пекарь Рксимиши Заказ 2393 Тираж 413 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 1 О 1 СоставителТехред М,М