Устройство для сопряжения однородной вычислительной системы

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик оо 885989(53)М. Кл. с присоединением заявки Ио(23) Приоритет Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ОДНОРОДНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫИзобретение относится к вычислительной технике и предназначено для сопряжения элементарных машин в однородную вычислительную систему или структуруИзвестны устройства для сопряжения распределительных вычислительных систем, содержащие блок коммутации, блок управления, блок передачи и блок настройки (1).Недостаток известного устройства состоит в низком быстродействии, Обусловленном необходимостью перезаписи настроечной информации из бло- ка передачи в блок настройки всякий раз, когда связанная с ним микро-ЭВИ принимает участие в обмене.Наиболее близким к предлагаемому по сущности технического решения является устройство для сопряжения 20 однородной вычислительной системы, содержащее блок коммутации, блок настройки, состоящий из регистра кода настройки, дешифратора кода настройки и первого элемента ИЛИ, блок передачи, состоящий из регистра обмена и второго элемента ИЛИ, дешифратор адреса регистра, регистр синхронизации, третий элемент ИЛИ, ре" гистр обобщенного безусловного пере хода, блок прерывания, регистр состояния, первый управляющий вход - выход (шина) устройства, первый информационный вход-выход (шина) устройства, второй управляющий вход-выход (шина устройства, второй информационный вход-выход (шина) устройства, вход синхронизации (шина) блока коммутации, вход системных сигналов (шина) блока коммутации, третий информационный, вход-выход (шина) устройстваинформационный выход (ыина) блока коммутации управляющий выход (шина) блока коммутации управляющий вход настройки (шина) блока коммутации. Первые и вторые информационные и управляющие входы-выходы устройства и третий информационный вход-выход устройства соединены соответственно с первьми, вторыми, третьими, четвертыми и пятьвки входами-выходами блока коммутации, причем третий информационный вход-выход устройства соединен также с первым входом регистра кода настройки, входом дешифратора адреса регистра, вхоцом"выходом регистра обмена, входом- выходом регистра состояния, входом-выходом блока прерывания, входом- выходом регистра обобщенного безус-ловного перехода н вторым входом регистра синхронизации, информационный выход блока коммутации соединен с первым входом регистра обмена, вторым информационным входом регистра обоб-. щенного безусловного перехода, вторым входом регистра кода настройки, управляющий выход блока коммутации соединен со вторыми входами первого, второго и третьего элемента ИЛИ, с первым входом регистра состояния и вхо. дом блока прерывания , управляющий вход настройки блока коммутации соединен с выходом дешифратора кода настройки, вход которого соединен с выходом регистра кода настройки, вход системных сигналов бло ка коммутации соединен с пятым выходом дешифратора адреса регистра, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с первыми входами первого, Щ второго и третьего элементов ИЛИ и регистра синхронизации, выходы первого, второго и третьего элементов ИЛИ соединены соответственно с управляющими входами регистра кода 25 настройки, регистра обмена и регистра обобщенного безусловного перехода/ а также с первым и третьим входами регистра состояния. При решении задачи на однородной вычислительной системе (ОВС) выполняется следующий набор системных операций: настройка, обмен, обобщенный условный переход, обобценный безусловный переход, причем зти операции не могут выполняться одновременно (2). 35Недостатком данного устройства является большой объем оборудования, обусловленный .наличием двух регистровг регистра обмена и регистраобобщенного перехода, которые рабо тают последовательно и выполняют аналогичные функции.Цель изобретения - сокращение объема оборудования.Поставленная цель достигается тем 45 что в устройство, содержащее блок коммутации, первый и второй информационные и управляющий входы-выходыявляются соответственно первым и вторым информационным и управляющим50входами-выходами устройства, блокнастройки, дешифратор адреса регистра, первым выходом соединенный с первым управляющим входом блока коммутаци, регистр системной синхронизации, ,блок взаимодействий, включающий первый и второй элементы ИЛИ и регистр взаимодействия, регистр состояния иблок прерывания, причем управляющий выход блока коммутации соединен с первыми входами блока настройки, 60 первого и второго элементов ИЛИ, регистра состояния и входом блока прерывания, вход-выход которого соеди,нен с выходом регистра состояния, с выходом регистра взаимодействия, пер- у 5 вым входом регистра системой синхронизации, входом дешифратора адресарегистра, вторым входом блока настройки и вторым информационным входомвыходом блока коммутации, информационный выход которого соединен с информационным входом регистра взаимодействия и третьим входом блока наст,ройки, четвертый вход которого соединен с первым выходом дешифратораадреса регистра, второй, третий, четвертый ипятый выходы которого соединены соответственно со вторыми вхо-дами первого элемента ИЛИ, второго элемента ИЛИ, регистра системнойсинхронизации и вторым управЛяющимвходом блока коммутации, третийуправляющий вход которого соединенс выходом регистра системной синхронизации, второй выход блока настройки соединен со вторым входом регистрасостояния, третий и четвертый входыкоторого соединены соответственнос выходами первого и второго элементов ИЛИ, введен третий элемент ИЛИ,причем первый вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом первогоэлемента ИЛИ, второй вход - с выходом второго элемента ИЛИ, а выход -с управляющим входом регистра взаимодействия.Блок-схема устройства для сопряжения показана на чертеже.Устройство для сопряжения содержит блок 1 коммутации, блок 2 настройки, дешифратор 3 адреса регистрарегистр 4 системной синхронизации,блок 5 взаимодействий, включающийпервый, второй, третий элементы ИЛИб,7 и 8 и регистр 9 взаимодействия,регистр 10 состояния и блок 11 прерывания, информационный вход-выход(шина) 12 устройства, управляющийвход-выход (шина) 13, управляющийвыход (шина) 14 блока коммутации,информации выход (шина) 15 блокакоммутации, первый управляющий вход16 (настройки) блока коммутации, второй информационный вход-выход (ши-на) 17 устройства, второй управляющий вход (шина) 18 (системных сиг"налов) блока коммутации, третийвход (шина) 19 (синхронизации) блока коммутации.Блок 2 настройки содержит дешифратор 20 кода настройки, регистр 21 .кода настройки и элемент ИЛИ 22.Устройство работает следующим образом.В системе или структуре, построенной с использованием предлагае -мого устройства, выполняются настройка, обмен, обобщенный условныйпереход и обобщенный безусловный переход.Операция настройки.Реализация взаимодействия междумикро-ЭВИ, входящими в состав однород.ной вычислительной системы (ОВС) илиструктуры, происходит через настроенные устройства, связанные с даннымимикро-ЭВМ. Для настройки устройстванеобходимо завести настроечную информацию в регистр 21 блока 2 настройки, с выхода которого на управляющийвход 16 блока 1 поступает информацияразрешающая прохождение управляющихи информационных данных с ший 12 и13 через блок 1 коммутации на шины14 и 15 блока коммутации или с шин17,18 и 19 через блок 1 коммутациина информационные и управляющие шины12 и 13 устройства.Настроечная информация в блок 2может поступить или из микро-ЭВМ,связанной с данным устройством по шине17, при разрешении с первого выходадешифратора 3, или из другой микроЭВМ по шине 12 при разрешении по управляющей шине 13 через блок 1 пошинам 15 и 14 соответственно. 20Операция обмена.После настройки всех устройств длясопряжения связанные с ними микроЭВМ, образующие подсистему, переходятк выполнению параллельной программы. 25В процессе выполнения подсистемойОВС параллельной прОграммы микро-ЭВМобмениваются между собой информацией. При этом осуществляется трансляционный режим обмена, т.е. одна микро-ЭВМ передает, а остальные принимают. Микро-ЭВМ, в программе .которойпредусмотрено выполнение этой операции, посылает по шине 17 в дешифратор 3 код, соответствующий опеРацииобмена, при этом по шине 18 в блок 1поступает сигнал системного обмена.При считывании информационного слова из оперативной памяти микро-ЭВМоно по шине 17 поступает на вход блока 1 коммутации и с его выходов пошине 12 совместно с сигналом системного обмена на шине 13 - на входывыходы принимающих устройств длясопряжения. В принимающих устройствахсигнал системного обмена поступает 45с шины 13 через блок 1 коммутации пошине 14 на вход первого элемента ИЛИ6 и через третий элемент ИЛИ 8 ; навход регистра 9 взаимодействия, разрешая запись в него информационного 5 Ослова обмена, которое поступает нанего по шине 15 через блок 1 с шины 12,Одновременно с этим сигнал системного обмена с выхода элемента ИЛИ:,8 поступает в соответствующий разрядрегистра 10 состояния, а по шиве 14на вход блока 11 прерывания, с выхода которого по шине 17 в микро-ЭВМпоступает сигнал запроса прерывания.При этом все микро-ЭВМ подсистемы 60переходят по прерыванию на обслуживание устройства для сопряжения. Изрегистра. 10 считывается информацияпо шине 17 в микро-ЭВМ, которая анализирует разряды регистра 10, и опре далин, что выполняется операция обмена, считывает по шине 1 1 из регистра 9 информационное слово в регистр общего назначения микро-ЭВМ, и это слово воспринимается как данные.Обобщенный условный переход (ОУП)Операция ОУП служит для синхронизации микро-ЭВМ, входящих в подсистему и является переходной между выполнением системных операций обмена и обобщенного безусловного перехода,Операция ОУП выполняется следующим образом. Микро-ЭВМ, завершившая работу по программе (подпрограмме) параллельной ветви, устанавливает регистр 4 синхронизации по шине 17 и разрешении с четвертого выхода дешифратора 3 в единичное состояние,С выхода регистра 4 по шине 19 сигналсистемной синхронизации, поступает в блок 1. В момент установки всех регистров 4 устройств для сопряжения подсистемы в единичное состояние в блоках 1 вырабатывается сигнал обобщенного условия, который поступает с выхода блока коммутации и по шине 14 заносится в соответствующий разряд регистра 10Одновременно этот . сигнал поступает в блок 11, с выхода которого по шине 17 в микро-ЭВЫ поступает запрос на прерывание, и если микро-ЭВМ отвечает по шине 17 сигналом готовности, то из блока 11 считы,.вается соответствующий вектор прерывания, который по шине 17 поступает в микро-ЭВМ, с выхода регистра 10 текущее слово состояния устройства по шине 17 поступает в микро-ЭВМ, а после этого микро-ЭВМ переходит к следующему этапу параллельных вычислений.Обобщенный безусловный переход (ОБУП)Операция,ОБУП выполняется после операции ОУП, т.е. все микро-ЭВМ переходят к следующему этапу параллельных вычислений, Управление дальнейшим ходом параллельных вычислений берет на себя одна из микро-ЭВМ подсистемы. При этом по шине 17 в дешифратор 3 поступает код, соответствующий операции ОБУП, и на втором и пятом выходах дешифратора 3 появляется сигнал системного ОБУП. Со второго выхода дешифратора 3 этот сигналпоступает через элементы ИЛИ 7 и 8 на управляющий вход регистра 9 и с выхода элемента ИЛИ 7 в соответству" ющий разряд регистра 10 состояния. С пятого выхода дешифратора 3 сигнал ОБУП по шине 18 поступит в блок 1 коммутации. По шине 17 информационное слово записывается в регистр 9 взаи" модействия, а также через блок 1коммутации поступает на шину 12 уст-.ройства, В принимающих устройствахдля сопряжения сигнал поступает сшины 13 через блок 1 коммутации по шива 2 Х з .блок 1 прерывания,с выходакоторого по шине 17 в микро-ЭВМ посту. пает Сигнал запроса прерывания. Кроме того, по шине 14 сигнал ОБУП поступает через элементы ИЛИ 7 и.ИЛИ 8 на управляющий вход регистра 9, разрешая запись в регистр 9 информа.ционного слова по шине 15 через блок 1 коммутации с шины 12. С выхода элемента ИЛИ 7 сигнал ОБУП поступает также в соответствующий разряд регистра 10По прерыванию все микро-ЭВМ 10 переходят на обслуживание устройства для сопряжения. Из регистра 10, считывается информация по шине 17 в микро-ЭВМ, которая анализирует, что выполняется операция ОБУП, и по 15 шине 17 из регистра 9 взаимодействия в микро-ЭВМ считывает информационное слово, которое воспринимается как адрес либо как команда, и все микро- ЭВМ переходят на новую ветвь парал- щ лельных вычислений.1 аким образом, предлагаемое устройство обеспечивает выполнение всех Функций известного при сокращенном объеме оборудования.25Формула. изобретения Устройство для сопряжения однородной вычислительной системы, содержащее блок коммутации, первый и второй информационные и управляющий входы- выходы которого являются соответствен- но первым и вторым информационными и управляющим входами-выходами устройства, блок настройки, дешифратор ЗЗ адреса регистра, первым выходомсоединенный с первым управляющим входом блока коммутации, регистр системной синхронизации, блок взаимодействий, включающий первый и второй эле- Що менты ИЛИ и регистр взаимодействия, регистр состояния и блок прерывания, причем управляющий выход блока коммутации соединен с первыми входами блока настройки, первого и второго элементов ИЛИ, регистра состояния и входом блока прерывания, вход-выход которого соединен с выходом регистра состояния, с выходом регистра взаимодействия, первым входом регистра системной синхронизации, входом дешифратора адреса регистра, вторыч входом блока настройки и вторым инфор. мационным входом-выходом блока ком - мутации, информационный выход котороо соединен с информационным входом регистра взаимодействия и третьим входом лока настройки, четвертый вход которого соединен с первым выходом дешифратора адреса регистра, второй,Ф,третий четвертый и пятый выходы ко.торого соединены соответственно со вторыми входами первого элемента ИЛИ, второго элемента ИЛИ, регистра системной синхронизации и вторым управляющим входом блока коммутации, третий управляющий вход которого соединен с выходом регистра системной синхронизации, второй выход блока настройки соединен со вторым входом регистра состояния, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ЙЛИ, О т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения объема оборудования в блок взаимодействий устройства введен третий элемент ИЛИ,/причем первый вход третьего элемен та ИЛИ соединен с выходом первого элемента ИЛИ второй вход - с выходомРвторого элемента ИЛИа выход - с управляющим входом регистра взаимодействия. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР 9 479103 кл. 6 06 Р 3/04, 1972.2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2713451/18-24, кл. О 06 Р 3/04, 1978 (прототип 1.885989 Составитель В.Вертлибедактор И.Михеева Техред И.Рейвес Корректор С.Щомак лнал ППП фПатент, г. ужгорОд, ул. Проектная 3 10544/70 Тираж 748ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра Подписио комитета СССРи открытийуаская наб., д, 4/5