Устройство для сопряжения нескольких цвм

ОЮЭ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 29540 Р 13 14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ отехнический й валеков ССС 983 льст 3/04 ЯЖЕНИЯ НЕСк вычисыть исСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Куйбышевский электинститут связи(54) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ СОПКОЛЬКИХ ЦВМ(57) Изобретение относилительной технике и мож пользовано при создании высокопроизводительных вычислительных систем собщей шиной. Целью изобретения является повышение производительности засчет обеспечения возможности оперативной реконфигурации.вычислительносистемы. Устройство содержит блок 1коммутации, блок 2 настройки, дешифратор 3 адреса регистра, регистр 4синхронизации, блок 5 передачи, регистр 6 состояния, блок 7 прерываниятри элемента И 8, 13 и 61, триггер 9отказа, триггер 10 разрешения диагностики, элемент ИЛИ 11, формирователь 12 сигнала отказа, триггер 60включения. 2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при создании высокопроизводительных вычислительных систем с общей шиной и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. У 1067493.Цель изобретения - повышение производительности за счет обеспечения возможности оперативной реконфигура ции вычислительной системы.На Фиг.1 представлена структурная схема устройства для сопряжения нескольких ЦВМ; на Фиг.2 - структурная схема блока коммутации, 15Устройство для сопряжения нескольких ЦВМ (Фиг1) содержит блок 1 коммутации, блок 2 настройки, дешифратор 3 адреса регистра, регистр 4 синхронизации, блок 5 передачи, регистр 6 20 состояния, блок 7 прерывания, первый элемент И 8, триггер 9 отказа, триггер 10 разрешения диагностики, элемент ИЛИ 11, Формирователь 12 сигнала отказа, второй элемент И 13, вход-вы 25 ход 14 сигнала отказа, управляющий вход в вых 15, информационный вход- выход 16, выход 17 признаков настройки блока коммутации, выход 18 кодов настройки блока коммутации, выход 19 сигнала отказа блока коммутации, вход 20 настройки блока коммутации, вход 21 синхронизации блока коммутации, вход 22 сигнала отказа блока коммутации, информационный вход 23 блока ком 35 мутации, вход 24 системных сигналов блока коммутации, первый информационный вход 25 блока настройки, второй информационный вход 26 блока настройки вход 27 блокировки блока настрой ки, первый управляющий вход 28 блока настройки, второй управляющий вход 29 блока настройки, первый 30 и второй 31 выход блока настройки, информаци.онный вход 32 блока передачи первый 45 33 и второй 34 управляющие входы и выходы 35 блока передачи, вход 36 и вход 37 формирователя сигнала отказа, первый 38, второй 39, третий 40 четвер" тый 4 1, пятый 42, шестой 43, седьмой 50 44 и восьмой 45, девятый 46 выходы дешифратора адреса регистра первый 47 и второй 48 информационный входы, управляющий вход 49 и выход 50 регистра состояний, первый 51, второй 52, 55 третий 53 запросные входы и вход-выход 54 блока прерывания, кодовый вход- выход 55 устройства, первый 56, втрой 57 информационный входы, вход 58 очистки и выход 59 регистра синхронизации, триггер 60 включения, третий элемент И 61, вход-выход 62 включения блока 1 коммутации, вход 63 включения блска коммутации, выход 64 включения блока коммутации. Блок коммутации (Фиг.2) может быть выполнен в виде элементов И-НЕ 65-70, элементов И 71- 73, элементов НЕ 74-82, элемента ИЛИ 83В однородной вычислительной системе с общей шиной, построенной с использованием устройства для сопряжения, выполняется следующий набор системных операций: настройка, синхронизация, обмен, обобщенный безусловный переход и диагностика отказов и включения ЦВМ. Операция настройки состоит в подключении устройства для сопряжения через блок 1 коммутации к общей шине системы. Для настройки устройства для сопряжения необходимо занести настроечную информацию в блок 2 настройки. Настроечная информация в блок 2 настройки может поступить из ЦВМ, связанной с предлагаемым устройством для сопряжения по каналу ЦВМ (вход 55), или из другой ЦВМ по общей шине однородной вычислительной системы.Настройка собственного устройства для сопряжения производится следующим образом. Процессор по входу 55 по адресу, соответствующему настройке собственного устройствапередает логическую единицу на вход 25 блока 2 настройки.При этом на входы 25 и 28 блока 2 настройки поступают сигналы логической единицы с входа 55 (из канала ЦВМ) и с выхода 39 дешифратора 3 адреса регистра соответственно, Единица с выхода 31 блока 2 настройки поступает в регистр 6 состояния, в случае опроса которого ЦВМ информируется о настройке своего устройства для сопряжения, и поступает на выход 30 блока 2 настройки. Снятие настройки устройства произвоцится аналогично, но на вход 25 блока 2 настройки необходимо подать логический нуль. С выхода. 30 блока 2 настройки на выход 20 настройки блока 1 коммутации посступает логическая единица, разрешающая прохождение данных через блок 1 коммутации навыход 16 и далее в общую шину системы и обратно.з 1295Настройка устройства дя сопряжения по общей шине системы производится следующим образом.Настраивающая ЦВМ (ею можетбыть только ЦВМ с настроенным устройством для сопряжения) по адресу, соответствующему системной операции "Настройка", передает настроечное слово, в котором кодируется адрес и информация о настройке настраиваемых ЦВМ 1 О системы. 11 ри этом по каналу ЦВМ на . вход 55 и на вход 23 блока 1 коммутации (первые входы элементов И-НЕ 65 на фиг.2) поступает настроечное слово, а с выхода 38 дешифратора 3 адреса регистра на вход 24 системных сигналов (цепь настройка) и первые входы элементов И-НЕ 66-68 и элемента ИЛИ 83 (фиг.2) - импульсный сигнал логической единицы, по которому на иифорО мационный вход-выход 16 устройства для сопряжения поступает настроечное слово, а на управляющий вход-выход 15 устройства - сигнал "Настройка". На все устройства для сопряжения из об щей шины системы поступает сигналНастройка, который через элемент НЕ 76 поступает на управляющий выход 17 блока 1 коммутации, и настроечное слово, которое через элементы НЕ 77 поступает на информационный выход 18 блока 1 коммутации. Сигнал "Настройкапоступает на второй управляющий вход 29 блока 2 настройки, а настроечное слово - на второй информацион 35 ный вход 26 блока 2 настройки. При этом на информационном выходе блока настройки появляется сигнал либо логической единицы (настройка), либо сигнал логического нуля (снятие настройки), что определяется информационной частью настроечного слова.После настройки всех устройств для сопряжения связанные с ними ЦВМ образуют подсистему и переходят к выполнению параллельной программы. В процессе выполнения подсистемой параллельной программы ЦВМ обмениваются информацией, Предлагаемое устройство для сопряжения позволяет осуществлять трансляционный обмен, т.е. когда одна ЦВМ передает, а остальные ЦВМ (входящие в подсистему) принимают информацию.Операции Обмен предшествует11 1155 операция "Синхронизация, которая выполняется следующим образом. 406 41 ВМ, готовая к обмену, устанавливает регистр 4 синхронизации по каналу ЦВМ и при разрешении с выхода 40 дешифратора 3 переходит на опрос соответствующего разряда регистра 6 состояния. С выхода регистра 4 на вход 21 синхронизации блока 1 коммутации (первый вход элемента И-НЕ 70 на фиг.2) поступает сигнал частичной синхронизации, который через элементы И-НЕ 70 и 69 поступает на соответствующую цепь управляющего входа-выхода 15. Когда регистры 4 всех устройств для сопряжения подсистемы установлены, в блоках 1 коммутации (соответствующие элементы НЕ 78-80, И 71-73) вырабатывается сигнал системной синхронизации, который поступает с управляющего выхода 17 блока 1 коммутации и заносится в соответствующий разряд регистра 6 состояния. ЦВМ, проанализировав состояние этого разряда 6 регистра, определяет, что синхронизация выполнена и переходит к операции "Обмен".ЦВМ, в программе которой предусмотрено выполнение передачи в системной операции "Обмен", посылает по каналу ЦВМ в дешифратор 3 код, соответствующий операции Передача", при этом с выхода 38 дешифратора 3 на вход 24 блока 1 коммутации поступает сигнал "Передача" (первый и второй входы элементов И-НЕ 67, ИЛИ 83 соответственно), Информационное слово из оперативной памяти по каналу ЦВМ поступает на информационный вход 23 блока 1 коммутации и по информационному входу-выходу 16 устройства совместно с сигналом "Передача", поступающим на управляющий вход-выход устройства 15, в общую шину системы.В устройства для сопряжения, связанные с ЦВМ, выполняющими прием системной операции "Обмен" из общей шинь 1 системы, поступает информация по информационному входу-выходу 16, сопровождаемая сигналом "Передача", поступающим из общей шины системы по управляющему входу-выходу 15 устройства, Информация через блок 1 коммутации, информационный выход 18 поступает на информационный вход 32 блока 5 передачи, а сигнал Передача" через блок 1 коммутации, управляющий выход 17 - на второй вход управления 34 блока 5 передачи, разрешая запись информации в блок 5 передачи, Одновре 5 1295 менно сигнал "Передача", поступая на первый вход 47 регистра б состояния, устанавливает соответствующий окончанию приема разряд регистра 6 и, поступая на вход 58 очистки регистра 4 синхронизации, очищает его. Из ре 5 гистра б состояния информация по каналу считывается в ЦВМ, которая, проанализировав разряды регистра 6, определяет, что устройством для сопря жения выполнена операция "Прием", и считывает информацию из блока 5 передачи через его выход 35 и канал ЦВМ для чего с выхода 41 дешифратора 3 адреса регистра на вход 33 управления 15 блока 5 передачи поступает сигнал "Логическая единица".Операция "Обобщенный безусловный переход" состоит в том, что одна из ЦВМ подсистемы вызывает прерывание 20 всех ЦВМ подсистемы. ЦВМ, в программе которой предусмотрена инициализация операции "Обобщенный безусловный переход , посылает по каналу ЦВМ в дешифратор 3 код, соответствующий 25 операции "Обобщенный безусловный переход", при этом с выхода 38 дешифратора 3 на вход 24 блока 1 коммутации поступает сигнал ОБП (обобщенный безусловный переход), Информационное 30 слово из оперативной памяти по каналу ЦВМ поступает на информационный вход 23 блока 1 коммутации и по информационному входу-выходу 16 устройства совместно с сигналом ОБП, поступающим 35 на управляющий вход-выход 15 устройства, в общую шину системы.В устройства для сопряжения всех ЦВМ подсистемы из общей шины системы поступает информация по информацион ному входу-выходу 16, сопровождаемая сигналом ОБП, поступающим из общей шины системы по входу-выходу 15 устройства. Информация через блок 1 коммутации, информационный выход 18 пос- А 5 тупает на информационный вход 32 блока 5 передачи, а сигнал ОБП через блок 1 коммутации, управляющий выход 17 - на второй вход 34 управления блока 5 передачи, разрешая запись ин Фбрмации в блок 5 передачи, Одновременно сигнал ОБП поступает на второй запросный вход 52 блока 7 прерывания. При этом блок 7 прерывания посылает через вход-выход 54 в канал ЦВМ сигнал ТПР (требование прерывания), ЦВМ разрешает прерывание посылает в блок 7 прерывания сигнал ППР (предоставление прерывания), При этом блок 7 пре 4066рывания посылает в канал ЦВМ адрес вектора прерывания, соответствующий операции "Обобщенный безусловный переход", ЦВМ переходит на выполнение программы обслуживания обобщенного безусловного перехода, при выполнении которого может использовать информацию, записанную в блоке 5 передачи и уточняющую действия ЦВМ при операции "Обобщенный безусловный переход".Устройство для сопряжения позволяет производить оперативную диагностику в системе. Диагностируются отказ и включение источника питания ЦВМ, выход ЦВМ по той или иной причине из программного режима работы в режим связи с пультовым терминалом и появление ее вычислительной системе.Диагностика отказа осуществляется следующим образом.В устройствах для сопряжения, связанных с ЦВМ, которым поручено следить за состоянием системы, устанавливается триггер 10 разрешения диагностики, сигнал с выхода которого, поступая на второй вход элемента И 8, разрешает прохождение сигнала с выхода триггера 9 отказа через первый вход и выход элемента 0 8 на первый вход управления блока 7 прерывания. Установка и очистка триггера 10 разрешения диагностики осуществляется ЦВМ, для чего по каналу ЦВМ на информационный вход триггера 10 поступает соответствующая информация при разрешении, поступающим на вход синхронизации триггера 10 с выхода 44 дешифратора 3 адреса регистра.При переходе ЦВМ из программного режима в режим связи с пультовым терминалом она начинает обращаться по его адресу. При этом с выхода 45 дешифратора 3 адреса регистра на вход 36 формирователя 12 сигнала отказа поступает серия сигналов, на выходе формирователя 12 появляется сигнал, который поступает на второй вход элемента ИЛИ 11, на выходе которого появляется сигнал, который поступает при настроенном устройстве для сопряжения (на втором входе элемента И 13 - сигнал логической единицы) через элемент И 13 на вход 22 сигнала отказа блока 1 коммутации (вход элемента НЕ 74 на Фиг.2) и через блок 1 коммутации (выход элемента И-НЕ 74 на фиг.2) в общую шину системы через вход-выход 14 сигнала отказа. Одно 7 12 временно сигнал с выхода элемента И 13 поступает на вход 27 блокировки блока 2 настройки. При этом устройство для сопряжения, связанное с неисправной ЦВМ, исключается из подсис темы.При отказе источника питания ЦВМ формируется сигнал ПИТ, который по каналу ЦВМ поступает на первый вход элемента ИЛИ 11 и производит те же действия, что и сигнал с выхода формирователя 12, Во все устройства для сопряжения подсистемы поступает сигнал отказа, который, проходя с входа- выхода 14 сигнала отказа через блок 1 коммутации (элемент НЕ 75 на фиг.2) выход 19 сигнала отказа блока 1 коммутации, поступает на вход установки триггера 9 отказа, устанавливая триггер 9. В устройствах для сопряжения, связанных с ЦВМ, которым "поручено" следить за состоянием системы, сигнал с выхода триггера 9 чер з элемент И 8 поступает на первый запросный вход 51 блока 7 прерывания. При этом блок 7 прерывания посылает через свой вход-выход 54 в канал ЦВМ сигнал ТПР (требование прерывания), ЦВМ разрешает прерывание и посылает в блок 7 прерывания сигнал ППР (предоставление прерывания). При этом блок 7 прерывания посылает в канал ЦВМ адрес вектора прерывания, соответствующий операции нДиагностика отказов". ЦВМ переходит на выполнение программы диагностики отказов.При включении источника питания ЦВМ формируется сигнал "Включение", который по каналу ЦВМ поступает на вход 63 блока 1 коммутации и через выход элемента НЕ 82 (фиг.2) блока 1 коммутации в общую шину системы через вход-выход 62 сигнала включения. Во все устройства для сопряжения подсистемы поступает сигнал "Включение", который, проходя с входа-выхода 62 сигнала включения через блок 1 коммутации (элемент И-БЕ 81 на фиг.2), выход 64 сигнала включения поступает на вход установки триггера 60 включения, устанавливая триггер 60. В устройствах для сопряжения, связанных с ЦВМ, которым поручено следить за95406 35 40 45 50 5105 20 25 30 состоянием системы, сигнал с выходатриггера 60 через элемент И 61 поступает на третий запросный выход блока7 прерывания. При этом блок 7 прерывания посылает через свой вход-выход54 в канал ЦВМ сигнал ТПР. ЦВМ разрешает прерывание, посылая в блок 7сигнал ППР. При этом блок 7 прерывания посылает в канал ЦВМ адрес вектора прерывания, соответствующий операции "Диагностика появления ЦВМ". ЦВМпереходит на выполнение подпрограммыдиагностики появления новой ЦВМ всистеме. Подпрограмма диагностики отказа и появления осуществляет идентификацию отказа и появления ЦВМ, производит реконфигурацию подсистемы и запускает новую конфигурацию в работу. Все ЦВМ подсистемы перед началом работы производят очистку триггера 9 отказа и триггера 60 включения, для чего ЦВМ посылает по каналу ЦВМ в дешифратор 3 адреса коды, соответствующие очистке триггеров 9 и 60. Сброс триггера 60 включения перед началом работы наобходим, так как важно различать событие "Работающая ЦВМ" от события "Появление новой ЦВМ",Формула изобретения Устройство для сопряжения нескольких ЦВМ по авт.св, В 1067493, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, в устройство введены триггер включенияи третий элемент И, причем девятыйвыход дешифратора адреса регистра соединен с нулевым входом триггеравключения, единичный вход которогосоединен с дополнительным выходомблока коммутации, третий вход запроса блока прерывания соединен с выходом третьего элемента И, первый и второйвходы которого соединены с выходами триггера включения и триггера разрешения диагностики соответственно, дополнительный вход блока коммутацииявляется входом устройства для подключения к выходу включения питания ЦВМ,1295406 Составитель С.Пест Техред И.Попович едактор И,Шулл ектор Л, Пилипенко Заказ 619 изводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,Тираж 673 П ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и отк 113035, Иосква, Ж, Раушска