Устройство для сопряжения однородной вычислительной системы

. Дроздовск ьство СССР3/00, 1984Я СОПРЯЖЕНИСЛИТЕЛЬНОЙ тся к вычислител усовершенствов ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛОДНОРОДНОЙ ВЪЧИСИСТЕМЫ(57) Изобретение относной технике и являетс нием изобретения по а. с.1117625, Устройство обеспечивает более высокое быстродействие за счет совмещения индивидуального обмена с работой микроЭВМ вычислительной системы. Для повышения быстродействия в устройство введен блок контроля состояния обмена, который с помощью аппаратных средств реализует функции сравнения кодов логических адресов и выработки сигналов индивидуального обмена, При этом микроЭВМ, не участвующие в индивидуальном обмене, не прерывают работы по параллельным программам.1 3. и. ф-лы, 2 ил.(. И С 1 Е М Ц Я Я С Ц Ц Х ПО Ц Р 3 3С Я, СО ).с С ПСЕ ) 1 с 5( С П е 1) 13 И Ч 11 Ы М ф М ц К ц и 011 сь1) Н Ь М К О 1. Т р О Л с Х . .т р а н с,1 я ци 0 ц и ы Й О О.,1 с 3;ицлццдуяльцьй обмен;ОООО И снн ы Й безмс. 013 ны Й 1(.Р С Х О,С ОБУ 11) . ИЗООРС)ецис Относи 1 с 51 к Быс 1 слитсльцой технике и прелназначсцо для госгроения однородных вычислительных сисгем и являет. ся усовершенствованием из(зестного устройств по авт. св. Ла 1117625.Цель изобретения -- повышение быстродействия устройства зз счет совмещения ицдивилусалы(ого обмена с работой микроЗВМ Спст(сх)Ы.Нз фиг. 1 представлена струкгурцая схема устройства; на фиг. 2 -- функционалыЗя схема блока контроля состояния обмена.Устройство ф)г. 1) содержит блок 1 коммутации, блок 2 настройки, состоящий из регистра 3 настройки, первого элемента И," 4, лешифратора 5 кода настройки, де цифратор 6 адреса, блок 7 сис- ТЕМНЫХ ОПЕОс 1 ПИ И, СОСТояЦИИ ИЗ рЕГИСТрс с 8 системных оперяццц и второго элемс Ггз ИЛИ 9, рсгистр 10 состояния, регистр 11 ;Огическо о адреса микроЗВМ, блок 12 прерываний, регистры состояния печати 13, данных печати 14, состояния клавиатуры 15, данных клавиатуры 16, блок 17 контроля состояния обмена, шины 18 первого информационного входа-выхода, шины 19 управ. лпощего входя-выхода, и:формационцый 20 выход блока 1 коммутации, упраляющий 2 выход блока 1 коммутации, пины 22 Бп)- рого информационного входя-ыходз, пицы 23 дЗННЫХ ПЕЧЗТИ И ПИс(Ь 2уПрВЛ 5:10- цих сигналов.Блок 17 контроля (0(.т 051 пя Оомспафиг. 2) содержит с ем25 ря ВнеГия, сст),ре элемента И 26 , В э,;н 5)сп3 1 Е;)О и 31 и,Вя трп ерз 32 и 33 Блок 17 имсет перыи 34)г)орои 3)5 Входы ЛОГцсЕСИ 0 ЗдрЕСИ. ХО, 36 ряЗрЕПСП 151 Инлс 13 ЦДУ с)ЛЪПО 0 ООМСЦс 1, БХОЛ 37 прерывз:)ия ц выход 38.Блок 17 копгро.;51 сосОЯПИ 51 Обсенс ПРС Д) ссс 1 ЧСЦ Л )151 СРЯБ(1(.ПИ Я 1(С)дс) ЛОИЧССКОГ О с 1) С С (1 М ц К р 0 Э В М, П 0 СГТ Ъ П 11 3 ПЕ Г 0 С П 1 ипы 1(8 с кодом гОГичсскО и,срссз сООствепнои микР )В (, 1)РИ на 1 и и)1 с ПГИЯ 1 с 1 нс П 1 ( П Е 1 9 Ц Б Ы Д с) Ч Ц С Р Г Н а. 1 а П с Ч СсВ ( Р- тый )хол элемент ИИ 9со г 1)е,стунИЙ рязр 5 д рсГист)3 10 состяцпя.С С Г И В д И Н ц О.1 б Г 1 0 К С ф И КС ц р Х Е 1 С сС С) 3 П с)- ДП ИС ЛОГИЧЕСКИХ ЗДРССОБ, Г. С. ЕСЛИ В Ц- ДИВИДЗ,ЬНОМ ООМЕЦЕ;(ОЛЖПЗ ,сс 1 С 30 сТЬ сВязцп 53 с (яппьм мстрОЙстом15 (.0- цряжецп 51 ЭВМ. Операция настройки заключается в подключении устройства к и 1(цал) 18 и 19с помоцью блосскоммутации и назначении кзждой микрОЭВМ системы логичесэкого адреса. г)астрое иая информация за)осится в блок 2 настройки, логическийзлрес микроЭВ)Ч 1 в регистр 11 логическогоадреса микроЭВМ. В результате настройкис выхода дешифратора 5 кода настройкина вход блока 1 коммутации поступаетО ицформация, разрешаюсцая прохождение информационных и управляющих сигналов сшин 18 и 19 соответственно на выходы 20и 21, а также с шин 22 и 24 на шины 18 и 19 соответственно.Настроечная информация в блок 2настройки может поступать по шине 22 и1 аличии разрешения с второго выхода де(пифраторз 6 адреса или из другой микроЭВМ по шине 18 и сигналу разрешенияпо шине 1), поступающим через блок 120 коммутации соответственно с выходов 20и 21.,"(ОГР(с)ЕСКИй адрЕС МИКРОЭВМ, СВяЗаННОйс предла гаемым устройством для сопряжеия, поступает Б регистр 11 логического1 дрсса мисроЭВМ по шине 22 при наличии разрсцЗюпего сигнала с седьмого выход лешифратора 6 адреса или из другой микроЭВМ по шине 18 и сигналу раз 1)с инч)ия и; шине 19, полученных черезблс)к 1 коммугци),10 выходам 20 и 21 соответственноо.0 ерзция системной синхронизации реализуется слелук)щим обрззом.МикроЭВМ, завершая работу по про)рзммс )одпрограмме) параллель:юй ветви,ь)лс) и) шине 22 ця лецИп)рятор б ал;)ЕС КОД Сц НР)ЛЯ СНХРОНИЗЗПИИ,Вестии с которь;м с первого выхода леши фратОря 6 сярое я Ю ШИНЕ 24 СИГНЗГсрез блок 1 коммутя(ии поступает в пиу 19. Ол 0 реме)по кол логического алрес дзнюй микроЭВМ постугает с )пиц) 2240 через блок 1 кох)мутации Б пину 18. В каждой из осгальных микроЭВМ системы сиг)ил с шипы ) крез блок 1 и п)инх 21:лск сз коллпеса регистпз 1 О состояния,)сзхг)ьтте чего с цестого выхода де. фрзтора б адрес пя шестой вход ре. гр О состо 5(цня посту ает сигнал чте:)чфх):ии р(.ч)гра 10 состояния, 1312588Проанализировав информацию с регистра 10 состояния и определив, что система вошла в режим системной синхронизации, микроЭВМ выает по шине 22 в дешифратор 6 адреса код адреса регистра 8 системных операций. При этом с четвертого выхода дешифратора 6 адреса на вход чтения регистра 8 системных операций поступает сигнал, в результате чего содержимое регистра 8 системных операций, представляющее собой адрес микроЭВМ, вошедшей в режим системной синхронизации, поступает по шине 22 с микроЭВМ.МикроЭВМ, инициирующая трансляционный обмен, посылает по шине 22 в дешифратор 6 адреса код сигнала, в соответствии с которым с первого выхода дешифратора 6 адреса по шине 24 через блок 1 коммутации этот сигнал поступает в шину 19. Одновременно с этим сигналом из оператвцой памяти микроЭВМ информационное слово поступает по шине 22 через блок 1 коммутации в шину 18.В принимающих устройствах для сопряжения сигнал с шины 19 через блок 1 коммутации, шину 21 и элемент ИЛИ 9 поступает на вход регистра 8 системных операций, разрешая запись в него информационного слова трансляционного обмена, которое поступает с шины 18 через блок 1 коммутации и выход 20. Одновременно сигнал Ст. обм. поступает в соответствующий разряд регистра 10 состояния по его второму входу.Кроме того, с выхода элемента ИЛИ 9 на вход блока 12 прерываний поступает управляющий сигнал, в соответствии с которым блок 12 прерываний по гнине 22 выдает сигнал прерывания в микроЭВМ. Затем микроЭВМ анализирует информацию регистра 10 состояния и читает информационное слово в регистре 8 системных операций так же, как и в режиме системной синхронизации.МикроЭВМ, в программе которой записан оператор индивидуального обмена, посылает по шине 22 через блок 1 коммутации в шину 18 адрес микроЭВМ, с которой она должна взаимодействовать. Одновременно по шине 22 в дешифратор 6 адреса поступает код сигнала индивидуального обмена, который с первого выхода дешифратора 6 по шине 24 через блок 1 коммутации поступает в шину 19.В устройствй для сопряжения остальных машин системы сигнал поступает с шины 19 через блок 1 коммутации и выход 21 на второй вход блока 17 контроля состояния обмена, на первый вход которого код логического адреса, участвующий в индивидуальном обмене микроЭВМ, поступает с шины 18 через блок 1 коммутации и шину 20. Если поступивший код логического адреса микроЭВМ и код логического адреса микроЭВМ, связанный с предлагае 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мым устройством для сопряжения, не совпадают, блок 17 контроля состояния обмена блокирует прохождение сигнала на блок 7 системных операций до поступления любого другого системного сигнала.Если поступивший и хранящийся в регистре 11 логического адреса микроЭВМ коды логических адресов микроЭВМ совпадают, с выхода блока 17 контроля состояния обмена сигнал записывается в соответствующий разряд регистра 3 кода настройки и поступает на четвертый вход элемента ИЛИ 9, с выода которого поступает сигнал разрешения записи информации в регистр 8 системных операций с шины 20.Кроме того, с выхода элемента ИЛИ 9 на вход блока 12 прерываний поступает управляющий сигнал, в соответствии с которым блок 12 прерываний по шине 22 выдает сигнал прерывания в микроЭВМ. Последняя анализирует информацию регистра 10 состояния и, определив, что она является приемником в режиме индивидуального обмена, готовится к приему первого информационного слова в этом режиме.Передача информации в режиме индивидуального обмена осуществляется следующим образом.Передающая микроЭВМ посылает информационное слово в шину 18 в сопровождении сигнала, поступаюгцего в шину 19. В устройстве для сопряжения приемной мик- роЭВМ сигнал с шины 9 через блок 1 коммутации, шину 21 и блок 17 контроля состояния обмена ггоступает в соответствующий разряд регистра 10 состояния и через элемент ИЛИ 9 ца управляющий вход регистра 10 состояния, разрешая запись в него информационного слова, поступающего с шины 18 через блок 1 коммутации и шину 20. Кроме того, с выхода элемента ИЛИ 9 на блок 12 прерываний поступает управляющий сигнал, в соответствии с которым блок 12 прерываний выдает по шине 22 сигнал прерывания в микроЭВМ, Последняя в режиме обработки прерывания считает из регистра 10 состояния вектор прерывания, определив, что выполняется операция индивидуального обмена, считает информационное слово из регистра 8 системных операций так же, как и в режиме системной синхронизации.Лггалогичным образом в приемную микро- ЭВМ передают остальные информаггионные слова, при этом другие микроЭВМ работают по параллельным программам.МикроЭВМ, в программе которой вырабатывается условие ОБУП, посылает по шине 22 в дешифратор 6 адреса код сигнала, при этом с первого выхода дешифратора 6 адреса по шине 24 через блок 1 коммутации сигнал поступает в шину 19. Одновременно с шины 22 через блок 1 коммтанин в шин 18 постмпает адрес команды безусловного перехода.В устройствах для сопряжения всех остальных микроЭВМ сигнал через блок 1 коммутации, шину 20 и элемент ИЛИ 9 разрешает запись в регистр 8 системных операций кола команды ОБУП, который поступаег в него с шины 8 через блоккоммутации и пину 20. Одновременно сигнал записывается в соответствующий разряд регистра 10 состояния по его третьему входу.Кроме того, с выхода элемента ИЛИ 9 на блок 12 прерываний поступает управляющий сигнал, по которому блок 12 прерываний по шине 22 выдает в микроЭВМ сигнал прерывания. ДагСе микроЭВМ анализирует информацию регистра 1 О состояния и считает из регистра 8 системных опе.раций код команды ОБУП так же, как и в режиме системной синхронизации.Устройство для сопряжения в режпме плавающего пультового терминала работает следующим образом.В начальный момент микроЭВМ определяет, что оня находится в режиме пультового терминала. Этот режим обслуживается программной или микропрограммой) каждой микроЭВМ. Программа работает с адресами регистров 13 - 16.МикроЭВМ осуществляет следующие действия.По шине 22 из микро;ЭВМ в дешифратор 6 адреса поступает адрес регистра 5 состояния клавиатуры и с выхода лешифратора 6 адреса на вход регистра5 состояния клавиатуры постуг ает сигнал разрешения считывания, по которому содержимое регистра 15 состояция клавиатуры по шине 22 поступает в микроЭВМ.Если регистр 15 состояния клавиатурынаходится в нулевом состоянии, его опрос продолжается, если в единичном состоя ции - ня дешифратор 6 адреса посту цяет кол адреса регистра 16 данных кла виятуры. С выхода лепифрятора 6 адреса ца вход )Огистра 16 ля,ньь( клавиатуры поступает сигнал разрешения иц 11)ормации с него в иНцу 22. Этот сигнал поступает на вход регистра 15 состояния клавиатуры, сбрасывая его в нулевое состояние и "ем самым ш)лготявлизая его для приема следующей и;формации.Вы во 1, цс печать Осхпесте)515 ется с.)елчОцн м о) р) язох.МикроЭВМ цо ц)ицс 22 в де)цифратор 6адреса посылает алрес регистра 13 состоя НИЯ ПЕ) ЯТЦ, В РЕЗУС ЬТЯТ ЕГО С ВЫХОДЯ дешифряторя 6 адреса ця вход;)егистра 13 состояния це ат)1 поступает сигнал рязре цения считьВяци 51. Ио кот)Ом с выхода регистг)а3 состояпи 51 печати и цице 22 поступ яет его соде рж и м ое.Если регистр 13 состояния печати находится в нулевом состояНи, его о рос про должается, если в единичном сос 1 ояции - ца дешифратор 6 адреса постуает код а;ер(са регистра 14 данных печати. В результате чего с пятого выхода дешифратора 6 адреса ца вход регистра 14 данных печати поступает упрявляющии сигнал разрешения записи информации в регистр 14 данных печа ги с Ницы 22. Кроме того, управляющий сигнал поступает на вход регистра 13 состояния печати, сбрасывая его в нулевое состояние. Одновременно с первого выхода дешифратора 6 адреса по шине 24 через блоккоммутации в ши ну 9 поступает сигнал разрешения печати,а с выхода регистра 14 данных печати по Енине 23 через блок 1 коммутации в шину 18 информация для печати.Устройство в программном режиме работает следу)ощим образом.В принима)ощих устройствах для сопряжения сигнал взаимолеиствия с шиць 19 через блоккоммутации и шину 21 поступает ца входы регистров 15 и 16 состояния и данных клавиатуры, переводя ре:, истр 15 состояния клавиатуры в единичное состояние и разрешая запись информации в регистр 16 данных клавиатуры с шиць 18 через блок 1 коммутации и выход 20.Так как устройство для сопряжения находится в режиме пультового терминала, 25 то микроЭВМ считает информяцик) из регистра 16 ляцных клавиатуры.При выводе на печать сигцал печати информация поступают соответственно сНцн 19 и 18 в устройство лля сопряжения, раоотак)щее в программ)о.",1 режиме.Через блок 1 коммута)пи и вымол 21 сигнал печати поступает в соответству)ОНЕИЙ разряд регистра О состояния по его четвертому входу и через элемент ИЛИ 9 на вход регистра 8 системных операций, разрешая запись в него информации, посту.пающей с шины 8 через олок 1 кохххЕацци и выход 20.Кроме того, с выхода элемента И.1 И 9поступает управляющии сигнал. Но которому б)лок 12 прерываний через шину 22 Выдает сигнал прерь)вания в микроЭВМ. Послед цяя анализирует пеп)опх ациоцц)е слово регистра 10 состоя ия и занисывяег ицфор 8 с и сСм ць х опера НЕ; 1же, как и в режимс сист(:.,Ной сццхроц и 3 е пи и.45 Таким образом, введу)ц); ц известное5 стрОЙствО блОкя кОнт:)ОЛЯ состОЯни обмена и оных связей позволяет существенно умець- ЕЕ 1 ИТЬ ЗаТРЯТЫ ВРЕМЕЕИ Ца РЕЯЛИЗаЦИЮ ОГЕС- рации индивидуального обмеца в х яшинах, не участвую)цих в этом Обмене зя счет реализации функций сравнения колов логцчесКИХ Я,Ц)ЕСОВ И СЕЛСКЦИИ СИГНЯЛЯ ИН "ИВИ.луальцого обмена аппаратно самим устроис ГВО. дл ясОИ 3 я жени я. В резул ьте)те этОГО оеерация ицдивилуалел)ого обмена заверн)ется уже ца цачяльи)й стадии подготовки к Обхенх ицформе 1 цией межлх дв.х)51 )икро- ЭВМ через время срабятывацця соответствхкзщи:( логических э,)емСцтов блока коц 1312588троля состояния обмена, причем микроЭВМ, не участвующие в индивидуальном обмене, вообще не прерывают работу по параллельным программам.Кроме того, аппаратная реализация функции сравнения кодов логических адресов позволяет уменьшить затраты времени на реализацию операции индивидуального обмена в участвующих в этом обмене машинах.Предлагаемое устройство позволяет исключить недостатки, присущие известному устройству при индивидуальном обмене между двумя машинами системы. Работу по параллельным программам вынуждены прерывать до завершения этого обмена все машины и сэкономить, таким образом, Т= (М - 2) 1, единиц машинного времени на каждой операции индивидуального обмена, где 1 - продолжительность одной операциииндивидуального обмена;М - число машин; 20 Т - суммарное машинное время. Формула изобретения1, Устройство для сопряжения однородной вычислительной системы по авт. св, Юо 1117625, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства за счет обеспечения совмещения индивидуального обмена с работой микроЭВМ системы, в устройство введен блок контроля состояния обмена, причем первый и второй входы логического адреса блока контроля состояния обмена подключены соответственно к информационному выходу блока коммутации и к выходу регистра логического адреса микроЭВМ, вход разрешения индивидуального обмена блока контроля состояния обмена подключен к управляющему выходу блока коммутации, вход прерывания и выход блока контроля состояния обмена подключены соответственно к входу блока прерываний и к второму входу второго элемента ИЛИ.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок контроля состояния обмена содержит схему сравнения, четыре элемента И, два элемента НЕ и два триггера, причем первый и второй входы схемы сравнения являются соответственно первым и вторым входами логического адреса блока, выход схемы сравнения подключен к первому входу первого элемента И и к входу первого элемента НЕ,.выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого подключен к входу второго элемента НЕ, к второму входу первого элемента И, к первому входу третьего элемента И и является входом разрешения индивидуального обмена блока, выход второго элемента И подключен к входу установки в 1 первого триггера, прямой выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, выход которого подключен к входу установки в 1 второго триггера, входы установки в О триггеров подключены к выходу четвертого элемента И, первый и второй входы которого соответственно подключены к выходу второго элемента НЕ и к входу прерывания блока, прямой выход второго триггера подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого является выходом блока.Составитель Н. ЗахаревичРедактор .М Бьтанар Техред И. Верес Корректор М. ШарошиЗаказ 3 844/48 Тираж 6 УЗ ПодписноеВНИИПИ Тосударственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий13035, Москва, Ж - 35, Рауьоская наб, д. 4(5Производственно-полиграфическое предприятие, г, ужгород, ул Проектная, 4