Устройство начальной синхронизации процессоров в резервированной системе

СОЮЗ СОВЕТСНИ)СОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 828 1)5 С 06 Г 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН синхронизации, Фиксации переднего и заднего Фронтов сигнала, Фиксации сигнала, управления выбором команды, элементы И, ИЛИ, НЕ, стартовые регистры. Цель изобретения достигается тем, что вводимый в синхронньпп режим работы процессор после включения зацикливается на исполнении команды безусловного перехода на саму себя. Работающие процессоры после обработк сообщения о таком состоянии вводимог процессора тоже переходят на выполне ние той же команды. В этот момент происходит подсинхрониэация Фаз вьг" полнения команды, а затем ее автоматическая подмена на другую, напримеркоманду выхода иэ прерывания.Такой алгоритм начальной синхронизации параллельно работающих процессоров позволяет проводить процесс синх рониэации при выключенной системе прерываний, сделать его строго задав ным по времени и свободным от возмог ности появления неконтролируемых сбойных ситуаций. 2 ил.(21) (22) (46) (72) (53) (56) с. 10Ав У 145 ьство СССР11/18, 1986 ств тел тройство ключател Э вьделе стры 4, сигнала 8-11 вьд кои надежности.изобретения - повьппениустройства,и вы Цел 6 ребдежно а, блок ронта с синхрони на они"ной ации ронизации го Фронта сии перед тригге игнала го фро ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕпо изоБРетениям и ОтнРытпРи Гннт сссР ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4626876/2427. 12.8823.10.91, Вюл. )ф 39С.Д.Коновалов и И,С.Короле681.32 (088,8)ТИИЭР, т. 66, М 10, 1978,8, рис. 3.2.торское свидетел643, кл, С 06 Г(54) УСТРОЙСТВО НАЧАЛЬНОЙ СЮХРОНИ ЗАЦИИ ПРОЦЕССОРОВ В РЕЗЕРВИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ(57) Изобретение относится к вычисли тельной технике и может быть использовано в системах обработки информа ции высокой надежности. Цель изобретения - повышение надежности устройа. Устройство содержит переключаь режима работы, блоки вьщеления адреса, вентильные регистры, схему формирования сигнала требования прерывания, блоки вьделения переднего и заднего Фронтов сигнала, триггеры требования синхронизации, начала Изобретение относится к вычисли ельной технике и может быть испольвано в системах обработки информаНа Фиг.1 представлена струк.схема устройства начальной синхрзации процессоров в реэервировсистеме;на Фиг.2 - временные драммы его работы(фиг. 1) содержит пере- жима работы, блоки 2, реса, вентильные реги- схему 7 Формирования ания прерывания, блокипереднего Фронта сигна вьделения заднеготриггер 14 требованиятриггер 15 начала синхр 16 Фиксации заднетриггер 17 Фиксант сигнала, триггер18 Фикс 1 ции сигналатриггер 19 управления выбором команды, элементыИЛИ 20-25, элементы И 26-35, элементы НЕ 36, 37,. стартовые регистры 38,39, вход сброса 40, вход 4 1 строби"рующего сигнала, шину 42 стробируищего сигнала, информационную шину,43,выход 44 сигнала требования синхронизации, выход 45 сигнала синхронизации,10входы 46, 47 сигналов требованиясинхронизации вину 48 сигнаЛа требования синхронизации, выход 49 сигналатребования прерывания, входы 50, 51,сигналов синхронизации, выход 52 сигнала Фиксации фазы входы 53, 54 сигналов требования йиксации: Фаз, уст" вройства,Устройство работает в двух режимах,задаваемых переключателем 1, Еслипереключатель 1 замкнут (режим "ве".дущий") триггер 18 независимо отсигнала на входе 40 "Сброс" будет находиться во взведенном состоянии,высокий уровень на инверсном выходе), В этом случае процессором посгробу на входе 41 через элементИ 27 будет опрошен первый стартовыйрегистр 38 и считан адрес 140000,который является начальным адресомсрограммы кезависимои работы процессоров,Если переключатель 1 разомкнут(режим "ведомый ), триггер 18 послесигнала на входе 40 "Сброс" останется .,35сброшенном сс стоянии, Процессорвьработав посла включения питаниястроб на входе 41, через элементИ 26 считывает содержимое второго40"ч . в:.ет код "17600 М, который эаписыватся в счетсик ьоманд для загрузки команд и их выполнения,По адресу "176 Н 10" находится, регистр с автоматически сменяеиой инФормацией (блок 3 выделения адреса,вентильные"регистрь 5 и 6, элементыИ 28, 29), В зависимости от состоянияригнера 19 при обращении к регистру5 или 6 может бы- ь считая код "777"или "2". Код "777" соответствуеткоманде безусловного перехода на зту55же команду, а код 2 - команде выхопа из прерывания,В режиме "вдм " после включенияпо сигналу на вх .1,С "Сброс" сбра" сывается триггер 16, через элемент ИЛИ 25 триггеры 17, 18 и триггер 14 который своим инверсным выходом сбрасывает триггеры 15 и 19. Поэтому первый после включения питания строб на вине 42 пройдет через элемент И 28 и на шинах 43 АЦРЕС/ДАННИЕ будет нь 1 ставлен код "777". Процессор зациклится на этой команде, будет .ее считывать и исполнять до тех пор, пока не произойдет подмены кода команды. Строб на шине 42 через элемн 128, кроме того, взведет триггер 4 (см. диаграмму на Фиг,2) и в работающую часть мажоритарной системы пойдет требование с выхода 44, г; воряще о том, что включился новый процессср и требуется осуществить начальнуи син":;ронизапию. Строб на шине 42, пройдя через элементы И 28, 32 и 34 и ИЛИ 20, Формирует строб на выходе 45 синхро;"изации, который сообщает процессору,. что данные на шинах 43 (в данном случае,код "777") выставлены, До появления строба на выходе 45 работа процессора йриостанавливается.Процессор будет находиться в ожидании (зациклен) с выставленным требованием на. синхронизации на выходе 44 до тех пор, пока из работающей части системы не придет хотя бь один ответный сигнал требования синхронизации на входе 46 нли 47. Зти ответные сигналы сформируют на выходе элемента ИЛИ 21 сигнал на шине 48.Сигнал на вине 48 в работаищих процессорах обрабатывается по-разному. Сформированный" во вводимом процессоре сигнал с выхода 44 поступает в работающий процессор в виде сигналов со входа 46 или 47, котор"е через элемент ИЛИ 21 и схему 7 вь:":овут по- явление сигнала требования прерывания на выходе 49, Работающие процес оры принимают сигнал с выхода -9 и входят в прерывание-подпрограмму начальной синхронизации. Триггер 18 находится во взведенном состоянии: либо процессор был запущен в режим "ведущий" (переключатель 1 замкнут), либо с ним уже были проведены операции начальной синхронизации, в результате которых триггер 18 оказывается взведенньк. Поэтому, когда процессор переходит к самому моменту синхронизации (программная Передача управления на команду по адресу "176000"), строб на вине 42 обходит схему подсинхронизации Ааз, собранную на базе триггеров 15, 16 и 17. Строп с нины 42 Формирует сигнал на выходе 45 в этом случае через элементы К 28, ИЛИ 31 и 20.После входа процессора в цикл взводится триггер 14 и сигнал с выхода 44 передается во вводимый процессор на вход 46 или 47. Сигнал с шины 48 во вводимом процессоре не вызывает 10 прерывания, так как после включения питания все маски находятся в сброшенном состоянии. Триггер 14 уже взведен и сигнал с шичы 48 через элемент К 30 устанавливает 1 на входе 15 триггера 15, который оудет взведен задним фронтом (т.е. после завершения очередной команды) строба с нины 42 через элемент И 28 и элемент КЕ 37.Взведение триггера 15 запрещает 20 Формирование сигнала на выходе 45 через элемент К 34. Вновь пришедший строб с шины 42 установит на входе триггера 16 "1" по цепи И 28, 32, 33. Триггер 16 будет взведен теперь после 25 прихода первого заднего Аронта сигналов со входа 50 или 51, транслируемых во вводимый процессор из работающих процессоров (с нх выхода 45). Логическая "1" с входа триггера 16 через ЗО элемент И 35 поступает на вход,триггера 17, который будет взведен передним Аронтом сигналов со входа 50 или 51 после первого заднего фронта тех же сигналов. Триггер 17 сбрасывается задним фронтом этих же сигналов, Таким образом, сигнал на выходе триггера 17 в момент синхронизации процессоров повторяет сигналы на входе 50 или 51. Сигнал с выхода триггера 4 О 17 через элемент КЛК 20 формирует поступающий на вход вводимого процессора сигнал с выхода 45, который бып задержан до момента прихода аналогичного сигнала из работающей системы. 45Задним Аронтом сигнала с выхода. триггера 1 взводится триггер 18, Фиксирующий, что синхронизация процессоров, вводимого и работающих, произошла. При этом выключается схема подсинхронизации Ааз - изменяются сигналы на входах элементов И 31, 32,Взведение триггера 18 вызывает установку триггера 19 как во вводимом процессоре так и в Работающихф 55 в которые сигнал с выхода 5 трансли- руется и поступает на вход 53 или 54. Триггер 19 переключает строб на шине 42 на выбор нетилього регистра 6 и. за т, а считывание процессирами,. вместо кода "77" кода "2" (а Ф 1 .2 моменты считывания кода "777" отмечены левой штриховкой, а кода "2" правой), Считывание кода с (коман ды из прерывания) произойдет при следующем обращении процессоров к регистру 4 (при следующем Формировании строба на шине 42). После чтения кода "2 по заднему Фронту строба шины 42 через инвентор 36 будет сброшен триггер 14, что, в свою очередь, повлечет установку в исходное состояние тригоеров 15 и 19.Таким образом, завершив начальную синхронизацию процессоров, предлагаемое ус.тройство оказывается в состоянии, соответствующем режиму "ведущий" а процессор, который вводился в работу, переходит в разряд работающих.Формула из о бр етенияУстройство начальной синхронизации процессоров в резервированной системе, содержащее схему формирования сигнала требования прерывания, первый и второй блоки выделения адреса ко манды, первый и второй стартовые регистры, первьй, второй и третий вентильнье регистры, триггер треоования фсинхронизациитриггер начала синхронизации, триггер Аиксации заднего фронта сигнала, триггер Аиксации переднего фронта сигнала, триггер Аиксации сигнала, триггер управления выбором команды, первый и второй элементы НК, первый-шестой элементы КЛК, первый-десятый элементы И, вход стробирующего сигнала устройства сое динен с.первыми входами первого и второго элементов К, выходы которых подключены к входам считывания соответственно первого.и второго стартовых регистров, выходы которых соединены с информационной шиной устройства, которая подключена к входам первого и второго блоков выделения адреса команды, выход первого .из которых соединен со входом считывания первого вентильного регистра, выход которого и выходы второго и третьего вентильных регистров подключены к информационной шине устройства, выход блока формроваия сигала требова ния прерывания является выходом сиг нала требования прерываия устройства, выход третьего элемента К соединен с Бхоцом перв 01 тО элемйнта НУ, выход которого подключен к синхровходу триггера требования синхронизации, выход четвертого элемента И соединен с входом второго элемента НЕ выход которого подключен к синхровходу триггера начала синхронизации, выход пятого элемента И соедикен с первыми Входами шестого и седьмого элементов И, выход шестого элемента И подключен к инФОрмационному .входу триггера Фиксации. заднего Фронта сигнала, выхоц первого элемента ИЛИ соединен с входом сброса триггера Фиксации переднего Фронта сигнала инйормационный вход которого подключен к выходу восьмого элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом сброса триггера управления выбором команды, выход третьего элемента И 3 й является ВыхОдОм сигняля. Синхронизя1 лли устройства, о т л и ч а ю щ е "- е с я тем, что с целью повышенияЪг НЯДЕжкоСТИ УСтРОйСтВа, В НЕГО ВВЕДЕНЫ ст переключягель режима работы, первый четвертшй блоки выделения передкеГо фронта игнала, первый и второй блоки Выделения заднего Фронта сигкала, входы которых и входы пярвого и Бто С Бого блоков Выделения переднего Фронта сигнала подключены соответственно к:первому и второму входам сигналов синхронизации устройства, а выходы -. к соответствующим входам четвертого и пятого элементов ИЛИ, выход четвер" того элемента ИЛИ соединек с первым Входом перв 01 то элементя ИЛИ и сичхрс Входом триггера Фиксации заднего Фронта СИГНЯЛЯ ПРЯМОЙ ВЫХОД КОТОРОГО СОЯдтпл ДИНЕК С ПЕРВЫМ ВХОДОМ ВОСЬМОГО ЭЛЕ. - мента И, выход пятого элемента ИЛИ подключен к синхровходу триггера Фик- сац;тк переднего Фронта, сигнала, прямо.; выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, а инверсный выход - с синхровходом триггера Фиксации си 1 кала, установочный вход которого подключен ко второму входу первого элемента ИЛИ, входу5 О сброса устройств," Входам установки В "нуль триггера Фиксции. заднего Фронта сигнала и триггера требования 01 ЛНтХБСт НИЗ Я:,1 П 1 с ДИНИт 1 НЬЙ ВХОД КС ТОРО гс соединен с Выходам четвертого эле,мента Иинверсньй Вььходс ВхОДОмустаковки в "тнуль" триггера началасинхро низяции и ВхО дом ус танОВки Б"единицу" триггера управления внооромкоманды, а прямой выход - с Выходомсигнала требования синхронизации устройства и первым вхоцом девятого элемента И, выход которого подключенк инФормационному входу триггера начала синхронизации, прямой и инверсный выходы которого соединены со втсрьтми входами соответственно шес.,"огои седьмого элементов И, выход седьмого элемента И подключен к второмувходу третьего элемента БП, третийи четвертый входы которого соединеныс выходами соотве ственно третьегои десятогс эл:-ментов И, вход логи-,ческой "единиць." устройства подключенк инФОрксаттиокному Входу переключателярежима ра;ты, управляющий входк управляющему входу устройства, авыход = к Входу установки в "нуль"триггера Фтткса 1 тии сигнала, прямой выХОД КОТСтООГО ПОт:тКЛЮт 1 ЕК.КО БТОРтт.Л ВХОДЯМ ПЕРВО,.:О, ПЯТОГС И Б:тСьио: 0 ЭЛЕМЕН 10 В Ит Я ИНБЕРСНЫИ ВЫХОДК ВЬКОДУ ст 11 ткЯлтэ Фикс;.т тьг ттл фазы УстР Оиствавторым Входом второго и десято. О элеМЕНТОВ И И СинкровттСтдтт ТтттЛт. ГЕря уПравлекия Выбором коглндь 1;.ямт:й и инБЕРСНЫЙ БЬ ъодьт КОТОРО 1 С то ИКЕНЫс первьпы Входами сООТБетствен.40третьего и четвертсп,0 з 11:.ментов ИВТОРЫЕ ВХОДЫ КОТОРЫХ тПСЭДКЛЮЧЕК 1 т Квыходу второго блок Выделения адресаКС;МЯНДЫПЕРВ;тй.и Л".тОРОй ВХОДЫ СИГКалов требовЯкия. йтлтксацти ЙЯЗ устрОЙсттт"ВЯ СОЕДИНЕНЫ С ВХОДЯя СООТН:Тт ТВЕННОтретьего и четвертого блок.- э вьцелеНИЯ ПЕРЕДНЕГО ФРОНта, И;. - . - т.л, ВЫХОДЫКОТОРЫХ ПОДКЛЮЧЕНЫ К ССтт 11 т: с ТОТ ЗУЮЩИМвходам второго элемента ИЛ;4 первыйи Второй входы сигналов тртэбовятяиясинхронизации устр Ойства О един еныс соответствующими Входми кестогоЭЛЕМЕНта ИЛ, ЗЫХОД КОТОРЭГт 1 ПОДКЛЮ".ЧЕН КО БТОрСтЛ;т Б 1 СОДу;тЕВЯТО 0 ЭЛЕМЕНта И и входу схемы Аормиров;.Ня сиг-:.нала требовяптля прерывали,1582873 орректор И.Иуска Подписное и при ГКНТ ССС Производств нно" пз;,.течьский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина, 10 Редактор Е. Гирпнс хая Техред А, Кравчук аказ 459 Ь ТиражНИИПИ Государство:иного комитета по иэобрет113035, Москва, Ж, Раушс иям и открыт я наб., д 4