Устройство для сопряжения вычислительныхмашин

Союз Советскик Соцналнстнческнк республикОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 2301.78 (21) 2571458/18-24с присоединением заявки Йо(51)М. Кл. 6 06 Р 3/04 Государствеииый комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 23.0681 ВМ. Глушков, Ю.В. Капитонова, И.Н. НиитенМо,И.А. Овчаренко, Ю.Н. Басов,; Е.И, Бронни, В,Д. Карпови В.В, Преснухин(72) Авторы изобретения Ордена Ленина институт кибернетики АН ука Ой ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХМАШИН О 15 25 Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено дляиспользования в многомашинных вычислительных системах,Известна информационно-вычисли,тельная система, в состав которойвходят два устройства унифицированного сопряжения: устройство унифицированного сопряжения высокопроизводительных устройств и устройствоунифицированного сопряжения внешних устройств, причем первое иээтих устройств применяется для обмена информацией между центральнымии периферийными процессорами, второе обеспечивает обмен между периФерийными процессорами и внешнимиустройствами,В устройствах унифицированногосопряжения высокопроизводительныхустройств и внешнихустройств приме;няется ряд блоков, обеспечивающих:межмашинную связь, в том числе блокочередности коммутации, блок управления коммутацией, блок определенияочередности,устройства,унифицированного сопряжения обеспечивают двустороннююсвязь любой пары входящих в комплексвычислительных средств таким образом,что каждое иэ них может быть как управляющим, так и управляемым. Обмен информацией между двумя устройствами производится сообщениями. Сообщение содержит последовательно выдаваемые посылки, состоящие из байтов с их идентификаторами, Первая посылка в сообщении используется для указания пути обмена и называется коммутирующей, Последняя посылка содержит признак окончания сообщения и приводит к разрыву связи.С целью повышения скорости работы в системе применяется межмашинная связь в обход блоков обмена служебной информацией, входящих в состав стандартных каналов связи вычислительной машины 1,Недостатком такой структуры является необходимость нарушения заводской целостности аппаратуры серийных вычислительных средств при технической реализации многомашинного комплекса. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для связи нескольких вычислительных машин через кодовую магистраль, которое способно коммутировать лоток цифровых по 840867сылок от центральной машины к любойиз. вспомогательных (сателлитных), атакже в обратном направлении,Устройство содержит канал управления, блок дешифрации адреса, магистральный вентиль, блок приоритета, шифратор, Устройство для связинескольких вычислительных машинчерез кодовую магистраль спроектировано применительно к использованиюв централизованных информационновычислительных системах и рассчитанона одновременное соединение ие более чем одной пары входящих в комплекс машин 2 .Однако известное устройство ыепозволяет на базе имеющегося оборудования осуществлять расширение состава многомашинной системы эа счетподключениямашины с новыми для системы типами интерфейса. Согласование форматов данных аппаратурой устройства не производится и эта функция должна быть выполнена математическим обеспечением системы.При необходимости подключенияабонентов нового типа устройство вЦелом должно быть перепроектированои изготовлено заново, поскольку егоЛогическне цепи и внешние соединенияРассчитаны на определенные конкретНые типы каналов связи входящихЭ комплекс вычислительных машин.В известных устройствах межмашинНого сопряжения, функции управленияОбменом информации сосредоточены вОцной иэ машин комплекса, которая,таким образом, играет роль центральной машины. Надежность такойструктуры ограничивается надежностьюФункционирования центральной машиныи при выходе ее из строя межмашиннаясвязь во всей системе прерывается.Кроме того, известные устройствасопряжения обеспечивают одновременный обмен информацией не более, чемв одной паре входящих в систему машин. Помимо этого, при необходимости расширения состава комплексановыми типами машинтребуется разработка и изготовление нового устройства сопряженияЦель изобретения - повышение надежности и вычислительной производительности многомашинных комплексов.Поставленная цель достигаетсятем, что в известное устройство,содержащее блок коммутации, введенагруппа интерфейсных блоков, каждыйиз которых содержит блок управления,блок контроля, блок дешифрации адреса и блок преобразования форматовсообщений, при этом блок коммутацйи содержит группу коммутаторов игруппу блоков приоратета, при этомвходы-выходы коммутаторов группыподключены к первым выходам-входамблока преобразования форматов сообщений, входы блоков приоритета группы соединены с выходами блока формирования запросов, а выходы блоковприоритета группы соединены с соответствующими входами коммутаторов группы, вход-выход блока формирования запросов, первый вход-выход блока управления, второй вход-выход блока преобразования форматов сообщений, первый вход-выход блока контроля являются входами-выходами устройства, третий вход-выход блока ф преобразования форматов сообщенийсоединен со вторым выходом-входом блока контроля, третий вход-выход которого подключен ко второму выходу-входу блока управления, третий 5 вход-выход которого соединен с четвертым выходом-входом блока преобразования форматов сообщений, а выход блока управления соединен со входомблока формирования запросов. Щ На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; наФиг. 2 - пример реализации блокакоммутации для случая четырех абонентных каналов; на Фиг. 3 - блоксхема интерфейсного блока.Устройство 1 содержит блок коммутации, имеющий определенное числоканальных направлений (полюсов) помаксимальному количеству объединяемых в комплекс машин (в данномслучае 4), а также равное им числоинтерфейсных блоков 2-5,причем блок1 коммутации своими входами и выходами подключен ко входам и выходам каждого из интерфейсных блоков З 5 2-5, вторые входы и выходы которыхподключены к шинам стандартных каналов связи вычислительных машинили терминальных устройств, входящих в состав системы.40 Каждое из канальных направлений(полюсов) блока 1 коммутации установлено на определенную приоритетность обслуживания, подключаемыхк нему канальных направлений кон кретных вычислительных машин илитерминальных устройств. Каналыгруппы интерфейсных блоков 2-5, обращенные к блоку 1 коммутации, выполнены в виде унифицированного щ интерфейса связи, единому для всейсистемы, благодаря чему интерфейсные блоки 2-5 могут быть конструктивно и функционально-логическисостыкованы с помощью однотипныхразъемных соединений с, полюсами блока 1 коммутации в соответствии стребуемой приоритетностью обслуживания вычислительных средств, подключаемых через соответствующие иминтерфейсные бдоки 2-5. Каналы свяэи каждого иэ интерфейсных блоков 2-5, обращенные к машинам-абонентам системы, согласованы с интерфейсами этих машин. Таким образом, эа счет использования унифицированного интерфейса связи любая машина в со1 О 20 50 отаве комплекса может быть подключена через соответствующий ей интерфейсный блок к любому полюсу блока1 коммутации. Кроме того, к любомуполюсу блока 1 коммутации вместоканального направления определенной вычислительной машины можетбыть подключен в качестве абонентачерез соответствующий интерфейсныйблок такой же блок коммутациисо своим набором подключенныхк нему машин, и эа счет таких связей вычислительный комплекс можетбыть развернут. в сложную информационно-вычислительную сеть любойгеометрии.Каждый абонент многомашинного 15комплекса посылает через соответствующий ему интерфейсный блок 2-5заявку на обмен с указанием адресадругого абонента и требуемого направления обмена (на прием или напередачу информации). Блок 1 коммутации располагает эти заявки в,очередь в соответствии .с установленной приоритетностью каждого канального направления. Межмашинный обменначинается с настройки логическихцепей устройства межмашинного сопряжения на определенные связи междуабонентами системы путем посылкипо каналам соответствующей служебной информации .об адресах и направ"лениях обмена, после чего черезобразовавшиеся канальные связи передаются определенными посылкамиданные обмена, причем одновременныйобмен информацией может протекатьпараллельно в нескольких парах машин(на фиг.1 в двух парах) эа счет то.го,что цепи блока 1 коммутации имеют1межабонентные связи по типу каждый с каждым и параллельные независимые связи. Прекращение обменапроисходит по сигналу одной из участвующих в обмене машин или по системной команде более высокогоуровня, 45Блок 1 коммутации (Фиг. 2) содержит группу блоков 6-9 приоритета,а также группу коммутаторов 10-13.Количество блоков приоритета и коммутаторов в конкретной реализациизависит от числа требуемых направлений межмашинного обмена (в приведенном примере 4 направления),Входы блоков 6-9 приоритета подключены к шинам запросов унифицированного интерфейса связи, а выходы связаны с входами соответствующих коммутаторов 10-13. Первые,вторые и третьи входы коммутаторов10-13 подключены к шина( передачиунифицированного интерфейса связи, бОВыходы коммутаторов 10-13 подключены к приемным шинам унифицированного интерфейса связи.Техническая реализация блоков6-9 приоритета может быть аналогич на технической реализации блока.приоритета, входящего в состав известного устройства для связи нескольких вычислительных машинчерез кодовую магистраль или блокаопределения очередности, входящегов состав инФормационно-вычислительной системы. Техническая реализациякоммутаторов вытекает иэ их вышеописанных Функций и соответствуетсовокупному действию блока коммутации и магистрального вентиля визвестном устройстве или блоку управления коммутацией в информационно-вычислительной системе.Входа блоков 6-9 приоритета настроены на определенную приоритетность обслуживания, поступающих отабонентов запросов, и на процедуруобмена пропускается то канальноенаправление, которое имеет наибольший приоритет среди подающих заявкина данный блок приоритета. Схемнаяреализация этого принципа осуществляется путем подключения выходовблоков 6-9 приоритета на разрешающие входы элементов и соответствующих коммутаторов 10-13,Таким образом, со стороны каждого абонента возможен как прием, таки передача сообщений к любому другому абоненту, причем одновременномогут обмениваться информацией несколько пар вычислительных машйнв составе комплекса.Интерфейсный блок (Фиг. 3) имеет два направления для подключенияшин связи, К одному направлению(фиг. 3, левая сторона) подключенышины стандартного интерфейса связиабонента, к другому направлению(фиг. 3, правая сторона) подключаются шины унифицированного интерфейса связи, через которые интерфейсный блок конструктивно сопрягается с аналогичным интерфейсным блоком другой машины (в двухмашинном комплексе) или с блоком коммутации (в многомашинном комплексе).Таким образом, в разработанном интерфейсном блоке осуществляется принцип преобразования стандартного интерфейса связи конкретного типа машины в унифицированный интерфейс связи, единый для всей многомашинной системы.В состав интерфейсного блока входит .блок 14 управления 1(каналами связи), блок 15 преобразования Форматов сообщений, блок 16 дешифрации адреса и блок 17 контроля.Блок 14 управления (каналами связи) технически реализуется как широко известная в вычислительной технике схема цифрового логического автомата, микропрограьма которого строится в соответствии с временной диаграммой взаимодействия интерфейсов обменивающихся машин.5 50 Рассмотрим режимы работы интерфейсного блока при связи нескольких разнородных абонентов обмена (вычис-. лительных машин и/или терминальных устройств).Р е ж и м 1, Обмен инициируется по запросу абонента, подключенного к рассматриваемому интерфейсному блоку. По шинам управления стандартного канала связи абонента посылается код запроса на связь с данным адресатом, который дешифрируется блоком 16 дешифрации адреса; При этом возбуждается та выходная шина блока 16 дешифрации адреса, которая соответствует номеру укаэанного адресата, и таким образом передается 5 запрос на связь с этим адресатом через унифицированный канал связи в блок 1 коммутации. Если адресат не готов к обмену (занят,неисправен или др. причины), то соответствую щий сигнал об этом через шины унифици рованного интерфейса связи поступает на вход блока 15 преобразования форматов сообщений, с выхода которого он приходит в блок 14 управления (каналами связи), который, в свою очередь,.приостанавливает попытку обмена. Если же адресат к обмену готов, то в зависимости от требуемого направления обмена возможны 2 случая:а) На управляющих шинах стандартного канала связи абонента выставлен код передачи данных в направлении от абонента к адресату, В этом случае блок 14 управления (каналамй связи) настраивает логические цепи блока 17 контроля и блока 15 преобразования форматов сообщений на передачу информации в направлении слева направо (по фиг. 3) с соответ ствующим преобразованием информационных массивов и систем контроля (например, контрольных разрядов). Когда цепи передачи информации подготовлены, абонент и его адресат 45 получают от блока 14 управления соответствующие сигналы готовности каналов. Затем абонент начинает передачу, а адресат - прием массивов данных. Процесс передачи данных протекает под контролем блока 14 управления (каналами связи), который поддерживает образовавшийся канал обмена открытым до тех пор, пока в системе не будет выработан сигнал разрыва связи между данной па" рой машинуб) На управляющих шинах стандартного канала связи абонента выставлен код передачи данных в направ"ленин от выбранного адресата к абоненту, сопряженному с данным интерфейсным блоком (т.е. в направлении, обратном случаю фаф). В этом случае блок 14 управления (каналами связи) настраивает элементы И логических цепей блока 15 преобразования форматов и блока 17 контроля на передачу информации в направлении справа налево (по фиг. 3). После получения участниками обмена сигналов готовности каналов от блока 14 управления (каналами связи) инициируется процесс передачи данных от, адресата к абоненту, подключенному к рассматриваемому интерфейсному блоку. Конец обмена осуществляется аналогично случаю а.Р е ж и м 2. Обмен инициируется адресатом со стороны унифицированного интерфейса связи . Сигнал запроса на связь с абонентами поступает по шинам унифицированного интерфейса связи на вход блока 15 преобразования форматов сообщений, из которого он передается на блок 14 управления (каналами связи). Если абонент не готов к обмену,блок 14 управления (каналами связи) приостанавливает попытку связи. Если же абонент к обмену готов, то по аналогии с режимом 1 возможны 2 случая:а) На управляющих шинах унифицированного интерфейса связи выстав" лен код передачи данных в направлении от адресата к абоненту (т,е. справа налево по фиг, 3), При этом настройка логических цепей и процесс передачи данных под контролем блока 14 управления (каналами связи) происходит аналогично случаю басф, режим 1;б) На шинах унифицированного интерфейса связи со стороны адресата выставлен код передачи данных от абонента к адресату. Подготовка логических цепей и процесс передачи данных при этом аналогичны случаю а, режим 1.Функции установления приоритетности обмена сосредоточены в блоке 1 коммутации. Вопрос о присвоении; заданного приоритета конкретному абоненту, сопряженному с данным интерфейсным блоком, решается путем подключения унифицированного направления данного интерфейсного блока к определенному полюсу блока 1 коммутации, поскольку все полюсы блока 1 коммутации равнодоступны для подключения интерфейсных блоков разных. абонентов, но каждый полюс имеет свой фиксированный приоритет, который и присваивается подключаемому к нему абонентному направлению,. формула изобретенияУстройство для сопряжения вычислительных машин, содержащее блок коммутации,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения производительности и надежности,в него введена группа интерфейсных блоков, каждый икоторых содержит блок управления, блокконтроля, блок дешифрации адреса иблок преобразования форматов сообщений, при этом блок коммутации содержит группу коммутаторов и группу блоков приоритета,при этом входы-выходыкоммутаторов группы подключены к первым выходам-входам блока преобразования форматов сообщениЯ, входы блоков приоритета группы соединены свыходами блока формирования запросов,а выходы блоков приоритета группысоединены с соответствующими входами коммутаторов группы, вход-выходблока формирования запросов., первыйвход-выход блока управления, второйвход-выход блока преобразованияформатов сообщений, первый входвыход блока контроля являются входами-выходами устройства, третийвход-выход блока преобразованияформатов сообщений соединен со вторым выходом-входом блока контроля,третий вход-выход которого подключен ко второму выходу-входу блокауправления, третий вход-выход которого соединен с четвертым выходомвходом блока преобразования форматовсообщений, а выход блока управлениясоединен со входом блока формированиязапросов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 15 9 402871, кл, 0 06 Р 15/16, 1973. 2. Патент ГДР У 97499,кл. 6 06 Г 15/16,1973 (прототип).