Устройство для сопряжения вычислительных машин в однородной вычислительной системе

.Ю.А А,Иа ковский ордена Трудового КрМнаго. Знамеэлектротехнический институт связи(71 Заявит Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее дешифратор адреса, триггеры занятости, триггер состояния, элементы ИЛИ 23.Недостатком известного устройства являются узкие функциональные возможности, поскольку при подключении различных ЭВИ требуется перенастраивать блоки сопряжения, и не обеспечивается прерывание программ.Цель изобретения " расширение функциональных возможностей устройст" ва путем обеспечения логики прерывания программ и воэможности под" ключения к обобщенному каналу системы без операции настройки.Поставленная цель достигается, тем, что в устройство для сопряжения вычислительных машин, содержащее триггер начала обмена, триггер обобщенного условного перехода, триггер окончания обмена, дешифратор дреса, группу элементов И, элементтносится к вычислй.и может быть.испольнии высокопроизводи" ельных систем.ройство для сопряжегруппу элементов И, бмена, триггер обобо перехода, элемен" Изобретениетельной техникезовано при создтельных вычислиИзвестно устния, содержащеетриггер началащенного условноты И 113,10Недостатком указанного устройстваявляется низкая надежность и быстродействие вычислительной системы,обусловленные тем, что выход изстроя устройства сопряжения влечет кразбиению всей вычислительной системы на подсистемы, обмен информа-цией между которыми невозможен. Крометого, низкое быстродействие обусловлено необходимостью выполнения операции настройки перед каждым обменоминформацией между машинами системыи отсутствием возможности работы попрерыванию программы,а(5 Ц УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ИАШИН 8 ОДНОРОДНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕИЕ3 92469ИЛИ, причем первый информационныйвход-выход группы элементов И соединен с информационным входом-выходомвычислительных машин, второй информационный вход-выход группы элементов И является информационным входомвыходом устройства, управляющие входы элементов И группы подключены квыходу элемента ИЛИ, первый входкоторого подключен к шине обмена уствройства, входы дешифратора адресаподключены к информационным шинамсистемы, первые входы триггера начала обмена и триггера окончания обмена подключены к шине системной син- ихронизации вычислительных машин,первый вход триггера обобщенногоусловного перехода подключен квходной шине обобщенного условногоперехода устройства, вторые входытриггера начала обмена, триггераокончания обмена и триггера обобщенного условного перехода соединеныс шиной системной синхронизациисоответствующей вычислительной маши-.ны, выход триггера начала обмена подключен к шине начала обмена системы, выход триггера окончания обменаподключен к шине окончания обменасистемы, а выход триггера обобщенного безусловного перехода соединен с шиной обобщенного безусловного .перехода системы, введены триггер индйвидуального взаимодействия, триггер обобщенного безусловного перехода, триггер прерывания и два элемента И, причем выход первого элемента И соединен со вторым входомэлемента ИЛИ, первый вход с шинойиндивидуального взаимодействия системы, а второй вход с выходом триггера индивидуального взаимодействия,первый вход которого соединен с выходам дешифратора адреса, первыйвход триггера обобщенного безусловногв перехода подключен к управляющему входу устройства, первый вход триггера прерывания соединен с шинойпрерывания соответствующей вычислительной машины, выход с первым вхомМ дом второго элемента И, второи вход которого подключен к шине прерывания системы, а выход к выходной шине прерывания устройства, вторые входы . триггера индивидуального взаимодейст" вия, триггера обобщенного безусловно- фф го перехода, триггера обмена, триггера окончания обмена, триггера прерывания и триггера обобщенного услов 2 4ного перехода соединены с входнойшиной сброса устройства, выход триггера обобщенного условного переходаподключен к шине обобщенного безусловного перехода системы, а второйвыход триггера прерывания подключенк шине прерываний системы.На фиг. 1 представлена блок-схемасоединения ЭВИ в однородную вычислительную систему на фиг. 2 - уст.ройство для сопряжения ЭВИ в однородной вычислительной системе.Однородная вычислительная системасостоит из одинаковых ЭВИ 1 - 3,которые с помощью устройства 4-6 сопряжения подсоединены к некоммутируемому системному каналу 7.Устройство для сопряжения содержитинформационную шину 8, шину 9 индивидуального взаимодействия, шину 10обобщенного безусловного переходаОБУП), шину 11 начала обмена, шину12 окончания обмена, шину 13 прерывания, шину 14 обобщенного условногоперехода ОУП), входы и выходы 1522 для подключения к ЭВИ, группу 23элементов И, дешифратор 24 адреса,триггер 25 индивидуального взаимодействия, первый элемент И 26, элементИЛИ 27, триггер 28 обобщенного безусловного перехода, триггер 29 началаобмена, триггер 3 О окончания обмена, триггер 31 прерывания, второйэлемент И 32, триггер 33 обобщенногоусловного перехода,Каждая машина занимается расчетомнезависимо от участка параллельнойпрограммы. Синхронизация их работыпроисходит в момент обмена информацией через системный канал. ЛюбаяЭВИ системы может передавать и принимать информацию, все ЭВИ равноправны. Наращивание системы осуществляется простым подключением новых ЭВИ через свои системные устройства.В любой момент времени в системе может быть только одна передающая машина, приемных либо одна, либо . все остальные машины системы Ионо" польное занятие системного канала осуществляется согласно программе распределения приоритетов.В предлагаемой системе используются следующие известные системные команды: трансляционный 1 групповой) обмен, индивидуальный обмен, обобщенный безусловный переход групповой,5 92 Й 692 6тояние шины 12 окончание обмена.Появление на ней активного потенциала оэнацает, что все ЭВИ системы приняли информацию, переданную по сис"темному каналу. Синхронизация машинпо окончании обмена необходима дляликвидации различия в скоростях ихработы. Если в. трансляционном обменепередается массив информации, топроцесс повторяется.При индивидуальном обмене послевыполнения синхронизации машин поначалу обмена передающая ЭВИ выставляет на шину 15 информационную и одновременно активизирует входную шину 16 обмена. Обмейное слово черезоткрытые элементы И 23 передается нашину 8 системного канала, а,с нихпоступает на вход деаифратора 21 адреса устройства сопряжения 21 прием"ных машин. Каждому устройству сопряжения присвоен свой адрес, поэтомуактивный сигнал на выходе дешифратора появляется лишь в том устройстве,адрес которого совпадает с обменнымсловом, которое интерпретируется вданном .случае как адрес. В приемныхЭВМ на элементы И 23 подан сигналзапрета, так как потенциал на входной шине 16 обмена пассивен, Активныйпотенциал на выходе дешифратора 2 Ьустанавливает триггер индивидуального взаимодействия 25 в единицу .Далее активная ЗВИ выдает управляющий потенциал на вину 16, шину9 индивидуального взаимодействия иодновременно с этим выставляет нашину 15 обменное слово. Так как наобоих входах схемы И 26 приемнойЭВИ оказываются активные уровни,то на ее выходе появляется активный потенциал, который проходитчерез схему ИЛИ 27 и открываетэлементы И 23. Слово обмена с системной информационной шины 8 черезоткрытые элементы И 23 поступает наинформационную шину 15 приемноймашины. обобщенный безусловный переход индивидуальный, обобщенный условный переход.Все системные ксианды могут выполняться как программно, так .и по 5 прерыванию благодаря наличию в устройстве сопряжения логики прерывания. Выполнение системных команд по прерыванию обеспечивает оперативную реакцию на поступающую внешнюю ин" о формацию.Все устройства сопряжения и ЭВИ идентичны и не зависят от места рас" положения в системе. Устройства сопряжения передают и принимают ин" 15 формацию и служебные сигналы из системного канала.Работает устройство для сопряжения следующим образом.При трансляционном обмене все ЭВМ 1 в выдают активный сигнал на шину 19 системной синхронизации, вследствие чего триггер 29 начала обмена устанавлизается в единицу, а триггер 30 окончания обмена 30 сбрасывается. 25 Далее все ЭВМ переходят к опросу состояния шины 1 начала обмена,Появление на анне 11 активного потенциала означает, цто все машины системы синхронизировались и готовы к выполне в нию обмена, после чего передающая ЭВИ выставляет на шину 15 обменное слово и все ЭВМ активизируют шину 6 обмена потенциал с которой проходит через второй вход схемы ИЛИ 27 на управляющие входы группы элементов И. Обменное слово через группу элементов И 23 передающей машины поступает на информационную шину 8 системного канала, откуда через открытые элементы И 23 приемных машин поступает на информационный выход 15. Если осуществляется групповойОБУП, то одновременно с управляющим сигналом на шину 16 активизируется входная шина 17 ОБУП, котораязаписывает в триггер ОБУП единицу,Наличие на шине 1 О ОБУП активногопотенциала заставляет приемйые ЗВИвоспринимать переданное обменноеслово как команду, подлежащую исполнению,После окончания обмена словом,все ЭВИ выдают на шину 18 сброса ак 55тивный потенциал, обнуляюший всетриггеры устройства, а в триггереокончания обмена записывающий единицу. Далее все ЭВМ анализируют сосЕсли осуществляется индивидуальный ОБУП, то одновременно с возбуждением шин 16 и 9 в передающей ЗВИ активизируются шины 17. В этом случае переданное слОво интерпретиру" ется в приемной ЭВМ как команда, подлежащая исполнению, Далее происходит синхронизация машин системы по окончании обмена. Если в диффе" ренцирсванном обмене передается921692 8Формула изобретения массив информации, то процесс повторяется.При реализации обобщенного условного перехода ЭВМ заносят в триггер 33 ОУП единицу, если удовлетворяется некоторый признак (равенст"во нулю, переполнение, отрицательность результата), в противном слу"чае заносится нуль. Далее осуществляется синхронизация машин по на вчалу обмена и происходит спроссостояния системной шины 1 М ОПУ.Если потенциал на шине 14 активный,то значит условие обобщенного перехода выполнено во всех машинах 15и все ЗВМ переходят к следующемушагу вычислений, В противном случаевсе ЭВМ переходят к выполнению другого участка программы по окончании системной команды, т,е, послевыполнения синхронизации машин поокончании обмена..Все описанные выше системные команды могут выполняться также ипо прерыванию программы. В этом 2 зслу ча е а кт ив ная ЭВМ з а писыва ет всвой триггер 31 прерывания единицуактивизируя входную шину 21 прерывания. Пассивный уровень с инверсного выхода триггера 31 предотвра- звщает распространение сигналами преры-, 1вания на выходную шину 20 прерывания в активной ЭВМ. В приемных машинах на второй вход схемы И 32 инверсного выхода триггера 31 подается активный сигнал и поэтому на выходесхемы И 32 появляется активный уровень, поступающий на выходную шину 20 прерывания, вызывая прерывание выполнения программы данной ЗВМ. Да" . в лее выполняется одна из описанных выше системных команд. Применение некоммутируемого системного канала позволяет обойтись беэ рперации настройки перед каждым обменом информацией между машинами системы, что ведет к увеличению производительности вычислительной системы, так как отсутствуют затраты времени на настройку системы. Кроме того введение в систему логики прерывания обеспечивает возможность работы вычислительной сис 55 темы по прерыванию программы, что также позволяет увеличить быстродейс вие и эффективность использования системы. Устройство дпя сопряжения вычислительных машин в однородной вычислительной системе, содержащее триггер начала обмена, триггер обобщенногоусловного перехода, триггер окончания обмена, дешифратор адреса, группу элементов И, элемент ИЛИ, причем первый информационный вход-выход группы элементов И соединен с информационным входом-выходом вычислительных машин, второй информационный вход-выход группы элементов И являет- ся информационным входом-выходом устройства, управляющие входы элементов И группы подключены к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к шине обмена. устройства, входы дешифратора адреса подключены к информационным шинам системы, первые входы триггера начала обмена и триггера окончания обмена подключены к шине системной синхронизации вычислительных машин, первый вход триггера обобщенного условного перехода подключен к входной шине обобщенного условного перехода устройства, вторые входы триггера начала обмена, триггера окончания обмена и триггера обобщенного условного перехода соединены с шиной системной синхронизации соответствующей вычислительной машины, выход триггера начала обмена . подключен к шине начала обмена системы, выход триггера окончания обмена подключен к шине окончания обмена системы, а выход триггера обобщенного безусловного перехода соединен с шиной обобщенного безусловного перехода системы, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения Функциональных воэможностей путем обеспечения логики прерывания программ и возможности подключения к обобщенному каналу системы без операции настройки, в устройство введены триггер индивидуального взаимодействия, триггер обобщенного безус" ловного перехода, триггер прерывания и два элемента И, причем выход первого элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, первый вход с шиной индивидуального взаимодействия системы, а второй вход с выходом триггера индивидуального взаимодействия, первый вход которого соединен с выходом дешифратора адреса, йервый вход триггера обобщенного беэуслов9 924692,. 10ного перехода подключен к управляю- условного перехода соединены с вход. щему входу устройства, первый вход ной шиной сброса устройства, выход триггера .прерывания соединен с шиной триггера обобщенного условного пере- прерывания соответствующей вычисли- хода подключен к шине обобщенного тельной машины, выход с первым вхо-безусловного перехода системы, а дом второго элемента И, второй вход второй выход триггера прерывания которого подключен к шине прерывания подключен к шине прерываний системы, системы, а выход к выходной шине Источники информации, прерывания устройства, вторые входы принятые во внимание при экспертизе триггера индивидуального взаимодейст 1. Авторское свидетельство СССР вия, триггера обобщенного безуслов- й 205377, кп. С 06 Г 15/16 1967, ного перехода, триггера обмена, триг, Патент Сшд И 4038644,гера :окончания обмена, триггера кл. 364-900, опублик. 1977 (пропрерывания и триггера обобщенного тотип).1.Крупенина Техред И. Надь Корр да к ПодписноеСР аз 2819 П "Патент" лиа ВНИИПИ Г по дел113035, М Тираж 732 дарственно изобретени ва, 3-35,го комитета ССй и открытийРаушская наб город, ул, Проектна