Устройство для сопряжения

,Ч 1 4 ОПИСА ЗОБ РЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТ(56) Авторское свидетельство СССРВ 913360, кл. С 06 Р 13/14, 1980.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено длясопряжения элементарных машин в однородную вычислительную систему и является усовершенствованием устройствапо авт. св. В 913360. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач путем контроля состояния системных магистральных шин для воэможности реконфигурации однородной вычислительной системы. Устройство обеспечивает контроль состояния управляющей 14 и информационной 15 шин магистрали, и при возникновении в них аварийной ситуации (например, при выходе из строя одного или нескольких передающих усилителей блока 1 коммутации) с выхода 30 блока 12 дешифрации состояния магистрали на вход блока 13 блокировки канала поступает управляющий сигнал, по которому блок 13 отключает питание блО- какоммутации по его входу 31, при поступлении управляющего сигнала с триггера 6 признака, если подтвержда% 75132716 ется .неисправность выходных усилителей блока 1 коммутации данного устройстна для сопряжения, Кроме того,с выхода 30 блока 12 через блок 10прерывания и шину 18 связи с микроИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для объединения отдельных мик роЭВМ в однородную нычислительную систему.Целью изобретения является расширение класса решаемых задач путем контроля состояния магистральных шин для возможности реконфигурации однородной вычислительной системы.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства;.На фиг. 2 - структурная схема блока прерывания; на фиг. 3 - структурная схема блока контроля магистрали; на фиг. 4 - сТруктурная схема блока блокировки канала.Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 коммутации, блок 2 настройки, дешифратор 3. адреса регистра, триггер 4 системной синхронизации, регистр 5 взаимодействий, триггер б признака, триггер 7 предоставления канала, триггер 8 требования канала, регистр 9 состояния, блок 10 прерывания, регистр 11 адреса, блок 12 дешифрации состояния магистрали, блок 13 блокировки канала, шину 14 первого входа- выхода устройства, шину 15 второго входа-выхода устройства, шину 16 выхода управляющей информации блока 1 коммутации, шину 17 информационного выхода блока 1 коммутации, шину 18 третьего входа-выхода устройства, управляющий адресный вход 9 блока 1 коммутации, входы 20"23 шины управляющей информации блока 1 коммутации, входы 24-27 блока 2 настройки, выходы 28 и 29 блока 2 настройки выход 30 блока 12 и вход 31 питания блока 1 коммутации. Блок 10 прерывания (фиг, 2) можетбыть реализован в виде элемента ИЛИ32 и триггера 33. ЗВМ диспетчер системы переходит к программе поиска отключенной элементарной машины и перестройке системы,что обеспечивает автоматический выходиз аварийной ситуации. 4 ил,Блок 12 дешифрации состояния магистрали предназначен для фиксациимомента появления сигнала уроння логической единицы на одной из линийшины 14 при наличии на всех линияхшины 15 уровня логического нуля илимомента появления уровня логическойединицы на одной из линий шины 15при наличии на всех линиях шины 14 10 уровня логического нуля.Блок 12 (фиг, 3) контроля можетсодержать схемы 34 н 35 сравнения иэлемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 36. К входамсхемы 34 сравнения необходимо подтключить линии С (сигнал трансляобмционного обмена) 1 С ощ (сигнал Яндивндуального обмена), С 1, (сигнал настройки) и С(сигнал адреса) шины 2 О 14, а к входам схемы 35 сравнения -соответствующие линии информационного слова шины 5.Блок 13 блокировки канала предназначен для отключения передающих усилителей блока 1 коммутации от шин 14и 15 путем отключения питания аппаратуры блока 1 коммутации при поступлении сигналов с блока 12 и триггеРа 6 признакаБлок 13 (фиг. 4) может содержатьэлемент И 37, триггер 38, элементИЛИ 39 и реле 40. Устройство оаботает следующим об 3 б разом,В системе или структуре, построенной с использованием устройства, при совместной работе устройства со связанной с ним микроЭВИ выполня- дО ется следующий набор системных операций: настройка, обмен, обобщенный условный переход, синхронизация и обобщеный безусловный переход. Кроме того, устройство реализует операции В диагностики и блокировки выходныхусилителей блока 1 коммутации в случае возникновения в них неисправности,Операция настройки состоит в подключении устройства через блок 1 коммутации к шинам 14 и 15 и назначениикаждой микроЭВМ логического адреса,При настройке устройства необходимозанести настроечную информацию в блок 102 и логический адрес микроЭВМ в регистр 11, С выхода 28 блока 2 на входблока 1 поступает информация, разрешающая прохождение управляющих и информационных данных с шин 14 и 15 на 15шины 16 и 17 или с шин 18 и 20-23 нашины 14 и 15 устройства.Настроечная информация в блок 2может поступить из микроЭВМ на вход25, связанный с данным устройством, 20по шине 18 при разрешении на входе 27или из другой микроЭВМ - по шине 14и входу 26 при наличии разрешенияиа управляющей шине, 16 по входу 24через блок 1 коммутации. 2 БЛогический адрес микроЭВМ в регистр 11 может поступить из микроЭВМ,связанной с данным устройством, пошине 18 при разрешении дешифратора3 или из другой микроЭВМ по шине 17 30.при разрешении по управляющей шине 16.После настройки всех устройствсистемы связанные с ним и образующиеподсистему микроЭВМ переходят к выполнению параллельной программы. Впроцессе выполнения подсистемой паралелльной программы микроЭВМ обмениваются между собой информацией, Всистеме, построенной с использованиемпредложенного устройства, могут быть 40реализованы как групповые, так и индивидуальные обмены, причем из групповых реализован трансляционный обмен, перед выполнением которого выполняется синхронизация работы всех 45микроЭВМ подсистемы,Операция "Синхронизация" выполняется следующим образом.МикроЭВМ, завершившая работу попрограмме (подпрограмме) параллельной ветви, устанавливает триггер 4 посигналу установки с шины 18 и разрешению дешифратора 3 в единичное состояние и переходит на опрос соответствующего разряда регистра 9. С выхо-. 55да триггера 4 на вход 21 блока 1поступает сигнал частичной синхронизации. В тот момент, когда все триггеры 4 устройств подсистемы установлены в единичное состояние, в блокахвырабатывается сигнал системной синхронизации, который с выхода блока 1 по шине 16 заносится в соответствующий разряд регистра 9. МикроЭВМ, проанализировав состояние данного разряда регистра 9, определяет, что синхронизация выполнена, и переходит к следующему этапу параллельных вычислений.МикроЭВМ, в программе которой предусмотрено выполнение трансляционного обмена (передача), выполняет следующие действия. МикроЭВМ посылает по шине 18 в дешифратор 3 код, соответствующий операции трансляционного обмена, по шине 20 с выхода дешифратора 3 в блок 1 поступает сигнал системного трансляционного обме- .тна (С ). Информационное слово, считанное иэ оперативной памяти микро- ЭВМ, по шине 18 поступает через блок 1 на шину 7, В принимающих устройстввах сигнал С поступает с шины 14обмчерез блок 1 по шине 16 на вход регистра 5, разрешая запись в него информационного слова обмена шины 17. Одновременно с этим сигнал Споступает с выхода блока 1 коммутации по шине 16 в соответствующий разряд регистра 9, Из регистра 9 информация считывается по шине 18 в микроЭВМ, которая анализирует разряды регистра 9. Определив, что выполняется операция трансляционного обмена, микро- ЭВМ считывает по шине 18 иэ регистра 5 взаимодействия информационное слово в свой регистр общего назначения (воспринимается это слово как данные).В случае выполнения индивидуального обмена микроЭВМ, в программе которой состоит оператор индивидуального обмена, выполняет следующие действия.По шине 18 и при разрешении дешифратора 3 в триггер 8 заносится сигнал требования системного канала - "единица".С выхода триггера 8 сигнал требования системного канала поступает на вход триггера 7 и записывается в него в момент разрешения с выхода триггера 6 признака и наличия сигнала разрешения с выхода блока 1, сигнализирующего о том, что системный канал1327115свободен, С выхода триггера 7 сигналзанятости системного канала (Сз)поступает в соответствующий разрядрегистра 9 состояния, сигнализируямикроЭВМ о предоставлении канала, ичерез блок 1 коммутации выводится нашину 14.По шине 14 сигнал Сбг поступаетчерез блоки 1 коммутации на шины 16и на входы триггеров 7 всех остальных 10устройств подсистемы и удерживает ихв нулевом состоянии. С выхода триггера 7 сигнал занятости (нуль) записывается в регистр 9 состояния, сигнализируя связанной с этими устройствами микроЭВМ о занятости системногоканала.После того, как микроЭВМ посылаетсигнал требования канала, она переходит к анализу содеряимого регистра 9 2 Осостояния и, когда появится сигналпредоставления канала, посылает пошине 18 в дешифратор 3 код, соответствующий операции индивидуального обмена, при этом с выхода дешифратора 253 по шине 20 в блок 1 коммутации поступаег сигнал индивидуального обмена,Сигнал С 6 поступает по шинам 16в принимающих устройствах подсистемы ЗОна вход регистра 9 состояния и заносится в соответствующий разряд, Сигнал С поступает также на вход блоика 10,с выхода которого по шине 18в микроЭВМ поступает сигнал прерывания. МикроЭВМ переходит на обслужи"вание устройства, считывая содержимое регистра 9 состояния по шине 18,и определив, что выполняется операцияиндивидуального обмена, считывает по 4 Ошине 18 иэ регистра 11 сйой логический адрес и готовится к считываниюинформации из регистра 5 взаимодейст"вия.45Захватив системньЙ канал, микро" ЭВМ, в программе которой записан оператор индивидуального обмена, посылает по шине 16 адрес микроЭВМ, с которой она должна взаимодействовать, Этот адрес с шины 15 через блок 1 по шине 17 и при разрешении на шине 16 (СО 6 м ) заносится В регистры 5 взаи модействия всех устройств нодсстемы.Из регистра 5 по шине 18 микроЭВМ считывает этот логический адрес и сравнивает его со своим. Если свой и принятый логические адреса не совпадают, то микроЭВМ продолжает работу б 6по параллельной программе, а еслисвой и принятый логические адресасовпадают, то микроЭВМ готовится квыполнению индивидуального обмена,который осущ ствляется между двумямикроЭВМ при наличии управляющегосигнала С,6,После завершения индивидуальногообмена микроЭВМ, инициировавшая обмен, посыпает по шине 18 и при наличии р;.эрешения с дешифратора 3 записывает в триггер 8 сигнал освобождения канала, который поступает втриггер 7 и с его выхода в соответствующий разряд своего регистра 9 состояния и шину 23. БлОк 1 транслируетв шину 14 сигнал с шины 23, которыйзаносится в триггеры 7 всех остальных устройств подсистемы,. разрешаядругим микроЭВМ подсистемы заниматьканал,Сигнал требования канала можетпоявиться одновременно в несколькихустройствах, Чтобы исключить возможность конфликта, т.е, чтобы системный канал был представлен в кажцыймомент времени только одной микроЭВМ,триггеры 6 системы соединены в цепочку образующую сдвиговый регистр, покоторому циркулирует "1. Если каналсвободен, то он предоставлен толькотой микроЭВМ, .в устройстве для сопряжения которой совпадает в данный момент сигнал требования канала и "1"в триггере 6 сдвигового регистра.Так как возникновения запроса на канал ;сигнала требования канала) никак не синхроннзирован с частотой перемещения "1" по сдвиговому регистру, то предоставление канала в случаеодновременного запроса его несколькими микроЭВМ псевдослучайно.Другие микроЭВМ ждут, пока каналне освободится и будет предоставленближайшей из последующих в цепочкемикроЭВМ,В случае возникновения в шине 14или 15 аварийной ситуации последняяустоаняется данным устройством автоматически следующим образом,Аварийная ситуация может возникнуть в шине 14 или 15 в случае выхода из строя одного передающих усилителей блока 1 или другого элементаустройства, связанного с передающимиусилителями. При этом в соответствующей линии шины 14 или 15 устанавливается нерегулируемый активный уровень, 3276который искажает информацию во всех шинах 14 или 15 устройств для сопряжения системы. Защита от аварийной ситуации в шинах 14 или 5 основана5 на том,. что при нормальном функционировании блока 1 коммутации при передаче информации сигналы активного уровня обязательно присутствуют в одной или нескольких линиях какшины 14, так и шины 5. Возникновение сигнала активного уровня в одной или нескольких линиях шины 14 (15) при отсутствии этого сигнала во всех линияхшины 15 (14) расценивается устройством как возникновение аварийной ситуации в шинах 4 и 15. Эта ситуация фиксируется в блоке 12, где на выходе схемы 34 или 35 сравнения появляется сигнал нулевого уровня и на выходе 30 20 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 36 появляется сигнал уровня логической единицы, Этот сигнал записьвается в соответствующий разряд регистра 9 состояния и вызьвает срабатьвание блока 10 пре рьвания, в результате чего в шину 18 поступает сигнал прерьвания. Кроме того, сигнал уровня логической единицы поступает на вход элемента И 37. При срабатывании триггера 6 с выхода элемента И 37 сигнал уровня логической единицы через элемент ИЛИ 39 поступает на управляющий вход реле 40, выэьвая отключение питания схем блока 1 коммутации по его входу 31, Если аварийная ситуация в шинах 14 и 15 вызвана выходом из строя передающих усилителей блока 1 коммутации другого устройства для сопряжения, сигнал уровня "1" на входе элемента И 37 присутствует в течение всего времени действия управляющего сигнала с выхода триггера б, и при его снятии реле 40 вновь подключает питание блока 1 коммутациии по его вхо ду 31. Если аварийная ситуация в шинах 14 и 15 вызвана выходом из строя передающих усилителей блока 1 коммутации данного устройства, при отключении питания блокакоммутации по его входу 31 на выходе 30 блока 12 появляется сигнал уровня "1", срабатывает триггер 38 (на его 1-входе присутствует уровень "1" с выхода триггера 6), и с его выхода через элемент ИЛИ 39 подтверждается сигнал отключения питания на реле 40,1 аким образом, в случае возникновения авар 1 шной ситуации в шинах 14и 5 устройство обеспечивает проверку исправности выходных усилителейблокакоммутации путем кратковре -менного отключения питания блокакоммутации. Если в результате проверки исправности будет установлено,что причиной аварийной ситуации в шинах 14 и 15 являются выходные усилители данного устройства, то послеснятия управляющего сигнала с выходатриггера 6 питание блока 1 коммутацииданного устройства не подключается.При фиксации аварийной ситуациив шинах 14 и 5 процесс проверки исправности блоков 1 коммутации устройств, сопрягающих связанные с нимимикроЭВМ в однородную вычислительнуюсистему, происходит в системе последовательно, регламентируется срабатыванием соотвествующего триггера 6каждого устройства и заканчиваетсяпосле отключения неисправного блокакоммутации,Кроме того, предложенное устройство наряду с реализацией процесса автоматической диагностики и блокировки неисправных усилителей блока 1коммутации инициирует процесс перестройки структуры путем прерывания вычислительного процесса во всех мик- роЭВМ системы. При этом микроЭВМ-диспетчер системы в режиме обработки прерывания считьвает содержимое регистра 9 состояния и, определив, что выполняется операция автоматической диагностики и блокировки неисправности, через время, необходимое для последовательного срабатывания триггеров 6 всех подключенных к системе устройств в режиме индивидуального обмена, проводит тестирование элементарных машин, выявляет элементарную машину с отключенным блоком коммутации и перераспределяет при необходимости программы параллельной обработки.Формула изобретенияУстройство для сопряжения по авт. св. 9 93360, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых задач устройства путем контроля состояния системных магистральных шин для возможности реконфигурации однородной вычислитель9 327)6ной системы, в него введены блок дешифрации состояния магистрали и блок блокировки канала, причем первый и Второй входы блока дешифрации состояния магистрали подключены соответстб венно к первому и второму входам-выходам устройства, а выход - к второму входу блока блокировки, информационным входом соединенного с выходомтриггера признака, а выходом " с входом питания блока коммутации и четвертым информационным входом регистрасостояния, пятый информационный входкоторого соединен с выходом блока дешифрации состояния магистрали и вторым входом блока прерывания.1327116 оставитель В, Верехред И.Попович рректорА яско аказ 3391/4 б Тираж 672 ИИПИ Государственного комите по делам изобретений и откр 3035, Москва, Ж, Раушская Подписи