Устройство управления для устройства сопряжения однородной вычислительной системы

(56) 1, Авторское свидет1(ф 557358, кл. С( Об Р 3/О2. Авторское свидетелпо заявке )Р 3452380/18-2кл. ( 063/04, 982 (и П льство С( ство СССР ототиг ом устроист локов выбор и четвертым входонаправления обмецо зца лд;оторых образу направления о подключены к в элементов И-Н АЛЫЕ 13 ХОДЫ КОТО т пе группы, вый выхо ходыблока 1 ХОДДМ Е втотретьи т ветс ходыующих роц группобразуютн дпр авл ен 11 пер третий ход бло ыбора входы я обмена, а ор ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИ(54)(57) УСТРОЙСТВО УПРАВ 11 ЕНИЯДЛЯ УСТРОЙСТВА СОПРЯЖЕНИЯ О;1 НОРОД 11 ОЙВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, содержащеегруппу слоков вибора направленияОбмена, первые входы и выходы которых образуют соответственно группывходов поиска и выходов поиска устройства, вторые выходы и входы соединены соответственно с группой выходов признаков синхронизации устройства и с группой выходов дешифратора, группа входов которого является группой информационных в:;одов устройства, третьи входы блоковвыбора направления обмена группыобразуют группу контроль 11 ых входовустройства, причем каждый блок выбора направления обмена группы включает первую группу элементов И-НЕ,первые входы которых образуют первыйвход блока выбора направления обмена, первый элемент И-НЕ, первыйвход которого соединен с вторым водом блока выбора направления обме -на,вторую группу элементов И-НЕ,второй элемент И-НЕ и первый элементНЕ, о т л и ч д ю щ е е с я тем,что, с целью сокращения аппдратурных затрат устройства, в него введе 1 гы блок формирования рельефа, состоящий из группы формирователей импульса, выходами соединенных с группой входов элемента ИЛИ-НЕ, и элемецг И-НЕ перестроения, а в каждый блок выбора направления обмена групп - три элемента И, второй элемент НЕ, формирователь импульса и элемент задержки, причем входы формирователей импульса группы и выход элемента ИЛИ-НЕ блока формирования рельефд соединены соответственно с группой контрольных входов устройства и с выходом перестроения устройства и первым входом элемента И-НЕ перестроения, второй вход которого Р подключен к входу управления режигруппы, пятгяе входы которых соедице 11 ы с входом ицдивидудльцого прикд с 1111 лроцизации усп ройства, выхоэлемента И-НЕ перестроения подключен к шестому входу одного из блоков выбора направления обмена группы, причем в каждом блоке выборанаправления обмена группы выход первого элемента И-НЕ соединен с первым входом второго элемента И-НЕ,группа входов и второй вход которого соединены соответственно с первыми шестЫм 1 зходами блока выбора цдплавления обмена, а выход - с вгорыми входами элементов И-НЕ первой11 соединены с четвертым входом блока выбора направления обмена и через первый элемент НЕ - с первым входом первого элемента И, выходом соединенного с первыми входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента И-НЕ соединен с вто. рым входом второго элемента И и через второй элемент НЕ - с входом пус" ка формирователя импульса, входом элемента задержки и вторым входом 2360третьего элемента И, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходам элемента задержки и формирователя импульсов, входом сброса соединенного с выходом второго элемента И, вторые входы первых элемента И и элемента И-НЕ и выход третьего элемента И являются соответственно вторым и пятым входами и вторым выходом блока выбора направления обмена.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для организации однородных вычислительных систем.Известны системы децентрапизованного обмена информацией, в которыхустройства управления устройств сопряжения содержат блоки выбора направления обмена, включающие одновиб.раторы, и блок формирования рельефа системы группа входов которого ипервая группа входов блока выборанаправления обмена являются группой входов контроля устройства, первая группа выходов каждого блока выбора направления является группойвыходов поиска, вторая группа входов - группой входов поиска, а выход блока формирования рельефа соеди.нен с шиной перестроения 11,Недостатком этих устройств управления является то, что соотношение признаков синхронизации различным приоритетным уровнем работывычислительных машин ВМ), а следовательно, различным подсистемам,осуществляется программно, в результате чего производительность вычислительной системы оказывается низкой.Наиболее близким к предлагаемомупо сущности технического решенияявляется устройство управления дляустройства сопряжения однороднойвычислительной система, содержащеегруппу блоков выбора направленияобмена, первые входы и выходы которых образуют соответственно группывходов и выходов поиска устройства,вторые входы и выходы - группы входов и выходов выделения устройства, а третьи и четвертые входы подключены соответственно к группе конт.рольных входов устройства и группевыходов узла настройки, состоящего 5 из дешифратора, регистра и группыэлементов И, Каждый блок выборанаправления обмена содержит тригруппы элементов И-НЕ, два элемента И-НЕ, элемент ИЛИ-НЕ и элемент 10 НЕ 21,Недостаток этого устройства -сложность и большие аппаратурныеи временные затраты, требующиеся длясинхронизации работы системы обме на.Цель изобретения - сокращениеаппаратурных затрат устройства иснижение времени синхронизацииустройств в системе обмена.20 Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащеегруппу блоков выбора направленияобмена, первые входы и выходы которых образуют соответственно группы 25 входов поиска и выходов поиска устройства, вторые выходы и входы соединены соответственно с группойвыходов признаков синхронизацииустройства и с группой выходов деЗ 0 шифратора, группа входов которогоявляется группой информационныхвходов устройства, третьи входы блоков выбора направпения обмена группы образуют группу контрольных входов устройства, причем каждый блоквыбора направления обмена группывключает первую группу элементовИ-НЕ, первые входы которых образуютпервый вход блока выбора направленияобмена, первый элемент И-НЕ, первыйвход которого соединен с вторым входом блока выбора направления обмена, вторую группу элементов И-НЕ, второй элемент И-НЕ и первый элемент НЕ, введены блок формирования рельефа, состоящий из группы формирователей импульса, выходами соединенных с группой входов элемента ИЛИ-НЕ, и элемент И-НЕ перестроения, а в каждый блок выбора направления обмена 1 О групп - три элемента И, второй элемент НЕ, формирователь импульса и элемент задержки, причем входы формирователей импульса группы и выход элемента ИЛИ-НЕ блока формирова ния рельефа соединены соответственно с группой контрольных входов устройства и с выходом перестроения устройства и первым входом элемента И-НЕ перестроения, второй вход которого подключен к входу управления режимом устройства и четвертым входом блоков выбора направления обменом группы, пятые входы которых соединены с входом индивидуального признака синх ронизации устройства, выход элемента И-НЕ перестроения подключен к щес тому входу одного из блоков выбора направления обмена группы, причем в каждом блоке выбора направления ;обмена группы выход первого элемента И-НЕ соединен с первым в:;одом второго элемента И-НЕ, группа вхоов и второй вход которого соединены соответственно с первым и шестым входами блока выбора направления обмена, а выход - с вторыми входами элементов И-НЕ первой группы, выходы которых образуют первый выход блока направления обмена, а третьи входы подключены к выходам соответствующих элементов И-НЕ второй группы, первые входы которых образуют третий вход блока выбора направления обмена, а вторые входы соединены с четвертым входом блока выбора направления обмена и через первый элемент НЕ - с первым входом первого элемента И, выходом соединенного с первыми входами второго и третьего элементов И, выход второго элемента И-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И и через второй элемент НЕ - с входом пуска формирователя импульса, входом элемента задержки и вторым входом третьего элемента 55 И, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к выходам элемента задержки и формирователя импульсов, входом сброса соединенного с выходом второго элемента И,вторые входы первых элемента И иэлемента И-НЕ и выход третьего элемента И являются соответственно вто-рым и пятым входами и вторым выходомблока выбора направления обмена.На фиг, 1 приведена блок-схемаустройства; на фиг, 2 - функциональная схема-го ( 1 =1,2К, И -число вычислительных машин в системе или предельное число уровнейсинхронизации) блока выбора направле.ния обмена; на фиг. 3 - функциональная схема блока формирования рельефа; на фиг. 4 и 5 - временные диаграммы работы устройства.Устройство (фиг.1) содержит блоки 1 выбора направления обмена, шины 2 группы выходов признаков синхронизации, шины 3 и 4 групп входови выходов поиска, блок 5 формирования рельефа, шины 6 группы контрольных входов, шину 7 входа перестроения устройства, дешифратор 8,шины информационного входа 9 уст-.ройства, управляющие выходы 10 дешифратора, элемент ИЕ 11 перестроения, цншу 12 управления режимоми щицу 13 индивидуального признакасинхронизации,Блок 1 выбора направления обменафиг.2) содержит узлы 14 формирования потенциалов поиска и узел 5управления, Каждый узел 14 формирования потенциала поиска содержитэлементы И-НЕ 16 и 17 второй и первой групп, а узел 15 содержит формирователь 18 импульса (одцовибратор, второй элемент И - НЕ 19, соединенный вторым входом с шиной 20шестого входа блока 1, перный элемент И-НЕ 21, первый элемент И 22,второй элемент И 23, третий элементИ 24, первый элемент НЕ 25, второйэлемент НЕ 26 и элемент 27 задержки.Блок 5 формировация рельефафиг.31 содержит формирователи 28импульсов группы элемент ИЛИЕ 29.На чертежах к обозначает числосмежных данному устройств управ-,ления системы,У тройство работает следующимобразом.По шине 12 из вычислительной машины поступает потенциал, задающийрежим работы устройства. Единичный потенциал задает режим марщру 1112360тизации, нулевой - режим синхронизации,Режим маршрутизации децентрапи- .зованной вычислительной системы характеризуется тем, что в устройствахнз нулевых потенциалов поиска Формируются деревья кратчайших путейс основаниями в тех блоках 1, которые подключены к блокам 5. При этомодновременно в системе формируют- Ося Ц деревьев кратчайших путей,разнесенных в пространстве,Формирование-го дерева кратчайших путей в системе начинается в томустройстве, в котором-й блок 1 шиной 20 подключен к выходу элементаИ-НЕ 11. В каждом устройстве обменом только один из блоков 1 подключен к выходу элемента И-БЕ 11, нричем номера таких блоков 1 в разных 20устройствах не повторяются. Этимсамым обеспечивается разнесение осно.ваний деревьев в пространство и возможность одновременного формнрованиянепересекающихся деревьев.Поскольку формирование деревьевна всех уровнях происходит одновременно, параллельно и совершенно одинаково, то рассмотрим образование деревапроизвольного-го уровня,Пусть на шины 6 с блоков аппаратного контроля, не показанных начертеже, поступают нулевые потенциалы. Это свидетельствует об исправном состоянии всех информационныхмагистралей, связывающих данную ВМ З 5со смежными ВМ. На выходах Формирователей 28 установлены нулевыепотенциалы, а на выходе элементаИЛИ-НЕ 29 и шине 7 устанавливаетсяединичный потенциал.40 На выходе элемента И-НЕ 11 формируется нулевой потенциал, который по шине 20 поступает на элемент45 И-НЕ 19 заданного блока 1. На входы элементов И-НЕ 17 поступают единичные потенциалы с выходов элемента И-НЕ 19 и элементов И-НЕ 16 (рассматривается случай исправного состояния информационных магистралей. Посколь 50 ку на шины 3 поиска поступят единичные потенциапы от блоков 1 смежных устройств, то на шинак 4 блокаФормируются нулевые потенциалы поиска, которые поступают на 1 -е блоки 1 смежных устройств. Нулевой потенциал поиска, появляясь на шине 3 блока 1 смежного устройства, блокирует выдачу нулевого потенциапа поиска по,это.му же направлению. Этим садним исключается образование петель и форми.руется дерево с однонаправленнымиветвями. Нулевые потенциалы поиска на шинах 34 - 31 являются указателями кратчайшего пути при движении по дереву в его основание,в котором расположен блок 5. Следовательно, сигналами включениякоммутаторов магистралей являютсяинвертированные значения входныхпотенциалов поиска, которые используются для управления включениеммаршрутизацией) информационных магистралей вычислительной систеж 1.Задача коммутационной системы сводится к выбору соответствующих сигналов включения, которые однозначноопределяются номером вычислительноймашины - приемником сообщения, которому соответствует свое дерево.При отказе информационной магистрали, объединяющей смежные вычислительные машины системи, на одной из шин 6 появляется единичныйпотенциап, который запускает соответ.ствующий формирователь 28 блока 5формирования рельефа. На выходе Формирователя 28 формируется единичныйпотенциап заданной длительности, который через элемент ИЛИ-НЕ 29 обнуляет шину 7. Имна 7 объединяет всеустройства сопряжения. системы и управляет одновременным перестроением рельефов ( переформированием деревьев кратчайших путей)сразу на всех уровняхво всех устройствах сопряжения систеьы. На выходах элементов И-НЕ 11 вовсех устройствах сопряжения по сигналу на шине 7 одновременно формируются положительные потенциалы,которые разрушают все ранее сформированные деревья кратчайших путей.По окончании времени работы формирователя 28 начинается формированиеновых деревьев кратчайших путей,которые формируются с учетом текущего состояния сети. При этом отказавшие направления (магистрали) блокируются нулевым потенциалом с выходов соответствующих элементов И-НЕ 6. Рассмотрим работу устройства управления обменом в режиме синхронизации. Основное отличие в работе устройства заключается в том, что вычислительная машина в режиме синхрониз ации может инициировать формирова7 1ние дерева на любом уровне. Каждому уровню синхронизации соответствует определенный уровень блоков 1 выбора направления обменом, который задается из ВМ кодом уровня синхронизации, на шинах 9. Кроме того, поскольку каждому уровню синхронизации соответствует конкретная подсистема взаимодействующих (синхронизирующих) вычислительных машин, то на множестве блоков 1 выбора направления обменом одного уровня формируется множество деревьев (по числу синхронизируемых вычислительных машин этого уровня) . Разрушение всех деревьев одного уровня соответствует моменту синхронизации данной подсистемы.В режиме синхронизации вычислительная машина формирует единичный потенциал на шине 13 индивидуального признака синхронизации, код номера уровня синхронизации на шинах 9 и с задержкой нулевой потенциал на шине 12 управления режимом (фиг.4 и 5) . Задержка, равная двукратному времени переключения задержки элемента, необходима для исключения просечек.в переходном процессе переключения с одного режима на другой. В соответствии с кодом уровня синхронизации срабатывает элемент 1-НЕ 21 одного иэ блоков 1 и на входе элемента И-НЕ 19 появляется нулевой потенциал, который формирует дерево соответствующего уровня. Момент готовности данной вычислительной машины к синхронизации определяется обнулением шины 13, что приводит к 12360разрушению ранее сформированного дерева. Одновременно нулевой фронт на выходе элемента И-НЕ 19 (фиг,2) через элемент НЕ 26 запускает формирователь 18. Длительность импульса Т формирователя 18 выбрана так, .чтобы за время Т осуществилась возможность подключения данного блока 1 к другому дереву и этого же уровня О синхронизации.Если в течение Т на входах 3 появится нулевой потенциал поиска, то он подключит данный блокк другому дереву и через элемент И 23 сбросит в ноль формирователь 18 фиг,51.Если в течениен входах 3не появляется нулевой потенциал поиска, то по окончании работы формирователя 18 на выходе элемента И 24 сформируется потенциал обобщенного признака синхронизации, который по шине 2 поступает в соответствующуювычислительную машину, Вычислительная машина, получив сигнал по шине 2, выключает режим синхронизации, установив единичный потенциал на шине 12 (фиг.4 ) н заканчивая цикл 30синхронизации, после чего устройство переключается на режим маршрутизации.Таким образом, при меньших аппаратурных затратах обеспечивается схемное выполнение системных операций синхронизации, что ведет,к повышению производительности однородной вычислительной систеил.1112360 78 Ы 1 ЮА/х Составитель В.Вертлибедактор Е. Папп Техред А,Ач Коррект Заказ 6 Тираж 69 н илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 33НИИПИ Гос по делам13035, Мо дарственного ко изобретений и о ква, Ж, Рауш Подптета СССРрытийая наб., д. 4