Устройство выбора направления обмена вычислительной системы

)5 6 0 20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР(54) УСТРОЙСТВО ВЫБОРА НАПРАВЛЕНИЯ ОБМЕНА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано припостроении систем с программируемойструктурой. Цель изобретения - расширениеобласти применения устройства эа счет реализации на его основе структур произвольИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении вычислительной системы с программируемой структурой.Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности реализации на его основе структуры произвольных конфигураций, отражающих алгоритмы вычисления.На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - 5 - примеры формирования различных структур; на фиг.6 - вариант узла голосования; на фиг.7 - дешифратор группированного числового кода; на фиг.8 - блок группирования числового четырехраэрядного кода; на фиг.9 - схема .сравнения группированных числовых кодов.Устройство (фиг.1) содержит п (и-число абонентов) блоков 1 приема сигналов поных конфигураций, отражающих алгоритмы вычислений. Цель достигается тем, что е известное устройство, содержащее п блоков приема сигналов поиска. п - число абонентов и блоков выдачи сигналов поиска. и блок управления. в блоки выдачи сигналов поиска введен второй элемент И, а в блок управления - узел голосования. Этап поиска управляется путем голосования по заданному количеству принятых потенциалов поиска, что позволяет на этом этапе сфор мировать требуемые структуры, управляв мые потоком данных, С помоцью сигналов квитироеания инициатор обмена оповещается о завершении формирования структуры и инициализируется процесс ычисления по сформированной структуе.9 ил,иска, и блоков 2 выдачи сигналов поиска и блок 3 управления. Устройство содержит вход (шину) 4 ввода сигналов поиска, вход (шину) 5 ввода сигналое квитироеания, вход (шину) 6 ввода сигналов состояния, вход 7 признака инициатора обмена, обиход 8 (шину) вывода 9 сигналов квитирования, выход (шину) 10 выдачи сигналов поиска, выход (шину) 11 выдачи сигналов состояния, выход 12 готовности сигнала обобщения, вход(шину) 13 программной установки.Блок 1 приема сигналов поиска содержит элемент И 14 и элемент ИЛИ 15, Блок 2 выдачи сигналов поиска содержит первый элемент И 16, элемент НЕ 17 и второй элемент И 18. Блок 3 управления содержит первый элемент И 19, элемент И 20, элемент ИЛИ 21. Узел 22 голосования (фиг.б) содержит регистр 23, дешифратор 24 двоичного кода в группированный числовой код, схему25 и схему 26 сравнения числоьых .;д г Дешифратор 24 (фиг,У) содержит децл. .- тор 27 двоичного кода а поз;гцлоггнг ",;, группу элементов ИЛИ 28 - 30 . Схема 25 (фиг.8) содержит первую группу элементов И 31 - 32, вторую группу элементов И 33 - 35 группу элементов НЕ 36-38, тоетью групгг, элементов И 39 - 41, группу э гементов ИЛИ 42 - 44.Схема 26 (фиг.9) содержит гр;ппу эгг.- ментов И - НЕ 45 - 48, первую группу зл ментов НЕ 4952, элемент ИЛИ 53, г.,;рпь,Р элемент И 54, втсрой элемеггт И 55,;торую группу элементов НЕ 56 - 59; ламент НЕ 60.Устройство работает следующгч: 6 р, - зом.Каждому устройству выбора ггэпрэ-,.ггс ния коммутации спответствцег прпггес- г 1 свой узел комму гации (не покэзаньг).Узлы коммутэцгли соединеньг инг зрг;э , ционными линиями связи и в совокупности образуют физическую рэсггредел:; я,ю структуру информационной сети, Устр,"йства выборэ напрэь, ения обмена, соедиье- ные шинами поиска, витггрования и состояния, образуют управляющую ггнфармационную систему, в точности пов 1 гр г. щую физическую с груктуру г;нформэ. гг,о, и г.сети, Елок выбооа направления омму-г ии соединен с соотве ствющиг г узлом гсгггг;г; г: - ции шинами включения, с помощь,о ке;сггьг,: осуществляется управление ",очаг,ч. ь,;.; управляющей системе с помощью соек г ствующих процессоров назнэчэготсч ройства-инициаторы формирог э г.программируемой струтры. 31 и устр . 1,- вэ помечаются единичньгми потенгг;,эггэ начала системы, Процесс формировэ.гия программггруемг й структуры начинается; устройства-инициатора, Устройство выбора направления обмена, являющееся началом программируемой структуры, с помощьго потенциала признака начала сис;емьг фор мирует полную волну поиска, Угэстгге смежных устройств в процессе поис,. зависит от установленных в них порогов голосования, Величины порогов голосования устанавливаются соответствующими процессорами.Если в устройстве установлен нулевой порог, то оно не участвует в процессе форм 1- рования структуры, Единичн,гй порог разрешает включение устройства по перво му поступающему потенциалу поиска, порог, равный двум, требует наличия кэк минимум двух потенциалов ггсискэ для включения данного устройства в процесс формирования структуры и т.дТаким образом, задавая гэчэло программируемой структуры в нэгальчом устрс,ястве и пороги голосования в промежуточнг х устройствах можно сформировать,;оиз.од г.ую грограммную струк.уру впределах данной физической структуры.5 Процесс формирования программируемой структуры заканчивается в конечных устройстэах, Эти устройства формируютобратную волну квитирования, которая замыкается в устройстве-инициаторе форми 10 рования структуры и оно информируетсоответствующий процессор о завершениифсрмироггания программируемой структуры,При зтогвходные потенциалы квитирочэния гвляготся;г;гналэми включения соотве ств . гьцего узла коммутации,Нэ Фг- 5 приведены примеры форгггровэ гл; рэзлггчных программируемыхструкт.р ггэ физической ст,стуре типа- фиг представлен процесс формироваггия двумерного конвейера, Даннаяструктура используется при реализацииконвегйер;,г,гх волновы вьгчислений. Римскищ циф зли указаньг вершины пороговсо.твстстггг гогцих устройств.На фиг.3 представ,гегг гггюцесс фо, мирования пирамидной сгрукгуры. 1 роцесс формированияструктуры эч г.ееся из угловых устройств30 и зтгк: - ,ч:гч ото в .гентРе.Нэ ф:.гг.4 пр:.дстэвлен процесс формиро;энг,; ор.гноч: ой цепи, а на фиг.5 - дубьгроээнг-г й цепи,П юцессор блока-имитатора по входу Уусттгнэьгггг.,эет единичный по.енциал начал, ,г",г.гемьг.,:,оторый через элемент ИЛИ 21. лементы И 16 в виде потенциалов поискатпэнсг гр гспся по выходу (шине) 10 в смежн - уст рГ 1 ствд по входу 4 ( =-1,2,п) на, зол 22 гопсовэния, порог которого предггэригельгго установлен соответствующимпроце сором по входу 13, Узел 22 голосовангг сравнивает число г оступающих на негопотенциалов пои;ка с заданным порогом ипри дог 1 ижении нулевого порога на его выходе разрешения формируется единичныйпотенциал который через элемент ИЛИ 21вклгогэе 1 элемент 16 узлов выдачи сигналовпо скэ На вьгходэх 10 тех направлений, которьге е помечены входными потенциалачи паиса (имеют единичные потенциалы свьгходов сос:тветствующих элементов НЕ 17),форг г груют ся единичные потенциалы поиска,которые по выходу (шине) 10 транслируютсяв следующие смежные устройства. ЭлементЧЕ )осуществляет направленное распространение эолньг поиска,Гсьи . еличина порога узла 22 голосования 1 лпнэ нулю, то на выходе состоянияФор ируеся единичнг,й погенциал, кото 1624476рый включает те элементы И 18, которые подключены к входным потенциалам поиска. На выходах включенных элементог И 18 формируются единичные потенциалы состояния, которые обратным ходом по выходу (шине) 11 транслируются в смежные устройства, Волна потенциалов поиска достигает конечное устройство. в котором потенциалы поиска или состояния включают все направления, (производит замыканиепотенциалое поиска или состояния по всем входным направлениям). На выходе элемента И 19 конечного устройства формируется единичный потенциал, который г:оступает на первые входы элементов И 14 узлов 1 приема сигналов поиска, На выходах подключенных элементов И 14 формируются единичные потенциалы кеитирования, которые обратным ходом по выходу (шине) 8 транслируются в блок-имитатор формирования структуры. В блоке-имитаторе потенциалы кеитирования или состояния замыкают все входные направления. на выход элемента И 19 формируется единичный потенциал, который поступает на первый вход элемента И 20, на второй вход которого поступает единичный потенциал признака поиска системы. На выходе элемента И 20 формируется единичный потенциал готовности, который по ходу 12 поступает в процессор, информируя его о завершении этапа формирования структуры. Процессор инициирует вычислительный процесс, который развивается е сфопмированной структуре, при этом направление движения вычислительного процесса удаляется единичным потенциалом с еыхадз шины) 9 включения,Код порога по входу 13 (фиг,б) поступает в ре истр 23, откуда в форме параллельного двоичного кода поступает на дешифратор 27 (фиг.7). На выходе дешифратора 27 формируется позиционный код порога, который поступает на элементы ИЛИ 23 - 30 На выходах которых формируется числовой группированный код порога, поступающий на схему 26. Текущий числовой код количества подключенных потенциалов поиска по входам 4 поступает на схему 25, которая фиг.5) осуществляет сдвиг влево всех единичных разрядов числового кода потенциа лов поиска.Если по входам 4 по есел разрядам поступают единицы, то левый значащий разрад со входа 4 через элемент 4 поступает на выход схемы, следующий значащий разряд со входа 4 через элемент ИЛ И 43 поступает на первый вход элемента И 39, на второй вход которого поступает левый значащий разряд. На выходе элемента И 39 формируется следу,ощий разряд группироеаннсго ислоеого кода, Формирование следу ощих разрядсв кода происходит аналогичным образом. При этом на вторые вхо ды элементов И 40 - 41 поступают незначащие разряды входного кода, а потенциалы сканирования единичного кода, которь.е формируются элементами И 31 - 32.Если по входам 4 поступает нулевой 10 код, то на входах схемы 25 группированиябудет также сформиооеан нулевой код, так как в результате сканирования на выходах элементов И 31 - 32 сформированы нулевые потенциалы, которые блокируют элементы 15 И 40 - 41, Любой иной код, поступающий повходам 4 и содержащий комбинацию нулей и единиц, преобразуется с помощью элементов И 33 - 35 и элементов НЕ 36 - 38 гаким образом, что все е-.,иничные разряды 20 будут сгруппированы е левой части выходовсхемы 25, а в правой эсти этих выходов будуг сформированы улееые разряды.По еьходам схемы 26 (фиг.б) поступаетсгр ппироеанный числовой код количества гадключенчых потенциалое поиска, а на другие входы схемы 26 с выхода дсшифратора 24 поступэет сгруппированный числовой код поога.Злел 1; -гч НЕ 49-52 и элементы И НЕ 45 - 48 ос;гщ. ствляют поразрядное сравнение кодов, ре ,ьтат которого форм:руется ча еыхг ег элел;. та И 54. С помощью эгемемтов НЕ 56 59 и з,",=.мента И 55 выявляется нулевой код пора ", а элемент ИПИ 53 выявляет ме нулевой текущий код количества подключенных потенциалов чо.иска. Элемент НЕ 60 блокирует работу схемы 26 сравнения е случае нулевого порога.Такая сдруктура блока выбора напраепений обмена приводит к тому, что этап поиска упраеляется путем .олосоеания по заданному количеству принятых потенциалое гоиска.Это позволяет на этапе поиска сформировать требуемые структуры, управля емые потокам данных, с помощьюсигналов квитирования оповестить инициатор формирования структуры о завершении формирования структуры и приступить к инициагизации процесса вычисления по сформированной сгруктуре, При этом прэаильн;сть последовательной загрузки каждого гроцессорчого алел"гчта обеспечивается на этапе формирования структуры.При этом оргнанизуются структуры, отражающие алгоритмы вычислений, Такое адекватное положение алгоритма вычислений в структуру модульных вычислительных средсге (и роцессорк ых элементов) позволяет совместить гребование специализации вычислительной системы для решения кон 1624476кретной вычислительной задачи с распаллеливанием вычислительного процесса, при котором достигается максимальная производительность, а также с требованием универсальности вычислительных средств, обеспечивающих решение любой требуемой задачи,Формула изобретения Устройство выбора направления обмена вычислительной системы, содержащее и блоков приема сигналов поиска (и - число абонентов), и блоков выдачи сигналов поиска и блок управления, причем каждый 1-й блок приема сигналов поиска (1 = 1,п) содержит элемент И и элемент ИЛИ, каждый 1-й блок выдачи сигналов поиска содержит элемент НЕ и первый элемент И, блок управления содержит первый и второй элементы И и элемент ИЛИ, 1-й вход ввода сигналов поиска устройства соединен с первыми входами элемента И и элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска и через элемент НЕ с первым входом первого элемента И 1-го блока выдачи сигналов поиска, 1-й вход ввода сигналов квитирования устройства соединен с вторым входом элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска и является 1-м выходом вывода сигналов включения устройства 1-й вход ввода сигналов состояния устройства соединен с третьим входом элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска, вход признака инициатора обмена устройства подключен к первым входам элемента ИЛИ и второго элемента И блока управления, 1-й выход вывода сигналов квитирования устройства соединен с выходом элемента И 1-го 5 10 15 20 25 30 35 блока приема сигналов поиска, 1-й выход выдачи сигналов поиска устройства является выходом первого элемента И 1-го блока выдачи сигналов поиска, выход готовности устройства соединен с выходом второго элемента И блока управления, выход элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска подключен к 1-му входу первого элемента И блока управления, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И блока управления и вторыми входами элементов И всех блоков приема сигналов поиска, выход элемента ИЛИ блока управления подключен к вторым входам первых элементов И блоков выдачи сигналов поиска, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет возможности реализации на его основе структур производных произвольных конфигураций, отражающих алгоритмы вычисления, в каждый блок выдачи сигналов поиска введен второйэлемент И, а в блок управления введен узел голосования, причем 1-й вход ввода сигналов поиска устройства соединен с первым входом второго элемента И 1-го блока выдачи сигналов поиска и с 1-м первым входом сравнения узла голосования, при этом 1-й второй вход сравнения узла голосования соединен с 1-м входом программной установки устройства, выход разряжения узла согласования соединен и с вторым входом элемента ИЛИ блока управления, а выход состояния соединен с вторыми входами вторых элементов И блока выдачи сигналов поиска, выходы которых соединены с соответствующими выходами выдачи сигналов состоянияустройства.1624476 5 сло 3 нье Ятначеннаюло сиське к-конец системпоося - + кдилироЮаюе состояние ФигЗакаэ 192 ТиражВНИИПИ Государственного комитета по иэобр113035. Москва, Ж, Рауш Подписноениям и открытиям при ГКНая наб., 4/5