Устройство для сопряжения вычислительных машин в однородной вычислительной системе Советский патент 1984 года по МПК G06F3/04 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании высокопроизводительных вычислительных машин.

По ocнoвнo iy авт.св. f 924692 известно устройство для сопряжения вычислительных машин в однородной вычислительной системе, содержащее группу элементов И, первый информационный вход-выход которой подключен к информационным шинам системы и входу дешифратора адреса, первые входы триггера индивидуального взаимодействия, триггера обобщенного безусловного перехода, триггера начала обмена, триггера окончания обмена, триггера прерывания и триггера обобщенного условного перехода соединены соответственно с выходом дешифратора адреса с входными шинами обобщенного условного перехода, системной синхронизации, прерывания и обобщенного условного перехода устройства, вторые входы с входной шиной сброса уст-ройства, а выходы - соответственно с первым входом первого элемента И, шинами обобщенного безусловного перехода системы и устройства, шинами начала обмена системы и устройства, шинами окончания обмена системы и устройства, шиной прерывания системы и шинами обобщенного условного перехода системы и устройства, второй вход первого элемента И соедине с шинами индивидуального взаимодействия системы и устройства, а выходс первым входом элемента ИЛИ, выходом подключенного к управляющему входу группы элементов И,второй информационный вход-выход которой соединен с информационными шинами устройства, первый и второй входы второго элемента И подключены к соответствующим выходам три1гера прерывания, а выход - к выходной шине прерывания устройства l ,

Недостатком известного устройства является низкая пропускная способность ,

Цель изобретения - повышение пропускной способности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для сопряжения вычислительных машин в однородной вычислительной системе введены две группы элементов И передачи, две группы элементов И приема, реристр обменного слова, триггеры левого и правого конвейерного обмена и третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, причем выхо.цн элементов И передачи первой группы соединены с первой группой шин конвейеного обмена устройства и информационными входами элементов И приема первой группы, выходы которых

и выходы элементов И приема второй группы по,цключены к группе входов регистра обменного слова, группа выходов которого соединена с информационными входами элементов И передачи первой и второй групп , выходы элементов И передачи второй группы соединены с информационными входами элементов И приема второй Группы и второй группой шин конвейеного обмена устройства, второй вход элемента ИЛИсоединен с выходом третьего элемента И, первым входом подключенного к выходу четвертого элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с нулевыми выходами триггеров левого и правого конвейерного обмена, единичные входы которых подключены соответственно к входным шинам левого и правого конвейерного обмена устройства, а единичные выходы соответственно к первым входам пятого и шестого элементов И, вторыми входами соединенных с входной шиной обмена устройства и вторым входом третьего элемента И, выход пя1ого элемента И соединен с управляющими входами элементов И передачи первой группы и элементов И приема второй группы, выход шестого элемента И подключен к управляющим входам элeIvleнтa И приема первой группы и элементов И передачи второй групп первый и второй входы регистра обменного слова соединены соответственно с входными шинами разрешения записи устройства.

На фиг. 1 представлена структура объединения вычислительных машин в систему, на фиг. 2 - блок-схема Предлагаемого устройства.

Одднородная вычислительная система состоит из одинаковых ЭВМ 1-3, которые с помощью устройств 4-6 подключены к некоммутируемым шинам 7 системной магистрали и кольцевому каналу 8, полученному путем соединения информационных шин конвейерного обмена устройств 4-6 в кольцо.

В предлагаемой системе используются дополнительно следующие системные Команды: Правый параллельный конвейерный обмен и Левый параллельный конвейерный обмен которые могут выполняться как программно, так и по прерыванию програг лы.

Вся управляющая информация между ЭВМ в системе передается по шинам 7 .

Устройство содержит (фиг. 2) информационные шины 9 системы, шины 1U конвейерного обмена первой группы устройства, шину 11 обобщенного условпогО перехода системы. шину 12 прер лваний системы, шины 13 и 14 окончания и начала обмена системы, шину 15 обобщенного безусловного перехода системы, шину 16 индивидуального взаимодействия системы, шины 17 конвейерного обмена второй группы, Ш1:ы 18 информационного входа-выхода устройства, входные шины 19-26 разрешения записи, обмена, левого конвейерного обмена, сброса, правого конвейерного обмена, обобщенного безусловного перехода системной синхронизации и прерываний устройства, выходную шину 27 прерываний устройства, входную шину 28 обобщенного условного перехода элементы И 29 и 30 передачи и приема первых групп, элементы И 31 груп пы, дешифратор 32 адреса, триггер 33 индивидуального взаимодействия, элемент ИЛИ 34, регистр 35 обменного слова, третий элемент И 36, элементы И 37 передачи и приема вторых групп, первый 39, четвертый 40, пятый 41 и шестой 42 элементы И, триггеры 43 и 44 левого и правого конвейерного обмена, триггер 45 обоб щенного безусловного перехода, триггер 46 начала обмена, триггер 47 окончания обмена, триггер 48 прерываний, второй элемент И 49 и триггер 50 обобщенного условного перехо да. Шинами 18-28, 11 и 13-16 устройство соединяется с одной из сопряга емых в систему ЭВМ. Устройство работает следующим образом. Все ЭВМ 1-3 системы (фиг. 1) работают параллельно и асинхронно. Все они равноправны, хотя среди них может быть выделена ведущая, что оп ределяется программой работы систем Каждая ЭВМ занимается отработкой независимого участка параллельной программы. Синхронизация работы ЭВМ осуществляется лишь для обмена инфо мацией между ЭВМ. При правом конвейерном обмене все ЭВМ выдают на шины 18 обменное слово,и возбуждают шину 19 записи, в результате чего обменное слово за писывается в регистр 35. Одновремен но с этим возбуждается шина 23, устанавливая триггер 44 в единицу. За тем все ЭВМ синхронизируются по нач лу обмена, для чего они выдают на шину 25 активный сигнал, который ус танавливает триггер 46 в единицу, а триггер 47 в нуль и переходит к опросу состояния шины 14. Появление на шине 14 активного потенциала озн чает, что все ЭВМ системы синхронизировались и готовы к обмену информацией. После этого все ЭВМ активизируют шину 20, потенциал с которой проходит через элемент И 42 на упра ляющие входы элементов И 30 и 3/, Обменное слово из peritcTpa 35 через элементы И 37 поступают на шины 17. По шинам 10 обменное слово от соседнего слева устройства через элемент И 30 поступает в ЭВМ по шинам 18. После обмена все ЭВМ синхронизируются по окончанию обмена, для чего они выдают на шину 22 активный потенциал, обнуляющий триггеры 33, 43-46, 48 и 50, а также регистр 35 и записывающий единицу в триггер 47. Далее все ЭВМ анализируют состояние шины 13. Появление на ней активного потенциала означает, что все ЭВМ обменялись информацией. Синхронизация машин по окончании обмена необходима для ликвидации различия в скоростях их работы. Если при конвейерном обмене передается массив информации, то процесс повторяется. Левый конвейерный обмен произво-. дится аналогичным образом и отличается только тем, что возбуждается щина 21 и триггер 43 устанавливается в единицу. Тогда сигнал обмена с шины 20, проходя через элемент И 41, открывает элементы И 29 и 38, обес печивая тем самым передачу обменно-, |го слова, находящегося в регист|ре 35, на шины 10 (передача влево) и прием обменного слова от правой машиньл с шин 17. При трансляционном обмене, как и при других обменах, все ЭВМ синхронизируются по началу обмена. После синхронизации всех ЭВМ, передающая ЭВМ выставляет на шины 18 обменное слово и все ЭВМ активизируют шину 20, потенциал с которой проходит через элемент И 36 на вход элемента ИЛИ 34 и далее на управляющие входы элементов И 31. Обменное слово через открытые элементы И 31 передающей машины поступает на информационные шины 9, откуда через открытые элементы И 31 поступает по шинам 18 в принимающие ЭВМ. Если осуществляется групповой безусловный переход, то одновременно с появлением управляющего сигнала на шине 20 активизируется шина 24, которая записывает в триггер. 45 единицу. Наличие на шине 15 активного потенциала сообщает приемным ЭВМ, что обменное слово представляет собой команду, подлежащую исполнению. После оконча 1ия обмена словом все ЭВМ синхронизируются, по окончанию обмена. Если при трансляционном обмене передается массив информации, то процесс повторрется. При индивидуальном обмене после синхронизации машин по началу обмена передающая ЭВМ выставляет на шины 18 информацию и одновременно

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ 14АШИН В ОДНОРОДНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ по авт.СВ. 924692, отличающееся тем, что, с целью повышения пропускной способности, в него введены две группы элементов И приема, две группы элементов И передачи, регистр обменного слова, триггеры левого и правого конвейерного обмена и третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, причем выходы элементов И передачи первой группы соединены с первой группой шин конвейерного обмена устройства и информационными входами элементов И приема первой группы, выходы которых и выходы элементов И приема второй группыподключены к группе входов регистра обменного слова, группа выходов которого соединена с информационными входами элементов И передачи первой и второй групп, выходы элементов И передачи второй группы соединены с информационными входами элементов И приема второй группы и второй группой шин конвейерного обмена устройства, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом третьего элемента И, первым входом подключенного к выходу четвертого элемента И, первый и второй входы которого, соединены соответственно с нулевыми выходами триггеров левого и правого конвейерного обмена, единичные входы которых подключены соответственно к входным шинам ю левого и правого конвейерного обме(Л на устройства, а единичные выходы соответственно к первым входам пятого и шестого элементов И, вторыми входами соединенных с входной шиной обмена устройства и вторым входом третьего элемента И, выход пятого элемента И соединен с управляющими входами элементов И передачи первой группы и элементов И приема второй группы, выход шестого элем мента И подключен к управляющим Oi входам элемента И приема первой груп пы и элементов И передачи второй СХ) группы, первый и второй входы ре1 гистра обменного слова соединены оо соответственно с входными шинами разрешения записи устройства.