Устройство для сопряжения ЭВМ в вычислительной системе с децентрализованным арбитром магистрали Советский патент 1987 года по МПК G06F13/36 G06F15/16 

регистр синхронизации, вьтолненный на триггерах 12-14. Посредством входов-выходов 15-22 и 68, 69 устройство подключается к общей шине и ЭВМ соответственно. В системе возможны следующие типы взаимодействий между ЭВМ в процессе решения задачи: наст ройка, обобщенный безусловный переход, захват магистрали, траисляцион

1

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для сопряжения ЭёМ в однородную вычислительную систему с общей магистралью.

Цель изобретения - повышение производительности обмена.

На фиг, 1 представлена структурна схема устройства для сопряжения ЭВМ в вычислительной системе с децентрализованным арбитром магистрали; на фиг. - функциональные схемы блока коммутации, блока настройки, блока управления, блока системной синхронизации, узла регистра данных, блока прерывания, блока синхронизации индивидуального обмена соответственно; на фиг. 9 - алгоритм работы децентрализованного арбитра магистрали.

Устройство содержит (фиг. 1) 6IIOK 1 коммутации, блок 2 настройки, блок 3 управления, блок А системной синхронизации, узел 5 регистра данных, блок 6 прерывания, блок 7 синхронизации индивидуального обмена, вход 8 присвоенного адреса ЭВМ, счетчик 9, мультиплексор 10, элемент И-НЕ 11, регистр синхронизации, выполненный на трех триггерах 12-14, информационный вход - выход 15 магистрали системы, входы-выходы 16-22 управления, настройки, адресного разряда, синхронизации и, , синхронизации Й„ , синхронизации й , захвата канала блока 1 коммутации образуют его второй информационный вход-выход, который является входом-выходом управления магистралью системы.

Блок 1 коммутации (фиг. 21 имеет следующие функциональные входы и выходы: первый информационный вход 23 вход 24 разряда индивидуальной с инх291997

ный обмен и индивидуальный обмен. Разрешение конфликтных ситуаций при одновременном обращении к общей шине нескольких ЭВМ достигается посредством децентрализованного арбитра, причем общая шина предоставляется ЭВМ, подключенной к устройству сопряжения, на входе 8 которого установлен более старший код. 1 з.п.ф-лы, 9 ил.

ронизации, вход 25 разряда системной синхронизации, входы 26 разрядов признаков настройки, трансляционной передачи, индивидуальной передачи и обобщенного безусловного перехода, вход 27 чтения признака, выход 28 и вход 29 разряда признака настройки, первый 30 и второй 31 информационные выходы, вход 32 адресного разряда,

О вход 33 синхрониз ации 9-, , выход 34 разрядов состояния Управляющей магистрали системы, BxoftbV 35-37 синхро- низаци и (, , 51, захвата магистрали. Позициями 38-40 обозначены вы ход, вход синхронизации и информационный вход блока 2 настройки соответственно, позициями 41-67 - входы и выходы соответствующих блоков, позициями 68 и 69 - управляющий и инфор мационный входы - выходы ЭВМ.

Блок 1 коммутации (фиг. 2) может состоять из элементов НЕ 70-72 с открытым коллекторным выходом, элементов 2И-НЕ с 73-82 открытым коллекторным выходом, элементов НЕ 83-85, элементов И 8.6 и 87, элемента ЗИЛИ 88 и элемента 2ИЛИ 89.

Блок 2 настройки (фиг. З) может состоять из мультиплексора 90, мультиплексора 91, элемента 92 задержки, элемента И 93, триггера 94, дешифратора 95. Мультиплексоры могут быть выполнены в виде переключателя либо в виде перемычки, соединяющей

одну из входных линий с выходом.

Блок 3 у11:равления (фиг. 4) состоит из элементов И 96-98, первого де- шифратора 99 управления, второго дешифратора 100 управления, элемента 101 задержки, элемента ИЛИ 102, регистра 103 команды.

Блок 4 системный синхронизации (фиг. 5) состоит из элемента И-НЕ 104 с открытым коллекторным выходом элемента НЕ 105, триггера 106 системной синхронизации.

Узел 5 регистра данных (фиг. 6) состоит из элемента ИЛИ 107, элемента 108 задержки, регистра 109 данных, группы элементов И-НЕ 110 с открытым коллекторным выходом.

Блок 6 пре)ывания (фиг. 7) может состоять из триггера 111 разрешения прерывания, триггера 112 запроса прерывания, триггера 113 сигнала ответа СИП, элемента НЕ 114, элементов И-НЕ 115-117 с открытым коллек- торньм выходом перемычек 118.

Блок 7 синхронизации индивидуального обмена (фиг. 8) состоит из триг гера 119 индивидуальной синхронизации, триггера 120 режима, элемента 2И-ИЛИ-НЕ 121, элемента НЕ 122,. элемента И-НЕ 123 с открытым коллекторным выходом.

Каждой ЭВМ системы присваивается свой адрес, который задается на входе 8.

Однородная вычислительная система, построенная на основе предлагаемых устройств является системой с общей магистралью. Такая система позволяет осуществлять решение сложных задач, которые невозможно решить на одной ЭВМ ввиду недостаточных быстродействия, объема памяти и показателей надежности. Решение осуществляется методом разбиения сложной задачи на подзадачи, которые могут выполняться одновременно. При этом каждая подзадача решается на своей ЭВМ. Связь между подзадачами реализуется посредством взаимодействия между ЭВМ системы.

Имеются следующие типы взаимодействия (операций): захват магистрали, настройка, трансляционный обмен, обобщенный безусловный переход, индивидуальный обмен.

Операция настройки заключается в присвоении одной или нескольким ЭВМ признака, указьшающего, згчаствует ли данная ЭВМ в системных взаимодействиях. Этот признак запоминается триггером 94 блока 2 настройки. Операцию настройки осуществляет одна йапе- ред заданная ЭВМ системы, которая называется настраивающей ЭВМ.

91997 4

Операция трансляционного обмена заключается в том, что все настроенные ЭВМ системы разбиваются на два подмножества. В первое подмножество с входит одна ЭВМ, которая производит передачу (трансляцию) массива данных во все ЭВМ второго подмножества. Трансляционный обмен является групповой операцией и вьтолняется синхрон10 но в каждой ветви (ЭВМ) параллельной программы.

Операция обобщенного безусловного перехода заключается в том, что одна ЭВМ системы вызывает прерывание всех

15 остальных ЭВМ и транслирует им разъясняющее прерывание слово.

Операция индивидуального обмена заключается в том, что все настроенные ЭВМ системы разбиваются на три

20 подмножества. В первое подмножество входит одна ЭВМ, которая производит передачу (трансляцию) массива данных во все ЭВМ второго подмножества. Третье подмножество составляют ЭВМ, не

25 участвующие в индивидуальном обмене. Операции обобщенного безусловного перехода и индивидуального обмена могут инициироваться любой (настроенной) ЭВМ системы в любой момент

30 времени. При одновременном выходе на эти операции двух и более ЭВМ могут возникать конфликтные ситуации ввиду необходимости разделения общего ресурса - магистрали системы.

35 Для разрешения конфликтных ситуаций вводится операция захват магистрали, которая осуществляется посредством децентрализованного арбитра. Результатом этой операции является

40 то, что обладательницей магистрали становится лишь одна ЭВМ, даже если на это претендовало несколько. И лишь этой ЭВМ разрешается инициировать операции обобщенного безусловно-

45 го перехода или индивидуального обмена.

В ходе каждого системного взаимодействия ЭВМ происходит ввод или вы- Q вод информации через информационную шину 69 ЭВМ, мультиплексироваянзпо во времени. Вначале ЭВМ выставляет ад- рее, а затем по этому адресу производит прием (передачу) данных. Про- гс цесс.обмена ЭВМ с устройством координируется с помощью управляющей шины 68 ЭВМ.

Устройство представляется ЭВМ как набор регистров, каждый из которых

5

имеет свой адрес. Каждой системной операции соответствует определенная процедура обменов между ЭВМ и этими регистрами. При передаче адреса он поступает по информационной шине 69 ЭВМ на входы регистра 103 и входы элемента И 98. Запоминание адрес в регистре 103 осуществляется по сигналу Запись адреса, который поступает по управляющей шине 68 ЭВМ на синхровход регистра 103.

Вьшод данных через информационну шину 69 ЭВМ сопровождается сигналом

Вывод, который поступает по управНастраивающая ЭВМ производит вывод настроечного слова по адресу регистра настройки При этом на выходе 43 блока 3 управления появляется сигнал Сн, который поступает н 5 вход 26 блока 1 коммутации и далее через элемент НЕ 72 с открытым коллекторным выходом проходит на настро ечный вход-выход 17 блока 1 коммутации и с него в соответствующую линию

ляющей шине 68 ЭВМ на вход элемента И 96, на второй вход которого поступает сигнал с регистра 103, Выход элемента И 96 подключен к входу стро- бирования дешифратора 99, и при вьшоде информации в какой-нибудь регистр магистрали системь, а через элемент устройства на соответствующем выходе 2Ш1И 89 сигнал Сн поступает на пер- дешифратора 99 появляется управляющий сигнал.

Управляющие сигналы настройки (Сн) трансляционной передачи (Стп), индивидуальной передачи (Сип), обобщенного безусловного перехода (Собп) по25

вые входы элементов 2И-НЕ 82 с откры тым коллекторным выходом, разрешая прохождение через эти элементы настроечного слова, которое поступает с информационной шины 69 ЭВМ через вход 23 блока 1 коммутации на вторые входы элементов 2И-НЕ 82. С выходов элементов 2И-НЕ 82 настроечное слово через вход-выход 15 блока 1 коммутации поступает на соответст линии магистрали системы.

ступают на выход сигнала передачи блока управления 43. Управляю дие сигналы записи, счета, сброса и записи разрешения прерывания (ЗпРПР) поступают соответственно на выходы 44, 46 47 и 49 блока 3 управления.

При вводе информации из устройства в ЭВМ передача адреса происходит, как и при вьшоде. Затем ЭВМ посылает сигнал ввода, который по управляющей шине 68 ЭВМ поступает на первый вход элемента И 97, на второй вход которого поступает сигнал с выхода регистра 103. Выход элемента И 97 подключен к входу стробирования дешифратора 100, и при вводе .информации из какого-нибудь регистра устройства на соответствующем выходе дешифратора 100 появляется управляющий сигнал. Управляющие сигналы чтения признаков (ЧтПР) и чтения регистра (ЧтРГ) поступают соответственно на выходы 45 и 48 блока 3 управления.

Кроме того, в цикле ввода (вывода сигнал с выхода элемента И 97 (96) через элемент ИЛИ 102 и элемент 101

задержки как сигнал ответа СИП посту- гс ном из выходов которого появляется пает на управляюшую шину 68 ЭВМ, сиг- сигнал. Номер-этого выхода соответ- нализируя ЭВМ о том, что данные ус- ствует номеру группы, настраиваемой тановлены (приняты) на (с) инфор- данным настроечным словом, это на- мационную шину 69 ЭВМ. В цикле вво- строечное слово настраивает только

да по сигналу СИП ЭВМ считмвает данные с информационной шины 69 ЭВМ и заканчивает цикл, а в цикле вывода по этому сигналу ЭВМ просто заканчивает цикл

Рассмотрим реализацию системных операций с помощью устройства сопряжения.

Операция настройки.

Настраивающая ЭВМ производит вывод настроечного слова по адресу регистра настройки При этом на выходе 43 блока 3 управления появляется сигнал Сн, который поступает на 5 вход 26 блока 1 коммутации и далее через элемент НЕ 72 с открытым коллекторным выходом проходит на настроечный вход-выход 17 блока 1 коммутации и с него в соответствующую линию

магистрали системь, а через элемент 2Ш1И 89 сигнал Сн поступает на пер-

вые входы элементов 2И-НЕ 82 с открытым коллекторным выходом, разрешая прохождение через эти элементы настроечного слова, которое поступает с информационной шины 69 ЭВМ через вход 23 блока 1 коммутации на вторые входы элементов 2И-НЕ 82. С выходов элементов 2И-НЕ 82 настроечное слово через вход-выход 15 блока 1 коммутации поступает на соответст- линии магистрали системы.

Из магистрали системы настроеч- ftoe слово и сигнал Сн поступают во рее устройства сопряжения. Настроеч- юе слово через вход-выход 15 блока 1 коммутации, элементы НЕ 85 посту- пает на выход 30 блока I коммутации и затем на информационный вход 40 блока,2 настройки. Одновременно через вход-выход 17 блока 1 коммутации и элемент НЕ 84, сигнал Наст

ройка поступает на вход 39 блока 2 настройки (сигнал Сн).

Младшие разряды (00...12) настроечного слова с входа 40 поступают на входы мультиплексора 90, который подключает одии из разрядов, соот- ветствующий номеру ЭВМ в группе, к информационному входу триггера 94.

Старшие разряды (13. ,.15) настроечного слова с входа 40 поступают на входы дешифратора 95 группы, на од

712

те ЭВМ, у которых мультиплексор 91 установлен в положение, соединяющее этот (активный) выход дешифратора 95 с выходам мультиплексора 91. При этом с выхода мультиплексора 91 на первый вход элемента И 93 поступает сигнал, разрешающий прохождение сигнала Сн, который с входа 39 через элемент 92 задержки поступает на второй вход элемента И 93, и затем на вход синхронизации триггера 94, устанавливая его в состояние, соответствующее информации на информа- и(ионном входе.

Таким образом, за одно настроечное слово можно настроить 13 ЭВМ, триггеры 94 которых устанавливаются в О или 1 в соответствии с информацией на разрядах 00„о,, 12 настроечного слова

ЭВМ, триггеры 94 которых установлены в 1, являются настроечными и принимают участие в последующих системных операциях, так как при этом сигнал с выхода 38 блока 2 настройки, поступая на первые входы элементов 77-81, разрешает прохождение через блок 1 коммутации в магистраль системы сигналов системной синхронизации (с входа 25), синхронизации индивидуального обмена (с входа 24), трансляционной передачи Стп, индивидуальной передачи Сип и обобщенног безусловного перехода Собп (все с входа 26) соответственно, поступая на первый вход элемента 87 по одному из сигналов Стп, Сип или Собп, поступающих через элемент ЗИЛИ 88 на второй вход элемента И 87, разрешает прохождение через элементы 2И-НЕ 82 и вход-выход 15 в магистраль системы данных с входа 23 и, поступая на первые входы элементов И 86, разрешает прохождение на выход 31 блока 1 ком- мутации сигналов Стп, Сип и Собп, по- ступаюш х из магистрали системы, через вход-выход 16, элементы НЕ 83 и И 86.

Операция трансляционного обмена. Перед обменом каждым словом массива данных передающие и принимающие ЭВМ выполняют процедуру синхронизации, которая заключается в том, что все ЭВМ, готовые к обмену, выставля- ют свой частный признак системной синхронизации, который запоминается в триггере 106 системной синхронизации. Для этого ЭВМ производит цикл

J5

9978

вывода условий в триггеры 12-14, 106, 119 и 120. При этом с выхода 44 блока 3 управления через вход 51

0

5

0

0

0

5

Запись блока 4 системной синхронизации на вход синхронизации триггера 106 поступает сигнал Запись, а на информационный вход этого триггера через информационный вход-выход 54 блока 4 системной синхронизации с входа-выхода 69 поступает сигнал логической 1, устанавливая в I триггер 106.

С выхода триггера 106 сигнал системной синхронизации через выход 53, вход 25 блока 1 коммутации, блок 1 коммутации и вход-выход 16 поступает на линию системной синхронизации магистрали системы, которая устанавливается в 1 только тогда, когда все настроенные ЭВМ системы установят свое частное условие системной синхронизации.

Установив свое частное условие синхронизации, передающая ЭВМ анализирует состояние линии системной синхронизации. Для этого она производит цикл ввода признаков, которые содержат информацию о выходе мультиплексора 10, о состоянии триггеров 106 и 119 и о состоянии линий маги- страли системы захвата канала (ЗК), синхронизации . Л„ , синхронизации Я синхронизации Л, , адресного разряда (ЛА), системной синхронизации и синхронизации индивидуального обмена„

При этом с выхода 45 сигнала Чтение признаков блока 3 управления на первые входы элементов И 96 (через вход 27 блока 1 коммутации) поступает сигнал Чт, пг), который разрешает Прохождение через эти элементы признаков в соответствующие разряды информационной шины 69 ЭВМ.

Когда передающая ЭВМ обнаруживает что линия системной синхронизации магистрали системы установлена в 1, она производит цикл вьшода в регистр 103 операции трансляционной передачи При этом на выходе 43 блока 3 управления появляется сигнал Стп, который через вход 26, элемент 79 и вход-выход 16 блока 1 коммутации поступает на соответствующую линию магистрали системы. Одновременно сигнал Стп через элементы 88, 87 и 89 поступает на первые входы элементов 82 и разрешает прохождение информации с информационной шины 69 ЭВМ

10

через вход 23, элементы 82 и вход - выход 15 блока 1 коммутации в магистраль системы.

Во все настроенные ЭВМ из магистрали системы сигнал Стп через вход- 5 выход 16, элементы 83 и 86, выход 31 блока 1 коммутации поступает на стро- бирующий вход 56 узла 5 регистра, данных и на вход 50 сброса блока А системной синхронизации.

С входа 56 сигнал Стп через элементы 107 и 108 поступает на синхро- вход регистра 109 данных, на информационные входы которого уже поступило слово данных, пройдя с магистрали системы через вход-выход 15, элементы 85j выход 30 блока 1 коммутации и вход 58 узла 5, При этом слово данных, запоминается в регистре 109, С входа 50 сигнал Стп через элемент 105 поступает на вход сброса триггера 106 и устанавливает его в О.

29199710

с входа 8. Сигнал с выхода триггера 13 через вход 35, элемент 71 и вход-выход 21 fi, блока 1 коммутации поступает в линию синхронизации Я..

магистрали системы, устанавливая ее в О. Линия йо равна 1 только тогда, когда триггеры 13 всех устройств сопряжения установлены в

(4 и

Затем ЭВМ анализирует линию ЗК и, если ЗК О (т.е. магистраль занята) устанавливает ut)p 1 и пытается захватить магистраль сначала.

Если ЗК 1 (т.е. магистраль сво- 5 бодна), то ЭВМ устанавливает в 1

триггер 12 (). Для этого она

fi

производит соответствующий цикл вывода в регистр условий. Сигнал с выхода триггера 12 через вход 37 поступает на первые входы элементов 73-75, разрешает прохождение сигналов oJ (по входу 36) и вход-выход 20

20

Йд, (по входу 33) на вход-выход

Принимающие ЭВМ, установив свое частное условие синхронизации в

начинают а нализировать его. Для чего производят цикл ввода из регистра признаков. Когда ЭВМ обнаруживает, что триггер 106 синхронизации установлен в О (т.е. в регистре 109 находится переданное слово данных), она производит цикл ввода из регистра 109 данных. При этом на выходе АВ блока 3 управления появляется сигнал ЧтРГ, который через вход 57 узла 5 поступает на первые входы элементов ПО, разрешая прохождение информации с выходов регистра 109- через элементы 110 на информационную шину 69 ЭВМ

Оцерация захвата магистрали.

ЭВМ анализирует состояние линии захвата канала (3 К) магистрали системы. Для этого она производит цикл ввода из регистра признаков. Если магистраль свободна, то 3 К 1, если занята, то 3 К 0. Если ЭВМ обнаруживает, что магистраль свободна, то она устанавливает триггер 13 синхронизации по jJ в 1, для чего производит соответствующий цикл вывода в регистр условий, и обнуляет счетчик 9, для чего производит цикл вьшода в регистр сброса. При этом на выходе 46 блока 3 управления появляется сигнал Сброс, который поступает на вход сброса счетчика 9, обнуляя его. На выход мультиплексора 10 поступает при этом перв1ый разряд

магистрали системы, устанавливая ее в О. Линия йо равна 1 только тогда, когда триггеры 13 всех устройств сопряжения установлены в

(4 и

Затем ЭВМ анализирует линию ЗК и, если ЗК О (т.е. магистраль занята) устанавливает ut)p 1 и пытается захватить магистраль сначала.

Если ЗК 1 (т.е. магистраль сво- бодна), то ЭВМ устанавливает в 1

триггер 12 (). Для этого она

fi

производит соответствующий цикл вывода в регистр условий. Сигнал с выхода триггера 12 через вход 37 поступает на первые входы элементов 73-75, разрешает прохождение сигналов oJ (по входу 36) и вход-выход 20

Йд, (по входу 33) на вход-выход

19Я. 5 ЛА J (по входу 32) на вход- выход 18 .ПА. Одновременно сигнал с выхода триггера 12 через вход 37, элемент 70 и вход-выход ЗК 22 блока коммутации проходит на соответствующую слинию магистрали системы. При этом ЗК 0.

Затем ЭВМ устанавливает триггер 14 (Ц) в О, а триггеры 13 (ooj в 1 и анализирует линию магистрали 0. Когда ЭВМ обнаруживает, что 1, а это свидетельствует о том, что либо нет конкурирующих за магистраль ЭВМ, либо все конкурирующие ЭВМ выставили в линию адресного раз- рйда магистрали свою составляющую, она производит чтение линии адресного разряда ЛА и выхода мультиплексора 10 (ЛА -) и устанавливает iOi в 1.

Затем ЭВМ сравнивает ЛА j с ЛА и, если они не совпадают, что может быть в случае существования конкурирующей ЭВМ, очередной разряд адреса которой 1, а у данной ЭВМ О, то она об- - нуляет триггер 12 (ЗК 0) И выбьша- ет из состязания за обладание магистралью. .

Если ЛА J совпадает с ЛА, что сви- детельствует либо об отсутствии конкурирующей ЭВМ, либо о том, что оче- редные разряды адреса этих ЭВМ совпадают, то ЭВМ анализирует линию магистрали системы 1 и, когда Я, устанавливается в 1, что свидетельствует о том, что конкурирующие ЭВМ про11

извели чтение ЛА и ЛА., ЭВМ проверяет, все ли разряды регистра адреса приняли участие в борьбе за магистраль. И если все, то ЭВМ становится обладательницей магистрали, если не все, то ЭВМ переходит к следующему разряду адреса, для чего она производит цикл вывода по адресу регистра Счет.

При этом с выхода 46 блока 3 управления на счетный вход счетчика 9 поступает сигнал Счет, который переводит счетчик 9 в следующее состояние (т.е. i 1+1), и навыход мульстемы на информационные входы регистра 109.

С входа 60 сигнал Собп поступает на вход синхронизации триггера 112, 5 устанавливая его в I. Триггеры 111 всех устройств сопряжения должны быть предварительно установлены в 1. Для этого ЭВМ производят цикл вывода в регистр разрешения пуеры- tO вания. При этом с выхода 49 блока 3 управления через вход 62 блока 6 прерывания на С-вход триггера 111 поступает сигнал ЗпРТТР, а на инфор- мацианный вход триггера III с инфор20

25

30

35

типлексора 10 проходит очередной раз- мационной шины 69 ЭВМ через вход-выход 59 блока 6 прерывания - сигнал 1. Те ЭВМ, которые не могут быть прерваны в данный момент времени, маскируют прерывание, записывая в триггер ill О.

Единичные сигналы с триггеров 111 и 112, поступая на входы элемента 115, генерируют на его выходе сигнал требования прерывания (ТПР), который через вход-выход 61 блока прерывания поступает на соответствующую линию управляющей шины 68 ЭВМ. Получив сигнал ТПР, ЭВМ выставляет на управляющую шину 68 ЭВМ сигналы подтверждения прерывания ППР и Ввод, которые через вход - выход 61 поступают на первый вход элемента 116 и вход синхронизации триггера 113, устанавливая его в 1. Сигнал с выхода триггера, поступая на второй вход элемента 116, генерирует ответственный сигнал ЭВМ (Сип), который через вход-выход 61 поступает на соответствующую линию управляющей шины 68 ЭВМ. Одновременно он Лоступает на первые входы элементов 117, разрешая прохождение через вход-выход 59 на информационную шину 69 ЭВМ адреса вектора прерьшания, закодированного перемычками 118, ЭВМ переходит к обслуживанию подпрограммы прерывания в соответствии с полученным вектором прерывания. По этой подпрограмме она считьгеает. со- |держимое узла 5 и анализирует разъясняющее ОБП слово.

Операция индивидуального обмена ЭВМ - инициатор индивидуального обмена производит захват магистрали системы и осуществляет операцию обоб щениого безусловного перехода, передавая в раз ъясняклцем ОБП слове информацию о необходимости произвести

ряд слова с входа 8 о

Затем ЭВМ устанавливает а)д в О, анализирует линию магистрали системы Я„и, когда й„ устанавливается в 1, что свидетельствует о том, что все конкурирующие ЭВМ перешли к следующему разряду адреса, повторяет цикл адресного состязания за магистраль (фиг. 9)о

Так как каждая ЭВМ имеет единственный только ей присущий адрес, то результатом работы децентрализован- иого арбитра магистрали (фиг. 9) будет то, что лишь одна ЭВМ станет обладательницей магистрали. При этом наибольший приоритет имеет ЭВМ, в адресе которой одни единицы, а наименьший - в адресе которой одни нули.

Операция обобщенного безусловного перехода.

ЭВМ, вызывающая прерьшания работы других ЭВМ, производит цикл вывода по адресу регистра прерывания. При этом с выхода 43 блока 3 управления через вход 26, элемент 81 и вход-выход 16 блока 1 коммутации на соответствующую линию магистрали системы по- поступает сигнал Собя. Одновременно он поступает через элементы 88-89 на первые входы элементов 82, разрешая прохождение в магистраль системы разъясняющего ОБП слова с информационной шины 69 ЭВМ.

Сигнал Собп из магистрали системы через вход-выход 16, элементы 83 и 86, выход 31 блока 1 коммутации поступает на вход 56 узла 5 и на вход 60 блока 6 прерьгаания. С входа 56 он через элементы 107 и 108 поступает на синхровход регистра 109, записывая в него разъясняющие ОБП слово, которое поступает из магистрали си40

45

50

55

9199712

стемы на информационные входы регистра 109.

С входа 60 сигнал Собп поступает на вход синхронизации триггера 112, 5 устанавливая его в I. Триггеры 111 всех устройств сопряжения должны быть предварительно установлены в 1. Для этого ЭВМ производят цикл вывода в регистр разрешения пуеры- tO вания. При этом с выхода 49 блока 3 управления через вход 62 блока 6 прерывания на С-вход триггера 111 поступает сигнал ЗпРТТР, а на инфор- мацианный вход триггера III с инфор13

индивидуальный обмен. При этом сигнал Собп из магистрали системы через вход 66 блока 7 синхронизации индивидуального обмена и через элементы 121 и 122 поступает на входы сброса триггеров 119 и 120, устанавливая их в О.

ЭВМ анализируют разъясняющее ОБП слово, и те из них, которые должны принять участие в индивидуальном взаимодействии, устанавливают свои триггеры 119 и 120 в 1, а которые не участвуют, устанавливают триггеры 119 в 1, а триггеры 120 в О. Для этого они производят соответст- вующий цикл вывода в регистр условий, ЭВМ, не участвующие в операции индивидуального обмена, возвращаются к вьтолнению своих программ, а уча- ствуюшде делятся на передающую и принимающие ЭВМ. Передающая ЭВМ анализирует состояние линии синхронизации индивидуального обмена магистрали системы и, когда та устанавливается в 1, что свидетельствует о том, что триггеры 119 всех устройств сопряжения установлены в 1 и, следовательно, все принимающие ЭВМ готовы к приему, она производит цикл вывода в регистр индивидуальной передачи. При этом с выхода 43 блока 3 управления в магистраль системы поступает сигнал индивидуальной передачи Сип, который сопровождает слово данных, поступающее в магистраль системы с информационной шины 69 ЭВМ Это слово заносится в регистр 109, а сигнал Сип, поступая во все участвующие во взаимодействии ЭВМ, проходит через элемент 121 на вход сброса три триггера 119 синхронизации и устанавливает его в О. Триггер 119 не устанавливается в О в ЭВМ, не участвующих во взаимодействии, так как сигнал Сип не проходит через элемент 121 ввиду запрета, приходящего на этот элемент с выхода триггера 120.

Принимающие ЭВМ, установив триггеры 119 и 120 в 1, анализируют состояние триггера 119, когда он устанавливается в О, что свидетельствует о нахождении данных в регистре 109, производят цикл ввода из регистра 109 данных. Когда весь мае- сив передан, ЭВМ - инициатор индивидуального взаимодействия освобождает магистраль, устанавливая триггер 12 в О о

з

129199714

Формула идобретения

0

5

5 5 0

0 5

0

1, Устройство для сопряжения ЭВМ в вычислительной системе с децентрализованным арбитром магистрали, содержащее блок коммутации, блок настройки, триггер системной синхронизации, блок прерывания, регистр команд, регистр данных, первый дешифратор управления, триггер индивидуальной синхронизации, триггер режима и регистр синхронизации, первый информационный вход блока коммутации соединен с информационным входом-выходом ЭВМ устройства, первый информационный выход блока коммутации соединен с информационными входами регистра данных и блока настройки, первый информационный вход-выход блока коммутации является информационным входом-выходом магистрали системы, второй информационный вход-выход блока коммутации является входом - выходом управления магистралью системы, выход блока настройки подключен к входу.разряда признака настройки первого управляющего входа блока коммутации, выход вектора пре- рьшания и вход маскирования прерывания блока прерьшания соединены с информационным входом - выходом ЭВМ и с входом разряда запрета прерывания информационного входа-выхода ЭВМ соответственно, вход запроса прерывания блока прерывания подключен к выходу разряда признака обобщенного безусловного перехода второго информационного выхода блока коммутации, выходы разрядов признаков настройки, трансляционной передачи, индивидуальной передачи и обобщенного безусловного перехода первого дешифратора управления подключены к входам соответствующих разрядов второго информационного и первого управляющего входов блока коммутации, информационный вход триггера системной синхронизации сое- -,динен с входом соответствующего разряда информационного входа-выхода ЭВМ, а выход - с входом разряда системной синхронизации второго информационного входа блока коммутации, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности обмена, в него введены второй дешифратор управления, четыре, элемента И, три элемента И-НЕ, два элемента задержки, мультиплексор, счетчик, группу элементов И-НЕ, элемент ИЛИ, два элемента НЕ,

fO

15

элемент 2И-ИЛИ-НЕ, вход синхронизации регистра данных подключен через первый элемент задержки к выходу элемента ИЛИ, с первого по третий выходы которого подключены к выходам разрядов 5 признаков трансляционной передачи, индивидуальной передачи и обобщенного безусловного перехода второго информационного выхода блока коммутации, выход разряда чтения регистра второго депшфратора управления подключен к первым входам элементов И-НЕ группы, вторые входы с второго по последний элементов И-НЕ группы подключены к первому информационному входу-выходу ЭВМ, адресный вход мультиплексора является входом присвоенного задания адреса ЭВМ, информационный вход мультиплексора подключен к выходу счетчика, счетный вход и вход сброса которого подключены к выходам разрядов управления счетом и сброса первого дешифратора, выход разряда запроса разрешения прерывания которого под- ключен к одноименному входу блока прерьшания, вход сброса триггера системной синхронизации подключен через первый элемент НЕ к выходу разряда признака трансляционной передачи второго информационного выхода блока коммутации, выход триггера системной сихронизации подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, второй вход и выход которого соединены с . выходом разряда чтения признака второго дешифратора управления и с выходом соответствующего разряда информационного входэ-выхода ЭВМ, выход разряда признака настройки второго информационного выхода блока коммутации соединен с входом синхронизации блока настройки, информационные входы первого и второго дешифраторов

20

25

35

40

зтравления подключены к выходам млад-45 сброса триггера режима, выход котоших разрядов регистра команд, выход старшего разряда которого подключен к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых подключены к входам стробирования первого и второго дешифраторов управления и к первому и второму входам четвертого элемента И, выход которого соединен через второй элемент задержки с. выходом разряда подтверждения обмена управляющей информации входа- выхода ЭВМ, входы признака записи адреса, признака ввода и вывода ЭВМ подключены к входу синхронизации реO

5

5

0

5

5

0

гистра команд и к вторым входам нто- рого и первого элементов И соответственно, информационный вход старшего разряда регистра команд соединен

с выходом третьего элемента И, входы которого и информационные входы младших разрядов регистра команд подключены к входам соответствующих разрядов информационного входа - выхода ЭВМ, выход разряда записи первого дешифратора управления подключен к входам синхронизации триггеров индивидуальной синхронизации, системной синхронизации, режима и регистра синхронизации, информационные входы которого подключены к входам соответствуюшлх разрядов первого информационного входа-выхода ЭВМ, выходы регистра синхронизации и мультиплексора подключены к входам соответ- ству)ощих разрядов второго информационного входа блока коммутации, выход мультиплексора подключен к первому входу первого элемента И-НЕ, выход и второй вход которого соединен с выходом соответствующего разряда информационного входа - выхода ЭВМ и с выходом разряда чтения признака второго дешифратора управления, второй информационный выход блока коммутации подключен к информационному входу-выходу ЭВМ, входы разрядов ввода и подтверждения прерывания и выходы разрядов требования прерывания и строба вектора прерывания подключены к входам и выходам соответствующих разрядов входа-выхода управляющей информации ЭВМ, выход разряда признака обобщенного безусловного перехода второго информационного выхода блока коммутации подключен к первому и второму входам элемента 2И-ИЛИ-НЕ и через второй элемент НЕ к входу

0

рого подключен к третьему входу элемента 2И-ИЛИ-НЕ, четвертый вход которого соединен с выходом разряда признака индивидуальной передачи второго информационного выхода блока коммутации, выход элемента 2И-ИЛИ-НЕ подключен к входу сброса триггера индивидуальной синхронизации, выход которого Соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ и с входом разряда индивидуальной синхронизации второго информационного входа блока коммутации, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом разряда

171291

чтения признака второго дешифратора управления, выход третьего элемента И-НЕ и информационные входы триггеров индивидуальной синхронизации и режима соединены, с соответствующими 5 разрядами информационного входа-выхода ЭВМ.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок настройки содержит дешифратор, два мультиплексора, триггер, элемент И и элемент задержки, информационные входы первого мультиплексора и дешиф997

ратора соединены с входами соответствующих разрядов информационного входа блока, выход дешифратора подключен к информационному входу второго мультиплексора, выход которого.подключен к первому входу элемента И, второй вход которого соединен через элемент задержки с входом синхронизации блока, выходы первого мультиплексора и элемента И подключены к информационному входу и входу синхронизации триггера, выход которого является выходом блока.

Изобретение относится к области вычислительной техники и позволяет ПОВЫСИТЬ производительность обмена между ЭВМ в однородной вычислительной системе с общей магистралью. Целью изобретения является повьппение производительности обмена. Устройство содержит блок 1 крммутации, блок 2 настройки, блок 4 системной синхронизации, узел 5 регистра данных, блок 6 прерывания, блок 7 синхронизации индивидуального обмена, вход 8 присвоенного адреса ЭВМ, счетчик 9, мультиплексор 10, элемент И-НЕ 11, i (rt iO «9 68

Фиг.г

Фиг.З

Фиъ,5

57-

SB

т

1Ю

Ь

ь

I

Фиг, 6

62

(риг.7

L л

61

-о-о -вЧд

63

6

Pi/e.5

Г Ночам j

Составитель А. Ушаков Редактор В. Петраш Техред Л. Сердюков а Корректор А. Ильин

273/49

Тираж 673 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4