Устройство для сопряжения однородной вычислительной системы Советский патент 1987 года по МПК G06F13/00 G06F15/16 

Изобретение относится к вытислителышй технике и предназначено для построения однородных вычислительных систем н является усовершенствованием известного уст- ройст ва по авт. св. № 1117625.

Цель изобретения - повьииение быстродействия устройства за счет совмещения индивидуального обмена с работой микроЭВМ системы.

На фиг. 1 нредставлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока контроля состояния обмена.

Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 коммутации, блок 2 настройки, состояпи- Й из регистра 3 настройки, первого элемента ИЛИ 4, дешифратора 5 кода настройки, дешифратор 6 адреса, блок 7 сис- темн1 1х операций, состояц 1ий из регистра 8 системных онераций и второго элемента ИЛИ 9, регистр 10 состояния, регистр 11 „логического адреса микроЭВМ, блок 12 прерываний, регистры состояння печати 13, данных печати 14, состояния клавиатуры 15, данных клавиатуры 16, блок 17 контроля состояния обмена, шины 18 первого информационного входа-выхода, шины 19 управляющего входа-выхода, информационный 20 выход блока 1 коммутации, унравляющий 21 выход блока 1 ко.ммутацик, 1пины 22 второго информац,ионного входа-выхода, 23 данных нечатн и щинь; 24 уирав.пяю- щих сигналов.

Блок 17 контроля состояния обмена (фиг. 2) содержит схему 25 сравнения, четы1)е элемента И 26-29, два э;1емента НЕ 30 и 31 и два триггера 32 и 33. Блок 17 li.vieeT первый 34 и )TOi.}oii 35 входы логического адреса, вход 36 разре- И1 дивидуального обмена, вход 3 прерывания н выход 38.

Блок 17 контроля состоянпя обмена предпазначсп для сра-зпения кода .чогическо- го ; дреса ми.кроЭВМ, поступившсл о с ппь пы 18 с кодом лог:.1ческо1Ч) a;tpeca собственной мик()оЭВМ, нри наличии снгпа.ла i-:a iiu-ine 19 и выдачп сигпала па четвертый вход элемента ИЛИ 9 п соот- ветствую1 и1Й разряд регистра 10 состояпмя, если в данном блоке фиксируется . oeiui- д. .логических адресов, т. е. если в индивиду алы-:ом обмене должна участвовать связанная с данным устройством д, со- пряжеп1 Я ЭВ.М..

Устройство работает следуюн нм образсш.

Для нынолнения пара. лельной программы вычислительной системой реализует с, 1едуюпи-1Й набор операций:

наетройка;

системная сиихрочшзацня, сов.менленпая

с первичным ф нкциона,Н)Ны.м контролем;

трансляционный обмен;

ннднви.дуальный обмен;

обобн1,енный безусловш1н 1 переход

(ОБУЙ).

:.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

выходы 20 24 на шив блок 2 шине 22 и выхода деОперация fsaciройки заключается в подключении устройства к н1И)ам 18 и 19 с помощью блока 1 коммутации и назначении каждой микроэвм системы логического адреса. Настроечная информация заносится в блок 2 настройки, логический адрес микроэвм в ре1 истр 1 логического адреса микроЭВМ. В результате настройки с выхода дешифратора 5 кода настройки на вход блока 1 коммутации поступает информация, разрешающая прохождение информационных и управляющих сигналов с шин 18 и 19 соответственно на и 21, а также с шин 22 и ны 18 и 19 соответственно.

Настроечная информация настройки может поступать но наличии разрец ения с второго шифратора 6 адрееа или из другой микро- ЭВМ по шине 18 и сигналу разрешения по шине 19, ностунающим через блок 1 коммутации соответств-енно с выходов 20 и 21.

Логический адрес микроЭВМ, евязанной с предлагаемым устройством для сопряжения, поступает в региетр 11 логического адреса микроЭВМ но шине 22 при наличии разрен1ающего сигнала с седьмого выхода деп ифратора 6 адреса или из дру- i-ой микроЭ М по пипе 18 и сигналу разрешения но шине 19, .лучепных через б.юк 1 коммутации но выходам 20 и 21 соответственно.

Оиерация систе.мпой синхронизации реализуется сле..т,ующим образом.

Микроэвм, заверн ая работу по нро- I liaMMe (ноднрог)амме) параллельной ветвн, г.ь дает но Hini-ie 22 на деп1ифратор 6 ад- реса код спинала синхронизации, в соот- 1К тствии с которы.м с первого выхода де- пщфратора 6 адреса по 1пиие 24 сигнал через 6:iOK 1 ком.мутаиии поступает в шипу 19. Одновременно код логического адреса данной микроэвм поступает е njHiHji 22 через блок 1 коммутации в шину 18. В каждой из остальных микроЭВМ системы си1 - нал е И) через блок 1 и шн.ну 2 записывается в еоотр.етстгзующий разряд регистра И) состояния но ei o первому входу и поступает на BXO;I элемента ИЛИ 9, с выхода которого поступает разрен1енне на запись в регистр 8 системпых ог ераций кода микроЭВАА, вонгедшей в режим еиетемной CsiMXpOHHsamiH. Кроме того, с выхода эле- мпгга ИЛИ 9 i .a вход 2 нреры- поступает п|)авляюп1ий сигнал, в соответствии с которым блок 12 прерываний через п ину 22 )зы;|,ает Х-гнал прерываний 3 микроэвм.

Микр() в режиме обработки нрерыза- ний вы.чает по nuiiie 22 в ден.1ифратор 6 адреса код адреса регистра 10 состояния, : розу. 1ьтйте Hei o с luecToro выхода де- П1 фратора 6 адреса н естой вход ре- и,;тря 10 состояния поступает сигнал чте- п;Я .адин periicrpa 10 состояния.

Проанализировав информацию с регист-мым устройством для сопряжения, не совпара 10 состояния и определив, что систе- дают, блок 17 контроля состояния обме- ма вошла в режим системной синхрони-на блокирует прохождение сигнала на блок 7

зации, микроэвм выает по шине 22 в де-системных операций до поступления люшифратор 6 адреса код адреса регистра 8 5 бого другого системного сигнала, системных операций. При этом с четвер-Если поступивший и хранящийся в регистре 11 логического адреса микроЭВМ коды логических адресов микроЭВМ совпадают, с выхода блока 17 контроля состоя-.,..,.w .,.,.„ ,.,,„,.„.. ...f.,,,..,ния обмена сигнал записывается в соотпредставляющее собой адрес микроЭВМ, во-ветствуюший разряд регистра 3 кода настшедшей в режим системной синхронизации,ройки и поступает на четвертый вход элемента ИЛИ 9, с выода которого поступает сигнал разрешения записи информации в регистр 8 системных операций с шины 20. Кроме того, с выхода элемента ИЛИ 9 на вход блока 12 прерываний поступает управляюш,ий сигнал, в соответствии с которым блок 12 прерываний по шине 22 выдает сигнал прерывания в микроЭВМ. Последняя анализирует информацию регистформационное- слово поступает по шине 22 20 ра 10 состояния и, определив, что она через блок 1 коммутации в шину 18.является приемником в режиме индивидуального обмена, готовится к приему первого информационного слова в этом режиме.

Передача информации в режиме индипоступает на вход регистра 8 системных видуального обмена осуществляется следую- операций, разрешая запись в него инфор-ш.им образом,

мационного слова трансляционного обмена, которое поступает с шины 18 через блок 1 коммутации и выход 20. Одновременно сигнал «Ст. обм. поступает в соответствуюш,ий

разряд регистра 10 состояния по его вто- зо роЭВМ сигнал с шины 19 через блок 1 ком- рому входу.мутации, шину 21 и блок 17 контроля Кроме того, с выхода элемента ИЛИ 9 состояния обмена поступает в соответствую- на вход блока 12 прерываний поступаетщий разряд регистра 10 состояния и через управляющий сигнал, в соответствии с кото- элемент ИЛИ 9 на управляющий вход ре- рым блок 12 прерываний по шине 22 вы-гистра 10 состояния, разрешая запись в дает сигнал прерывания в микроЭВМ. За- 5 него информационного слова, поступающего тем микроэвм анализирует информациюс шины 18 через блок 1 коммутации и ши- регистра 10 состояния и читает информа-ну 20. Кроме того, с выхода элемента ИЛИ 9 ционное слово в регистре 8 системных one-на блок 12 прерываний поступает уп- раций так же, как и в режиме систем- равляющий сигнал, в соответствии ной синхронизации. с которым блок 12 прерываний выдает по Микроэвм, в программе которой записан 40 шине 22 сигнал прерывания в микроЭВМ. оператор индивидуального обмена, посылает Последняя в режиме обработки прерывания по шине 22 через блок 1 коммутации в считает из регистра 10 состояния вектор шину 18 адрес микроЭВМ, с которой она прерывания, определив, что выполняется one- должна взаимодействовать. Одновременно рация индивидуального обмена, считает ин- по шине 22 в дешифратор 6 адреса посту- формационное слово из регистра 8 системтого выхода дешифратора 6 адреса на вход чтения регистра 8 системных операций поступает сигнал, в результате чего содержимое регистра 8 системных операций.

поступает по шине 22 с микроЭВМ.

Микроэвм, инициирующая трансляционный обмен, посылает по шине 22 в дешифратор 6 адреса код сигнала, в соот- 15 ветствии с которым с первого выхода дешифратора 6 адреса по шине 24 через блок 1 коммутации этот сигнал поступает в шину 19. Одновременно с этим сигналом из оператвной памяти микроЭВМ инВ принимающих устройствах для сопряжения сигнал с шины 19 через блок 1 коммутации, щину 21 и элемент ИЛИ 9

Передающая микроЭВМ посылает информационное слово в шину 18 в сопровождении сигнала, поступающего в щину 19. В устройстве для сопряжения приемной микпает код сигнала индивидуального обмена, который с первого выхода дешифратора 6 по шине 24 через блок 1 коммутации поступает в шипу 19.

В устройства для сопряжения остальных

ных операции так же, как и в режиме системной синхронизации.

Аналогичным образом в приемную микро- ЭВМ передают остальные информационные слова, при этом другие микроЭВМ рабомашин системы сигнал поступает с шины 19 50 тают по параллельным программам, через блок 1 коммутации и выход 21МикроЭВ.М, в программе которой вырана второй вход блока 17 контроля состоя-батывается условие ОБУП, посылает по шиния обмена, на первый вход которого код логического адреса, участвующий в индивидуальном обмене микроэвм, поступает

не 22 в дешифратор б адреса код сигнала, при этом с первого выхода дешифратора 6 адреса по шине 24 через блок

с шины 18 через блок 1 коммутации и 55 коммутации сигнал поступает в шину 19. Од- шину 20. Если поступивший код логическо-повременно с шины 22 через блок 1 комго адреса микроЭВМ и код логического адреса микроЭВМ, связанный с предлагаемутации в шину 18 поступает адрес команды безусловного перехода.

видуального обмена осуществляется следую- ш.им образом,

роЭВМ сигнал с шины 19 через блок 1 ком- мутации, шину 21 и блок 17 контроля состояния обмена поступает в соответствую- щий разряд регистра 10 состояния и через элемент ИЛИ 9 на управляющий вход ре- гистра 10 состояния, разрешая запись в него информационного слова, поступающего с шины 18 через блок 1 коммутации и ши- ну 20. Кроме того, с выхода элемента ИЛИ 9 на блок 12 прерываний поступает уп- равляющий сигнал, в соответствии с которым блок 12 прерываний выдает по шине 22 сигнал прерывания в микроЭВМ. Последняя в режиме обработки прерывания считает из регистра 10 состояния вектор прерывания, определив, что выполняется one- рация индивидуального обмена, считает ин- формационное слово из регистра 8 системПередающая микроЭВМ посылает информационное слово в шину 18 в сопровождении сигнала, поступающего в щину 19. В устройстве для сопряжения приемной микных операции так же, как и в режиме системной синхронизации.

Аналогичным образом в приемную микро- ЭВМ передают остальные информационные слова, при этом другие микроЭВМ рабо тают по параллельным программам, МикроЭВ.М, в программе которой вырабатывается условие ОБУП, посылает по шине 22 в дешифратор б адреса код сигнала, при этом с первого выхода дешифратора 6 адреса по шине 24 через блок

коммутации сигнал поступает в шину 19. Од- повременно с шины 22 через блок 1 коммутации в шину 18 поступает адрес команды безусловного перехода.

В устройствах для сопряжения всех остальных микроэвм сигнал через блок 1 коммутации, ишну 20 и элемент ИЛИ 9 разрешает занись в регистр 8 системных операций кода команды ОБУП, который посту- нает в него с шины 18 через блок 1 коммутации и iLinHy 20. Одновременно сигнал записывается в соответствующий разряд регистра 10 состояния по его третьему входу. Кроме того, с выхода элемента ИЛИ 9 на блок 12 ирерываний поступает управляющий сигнал, по которому блок 12 прерываний по шине 22 выдает в микроЭВМ сигнал нрерывания. Далее микроЭВМ анализирует информацию регистра 10 состояния и считает из регистра 8 системных операций код команды ОБУЙ так же, как н в режиме системной синхронизации.

Устройство для сопряжения в режмме нлавающего пультового терминала работает следующим образом.

В начальный момент микроЭВМ определяет, что она находится в режиме пультового терминала. Этот режим обслуживается нрограммной (или микропрограммой) каждой микроэвм. Ирограмма работает с адресами регистров 13-16.

Микроэвм осуплествляет следующие действия.

Ио П1ине 22 из микроЭВМ в дешифратор б адреса поступает адрес регистра 15 состояния клавиатуры и с выхода ратора 6 адреса на вход регистра 15 состояния клавиатуры ноступает сигнал раз- реп1ения считывания, но которому содержимое регистра 15 состояния к.лавиатуры по HI и не 22 поступает в микроЭВМ.

Если регистр 15 состояния к.чавпатуры находится в нулевом состояпни, его опрос продолжается, если в единичном состоянии - на ден ифратор б адреса юсту- нает код адреса регистра 16 данных кла виатур1 1. С выхода дeпlиqbpaтopa 6 адреса на вход регистра 6 данных клавиатуры ностунает сигна;| разре1нения ин(|)0рмации с него в пп1ну 22. Этот сигнал поступает на вход регистра 5 сск тояпия клавиатуры, сбрасывая его в нулевое состояние и тем самым подготавливая его для приема сле-- л,у оп;ей ин;)ормации.

Вывод на печать осупшствляется следу;о- HUiM образом.

Микроэвм по П1ине 22 в депщфратор fi адреса посылает адрес регистра 13 состояния печати, в результате чего с выхода деп1ифратора 6 адреса на вход регистра 13 состоипи.я печати поступает сигнал разре- П1ения считыва1-1ия. но которому с в)1хода регистра 13 состояния печати г о 22 поступает его содержимое.

Если регистр 13 состояния печати находится в нулевом состоянии, его опрос продолжается, если в единичном состоянии - на деп1ифратор 6 адреса постч-пает код адреса регистра 14 данных печати. В результате

5

0

5

0

0

5

0

5

чего с пятого выхода деп1ифратора 6 адреса на вход регистра 14 данных печати поступает управляющий сигнал разрешения записи информации в )егистр 14 данных печати с Н1инь 22. Кроме того, управляющий сигнал поступает на вход регистра 13 состояния печати, сбрасывая его в нулевое состояние. Одновре.менно е первого выхода дешифратора 6 адреса по П1пне 24 через блок 1 коммутации в шину 19 поступает сигнал разрешения нечати, а с выхода регистра 14 данных печати по шине 23 через блок 1 коммутации в П1ину 18 информация для печати.

Устройство в программном режиме работает следующим образом.

В принимающих устройствах для сопряжения сигнал взаимодействия с щинь 19 через блок 1 коммутации и тину 21 поступает на входы регистров 15 и б состояния и данных клавиатуры, переводя регистр 15 состояния клавиатуры в единичное состояние и разре1пая запись информации в регистр 16 данных клавиатуры с щи- пы 18 через блок 1 коммутации и выход 20. Так как устройство для сопряжения находится в режиме пультового терминала, то микроэвм считает инфор.мацию из регистра 16 данных клавиатуры.

Г1ри выводе на печать сигнал печати и информация поступают соответственно с ПН1Н 19 и 18 в устройство для сопряжения, работаюндее в нрог)амм1юм режиме. Через блок 1 коммутации и выход 21 сиг- |1ал печати поступает в соответствующий разряд регистра 10 состояния но его четвертому входу и через элемент ИЛИ 9 па вход регистра 8 системных операций, раз- репшя запись в него информации, носту- с 1пины 18 через блок 1 ком.му- тации и выход 20.

Кроме того, с выхода элемента 9 поступает управляющий сигнал, ю которому блок 12 прерьн аний через ншпу 22 выдает спгпал прерывания г. микроЭВМ. , 1ед- няя а1-1ализирует нформационпое слово регистра 10 состояния п записывает информацию регистра 8 системных onepan,-:ii так же. как и в режиме систем1-1ой ciiiixpo- низацип.

Таким образом, зведепн ; в известное устройство блока контроля состоянл обмена и 1ЮВЫХ связей позволяет суп1ественно умень- Н1ить затраты времени па реалнзацию операции индивидуального обмена в ;ап1инах, не участвуюплнх в этом обмене за счет реализации сравнения кодов логических адресов п селекции cHi Ha. ia индивидуального обмена аппаратно самим устройством для сопряжения. В результате этого операция ин.аивидуального обмена завер- нается уже на нача.пь}К)й стадии подготовк к обмену информацией между ДВУМЯ микро- ЭВМ через время срабатыва н-1Я соответ- ств Ю1Цпх логических элементов блока KOI-Jтроля состояния обмена, причем микроЭВМ,адреса микроЭВМ, вход разрешения индине участвующие в индивидуальном обмене,видуального обмена блока контроля состоявообще не прерывают работу по парал-ния обмена подключен к управляющему

лельным программам.выходу блока коммутации, вход прерывания Кроме того, аппаратная реализайия функ- 5 и выход блока контроля состояния обмеции сравнения кодов логических адресовна подключены соответственно к входу блопозволяет уменьщить затраты времени нака прерываний и к второму входу второго

реализ ацию операции индивидуального об-элемента ИЛИ.

мена в участвующих в этом обмене ма-2. Устройство по п. 1, отличающееся

щинах.

Предлагаемое устройство позволяет ис10

тем, что блок контроля состояния обмена

содержит схему сравнения, четыре элеменключить недостатки, присущие известномута И, два элемента НЕ и два триггера,

устройству при индивидуальном обменепричем первый и второй входы схемы

между двумя мащинами системы. Работусравнения являются соответственно первым и

по параллельным программам вынужденывторым входами логического адреса блока,

прерывать до завершения этого обмена |5 выход схемы сравнения подключен к первсе мащины и сэкономить, таким образом, Т (N-2)1„ единиц мащинного времени на каждой операции индивидуального обмена, где til - продолжительность одной операции индивидуального обмена;

N- число машин;

Т - суммарное машинное время.

Формула изобретения

I. Устройство для сопряжения однородной вычислительной системы по авт. св. № 1117625, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства за счет обеспечения совмещения индивидуального обмена с работой микроЭВМ систеБому входу первого элемента И и к входу первого элемента НЕ, .выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого подключен к входу второго элемента НЕ, к второму

20 входу первого элемента И, к первому входу третьего элемента И и является входом разрешения индивидуального обмена блока, выход второго элемента И подключен к входу установки в «1 первого

25 триггера, прямой выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, выход которого подключен к входу установки в «I второго триггера, входы установки в «О триггеров подключены к выходу четвертого элемента И, первый и второй входы

мы, в устройство введен блок контроля зо которого соответственно подключены к выхосостояния обмена, причем первый и второй входы логического адреса блока контроля состояния обмена подключены соответственно к информационному выходу блока коммутации и к выходу регистра логического

ду второго элемента НЕ и к входу прерывания блока, прямой выход второго триггера подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого является выходом блока.

10

тем, что блок контроля состояния обмена

содержит схему сравнения, четыре элемен |5 выход схемы сравнения подключен к перБому входу первого элемента И и к входу первого элемента НЕ, .выход которого подключен к первому входу второго элемента И, второй вход которого подключен к входу второго элемента НЕ, к второму

20 входу первого элемента И, к первому входу третьего элемента И и является входом разрешения индивидуального обмена блока, выход второго элемента И подключен к входу установки в «1 первого

25 триггера, прямой выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, выход которого подключен к входу установки в «I второго триггера, входы установки в «О триггеров подключены к выходу четвертого элемента И, первый и второй входы

зо которого соответственно подключены к выхокоторого соответственно подключены к выходу второго элемента НЕ и к входу прерывания блока, прямой выход второго триггера подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого является выходом блока.

Г

.J

JV

аг.

Изобретение относится к вычислительной технике и является усовершенствованием изобретения по а. с. № 1117625. Устройство обеспечивает более высокое быстродействие за счет совмещения индивидуального обмена с работой микроЭВМ вычислительной системы. Для повышения быстродействия в устройство введен блок контроля состояния обмена, который с по- мош,ью аппаратных средств реализует функции сравнения кодов логических адресов и выработки сигналов индивидуального обмена. При этом микроЭВМ, не участвующие в индивидуальном обмене, не прерывают работы по параллельным программам. 1 3. п. ф-лы, 2 ил. со N5 СЛ 00 00 Го