Устройство для сопряжения Советский патент 1987 года по МПК G06F13/14 

ется .неисправность выходных усилителей блока коммутации данного устройства для сопряжения. Кроме того, с выхода 30 блока 12 через блок 0 прерывания и гаину 18 связи с микро1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для объединения отдельных ник роЭВМ в однородную вычислительную систему.

Целью изобретения является расширение класса решаемых задач путем контроля с остояния магистральнЫх шин для возможности реконфигурации однородной вычислительной системы.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства;.на фиг. 2 - структурная схема блока прерывания; на фиг, 3 - структурная схема блока контроля магистрали; на фиг. 4 - структурная схема блока блокировки канала. ..

Устройство (фиг. I) содержит блок 1 коммутации, блок 2 настройки, дешифратор 3 адреса регистра, триггер 4 системной синхронизации, регистр 5 взаимодействий5 триггер 6 признака, триггер 7 предоставле1иия канала, триггер 8 требования канала, регистр 9 состояния, блок 10 прерьюания, регистр П адреса, блок 12 дешифрации состояния магистрали, блок 13 блокировки канала, шину 14 первого входа- выхода устройства, шииу 15 второго входа-выхода устройства, шину 16 выхода управляющей информации блока коммутации, шину 17 информационного выхода блока i коммутации, шину 18 третьего входа-выхода устройства, управляющий адресный вход 19 блока 1 коммутации, входа 20-23 шины управ ляющей информации блока I коммутации входы 24-27 блока 2 настройки, выходы 28 и 29 блока 2 настройки, вьосод 30 блока I2 и вход 3I питания блока 1 коммутации.

Блок 10 прерывания (фиг. 2) может быть реализован в виде элемента ИЛИ 32 и триггера 33,

ЭВМ диспетчер системы переходит к программе поиска отключенной элементарной машины и перестройке системы, что обеспечивает автоматический выход из аварийной ситуации. 4 ил.

Блок I2 деишфрации состояния магистрали предназначен для фиксации комента появления сигнала уровня логической единицы на одной из линий шины.14 при наличии на всех линиях шины 15 уровня логического нуля или момента появления уровня логической единицы на одной из линий шины 15 при наличии на всех линиях шииы 14 уровня логического нуля.

Блок 12 (фиг. 3) контроля может содержать схемы 34 и 35 сравнения и элемент ИСКЛЮ ШОЩЕЕ ИЛИ 36. к входам схемы 34 сравнения необходимо подключить линии Ср5 (сигнал трансляционного обмена) , С g (сигнал инди- видуального обмена), Сц (сигнал настройки) и Cj5 (сигнал адреса) шины 14, а к входам схемы 35 сравнения - соответствующие линии информационного слова шины 15.

Блок 13 блокировки канала предназначен для отключения передающих уси- . лителей блока 1 коммутации от шин 14 и 15 путем отключения питания аппаратуры блока 1 коммутации при поступлении сигналов с блока 12 и триггера 6 признака,

Блок 13 (фиг. 4) может содержать элемент И 37, триггер 33, злемент ИЛИ 39 и реле 40.

Устройство работает следующим об35 разом.

В системе или структуре, построенной с использованием устройства, при совместной работе устройства со связанной с ним микроЭВМ выполня40 ется следующий набор системных операций: настройка, обмен, обобщенный условный переход синхронизация и обоб- щеный безусловный переход. Кроме того, устройство реализует операции

45 диагностики и блокировки выходных

усилителей блока 1 коммутации в случае возникновения в них неисправности.

Операция настройки состоит в под- ключении устройства через блок 1 коммутации к шинам 14 и 15 и назначении каждой микроэвм логического адреса. При настройке устройства необходимо занести настроечную информацию в блок

2и логический адрес микроЭВМ в регистр 1I. С выхода 28 блока 2 на вход блока 1 поступает информация, разрешающая прохождение управляющих и информационных данных с шин 14 и 15 на шины 16 и 17 или с шин 18 и 20-23 на шины 14 и 15 устройства.

Настроечная информация в блок 2 может поступить из микроЭВМ на вход 25, связанный с данным устройством, по шине 18 при разрешении на входе 27 или из другой микроэвм - по шине 14 и входу 26 при наличии разрешения на управляющей шине,16 по входу 24 через блок I коммутации.

Логический адрес микроЭВМ в регистр 11 может поступить из микроЭВМ, связанной с данным устройством, по шине 18 при разрешении дешифратора

3или из другой микроэвм по шине 17 .при разрешении по управляющей шине 16

После настройки всех устройств системы связанные с ним и образующие подсистему микроЭВМ переходят к выполнению параллельной программы. В процессе вьшолнения подсистемой па- ралелльной программы микроЭВМ обмениваются между собой информацией. В системе, построенной с использованием предложенного устройства, могут быть реализованы как групповые, так и индивидуальные обмены, причем из групповых реализован трансляционный обмен, перед выполнением которого выполняется синхронизация работы всех микроэвм подсистемы.

Операция Синхронизация выполня- |ется следующим образом. Микроэвм, завершившая работу по программе (подпрограмме) параллель- ной ветви, устанавливает триггер 4 по сигналу установки с шины 18 и разрешению дешифратора 3 в единичное состояние и переходит на опрос соответствующего разряда регистра 9. С выхо- да триггера 4 на вход 21 блока 1 поступает сигнал частичной синхронизации. В тот момент, когда все триггеры 4 устройств подсистемы устанрв-

лены в единичное состояние, в блоках вырабатывается сигнал системной синхронизации, который с выхода блока 1 по шине 16 заносится в соответствующий разряд регистра 9. МикроЭВМ, проанализировав состояние данного , разряда регистра 9, определяет, что синхронизация вьтолнена, и переходит к следующему этапу параллельных вычислений.

Микроэвм, в программе которой предусмотрено выполнение трансляционного обмена (передача), выполняет следующие действия. МикроЭВМ посылает по шине 18 в дешифратор 3 код, соответствующий операции трансляционного обмена, по шине 20 с выхода дешифратора 3 в блок 1 поступает сигнал системного трансляционного обме

на (). Информационное слово, считанное из оперативной памяти микро- ЭВМ, по шине 18 поступает через блок 1 на шину 17. В принимающих устройствах сигнал С , поступает с шины 14

через блок 1 по шине 16 на вход регистра 5, разрешая запись в него информационного слова обмена шины 17. Одновременно с зтим сигнал поступает с выхода блока 1 коммутации по шине 16 в соответствующий разряд регистра 9, Из регистра 9 информация считывается по шине 18 в микроЭВМ, которая анализирует разряды регистра 9. Определив, что выполняется операция трансляционного обмена, микро- ЭВМ считывает по шине 18 из регистра 5 взаимодействия информационное слово в свой регистр общего назначения (воспринимается это слово как данные) .

В случае выполнения индивидуального обмена микроэвм, в программе которой состоит оператор индивидуального обмена, выполняет следующие действия.

По шине 18 и при р 1зрешении дешифратора 3 в триггер 8 заносится сигнал требования системного канала - единица.

С выхода триггера 8 сигнал требования системного канала поступает на вход триггера 7 и записывается в него в момент разрешения с выхода триггера 6 признака и наличия сигнала разрешения с выхода блока 1, сигнализирующего о том, что системный канал

5132

свободен. С выхода триггера 7 сигнал занятости системного канала (Cj ) поступает в соответствующий разряд , регистра 9 состояния, сигнализируя микроэвм о предоставлении канала, и через блок 1 коммутации вьюодится на шину I4.

По шине 14 сигнал Cj. поступает через блоки I коммутации на шины i 6 и на входы триггеров 7 всех остальных устройств подсистемы и удерживает их в нулевом состоянии, С выхода тригге ра 7 сигнал занятости (нуль) записывается в регистр 9 состоянияJ сигнализируя связанной с этими устройст- вами микроэвм о занятости системного канала.

После того, как микроЭВН посылает сигнал требования канала, она переходит к анализу содержимого регистра 9 состояния и, когда появится сигнал предоставления канала, посылает по шине 18 в дешифратор 3 код, соответствующий операции индивидуального обмена, при этом с выхода дешифратора 3 по шине 20 в блок 1 коммутации поступает сигнал индивидуального обмена,

Сигнал Ср5 поступает по шинам 16 в принимающих устройствах подсистеьм на вход регистра 9 состояния и заносится U соответствующий разряд. Сигнал Cpj поступает также на вход блока 10, с выхода которого по шине 18 в микроэвм поступает сигнал прерьша- ния. Микроэвм переходит на обслуживание устройства, считьшая содержимое регистра 9 состояния по шине 18, и определив, что вьпюлняется опера1щя индивидуального обмена, считывает по шине 18 из регистра 1 сбой логический адрес и готовится к считыванию информации из регистра 5 взйимодейст- вия,

Захватив системный канал, микро

ЭВМ, в nporpaNn ie которой записан оператор индивидуального обмена, посылает по шине J6 адрес микроЭВМ, с кото рой она должна взаимодействовать. Этот адрес с шины 15 через блок 1 по шине 17 и при разрешении на шине I6 (Cj,5) заносится в регистры 5 взаимодействия всех устройств подсистемы Из регистра 5 по шине 18 микроЭВМ считывает этот логический адрес и сравнивает его со своим Если свой и принятый логические адреса не совпадают,, то микроэвм продолжает работу

66

по параллельной прог-рамме, а если свой и принятый логические адреса совпадают, то микроЭВМ готовится к выполнению индивидуального обмена, который осуществляется между двумя микроэвм при наличии управляющего сигнала ,

После завершения индивидуального обмена микроэвм, инициировавшая обмен, посылает по шине 8 и при наличии разрешения с дешифратора 3 запи- сьшает в триггер 8 сигнал освобождения каналаS, который поступает в триггер 7 и с его выхода в соответст в тащий разряд своего регистра 9 состояния и шину 23, Блок 1 транслирует в пгину 4 сигнал с шины 23, который заносится в триггеры 7 всех остальных устройств подсистемы, разрешая другим микроэвм подсистемы занимать канал,

Сигнал требования канала может появиться одновременно в нескольких устройствах. Чтобы исключить возможность конфликта, т,е, чтобы системный канал был представлен в каждый момент времени только одной микроЭВМ триггеры б системы соединены в цепочку, образующую сдвиговый регистр, по которому циркулирует 1, Если канал свободен, то он предоставлен только той микроэвм, в устройстве для сопряжения которой совпадает в данный момент сигнал требования канала и 1 в триггере 6 сдвигового регистра. Так как возникновения запроса на канал (сигнала требования канала) никак не синхронизирован с частотой перемещения 1 по сдвиговому регистру, то предоставление канала в случа одновременного запроса его несколькими микроэвм псевдослучайно.

Другие микроэвм ждут, пока канал не освободится и . будет предоставлен ближайшей из последуюзщх в цепочке микроэвм,

В случае возникновения s шине i 4 или .15 аварийной ситуации последняя устраняется данным устройством автоматически следующим образом.

Аварийная ситуация может возникнуть в шине 14 или 5 в случае выхода из строя одного передающих усилителей блока или другого элемента устройства;, связанного с передающими усилителями При этом в соответствующей линии вшны i 4 или 15 устанавливается нерегулируемый активный уровень

который искажает информацию во всех шинах 14 или 15 устройств для сопряжения системы. Защита от аварийной ситуации в шинах 14 или 15 основана на том, что при нормальном функционировании блока 1 коммутации при передаче информации сигналы активного уровня обязательно присутствуют в одной или нескольких линиях как шины 14, так и шины 15, Возникновение сигнала активного уровня в одной или нескольких линиях шины 14 (15) при отсутствии этого сигнала во всех линиях шины 15 (14) расценивается устройст- ном как возникновение аварийной ситуации в шинах 14 и 15. Эта ситуация фиксируется в блоке 12, где на выходе схемы 34 или 35 сравнения появляется сигнал нулевого уровня и на выходе 30 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 36 появляется сигнал уровня логической единицы Этот сигнал записьшается в соответI

ствутащий разряд регистра 9 состояния и вызьшает срабатьюание блока 10 пре- рьшания, в результате чего в шину 18 поступает сигнал прерьшания. Кроме того, сигнал уровня логической единицы поступает на вход элемента И 37 При срабатывании триггера 6 с выхода элемента И 37 сигнал уровня логической единищ.1 через элемент ИЛИ 39 поступает на управляющий вход реле 40, вызьшая отключение питания схем блока i коммутации по его входу 31. Ее- ли аварийная ситуация в шинах 14 и 15 вызвана выходом из строя передающих усилителей блока I коммутации другого устройства для сопряжения, сигнал уровня 1 на входе элемента И 37 присутствует в течение всего времени действия управляющего сигнала с выхода триггера 6, и при его снятии реле 40 вновь подключает питание блока 1 коммутациии rto его вхо- ДУ 31.

Если аварийная ситуация в шинах 14 и 15 вызвана выходом из строя передающих усилителей блока 1 коммута- ции данного устройства, при отключении питания блока 1 коммутации по его входу 31 на выходе 30 блока 12 появляется сигнал уровня 1, срабатывает триггер 38 (на его 1-входе присутствует уровень 1 с выхода триггера 6), и с его выхода через элемент ИЛИ 39 подтверждается сигнал отключения питания на реле 40t

Таким образом, в случае возникно- векия аварийной ситуации в шинах 14 и 5 устройство обеспечивает проверку исправности выходных усилителей блока 1 коммутации путем кратковременного отключения питания блока 1 коммутации. Если в результате проверки исправности будет установлено, что причиной аварийной ситуации в шинах 14 и 15 являются выходные усилители данного устройства, то после снятия управляющего сигнала с выхода триггера 6 питание блока 1 коммутаци данного устройства не подключается.

При фиксации аварийной ситуации в шинах 14 и 15 процесс проверки исправности блоков 1 коммутации устройств , сопрягающих связанные с ними микроэвм в однородную вычислительную систему, происходит в системе последовательно, регламентируется срабатыванием соотвествующего триггера 6 каждого устройства и заканчивается после отключения неисправного блока 1 коммутации.

Кроме того, предложенное устройство наряду с реализацией процесса автоматической диагностики и блокировки неисправных усилителей блока 1 коммутации инициирует процесс перестройки структуры путем прерывания вычислительного процесса во всех мик- роЭВМ системы. При этом микроЭВМ-дис- петчер системы в режиме обработки прерьшания считьшает содержимое регистра 9 состояния и, определив, что выполняется операция автоматической диагностики и блокировки неисправности, через время, необходимое для последовательного срабатывания триггеров 6 всех подключенных к системе устройств в режиме индивидуального обмена, проводит тестирование элемен- тарНЕ 1х машин, выявляет элементарную машину с отключенным блоком коммутации и перераспределяет при необходимости программы параллельной обработки.

Формула изобретения

Устройство для сопряжения по авт. св. №913360, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач устройства путем контроля состояния системных магистральных шин для возможности реконфигурации однородной вычислитель-

913271

ной системы, в него введены блок дешифрации состояния магистрали и блок блокировки канала, причем первый и второй входы блока дешифрации состояния магистрали подключены соответственно к первому и второму входам-выходам устройства, а выход - к второму входу блока блокировки, информацион30

32

. 2

/«

3«

Фи9.3

1610

ным входом соединенного с выходом триггера признака, а выходом - с входом питания блока коммутации и четвертым информационным входом регистра состояния, пятый информационный вход которого соединен с выходом блока дешифрации состояния магистрали и вторым входом блока прерывания.

33

18

Г

/5

J5

36

30

22

30

V/ f

37

фиг,

f.

с XJ

38

J3

W

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для сопряжения элементарных машин в однородную вычислительную систему и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 913360. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач путем контроля состояния системных магистральных шин для возможности реконфигурации однородной вычислительной системы. Устройство обеспечивает контроль состояния управляющей 14 и информационной 15 шин магистрали, и при возникновении в них аварийной ситуации (например, при выходе из строя одного или нескольких передающих усилителей блока 1 коммутации) с выхода 30 блока 12 дешифрации состояния магистрали на вход блока 13 блокировки канала поступает управляющий сигнал, по которому блок 13 отключает питание блика I коммутации по его входу 31, при поступлении управляющего сигнала с триггера 6 признака, если подтверждаЛцГ5 ..- г (Л bo INS N) (fJui.t