Устройство для межпроцессорной коммуникации Советский патент 1988 года по МПК G06F15/163 

TfJ-r f I,

-i f4fc

JJ/r2

J

г. f

Изобретение относится к средствам вычислительной техники и может быть использовано при построении высокопроизводительных мультимикропро- цессорных систем.

Цель изобретения - повышение быст юдействия устройства.

Ма фиг.I представлен пример использования устройства для межпроцес сорной коммуникации в мультипроцессорной системе; на фиг,2 - функцио- нальк:ая схема обменника; на фиг.З - пример кодирования задачи е системе с 8-разрядной шиной данных и семью исполнительными процессорами: а - статическая системная таблица при динамическом распределении задач в системе, б - динамически создаваемая главным процессором таблица при рас- пределснии задач между процессораг ад, в - статическая системная таблица при фиксированном распределении задач между процессорами в системе.

Мультипроцессорная система содер- жит главный процессор 1. запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ) 2, устройство 3 управления доступом (арбитр магистрали), системную магистралзь 4, К исполнител ных процессороа 5, N устройств 6 для межпроцессорной коммуникации, каждое из которых содержит приемопередатчик 7 и обменник 8.

Обменник содержит первый 9 и зто-

рой JO селекторы адреса, элемент НЕ 11, с первого по шестой элементы ИЛИ 12-1 с первого по шестой элементы И 8-23; первый 24 и второй 25 элементы задержки, первый 26 и второй 27 счетчики, блок 28 оперативной памяти, первый 29 и второй 30 одновиб- раторы.

Мультитфоцессорная система работает слецуюс(им образом.

Главный процессор i систег сы подключен непосредственно к системной магистрали 4 через приемопередатчики и управляет выполнением основной программы, загружаемой в системное ЗУПВ 2.

Системное ЗУПВ 2, которое является памягтью коллективного пользования с произвольным доступом, подключено к системной магистрали 4 и содержит загружаемую многозадачную операционную систему, в среде которой функционирует мультипроцессорная система.

Передачами по ciicreNinon мяглстра ти ; управляет ycTpoficTBO 3 прагглешг- доступом (арбитр магистрали) в соответствии с протоколом )сло:1ьзуе;- п:- :- системного иптерфе 1са.

Системная магистраль 4 содсржь; 1пины адреса,, данных к упра зле п-и :- соответствии с испольяуглгым г i::т;- - ным интерфейсом,

Исполнительньге npoiiei ropij ; п:,- Т емь имеют все средства для литои:::- - ного функционирования С, пну гг-Р ппк ЗУ, внутренние магигтра.пи, си; гсч;; обработки прерываний и 7,д.) и; у к};|- не подсистем и могут иметь ; собственные лохаль; ые магиг;7 р;; 1и которых опк -гепаз приеь опепеда 7 получают доступ к сис:те;-(иой :-:.:г гнстрйлн 4 и, слеловател;; О, уг/,: ;::: - ствам, подк Л}ЧРН}1ым к ней. ; том ;. -. пе и к обменникам 8 других пропс г роБ 5. Каждьк исполлит ел;:нь:й nnoi - сор 5 7 акжо iieriOcpciicTBeH; ;.;; доступ к собственному фи;-:гиропеи; обменнику 8 ерез )иу) ;аги1 о ал ь ,

полняет в oc ioвнo ; общегис то sHric -- дача,, такие как згггрузка orie: )a;;i; -- исй системы в ЗУПВ 2. работа г .ра,;, ми и системной консолью, .::; кие и загрузка в испои ;; :-:;;: ;-- ные процессор- 5 через припмслтг:;) чики 7., диспетчерские фуи}1.,м-:и л теме при вь1По/7иеник ос-пови;;;: --rv-; - мы к др.

Ксполиителья ге :;po:je );.- : -...: выполняют загру е:;rH-;t : ;;LJ-,-:: :;:- ;ihie программь, обеспе ива;; napaj:,.-: ;/ кую работу всех пропе сорол :ч :ч :-;- взаимодейству ) с :;одклк чо нь--ч .- ним внешними ycTpofic - BaNr;- и и;:;:,) объектами управлепия. прк ;;f v:;;-.- мости межгчоце ссорных O V-I-S-TOK ;-ч;; -- некие в:заи, ;осБлзак;гь х раз.ми ;:. NtK исполнительными про;;ес т; , обменов с системным jYiUj 2 или fipK запросах информации от г:1явно- о iipo- цессора 1 подключаются к си;п-йм; ои магистрали 4 посредстном ycT;xifi, т ьл 3 управления доступом,

Связь между главным пронес г-ором i и исполнительными процессорам - 3 npj; загрузке задач, а также меж;:у ;. нительными процессорами 3 и ciicrp i- ным ЗУПВ 2 осутцести.пяетсрч :тр;;с мопередатчики 7.

;k; :fOHiia ; г п;:.- з ка задач из 5УГ1Б 2частью адреса области ЗУПВ 2, в котопогле prici pe:;. ;:iG ния 1-х гллвиь:л про-рой создается дииа ичоская 7a -:iHiif;.

j sccopc;;-: i сяггсстояте.тьтю nci om n-При 1 6-разр--anof mniic адреса это могeлькlя f иосцос. ;:ра:-ш 5 ii ,жет напрш ер, MnaAtTHfi 6ai-:T адr;;;.,r-ioi O ,пос7 уг;а, если i MeioT соот-раса, к которо;.;у добарляется старпп й

с т вуюслгс средстпа,байт, сг1реде.пя:-тиий номер сс1;тора

г;к;;ропсс сорные связ; в системеЗУПБ 2, в котсгом размешается 1;ииаг- И .VI - вь:по;:иеИНН зслач могут осугиест-ческая та; ли::а, ,ачи в динаки ;ссвляться как через 1рие;-;опеседатчики 10кой таблице перекодируются тпкмм об

7 :; с :стем;:ое ЗУПВ 2 тнь миразом, Тр; N;j-:a inn;X бита определяьпт

, , : ).i:-;c.. .,х ч ;Г)ез ciGMeKii.iK - fjг гоисссор, :;с горс ;у лаЗ тачас гея :.;а;.;а. ,а., ; - т-; CHi-iNf; ли::;:.,- -;/;, :; гя : CTap::ji:-: битор - ноь:ер заiva-b: г гр с :.: с -: с о : л с по л }LJ : тс.л 3 / :л:Т;

15че:-1. ,рас:тр-ллс:л- задач,: s ка}:о:; либо

про::;-;-:-(;: орнciipcj- cHi-e о::релс

rl С;вь: Л О J-.: - Я :,:::: зл С л.СуЗо: с;л: .);.- за:1:-.-- :у , а

а -люйt ле,з,сп ател ьно ; и 1Г-:з:;ч гл Ki;:; адрес об- .: : :.. -е:-;м В : У11В 2 4 :-;ен1;;:: а Ь . ::гс. л пять

ллл: J pa ::р ;длляет все су-стар:11лх бл гол . олрсделя1с:а;х код з а: :--:е::СЛ собой и ceNSbicдачи н лс(Лле ссо:1с-л;с ::о.ллл теле , Далее

л. л | -:и TipoKccc ораь;; 3- IIpLi1;рО СХОд Л г ос-р.л:ил;и:: :% прсбуекои за::: :ч;Оие::сор скс те;-:: кодчру даче iepe3 co клл;J1i л ::роцесссра 5

. ::-л ср- i ::рлс::аи: ае . к ра сс- а7:л:: асмом ..ллчас к

::-:-- ,:м лроиессо-т-родессор мс:::ст : л;сл л; :; до 2 заV -лл. ,. еняо коды о г 00 Iдач, : еобходи:-:с :-:ч:стлт; , что с

::пе:;о:::-Л задач в сис-:сме,;:;едью разгрузки слстс--;лой маптстра:;: .:о;- пича --.нчески соз ее; 4 и взиду незгЛ1члте.ч}ч1о: о об ье ;а :л б.члч:. за::, так:ке с оай- памяти занлмае ;о ч таблицей задач

от кода задачи в стaTH lec кон сбл.ице

к коду этой задачи в динаььч-геской

т;1блнце.

ьсли ryльтипpoц ccopнGЛ система

используется г: качестве управляющей,

работающей в среле -птогозаяачной олсрг:н,ионкой системы реаль того поемени,

TCi в таких , как л авис О,

кезкдый исполнительны lipouecco , pa-бстает с фпксиропагглыми объектами уп

равлеК1- Я и BueiLfn-ibK усгрсйстзами,физически приоязакнь ми к .

следояателько, i-s с соотоетс пумпп- л постоя нь ми гфлкладными залача Шо

В этом случае иг-;; о CN bif:j; паедг -

пне срагзу п оперГ:П С : иум слс - ему ста 1 ической таблиц:: ..;адач с фикс,,: ;)аспределепле -1 i: 5:;i;;;i eo; л;- .по ;п-ы-- к 1шт:0рите1 а:.;р. 3;-;.{ач л.;-

к,я;:ддого П1ЮДйсссрз, CUCTCMIJJ , Ь Е;хлала

Л1ле ссылки ссдкругатся сразу ло ггол

Таблице, а Л);:кладjii. G ;-:о ут

бы . ъ saijajiee Г1аз;ч0 лелы п лос оянль ;-;

1Яло; .Л иаюгц;1Х устройствах нслоллитпльлы : продессоров 5. суилгст--

ненго улрощается как оaepaHsioi iia ; систсг- а, так г; мажзадачгюе |1заимп

. - .я Taicoro rpir-ieHeal,;, с:;к:те№, и расс;-атрлп аемом лр;;, К;ра с лт:1 рскал таблчд зада- с флкс иг5с;.1Я(П ;-,: . раслое- дс;1еяиам 1.:с;кет иметь нлд, ;р1Л еле1г- лый л а e:ir Зн.

Нозмсжар 7 акже nai Kbifi

л iL TL -,

fp

разом.

первая, к о тор л я ял-чястс;; п.-а;/; -.;- гаписи со с ;;плы мар .,- ;сг г : |,,е i ;-

- -г - - -

н oojiacTbic ; :ел -ш со сторолы ло - слатчик;-; 3. Vi ti:- : ; iu- :л

капыюн {aгvic тра,ли. л вторая, кото-илформал oiijihix - - хс-лач :. ; л:

рая является областью чтеш-тя со сто-)тодго га1;: кпллг кэ пер л:;--: -лр

ррньг системной мат-истра гн 4 и обла-лам для 5аг:иси слелу ил; ; ,.

CTbic залиси со стороны локальной ма-, кг 28. Задерла-са ;л;г; ;1,л: г:

гистрали. .24 кеобхо:т;има ;1ля того, ст При о6рашегл1и внешнего лроцессора-шть уверенную зал;;, ь итссслу:

К обменнику 8 се.чектор 9 адреса де-блок 28 до леребрс. - сч-л ч : шифрирует адрес обращеняя. Если это/лгалоглчло эанис лпается л

адрес области записи, то ira первомг,: и;-1Я i; в слелуюр ис ячелки 6j:o

выходе селектора 9 лоявляется .(),По лглтол.нении В -ел яче(л-с на втором - , К ;торая, ннвертк ласти памятл на Bi xo;ia

руясь в элементе НЕ ) 1 н внде О счетчика 26 ,-тяет( ; ci:- ь,;

постунает на старчгий разряд первыхпаюднй на ;{ругой -хсл (Ллм;

7

запреи1ая дальней ную эаггись в блоксобственного процессора 5, а также

28, и на выход второго одновибрато-разрешает прохо -ление снгксТ па RD/IO

ра 30; с выхода которого формируетсячерез 3. И 21 на второй вход снгнат запроса прерывания INT2 н про- чтения блока 23. Элемеь:т HJiH 16, элец-ссор-абонент 5. сигнализируюишй омект 25 задержки и счетчик 27 функтом, что гшоиэведека полная записьционируют анапогично соответствующим

информации в обме}И1ик 8, Установкаэлементам 13, 24 и счет-.ику 26. lia

счетчика 26 в нулевое состояние воз-вторых входах-вьжодах блока

можно через элемент ПНИ 14 либо об-ю 28 понпляется информация, -аттт-сянная

пгим системным -1гналом сброса SR,в нулевой rrepEof; области па - Я/:ибо си; ня ом i,ND i с пронес сора-або-ти ,

neiJTa J, который о;; .г;яет после Режим -:К 1-;си в собс т ве-;;ь;л обме ;--P ilxl:: saiipoca прерыва-ник 8 испо:пппч:Г ьным гроцессорох 5

иия iNTl и 1NT2; при этом разре;ио; т-15 испол-ьзуется при тех же услови:::--,

.Д;. м:мя запись в перву;о об. 1астьчто и режим чтси; ; 8 п;;е-л с/к;1 ; об;.|е п;икг 8 виеи1;ммис:---пт: 5 :-:с : г 5/ ЯО:- ;;я fjiiii x й.: -чг л

..:л1-.:.сором ,пуатсл . если лре-лока.;;ой ;-:аг; ; трали алрос на ,

.-;у :могоеи отлет процесссра-абонента20 в oO ;ei;;niK В, lia :iii};ax л мм- ч - -/ й. icpos свой об;-еч;:ик 8,фc-. лл.п записи. а}-:тиви ирул г ;;jH -.ичем С -:; . hUi ai -iv; информации лылол- . с f Ti iJT ip -й с бласти б;юка 28.

.: , --. гл p-i-T-- ./ 3 .л l ;2 --J - -. -. - - 1 --л-- -- 7ая зля 1;иися на пеоном вьжодс салек

л.-,;:. . ОМ, -то внеш} рй :фоцассор25 тора 10 адреса, .-прелелпег через зле- Б:, с ..;5ляит М шинах систеь;- :й магист- -,,gj, 15 разре;;1е; ие к

рали -, а-:о::с на чтение обменника S,блоку 28 и прохо;кде1 ие сигнала WR/IO

о;;:.г,:---..-.,4 -бращепие к второй об-чег,(,:- элемент И 22 и, следовательно,

. . .. .. /.;, л у,.; аз.::.Л .,.1 .;игя;;Лчесез злс;-:си7 23, который функиис

.;;, ;;;;:. рый - ере:- открьпъД «ирует гл алоги :iio злемелту И 0; ;;а

.к.р - Огл яхс;:, алемиит 11 :9 |-:оступаатвторой вход зазгч; : блока 28.

;. .-ужь:. f;/.i;,,i ггения бло -: 28, Навторого ьыхола с:.;1ектор. :С .-:сс :слямс: ,..л ч.,;:л:---,..;,одах л. .-шх блока,.,, обра1;;еиие к области -av-rn:,,

:j лсл;1ля , СИ И :)0рмадия );g остальное; -.laojT 8 пналсли; г. :/; . п J аким av, :бразаа, причем,,р.,,,-.- 97 с TJ;C,--laaaHCTca зле- --.;-Тчлл 26 л;;уг-ие злемелть: обменил- .,,,,,j , ,7 либо сигл.,лох

It а 8 работаю-; 1 ак ае, как ; в режьь е Сброс ир:л;ессога 3, либо ;л- гналом

эа/(чси. Ппогг.а--:М:Л.5; сброс

40

Обрадяение иалолнительного прО ;;ес- r-jTMi а .4 соб л-енному обь СКьику о ос-ущасталае л и через локалалую ма-Устр:-йство лл;, екллсле г сорной

,.,,а-гсаль устгоиствь 6 как к устройст-ком;-гл никалии, содеп;:;ашее блок оиера3V 1звса а-в лпа;а,дг п зной памяти, первый г- -лс к, исл3 режиме -. -еииг: собстзенлого об-вьк элемент И, первый :-леме}1Т tUiH.

менникз 8 ислолиительный процессор 5элемент ИЕ, причем нерглгй и формацивыстарляет на адресных шинах локаль-окньй вход-выход устройства подклю-:й :aгиc; aJл адоес на чтект е обмен-чен к первому иифop aлиoннo :y входу,:,,ка Я , акт л;лгл.рует ;яины Обра;це- выходу блока оперативной

.:ле к уст,-. авода-вывода и первый управля;сил :й вход устройства

.:„,.: вво,; -вля ,а Ч При этом О Чподключен к neppow входу с

лс. злаи:;1иися ла па ром выходе селек-элемента И, информадионнли выход пер

тоса iC адра-а, поступает на старшийвого счетчика г одклкчаа а черво гу ад,-,,, .;д .: рсаль:х входов блокаргсному входу блока caicpaT: люй памя-/с,, .л/ етеаа f обрлпшние к первой об- ти, о т л и ч а ю ш о е с тем,

-л -;.;; ;. ;лял;- Л червз элемент ИЛИ 15-что, с целью увеличен а а-- -родейст-

:,; : ггроч аход аыборки блока 28, раз-в;.я, в него зведены арис.л передатчик,

,ч:лая обрягсаале к иему со стороныдза селек-гора адреса, г тоаой счстчкк.

дпа одиогябра ора j ;. « орогс г;с той ;;..рмситы Н, с иторогс jvc- I lf э.;еме1П ь; lUIH, два элемента злце i;pir второй иифс; D ЛЦ ioгнЬ

ппсол: ВТ ооо

)пх- ; ет -ертогс

;ОК : ;i:-;0,uy

ОлГ а; тесиому