Устройство выбора направления обмена вычислительной системы Советский патент 1991 года по МПК G06F15/20 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении вычислительной системы с программируемой структурой.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет возможности реализации на его основе структуры произвольных конфигураций, отражающих алгоритмы вычисления.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - 5 - примеры формирования различных структур; на фиг.6 - вариант узла голосования; на фиг.7 - дешифратор группированного числового кода; . на фиг.8 - блок группирования числового четырехразрядного кода; на фиг.9 - схема сравнения группированных числовых кодов.

Устройство (фиг.1) содержит п (п-число абонентов) блоков 1 приема сигналов поиска, п блоков 2 выдачи сигналов поиска и блок 3 управления. Устройство содержит вход (шину) 4 ввода сигналов поиска, вход (шину) 5 ввода сигналов квитирования, вход (шину) 6 ввода сигналов состояния, вход 7 признака инициатора обмена, 8 (шину) вывода 9 сигналов квитирования, выход (шину) 10 выдачи сигналов поиска, выход (шину) 11 выдачи сигналов состояния, выход 12 готовности сигнала обобщения, вход (шину) 13 программной установки.

Блок 1 приема сигналов поиска содержит элемент И 14 и элемент ИЛИ 15. Блок 2 выдачи сигналов поиска содержит первый элемент И 16, элемент НЕ 17 и второй элемент И 18. Блок 3 управления содержит первый элемент И 19, элемент И 20, элемент ИЛИ 21. Узел 22 голосования (фиг.6) содержит регистр 23, дешифратор 24 двоичного кода в группированный числовой код. схему

о

fO

fc

vj О

25 и схему 26 сравнения числоы-к Дешифратор 24 (фиг.7) содержит деш.-гЬ)- - тор 27 двоичного кода в пот,1ц.,оннм с , , группу элементов ИЛИ 28 - 30 . Схема 25 (фиг.8) содержит первую группу элементов И 31 - 32, вторую группу элементов И 33 - 35 группу элементов НЕ 36 - 38, тоетью группу элементов И 39 - 41, группу элементов ИЛМ 42 - 44.

Схема 26 (фиг.9) содержи; группу эпо ментов И - НЕ 45 - 48, первую группу ментов НЕ 49 52, элемент ИЛИ rJ3 ,,/ элемент И 54, второй элемент И 55, ьто- рую группу элементов НЕ 5R 59 У :,-г,е- мент НЕ 60.

Устройство работает следующие -vfi

зом.

Каждому устройству ьыбора напоят, ic ния коммутации соответствует процесг 11 свой узел коммутации (не по эззны)

Узлы коммутации соединены инимрмя ционными линиями связи и а совокупности образуют физическую распределенную структуру информационной сети УС.ТГ,Г.МСТ- ва выбора напрас ення обмена, спедине-1- ные шинами поиска, квитирования и состояния, образуют управляющую информационную систему, в точности повтс fv /t щую физическую структуру мнфор а сети. Блок выбора направления оммуч иич

Соединен С СООТВС СТй/ЮЩИМ yjlOM КОММ Ч-ции шинами включенич, с помощь о . осуществляется управление -а-.сл. Г. управляющей системе с помощью соот л ствующих процессоров назначаются т ройства-инициаторы формирорз i. - программируемой структ/ры. Эти устрой-.- в.з помечаются единичными потенц ал начала системы. Процесс формирование программируемой структуры начиняется с устройства-инициатора. Устройство гыЬора направления обмена, являющееся началом программируемой структуры, с помощью потенциала признака начала сис.емы фор мирует полную волну поиска. Уч .лие смеж ных устройств в процессе поиске Зависит от установленных в них порогов голосований. Величины порогов голосования устанавливаются соответствующими процессорами. Если в устройстве установлен нулевой рог, то оно не участвует в процессе форм 1 рования структуры. Единичной порог разрешает включение устройства по перпо му поступающему потенциалу поиска, порог, равный двум,требует наличия как минимум двух потенциалов поиска дчп включения данного устройства в процесс формирования структуры и т.д

Таким образом, задавая начало программируемой структуры в начальном уст0

о

0

0

J

0

S

0

5

роистне и пороги голосования в промежуточна, ч устройствах можно сформировать ;,,ьую программную струк уру в пределах данной физической структуры.

Процесс формирования программируемой структуры заканчивается в конечных ус- тройстаах, Эти устройства формируют обратную волну квитирования, которая замыкается в устройстве-инициаторе формирования структуры и оно информирует соответствующий процессор о завершении Формирования программируемой структуры.

Пр ч зтон входные потенциалы квитиро- чаниз являются ,1 гмалами включения соот- ве.ст-э /гног узла коммутации.

На 1 I; 5 приведены примеры фор- лировг t т различных программируемых птрукт р г, з физической типа Kea.j/iTHOH решети,

- ri фиг ; предстаплен процесс формировании г-с-у ерного конвейера. Данная структура используется при реализации конвейерных «олновы вычислений. Рим- (ким цифрами указаны вгршины порогов i Оховстстчующих уст1 пйств.На фиг.З пред- стчв.гг-н процесс формирования пирамид- нок струк.уры Прицэсс формирования 1-.гр / ст/ры маччнгечся из угловых устройств и зпк: . eicj 9 антре

На .4 приставлен процесс форми- о/ 1ноч -ой цепи, а на фиг.5 - дуб- 1роаакп )й цег.и.

Пчоцессор блока-имитатора по входу 7

уст «Нсзьлиочет единичный потенциал начаг-1 w гй-мы оторый через элемент ИЛИ 21

- пэменты И 16 в виде потенциапов поиска

ттлспируются по выходу (шине) 10 в смежн, ycTpr VTBa по входу 4 ( И,2п) на

, 22 -омг.сочания, порог которого пред- пари ельно установлен соответствующим процессором по г ходу 13. Узел 22 голосова- н .г. сравнивает число г оступающих на него погенциалоз поиска с заданным порогом и допижпнии нулевого порога на его выходе разрешения формируется единичный- потенциал который через эпемент ИЛИ 21 иключае элемент 16 узлов выдачи сигналов поиска На обходах 10 тех направлений, которые е помечены входными потенциалами псип а (имеют единичные потенциалы с выходов соответствующих элементов НЕ 17), Формируются единичные потенциалы поиска, чогорые по выходу (шине) 10 транслируются в следующие смежные устройства. Элемент НЕ t исушествляег направленное распространение золмы поиска.

FCJ.H величина порога узла 22 голосование рявна нулю, то на выходе состояния формируется единичный потенциал, который включает те элементы И 18, которые подключены к входным потенциалам поиска. На выходах включенных элементог И 18 формируются единичные потенциалы состояния, которые обратным ходом по выходу (шине) 11 транслируются в смежные устройства, Волна потенциалов поиска достигает конечное устройство, в котором потенциалы поиска или состояния включают все направления, (производит оямыка- ние потенциалов поиска или состояния по всем входным направлениям) На выходе элемента И 19 конечного устройства формируется единичной потенциал, который поступает на пер&ые входы элементов И 14 узлов 1 приема сигналов поиска. На выходах подключенных элементов И 14 формируются единичные потенциалы квитирования, которые обратным ходом по выходу (шине) 8 транслируются в блок-имитатор формирования структуры. В блоке-имитаторе потенциалы «свитирования или состояния замыкают все эходные направления, на выход элемента И 19 формируется единичный потенциал, который поступает на первый вход элемен га И 20, на второй вход которого поступает единичный потенциал признака поиска системы, ha выходе элемента И 20 формируется единичный потенциал готовности, который по ходу 12 поступает в процессор, информируя его о завершении этапа формирования структуры. Процессор инициирует вычислительный процесс, который развивается в сфопмиро- ванной структуре, при этом направление движения вычислительного процесса удаляется единичным потенциалом с выхода (шины) 9 включения.

Код порога по входу 13 (фиг 6) поступает в р мистр 23, откуда в форме параллельного двоичного кода поступает на дешифратор 27 (фиг.7). На выходе дешифратора 27 формируется позиционный код порога, который поступает на элементы ИЛИ 28 - 30 На выходах которых формируется числовой группированный код порога, поступающий на схему 26. Текущий числовой код количества подключенных потенциалов поиска по входам 4 поступает на схему 25, которая (фиг.5) осуществляет сдвиг влево всех единичных разрядов числового кода потенциа лов поиска.

Если по входам 4 по всем разрядам поступают единицы, то левый значащий раз- рад со входа 4 через элемент 4 поступает на выход схемы, следующий значащий рач- ряд со входа 4 через элемент ИЛ И 43 поступает на первый вход элемента И 39, на второй вход которого поступает левый значащий разряд. На выходе элемента И 39

формируйся следующий разряд группированного числового кода. Формирование следующих разряде в кода происходит аналогичным образом При этом на вторые вхо- 5 ды элементов И 40 - 41 поступают не значащие разряды входного кода, а потенциалы сканирования единичного кода, которые формируются элементами И 31 - 32.

Если по РХОДЭМ 4 поступает нулевой 10 код, то на входах схемы 25 группирования будет также сформирован нулевой код, так как в результате сканирования на выходах элементов И 31 - 32 сформированы нулевые потенциалы, которые блокируют элементы 15 И . Любой иной код, поступающий по входам 4 м содержащий комбинацию нулей и единиц преобразуется с помощью элементов Л 33 - 35 и элементов НЕ 36-38 гаким , что все единичные разряды 0 будут сгруппированы в левой части выходов схемы 25, а в прзеой этих выходов будут сформированы елевые разряды.

По выходам схемы 26 (фиг.6) поступает сгс - ппированный числовой од количества 5 подключенных потенциалов поиска, а на дpvгиe входы схемы 26 с выхода дешифратора 24 постутет сгруппированный число- ROH код попога Элегч-)ч НЕ 49-52 и элементы И НЕ 45-48 осу-ц. ствляют пораз- 0 олдчое сравнение кодоя, ре «ьтат которого формируется на выхг-пе элем га И 54 С помощью эг ментов НЕ 56 G9 и з мента И 55 выявляется нулевой код ), а элемент И ПИ 53 выявляет не нулевой текущий код 5 количества подключенных, потенциалов поиска. Элемент НЕ 60 блокирует работу схемы 26 сравнения в случае нулевого порога.

Такая структура блока выбора направ лений обмена приводит к тому, что этап по- 0 иска упражняется путем (олооования по заданному количеству принятых потенциалов поиска.

Это позволяет на этапе поиска сформировать требуемые структуры, управля- 5 емые потоком данных, с помощью сигналов квитирования оповестить инициатор формирования структуры о завершении формирования структуры и приступить к инициализации процесса вычисления по Q сформированной С рукгуре При этом правильность последовательной загрузки каждого процессорно о обеспечивается на ctTane формирования структуры

При этом организуются структуры, от- ражающие алгоритмы вычистений. Такое адекватное положение алгоритма вычислений в структуру модульных вычислительных средств (процессорных элементов) позволяет совместить требование специализации вычислительной системы для решения конкретной вычислительной задачи с распалле- ливанием вычислительного процесса, при котором достигается максимальная производительность, а также с требованием универсальности вычислительных средств, обеспечивающих решение любой требуемой задачи.

Формула изобретения Устройство выбора направления обмена вычислительной системы, содержащее п блоков приема сигналов поиска (п - число абонентов), п блоков выдачи сигналов поиска и блок управления, причем каждый 1-й блок приема сигналов поиска (I 1,...п) содержит элемент И и элемент ИЛИ, каждый 1-й блок выдачи сигналов поиска содержит элемент НЕ и первый элемент И, блок управления содержит первый и второй элементы И и элемент ИЛИ, 1-й вход ввода сигналов поиска устройства соединен с первыми входами элемента И и элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска и через элемент НЕ с первым входом первого элемента И 1-го блока выдачи сигналов поиска, 1-й вход ввода сигналов квитирования устройства соединен с вторым входом элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска и является -м выходом вывода сигналов включения устройства 1-й вход ввода сигналов состояния устройства соединен с третьим входом элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска, вход признака инициатора обмена устройства подключен к первым входам элемента ИЛИ и второго элемента И блока управления, 1-й выход вывода сигналов квитирования устройства соединен с выходом элемента И 1-го

блока приема сигналов поиска, 1-й выход выдачи сигналов поиска устройства является выходом первого элемента И 1-го блока выдачи сигналов поиска, выход готовности

устройства соединен с выходом второго элемента И блока управления, выход элемента ИЛИ 1-го блока приема сигналов поиска подключен к 1-му входу первого элемента И блока управления, выход которого соединен с

вторым входом второго элемента И блока управления и вторыми входами элементов И всех блоков приема сигналов поиска, выход элемента ИЛИ блока управления подключен к вторым входам первых элементов И блоков выдачи сигналов поиска, отличающийся тем. что, с целью расширения области применения устройства за счет возможности реализации на его основе структур производных произвольных конфигурации, отражающих алгоритмы вычисления, в каждый блок выдачи сигналов поиска введен второй элемент И, а в блок управления введен узел голосования, причем 1-й вход ввода сигналов поиска устройства соединен с первым входом второго элемента И 1-го блока выдачи сигналов поиска и с 1-м первым входом сравнения узла голосования, при этом 1-й второй вход сравнения узла голосования соединен с 1-м входом

программной установки устройства, выход разряжения узла согласования соединен и с вторым входом элемента ИЛИ блока управления, а выход состояния соединен с вторыми входами вторых элементов И блока

выдачи сигналов поиска, выходы которых соединены с соответствующими выходами выдачи сигналов состояния устройства.

Eh

ю

510

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении систем с программируемой структурой.Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет ре- рлизации на его основе структур произвольных конфигураций, отражающих алгоритмы вычислений. Цель достигается тем. что в известное устройство, содержащее п блоков приема сигналов поиска, n-число абонентов и блоков выдачи сигналов поиска, и блок управления, в блоки выдачи сигналов поиска введен второй элемент И, а в блок управления - узел голосования. Этап поиска управляется путем голосования по заданному количеству принятых потенциалов поиска, что позволяет на этом этапе сфор мировать требуемые структуры, управлял мые потоком данных. С помощью сигналов квитирования инициатор обмена оповещается о завершении формирования структуры и инициализируется процесс вычисления по сформированной структуре. 9 ил. w fe

t

S4i

/9

fTr

K

3

I

9

Фиг. 2

т)

22

fs

/8

/J /2 7

Л/г/

Услобные обозначения Н-начало системы К-конец системы поиск

- кбитиро бание

состояние

в

с:

л

Фиг. 7