ЭЛЕМЕНТ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СРЕДЫо r-i о ( !i »э.hfsur? q;^r?rtjTOn.vUlil^ id>&;y;!i:r isjfS Советский патент 1974 года по МПК G06F7/00 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для использования в качестве базового элемента универсальных вычислительных сред (однородных структур).

Известен элемент вычислительной среды, содержащий двумерный регистр сдвига с блоком локализации, логический блок и блок хранения информации, позволяющий автоматически осуществлять локализа-цию неисправных элементов вычислительной среды.

Предложенное устройство отличается тем, что содержит маркерный триггер, вход которого через первую схему «И соединен с выходом двумерного регистра сдвига; выход маркерного триггера соединен со в.ходами блока хранения информации и второй схемы «И, другой вход которой соединен с выходом блока хранения информации, входы двумерного регистра сдвига соединные с выходами логического блока и второй схемы «И.

Это позволяет повысить быстродействие элемента (и следовательно - среды в целом) за счет того, что ввод и вывод информации с элемента вычислительной среды осуществляются € максимально возможной скоростью - со скоростью работы двумерного регистра сдвига, а также повысить эффективность вычислительной среды за счет более эффективной локализации неисправных элементов.

Схема элемента вычислительной среды изображена на чертеже.

Элемент вычислительной среды содержит

блок хранения информации, выполненный на

схемах «И 1, «ИЛИ 2, регистрах сдвига 3,

4,схемах «И 5, 6; логический блок, выполненный «а регистре сдвига 7 и схеме сравнения 8; схемы «И 9 и 10; двумерный регистр сдвига, вынолненный на элементе задержки

11, триггера активности 12, схемах «И 13- 18, «ИЛИ 19; блок локализации, выполненный на триггере локализации 20 и схеме «И 21; маркерный триггер 22.

Вход 23 предназначен для подачи кодового

слова для занеси в регистр сдвига 7, а вход 24 - для подачи управляющих сдвигающих импульсов; входы 25, 26 предназначены для подачи управляющих сдвигающих импульсов в регистры 3 и 4 соответственно (управление

прохождением этнх сигналов через схемы «И

5,6 осуществляется маркерным триггером 22. Вход 27 предназначен для управления считыванием информации с регистра 3; вход 28 - для управления считыванием сигнала, вырабатываемого схемой сравнения 8 (эта схема вырабатывает сигнал «единица тогда, когда кодовое слово, поступающее в .регистр 7 по входу 23, совпадает с кодовым словом, хранящимся в регистре 4). Входы 29-32 предназначены для нрнема снгналов с выходов сосед3

них элементов; входы 33-36 предназначены для лодачи сишалов о выборе нанравленин приема Сигналов, постунающих в элемент по входам 29-32. Вход 37 служит для управления установкой в «единицу маркерного триггера 22; установка этого триггера в «едипину осуществляется 1П,ри условии, что триггер активности 12 находится в состоянии «единица. Вход 38 служит для установки триггера 22 в состояние «пуль, .вход 39 - для уиравления записью сигналов неисправности в триггер локализации 20. Вход 40 предназначен для установки в «едииицу триггера локализации 20. Выходы 41 являются выходными полюсами элешеита, сигналы с которых поступают на входы 29-32 соседних элементов; вход 42 (Предназначен для подачи травляющих и сдвигаюидих сигналов в триггер активности 12.

Вход 43 предназначен для регенерации информации, считываемой через схему «И 10 с регистра сдвига 3; вход 44 предназначен для подачи сигналов, подлежащих записи Б регистр 3 (управляющие сдвигающие импульсы вырабатывает для регистра 3 схема «И 5); вход 45 предназтшчен для подачи сигналов, подлежащих записи в регистр сдвига 4 (управляющие сдвигаюнтие имлульсы для этого регистра вырабатывает схема «И 6).

Входы 23-28, 33-40, 42-45 являются управляющими и подключаются к общим управляющим щинам среды (активным или пассивным), количество которых не зависит от числа элементов в вычислительной среде и определяется числом унравляющих входов у одного элемента.

Основными режимами функционирования вычислительной среды являются:

а)локализация цеисправных элементов;

б)ввод информации;

в)вычисление;

г)вывод информации.

Режим «локализация предназначен для устранения влияиия Т1еиоп,равпых элементов вычислительной среды на исправные. Локализация неисправных элементов осуществляется без обнаружения их местоноложения в среде, т. е. автоматически. Если неисправность отказавшего элемента «опасна, т. е. может распространяться ло вычислительной среде, то триггер локализации 20 этого элемента устанавливается в состояние «нуль (через вход 39), и тем самым запрещается передача сигналов неисправности на выходы 41. В зависимости от вида неиоправпости, локализация ее производится либо с ломощью блока локализации неисправного элемента (если исправиы схемы «И 13, 21 и триггер 20), либо блоками локализации соседних элементов (если в отказавщем элементе неиоправны схемы 13, 21 или триггер 20). Локализация неисправных элементов вычислительной среды осуществляется путем подачи соответствующих наборов сигналов на управляющие входы вычислительной среды (на вход 39 нужно .подать

4

сигнал «единица). Возможность локализации неионравных элементов вычислительной среды без установления их местоположения в среде обусловлена тем, что управление вычислительной средой осуществляется с помо1цью унра1вляюн.и1х входов одного элемента.

После выполнения локализации неисправных элементов производится ввод информации в среду. В цроцессе настройки в блоки хранения информации элементов вычислительной среды вводятся исходные данные и программа работы системы в целом.

В данном случае лри установке в «единицу триггера активности 12 лроизводится и устано1вка в «единицу маркерного триггера 22, с помощью которого и осуществляется управление записью (считыванием) ииформации в регистры 3, 4. Для этого подаются соответствующие сигналы по входам 25, 26, 44, 45.

В режиме «вычисление на управляющие входы вычислительной среды лодается информация, подлежащая обработке, а с выхода вычислительной среды снимается .результат обработки. В качестве шримера рассмотрим считывание информации с одного элемента. Пусть триггеры 12 и 22 всех элементо1В среды находятся в состоянии «нуль и требуется выбрать элемент с определенным адресом (именем). Для этого нужно .по входу 23 подать соответствующее кодовое слово, а ло входу 24- управляющие сдвигающие им.пульсы. На выходе схемы сравнения 8 выбранного элемента появится сигнал «единица., с ломощью которого может быть осуществлена установка в «единицу триггера активности 12 (на вход 28 нужно подать сигнал «единица). Далее, путем подачи сигнала «едииица на вход 37 осуществляется установка в «едииицу маркерпого триггера 22, после чего триггер активности 12 устанавливается в состояние «нуль (ло входу 42). Считывание информации с элемента производится путем нодачи сдвигающих имлульсов иа вход 25 (если требуется лроизвести считывание без разрушения, то на вход 43 нужно лодать сигнал «единица). Сигналы, считываемые с регистра 3, поступают на вход двумерного регистра сдвига (через схему «И 10) и далее передаются этим регистром на выходы эле.ментов, расположенных при лериферии вычислительной среды.

Считывание информации осуществляется, таким образом, со скоростью работы двумерного регистра сдвига. После считывания (или до считывания) может быть произведена запись информации в регистры 3, 4 путем лодачи соответствующих сигналов на входы 25, 26, 44. Отметим, что лараллельио с выполнением операции «считывания («записи) может осуществляться выборка следующего элемента среды. Это означает, что в случае, когда команды следуют о.дна за другой по порядку (номер команды соответствует порядковому номеру элемента, где хранится содержание данной команды), быстродействие вычислительнои среды достигает максимального значения и определяется, ло существу, временем прохождения сигнала со входов 29-32 до выходов 41. При выполнении команд условного и безусловного переходов, которые вызывают изменение нормального порядка следования команд (т. е. имеют место переходы из одного массива памяти в другой), быстродействие системы хотя и снижается, но незначительно, т. к. и здесь можно совмещать во времени выполнение ряда операций. Вычислительная среда из предложенных элеме нтов может нормально функционировать и без проведения операции контроля, т. е. без установления местоположения неисправных и работоспособных элементов. При этом снижается только эффективность использования элемента. При использовании вычислительной среды в качестве запоминающего устройства с емкостью не менее - N-m бит (Nобндее число 4 элементов среды, am - емкость ячейки памяти одного элемента), среда сохраняет работоспособность до тех Пор, пока общее число неисправных элементов не юревысит величины --yV. При этом, если функцию входного-выходного элемента выполняет один элемент решетки, то вероятность выхода годного запоминающего устройства указанной емкеси при изготовлении его методами и интегралышП технологии определяется вероятность выхода одного годного входного-выходного элемента и не зависит от числа элементов в устройстве. В то же время, если фукцию входного-выходного элемента выполняют несколько элементов рещетки, то вероятность выхода работоспособного запоминающего устройства емкостью ---V-m бит может составлять величину, близкую к 1. Предмет изобретения Элемент вычислительной среды, содержащий блок хранения информации, ;выход которого соединен со входом логического блока, двумерный регистр сдвига, выход которого соединен со входом блока локализации, а выход последиего соединен со входом двумерного регистра сдвига, схемы «И, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия элемента и повышения эффективности вычислительной среды, он содержит маркерный триггер, вход которого через первую схему «И соединен с вы.ходом двумерного реги.стра сдвига., выход маркерного триггера соединен со входа ш блока хранения информации и второй схемы «П, другой вход которой соединен с выходом блока хранения информации, входы двумерного регистра сдвига соединены с выходами логического блока и второй «П.