Устройство для сопряжения вычислительныхМАшиН Советский патент 1981 года по МПК G06F3/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОПРЯЖЕНИЯ .ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ

МАШИН

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в многомашинных вычис тельных системах. Известна информационно-вычисли.тельная система, в состав которой входят два устройства унифицированно.го сопряжения: устройство унифици (рованного сопряжения высокопроизводительных устройств и устройство унифицированного сопряжения внешних устройств, причем первое из этих устройств применяется для обмена информацией между центральными и периферийными процессорами, второе обеспечивает обмен между периферийными процессорами и внeIlIHИ 4и гс тройствами. В устройствах унифицированного сопряжения высокопроизводительных устройств и внешних;устройств приме няется ряд блоков, обеспечивающих межмашинную связь, в том числе блок очередности коммутации, блок управления коммутацией, блок определения очередности. Устройства унифицированного сопряжения обеспечивают двустороннюю связь любой пары входящих в комплек вычислительных средств таким образо что каждое из них может быть как . управляющим, так и управляемым. Обмен информацией между двумя устройствами производится сообщениями. Сообщение содержит последовательно выдаваемые посылки, состоящие из байтов с их идентификаторами,.Первая посылка в сообщении используется для указания пути обмена и называется коммутирующей. Последняя посыл- содержит признак окончания сообщения и приводит к разрыву связи. С целью пов|лиения скорости работы в системе применяется межмгшшнная связь в обход блоков обмена служебной информацией, входящих в состав стандартных каналов связи вычислительной машины 1. Недостатком такой структуры является необходимость нарушения заводской целостности аппаратуры серийных вычислительных средств при техни еской реализации многомашинного комплекса. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для связи нескольких вычислительных машин через кодовую магистраль, которое способно коммутировать поток цифровых посылок от центральной меииины к любой из вспомогательных (сателлитных), а также в обратном направлении.

Устройство содержит канал управления, блок дешифрации адреса, магистральный вентиль, блок приоритета, шифратор. Устройство для связи нескольких вычислительных машин через кодовую магистраль спроектировано применительно к использованию в централизованных информациоинсвычислительных системах и рассчитано на одновременное соединение не более чем одной пары входящих в комплекс машин 2.

Однако известное устройство не позволяет на базе имеющегося оборудования осуществлять расширение состава многомашинной системы за счёт подключения машины с новыми для системы типами интерфейса. Согласование форматов данных аппаратурой устройства не производится и эта функция должна быть выполнена математическим обеспечением системы.

При необходимости подключения абонентов нового типа устройство в целом должно быть перепроектировано и изготовлено заново, поскольку его Логические цепи и внешние соединени рассчитаны на определенные конкретные типы каналов связи входящих комплекс вычислительных машин.

В известных устройствах межмашинного сопряжения, функции управления Обменом информацин сосредоточены в Одной из машин комплекса, которая, таким образом, играет роль центральной МсШ1ины. Надежность такой структуры ограничивается надежность функционирования центральной машины и при выходе ее из строя межмашинная связь во всей системе прерывается.

Кроме того, известные устройства сопряжения обеспечивают одновременный обмен информацией не более, чем в одной паре входящих в систему машин. Помимо этого, при необходимости расширения состава комплекса новыми типами машинтребуется разработка и изготовление нового устроства сопряжения .

Цель изобретения - повышение надежности и вычислительной производительности многомашинных комплексов.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее блок коммутации, введена группа интерфейсных блоков, каждый из которых содержит блок управления блок контроля, блок дешифрации адреса и блок преобразования форматов сообщений, при этом блок коммутации содержит группу коммутаторов и группу блоков при ритета, при этом входы-выходы коммутаторов группы подключены к первым выходам-входам блока преобразования форматов сообщений, входы блоков приоритета группы соединены с выходами блока формирования запросов, а выходы блоков приоритета группы соединены с соответствующими входами коммутаторов группы, вход-выход блока формирования запросов, первый вход-выход блока управления, второй вход-выход блока преобразования форматов сообщений, первый вход-выход блока контроля являются входами-выходами устройства, третий вход-выход блока преобразования форматов сообщений соединен со вторым выходом-входом блока контроля, третий вход-выход которого подключен ко второму выходу-входу блока управления, третий вход-выход которого соединен с четвертым выходом-входом блока преобразования форматов сообщений, а выход блока управления соединен со входом блока формирования запросов.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - пример реализации блока коммутации для случая четырех абонентных каналов; на фиг. 3 - блоксхема интерфейсного блока.

Устройство 1 содержит блок коммутации, имеющий определенное число канальных направлений (полюсов) по максимальному количеству объединяемых в комплекс машин (в данном случае 4), а также равное им число интерфейсных блоков 2-5, причем блок 1 коммутации своими входами и выходами подключен ко входам и выходам каждого из интерфейсных блоков 2-5, вторые входы и выходы которых подключены к шинам стандартных каНсшов связи вычислительных машин или терминальных устройств, входящих в состав системы.

Каждое из канальных направлений (полюсов) блока 1 коммутации установлено на определенную приоритетность обслуживания, подключаемых к нему канальных направлений конкретных вычислительных машин или терминальных устройств. Каналы группы интерфейсных блоков 2-5, обращенные к блоку 1 коммутации, выполнены в виде унифицированного интерфейса связи, единому для всей системы, благодаря чему интерфейсные блоки 2-5 могут быть конструктивно и функционально-логически состыкованы с помощью однотипных разъемных соединений с. полюсами блока 1 коммутации в соответствии с требуемой приоритетностью обслуживания вычислительных средств, подключае1Фах через соответствующие им интерфейсные блоки 2-5, Каналы связи каждого иэ интерфейсных блоков 2-5, обргиценные к машинам-абонентам системы, согласованы с интерфейсами этих машин. Таким образом, за счет использования унифицированного интерфейса связи любая машина в соотаве комплекса может быть подключена через соответствующий ей интерфейсный блок к любому полюсу бл 1 коммутации. Кроме того, к любому полюсу блока 1 коммутации вместо канального направления определенной вычислительной машины может быть подключен в качестве абонента через соответствующий интерфейсный блок такой же блок коммутации со своим набором подключенных к нему машин, и за счет таких связей вычислительный комплекс может быть развернут в сложную информационно-вычислительную сеть любой геометрии. Каждый абонент многомашинного комплекса посылает через соответствующий ему интерфейсный блок 2-5 заявку на обмен с указанием адреса другого абонента и требуемого направления обмена (на прием или на передачу информации). Блок 1 коммутации располагает эти заявки в , очередь в соответствии .с установле ной приоритетностью каждого каналь ного направления. Межмашинный обме начинается с настройки логических цепей устройства межмашинного сопряжения на определенные связи межд абонентами системы путем посыпки по кансшам соответствующей служебной информации .об адресах и направ лениях обмена, после чего через образовавшиеся канальные связи передаются определенными посылками данные обмена, причем одновременны обмен информацией может протекать параллельно в нескольких парах машин (на фиг.1 в двух парах) за счет го, что цепи блока 1 коммутации име межабонентные связи по типу каждый с каждым и параллельные неза висимые связи. Прекращение обмена происходит по сигналу одной из уча ствующих в обмене машинИли по системной команде более высокого уровня. Блок 1 коммутации (фиг. 2) содер жит группу блоков 6-9 приоритета, а также группу коммутаторов 10-13. Количество блоков приоритета и ком мутаторов в конкретной регшизации зависит от числа требуемых направлений межмашинного обмена (в приве денном примере 4 направления). Входы блоков 6-9 приоритета под ключены к шинам запросов унифицирезанного интерфейса связи, а выхо ды связаны с входами соответствующих коммутаторов 10-13. Первые, вторые и третьи входы коммутаторов 10-13 подключены к шинац передачи унифицированного интерфейса связи. Выходы коммутаторов 10-13 подключе ны к приемным шинам унифицированно го интерфейса связи. Техническая реализация блоков 6-9 приоритета может быть аналогич на технической реализации блока приоритета, входящего в состав известного устройства для связи нескольких вычислительных машин через кодовую магистраль или блока определения очередности, входящего в состав информационно-вычислительной системы. Техническая реализация коммутаторов вытекает из их вышеописанных функций и соответствует совокупному действию блока комг-iyтации и магистргшьного вентиля в известном устройстве или блоку управления коммутацией в информационно-вычислительной системе. Входы блоков 6-9 приоритета настроены на определенную приоритетность обслуживания, поступающих от абонентов запросов, и на процедуру обмена пропускается то кангшьное направление, которое имеет наибольший приоритет среди подающих заявки на данный блок приоритета. Схемная реализация этого принципа осуществляется путем подключения выходов блоков 6-9 приоритета на разрешающие входы элементов и соответствующих коммутаторов 10-13. Таким образом, со стороны каждого абонента возможен как прием, так и передача сообщений к любому другому абоненту, причем одновременно могут обмениваться информацией несколько пар вычислительных машин в составе комплекса. Интерфейсный блок (фиг. 3) имеет два направления для подключения шин связи. К одному направлению (фиг. 3, левая сторона) подключены шины стандартного интерфейса связи абонента, к другому направлению (фиг. 3, правая сторона) подключаются шины унифицированного интерфейса связи, через которые интерфейсный блок конструктивно сопрягается с аналогичным интерфейсным блоком другой машины (в двухмашинном комплексе) или с блоком коммутации (в многомашинном комплексе). VТаи им образом, в разработанном нтерфейсном блоке осуществляется ринцип преобразования стандартного нтерфейса связи конкретного типа ашины в унифицированный интерфейс вязи, единый для всей многомашиной системы, В состав интерфейсного блока ходит блок 14 управления (каналами вязи), блок 15 преобразования форатор сообщений, блок 16 дешифрации щреса и блок 17 контроля. Блок 14 управления (каналами свяи) технически реализуется как шиоко известная в вычислительной техике схема цифрового логического втомата, микропрограмма которого троится в соответствии с временной иаграммой взаимодействия интерфейов о(енивающихся машин. Рассмотрим режимы работы интерфейсного блока при связи нескольких разнородных абонентов обмена (вычис лительных машин и/или терминальных устройств). Режим. Обмен инициируется по запросу абонента, подключенного к рассматриваемому интерфейсному блоку. По шинам управления стандарт ного канала связи абонента посылает ся код запроса на связь с данным адресатом, который дешифрируется блоком 16 дешифрации адреса; При этом возбуждается та выходная шина блока 16 дешифрации адреса, которая соответствует номеру указанного адресата, и таким образом передается запрос на связь с этим адресатом через унифицированный канал связи в блок 1 коммутации. Если адресат не готов к обмену (занят,неисправен или др. причины), то соответствующий сигнал об этом через шины унифи рованного интерфейса связи поступае на вход блока 15 преобразования фор матов сообщений, с выхода которого он приходит в блок 14 управления (каналами связи), который, в свою очередь, приостанавливает попытку обмена. Бели же адресат к обмену готов, то в зависимости от требуемого направления обмена возможны 2 случая: а) На управляющих шинах стандарт ного канала связи абонента выставле код передачи данных в направлении от абонента к адресату, В этом случае блок 14 управления (каналами связи) настраивает логические депи блока 17 контроля и блока 15 преобразования форматов сообщений на передачу информации в направлении слева направо (по фиг. 3) с соответ ствующим преобразованием информационных массивов и систем контроля (например, контрольных разрядов). Когда цепи передачи информации подготовлены, абонент и его адресат получают от блока 14 управления соответствующие сигналы готовности ка налов. Затем абонент начинает передачу, а адресат - прием массивов данных. Процесс передачи данных протекает под контролем блока 14 управления (каналами связи), который поддерживает образовавшийся ка нал обмена открытым до тех пор, по ка в системе не будет выработан сигнал разрыва связи между данной рой, машин; б) На управляющих стандар ного канала связи абонента выставлен код передачи данных в направлении от выбранного адресата к або ненту, сопряженному с данным интер фейсным блоком (т.е. в направлении ). В этом обратном случаю случае блок 14 управления (каналами связи) настраивает элементы И логических цепей блока 15 преобразования форматов и блока 17 контроля на передачу информации в направлении справа налево (по фиг, 3). После получения участниками обмена сигналов готовности каналов от блока 14 управления (каналами связи) иници.ируется процесс передачи данных от. адресата к абоненту, подключенному к рассматриваемому интерфейсному блоку. Конец обмена осуществляется аналогично случаю а, Р е ж и м 2. Обмен инициируется адресатом со стороны унифицированногб интерфейса связи .Сигнал запроса на связь с абонентами поступает по шинам унифицированного интерфейса связи на вход блока 15 преобразования форматов сообщений, из которого он передается на блок 14 управления (каналами связи), Если абонент не готов к обмену,блок 14 управления каналами связи) приостанавливает попытку связи. Если же абонент к обмену готов, то по аналогии с ре- жимом 1 возможны 2 случая: а) На управляющих шинах унифицированного интерфейса связи выставлен код передачи данных в направлении от адресата к абоненту (т.е, справа налево по фиг, 3), При этом настройка логических цепей и процесс передачи данных под контролем блока 14 управления (каналами связи) происходит аналогично случаю б , режим 1f б) На шинах унифицированного интерфейса связи со стороны адресата выставлен код передачи данных от абонента к адресату. Подготовка логических цепей -и процесс передачи данных при этом аналогичны случаю а , режим 1, Функции установления приоритетности обмена сосредоточены в блоке 1 коммутации. -Вопрос о присвоении/ заданного приоритета конкретному абоненту, сопряженному с данным интерфейснЕЛМ блоком, решается путем подключения унифицированного направления данного интерфейсного блока к определенному полюсу блока 1 коммутации, поскольку все полюсы е5лока 1 коммутации равнодоступны для.подключения интерфейсных блоков разных абонентов, но каждый полюс имеет свой фиксированный приоритет, который и присваивается подключаемому к нему абонентному направлению, Ф|эрмула изобретения Устройство для сопряжения вычислительных мёшшн,содержащее блок коммутации,о тличающеес я тем, что,с целью повышения производительности и надежности,в него введена группа интерфейсных блоков,.каждый и

которых содержит блок управления,блок контроля, блок дешифрации адреса и блок преобразования форматов сообщений, при этом блок коммутации содержит группу коммутаторов и группу блоков приоритета,при этом входы-выходы коммутаторов группы подключены к первым выходам-входам блока преобразования форматов сообщений, входы блоков приоритета группы соединены с выходами блока формирования запросов, а выходы блоков приоритета группы соединены с соответствующими входами коммутаторов группы, вход-выход блока формирования запросов., первый вход-выход блока управления, второй вход-выход блока преобразования форматов сообщений, первый входвыход блока контроля являются

дами-выходами устройства, третий вход-выход блока преобразования форматов сообщений соединен со вторым выходом-входом блока контроля, третий вход-выход которого подключен ко второму выходу-входу блока управления, третий вход-выход которого соединен с четвертым выходомвходом блока преобразования форматов сообщений, а выход блока управления соединен со входом блока формирования запросов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 402871, кл. G 06 F 15/16, 1973.

кл. G 06 F 15/16,1973 (прототип).

Шиныприема.