SU983702A2 - Ячейка каскадной коммутирующей среды - Google Patents

Description

(54) ЯЧЕЙКА КАСКАДНОЙ КОММУТИРУЮЩЕЙ СРЕДЫ

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при реализахщи технических средств параллельной обработки информации . По основному авт. св. № 842781 известна  чейка каскадной коммутирующей среды, котора  содержит Y входных блоков , включающих три элемента И-НЕ и группу элементов И, два элемента И-НЕ, группу элементов ИЛИ, регистр и схему сравнени  С 13 Недостатком известного устройства 5юл етс  то, что его нельз  использовать при построении векторных и матричных систем, которые отличаютс  режимом широковещательной передачи. Этот режим характеризуетс  тем, что один источник сообщений передает информащпо одновременно множеству приемников. Целью изобретени   вл етс  р асширени области применени  за счет обеспечени  режима передачи сообщени  от одного ис- точника информации к множеспэу приемников информации. Поставленна  цель достигаетс  тем, что  чейка каскадной коммутирующей среды дополнительно содержит элементы НЕ, И, И-НЕ и ИЛИ, а в каждый входной блок  чейки дополнительно, введен четвертый элемент И-НЕ, выход которого соединен с третьим дополнительным входом второго элемента И-НЕ данного входногр блока  чейки, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И-НЕ данного входного блока  чейки, второй вход которого соединен с входом первого дополнительного элемента НЕ, выход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которого соединен с выходом первого дополнительного элемента И, первый вход которого подключен к; выходу второго элемента И-НЕ ( 1)-й вход которого подключен к выходу дополнительного эл&мента ИЛИ, а , (И+ 2)-и вход второго элемента И-НЕ соединен с вторым входом

I3 ,083

первого дшюлнитепьного элемента И и выходом дополнительного элемента И-ИЕ, первый вход которого соединен через второй дополнительный элемент НЕ с выходом схемы сравнени  и первыми входами BTO- рого дополнительно . элемента И и дополнительного элемента ИЛИ, а второй-. вход дополнительного элемента И-НЕ соединен с вторыми входами второго дополнительного: элемента И и дополнительного элемента ИЛИ и управл ющим выходом группы одного из элементов ИЛИ, выход второго дополнительного элемента И соединен с входом первого дополнительного элемента НЕ.

На чертеже представлена функциональна  схема  чейки.

Ячейка содержит входные блоки l.-l с шинами 2,-2УУ, ввода потенциалов поиска, шинами 3-3 контрол  и шинами

4 вывода потенциалов вьщелени , элемент И-НЕ 5 с шинами 6,-6j вьтода потенциалов поиска, элемент И-НЕ 7, входами подключенный к шинам у, ввода потенциалов выделени , а выходом - к одному из входов элемента И 9; другой вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ 1О и ( VI + 1)-м входом элемента И-НЕ 7. Кроме того,  чейка содержит группу элементов ИЛИ 11, выходы которых Подключены к шинам 12 .- 12|- вывода кода  чейки и к одному из входов схемы 13 сравнени , другие входы которой подключены к регистру 14, выход соединен с входами элементов И 15, ИЛИ 16 и через эйемент НЕ 17 - с входом элемента И-НЕ 10, другой вход которого соединен с входом элемента ИЛИ 16, управл ющим выходом 18 группы элементов ИЛИ 11 и другим входом элемента И 15, элемент НЕ 19, выход которого через элемент НЕ 20 соединен с выходом элемента И 15, а вход элемента НЕ 19 под.ключен к Выходу первого элемента И 9.

t

Каждый входной блок 1 содержит элемент И-НЕ 21, один из входов которого соединён ,с шиной 2 ввода потенциалов поиска, другой вход - с шиной 3 контрол , а еще один вход подключен к выходу элемента НЕ 19, элемент И-НЕ 22, один из входов которого соединен с выходом элемента И-НЕ 21, а выход подключен к одному из входов элемента И-НЕ 23, другой вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ 7 , а выход подключен к входу элемента И-НЕ 22 этого же входного блока и шине 4 вывода потенциала выделени , элемент И-НЕ 24,

один из входов которого соединен i: Biiiходом элемента 22, другой вход соединен с выходом элемента И 15, а выход соединен с другим из входов элемента И-НЕ 22 этого же входного блока. Выход элемента И-НЕ 21 каждого входного блока подключен к соответствующему входу элемента И-НЕ 5 и к другим входам элементов И-НЕ 21 остальных входных блоков. Кроме того, каждый входной блок содержит группу элементов И 25, управл ющие входы которой подключены к выходу элемента И-НЕ 22, информационные входы подключены к шинам 26 ввода |кода  чейки 26, а выходы подключены к соответствующим входам группы элементов ИЛИ 11.

Ячейка может работать в режиме парных обменов - в обмене участвуют один передатчик и один приемник сообщений и в режиме широковещательной передачи - в обмене участвуют один передатчик и множество приемников сообщений.

Задание режима работы  чейки осуществл етс  путем установки управл ющей щины 18 в нулевое или единичное состо ние . При этом нулевое состо ние управл ющей шины соответствует первому режиму , а единичное состо ние - второму режиму. Управл юща  шина включена в состав шин 26 ввода  чейки и ее состо ние задаетс  процессором, который подключен к  чейке-передатчику сообщени .

Пусть рассматриваема   чейка подключена одним из входных блоков к процессору-источнику сообщени . Этап вьщеле- ки  начинаетс  с момента по влени  на выходе схемы 13 сравнени  нулевого потенциала, который через элемент ИЛИ 16 поступает на ( И + 1)-й вход элемента И-НЕ 7 и далее в виде единичного потенциала-поступает на один из входов элемента И 9. На другой вход этого элемента поступает единичный потенциал с. выхода элемента И-НЕ 1О, поскольку на один из его входов поступает нулевой потенхшал с управл ющей шины 18, задающий режим парного обмена. Таким образом , на выходе элемента И 9 формируетс  потен1шал блокировки  чейки, которы через элемент НЕ 19 поступает на все входные блоки и изолирует длинную  чейку от системы на .врем  действи  потенциала вьщелени  (врем  обмена).

Главное отличие рассматриваемой  чейки заключаетс  в том, что в ней имеетс  дополнительный режим работы - режим широковещательной передачтт. Этот режим задаетс  процессором-источником, сообщений путем -установки управл ющей шины в единичное состо ние. Рассмотрим работу  чеек, -смежных с  чейкой-источником сообшений и вход щи в множество  чеек, которые участвуют в приеме сообщений от единственного источника . Все  чейки, которые вход т в множество  чеек-приемников сообщений, первоначально помечаютс  ненулевым кодом , который записываетс  в регистр -14 Эта операци  может быть осуществлена как в ручном режиме (путем включени  .соответствующих тумблеров, устанавливаю щих исходное состо ние регис-пра 14), так и йётоматически, поскольку предполагает с , что регистры 14 всех  чеек програм но доступны. . Процесс установки дерева коммутации с основанием в  чейке-источнике сообщений по времени -эквивалентен одному этапу - этапу поиска. Действительно, на эта пе поиска в системе  чеек формируетс  дерево с несливающимис  ветА ми и осно , ванием в  чейке-источнике сообщений. За дача заключаетс  в том, чтобы формирование дерева каналов св зи осуществл лось только на множестве помеченных  чеек. Дл  этого процессор в основании дерева формирует на шинах 26 код метки устанавливает шину 18 режима в .единич . ное состо ние и формирует на щине 2 потенциал поиска. Под. действием потенциала поиска включаетс  один- из входных блоков и код метки с выхода группь элементов И 25 через группу элементов ИЛИ 11 поступает на схему 13 сравнени р далее на вьисоды 12 -12(  чейки. Если  чейка входит в множество  чеек-приемликов сообщений, на выходе схемы сравнени  по вл етс  нулевой потенциал, ко- , торый, инвертиру сь элементом НЕ 17, поступает на один из входов элемента И-НЕ 10, на другой вход - единичный потенциал с шины 18 управлени  режимом Нулевой потенциал с выхода элемента И-НЕ 10.поступает на ( р) +2) вход элемента И-НЕ 7 и, проинвертированный им, поступает уже в виде единичного потенциала на входы элементов И-НЕ 23 всех входных блоков. Входной блок, подключенный к потенциалу поиска, транслирует потенциал вьщелени  на Выход элемента И-НЕ 23, где он инвертируетс  и передаетс  по щине 4 в смежную  чейку. На- личие нулевого потенхшалавыделени  в смежной  чейке на одном из; входов 8д-8у, говорит о том, что данное выход 1иое нлправление ведет в  чойку, пхоп щую в множество  чеек-приемникои гообщений . Если рассматриваема   чейка не входит в множество  чеек-приемн шов сообщений , на выходе схемы 13 сравнени  формируетс  единичный потенциал. В этом случае -на выходе элемента И 15 форми- . .руетс  единичный потенциал, который поступает на входы элементов И-НЕ 24 всех входных блоков. Лшиь тот входной блок, который подключен к потенциа ту поиска, пропускает единичный потенциал с выхода элемента И 15 на управл ющий .вход группы вентилей 25, при этом нулевым потенциалом с выхода элемента НЕ 2О блокируютс  все входные блоки и тем самым прекращаетс  дальнейшее распространение потенциал поиска через данную  чейку, поскольку данна   чейка не включена в дерево каналов св зи. Режим широковещательной передачи можно использовать Дл  одновременного приема сообщений из множества помеченных  чеек-источников в единственную ,  чейку-приемник, наход щуюс  в корне дерева коммутавди. В этом случае вьрсод щее , кратчайшее-, .направление в каждой  чейке дерева индицируетс  подключенным входным блоком. Новые .функциональные возможности  чейки, заключающиес  в том, что она может работать в режиме широковещательной передачи (параллельного обмена), позвол ют расширить .область применени  последней и, в частности, использовать ее при построении матричных или векторных вычислительных систем. Основной эффект данной  чейки состоит в том, что при сохранении положительных качеств известного устройства в  чейку введены дополнительные элементы и св зи, которые позвол ют использовать ее в режиме паралельного обмена инфор- ,мации произвольно выбранной  чейки с произвольно устанавливаемым множеством  чеек системы. Зто значительно увеличивает производительность системы, при этом рост производительности пропорцир апек числу  чеек, участвующих в обмене. Кроме того, структура параллельной вычислительной системы, построенной на основе данной  чейки, управл ема, т. е.  чейка даст возможность организовать произвольную структуру вычислительной системы, причем число  чеек (модулей) системы можно также присхзвольно измен ть в существующих пр дглах.

Это позвол ет таким образом организовать вычислительную систему, чтобы ее структура соответствовала бы реализуемому в ней вычислительному процессу. Така  реализаци  структурной модели вычислительного процесса значительно увеличивает эффективность вычислительной системы. формула изобретени 

ЯчвШа каскадной коммутирующей среды по авт. св. Ms 842781, о т л .и ч аю ш а   с   тем, что, с целью расширени  области применени  за счет обеспё- чешш-режима передачи сообщени  от одного источника информации к множеству приемников информации,  чейка дополнительно содержит элементы НЕ, И, И-НЕ и ИЛИ, а в каждый, входной блок  чейки дополнительно введен четвертый элемент И-НЕ, выход которого соединен с третьим дополнительным входом второго элемента И-НЕ данного входного блока  чейки, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И-НВ данного входного блока  чейки,, второй вход которого соединен с входом пегого дополнительного элемента НЕ, ;выход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которо- .го соединен с выходом первого дополнительного элемента И, первый вход которого подключен к выходу второго элемента И-НЕ ( 1й + 1)-й вход которого подключен к выходу дополнительного элемента ИЛИ, а ( 1/JO +2)-й вход второго элемента И-НЕ соединен с вторым входом первого дополнительного элемента И и выходо дополнительного элемента И-НЕ, первый вход которого соединен через второй дополнительный элемент НЕ с выходом схемы сравнени  и первыми входами второго дополнительного элемента И и дополнительного элемента ИЛИ, а второй вход дополнительного элемента И-НЕ соединен с вторыми входами второго дополнительного элемента И и дополнительного элемента ИЛИ и управл ющим выходом груп:ПЫ одного из элементов ИЛИ, выход второго дополнительного элемента И соединен с входом первого дополнительного элемента НЕ.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 842781, кл. G06F 7/00, 1980 (прототип).

Claims (1)

1. формула изобретения Ячейка каскадной коммутирующей среды по авт. св. № 842781, отличающаяся тем, что, с целью расширения области применения за счет обеспё- > 15 чения-режима передачи сообщения от одного источника информаций к множеству приемников информации, ячейка дополнительно содержит элементы НЕ, И, И-НЕ и ИЛИ, а в каждый . входной блок ячейки 20 дополнительно введен четвертый элемент И-НЕ, выход которого соединен с третьим дополнительным входом второго элемента И-НЕ данного входного блока ячейки, вы- . ход которого соединен с первым входом 25 четвертого элемента И-НЕ данного входного блока ячейки,, второй вход которого соединен с входом первого дополнительного элемента НЕ, выход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которого соединен с выходом первого дополнительного элемента И, первый вход которого подключен к выходу второго элемента И-НЕ ( Ift + 1)-Й вход которого подключен к выходу дополнительного элемента ИЛИ, а ( +2)-й вход второго элемента

   И—НЕ соединен^ с вторым входом перво— < го дополнительного элемента И и выходом дополнительного элемента И-НЕ, первый вход которого соединен через второй дополнительный элемент НЕ с выходом схемы сравнения и первыми входами второго дополнительного элемента И и дополнительного элемента ИЛИ, а второй вход дополнительного элемента И-НЕ соединен с вторыми входами второго дополнительного элемента И и дополнительного элемента ИЛИ и управляющим выходом группы одного из элементов ИЛИ, выход второго дополнительного элемента И соединен с входом первого дополнительного элемента НЕ.