Ячейка однородной вычислительной среды

Ячейка однородной вычислительной среды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть ис . пользовано при построении однородных вычислительных структур в качестве ячейки структуры. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Ячейка содержит регистры 1,2 команд, счетчик 3, элементы ИЛИ 4,5, элементы И 6,7,8, элемент НЕ 9, одновибраторы 10,11 мультиплексоры 12,13,4, демультиплексоры 15,16,17, дешифратор 18, первьй выход 19 дешифратора, арифметико-логи ческий блок 20, коммутаторы 21,22, 23, второй выход 24 дешифратора, триггеры 25,26,27,28, входы 29 управления вводом фоновой программы ЗО кода команд, 31 тактовых импульсов, информационные входы 32-35, выход 36 кода команды, информационные выходы 37-40 ячейки. Цель достигается за счет возможности совмещения вычислений и фонового программирования . 1 ил. (Л

COK)3 СОВЕТСНИХ

СО!.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

Р1=СПУБЛИН (191 (И) (gi) 4 G 06 F 15/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕ П:ПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4146525/24-24 (22) 14.11.86 (46) 07,!2.88.Бюл. 11 45 (71) Ленинградский политехнический институт им.M.È.Калинина (72) В.Н.Самошин и E.Ã.Ëåùåíêî (53) 681.32 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 691846, кл.G 06 F 7/00, 1979.

Бачериков Г.И. и др. Мультиконвейерные вычислительные структуры на однородных средах. — Львов:

Изд-во ФМИ АН УССР, 1985, 72 с. (54) ЯЧЕЙКА ОДНОРОДНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СРЕД>! (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть ис.. пользовано при построении однородных вычислительных структур в качестве ячейки структуры. Делью изобретения является расширение функциональных возможностей. Ячейка содержит регистры 1,2 команд, счетчик 3, элементы

ИЛИ 4,5, элементы И 6,7,8, элемент

HF 9, одновибраторы 10,11, мультиплексоры 12,13,14, демультиплексоры

15,16,17, дешифратор 18, первый выход 19 дешифратора, арифметико-логи ческий блок 20, коммутаторы 21,22, 23, второй выход 24 дешифратора, триггеры 25,26,27 28, входы 29 управления вводом фоновой программы 30 кода команд, 31 тактовых импульсов, информационные входы 32-35, выход

36 кода команды, информационные выходы 37-40 ячейки. Дель достигается эа счет возможности совмещения вычислений и фонового программирования. l ил..

Изобретение относится к вычислительной технике и мажет быть испольэовано при построении высокопроизводительных процессорон на основе однородных вычислительных сред 1ОВС). например систолических матричных процессоров.

Цель изобретения — расширение

Функциональных возможностей за счет совмещения вычислений с режимом фана . ного программирования.

На чертеже предстанлена функциональная схема ячейки.

Ячейка содержит регистры i и 2 ка-!5 манд, счетчик 3, элементы ИЛИ 4 и 5, элементы И 6 — 8, элемент НЕ 9„ одновибраторы 10 и li, мультиплексоры

12 — 14, демультиплексоры 15 — 17,. дешифратор !8, первый выход !9 дешифратора, dðèôìåòèêо-логический блок (АЛБ) 20, коммутаторы 21 -= 23„ второй выход 24 дешифратора, триггеры 25 — 28, входы 29 управления вводом фоновой праграммь1, 30 када команд, 31 тактовых импульсов ячей<и, информационные входы 32 — 35 ячейки, выход 36 кода команд ячейки, информационные выходы 37 — 40 ячейки, Блок 41 — операционный (ОБ,, блок 42 управления (БУ) .

Регистр 1 имеет выходы i,l кода временного интервала до момента .перепрограммирования, 1.2 кода опе- рации, 1.3 каца значения," задержки, о - — 1 . 9 адрес а управления муль т иплексорами 12 — i4 и демультиплексарами 15 — 17 соответственно. Входы начальной ус-.àíîâêè и синхронизации не показаны.

Ячейка работает следующим образам, Возможны следующие режимы: непасредстненнога программирования операционно-транзитный при возможности фонового программирования

ОВС; операционно-транзитный с возможностью динамического перепрограммирования в ходе решения задачи.

Режим непосредственного программи-рования инициируется установлением единичного сигнала на входе 29, который открывает элемент И 6 для про55 хождения тактовых импульсов на вход синхронизации последовательной записи регистра 2, на последовательный

ИН««!iO P!! :.- ." ..—:- .ЫЙ -,; *::", . ; O TO PO «O

30 поступает программирующая последанательность и выдается на выход 36 в соседнюю ячейку, Единичный сигнал на выходе 29 через элемент НЕ 9 и однавибратор 10 запрещает параллельную запись,информации в регистры и 2. Происходит последовательная запись управляющей

«нформации с входа 30 в регистр 2

«åååê всех строк ОВГ.

После завершения непосредственнога программирования ОВС на выходе ?9 устанавливается нулевой сигнал, которь.й запрещает прохождение тактовых импульсон с входа 31 через элемент

И 6 на вход синхронизации последовательной записи информации в регистр

2, что ведет к запрещению программирования ячейки,. а также формирует на аднавибраторе iÎ импульс, который поступает через элемент ИЛИ 4 и от-рытый элемент И 7 на входы синхрони="ации параллельной записи соатвет .твенно регистров 1 и ? и меняет соержимое этих регис-ров местами, чта ,::едет к обнулению регистра 2 -; занесению в счетчик 3 нулевой информа— ции с поля 1.1 регистра „ так как ан находился в нулевом состоянии.

Гсли нет необходимости в динами".åñêàM перепрограммиравании яч=.éêè в ходе решения одной задачи, та начинается второй режим функционирования ОВС вЂ” операционно-транзитный при нозможнас-:и фананаго программирования.

Операцианнь|й блок ячейки функционирует согласно управляющей информации, хранящейся в регистре i, и одновременно с этим может происходить

Ьановая запись управляюшей информации в регистр 2 для следующего -..ч ритма аналогично рассмотренному и первом режиме. После завершения очерецнога программирования ячейки на новый алгоритм устанавливается нулевой уровень сигнала УВП на входе 29 и происходит параллельная и ре an :ü информации из регистра i в регистр 2 и из регистра 2 в регистр 1„ после чего ОВС переходит к обработке следующего алгоритма при вазможности ачереднога фонового программирования.

Начало фонового программирования случае, если время реал.- эации алг. ритма больше времени программирован..;«1В «и седеляе 1- д . к равна« «

1443000 ра 2 заносится кад интервала времен at = t â€, t до момента завершения ни динамического перепрограммировани а в поля 2,2-2.9 регистра 2 — управляющая информация, па которой ячейка работает на интервале времени

После снятия второго едиЕ1единичнага сигнала с входа 29 информация р= .:отрав l и 2 меняется местами, в счетчик 3 заносится код интервала времени ht = t †. t, и ячейка начинает функционирование в операционно-транзитном ре име по управляющей информаиии регистра 1, соответствуюФ щей интервалу времени h,t, Занесение информации в счетчик 3 инициируется единичным сигналом на выходе элемента ИЛИ 5, который открывает элемент И 8 для прохождения тактовых импульсов с входа 31 на вычитающий вход счетчика 3. Начинается отсчет ин-;ервала времени gt, Го,, р пои о ll завершении которого одновибрат р вырабатывает импульс, который производит перезапись информации из ре" гистра 1 в регистр 2, и наоборот.

В счетчик 3 заносится код временного интервала g t t,,, и и ячейка начинает функционировать па управляющей информации регистра 1, соответствующей этому интервалу. По окончании этого интервала происходит очередная перезапись информации в.ре5 гистрах 1 и 2, в счетчик 3 заносится код интервала де,= вЂ, t„. и ячейка функционирует аналогична рассмотренному выше.. времени реали".àöèè текущего алгорит ма и времени программирования ОВС, так как окончание программирования инициирует новь;й операционно-транзитный режим. В противном случае операционно-транзитный режим и фоновое программирование начинаются одновременно. Учитывая детерминированность и априорную определенность обработки данных ОВС, процесс поступления данных в ОВС и режим программирования легко синхронизируются при решении даже целого потока задач на

ОВС ° $$

Сущность операционно-транзитного режима заключается в следующем. Ячейка способна принимать данные с двух иэ четырех информационных входов 3235, обрабатывать их в АЛБ 20 и ре- 20 эультат передавать на один из четырех информационных выходов 37-40, При необходимости возможна дополнительная за держка на один такт с помощью триг2Г гера 26 и коммутатора 23, Одновремен:

::-а с операциями в АЛБ 20 осуществля.:ся транзит, т,е ° прием данных с îдного иэ четырех входов 32-35 и передача их без обработки на один из четырех выходов 37-40 с выдержкой на 3С один такт или с задержкой на два такта с помощью триггеров 27 и 28, а также коммутатора 22. АЛБ 20 выполняет набор функций, который определяется исходя из функций ячейки в рамках ОБС.

Операционно-транзитный режим с возможностью динамического перепрограммирования функций в ходе решения задачи заключается в следующем. 4Q

В случае необходимости динамического изменения функций ячейки в ходе оешения задачи по,первому установле-mo сигнала на входе 29 в пале 2.1 регистра 2 заносится код интервала времени gt, = t - . t; до момента необходимого динамического перепрограммирования, а в поля 2.2-2.9 региста 2 — управляющая информация, по которой ячейка работает на интервал е времени 11 = t, â€, t . После снятия первого единичного сигнала с входа

?9 управляющая информация из регистра 2 переписывается в реги р ст 1 а нулевая информация — из регистра 1 в регистр и в

2: в счетчик 3, После этого устанавливается втором едини чный сиг1 егистнал на входе ?9 и в поле 2. р

Формула изобретения

Ячейка однородной вычислительной среды, содержащая три мультиплексора, дешифратор,, арифметика-лог огический блок, три демультиплексара, три коммутатора, четыре триггера и р пе вый регистр команд, причем К-й инфор ационный вход ячейки подключен к К-м информационным входам первог, р " ваго втооо» го и третьего мультиплексоров, (К = 1,2,3,4), выход первого мультиплексор" подключен к первому информационному входу арифметика-логического блока и к первому информационному входу первого коммутатора, управляю щий вход которого подключен к первому выходу дешифратора, выход первого коммутатора подключен к информационному входу первого тригi443OnO

Коррек тор N..,Демчик

Заказ 638б/46 Тираж 704

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,. 4 гера, выход которого соединен с первым информационным входом второго коммутатора, второй информационный вход которого соединен с выходом второго триггера, информационный вход которого соединен с выходом первого триггера, выход второго коммутатора соединен с информационным входом первого демультиплексора, К-е вы- 1р ходы первого, второго и третьего демультиплексоров подключены к К-му информационному выходу ячейки, выход второго мультиплексора соединен с вторым информационным входом ариф- 16 метико-логического блока и с первым информационным входом третьего коммутатора, управляющий вход которого подключен к второму выходу дешифратора, третий выход которого подклю" 0 чен к управляющему входу арифметикологического блока, выход третьего . мультиплексора подключен к информационному входу третьего триггера, вьгход которого соединен с информационным входом второго демультиплексора и с вторым информационным вхо-.s дом третьего коммутатора, выход которого соединен с входом четвертого триггера, выход которого соединен ЗО с информационным входом третьего демультиплексора, управляющие входы первого, второго и третьего мультиплексоров, первого, второго и третьего демультиплексоров, вход дешифратора подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам управления мультиплексорами, первому, второму и третьему выходам управления демультиплексорами и выходу кода щ операции регистра команд, вход тактовых импульсов ячейки подключен к с инхровходам с первого по четвертый триггеров и синхровходу арифметикологического блока, выход которого подключен к второму информационному входу первого коммутатбра, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью

Составитель М.Силин

Редактор В.Петраш Техред N.Хоцанич расширения функциональных возможностей за счет совмещения вычислений и режима фонового программирования, в него введены второй регистр команд, элемент HE три элемента И, два одновибратора, счетчик и два элемента

ИЛИ, причем вход кода команд ячейки подключен к входу последовательного приема информации второго регистра команд, выход которого подключен к информационному входу первого регистра команд, выход которого подключен к информационному входу второго регистра команд, выход последовательной выдачи информации которого подключен к выходу кода команд ячейки, вход управления вводом фоновой программы устройства соединен с первым входом первого элемента И, через элемент HE с первым входом второго элемента И и через первый одновибратор с первым входом первого элемента ИЛИ, вход тактовых импульсов ячейки соединен с первым входом третьего элемента И и с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к входу синхронизации последовательно записи информации второго регистра команд, выход кода временного интервала до момента перепрограммирования первого регистра команд соединен с информационным входом счетчика, выходы счетчика подкЛючены к входам второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И и через второй одновибратор с вторым входом первого элемента

ИЛИ, выход которого соединен с входом синхронизации параллельной записи первого регистра команд, с вторым входом второго элемента И, и с установочным входом счетчика, выход второго элемента И подключен к входу синхронизации параллельной записи информации второго регистра команд, вь"ход третьего элемента И саеди.-:ен с входом вычитания единицы счетчика,