Коммутационная структура с параллельной идентификацией для многопроцессорных вычислительных систем

• Автор: Мальцева, Наталия Сергеевна
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ КОММУТАЦИОННЫХ СИСТЕМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

1.1. Анализ архитектур многопроцессорных вычислительных систем

1.2 Коммутационные элементы многокаскадных коммутационных систем.

1.3 Архитектура и классификация коммутационных систем, применяемых в многопроцессорных вычислительных системах

1.3.1. Матричная коммутационная система

1.3.2. Многозвенные коммутационные системы.

1.3.3. Схемы Клосса.

1.3.4 Схема Бенеша.

1.4. Методы настройки коммутационных систем

1.5 Постановка задачи исследования.
ГЛАВА 2. ЯЧЕЙКА И БЛОК КОММУТАЦИИ МНОГОЗВЕННОЙ КОММУТАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИЕЙ СВОБОДНЫХ КАНАЛОВ ДАННЫХ
2.1 Формализованная модель трхкаскадной коммутационной системы с параллельной идентификацией свободных каналов связи
2.2. Структурная схема и алгоритм работы ячейки коммутации коммутационной системы с параллельной идентификацией.
2.3. Функциональная схема блока коммутации.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МНОГОЗВЕНБОЙКОММУТАНЦОННОЙ
СИСТЕМЫ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИЕЙ КАНАЛОВ
ДАННЫХ.
3.1. Структурная схема мидгозвенной коммутационной системы с параллельной идентификацией каналов данных.
3.2 Алгоритм поиска свободных каналов данных в коммутационной системе с параллельной идентификацией
3.3. Метод параллельной идентификации свободных каналов данных в коммутационной системе.
3.4. Реализация управляющего устройства
3.5 Реализация генератора имени .
3.6 Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АЛГОРИТМА ПОИСКА, ЯЧЕЙКИ И БЛОКА КОММУТАЦИИ МНОГОЗВЕННОЙ КОММУТАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ИДЕНТИФИКАЦИЕЙ.
4.1 Моделирование алгоритма поиска свободных каналов данных в многозвенной коммутационной системе с параллельной идентификацией каналов данных
4.2 Моделирование ячейки коммутации многозвенной коммутационной системы с параллельной идентификацией свободных каналов связи по
функциональной схеме
4.3. Моделирование блока коммутации многозвенной коммутационной системы с параллельной идентификацией свободных каналов связи по функциональной схеме.
4.4 Оценка времени настройки коммутационной системы с параллельной идентификацией свободных каналов связи.
4.5 Оценка задержки времени прохождения сигнала через ячейку
коммутации.
4.6. Выводы по четвртой главе.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Большое влияние на структуру коммутационных полей влияет метод настройки. Настройка КС это установка всех е элементов в определнные состояния для выполнения требуемого соединения. При этом все системы подразделяются на системы с централизованной и децентрализованной настройкой. Известны многокаскадные КС, предложенные К. А Клоссом, В. Существующие ячейки коммутации Л. С. В. В. Жила 4 В. В. Жила, Каляев, О. В. Макаревич 0 Н. В.И. Кодачигов, О. В. Макаревич, П. М. Рыбаков позволяют производить настройку системы параллельными методами, но имеют недостаток, заключающийся в том, что этап настройки и этап передачи информации должны быть разъединены во времени, а это существенно увеличивает время настройки системы. КС . Многозвенная КС с параллельной идентификацией каналов данных является сложной системой, и при описании модели параллельной настройки в данной работе используются элементы теории множеств. Для осуществления метода параллельной идентификации свободных каналов данных, разработан блок коммутации БК размерностью x состоящий из коммутационных ячеек и позволяющий производить настройку КС на фоне передачи информации, отличающийся от известных тем, что в ячейки коммутации дополнительно введены триггер 2, элемент ИЛИ 8 и управляющая шина П1. Разработана функциональная схема БК, который содержит x ячеек. Каждый блок коммутации работает в двух режимах настройки и передачи информации. В режиме настройки по шинам ПЗ и П4 в направлении от выхода к входу КС передаются параллельные идентификаторы, в режиме передачи данных информация передатся по шинам И1, И2 в обратном направлении. На пересечении входных и выходных шин находятся ячейки коммутации. Блоки коммутации всех звеньев одинаковы по структуре и различаются только размерностью. В третьей главе показана возможность реализации и основные принципы построения многозвенной КС с параллельной идентификацией каналов данных, построенной с использованием разработанного БК. К выходам блоков коммутации подключены генераторы имени, вырабатывающие собственные идентификаторы каждой ячейки коммутации. К выходам КС подключены контроллеры, которые производят анализ состояния ячеек коммутаций в КС и записывают результаты в виде массива данных о состоянии системы коммутации. Массивы в процессе работы системы динамически обновляются. Все контроллеры связаны между собой и с устройством управления общей шиной. Устройство управления может быть реализовано в виде автомата Мура. В качестве контроллера может быть установлен микроконтроллер ЛТпа8 семейства А VII фирмы Айпе1. Генератор имени построен на базе сдвиговых регистров. Массив, записанный в памяти контроллера, состоит из множества ячеек. Количество ячеек массива по горизонтали равно числу блоков коммутации выходного звена X, количество ячеек массива по вертикали равно числу блоков коммутации промежуточного звена К. В каждую ячейку массива записан номер коммутационного блока входного звена и номер входа в этот коммутационный блок 6, , где Ь номер коммутационного блока входного звена, р номер входа в этот коммутационный блок
Принцип параллельной идентификации каналов данных заключается в сравнении многоразрядных кодов в ячейке коммутации и в случае положительного результата происходит коммутация. В случае отрицательного результата, г. Параллельным идентификатором является совокупность имен промежуточных линий канала связи, т. Четвртая глава посвящена разработке имитационной модели поиска
свободных каналов данных в многозвенной КС. Модель построена в илтефированной среде разработки электронных устройств 7. Для этого было разработано микропрограммное обеспечение для контроллера семейства V. Анализ полученных результатов показал корректность функционирования алгоритма поиска свободных каналов данных. В программе i собрана логическая модель ячейки и блока коммутации. Проведена оценка сокращения времени настройки, полученного в результате замены последовательного поиска каналов данных их параллельной идентификацией. КС. В заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертационной работе.