Занятие №3 (УК) (Раздаточные материалы)
Описание файла
Файл "Занятие №3 (УК)" внутри архива находится в следующих папках: Раздаточные материалы, ВТП. Документ из архива "Раздаточные материалы", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "военная кафедра" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "военная кафедра" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Занятие №3 (УК)"
Текст из документа "Занятие №3 (УК)"
1. Назначение и состав УК
1.1. Назначение
УК предназначено для управления процессом обращения процессоров к общей памяти посредством внутреннего магистрального канала, управления конфигурацией модулей ЗУ и синхронизации работы всех устройств спецвычислителя.
Устройство управления каналом (УК) выполняет следующие функции:
-
Приоритетное обслуживание обращения любого из 8 процессоров к общей памяти, состоящей из 15 блоков ЗУ (ОЗУ, ДЗУ), а также к собственным регистрам ( РУК) посредством ВМК;
-
Регламентирование времени загрузки ВМК процессорами;
-
Управление конфигурацией модулей ЗУ (путем подмены неисправных модулей исправными);
-
Управление обменом информации с РТА ( ЛТА);
-
Синхронизация работы устройств СВ;
УК рассчитано на обслуживание 8-ми процессоров (типа ВчУ, УО), которым присваиваются номера 0-7, и 16-ти модулей ЗУ (типа РУК, ОЗУ, ДЗУ,ПЗУ), которым также присвоены общие номера 0-15.Каждый модуль ЗУ имеет физический адрес , который “прошивается “ в УК. Логические номера модулей ЗУ и их физические адреса приведены в таблице №1.
Таблица 1
Логический Номер | Физический адрес | Тип ЗУ |
ЗУ0 | 0000 | РУК |
ЗУ1 | 0010 | ОЗУ |
ЗУ2 | 0100 | |
ЗУ3 | 0110 | |
ЗУ4 | 1000 | |
ЗУ5 | 1010 | |
ЗУ6 | 1100 | |
ЗУ7 | 1110 | |
ЗУ8 | 0001 | ДЗУ |
ЗУ9 | 0011 | |
ЗУ10 | 0101 | |
ЗУ11 | 0111 | |
ЗУ12 | 1001 | |
ЗУ13 | 1011 | |
ЗУ14 | 1101 | |
ЗУ15 | 1111 |
1.2. Состав УК
В состав УК входят следующие основные функциональные устройства:
-
устройство приоритетного обращения (УПО);
-
регистры УК (РУК);
-
синхронизатор (С).
Все устройства выполнены на типовых устройствах замены, которые размещены в одном блоке с автономным стабилизированным источником питания.
-
Устройство приоритетного обращения
2.1.Назначение и состав УПО
УПО предназначено для обслуживания заявок ВчУ и УО на обращение к общей памяти и собственным регистрам(РУК) путем подключения их на время цикла обмена к внутреннему магистральному каналу.
В состав УПО входят следующие функциональные устройства:
-
8 конфигураторов занятости (КфЗан);
-
8 дешифраторов обращения (ДШОбр);
-
8 конфигураторов обращения (КфОбр);
-
коммутатор обращения (КОбр);
-
схема контроля сигналов занятости (КЗан);
-
приоритетная схема 1 (ПС1);
-
приоритетная схема 2 (ПС2);
-
матрица связи (МС).
2.2 Структурная схема УПО
Рассмотрим состав структурной схемы УПО. В состав УПО входят:
-
Схема контроля сигналов занятости (КЗан) - для синхронизации сигналов занятости (Зан0- Зан15) и контроля их по длительности. Схема состоит из 16 схем контроля (по количеству модулей ЗУ) .
-
Дешифратор обращения - для селекции № незанятого модуля ЗУ и формирования заявки на обращение к этому модулю.
-
Конфигуратор обращения - производит подмену модулей (коммутацию сигналов обращения ) в определенных парах модулей ЗУ.
-
Коммутатор обращения - выделяет сигнал обращения к незанятому модулю ЗУ.
-
Приоритетная схема 1-для обработки заявок процессоров ТрОбр1i (в режиме чтения) в соответствии с установленным приоритетом и выдачи сигналов, управляющих обращением процессоров к незанятым модулям ЗУ (сигнал ВдAi выдается на процессор, заявка которого на обращение к модулю ЗУ удовлетворена, сигнал Разi- управляет формированием сигнала Обрi, который выдается в незанятый модуль ЗУ).
-
Приоритетная схема 2 - для обработки сигналов ТрОбр2 (в режиме записи) и формирования сигнала ВдСi ,поступающего в процессор ,заявка которого на обращение к незанятому модулю ЗУ удовлетворена.
-
Матрица связи - для хранения кода связи «процессор - модуль ЗУ» на время обращения процессора к модулю ЗУ и формирования сигналов, управляющих работой процессора и модулей ЗУ в режимах чтения и записи информации (формирует сигнал ПрС в режиме чтения и сигнал Обр2 в режиме записи информации).
Матрица связи состоит:
- матрицы настройки, хранит код связи и управляет работой МПС и МОС.
- матрицы прямой связи - для обработки сигналов ВдС с учетом кода связи и формирования сигнала Обр2 ( при записи информации в ЗУ ).
- матрицы обратной связи - для обработки сигналов ГОТ с учетом кода связи и формирования сигнала ПрС ( при чтении информации из ЗУ ).
2.3 Взаимодействие элементов по структурной схеме
2.3.1. Логика работы УПО в режиме чтения информации (режим «чтение»).
При обращении процессора к общей памяти СВ УПО производит сначала анализ занятости модулей ЗУ, используя сигналы занятости(Зан) от каждого модуля, а затем (если требуемый модуль свободен) приоритетную обработку сигнала «Требование обращения 1» (ТрОбр1). Требование процессора удовлетворяется в том случае, если нет обращения к свободному модулю ЗУ от более приоритетного процессора. В этом случае данный процессор получает сигнал «Выдача адреса» (ВдА), по которому процессор выдает в МА адрес обращения к памяти и снимает сигнал ТрОбр1. УПО выдает сигнал «Обращение 1» (Обр1) адресуемому модулю ЗУ, по которому этот модуль включается в работу. УПО с помощью матрицы связи, используя сигнал ВдА (выдается в процессор) и Обр1 (выдается в ЗУ), запоминает код связи, представляющий собой номер процессора и номер модуля ЗУ, вступивших в сеанс связи. Вместе со считанным словом, которое поступает в МЧт, ЗУ выдает сигнал «Готовность» (Гот), который совместно с кодом связи используется в УПО для распознавания процессора, ждущего считанное слово.
Распознавание заключается в выдаче процессору сигнала «Прием слова» (ПрС), по которому он принимает слово из МЧт. Если требование процессора не может быть удовлетворено (либо занят модуль ЗУ, либо имеет место обращение более приоритетного процессора к свободному модулю ЗУ), то сигналы ВдА (для процессора) и Обр1 (для модуля ЗУ) не формируются. Процессор сигнал ТрОбр1 не снимает, а ждет следующего цикла. Сигнал ТрОбр1 процессор не снимает до тех пор, пока его требование не будет удовлетворено.
2.3.2. Логика работы УК в режиме записи информации (режим «модифицированная запись»)
В режиме записи информации в ячейку ОЗУ при обращении к выбранному модулю процессор выдает аналогичное требование, что и в режиме «Чтение», но вместе с выдачей адреса слова в МА, по специальной шине в ОЗУ выдается «Признак записи» (ПЗ).Сигнал ПЗ выдаётся процессором при получении от УК сигнала ВдA, а с приходом сигнала ПрС процессор дополняет свое требование сигналом ТрОбр2, и, если нет подобного обращения (на запись) от более приоритетного процессора, УПО выдает процессору сигнал «выдача слова» (ВдС), по которому процессор выдает информацию в магистраль записи и снимает сигнал ТрОбр2. В модуль ЗУ УПО выдает сигнал Обр2, по которому информация записывается в ячейку памяти выбранного модуля.
Обращение к памяти (за исключением РУК) может происходить при различной конфигурации модулей. При нулевой конфигурации обращение производится к модулю, номер которого соответствует обратному коду физического номера модуля ЗУ.
При конфигурации с подменой номер модуля задается кодом подмены. Код подмены в свою очередь определяется правилами подмены одних модулей другими. Правила определяют однозначную подмену. Это дает возможность условно разделить все модули ЗУ на основные и резервные и при выходе из строя основного модуля обращаться к резервному, то есть производить подмену. Реализуется такая подмена коммутацией сигналов Обр1 (УПО ЗУ) и сигналов Зан (ЗУ УПО) в соответствии с кодом подмены.
2.4. Принцип работы УПО
2.4.1.Дешифратор обращения
дешифратор обращения предназначен для селекции номера незанятого модуля ЗУ в данном цикле работы УК и формирования заявки процессора на обращение к этому модулю ЗУ.
Дешифратор обращения состоит из:
-дешифратора обращения к ОЗУ;
-дешифратора обращения к ДЗУ;
-схемы выработки сигнала заявки канала (3К) к незанятому модулю ЗУ.
На вход ДшОбр поступают сигналы занятости (ЗАН) от 16 модулей ЗУ,4-х разрядный адрес модуля (соответствует обратному коду физического адреса модуля) и сигнал ТрОбр1 от процессора. ДшОбр осуществляет дешифрацию всех сигналов, поступающих на его вход.
На выходе ДшОбр формируются сигналы не конфигурированного обращения (đi),а также сигнал заявки канала к незанятому модулю(3К),а затем (если требуемый модуль свободен) в УПО (в ПС1) производится приоритетная обработка сигналов ТрОбр1.
При наличии сигнала ТрОбр1(нулевого уровня) и сигнала Зан ( единичного уровня ) от незанятого модуля ЗУ, к которому адресуется обращение, на соответствующем выходе ДшОбр ОЗУ или ДшОбр ДЗУ формируется сигнал неконфигурированного обращения низкого уровня (di), а на выходе схемы выработки заявки к незанятому ЗУ образуется сигнал заявка канала (3К) также низкого уровня. Таким образом ДшОбр производит анализ занятости модулей ЗУ. Требование процессора удовлетворяется в том случае, если нет подобного требования к незанятому модулю ЗУ от более приоритетного процессора. Работа ДшОбр описывается следующими функциями:
Для ДшОЗУ: Для ДшДЗУ:
d 0=ЗАН0*а2*а3*а4 d8=ЗАН8*а2*а3*а4
d 1=ЗАН1*а2*а3*а4 d9=ЗАН9*а2*а3*а4
d 2=ЗАН2*а2*а3*а4 d10=ЗАН10*а2*а3*а4
d 3=ЗАН3*а2*а3*а4 d11=ЗАН11*а2*а3*а4
d 4=ЗАН4*а2*а3*а4 d12=ЗАН12*а2*а3*а4
d 5=ЗАН5*а2*а3*а4 d13=ЗАН13*а2*а3*а4
d 6=ЗАН6*а2*а3*а4 d14=ЗАН14*а2*а3*а4