Опубликован: 15.09.2004 | Доступ: свободный | Студентов: 3817 / 1391 | Оценка: 4.31 / 4.05 | Длительность: 09:26:00
ISBN: 978-5-9556-0018-5
Специальности: Разработчик аппаратуры
Лекция 9:

Коммутаторы для многопроцессорных вычислительных систем. Простые коммутаторы

< Лекция 8 || Лекция 9: 12 || Лекция 10 >
Аннотация: Данная лекция описывает типы простых коммутаторов, используемых в коммуникационных средах вычислительных систем, алгоритмы арбитража, применяемые в них, а также особенности реализации шинных структур.

Коммуникационные среды вычислительных систем (ВС) состоят из адаптеров вычислительных модулей (ВМ) и коммутаторов, обеспечивающих соединения между ними. Используются как простые коммутаторы, так и составные, компонуемые из набора простых. Простые коммутаторы могут соединять лишь малое число ВМ в силу физических ограничений, однако обеспечивают при этом минимальную задержку при установлении соединения. Составные коммутаторы, обычно строящиеся из простых в виде многокаскадных схем с помощью линий "точка-точка", преодолевают ограничение на малое количество соединений, однако увеличивают и задержки.

Простые коммутаторы

Типы простых коммутаторов:

  • с временным разделением ;
  • с пространственным разделением.

    Достоинства: простота управления и высокое быстродействие.

    Недостатки: малое количество входов и выходов.

    Примеры использования:

  • простые коммутаторы с временным разделением используются в системах SMP Power Challenge от SGI,
  • простые коммутаторы с пространственным разделением (Gigaplane) используются в семействе Sun Ultra Enterprise.

Простые коммутаторы с временным разделением

Простые коммутаторы с временным разделением называются также шинами или шинными структурами. Все устройства подключаются к общей информационной магистрали, используемой для передачи информации между ними (рис. 9.1). Обычно шина является пассивным элементом, управление передачами осуществляется передающими и принимающими устройствами.

Процесс передачи выглядит следующим образом.

Общая схема шинной структуры

Рис. 9.1. Общая схема шинной структуры

Передающее устройство сначала получает доступ к шине, далее пытается установить контакт с устройством-адресатом и определить его способность к приему данных. Принимающее устройство распознает свой адрес на шине и отвечает на запрос передающего. Далее передающее устройство сообщает, какие действия должно произвести принимающее устройство в ходе взаимодействия. После этого происходит передача данных.

Так как шина является общим ресурсом, за доступ к которому соревнуются подключенные к ней устройства, необходимы методы управления предоставлением доступа устройств к шине. Возможно использование центрального устройства для управления доступом к шине, однако это уменьшает масштабируемость и гибкость системы.

Для разрешения конфликтов, возникающих при одновременном запросе устройств на доступ к шине, используются различные приемы, в частности:

  • назначение каждому устройству уникального приоритета (статического или динамического);
  • использование очереди запросов FIFO ;
  • выделение фиксированных временных интервалов каждому устройству.
< Лекция 8 || Лекция 9: 12 || Лекция 10 >