Транспьютерная плата IMS B008

Транспьютер является главным элементом транспьютерного модуля (ТРАМа), который представляет собой дочернюю плату, содержащую транспьютер, ОЗУ, переключатели режимов, интерфейсы линий связи, внешних событий и системных управляющих сигналов. В зависимости от состава ТРАМы имеют разные физические размеры, которые стандартизованы и пронумерованы. Так наименьший по размеру ТРАМ имеет номер 1, следующий - 2 и т.д. ТРАМы размещаются на объединительных платах, которые либо непосредственно включаются в некоторый базовый компьютер (например, IMS B008 для IBM PC), либо соединенные друг с другом составляют сетевой компьютер (например, Parsytec GC). Объединительные платы, которые включаются в компьютер, называются вычислительными транспьютерными платами.

Вычислительная транспьютерная плата IMS B008 - служит для создания небольших транспьютерных сетей, подключаемых к шине IBM PC.

Общий вид платы IMS B008

Плата IMS B008 содержит программируемый групповой переключатель IMS C004, что дает возможность формировать на ее основе транспьютерные сети с изменяемой топологией. В состав платы входят:

1. 10 гнезд для подключения ТРАМов разного размера.
2. Интерфейс с шиной IBM PC, включающий канальный адаптер IMS C012, порт системных управляющих сигналов, схемы управления прерываниями и прямым доступом к памяти PC.
3. Программируемый переключатель линий связи IMS C004 и 16-разрядный транспьютер IMS T222, управляющий переключателем.
4. Конфигурационные переключатели (SW1-SW8), состояние которых определяет быстродействие линий связи, вид распространения управляющих сигналов.
5. Переходники (JP1,JP2,JP3), которые реализуют разные варианты соединения IMS B008 с другими элементами сети. Переходник JP1 связывает первую IMS B008 с IBM PC, а JP2 - n-ю плату IMS B008 с (n+1)-й платой IMS B008. Переходник JP3 соединяет 3-е и 4-е гнезда в конвейер.
6. Разъемы (P1, P2), используемые при построении сети из IMS B008. В тех случаях, когда JP1 и JP2 не реализуют желаемую возможность соединения плат IMS B008, следует использовать разъемом P1, на который, в частности, выведены линии, коммутируемые переходниками JP1 и JP2.

Гнезда для подключения ТРАМов позволяют осуществить всевозможные подключения ТРАМов разного размера, например, 10 ТРАМов размера 1, 5 ТРАМов размера 2, 2 ТРАМа размера 4 и 2 ТРАМа размера 1, 1 ТРАМ размера 8, 6 ТРАМов размера 1 и 1 ТРАМ размера 4 и т.п. Каждое гнездо, как и ТРАМ, располагает четырьмя линиями связи, имеющими номера 0, 1, 2 и 3. Все десять гнезд (пронумерованные от 0 до 9) аппаратно соединены в конвейер (pipeline) с помощью линий связи 1 и 2 каждого гнезда. Линия 1 гнезда 0 (начало конвейера) и линия 2 гнезда 9 (конец конвейера) выведены на разъем P2. Линии 0 и 3 гнезд от 1 до 9 подсоединены к переключателю IMS C004. Если в гнездо не вставлен ТРАМ, то в него вставляется переходник, чтобы соединить линию 1 с линией 2.

Схема соединений IMS B008

Разъем P2 платы IMS B008 используется при построении транспьютерных сети на основе плат IMS B008. На разъем выведены

1. начало и конец конвейера,
2. восемь коммутируемых линий связи переключателя IMS C004, называемых внешними линиями связи (edges),
3. линии связи 16-разрядного транспьютера IMS T222, управляющего переключателем, системные управляющие сигналы.

1. связать в один конвейер конвейеры нескольких IMS B008,
2. соединить линиями связи ТРАМы, находящиеся на разных IMS B008,
3. построить конвейер из IMS T222, что позволяет легко формировать произвольные сети на основе IMS B008, посылая по этому конвейеру данные для конфигурирования переключателей,
4. распространить системные сигналы по сети.

Пример реализации сети из IMS B008 показан на следующем рисунке.

Пример реализации транспьютерной сети из плат IMS B008

Команды конфигурирования переключателей IMS C004 транспьютерной сети из плат IMS B008 посылаются по конвейеру из транспьютеров IMS T222. Сообщения поступают через линию связи 1 ТРАМа гнезда 0 платы IMS B008, имеющей доступ к шине IBM PC. Команды конфигурирования транспьютерной сети, передаваемые по конвейеру, состоят из

1. идентификатора IMS C004, который является порядковым номером (начиная с 0) соответствующей платы в ряду IMS B008, составляющих сеть,
2. непосредственно команды конфигурирования переключателя IMS C004.

Конфигурацию соединений, реализуемых IMS C004, можно изменять динамически, то есть во время исполнения программ в транспьютерах. При этом необходимо, чтобы отсутствовал поток данных по реконфигурируемым линиям связи. После переключения линий связи процессы могут использовать новую сеть. Хотя такая возможность имеется, ее не так просто реализовать. Чтобы реконфигурировать соединения линий связи, требуется полная синхронизация между всеми процессами во всех ТРАМах, что обычно достигается через линии связи, которые требуется реконфигурировать.

Транспьютеры требуют подсоединения трех системных управляющих сигналов Инициализация, Анализ и Ошибка, которые позволяют инициализировать процессор, отлаживать его и сигнализировать об ошибках выполнения программ. Управляющие сигналы, поступающие на плату IMS B008 (внешние системные управляющие сигналы), могут быть поданы как с порта системных сигналов интерфейса с шиной PC, так и с разъема P2, передающего сигналы с другого IMS B008, что задается переключателем SW3. Внешние системные сигналы можно подать на все гнезда платы IMS B008. Наряду с внешними управляющими сигналами, на гнезда 1-9 можно вывести сигналы, генерируемые ТРАМом 0-го гнезда (внутренние управляющие сигналы). С этой целью некоторые виды ТРАМов имеют дополнительный порт системных сигналов (Subsystem services), соединенный с внутренней шиной транспьютера и управляемый регистрами, размещенными в зарезервированной области внутренней памяти. Переключатель SW4 определяет, какие из сигналов внешние или внутренние будут поданы на гнезда 1-9. Оба вида сигналов выводятся на разъем P2, что дает возможность формировать транспьютерные сети с разными типами управления.

Распространение системных сигналов в транспьютерной сети из плат IMS B008

Интерфейс с шиной IBM PC предоставляет IBM PC доступ к линии 0 гнезда 0 и линиям внешних системных сигналов Инициализация, Анализ и Ошибка. Если интерфейс с шиной IBM PC отключен (плата подключена к другой IMS B008), то IMS B008 не отвечает на сигналы шины IBM PC (исключение составляет сигнал шины IBM PC Инициализация, который используется при подаче напряжения для выставления внутренних сигналов интерфейса). Интерфейс реализует как программируемый ввод/вывод на основе опроса регистров, так и прямую передачу данных (DMA) между линией связи и памятью IBM PC, называемую прямым доступом к памяти. Интерфейс обслуживает прерывания по событиям: ввод из канала, вывод в канал, поступление сигнала Ошибка, завершение прямого доступа к памяти.

Схема интерфейса с IBM PC

Преобразование данных между 8-разрядной двунаправленной системной шиной IBM PC и двунаправленной последовательной линией связи INMOS осуществляют канальные адаптеры IMS C011, IMS C012.

Последовательные линии связи INMOS и протоколы коммуникации являются стандартными для всех систем, взаимодействующих с транспьютерами. Частота входных тактовых сигналов составляет 5 Мгц. Из них формируются внутренние синхросигналы. Обмен информацией происходит не зависимо от фазы входного тактового сигнала. Поэтому, если частота передачи находится в допустимых пределах, то можно реализовать обмен данными между независимо тактируемыми системами.

В адаптер IMS C012 входят регистры данных и состояния как для ввода из канала, так и для вывода в канал. Обращение к регистрам осуществляется через параллельную системную шину.

Схема канального адаптера IMS C012

Канальные адаптер IMS C011 имеет два режима функционирования. В режиме 2 он работает, как IMS C012, а в режиме 1 преобразует данные между двунаправленной последовательной линией связи INMOS и двумя независимыми байтовыми параллельными интерфейсами с квитированием. Один из интерфейсов используется для данных, поступающих из входного канала, а второй - для данных подаваемых в выходной канал. Пересылки могут происходить одновременно в обоих направлениях.

Схема канального адаптера IMS C011

Пары сигналов Запрос Ввода, Подтверждение Ввода и Запрос Вывода, Подтверждение Вывода обеспечивают квитируемое установление связи через интерфейсы ввода/вывода.

Для пересылки данных в выходной канал адаптера данные подаются на линии Входных Данных, и выставляется сигнал Запрос Ввода. Адаптер пересылает данные по выходному каналу и подтверждает прием данных сигналом Подтверждение Ввода после получения подтверждения от канала.

При передаче данных из входного канала адаптер подает полученный байт данных на линии Выходных Данных, выставляет сигнал Запрос Вывода. Прием данных подтверждается сигналом Подтверждение Вывода, получив который, адаптер передает подтверждение по последовательному каналу.

• Транспьютер T805
• Программируемый групповой переключатель IMS C004