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.
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:
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.
Разъем P2 платы IMS B008 используется при построении транспьютерных сети на основе плат IMS B008. На
разъем выведены
Пример реализации сети
из IMS B008 показан на следующем рисунке.
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
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.
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.
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.
Имеются две линии управления прерываниями по готовности ввода и по
наличию данных. Сигнал Прерывание по Вводу (InputInt) указывает, что по
входному каналу в регистр ввода из канала поступил байт данных. Сигнал
Прерывание по Выводу (OutputInt) информирует о том, что регистр вывода в
канал пуст и что выходной канал готов к посылке следующего байта данных.
Управление адаптером осуществляется со стороны параллельного
интерфейса посредством считывания и записи содержимого регистров состояния
и данных. Сигналы Выбора Регистра (RS1 и RS0) позволяют выбрать один из
четырех регистров. Уровень сигнала Чтение/Запись (RnotW) определяет вид
операции с выбранным регистром. Если в регистр вывода в канал следует
записать байт данных, то он выставляется на шину данных (Data0-7), сигналу
Чтение/Запись придается низкий уровень. Адаптер помещает байт в регистр
вывода, а затем передает данные в канал. Считывание регистра ввода из
канала осуществляется при высоком уровне сигнала Чтение/Запись. При
получении такого сигнала адаптер помещает содержимое регистра ввода,
полученное из канала, на шину данных.
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.
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.
Это дает возможность
Пример реализации транспьютерной сети из плат IMS B008
Распространение системных сигналов в транспьютерной сети из плат IMS B008
Схема интерфейса с IBM PC
Схема канального адаптера IMS C012
Управление канальным адаптером
RS1-RS2 Чтение/Запись Действие
1 0 ODreg = Data0-7
2 0 ISreg = Data0-7
3 0 OSreg = Data0-7
1 1 Data0-7 = IDreg
2 1 Data0-7 = ISreg
3 1 Data0-7 = OSreg
Схема канального адаптера IMS C011