168322. lajstromszámú szabadalom • Programvezérlésű számítógép több feldolgozóegységgel
7 168322 8 Tipikus működés esetén a 38 és 39 lemeztárolókon végrehajtásra váró programok a 36 lemezcsatorna vezérlőegység vezérlése mellett a 43 fővonalon keresztül a 20 tárolóvezérlő egységen át és az 50 fővonalon keresztül jutnak el a duál-módu 49 tömegtárolóba. Amikor a központi 12—19 tároló modulokból álló nagysebességű tárolóban tárolóhely válik elérhetővé, adatmezők vihetők át negyven megaszó másodpercenkénti sebességgel a 49 tömegtárolóból a 48 fővonalon Lát, a 20 tárolóvezérlő egység vezérlése mellett a központi 12-19 tároló modulok bármelyikébe. Ezt a műveletet kizárólagosan a 22 PPU vezérli. A 22 PPU a jelenlegi rendszerben előre tudja jelezni a 34 CPU és a rendszer egyéb elemeinek szükségleti és szolgáltatási igényeit, általában a 22 PPU-n belüli több virtuális feldolgozóegység közti időosztásra vonatkozó sajátos vezérlési forma kihasználása útján. Pontosabban, a programokat a 22 PPU-n belüli virtuális feldolgozóegységek egy választéka dolgozza fel. Ahol a programok széles határok közt változnak, előnyös a virtuális feldolgozó egységek nem-részleges időosztásától eltérni. A 3. ábrán bemutatott rendszerben néhány virtuális feldolgozóegység előnyben részesíthető a 22 PPU-n belüli feldolgozási idő hozzárendelésben a többi virtuális feldolgozóegységhez képest a több feldolgozóegységet vezérlő rendszeren keresztül. Továbbá lehetőség van a feldolgozó egységek közti időkiosztás gyakori és nagymértékű megváltoztatására. A 3. ábra jelzi, hogy a P0-P7 virtuális feldolgozóegységeket a 22 PPU-ban a 400 aritmetikai egység (AU) szolgálja ki. Az időosztás értelmében vett együttműködés általános koncepciója ismert egy olyan aritmetikai egység, mint pl. a 400 aritmetikai egység olyan virtuális feldolgozóegységek, mint pl. P0 —P 7 virtuális feldolgozóegységek között. Ilyen konfiguráció vezérlőrendszerét a továbbiakban írjuk le. A P0—P7 virtuális feldolgozóegységek tizenhat időrést foglalnak el. A jelen rendszer felépítése lehetőséget nyújt az időhozzárendelés változtatható vezérlése a teljes számítógépre háruló feladatok természetétől függően. P0 egy kijelölt virtuális feldolgozóegység, amelyben az igazgató egység állandóan működik. A 3. áb.rán a nyolc P0 —P7 virtuális feldolgozóegység van alkalmazva a 22 PPU-ban. A 22 PPU-400 aritmetikai egysége egyidejűleg egy virtuális feldolgozóegység számára hozzáférhető. Pontosabban minden egyes óraimpulzusra egy virtuális feldolgozóegység kapcsolódik a 400 aritmetikai egységre. A virtuális feldolgozóegységek közül történő kiválasztását egy sorrendkapcsoló végzi, amelyet a 401 kapcsoló ábrázol. Az óraimpulzus hatása, amelyet a 401 kapcsoló helyzetváltozása jelöl, működteti a 400 aritmetikai egységet, amely a virtuális feldolgozóegységekhez kapcsolódik, a nulla—tizenöt számára kiválasztott kódnak megfelelően. Egyik szélső esetben csak egy virtuális feldolgozóegység használható az összes többi kizárásával. A másik szélső esetben a virtuális feldolgozóegységek közt az időrések egyenletesen oszlanak meg. Ilyen tulajdonságokkal rendelkező rendszert mutatnak a 4.-6. ábrák. A 4. ábra a 22 PPU felépítését mutatja. A központi 12-19 tároló modulok a 20 tároló-vezérlőegységhez kapcsolódnak és onnan a 41 fővonalra. A P0 -P 7 " virtuális feldolgozóegységek a 400 aritmetikai egységhez kapcsolódnak a 402 fővonalon keresztül, a 400 aritmetikai egység kapcsolatot tart fenn ellenkező 5 irányban a P0 —P 7 virtuális feldolgozóegységekkel a 403 fővonalon keresztül. A P0-P7 virtuális feldolgozóegységek a 22 PPU belső 408 fővonalával a 410-417 csatornákon át közlekednek. Egy 419 puffer egység is van a nyolc egyszavas 420—427 JQ puffer regiszterrel. Egy-egy P0 -P7 virtuális feldolgozóegységhez egy regiszter tartozik kizárólagosan. A P0-P7 virtuális feldolgozőegységek el vannak látva 418 sorrendvezérlő egységgel, amelyben a 3. ábra szerinti 401 kapcsoló van realizálva. A 418 sorrend-25 vezérlő egységet óraimpulzusok hajtják. A 419 puffer egységet a 428 puffervezérlő egység vezérli. A 429 csatorna a belső 408 fővonaltól a 400 aritmetikai egységig terjed. A P0 -P7 virtuális feldolgozóegységek az önmagá-2Q ban ismert 430 fixtárolóval vannak ellátva. A találmány előnyös kiviteli alakjában a 430 fixtároló előre huzalozott dióda elrendezésből készül a gyors elérhetőség érdekében. Hatvannégy átviteli regiszter szolgál a 408 fővonal, 25 a bemeneti és kimeneti eszközök és az adatcsatornák közti kapcsolat tartásra. A rendszer ezen kiviteli alakjában a 431 átviteli regiszterek vannak feltüntetve. A közösen használt elemekhez tartozik a 400 3Q aritmetikai egység, a 430 fixtároló, a 431 átviteli regiszterek és az egyszavas 419 puffer egység, amely hozzáférést biztosít a központi 12-19 tároló modulokhoz. A 430 fixtároló egy programkészletét tartalmaz és 35 csak a virtuális feldolgozóegységek programszámlálójának utalására érhető el. A programkészlet tartalmaz egy vázszerű felügyelő programot és legalább egy vezérlő programot a rendszerhez kapcsolt minden egyes bemeneti és kimeneti eszköz részére. A 430 40 fixtároló hozzáférési ideje húsz nanoszekundum, harminckét-bites utasításokat ad a P0-P7 virtuális feldolgozóegységek felé. A 430 fixtároló teljes program területe 1024 szó. A tároló 256-szavas modulokból áll úgy, hogy a programok egyes részei módosíthatók 45 a tároló újragyártása nélkül. A bemeneti és kimeneti eszközök programjai vezérlési funkciókat tartalmazhatnak az eszköz tárolóközege, valamint az adata vi teli funkciók számára, így a mechanikus eszközök mozgása közvetlenül 5Q programmal vezérelhető az egyes eszköztípusok számára szolgáló igen speciális célú hardware helyett. Az alap program változatait az alap probléma által szolgáltatott paraméterek adják meg. Ilyen paraméterek vannak a központi 12-19 tároló modulokban 55 vagy a programot végrehajtó virtuális feldolgozóegységek gyűjtő regisztereiben. A virtuális feldolgozóegységek számára szolgáló utasítások forrása vagy a 430 fixtároló, vagy központi 12-19 tároló modulok lehetnek. A virtuális feldolgo-60 zóegység programszámlálója révén megcímzett tároló olyan címzési móddal van vezérelve, amely ugró utasítással vagy a rendszer törlésével módosítható. Valamennyi virtuális feldolgozóegység fixtároló módba kerül a rendszer törlésekor. 65 Amikor a központi tárolóból egy programsorozat 4
