186323. lajstromszámú szabadalom • Multimikroprocesszoros rendszer
5 186323 6 zérlőbemenetei az egyes mikroprocesszor modulok címsíneivel állnak összeköttetésben a mikroprocesszor modulok cím-sínei pedig az első hierarchia-lépcső csoportjának első kicserélő regiszter kapcsolására vagy kommutációs áramkörére és így tovább vannak csatlakoztatva. A mikroprocesszor modulok közötti összeköttetést biztosító utolsó hierarchia-lépcsőben az azonos típusú egyetlen kicserélő kapcsolás vagy kommutációs áramkör az ismertetett kicserélő regiszter kapcsoláshoz vagy kommutációs áramkörhöz van hozzárendelve, amelynek a kicserélést vezérlő bemenetei a rendszerben levő első modul cím-síneivel vannak összekötve. A találmány szerinti multimikroprocesszoros rendszer előnye, hogy tetszőleges mikroprocesszor elemekkel lehet megvalósítani, akár monolitikus mikroprocesszorokkal, akár TTL mikroprocesszorokkal és áramkörökkel. Jelentős előnye a felépítés és a mikroprocesszor modulok közötti összeköttetések egyszerűsége, amelynél nincs szükség bonyolult illesztő modulok és kapcsolások beiktatására. Az összes modul, tehát a végrehajtó- és a vezérlő modulok azonos típusúak, éspedig a vezérlő modul egyben végrehajtó modul is, ezáltal a teljes rendszer működési sebessége megnő a többi mikroproceszszoros rendszerhez képest, mivel az utóbbiaknál a vezérlőmodul bonyolult és csupán vezérlési feladatokat hajt végre. A párhuzamos kicserélő regiszter kapcsolás lehetővé teszi, hogy a hagyományos soros adatkicserélésű rendszerekhez képest a mikroprocesszor modulok között gyorsabb adatkicserélést valósítsunk meg. A multimikroprocesszoros rendszernek, amelyben a modulok közötti összeköttetések hierarchikus szervezésűek, jelentős előnye van az ismert rendszerekhez képest, különösen néhány problémakörben (feladatkörben), a jelfeldolgozásban, osztályozásban és egyéb területeken. További előnye még a multimikroproceszszoros rendszernek az a nagy fokú rugalmasság, amivel a rendszert bővíteni lehet, illetve egyik típusról másik típusú új, módosított konfigurációt lehet vele létrehozni. A találmány szerinti multimikroprocesszoros rendszert az alábbiakban egy kiviteli példa kapcsán, a mellékelt rajz alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1. ábrán egy mikroprocesszor modul tömbvázlata ; a 2. ábrán az SIMD multiprocesszoros rendszer felépítésének vázlata ; a 3. ábrán egy kommutációs áramkör tömb vázlata; a 4. ábrán a hierarchikus multimikroprocesszoros rendszer felépítésének vázlata ; és végül az 5. ábrán egy 64 multimikroprocesszoros rendszer felépítésének elve látható, amely 16 SIMD multimikroprocesszoros rendszerből van kialakítva, mely utóbbiak egyenként 4 darab mikroprocesszor modulból állnak. Az 1. ábrán látható mikroprocesszor modul 1 mikroprocesszorból, RAM típusú 2 tárolóból, 3 párhuzamos be-/kimeneti áramkörből áll, mely utóbbi külső 4 adat be-/kimenettel és másik mikroprocesszor modulhoz csatlakozó 5 be-/kimenettel rendelkezik. Az 1. ábrán látható továbbá, hogy a mikroprocesszor modul 6 szekvenciális be-/kimeneti áramkört tartalmaz, amely megfelelő 7 be-/kimeneti- és vezérlő-sínekkel van ellátva, valamint 8 utasítás bemenetet tartalmaz, amely 9 belső „adat” fővezetékkel 10 puffer áramkörön keresztül áll összeköttetésben. A mikroprocesszor modul az egyes modul elemeket összekötő 11 cím-síneket és 12 vezérlősíneket is tartalmaz, ezenkívül az 1 mikroprocesszor 13 órajel impulzus bemenettel és 14 „ÁLLJ” impulzus bemenettel rendelkezik. A mikroprocesszor modul azzal tűnik ki, hogy all cím-síneken keresztül a modul többi áramkörét ki lehet választani, a 10 puffer áramkörre a 9 belső „adat” fővezeték és a 8 utasítás bemenet közötti összeköttetést tiltó parancsot lehet adni. A 2. ábrán a találmány szerinti multimikroprocesszoros rendszer látható, amely N számú 16 mikroprocesszor modulból áll, amelyeknek 8 utasítás bemenetei 17 „utasítás” fővezetékre vannak csatlakoztatva, az adatkicserélési 5 be-/kimenetei pedig 18 kommutációs áramkörrel állnak kapcsolatban. A multimikroproceszszoros rendszer a 2. ábra szerint közös ROM típusú 20 tárolót, közös RAM típusú 21 tárolót és közös 22 be-/kimeneti berendezést tartalmaz, amelyek 19 adatsínjeiken keresztül vannak a 17 „utasítás” fővezetékre csatlakoztatva. Az első 16 mikroprocesszor modul, amely egyben a vezérlő modul szerepét is betölti, 11 cím-sínjein keresztül a közös 20 és 21 tárolókkal és a közös 22 be-/kimeneti berendezéssel is, továbbá 23 logikai áramkörön keresztül a többi 16 mikroprocesszor modullal is össze van kötve, ezenkívül a kicserélő regiszter áramkörként kialakított 18 kommutációs áramkörrel is összeköttetésben áll. Az egyes 16 mikroprocesszor modulokon belül a cím-sínek belső összeköttetései és az első 16 mikroprocesszor modulnak a közös egységekhez csatlakozó 11 cím-sínjei úgy vannak kialakítva, hogy cím-területük azonos módon van felosztva, amelyekben a következő címek találhatók meg: a modulban levő RAM típusú 2 tároló, a 3 párhuzamos be-/kimeneti áramkör és a 6 szekvenciális be-/kimeneti áramkör címei, az egyes 1 mikroprocesszoroknak a 23 logikai áramkörön keresztül történő beállítási címei, valamint az egyes 16 mikroprocesszor modulok beállítási címei, kivéve az első 16 mikroprocesszor modulét; a 18 kommutációs áramkör kiválasztási címe ; címek, amelyek a 18 kommutációs áramkör számára szolgáló kódok; a közös 20 és 21 tárolók címei és a közös 23 be-/kimeneti berendezés címe; megszakítási címeket tároló címek; egyéb címek. A 23 logikai áramkört „T” típusú trigger áramkörökből (billenő körökből) lehet felépíteni úgy, hogy az egyes 16 mikroprocesszor modulok beállításához szolgáló 14 „ÁLLJ” impulzus bemenetek mindegyikéhez egy-egy trigger áramkör tartozik, amelyben egy jelet adunk a 23 logikai áramkörre, ha az első 16 mikroprocesszor modul 11 cím-sínein egy meghatározott cím van jelen. Ebben az esetben a 18 kommutációs áramkörben a kicseréléshez szükséges címek a címek közül néhányat, amelyeket közvetlenül kell címezni, lefednek. A 3. ábrán a kicserélő regiszter funkcióját betöltő 18 kommutációs áramkör tömbvázlatát mutatjuk be, amely párhuzamos adatcserére alkalmas. A 3. ábra szerint a 18 kommutációs áramkör N számú 25 regiszterből és egy darab 26 logikai kombinációs áramkörből áll, amelyen keresztül log2(N + l) számú 27 vezérlőbemenet áll összeköttetésben a 25 regiszterek bemenetéivel és kimeneteivel, mégpedig a 26 kombinációs logikai áramkör yls y2.........yN . i kimeneteivel, ahol a 26 kombinációs logikai áramkör első y, kimenete a második 25 regiszter kimenete és az első 25 regiszter bemenete közötti összeköttetést engedélyező 28 engedélyező áramkörhöz van csatlakoztatva, a második y2 kimenet a harmadik 25 regiszter kimenete és a második 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
