Введение к работе
Актуальность проблемы. Технической базой информатизации >бщбства, основой внедрения новых информационных технологий яв-іяется использование средств вычислительной техники при решении іадач в сфере материального производства и управления, в области научного эксперимента и сопутствующих им инфраструктура::.
При этом наряду с традиционной тенденцией непрерывного повышения уровня требований к производительности средств вычислительной техники все большую актуальность приобретает проблема расширения^функциональных возможностей устройств, машин и систем как за счет новых принципов структурной организации в области реализации аппаратных средств, так и создания все более модных систем программного обеспечения.
С другой стороны, современный рынок средств ВТ предоставляет широкие возможности создания различных программно-технических систем, в определенной степени ориентированных на класс задач-в. конкретной предметной области.
Развитие средств ВТ, методов их использования и расширение сферы применения в рамках этого направления имеет особое значение для стран, не. являющихся производителями средств ВТ, в экономике которых отсутствуют'отрасли по производству миіфозлектро-ники, втом числе, шкропроцессорной, элементной базы. На первый план выдвигаются вопросы эффективного использования комкерчески доступных стандартних аппаратных и программных средств ВТ, представленных на мировом рынке.
Успешное решение задачи создания эффективных комплексов и систем на основе использования стандартных аппаратных и программных модулей может быть достигнуто при применении методов и средств, включающих формальные способы описания задач, моделирования анализа механизмов взаимодействия процессов, модели, спецификации и процедуры анализа протоколов межмодульт,ого информационного обмена.
Отмеченные тенденции в практике разработки и использования средств ВТ свидетельствуют о большой актуальности исследований в области организации межмодульного информационного взаимодействия с использованием различных, с точки зрения организации и си-
нхрониаации интерфейсных протоколов, в том числе, на основе стандартных интерфейсов, которые получают все более широкое рас пространение при реализации различных распределенных систем на базе мини- и микро- ЗШ.
Использование стандартных интерфейсов, как правило, требует решения задачи сопряжения различных системных модулей с протоколами различных уровней используемого стандартного интерфейса.
Организация межмодульного интерфейса является юшчевой проблемой при переходе на системное проектирование средств ВТ. Все известные асинхронные интерфейсы чувствительны к перекосам задержек линий связи. Компенсация перекосов осуществляется' с помощью задержек времени, т.е. ценой" потери быстродействия. Применение идеологии самосинхронизации при создании средств со< пряжения модулей систем позволяет обеспечить их нечувствительность к перекосам задержек линий связи. В этой связи те.ма раЗо ты представляется актуальной.......
Цель работы - анализ интерфейсных функций межобъектногс взаимодействия в многопроцессорных вычислительных системах на основе стандартных асинхронных интерфейсов и исследование мето дов разработки элементов сопряжения функциональных модулей с межмодульным интерфейсом в классе самосинхронных схем.
Для достижения поставленной цели в работе решаются следую щие задачи:
анализа получивших распространение стандартных магистра льных интерфейсов и получение поведенческих спецификаций для аппаратных средств поддержки функций межмодульного информацио* ного взаимодействия в классе самосинхронных схем;
оценки возможностей современных формализмов, привлекаемых для описания асинхронного информационного обмена, для репк ния задач анализа интерфейсных функций ыежобъектного взаимодеі ствия и последующей их реализации в классе самосинхронных cxet
разработки рекомендаций по организации межмодульного иі формационного обмена в многопроцессорных шинных архитектурах і рамках асинхронных моделей; '-.--.-
создания методики логического проектирования самосинхронных элементов сопряжения (ССЭС) функциональных модулей для
стандартных магистральных интерфейсов;
разработки интерфейсного контроллера в стандарте ВМЕ с использованием методов проектирования самосинхронных схем;
алгоритмизации процедуры кодирования внутренних состояний автомата для случая стандартной апериодической ЛЙ^-реализа-ции.
Предмет и методы исследования. Предметом исследования являются теоретические и схемотехнические вопросы построения интерфейсов, использующих принцип асинхронное. Методы исследования, применяемые при решении поставленных задач, базируются на общей теории .автоматов и алгоритмов, используют результаты теории самосинхронных схем, формальные модели описания асинхронных систем и накопленный к настоящему времени опыт и результаты в области проектирования асинхронных интерфейсов ЭВМ и систем.
Научная новизна проведенных исследовании' состоит в следующем:
обоснована целесообразность реализации вычислительных систем со сложными связями элементов (таких как'гиперкуб) с использованием интерфейсов типа "общая шина", что позволяет сохранить свойства коммуникационной среды при меньших затратах оборудования на реализацию узловых связей;
разработан алгоритм минимизации функций перехода для стандартной апериодической Л^-реализации;
разработана методика логического проектирования элементов сопряжения модулей с межмодульным интерфейсом в классе самосинхронных схем.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработан интерфейсныйконтроллер в стандарте ВМЕ и описаны алгоритми его работы с помощью сигнальних графов.
Результата работы позволяют повысить эффективность многопроцессорных ВС и комплексов эа счет более рациональной организации и построения-интерфейсов, использующих принципи самосинхронизации.
Реализация и внедрение результатов работы. Диссертационная
работа выполнена в рамках научно-исследовательских работ, проводимых по созданию проблемно-ориентированных вычислительных комплексов кафедрой математического обеспечения и применения ЭВМ Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета.
Результаты работы используются в научных и учебных разра-. ботках кафедры МО ЗШ, что подтверждено соответствующими актами.
Апробация работы. Основные-положения и результаты диссертаций докладывались и обсуждались на региональном научно-практическом семинаре ."Автоматизированное проектирование РЭА и СВТ" (Ленинград, ЩШЇЇ, 1990, 1991), научно-технических конференциях-профессорско-преподавательского состава ЛЭТИ (С.-Петербург, 1991 - 1993).
Структура И объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав,.. Заключения и списка литературы, включающего 56 наименований. Основная часть работы изложена на 120 страницах машинописного текста. Работа содержит 3 таблиц, 48 рисунков.
