33. Теоретические основы организации мпс. Ммпс. Базовые топологии прямых межпроцессорных соединений.

Выбор эффективных способов взаимосвязи микроЭВМ в МПС относится к актуальным проблемам теории построения систем обработки данных. При этом выбираются не связи между микроЭВМ, а между реализуемыми программами. Кроме этого на каждую микроЭВМ в системе с распределенными функциями возлагается управление вводом-выводом и межпроцессорным обменом.

Все возможные способы межпроцессорного обмена в распределенных МПС можно реализовать с помощью следующих основных методов: метод общей шины, метод переключающей матрицы и метод иерархии.

Простейшая топология - это линейный массив, описываемый графом, последовательно соединяющим узлы

Кольцо – каждый процессор должен иметь два интерфейса, обмен информацией осуществляется пакетами, обязательно содержащими адрес отправителя и получателя. Отправитель формирует пакет и передает его через один интерфейс остальные процессоры получают пакет и при несовпадении адреса получателя транслирует его без изменения. Процессор получатель также транслирует пакет, сохранив у себя копию и установив признак «получено» в специальном поле отправленного пакета. Процессор отправитель получает транслированный пакет и анализирует поле «получено», если оно заполнено, то адресат был найден, иначе адресат отсутствует.

Топология типа звезды обладает тем недостатком по сравнению, например, с топологией кольца, что выход из строя центрального узла влечет за собой нарушение работоспособности всей системы.

В мультипроцессорных системах широко используется топология решетки. Топология двухмерных решеток с успехом используется во многих SlMD-архитектурах.

Схема полного соединения

34. Теоретические основы организации мпс.Модули ммпс.Модуль процессора.

Подавляющее большинство ММПС используют магистрально-модульную конструкцию. Большие средства затрачиваются на проектирование ММПС, требующей высокой функциональной гибкости и ремонтопригодности (время простоя минимально).

Основные модули:

- модуль процессора;

- модуль ОЗУ/ПЗУ;

- модуль адаптера;

- модули контроллеров;

- модули переменных общесистемной поддержки.

Модуль процессора:

ABD - address bus driver.

DBD - data bus driver.

SBC - контроллер системного интерфейса, формирует управляющие сигналы шины управления для выполнения текущего цикла CPU.

SBA - арбитр общесистемного интерфейса, обеспечивает упорядоченное использование ОСИ несколькими процессорами.

X1 - разъем для подключения модуля к ОСИ.

Большинство современных CPU изготавливается со встроенными на кристалле средствами отладки. Наибольшее распространение получил метод граничного сканирования под различными версиями стандарта «JTAG». Он используется для подключения внешней инструментальной ЭВМ (например, через USB-JTAG адаптер) и выполнения внутрисхемной отладки CPU с помощью специального инструментального ПО. При наличии достаточного места на площади платы модуль процессора может включать контроллеры несложных внешних интерфейсов, например контроллер RS-232C, контроллер LAN, контроллер USB, контроллеры интерфейсов ПУ.

В промышленных ММПС используется функционирование в реальном времени, что требует отсчетов интервалов времени и слежения за астрономическим временем. Последнее реализуется с помощью RTC - единственного на всю систему. Интервалы времени, отсчитываемые таймерами, как правило, личными для каждого CPU.

Так как система прерываний ММПС образуется совокупностью систем прерываний каждого процессора, то внешняя схема системы прерываний располагается на модуле каждого CPU.