Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем

Надежность и отказоустойчивость 191'

реализована в виде блочных пересылок, что ведет практически к удвоению про­ пускной способности. Однако, в зависимости от числа процессоров и природы приложения, шина может стать и «узким местом». Фактически, если шина в тече­ ние значительной части времени не свободна, процессоры могут значительную долю времени провести в состоянии ожидания. Система с пересылкой сообщений начи­ нает функционировать скорее как сеть, чем как простая шина ввода/вывода.

Одно из решений проблемы пропускной способности - увеличение количества •шин с несколькими процессорами на каждой. Этот подход применен в шине Fastbus, где общее адресное пространство совместно используется нескольким отдельны­ ми шинами, называемыми сегментами. Сегменты функционируют независимо, но автоматически объединяются нужным образом, если ведущий из одного сегмента обращается к ведомому из другого сегмента. Это автоматическое объединение выра­ жается во вмешательстве в трафик всех промежуточных сегментов, поэтому, чтобы не возникало заторов, применяться оно должно осторожно. Разумное использование узлов с промежуточным хранением совместно с сетевым протоколом передачи сооб­ щений могут еще более сократить перегрузку путем сглаживания нагрузки, разре­ шая одновременное объединение как двух, так и нескольких сегментов.

Надежность и отказоустойчивость

Надежность и отказоустойчивость - важнейшие аспекты проектирования шин. Основные надежды здесь обычно возлагают на корректирующие коды, которые ' позволяют обнаружить отказ одиночного элемента или шумовой выброс и автома­ тически парировать ошибку. Подобный подход, широко практикуемый в системах памяти, применительно к шинам порождает специфические проблемы.

В шинах отдельные функциональные группы сигналов (сигналы адреса, дан- ных, управления, состояния и арбитража) предполагают независимые контроль и коррекцию. При наличии множества небольших групп сигналов метод коррек­ тирующих кодов становится малоэффективным из-за необходимости включения В шину большого числа контрольных линий. Кроме того, в шинах весьма вероятно одновременное возникновение ошибок сразу в нескольких сигналах. Для учета такой ситуации необходимо увеличивать разрядность корректирующего кода, то есть вводить в шину дополнительные сигнальные линии. Достаточно неясным ос­ тается вопрос защиты одиночных сигналов, в частности сигналов тактирования синхронизации.

Вычисление корректирующих кодов и коррекция ошибок требуют дополни-

. тельного времени, что замедляет шину.

Усложнение аппаратуры, обусловленное использованием корректирующих

•ходов, ведет к снижению общей надежности шины, в результате чего суммарный

•выигрыш может оказаться меньше ожидаемого. В силу приведенных соображений становится ясным, почему проектировщики постоянно ищут альтернативные спо­ собы обеспечения надежности и отказоустойчивости шин.

Достаточно хорошие результаты дают так называемые «высокоуровневые» под­ ходы. Здесь вместо отслеживания каждого цикла шины производятся контроль и коррекция более крупных единиц, например целых блоков данных или закон­ ченной программной операции.