RU2665225C1 - Information handling unit - Google Patents
Information handling unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2665225C1 RU2665225C1 RU2017135606A RU2017135606A RU2665225C1 RU 2665225 C1 RU2665225 C1 RU 2665225C1 RU 2017135606 A RU2017135606 A RU 2017135606A RU 2017135606 A RU2017135606 A RU 2017135606A RU 2665225 C1 RU2665225 C1 RU 2665225C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- inputs
- outputs
- buf
- upvd
- Prior art date
Links
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 31
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims description 10
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 abstract description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- IXQPRUQVJIJUEB-UHFFFAOYSA-N 7-(diethylamino)-n-[2-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)ethyl]-2-oxochromene-3-carboxamide Chemical compound O=C1OC2=CC(N(CC)CC)=CC=C2C=C1C(=O)NCCN1C(=O)C=CC1=O IXQPRUQVJIJUEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001629 sign test Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
- G06F11/16—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware
- G06F11/20—Error detection or correction of the data by redundancy in hardware using active fault-masking, e.g. by switching out faulty elements or by switching in spare elements
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Hardware Redundancy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к информационным системам, и может быть использовано при построении высоконадежных вычислительных и управляющих систем, предназначенных для решения задач управления и обработки информации в бортовых системах (в том числе для космических аппаратов (КА)).The invention relates to the field of computer technology, namely to information systems, and can be used in the construction of highly reliable computing and control systems designed to solve the problems of controlling and processing information in on-board systems (including spacecraft (SC)).
Известна электронная вычислительная машина (ЭВМ) [1], предназначенная для применения в системах управления и обработки данных. ЭВМ представляет собой двухуровневую многопроцессорную вычислительную систему. В состав ЭВМ входят центральный процессор, графический контроллер, одно или несколько устройств ввода-вывода, один или несколько программируемых процессоров сигналов.Known electronic computer (computer) [1], intended for use in control systems and data processing. The computer is a two-level multiprocessor computing system. Computers include a central processor, a graphics controller, one or more input / output devices, one or more programmable signal processors.
Недостатком данной ЭВМ является то, что в ее составе нет резервированного управляющего процессора, способного согласованно управлять процессом вычислений, обнаруживать сбои и отказы, а также выполнять автономную реконфигурацию системы.The disadvantage of this computer is that it does not have a redundant control processor capable of coordinated control of the calculation process, detect failures and failures, as well as perform autonomous reconfiguration of the system.
Известна отказоустойчивая вычислительная система [2], предназначенная для построения высоконадежных отказоустойчивых бортовых управляющих комплексов.Known fail-safe computing system [2], designed to build highly reliable fail-safe on-board control systems.
Система содержит четыре грани. Каждая грань содержит параллельно работающую двухпроцессорную микропроцессорную систему, где один микропроцессор центральный (ЦП), выполняет основную вычислительную нагрузку, а второй - процессор ввода-вывода (ПВВ), осуществляет подготовку данных для ЦП, реагирует на внешние прерывания, взаимодействует с периферией и реализует функции системы контроля и диагностики, двухпортовое оперативное запоминающее устройство, аппаратуру межгранного обмена, реконфигуратор, содержащий регистры конфигурации, регистры управления режимом работы и регистры признаков тестовой и функциональной исправности граней, логическую аппаратуру достоверного отключения вторичных источников питания при выходе грани из строя, с помощью распределенного мажорирования сигналов контроля от всех активных граней, схему начального пуска и адаптер грани. Система содержит устройство формирования цикла для синхронизации в каждом цикле циклограммы начала работы всех граней системы, работающих асинхронно в течение цикла.The system contains four faces. Each face contains a dual-processor microprocessor system operating in parallel, where one central microprocessor (CPU) performs the main computational load, and the second, the input-output processor (I / O), prepares data for the CPU, responds to external interrupts, interacts with peripherals, and implements functions monitoring and diagnostic systems, dual-port random access memory, inter-face exchange equipment, a reconfigurator containing configuration registers, operating mode control registers and Registers sign test and functional serviceability faces logical hardware reliably disconnect the secondary power supply when the output facets of the system, via a distributed majorization control signals from all active faces, cold start circuit and an adapter faces. The system comprises a cycle forming device for synchronizing, in each cycle of the cyclogram, the start of operation of all faces of the system working asynchronously during the cycle.
Недостатком данной системы является низкое быстродействие при межгранных обменах, программный способ мажорирования данных, полученных в результате межгранных обменов, что в совокупности приводит к большим временным затратам на обеспечение функций сбое и отказоустойчивости системы в целом.The disadvantage of this system is the low performance in inter-faceted exchanges, a software method for majorizing data obtained as a result of inter-faceted exchanges, which together leads to a large time cost for providing the failure and fault tolerance functions of the system as a whole.
Наиболее близким техническим решением по отношению к заявляемому является отказоустойчивая вычислительная система с аппаратно-программной реализацией функций отказоустойчивости и динамической реконфигурации, предназначенная для решения задач управления высоконадежными бортовыми системами [3], которая выбрана в качестве прототипа.The closest technical solution to the claimed one is a fault-tolerant computing system with hardware-software implementation of fault tolerance and dynamic reconfiguration functions designed to solve the problems of controlling highly reliable airborne systems [3], which is selected as a prototype.
Отказоустойчивая вычислительная система с аппаратно-программной реализацией функций отказоустойчивости и динамической реконфигурации содержит первую, вторую, третью и четвертую вычислительные машины (ВМ), соединенные первой, второй, третьей и четвертой последовательными шинами данных, первый, второй, третий и четвертый вторичные источники питания (ВИП), первый, второй, третий и четвертый контроллеры межмашинного обмена (КММО), первый, второй, третий и четвертый контроллеры управления конфигурацией (КУК). Все ВМ в системе получают одинаковые данные по последовательным шинам от внешних абонентов, затем эти данные согласуются через контроллеры КММО между ВМ рабочей конфигурации для получения гарантированно одинаковых копий данных в этих ВМ. По результатам согласования могут быть выявлены неисправные ВМ, определены тип и место неисправности, и при необходимости выполнена реконфигурация системы при помощи контроллера КУК. Обработка данных выполняется на исправных ВМ, затем результаты обработки снова согласуются между ВМ и выдаются по последовательным шинам внешним абонентам.A fault-tolerant computing system with hardware-software implementation of fault tolerance and dynamic reconfiguration functions contains the first, second, third and fourth computers (VMs) connected by the first, second, third and fourth serial data buses, the first, second, third and fourth secondary power sources ( VIP), the first, second, third and fourth controllers of the inter-machine exchange (KMMO), the first, second, third and fourth controllers of a configuration management (KUK). All VMs in the system receive the same data on serial buses from external subscribers, then these data are coordinated through KMMO controllers between VMs of the working configuration to obtain guaranteed identical copies of data in these VMs. Based on the results of the coordination, faulty VMs can be identified, the type and location of the fault can be determined, and, if necessary, the system is reconfigured using the KUK controller. Data processing is performed on working VMs, then the processing results are again coordinated between the VMs and issued to serial subscribers via serial buses.
Недостатком этой системы является низкая пропускная способность каналов межмашинного обмена между отдельными КММО, необходимость программного управления синхронизацией и мажорированием для каждого слова данных при межмашинном обмене, а также реализация каждого из этих каналов в виде общей шины последовательного интерфейса. Это в совокупности приводит к низкой скорости межмашинных обменов и понижению производительности системы в целом. Также эта реализация канала имеет невысокую надежность межмашинных обменов, так как выход из строя элементов канала одного КММО может привести к невозможности обмена по этому каналу между всеми КММО.The disadvantage of this system is the low bandwidth of the inter-machine communication channels between the individual CMMOs, the need for software control of synchronization and majorization for each data word in the inter-machine communication, as well as the implementation of each of these channels in the form of a common serial interface bus. This together leads to a low rate of inter-machine exchanges and a decrease in the performance of the system as a whole. Also, this channel implementation has a low reliability of inter-machine exchanges, since failure of channel elements of one CMMO can lead to the impossibility of exchanging this channel between all CMMOs.
Техническим результатом является повышение быстродействия за счет ускорения выполнения функций согласования данных, обеспечивающих сбое и отказоустойчивость в блоке обработки информации, а также повышения надежности межмашинных обменов за счет введения дополнительных каналов межмашинного обмена.The technical result is to increase performance by speeding up the performance of data matching functions providing failure and fault tolerance in the information processing unit, as well as increasing the reliability of inter-machine exchanges by introducing additional channels of inter-machine exchanges.
Указанный технический результат достигается тем, что в блок обработки информации дополнительно введены первый, второй, третий и четвертый контроллеры межмашинного обмена данными (КМОД). Причем первый КМОД соединен первой группой входов-выходов с первой группой входов-выходов КМОД2, второй группой входов-выходов с первой группой входов-выходов КМОД3 и третьей группой входов-выходов с первой группой входов-выходов КМОД4. Второй КМОД соединен второй группой входов-выходов со второй группой входов-выходов КМОД3 и третьей группой входов-выходов со второй группой входов-выходов КМОД4. Третий КМОД соединен третьей группой входов-выходов с третьей группой входов-выходов КМОД4. Причем первая ВМ соединена с КМОД1 локальной двунаправленной шиной интерфейса Link и локальной шиной JIM (BUS). Вторая ВМ соединена с КМОД2 локальной двунаправленной шиной интерфейса Link и локальной шиной ЛМ (BUS). Третья ВМ соединена с КМОД3 локальной двунаправленной шиной интерфейса Link и локальной шиной ЛМ (BUS).Четвертая ВМ соединена с КМОД4 локальной двунаправленной шиной интерфейса Link и локальной шиной ЛМ (BUS).The specified technical result is achieved by the fact that the first, second, third and fourth controllers of the inter-machine data exchange (CMOD) are additionally introduced into the information processing unit. Moreover, the first CMOD is connected by the first group of inputs and outputs to the first group of inputs and outputs of CMOD2, the second group of inputs and outputs with the first group of inputs and outputs of CMOD3 and the third group of inputs and outputs with the first group of inputs and outputs of CMOD4. The second CMOD is connected by the second group of inputs / outputs to the second group of inputs and outputs of the CMOD3 and the third group of inputs and outputs with the second group of the inputs and outputs of the CMOD4. The third CMOD is connected by a third group of inputs and outputs with a third group of inputs and outputs CMOD4. Moreover, the first VM is connected to CMOD1 with a local bi-directional Link interface bus and a local JIM bus (BUS). The second VM is connected to CMOD2 with a local bi-directional Link interface bus and a local LM bus (BUS). The third VM is connected to CMOD3 with a local bidirectional Link interface bus and local LM bus (BUS). The fourth VM is connected to CMOD3 with a local bi-directional Link interface bus and local LM bus (BUS).
Кроме того, КМОД содержит узел сопряжения выдачи (УСВ), узел сопряжения приема (УСП), узел управления (УУ), узел синхронизации данных (УСД), узел обработки данных (УОД), первый, второй и третий узлы приема и выдачи данных (УПВД-0, УПВД-1, УПВД-2), первый, второй и третий буферы выдаваемых данных (БУФ-B0, БУФ-В1, БУФ-В2), первый второй и третий буферы принимаемых данных (БУФ-П0, БУФ-П1, БУФ-П2), буфер обработанных данных (БУФ-ОД), буфер собственных данных (БУФ-СД), причем первая группа входов-выходов УСВ является первой группой входов-выходов КМОД, первая группа выходов УСВ соединена с первыми группами входов БУФ-СД, БУФ-B0, БУФ-В1, БУФ-В2, вторая группа выходов УСВ соединена с первой группой входов УУ, а первая группа входов УСВ соединена с первой группой выходов УУ, причем первая группа выходов БУФ-СД соединена с первой группой входов УОД, вторая группа выходов БУФ-СД соединена с второй группой входов УУ, а вторая группа входов БУФ-СД соединена с второй группой выходов УУ, причем первая группа выходов БУФ-В0 соединена с первой группой входов УПВД-0, вторая группа выходов БУФ-В0 соединена с третьей группой входов УУ, а вторая группа входов БУФ-В0 соединена с третьей группой выходов УУ, причем первая группа входов-выходов УПВД-0 является четвертой группой входов-выходов КМОД, первая группа выходов УПВД-0 соединена с первой группой входов БУФ-П0, вторая группа выходов УПВД-0 соединена с четвертой группой входов УУ, а вторая группа входов УПВД-0 соединена с четвертой группой выходов УУ, причем первая группа выходов БУФ-ПО соединена с второй группой входов УОД, вторая группа выходов БУФ-ПО соединена с пятой группой входов УУ, а вторая группа входов БУФ-ПО соединена с пятой группой выходов УУ, причем первая группа выходов БУФ-В1 соединена с первой группой входов УПВД-1, вторая группа выходов БУФ-В1 соединена с седьмой группой входов УУ, а вторая группа входов БУФ-В1 соединена с седьмой группой выходов УУ, причем первая группа входов-выходов УПВД-1 является пятой труппой входов-выходов КМОД, первая группа выходов УПВД-1 соединена с первой группой входов БУФ-П1, вторая группа выходов УПВД-1 соединена с восьмой группой входов УУ, а вторая группа входов УПВД-1 соединена с восьмой группой выходов УУ, причем первая группа выходов БУФ-П1 соединена с третьей группой входов УОД, вторая группа выходов БУФ-П1 соединена с девятой группой входов УУ, а вторая группа входов БУФ-П1 соединена с девятой группой выходов УУ, причем первая группа выходов БУФ-В2 соединена с первой группой входов УПВД-2, вторая группа выходов БУФ-В2 соединена с десятой группой входов УУ, а вторая группа входов БУФ-В2 соединена с десятой группой выходов УУ, причем первая группа входов-выходов УПВД-2 является шестой группой входов-выходов КМОД, первая группа выходов УПВД-2 соединена с первой группой входов БУФ-П2, вторая группа выходов УПВД-2 соединена с одиннадцатой группой входов УУ, а вторая группа входов УПВД-2 соединена с одиннадцатой группой выходов УУ, причем первая группа выходов БУФ-П2 соединена с четвертой группой входов УОД, вторая группа выходов БУФ-П2 соединена с двенадцатой группой входов УУ, а вторая группа входов БУФ-П2 соединена с двенадцатой группой выходов УУ, причем первая труппа выходов УОД соединена с первой группой входов БУФ-ОД, вторая группа выходов УОД соединена с шестой группой входов УУ, а пятая группа входов УОД соединена с шестой группой выходов УУ, причем первая группа выходов БУФ-ОД соединена с первой группой входов УСП, вторая группа выходов БУФ-ОД соединена с тринадцатой группой входов УУ, а вторая группа входов БУФ-ОД соединена с тринадцатой группой выходов УУ, причем первая группа входов-выходов УСП является второй группой входов-выходов КМОД, первая группа выходов УСП соединена с четырнадцатой группой входов УУ, а вторая группа входов УСП соединена с четырнадцатой группой выходов УУ, причем первая группа входов-выходов УУ является третьей группой входов-выходов КМОД, пятнадцатая группа выходов УУ соединена с первой группой входов УСД, а пятнадцатая группа входов УУ соединена с первой группой выходов УСД.In addition, the CMOD contains an output interface unit (SPM), a reception interface unit (USP), a control unit (UE), a data synchronization unit (USD), a data processing unit (UOD), the first, second and third data reception and output nodes ( UPVD-0, UPVD-1, UPVD-2), the first, second, and third buffers of output data (BUF-B0, BUF-V1, BUF-B2), the first second and third buffers of received data (BUF-P0, BUF-P1 , BUF-P2), a buffer of processed data (BUF-OD), a buffer of own data (BUF-SD), and the first group of inputs / outputs of the SPM is the first group of inputs and outputs of the CMOD, the first group in SPM outputs is connected to the first groups of inputs BUF-SD, BUF-B0, BUF-V1, BUF-B2, the second group of outputs SPM is connected to the first group of inputs UU, and the first group of inputs SPM is connected to the first group of outputs UU, the first group of outputs The BUF-SD is connected to the first group of inputs of the UFD, the second group of outputs of the BUF-SD is connected to the second group of inputs of the UF, and the second group of inputs of BUF-SD is connected to the second group of outputs of the UF, and the first group of outputs of BUF-V0 is connected to the first group of inputs of the air intake -0, the second group of outputs BUF-V0 is connected to the third group UU inputs, and the second group of BUF-V0 inputs is connected to the third group of UU outputs, the first group of UPVD-0 inputs and outputs is the fourth CMOD input-output group, the first UPVD-0 output group is connected to the first group of BUF-P0 inputs, the second the group of outputs UPVD-0 is connected to the fourth group of inputs of the UU, and the second group of inputs of UPUD-0 is connected to the fourth group of the outputs of UU, the first group of outputs of BUF-PO is connected to the second group of inputs of UOD, the second group of outputs of BUF-PO is connected to the fifth group inputs UU, and the second group of inputs BU -PO is connected to the fifth group of UU outputs, the first group of BUF-V1 outputs connected to the first group of UPVD-1 inputs, the second group of BUF-V1 outputs connected to the seventh group of UU inputs, and the second group of BUF-B1 inputs connected to the seventh group of outputs UU, and the first group of inputs and outputs of UPVD-1 is the fifth group of inputs and outputs of KMOD, the first group of outputs of UPVD-1 is connected to the first group of inputs of BUF-P1, the second group of outputs of UPVD-1 is connected to the eighth group of inputs of UU, and the second group inputs UPVD-1 is connected to the eighth group of outputs UU, moreover, the first group of outputs BUF-P1 is connected to the third group of inputs of the UOF, the second group of outputs BUF-P1 is connected to the ninth group of inputs of the UU, and the second group of inputs BUF-P1 is connected to the ninth group of outputs of the UU, and the first group of outputs BUF-B2 is connected to the first group of inputs UPVD-2, the second group of outputs BUF-B2 is connected to the tenth group of inputs UU, and the second group of inputs BUF-B2 is connected to the tenth group of outputs UU, the first group of inputs and outputs UPVD-2 is the sixth group of inputs and outputs KMOD , the first group of outputs UPVD-2 it is connected to the first group of inputs of BUF-P2, the second group of outputs of UPVD-2 is connected to the eleventh group of inputs of the control unit, and the second group of inputs of UPVD-2 is connected to the eleventh group of outputs of the control unit, the first group of outputs of BUF-P2 is connected to the fourth group of inputs of the control unit, the second group of outputs BUF-P2 is connected to the twelfth group of inputs UU, and the second group of inputs BUF-P2 is connected to the twelfth group of outputs UU, the first group of outputs UOD connected to the first group of inputs BUF-OD, the second group of outputs UOD connected to the sixth group of inputs UU, a p the first group of UFD inputs is connected to the sixth group of UF outputs, the first group of BUF-OD outputs connected to the first group of USP inputs, the second group of BUF-OD outputs connected to the thirteenth group of UU inputs, and the second group of BUF-OD inputs connected to the thirteenth group of outputs UE, and the first group of inputs and outputs of the USP is the second group of inputs and outputs of the CMOD, the first group of outputs of the USP is connected to the fourteenth group of inputs of the UM, and the second group of inputs of the USP is connected to the fourteenth group of outputs of the UM, and the first group of inputs and outputs s UU is the third group of inputs and outputs of the CMOD, the fifteenth group of outputs of the UU is connected to the first group of inputs of the DRC, and the fifteenth group of inputs of the UU is connected to the first group of outputs of the DRC.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, представленными на фиг. 1 - фиг. 3, где:The essence of the claimed invention is illustrated by the drawings shown in FIG. 1 - FIG. 3, where:
- на фиг. 1 представлена структура блока обработки информации;- in FIG. 1 shows the structure of an information processing unit;
- на фиг. 2 представлен цикл работы программы с учетом введения КМОД,- in FIG. 2 presents the cycle of the program with the introduction of CMOD,
где Т1 - цикл работы программы, Т2 - целевая работа БОИ, Т3 - синхронизация и согласование данных между ВМ через КММО, Т4 - синхронизация и согласование данных между ВМ через КММО и КМОД;where T1 is the cycle of the program, T2 is the target operation of the BOI, T3 is the synchronization and coordination of data between the VM through the CMMO, T4 is the synchronization and coordination of data between the VM through the CMMO and the CMOD;
- на фиг. 3 представлена структура контроллера межмашинного обмена данными.- in FIG. 3 shows the structure of the inter-machine data controller.
Указанные преимущества заявляемой системы перед прототипом достигаются за счет того, что в блок обработки информации, содержащий первую 1, вторую 2, третью 3 и четвертую 4 ВМ, соединенные первой 5, второй 6, третьей 7 и четвертой 8 последовательными шинами данных, содержащий первый 9, второй 10, третий 11 и четвертый 12 ВИП, первый 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 КММО, первый 17, второй 18, третий 19 и четвертый 20 КУК, первые 21 группы выходов которых соединены с первыми группами входов первой, второй, третьей и четвертой ВМ, вторые 22 группы входов которых соединены с первой группой входов системы, вторая 23, третья 24, четвертая 25, пятая 26 группы входов которой соединены с первыми группами входов КММО1 (13) и КУК1 (17), КММО2 (14) и КУК2 (18), КММО3 (15) и КУК3 (19), КММО4 (16) и КУК4 (20), соответственно, вторые 27 группы входов которых соединены с первыми группами выходов ВМ (1, 2, 3, 4), локальная двунаправленная магистраль 28 которых соединена с локальными двунаправленными магистралями КММО (13, 14, 15, 16), первые 29 выходы которых соединены с первыми входами контроллеров КУК (17, 18, 19, 20), вторые 30 группы выходов которых соединены с первыми группами входов ВИП (9, 10, 11, 12) соответственно, группы выходов 31 которых соединены с третьими группами входов ВМ (1, 2, 3, 4), причем первая 32 группа выходов первого 13 КММО соединена с третьими группами входов второго 14, третьего 15 и четвертого 16 КММО и первого 17, второго 18, третьего 19 и четвертого КУК 20, первая 33 группа выходов второго 14 КММО соединена с четвертыми группами входов первого 13, третьего 15 и четвертого КММО 16 и первого 17, второго 18, третьего 19 и четвертого 20 КУК, первая 34 группа выходов третьего 15 КММО соединена с пятыми группами входов первого 13, второго 14 и четвертого 16 КММО и первого 17, второго 18, третьего 19 и четвертого 20 КУК, первая 35 группа выходов четвертого 16 КММО соединена с шестыми группами входов первого 13, второго 14 и третьего 15 КММО и первого 17, второго 18, третьего 19 и четвертого 20 КУК, причем шестая 36 группа входов системы соединена со вторыми группами входов первого 9, второго 10, третьего 11 и четвертого 12 ВИП, первые входы которых соединены с седьмой 37 группой входов системы, восьмая 38 группа входов которой соединена со вторыми входами первого 9, второго 10, третьего 11 и четвертого 12 ВИП, причем вторые 39 группы выходов КММО (13, 14, 15, 16) соединены с четвертыми группами входов ВМ (1, 2, 3, 4) дополнительно введены первый 21, второй 22, третий 23 и четвертый 24 КМОД, две локальные шины интерфейса LINK 40, 41 которых соединены с первой, второй, третьей и четвертой ВМ (1, 2, 3, 4), локальная магистраль 28 которых соединена с первым, вторым, третьим и четвертым КМОД (21, 22, 23, 24), причем первый КМОД 21 соединен двунаправленным интерфейсом Space Wire 42 со вторым КМОД 22, двунаправленный интерфейс Space Wire 45 которого соединен с третьим КМОД 23, двунаправленный интерфейс SpaceWire 47 которого соединен с четвертым КМОД 24, двунаправленный интерфейс SpaceWire 44 которого соединен с первым КМОД 21, двунаправленный интерфейс SpaceWire 43 которого соединен с третьим КМОД 23, причем второй КМОД 22 соединен двунаправленным интерфейс SpaceWire 46 с четвертым КМОД 24.These advantages of the claimed system over the prototype are achieved due to the fact that in the information processing unit containing the first 1, second 2, third 3 and fourth 4 VMs connected by the first 5, second 6, third 7 and fourth 8 serial data buses containing the first 9 , second 10, third 11 and fourth 12 VIPs, first 13, second 14, third 15 and fourth 16 KMMO, first 17, second 18, third 19 and fourth 20 KUK, the first 21 groups of outputs of which are connected to the first groups of inputs of the first, second , the third and fourth VM, the second 22 groups of inputs of which connected to the first group of inputs of the system, the second 23, third 24, fourth 25, fifth 26 groups of inputs which are connected to the first groups of inputs KMMO1 (13) and KUK1 (17), KMMO2 (14) and KUK2 (18), KMMO3 (15) and KUK3 (19), KMMO4 (16) and KUK4 (20), respectively, the second 27 groups of inputs of which are connected to the first groups of outputs of the VM (1, 2, 3, 4), the local bi-directional highway 28 of which is connected to local bi-directional highways KMMO (13, 14, 15, 16), the first 29 outputs of which are connected to the first inputs of the controllers KUK (17, 18, 19, 20), the second 30 groups of outputs of which are connected with the first groups of inputs of the VIP (9, 10, 11, 12), respectively, the groups of outputs 31 of which are connected to the third groups of inputs of the VM (1, 2, 3, 4), and the first 32 group of outputs of the first 13 CMMO is connected to the third groups of inputs of the second 14, third 15 and fourth 16 KMMO and first 17, second 18, third 19 and fourth KUK 20, the first 33 output group of the second 14 KMMO is connected to the fourth groups of inputs of the first 13, third 15 and the fourth KMMO 16 and the first 17, second 18, third 19 and fourth 20 KUK, the first 34 group of outputs of the third 15 KMMO is connected with the fifth groups the inputs of the first 13, second 14 and fourth 16 KMMO and the first 17, second 18, third 19 and fourth 20 KUK, the first 35 group of outputs of the fourth 16 KMMO is connected to six groups of inputs of the first 13, second 14 and third 15 KMMO and the first 17, second 18, the third 19 and the fourth 20 CUC, and the sixth 36 group of inputs of the system is connected to the second groups of inputs of the first 9, second 10, third 11 and fourth 12 VIPs, the first inputs of which are connected to the seventh 37 group of inputs of the system, the eighth 38 group of inputs of which is connected with second inputs of the first 9, second 10, tr this is 11 and the fourth 12 VIP, and the second 39 groups of outputs KMMO (13, 14, 15, 16) are connected to the fourth groups of inputs of the VM (1, 2, 3, 4) additionally introduced the first 21, second 22, third 23 and fourth 24 CMOD, two local buses of the LINK 40 interface, 41 of which are connected to the first, second, third and fourth VMs (1, 2, 3, 4), the local highway 28 of which is connected to the first, second, third and fourth CMOD (21, 22, 23, 24), and the first CMOD 21 is connected by a bidirectional Space Wire 42 interface to the second CMOD 22, the bi-directional Space Wire 45 interface of which is connected to the third CMOD 23, two the bidirectional SpaceWire 47 interface of which is connected to the fourth CMOD 24, the bidirectional SpaceWire 44 interface of which is connected to the first CMOD 21, the bidirectional SpaceWire 43 interface of which is connected to the third CMOD 23, the second CMOD 22 is connected by the bidirectional SpaceWire 46 interface to the fourth CMOD 24.
Структурная схема блока обработки информации представлена на фиг. 1.The block diagram of the information processing unit is shown in FIG. one.
Блок обработки информации работает следующим образом.The information processing unit operates as follows.
Блок обработки информации включает три ВМ рабочей конфигурации и одну ВМ в холодном резерве, общая схема парирования сбоев и отказов состоит в следующем. Каждая ВМ рабочей конфигурации решает одну и ту же целевую задачу специального программного обеспечения (СПО), при помощи программного обеспечения отказоустойчивости (ПОО) результаты решения передает другим ВМ рабочей конфигурации и принимает от них их копии результатов решения, а затем по своей и полученным копиям решения определяет правильный результат.The information processing unit includes three VMs of the working configuration and one VM in the cold reserve, the general scheme for countering failures and failures is as follows. Each VM of the working configuration solves the same target task of special software (STR), using the fault tolerance software (VET), the decision results are transferred to other VMs of the working configuration and receives from them their copies of the results of the decision, and then according to their own and received copies of the solution determines the correct result.
В двухмашинной рабочей конфигурации правильное решение определяется на основе двух результатов и, если такое определение невозможно (отсутствует возможность идентификации неисправной ВМ по результатам решения), то в зависимости от имеющихся временных ресурсов осуществляется либо повторное решение задачи СПО, либо переход к промежуточному тестированию каналов с последующим повторным решением при положительном результате тестирования или переходом к одноканальной конфигурации на основе исправного канала системы. При невозможности идентифицировать неисправную ВМ осуществляется переход к безопасному останову системы.In a two-machine operating configuration, the correct solution is determined on the basis of two results and, if such a determination is impossible (there is no possibility of identifying a faulty VM using the results of the solution), then, depending on the available time resources, either a second solution of the STR problem is carried out, or a transition to an intermediate channel testing followed a second solution with a positive test result or a transition to a single-channel configuration based on a working channel of the system. If it is not possible to identify a faulty VM, a transition is made to a safe shutdown of the system.
В процессе всех выполняемых системой действий посредством ПОО осуществляется непрерывное и сквозное функциональное диагностирование, обнаруживающее случившиеся проявления неисправностей и идентифицирующее их по месту возникновения и по виду: сбой, программный сбой или отказ. При идентификации сбоя осуществляется его учет и анализ последствий. Если последствия сбоя не требуют вмешательства программы СПО, то они устраняются автоматически. Если же поддержка со стороны СПО необходима, то формируется диагностическая информация, на основании которой СПО принимает требуемое решение. К сбоям, не требующим вмешательства СПО, относится, например, сбой при межмашинной передаче информации, парирование которой осуществляется за счет вводимой информационной избыточности. Сбоем, требующим поддержки задачи ППО, является, например, сбой при выдаче информации абоненту.In the process of all actions performed by the system through VET, continuous and end-to-end functional diagnostics is carried out, which detects the occurrence of malfunctions and identifies them by the place of occurrence and by type: failure, software failure or failure. When identifying a failure, its accounting and analysis of the consequences is carried out. If the consequences of the failure do not require the intervention of the STR program, then they are eliminated automatically. If support from the STR is necessary, then diagnostic information is generated, on the basis of which the STR makes the required decision. Failures that do not require the intervention of STRs include, for example, a failure in the inter-machine transmission of information, which is parried due to the input of information redundancy. A malfunction requiring support of the software application is, for example, a malfunction in the issuance of information to the subscriber.
Обеспечение данных программных функций в системе требует значительных временных затрат. Синхронизация и согласование данных выполняется на каждом цикле работы СПО в строго отведенный для этих задач временной интервал внутри цикла (см. фиг. 2). Во время выполнения функций синхронизации и согласования блок обработки информации не выполняет свою целевую работу. Увеличение быстродействия функций синхронизации и согласования данных позволяет уменьшить время выполнения данных функций и увеличить время, выделяемое на целевую работу системы (см. фиг. 2).Providing these program functions in the system requires a significant amount of time. Synchronization and coordination of data is performed on each cycle of operation of the STR in a strictly allocated time interval for these tasks within the cycle (see Fig. 2). During the synchronization and coordination functions, the information processing unit does not perform its target work. Increasing the speed of synchronization and data matching functions allows to reduce the execution time of these functions and increase the time allocated to the target operation of the system (see Fig. 2).
Повышение быстродействия при выполнении данных функций обеспечивается за счет введения КМОД.Improving performance when performing these functions is ensured by the introduction of CMOD.
Информация, передаваемая в блоке обработки информации по межмашинным каналам, делится на два типа:The information transmitted in the information processing unit through the inter-machine channels is divided into two types:
1) короткие сообщения, передаваемые между ВМ через КММО для обмена данными между ВМ, синхронизации, а также реконфигурации системы через КУК;1) short messages transmitted between VMs through KMMO for data exchange between VMs, synchronization, as well as system reconfiguration through QMS;
2) массивы данных, передаваемые между ВМ через КМОД с аппаратной синхронизацией.2) data arrays transmitted between VMs through CMOD with hardware synchronization.
Таким образом, по сравнению с прототипом межмашинный обмен в БОИ выполняется через КММО - для передачи коротких сообщений и через КМОД - для передачи больших массивов данных.Thus, in comparison with the prototype, the inter-machine exchange in the BOI is performed through the CMMO - for the transmission of short messages and through the CMOD - for the transfer of large data arrays.
Использование КММО для передачи больших массивов данных между ВМ ведет к большим временным затратам, так как для передачи каждого слова данных необходимо выполнить отдельный обмен по шине межмашинного обмена, также на каждом обмене необходимо выполнять программное управление синхронизацией и мажорированием. Использование КМОД оптимально для передачи больших массивов данных, так как синхронизация и мажорирование выполняется аппаратно для каждого слова. Использование КМОД для передачи коротких сообщений также возможно, но при этом на каждом обмене нужно тратить время на подготовку данных и настройку всей цепочки задействованных узлов для передачи информации.Using KMMO for transferring large amounts of data between VMs leads to large time costs, since for transferring each word of data, it is necessary to perform a separate exchange on the inter-machine exchange bus, also on each exchange it is necessary to carry out program control of synchronization and majorization. The use of CMOD is optimal for the transfer of large amounts of data, since synchronization and majorization is performed in hardware for each word. Using CMOD to transmit short messages is also possible, but at the same time, it is necessary to spend time on each exchange for preparing data and setting up the entire chain of involved nodes for transmitting information.
Повышение надежности межмашинных обменов достигается за счет того, что:Improving the reliability of inter-machine exchanges is achieved due to the fact that:
1) введен дополнительный механизм обмена данными между ВМ через КМОД, т.е. межмашинный обмен данными в БОИ резервирован;1) an additional mechanism for exchanging data between VMs through CMOD is introduced, i.e. inter-machine data exchange in the BOI is reserved;
2) использована полносвязная топология связей между КМОД всех ВМ в БОИ с применением последовательных каналов интерфейса SpaceWire. Выход из строя одного из каналов SpaceWire не приведет к невозможности участия данной ВМ в межмашинном обмене по другим каналам SpaceWire с остальными ВМ.2) the fully-connected topology of the links between the CMOD of all VMs in the BOI using serial channels of the SpaceWire interface was used. Failure of one of the SpaceWire channels will not lead to the impossibility of participation of this VM in the inter-machine exchange on other SpaceWire channels with the rest of the VMs.
КМОД предназначен для согласования данных между ВМ в БОИ. Помимо передачи и приема данных КМОД осуществляет синхронизацию принимаемых данных и их обработку с целью определения достоверных данных, используя функцию голосования 2 из 3 (мажорирования) для каждого бита слов данных, принятых от трех ВМ.CMOD is designed to coordinate data between VMs in BOIs. In addition to the transmission and reception of data, the CMOD synchronizes the received data and processes them in order to determine reliable data using the 2 out of 3 (majorization) voting function for each bit of data words received from three VMs.
К каждой ВМ в БОИ подключен свой КМОД, который получает данные от этой ВМ по одному интерфейсу типа LINK (Link-IN) и выдает данные в эту ВМ по другому интерфейсу типа LINK (Link-OUT). При этом КМОД каждой ВМ соединяется с КМОД остальных ВМ отдельными интерфейсами типа SpaceWire (SWO, SW1, SW2). Также КМОД каждой ВМ для чтения и записи его регистров подключен к локальной шине ЛМ (BUS), на которой КМОД является ведомым устройством, подобным статической памяти.Each VM in the BOI is connected to its own CMOD, which receives data from this VM through one LINK type interface (Link-IN) and sends data to this VM through another LINK type interface (Link-OUT). At the same time, the CMOD of each VM is connected to the CMOD of the remaining VMs by separate interfaces of the SpaceWire type (SWO, SW1, SW2). Also, the CMOD of each VM for reading and writing its registers is connected to the local LM bus (BUS), on which the CMOD is a slave device similar to static memory.
Согласно структурной схеме, представленной на фигуре 3, КМОД содержит:According to the structural diagram presented in figure 3, CMOD contains:
1 - узел синхронизации данных (УСД);1 - node data synchronization (DRC);
2 - узел управления (УУ);2 - control unit (UE);
3 - узел сопряжения выдачи (УСВ);3 - node interface issuance (SPM);
4 - буфер собственных данных типа FIFO (БУФ-СД);4 - buffer of own data of the FIFO type (BUF-SD);
5 - буфер выдаваемых данных типа FIFO интерфейса SW0 (БУФ-В0);5 - buffer of output data of the FIFO type of the SW0 interface (BUF-V0);
6 - узел приема и выдачи данных интерфейса SW0 (УПВД-0);6 - node receiving and issuing data interface SW0 (UPVD-0);
7 - буфер принимаемых данных типа FIFO интерфейса SW0 (БУФ-П0);7 - buffer of received data of the FIFO type of the SW0 interface (BUF-P0);
8 - буфер выдаваемых данных типа FIFO интерфейса SW1 (БУФ-В1);8 - buffer of output data of the FIFO type of the SW1 interface (BUF-V1);
9 - узел приема и выдачи данных интерфейса SW1 (УПВД-1);9 - node receiving and issuing data interface SW1 (UPVD-1);
10 - буфер принимаемых данных типа FIFO интерфейса SW1 (БУФ-П1);10 - buffer of received data of the FIFO type of the SW1 interface (BUF-P1);
11 - буфер выдаваемых данных типа FIFO интерфейса SW2 (БУФ-В2);11 - buffer of output data of the FIFO type of the SW2 interface (BUF-B2);
12 - узел приема и выдачи данных интерфейса SW2 (УПВД-2);12 - node receiving and issuing data interface SW2 (UPVD-2);
13 - буфер принимаемых данных типа FIFO интерфейса SW2 (БУФ-П2);13 - a buffer of received data of the FIFO type of the SW2 interface (BUF-P2);
14 - буфер обработанных данных типа FIFO (БУФ-ОД);14 - buffer of processed data of the FIFO type (BUF-OD);
15 - узел сопряжения приема (УСП);15 - node pairing reception (USP);
16 - узел обработки данных (УОД);16 - data processing unit (UOD);
17 - локальная шина ЛМ (BUS);17 - local bus LM (BUS);
18 - интерфейс ввода данных типа LINK;18 - LINK type data input interface;
19 - интерфейс вывода данных типа LINK;19 - LINK type data output interface;
20 - первый интерфейс типа SpaceWire;20 is a first interface such as SpaceWire;
21 - второй интерфейс типа SpaceWire;21 is a second interface such as SpaceWire;
22 - третий интерфейс типа SpaceWire.22 is the third interface such as SpaceWire.
Для того чтобы выполнить согласование данных между несколькими ВМ, каждая из ВМ, участвующих в процедуре обмена, должна выполнить следующие действия:In order to perform data reconciliation between several VMs, each of the VMs participating in the exchange procedure must perform the following actions:
1. записать в регистр КМОД номера ВМ, участвующих в процедуре обмена;1. write in the register of CMOD the numbers of the VMs participating in the exchange procedure;
2. записать в регистр КМОД количество слов данных процедуры обмена;2. write in the register of the CMOD the number of words of data of the exchange procedure;
3. записать в регистры КМОД времена таймаутов приема и выдачи слов данных;3. write to the CMOD registers the timeouts of receiving and issuing data words;
4. разрешить в ВМ прием данных от КМОД по интерфейсу типа LINK;4. allow VM to receive data from the CMOD via the LINK type interface;
5. разрешить в ВМ выдачу данных в КМОД по интерфейсу типа LINK;5. allow the VM to transmit data to the CMOD via an interface of type LINK;
6. записать в регистр КМОД признак начала процедуры обмена;6. write in the register of the CMOD a sign of the beginning of the exchange procedure;
7. ожидать в регистре КМОД признак окончания процедуры обмена;7. expect in the register of CMOD a sign of the end of the exchange procedure;
8. прочитать в регистрах КМОД признаки обнаруженных ошибок и сбросить их для подготовки к следующей процедуре обмена.8. read the signs of detected errors in the CMOD registers and reset them to prepare for the next exchange procedure.
После того как будет установлен признак начала следующей процедуры обмена, будет сброшен признак окончания предыдущей процедуры обмена и все узлы КМОД начнут функционировать следующим образом.After the sign of the beginning of the next exchange procedure is established, the sign of the end of the previous exchange procedure will be reset and all the CMOD nodes will begin to function as follows.
УСВ по интерфейсу Link-IN принимает от ВМ данные, предназначенные для передачи в другие ВМ, и в зависимости от записанных ранее в регистр КМОД номеров ВМ, участвующих в обмене, записывает эти данные в определенные буферы, такие как БУФ-СД, и/или БУФ-В0, и/или БУФ-В1, и/или БУФ-В2.SPM via the Link-IN interface receives data from the VM intended for transmission to other VMs, and depending on the VM numbers involved in the exchange recorded earlier in the CMOD register, writes this data to certain buffers, such as BUF-SD, and / or BUF-V0, and / or BUF-B1, and / or BUF-B2.
При наличии обобщенного сигнала готовности БУФ-СД, БУФ-В0, БУФ-В1, БУФ-В2 к записи, который выдается в УСВ из УУ и формируется на основании сигналов готовности к записи отдельных буферов, из УСВ в УУ выдается сигнал записи, по которому УУ формирует сигналы записи на отдельные буферы.If there is a generalized readiness signal BUF-SD, BUF-V0, BUF-V1, BUF-B2 for recording, which is issued to the SPM from the UE and is formed on the basis of the readiness signals for writing individual buffers, a record signal is issued from the SPM to the UU, according to which The UE generates write signals to individual buffers.
При этом БУФ-СД используется для сохранения данных в том случае, когда хотя бы один из номеров ВМ, участвующих в обмене, совпадает с собственным номером ВМ. А если хотя бы один из номеров ВМ, участвующих в обмене, не совпадает с собственным номером ВМ, то данные так же записываются в БУФ-В0, и/или БУФ-В1, и/или БУФ-В2 в соответствии с тем, какие из интерфейсов SW0, SW1, SW2 в КМОД данной ВМ используются для его соединения с КМОД других ВМ, участвующих в обмене.In this case, the BUF-SD is used to save data in the case when at least one of the VM numbers participating in the exchange coincides with its own VM number. And if at least one of the VM numbers participating in the exchange does not coincide with its own VM number, then the data is also recorded in the BUF-B0, and / or the BUF-B1, and / or the BUF-B2 in accordance with which of interfaces SW0, SW1, SW2 in the CMOD of this VM are used to connect it with the CMOD of other VMs participating in the exchange.
Каждый из БУФ-В0, БУФ-В1, БУФ-В2 выдает в УУ сигнал готовности к чтению, который транслируется в УПВД-0, УПВД-1, УПВД-2 соответственно, а в ответ на этот сигнал каждый из УПВД-0, УПВД-1, УПВД-2 при необходимости выдает в УУ сигнал чтения, который транслируется в БУФ-В0, БУФ-В1, БУФ-В2 соответственно. Каждый из УПВД-0, УПВД-1, УПВД-2 по интерфейсу SW0, SW1, SW2, соответственно, передает в КМОД другой ВМ, участвующей в процедуре обмена, данные, считанные из БУФ-В0, БУФ-В1, БУФ-В2 соответственно, и принимает из КМОД этой ВМ данные, которые записываются в БУФ-ПО, БУФ-П1, БУФ-П2 соответственно.Each of the BUF-V0, BUF-V1, BUF-B2 gives the read -iness signal to the control unit, which is transmitted to UPVD-0, UPVD-1, UPVD-2, respectively, and in response to this signal, each of UPVD-0, UPVD -1, UPVD-2, if necessary, gives a read signal to the control unit, which is transmitted to BUF-V0, BUF-V1, BUF-B2, respectively. Each of the UPVD-0, UPVD-1, UPVD-2, through the SW0, SW1, SW2 interface, respectively, transmits to the CMOD another VM participating in the exchange procedure, data read from the BUF-V0, BUF-V1, BUF-B2, respectively , and receives data from the CMOD of this VM, which are recorded in the BUF-PO, BUF-P1, BUF-P2, respectively.
При этом каждый из БУФ-П0, БУФ-П1, БУФ-П2 выдает в УУ сигнал готовности к записи, который транслируется в УПВД-0, УПВД-1, УПВД-2 соответственно, а в ответ на этот сигнал каждый из УПВД-0, УПВД-1, УПВД-2 при необходимости выдает в УУ сигнал записи, который транслируется в БУФ-П0, БУФ-П1, БУФ-П2 соответственно.At the same time, each of the BUF-P0, BUF-P1, BUF-P2 generates a ready-to-write signal to the UU, which is transmitted to UPVD-0, UPVD-1, UPVD-2, respectively, and in response to this signal, each of UPVD-0 , UPVD-1, UPVD-2, if necessary, issues a recording signal to the UU, which is transmitted to the BUF-P0, BUF-P1, BUF-P2, respectively.
УОД в зависимости от записанных ранее в регистр КМОД номеров ВМ, участвующих в обмене, считывает из определенных буферов, таких как БУФ-СД, и/или БУФ-П0, и/или БУФ-П1, и/или БУФ-П2, данные, подлежащие обработке с целью определения достоверных данных, и записывает достоверные данные в БУФ-ОД.DRM, depending on the VM numbers involved in the exchange, recorded earlier in the CMOD register, reads from certain buffers, such as BUF-SD, and / or BUF-P0, and / or BUF-P1, and / or BUF-P2, data to be processed in order to determine reliable data, and records reliable data in the BUF-OD.
При наличии обобщенного сигнала готовности БУФ-СД, БУФ-П0, БУФ-П1, БУФ-П2 к чтению, который выдается в УОД из УУ и формируется на основании сигналов готовности к чтению отдельных буферов, из УОД в УУ выдается сигнал чтения, по которому УУ формирует сигналы чтения на отдельные буферы.If there is a generalized readiness signal BUF-SD, BUF-P0, BUF-P1, BUF-P2 for reading, which is issued to the UOF from the UE and is formed on the basis of the readiness signals for reading individual buffers, a read signal is issued from the UOF to the UU, according to which The UE generates read signals into separate buffers.
Затем УОД, используя функцию голосования 2 из 3 (мажорирования) для каждого бита исходных слов данных, принятых от трех ВМ, получает достоверное слово данных и при необходимости формирует в УУ сигналы, указывающие о несовпадении достоверного слова данных с исходными словами данных, по которым в УУ устанавливаются признаки обнаруженных ошибок.Then, using the 2 out of 3 (majorization) voting function, for each bit of the original data words received from three VMs, it receives a valid data word and, if necessary, generates signals in the UM indicating that the valid data word does not coincide with the original data words, according to which UU signs of detected errors are established.
А затем при наличии сигнала готовности БУФ-ОД к записи, который транслируется в УОД через УУ, из УОД в УУ выдается сигнал записи, который транслируется в БУФ-ОД.And then, if there is a signal that the BUF-OD is ready for recording, which is transmitted to the UOF through the UE, a recording signal is issued from the UOD to the UU that is broadcast to the UUF-OD.
УСП считывает из БУФ-ОД достоверные данные и передает их в ВМ по интерфейсу Link-OUT.USP reads from the BUF-OD reliable data and transmits them to the VM via the Link-OUT interface.
При наличии сигнала готовности БУФ-ОД к чтению, который транслируется в УСП через УУ, из УСП в УУ, выдается сигнал чтения, который транслируется в БУФ-ОД.If there is a readiness signal for the BUF-OD for reading, which is transmitted to the USP through the UE, from the USP to the UU, a read signal is issued, which is transmitted to the BUF-OD.
УСД отсчитывает время, в течение которого от УУ отсутствует обобщенный сигнал готовности БУФ-СД, БУФ-В0, БУФ-В1, БУФ-В2 к записи, но присутствует хотя бы один из сигналов готовности к записи отдельных буферов. При совпадении этого времени со временем таймаута выдачи слов данных происходит формирование сигналов, указывающих о нарушении времени выдачи слов данных из отдельных буферов и поступающих в УУ, по которым устанавливаются признаки обнаруженных ошибок, которые в дальнейшем маскируют сигналы, идущие из этих буферов, и сигналы, идущие на эти буферы.The DRC counts the time during which there is no generalized readiness signal BUF-SD, BUF-V0, BUF-V1, BUF-B2 for recording from the control unit, but at least one of the readiness signals for recording individual buffers is present. When this time coincides with the timeout for the output of data words, signals are generated that indicate a violation of the time for issuing data words from individual buffers and arriving at the control unit, which are used to establish the signs of detected errors, which subsequently mask the signals coming from these buffers and the signals going to these buffers.
Аналогично УСД отсчитывает время, в течение которого от УУ отсутствует обобщенный сигнал готовности БУФ-СД, БУФ-П0, БУФ-П1, БУФ-П2 к чтению, но присутствует хотя бы один из сигналов готовности к чтению отдельных буферов. При совпадении этого времени со временем таймаута выдачи слов данных происходит формирование сигналов, указывающих о нарушении времени приема слов данных в отдельные буферы и поступающих в УУ, по которым устанавливаются признаки обнаруженных ошибок, которые в дальнейшем маскируют сигналы, идущие из этих буферов, и сигналы, идущие на эти буферы.Similarly, the DRC counts the time during which there is no generalized BUF-SD, BUF-P0, BUF-P1, BUF-P2 readiness signal from the UU, but at least one of the readiness signals for reading individual buffers is present. If this time coincides with the timeout for the output of data words, signals are generated that indicate a violation of the time for receiving data words in separate buffers and arriving at the control unit, by which the signs of detected errors are established, which subsequently mask the signals coming from these buffers, and the signals going to these buffers.
УУ содержит в себе регистры управления и состояния КМОД и передает между остальными узлами КМОД необходимые сигналы управления и состояния, в то время как данные передаются между остальными узлами КМОД напрямую.The UM contains the control registers and the state of the CMOD and transmits the necessary control and status signals between the other nodes of the CMOD, while the data is transmitted directly between the other nodes of the CMOD.
После того как из БУФ-ОД будет считано количество слов данных процедуры обмена, будет установлен признак окончания и сброшен признак начала процедуры обмена.After the number of words of the data of the exchange procedure is read from the BUF-OD, the termination sign will be set and the sign of the beginning of the exchange procedure will be reset.
Для выполнения передачи и согласованного приема данных между ВМ необходимо всем ВМ настроить регистры КМОД на выбранный режим работы, разрешить прием и выдачу данных по интерфейсам типа LINK, запустить в КМОД механизм обмена данными и ожидать завершения его работы. При этом данные от этой ВМ в зависимости от настройки регистров узлов КМОД будут переданы в определенные ВМ, а данные от них будут согласованы и приняты в эту ВМ.To perform data transfer and coordinated reception of data between VMs, it is necessary for all VMs to configure the CMOD registers for the selected operating mode, enable the reception and output of data via LINK-type interfaces, start the data exchange mechanism in the CMOD and wait for its operation to complete. At the same time, the data from this VM, depending on the settings of the registers of the CMOD nodes, will be transferred to certain VMs, and the data from them will be coordinated and accepted into this VM.
В число ВМ, которым будут переданы и от которых будут приняты данные, как правило, но не обязательно, входит и данная ВМ, в которой для этих целей в КМОД используется БУФ-СД без необходимости реализовывать еще один интерфейс типа SpaceWire, замкнутый сам на себя.The VM to which data will be transmitted and from which data will be received, as a rule, but not necessarily, includes this VM, in which for these purposes the CMF uses BUF-SD without the need to implement another interface, such as SpaceWire, which is closed to itself .
Несмотря на то что функция голосования 2 из 3 (мажорирования) всегда выполняется для трех аргументов, КМОД позволяет выполнять обмен между двумя ВМ. Для этого необходимо для двух аргументов задать данные первой ВМ, а для третьего аргумента задать данные второй ВМ. При этом при несовпадении данных в КМОД будет зафиксирован соответствующий признак, а результат функции голосования 2 из 3 (мажорирования) всегда будет определяться данными первой ВМ.Despite the fact that the 2 out of 3 (majorization) voting function is always performed for three arguments, the CMOD allows exchange between two VMs. For this, it is necessary to specify the data of the first VM for two arguments, and to specify the data of the second VM for the third argument. In this case, if the data do not match, the CMOD will record the corresponding sign, and the result of the 2 out of 3 voting function (majorization) will always be determined by the data of the first VM.
Также в случае с двумя ВМ возможно для всех трех аргументов задать данные от другой ВМ. При этом никакие из признаков несовпадения зафиксированы не будут, а результат функции голосования 2 из 3 (мажорирования) всегда будет равен данным другой ВМ. То есть в таком режиме КМОД можно использовать как простой контроллер обмена данными между двумя ВМ.Also, in the case of two VMs, it is possible for all three arguments to specify data from another VM. Moreover, none of the signs of mismatch will be recorded, and the result of the
Введение в состав БОИ по одному КМОД для каждой ВМ повышает быстродействие, так как позволяет высвободить часть вычислительных ресурсов ВМ из задачи согласования данных между ВМ и использовать эти ресурсы для решения целевой задачи, а также позволяет сократить общее время, затрачиваемое на согласование данных между ВМ за счет аппаратной реализации процедуры обмена. Наличие же в КМОД буферов данных на несколько слов между всеми узлами тракта данных и возможность программирования времен таймаута в широких пределах также повышает быстродействие, так как позволяет снизить требования к синхронности вычислительного процесса в разных ВМ и позволяет сгладить и в целом за счет этого повысить темп согласования данных, используя КМОД по сравнению с пословным согласованием в КММО. При этом наивысшее быстродействие достигается при использовании механизма прямого доступа в память в ВМ при приеме и выдаче данных по однонаправленным интерфейсам типа LINK.The introduction of one CMOD for each VM in the BOI increases the speed, since it allows you to free some of the computing resources of the VM from the task of matching data between the VMs and use these resources to solve the target task, and also reduces the total time spent matching the data between the VMs account hardware implementation of the exchange procedure. The presence in CMOD of several-word data buffers between all nodes of the data path and the possibility of programming timeout times over a wide range also improves performance, since it reduces the requirements for the synchronization of the computing process in different VMs and allows smoothing and, as a whole, increasing the rate of coordination data using CMOD as compared to word-by-word coordination in CMMO. In this case, the highest performance is achieved by using the direct memory access mechanism in the VM when receiving and issuing data via unidirectional LINK-type interfaces.
Наличие отдельных двунаправленных интерфейсов типа SpaceWire для связи КМОД разных ВМ между собой, по сравнению с общими шинами между передатчиком и приемниками КММО, позволяет повысить надежность межмашинных обменов данными в БОИ, так как при отказе одного из интерфейсов типа SpaceWire между КМОД двух ВМ теряется только возможность их одновременного включения в рабочую конфигурацию.The presence of separate bi-directional SpaceWire-type interfaces for connecting CMOD of different VMs to each other, compared with the common buses between the transmitter and receivers of the CMMO, can improve the reliability of inter-machine data exchanges in the BOI, since if one of the SpaceWire-type interfaces between the CMOD of the two VMs fails, only the opportunity their simultaneous inclusion in the working configuration.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2344472 «Электронная вычислительная машина».1. RF patent No. 2344472 "Electronic computing machine."
2. Патент РФ №2439674 «Способ формирования отказоустойчивой вычислительной системы и отказоустойчивая вычислительная система».2. RF patent No. 2439674 "Method of forming a fault-tolerant computing system and fault-tolerant computing system."
3. Патент РФ №2455681 «Отказоустойчивая вычислительная система с аппаратно-программной реализацией функций отказоустойчивости и динамической реконфигурации».3. RF patent No. 2455681 "Failsafe computing system with hardware-software implementation of the functions of fault tolerance and dynamic reconfiguration."
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017135606A RU2665225C1 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Information handling unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017135606A RU2665225C1 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Information handling unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2665225C1 true RU2665225C1 (en) | 2018-08-28 |
Family
ID=63459714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017135606A RU2665225C1 (en) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Information handling unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2665225C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6141769A (en) * | 1996-05-16 | 2000-10-31 | Resilience Corporation | Triple modular redundant computer system and associated method |
RU103636U1 (en) * | 2010-09-20 | 2011-04-20 | Павел Иванович Мейнгард | MODULAR DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM |
RU2439674C1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") | Method to form fault-tolerant computing system and fault-tolerant computing system |
RU2466681C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-11-20 | Сергей Юрьевич Фадеев | Method for closure of duodenal stump accompanying gastric resection for chronic penetrating duodenal ulcer |
-
2017
- 2017-10-05 RU RU2017135606A patent/RU2665225C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6141769A (en) * | 1996-05-16 | 2000-10-31 | Resilience Corporation | Triple modular redundant computer system and associated method |
RU2439674C1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское опытно-конструкторское бюро "Марс" (ФГУП МОКБ "Марс") | Method to form fault-tolerant computing system and fault-tolerant computing system |
RU103636U1 (en) * | 2010-09-20 | 2011-04-20 | Павел Иванович Мейнгард | MODULAR DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM |
RU2466681C1 (en) * | 2011-03-09 | 2012-11-20 | Сергей Юрьевич Фадеев | Method for closure of duodenal stump accompanying gastric resection for chronic penetrating duodenal ulcer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103729329B (en) | Intercore communication device and method | |
US9286067B2 (en) | Method and apparatus for a hierarchical synchronization barrier in a multi-node system | |
US6557069B1 (en) | Processor-memory bus architecture for supporting multiple processors | |
CA2009550C (en) | Data processing system with total system resource management for itself and for an associated alien processor | |
EP0398693B1 (en) | Method and apparatus for adding a data processing function to a data processing system | |
US20070242611A1 (en) | Computer Hardware Fault Diagnosis | |
JPH01154240A (en) | Double-rail processor with error check function added to single-rail interface | |
US10747699B2 (en) | Bus control circuit, semiconductor integrated circuit, circuit board, information processing device and bus control method | |
EP1667024B1 (en) | Memory based cross compare for cross checked systems | |
JP3329986B2 (en) | Multiprocessor system | |
CN117978759B (en) | Interconnection device, high-performance exchange device and large-model all-in-one machine | |
RU2665225C1 (en) | Information handling unit | |
LALA | Advanced information processing system | |
RU2387000C1 (en) | Three-channel standby control system | |
US10911375B2 (en) | Processor and information processing apparatus for checking interconnects among a plurality of processors | |
TWI750386B (en) | Bus system | |
CN111190345B (en) | Redundant automation system with multiple processor units per hardware unit | |
US7146405B2 (en) | Computer node architecture comprising a dedicated middleware processor | |
Spang III | Distributed computer systems for control | |
Pertuz et al. | A Flexible Mixed-Mesh FPGA Cluster Architecture for High Speed Computing | |
JPH0478902A (en) | Bus controller | |
Cluster | Sergio Pertuz İD Cornelia Wulf, Najdet Charaf®, Lester Kalms, and Diana Göhringer İD Adaptive Dynamic Systems, TU Dresden, Dresden, Germany sergio. pertuz@ tu-dresden. de | |
SU1068928A1 (en) | Mating device for homogeneous computing system | |
Webel et al. | Run-control migration from single book to multibooks | |
JPH0399337A (en) | Diagnostic method for data processing unit, data processing unit and data processing system |