Файл: Устройство для управления конфигурацией вычислительной системы device for computing system configuration management.docx

УДК 004.9

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КОНФИГУРАЦИЕЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

DEVICE FOR COMPUTING SYSTEM CONFIGURATION MANAGEMENT

Горшков В.В., Приходько Д.И, Мокряков А.В.

Gorshkov V.V., Prikhodko D.I., Mokryakov A.V.

РГУ им. А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство), Москва

The Kosygin State University of Russia
При конструировании различных вычислительных систем часто особое внимание уделяется анализу и обеспечению их способности работать в экстремальных условиях (температура, влажность, электромагнитное излучение, ионизирующее излучение и пр.). Ниже приводится описание одного технического решения, которое (при его реализации) призвано повысить надежность работы таких устройств [1].

Область техники. Полезная модель относится к вычислительной технике и может найти применение в вычислительных системах, работающих в неблагоприятных условиях окружающей среды.

Уровень техники. Из существующего уровня техники известна группа технических решений «Устройство, способ и компьютерный программный продукт для освобождения, конфигурирования и реконфигурирования усовершенствованного канала нисходящей линии связи» [2], которое включает, в частности техническое решение «Мобильная станция» характеризующееся следующей совокупностью признаков:

24. Мобильная станция беспроводной системы связи, включающая приемопередатчик для передачи данных по усовершенствованному выделенному каналу и для приема в первом сообщении параметров конфигурации по меньшей мере для одного канала нисходящей линии связи, связанного с усовершенствованным выделенным каналом, и во втором сообщении - инструкции для удаления, изменения или добавления параметров конфигурации; память для хранения параметров конфигурации; процессор данных, связанный с памятью и приемопередатчиком, при этом указанный процессор данных предназначен для конфигурирования приемопередатчика после приема мобильной станцией первого сообщения для приема по меньшей мере одного канала нисходящей линии связи в соответствии с параметрами конфигурации первого сообщения; изменения сохраненных параметров конфигурации в соответствии с инструкцией после приема мобильной станцией второго сообщения и реконфигурирования приемопередатчика для приема по меньшей мере одного канала нисходящей линии связи в соответствии с измененными параметрами конфигурации, в то время как поддерживается усовершенствованный восходящий выделенный канал для мобильной станции.

---

25. Мобильная станция по п. 24, где первое сообщение включает параметры конфигурации для усовершенствованного канала абсолютного предоставления ресурса E-AGCH; и второе сообщение принимается от сетевой ячейки, вовлеченной в смену обслуживающих ячеек мобильной станции, а указанная инструкция предписывает добавить параметры конфигурации для нового усовершенствованного канала относительного предоставления ресурса Е-RGCH в добавление к каналу E-AGCH.

26. Мобильная станция по п. 24, где первое сообщение включает параметры конфигурации для усовершенствованного канала абсолютного предоставления ресурса E-AGCH и усовершенствованного канала относительного предоставления ресурса E-RGCH; и второе сообщение принимается от сетевой ячейки, вовлеченной в смену обслуживающих ячеек мобильной станции, и указанная инструкция предписывает удалить параметры конфигурации для канала E-RGCH.

27. Мобильная станция по п. 24, где первое сообщение включает параметры конфигурации для усовершенствованного канала абсолютного предоставления ресурса E-AGCH и усовершенствованного канала относительного предоставления ресурса E-RGCH; и указанная инструкция включает ИНДИКАТОР ОСВОБОЖДЕНИЯ Е-RGCH в сообщении управления радиоресурсами, и процессор данных в соответствии с этой инструкцией удаляет из памяти параметры конфигурации канала E-RGCH.

Недостатком данного технического решения является то, что оно не позволяет осуществлять реконфигурирование системы на основании прогностических данных о ее способности работать в неблагоприятных условиях окружающей среды.

Известно также техническое решение «Управляющая вычислительная система» [3], содержащая процессор с подключенным к нему запоминающим устройством, формирователь синхроимпульсов, выходы которого подключены к процессору и запоминающему устройству, отличающаяся тем, что управляющий выход процессора подключен к формирователю синхроимпульсов, а также введением формирователя сигнала блокировки, устройства формирования интервалов и датчика внешнего фактора, выход которого подключен к входу устройства формирования интервалов и к первому входу формирователя сигнала блокировки, подключенного первым выходом к блокирующему входу запоминающего устройства, вторым входом - к управляющему выходу процессора, а третьим входом - к устройству формирования интервалов, у которого выходы обнуления и метки времени подключены соответственно к процессору и запоминающему устройству, а фазирующие выходы - к формирователю синхроимпульсов.

---

В этой управляющей вычислительной системе запоминающее устройство содержит два накопителя, подключенные двунаправленными шинами к шине устройства, два сумматора массивов, подключенные входами к шине устройства, а входами-выходами к соответствующим накопителям, и два сумматора меток времени, входы которых являются входами устройства, блокирующий вход которого является блокирующим входом накопителей. Запоминающее устройство содержит три накопителя, подключенные двунаправленными шинами к шине устройства, три сумматора массивов, подключенные входами к шине устройства, а входом-выходом к соответствующим накопителям, и три сумматора меток времени, входы которых являются входами устройства, блокирующий вход которого является блокирующим входом накопителей.

Кроме того, в этой управляющей вычислительной системе формирователь синхроимпульсов содержит три блока фазирования и три генератора импульсов, у которых первый и второй установочные входы являются одноименными входами формирователя, а выход каждого генератора подключен к входу своего блока фазирования, фазирующий вход каждого из которых подключен к фазирующим входам двух других блоков, а синхронизирующие выходы блока являются одноименными выходами формирователя. Формирователь интервалов содержит три кварцевых генератора, три делителя частоты, три формирователя меток и мажоритарный элемент, выход которого является выходом устройства, причем выход каждого генератора подключен к входам формирователей меток и делителей частоты своего канала, интервальные выходы которых подключены к входам мажоритарного элемента, а их фазирующие выходы и выходы формирователей меток являются выходами устройства. Кроме того, формирователь сигнала блокировки содержит регистр, выход которого подключен к входу дешифратора, выход которого подключен к первому входу триггера, второй вход которого является входом формирователя, а выход подключен к первому входу элемента И, второй вход которого является входом формирователя, а выход - выходом формирователя.

В этой управляющей вычислительной системе формирователь метки времени содержит логический элемент, первый вход которого является входом формирователя, а выход подключен к входу сдвигового регистра, выход которого подключен к входу сдвигового дешифратора, подключенного выходом к запускающему входу триггера останова, выход которого является фазирующим выходом формирователя и подключен ко второму входу логического элемента и первому входу мажоритарного элемента, выход которого подключен к входу триггера пуска, подключенного выходом к сбрасывающему входу триггера останова, а к второму и третьему входу мажоритарного элемента подключены выходы триггеров привязки, входы которых являются фазирующими входами блока, а их синхронизирующий вход объединен с первым входом логического элемента, при этом выходы нечетных и четных разрядов сдвигового регистра подключены соответственно к запускающим и сбрасывающим входам триггеров-формирователей, выходы которых являются выходами блока.

---

В этой управляющей вычислительной системе накопитель содержит энергонезависимый элемент памяти, входы-выходы которого являются одноименными входами-выходами накопителя, а параллельно его шинам записи подключен МОП транзистор со встроенным каналом, вход затвора которого является блокирующим входом накопителя.

В этой управляющей вычислительной системе генератор импульсов содержит n последовательно включенных инверторов, подключенных выходами к входам мультиплексора, выход которого подключен к входу первого инвертора, буферному элементу, выход которого является выходом генератора, и входу счетчика кода частоты, выходы которого являются первыми входами схемы сравнения, первый и второй выходы которой подключены соответственно к инкрементному и декрементному входам счетчика кода частоты, выходы которого подключены к управляющим входам мультиплексора, а входы счетчика и входы регистра кода частоты и являются первым и вторым входами генератора.

Недостатком данного технического решения является то, что оно не позволяет осуществлять реконфигурирование системы на основании прогностических данных о ее способности работать в неблагоприятных условиях окружающей среды.

Наиболее близким к заявленной полезной модели является устройство, описанное в патенте «Реконфигурируемая вычислительная система» [4], которое Реконфигурируемая вычислительная система, содержащая ведущий сервер 2, соединенный по сетевому интерфейсу 3 с коммутатором EtherNet 1 управления вычислительной системы и по сетевым интерфейсам EtherNet 7₁, …, 7_К с группой из К ведомых вычислительных узлов 4₁, …, 4_К, каждый из которых содержит коммутатор PCI-Express 11, компьютер 8 и группу из N реконфигурируемых вычислительных устройств 13₁, …, 13_N, каждое из которых содержит коммутатор PCI-Express 19, группу из М вычислительных ПЛИС 20₁, …, 20_М, интерфейсную ПЛИС 22, блок конфигурирования и мониторинга 23, блок управления режимом коммутатора PCI-Express 30 и память 24 конфигураций ПЛИС, причем интерфейсная ПЛИС 22 соединена с блоком управления режимом коммутатора PCI-Express 30, памятью конфигураций ПЛИС 24 и блоком конфигурирования и мониторинга 23, который по общей шине конфигурирования и мониторинга вычислительных ПЛИС 25 соединен с группой из М вычислительных ПЛИС 20₁

---

, …, 20_М, а также каждый коммутатор PCI-Express 19 соединен с блоком управления режимом 30 коммутатора PCI-Express по шине управления 12, интерфейсной ПЛИС 22 по высокоскоростному последовательному интерфейсу PCI-Express 17 и с вычислительными ПЛИС 20₁, …, 20_М, по высокоскоростным последовательным интерфейсам PCI-Express 21₁, …, 21_М, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены двухпортовая интерфейсная плата 5, коммутатор PCI-Express 31 объединения реконфигурируемых вычислительных устройств 13₁, …, 13_N, ведомых вычислительных узлов 4₁, …, 4_К, в каждый из которых введена группа из N памятей состояния 9₁, …, 9_N реконфигурируемых вычислительных устройств 13₁, …, 13_N, в каждое из которых введены группа из М вычислительных СБИС 33₁, …, 33_М, единый радиатор прямоугольной формы 27, установленный над вычислительными СБИС 33₁, …, 33_М, группа из М блоков индивидуального мониторинга и управления 15₁, …, 15_М и группа из М памятей стартовых конфигураций 35₁, …, 35_М соответствующих вычислительных ПЛИС 20₁, …, 20_М, причем в каждом ведомом вычислительном узле 4₁, …, 4_К компьютер 8 подключен к соответствующему сетевому интерфейсу EtherNet 7₁, …, 7_К соединен с N памятями состояния 9₁, …, 9_N реконфигурируемых вычислительных устройств 13₁, …, 13_N и соединен высокоскоростным последовательным интерфейсом PCI-Express 10 с коммутатором PCI-Express 11, который группой из N высокоскоростных последовательных интерфейсов PCI-Express 16₁, …, 16_N соединен с портами NT/US соответствующих коммутаторов PCI-Express 19 группы из N реконфигурируемых вычислительных устройств 13₁, …, 13_N, в каждом из которых вычислительные ПЛИС 20₁, …, 20_М подключены к соответствующим одноименным памятям 35₁, …, 35_М конфигураций вычислительных ПЛИС по индивидуальным шинам 36₁, …, 36

---