Организация микропроцессорных систем. Учебное пособие. Могнонов П.Б. - 124 стр.

в)                 г)                   д)



                                              Переключатель




                                Рис. 6.2. Транспьютерные сети
     а) конвейер; б) дерево; в) двухмерный массив; г) 5-узловая; д) переключаемая сеть

       Топология двухмерного массива эквивалентна топологии матричных процессоров в
машинах класса ОКМД, и в них полностью используются четыре линии связи транспьютера.
Для такой топологии применима методика отображения вычислительного процесса,
разработанная для машин класса ОКМД. При увеличении размерности двухмерного массива
возникает проблемы передачи данных в массив и нерегулярные передачи информации.
Например, если верхний левый процессор должен взаимодействовать с правым нижним
процессором и одновременно правый процессор – с левым нижним процессором, то данные
или сообщения маршрутизируются через процессоры в центре массива, который могут стать
«узким местом». Для коммуникаций более высокого уровня разработаны управляющие
программы по обеспечению связи, основанные на маршрутизации сообщений или методах
переключений пакетов, но при этом меняется пропускная способность и увеличивается
задержка. Эти проблемы отсутствуют в сетях, топология которых показана на рис. 6.2, г, где
в узел может входить максимум пять транспьютеров.
       Для квадратной матрицы процессоров размерности N число процессоров равно N2,
где 4*N линий связи являются внешними, а 2N(N-1) – внутренними. Ввод-вывод данных в
таких матрицах ограничен отношением линий связи с внешним миром к числу внутренних
связей. В этом случае при увеличении размерности матрицы N накладные расходы при
передаче данных в центр увеличивается с коэффициентом:

                                             N : (N2 -N)2.

       Для уменьшения накладных расходов при передаче данных в сетях и для обеспечения
максимальной гибкости можно использовать переключаемые сети (рис. 6.2, г).
Использование переключаемых сетей обеспечивают уменьшение времени связи путем
уменьшения числа промежуточных процессоров, через которые должны проходить
сообщения или данные.
       Достоинствами переключаемых сетей является простота программирования, при
котором разработчик имеет больше возможностей при выборе оптимальных методов
отображения алгоритмов на аппаратуру, а также высокая степень надежности, т.к. вышедшие
из строя процессоры могут быть обойдены, или исключены из сети.

                            6.2.1. Транспьютерное семейство

       Семейство транспьютеров фирмы INMOS состоит из трех моделей: Т212, Т414, Т800.
Первым элементом этого семейства, который стал широкодоступен для пользователей в 1985
г., стал транспьютер Т414. Транспьютер Т414 представляет собой 32-разрядный МП,
структурная схема, которой показана на рис. 6.3.
       В состав транспьютера входит 32-разрядное центральное процессорное устройство
(ЦПУ) с архитектурой RISC – процессора, внутри кристальное ЗУПВ емкостью 2 Кбайт,
четыре последовательных быстродействующих канала связи, интерфейс памяти, которая