Внутренние связи в многопроцессорных системах

Рассмотрим теперь несколько более подробно структуру внутрисистемных связей в многопроцессорных системах, то есть структуру связи центральной части таких систем. Можно выделить три основных типа структур, а именно: структуры с перекрестными связями, с многошинными связями, и со связями через общую шину.

Схема внутрисистемных перекрёстных связей

На этом рисунке символом МПм обозначены модули памяти. А символом ПрМ процессорные модули. Этот рисунок имеет название: схема внутрисистемных перекрестных связей. Первое что хочется отметить по периферийным устройствам, могут подключаться к центральной части при помощи схем аналогичной структуры. Схема перекрестных связей является универсальной. Такая схема реализуется при помощи матричного коммутатора. Который может быть построен, как централизованным, так и распределенным между соответствующими функциональными модулями системы. Коммутация может осуществляться в каждой точке матричной схемы, обеспечивая физическое подсоединение любого модуля памяти к любому процессору, при этом необходимо управлять очередями запросов на обмен между процессорными модулями и модулями памяти и разрешать конфликты которые могут возникать. Обычно конфликты разрешаются при помощи приоритета, которые могут быть переменными. Понятно что имеется возможность организовать несколько одновременно действующих путей передачи информации матрицей. Матричный коммутатор представляет собой довольно сложное и дорогое устройство и является узким местом системы, в том смысле что через него проходят все обмены между процессорными модулями и модулями памяти. Так что выход его из строя означает отказ системы в целом, поэтому в тех случаях когда требуется повышенная надежность, матричный коммутатор может быть продублирован. Отметим что если число процессорных модулей и модулей памяти соответствует числу выходов коммутаторов, то дальнейшее наращивание системы такими модулями практически невозможно, без конструктивных изменений. Перечисленные недостатки связаны с обеспечением универсальности и гибкости работы коммутатора. Эти последние характеристики, матричного коммутатора в совокупности с регулярностью его структуры, простотой и однотипностью логики, являются настолько важными что определяют его применение во многих многопроцессорных системах.

Схема внутрисистемных многомашинных связей

Схема внутрисистемных, многошинных связей. При использовании многошинных связей каждый процессорных модуль имеет доступ к любому модулю памяти, при помощи своих собственных шин поэтому каждый модуль памяти должен быть многовходовым в отличии от одновходовых для матричного коммутатора. Кроме того модули памяти должны разрешать конфликты возникающие при одновременном обращении к данному модулю со стороны нескольких процессорных модулей. Скорость обмена в системах с многошинными связями ниже поскольку в этом случае модули памяти многовходовые и сами разрешают конфликты обращения. В случае же системы с перекрестными связями модули памяти одновходовые и не выполняют функции разрешения конфликта. Которые возлагаются на матричный коммутатор. Матричный коммутатор устанавливает физическую связь между процессорным элементом и модулем памяти один раз на весь сеанс обмена между линиями. В схемах с многошинными связями имеют меньшую стоимость по сравнению со схемами матричного коммутатора поскольку они содержат меньше точек пересечений в которых нужно разрешать конфликты. Размер максимальной конфигурации схем с многошинными связями ограничивается числом входов в модулях памяти.

Схема внутрисистемных связей через общую шину.

Схема связей через общую шину является наиболее простой из числа трех рассматриваемых основных схем, ее реализация обходится наиболее дешево, она характеризуется высокой степенью модульности и наиболее хорошими возможностями наращивания. Управление может осуществляться при помощи стандартных методов разделения времени. Скорость обмена в такой схеме однако является наиболее низкой в силу разделения времени для передачи сообщения через одну шину.

подключение ПУ