Каждый последовательный канал состоит из двух частей, служащих для передачи информации в противоположных направлениях. Пересылка производится со скоростью 10 или 20 Мбит/с, причем каждому байту предшествуют два единичных бита, а завершает передачу один ненулевой бит. После передачи байта данных пославший его транспьютер ожидает получения двухбитового подтверждающего сигнала, указывающего на то, что принимающий транспьютер готов к получению следующих данных. Возможен обмен информацией между независимо тактируемыми системами, если частоты тактирования одинаковы.

Для сопряжения каналов транспьютера с нетранспьютерными устройства-ми и интерфейсами связи предусмотрен ряд интегральных адаптерных схем: микросхемы адаптеров последовательного канала С011 и С012, групповой переключатель шин С004.

Транспьютер может быть использован в качестве отдельного самостоятельного устройства, обеспечивающего производительность 10 млн. оп/с; при этом для программирования используется широкий набор стандартных высокоуровневых языков, так как архитектура транспьютера ориентирована на эффективное применение компилятора.

Для полной реализации возможности объединения транспьютеров в сети или матрицы при построении высокопроизводительных систем применяется язык ОККАМ, позволяющий максимальным образом использовать свойства транспьютеров, ориентированные на распараллеливание обработки. Транспьютер выполняет ОККАМ-процесс до тех пор, пока у него не возникнет необходимость получить дополнительную информацию от других процессоров или в нем не сформируется информация, которая должна быть использована другим процессором. В этих ситуациях транспьютер останавливает свой процесс, запоминает указатель процесса и переводит процесс в режим ожидания. После этого процессор продолжает работу с другими процессами, пока не поступает информация, требуемая для первого процесса. Если процесс реализуется на нескольких транспьютерах, каждый из них продолжает работу до тех пор, пока не окажется готовым к передаче информации, а затем пребывает в состоянии ожидания до момента, когда соответствующий принимающий транспьютер будет готов к получению этой информации. После этого осуществляется пересылка данных и продолжается выполнение программы.

Транспьютер Т414 был доступен потребителю в 1985 году и представлял собой 32-разрядную машину с памятью емкостью 2 Кбайт.

Аналогичная 16-разрядная СБИС Т212 содержит ЗУПВ емкостью 2 Кбайт и четыре быстродействующих последовательных канала связи, но имеет лишь 16-разрядную шину адресов/данных, что ограничивает диапазон прямоадресуемой памяти емкостью 64 Кбайт. Этот тип транспьютера обеспечивает возможность реализации интерфейса, ориентированного на подключение дисковой памяти в соответствии со стандартом ST506 и нескольких других интерфейсных стандартов.

Графический контроллер G412 представляет собой 32-разрядный транспьютер с графическим интерфейсом вывода, включающим цветовую перекодировочную таблицу с выходными видеосигналами.

Версия 32-разрядного транспьютера, предназначенная для обработки данных с плавающей запятой и имеющая обозначение Т800, включает внутрикристальную память емкостью 4 Кбайт, четыре последовательных коммуникационных канала, скорость передачи по которым может достигать 20Мбит/с, и встроенный процессор с плавающей запятой, работающий параллельно с ЦПУ. При работе на тактовой частоте 20 МГц быстродействие транспьютера Т800 может достигать 1,5 Мфлопс, когда обрабатываются 32-битовые данные, и 1,1 Мфлопс, когда обрабатываются данные с форматом 64 бит, т.е. превышает 5-10 раз быстродействие Т414. Разновидность Т800, имеющая частоту тактирования 30 МГц, имеет быстродействие 2,25 Мфлопс.

Так как транспьютеры создавались как механизм для параллельной обработки больших массивов информации в системах типа МКМД, области применения его довольно широки. Это задачи теплопроводности, математической физики, обработка метеорологических данных, геодезия, цифровая обработка сигналов, распознавание образов, задачи фильтрации и т.п.

Контрольные вопросы

1. Дайте понятие RISС-процессора, поясните организацию структуры и особенности работы.

2. Назначение SISC-процессоров.

3. Приведите логическую структуру транспьютера.

4. Перечислите области применения RISC-процессоров и транспьютеров.

7. СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ И ОТЛАДКИ МПС

7.1. Автономная и комплексная отладка МПС

Автономная отладка МПС заключается в отладке аппаратуры и отладке программ.

Отладка аппаратуры предполагает тестирование отдельных устройств МПС (процессора, ОЗУ, контроллеров, блока питания, генератора тактовых импульсов) путем подачи текстовых входных воздействий и съема ответных реакций. Затем проверяется их взаимодействие путем анализа сигналов на магистралях адресов, данных и управления. Поскольку МА и МД синхронные, их работу лучше всего проверять с помощью методов логических состояний. Для анализа работы МУ, являющейся, как правило, асинхронной, необходимо наблюдать за сигналами на ней при возникновении определенного события, чтобы можно было четко разделить и идентифицировать различные состояния линии управления. После проверки работоспособности магистралей проводится дальнейшая проверка аппаратуры при различных режимах адресации процессора и кодах выбираемых данных. При этом проверяется временная диаграмма сигналов и прохождение данных в системе. Если тестовая программа (системный поверяющий тест) пройдет успешно, можно утверждать, что автономно аппаратура отлажена.

Отладка программ МПС проводится, как правило, на тех же ЭВМ, на которых велась разработка программ, и на том же языке программирования, на котором написаны отлаживаемые программы. Она может быть начата на ЭВМ даже при отсутствии аппаратуры МПС. При этом в системном ПО ЭВМ должны находиться программы (интерпретаторы и эмуляторы), моделирующие функции отсутствующих аппаратурных средств.

Проверка корректности программ осуществляется тестированием, которое осуществляется двумя способами: пошаговым режимом и трассировкой программ.

В пошаговом режиме программа выполняется по одной команде за один раз, а пользователь анализирует содержимое памяти, регистров и т. д., чтобы проверить, соответствуют ли результаты ожидаемым.

Трассировка программ больше пригодна для отладочных средств, имеющих медленный последовательный терминал. Программа-отладчик выполняет непрерывно команду за командой и выводит содержимое регистров процессора на терминал после каждого шага для обнаружения ошибки. Трассировка программ не дает, однако, возможности изменять содержимое памяти и регистров и может послужить причиной того, что программа разрушит себя или свои данные прежде, чем отслеживание будет остановлено.

Отдельные участки программы после проверки, используя пошаговый режим или трассировку, можно объединить и проверить с помощью установки контрольных точек, вводимых в программу и прерывающих ее исполнение для передачи управления программе-отладчику.