[发明专利]多端口总线桥互连器

说明书

本发明属于计算机体系结构领域，涉及对分布式计算机网络互连器件的改进，特别涉及以总线桥方式连接的并行计算机系统连接网络中的互连开关。

多处理机系统机间连接的方式有总线形式、交叉开关形式、多端口存储器形式等(参见《计算机系统结构》，西安电子科技大学出版社，1992年)，多计算机系统机间连接主要是由单根讯号线和开关节点构成的串行通讯网络。而以总线桥网络连接的耦合度可调并行计算机群系统(参见发明专利申请《耦合度可调并行计算机群系统及其构造方法》和发明专利申请《结点互连适配器》)公开了一种新的多计算机的互连网络及其构造方法。这种互连网络称为总线桥，它是建立在一种新的总线转换中间协议--总线桥协议(BBP)的基础上。本发明是构成总线桥网络时使用的一种全互连交叉开关部件。

本发明的目的是：提供一种支持以总线桥协议为基础的、用以构成总线桥网络的双向交叉互连开关。

本发明的技术方案是：一种多端口总线桥互连器，用于构成可连接多台独立计算机的总线桥网络，包括多个结构相同的、与结点机或者另外的总线桥连接的互连端口(4)，连接各个互连端口(4)的主链路(5)和处理器(6)，主链路(5)是一个多端口双向交叉开关阵列，其每个端口的迅号线通过印刷电路板与互连端口(4)的对应讯号线相连，其内部的开关受处理器的控制接通或者断开，其特征在于，每个互连端口(4)包括以下三部分：

(1)、一个解决两相邻互连端口争用总线冲突的裁决逻辑单元，它设有如下裁决信号线：裁决启动信号ARACK*，优先权裁决BBPARD(4-8位)，本端口优先权比较结果ARRESUS，对方互连端口的优先权比较结果ARRESUO；

(2)、总线桥数据端口，设有16-128根数据/地址线；

(3)、总线桥控制端口，设有如下控制线：胜方数据有效指示BBPDS*，地址有效指示BBPAS*；读写数据控制BBPR/W*；命令/数据指示BBPC/D*；负方数据确认指示BBPDACK*；负方端口准备就绪BBPREADY。

本发明的优点与由本发明构成的计算机互连网络的优点紧密相连。其传输速度高于DSM相同，而且能够支持存储器共享窗的建立，提高系统的整体性能。

附图说明。图1是用本发明连接两台结点计算机的示意。图2是本发明结构框图。图3是BBP协议时序。图4是本发明数据端口逻辑图。图5是BBPDS*信号产生逻辑。图6是S666的控制时序。图7是SN6P工作流程。

下面结合附图以及实施例对本发明作进一步说明。本发明是具有多个BBP端口的互连开关，简称为SNXP，其中X代表其上的端口数目。每个BBP端口可连一台结点机，也可与另一个SNXP互连，以扩展系统规模。SNXP的功能是响应来自结点机的申请，为结点机建立链路。图1是使用SNXP连接两台结点机。结点机1通过电缆2与SNXP的BBP端口4连接组成系统。由于各结点机上均有总线协议转换板XBH，引出的是标准的BBP信号，故结点机本身内部的细节并不重要。关于XBH板，可以参阅发明专利申请“结点互连适配器”。

SNXP可以连接多台结点机，其端口的数目可以从3直到64个。端口越多，其制造的难度将大大增加，因此实际上经常采用小维数的开关。图2是SNXP的结构示意图，从中可以看出各部分的功能及其相互关系。主链路是多端口双向交叉开关5，受控于处理器6中的状态控制单元，从端口1到端口n都分别与主链路和处理器连接。SNXP由三部分组成：

·互连端口：它是SNXP与结点机或者另一个SNXP连接的接口。

·主链路：它是结点机之间进行数据通信的通路，是互连开关的关键部分，它的各个端口与SNXP的互连端口是一一对应的。

·处理器：它是互连开关的控制部件，以上两部分均受它的控制。

由于SNXP支持对BBP协议信号的传递。因此先对BBP协议作简要描述。BBP互连协议是一种中间协议，系统中所有的结点机或者互连开关都是以此为标准互连在一起的，它是一个异步的协议。BBP协议信号由三部分组成：

·裁决总线：它是在建立链路时由直接相连的两个BBP端口为争用它们之间的总线而使用的，它只限于相邻的两个BBP端口，而不通过互连开关传递。

·数据/地址总线：它可以有不同含义。一种是在链路建立成功后结点机之间通信所用；另外也可以是源结点机向SNXP发出的命令，要求SNXP完成某些动作，这两种含义通过一个链路控制信号来加以区别。此外，在结点机之间通信时，其数据与地址是复用的，二者的区别也通过相应的链路控制信号来指示。