ЖУРНАЛ «СТА» №3/2007

32 СТА 3/2007 РАЗРАБОТКИ СУДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ www.cta.ru Т РЕБОВАНИЯ , ЗАДАЧИ , ПУТИ РЕШЕНИЯ В настоящее время наблюдается неук- лонный рост потребности в высокопро- изводительных малогабаритных цифро- вых вычислительных комплексах (ЦВК), способных обеспечить обработку дан- ных от большого числа источников ин- формации в «жёстком» реальном време- ни. В первую очередь это относится к многоканальным системам обработки гидролокационной и радиолокационной информации, видеосигналов, к ультра- звуковым и рентгеновским сканерам и др. Для создания таких комплексов в на- шей стране используются многопроцес- сорные вычислительные системы или многомашинные вычислительные ком- плексы, построенные на основе одно- платных высокопроизводительных мно- гопроцессорных ЭВМ (например «Эль- брус90микро» или «Багет»). Многомашинные вычислительные комплексы имеют ряд неоспоримых преимуществ: ● относительная простота реализации; ● возможность практически неограни- ченного увеличения производитель- ности путём подключения дополни- тельных ЭВМ; ● относительная простота организации резервирования. Однако достаточно эффективно эти комплексы функционируют только при реализации относительно малосвязан- ных задач, требующих процессоров уни- версального типа. При решении задач многоканальной сигнальной обработки и схожих с ними по организации вычис- лительного процесса, в которых задей- ствуется большое число процессоров с интенсивным межпроцессорным инфор- мационным обменом, использование многомашинных вычислительных комп- лексов нецелесообразно: как показано в [1], их реальная производительность сос- тавляет здесь лишь 510% от потенциаль- но возможной. Для обеспечения высокой произво- дительности систем массового паралле- лизма, как правило, используются мно- гопроцессорные векторноконвейер- ные и массовопараллельные системы, включая системы кластерного типа [2]. Отдельным подклассом таких систем являются вычислительные системы, предназначенные для работы в «жёст- ком» реальном времени. Организация вычислений в режиме «жёсткого» реального времени влечёт це- лый ряд специфических особенностей. В первую очередь это касается вопросов, от которых непосредственно зависит эф- фективность многопроцессорного вы- числительного комплекса, — вопросов выбора способа построения систем меж- процессорного и внешнего обмена [1]. При построении системы межпроцес- сорного обмена должны быть обеспечены: ● равнодоступность и полносвязность процессоров; ● возможность простого и эффектив- ного распараллеливания задач между процессорами; ● детерминированность задержек пере- дачи данных; ● синхронизация параллельных про- цессов; ● выполнение групповых (синхронных) команд и многоадресной рассылки данных; ● исключение конфликтов и независи- мость работы процессоров от комму- никационной среды; ● возможность наращивания произво- дительности; ● возможность реконфигурации в зави- симости от характера решаемых задач. Использование современных универ- сальных интерфейсов типа HyperTransport, RapidIO, PCI Express, Fibre Channel не в полной мере позволяет удовлетворить перечисленным требованиям, поэтому построение коммуникационных систем «жёсткого» реального времени, как пра- вило, является специализированной за- дачей, обеспечивающей заданную эф- фективность межпроцессорного обмена в зависимости от решаемого класса за- дач, числа процессоров, выбранной ар- хитектуры построения ЦВК и способа построения системы внешнего инфор- мационного обмена. К основным требованиям, которые предъявляются к системам внешнего информационного взаимодействия, функционирующим в режиме «жёстко- го» реального времени, следует отнести: ● обеспечение высокой скорости, поме- хоустойчивости и надёжности инфор- мационного обмена; Многопроцессорный вычислительный комплекс для задач «жёсткого» реального времени Владимир Севбо, Анатолий Орлов, Андрей Лошаков В статье рассматриваются принципы построения вычислительных систем «жёсткого» реального времени. Приводятся основные сведения о разработанном ЗАО НПП «Авиационная и Морская Электроника» многопроцессорном вычислительном комплексе и использовании данного вычислителя для построения кластерных высокопроизводительных вычислительных систем.

RkJQdWJsaXNoZXIy MTQ4NjUy