Multiprozessorsysteme: Eine Einführung in die Konzepte der by Herbert Eichele

By Herbert Eichele

Technische Systemprodukte sind heutzutage ohne den Einsatz von Mikroelektro nik und Mikroprozessoren nicht mehr vorstellbar. Der Mikroprozessoreinsatz reicht dabei von spezialisierten Einzelprozessoren, wie z.B. Microcontrollern, bis zu grossen Prozessorsystemen, bei denen viele Prozessoren eine Gesamtaufgabe gemeinsam be arbeiten (Multiprozessoren). Im Rahmen einer seit nunmehr drei Jahren durchge fuhrten Lehrveranstaltung wird versucht, in Erganzung einer Mikroprozessorgrund ausbildung, moderne Mikroprozessor-und Rechnertechnologie zu vermitteln. Dabei liegt der Schwerpunkt nicht bei Hochleistungsrechnern fur numerische Anwendun gen. Ziel ist vielmehr das Rechnersystem als Teil von technischen Systemen, wie z.B. Prozesssteuer- und -uberwachungssysteme, Maschinen- und Robotersteuerungen, Verkehrsleitsysteme, Messsysteme, diagnostische Systeme der Medizintechnik oder Systeme der digitalen Kommunikationstechnik. Die Entwicklung solcher Multiprozessorsysteme muss mit der Losung von Archi tekturproblemen starten und auf der foundation eines soliden Grundwissens uber Imple mentierungsaspekte zur Realisierung des Entwurfsziels gelangen. Die durchgefuhr te Lehrveranstaltung folgt diesem Top-Down-Ansatz. Da hierfur kaum Lehrbucher verfugbar sind, wurden den Studenten ursprunglich Arbeitsunterlagen zur Selbstver vielfaltigung zur Verfugung gestellt. Aus ihrem Wunsch, den Lehrveranstaltungsstoff nacharbeiten zu konnen, entstand ein rudimentares Manuskript, das zu dem vorlie genden kleinen Buch ausgebaut wu

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Computergestützte Audio- und Videotechnik: Multimediatechnik in der Anwendung

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Komplexe Produkte einfach steuern: Das Konzept Fortschrittszahlen

Industrieunternehmen müssen heute ihre Kosten drastisch senken, die Kapitalbindung verringern und die Serienproduktion am Bedarf ausrichten. Besonders schwer fällt dies den Zulieferunternehmen. Wem hierzu die MRP-Philosophie (Material Requirement making plans) für die Planung zu starr oder der KANBAN-Ansatz zu wenig vorausschauend ist, der sollte sich mit dem Fortschrittszahlenkonzept befassen.

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Der maximale Grad ist für lineare Anordnungen d = 2, für Sternanordnungen d = (n-l). Da jeder Zwischenknoten die Kommunikation im Mittel um eine Zeit ATverzögert, muß die Netztopologie der Kommunikationsstruktur des vom Multiprozessor zu Verbindungsstrukturen 32 Einführung bearbeitenden Problems optimal angepaßt werden. Dabei sind unter anderem Kriterien wie mittlere Kommunikationsverzägerung, Komplexität des Verbindungsnetzes, Fehleranfälligkeit,Ausbaufähigkeit und Kosten gegeneinander abzuwägen.

40 \ ... . . 20 • \\' . . " . " • ..... :. w' ".... ~, :: \ \L:::: :. 00 .... 25: Uberlebenswahrscheinlichkelt des Models 'B' Berechnungsbeispiel Literatur 63 Systemstruktur. Im folgenden soll ein Speichersystem diskutiert werden, bei dem ein Speicherarray aus vier Speicherseiten besteht. Für das nichtredundante System besteht eine Speicherseite aus acht Speicherchips. Im Fall des Einsatzes eines 1 Bitfehlerkorrigierenden Codes erhöht sich die Anzahl der Chips pro Page auf 13.

10 veranschaulicht. 2 Fehlertoleranzmethoden In diesem Abschnitt sollen häufig benutzte Fehlertoleranzmethoden vorgestellt werden. Der Umgang mit Systemstörungen erfolgt in zwei Schritten: der erste Schritt ist mit den Störungssymptomen (Fehlern), der zweite mit den Störungen selbst befaßt. • Fehlerbehandlung (e"or processing). Ziel der Fehlerbehandlung ist, zu verhin- dern, daß eine Störung zum Systemausfall führt. Dazu versucht man, die er[1) siehe Anderson 1981 Fehlerto/eranzmethoden 49 Anforderungen und Realisierungsprinzipien kannte Störung in einen latenten Zustand überzuführen und damit das (gestörte) System in einen fehlerfreien Zustand zu bringen.

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