МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАПРОСОВ Российский патент 2000 года по МПК G06F9/46 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах последовательно-параллельного обслуживания запросов абонентов с переменным распределением потоков информации по линиям связи.

Известно устройство для управления обслуживанием запросов по авторскому свидетельству N 955064 СССР, МПК⁶ G 06 F 9/46, 1982г.[1], содержащее счетчики, элементы И, ИЛИ, генератор импульсов, элементы задержки и шифратор.

Недостатком данного устройства является невозможность перераспределения информации от абонентов по другим каналам, что не позволяет использовать его в системах, где число абонентов и каналов связи различно, что ограничивает его функциональные возможности.

Известно также устройство для управления очередностью обращения к общему потребителю по авторскому свидетельству N 631921 СССР, МПК⁶ G 06 F 9/46, 1978г. [2] , содержащее источники и приемники информации, регистр, группу элементов И, элементы ИЛИ, триггер и генератор импульсов.

Недостатком данного устройства является пониженное быстродействие, обусловленное опросом всех источников информации независимо от наличия или отсутствия запросов от них. Кроме того, в нем не обеспечивается перераспределение информации от источников к приемникам в произвольных комбинациях, что ограничивает его функциональные возможности.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является многоканальное устройство для обслуживания запросов по авторскому свидетельству N 1129614 СССР, МПК⁶ G 06 F 9/46, заявл. 26.08.83г, опубл. 15.12.84г. Известное устройство состоит из источников информации, коммутатора, который содержит группу элементов И и группу элементов ИЛИ, приемников (каналов связи) информации, группы триггеров, дешифратора, двух блоков выделения единиц, каждый из которых включает группу элементов ИЛИ, группу элементов ЗАПРЕТ, два элемента задержки, два элемента И, двух регистров, элементов И первой группы, элементов И второй группы, элементов И третьей группы, элементов И четвертой группы, генератора импульсов, двух элементов И, элемента ИЛИ, двух элементов НЕ.

Сбрасывающие входы второго регистра соединены с выходами элементов И второй группы. Группы выходов первого и второго регистров соединены соответственно с входами первого и второго блоков выделения единиц, группы информационных выходов которых соответственно подключены к первым входам элементов И первой и второй групп и к входам дешифратора. Выходы дешифратора соединены с единичными входами соответствующих триггеров группы, выходы которых соединены с управляющими входами коммутатора. Управляющие выходы первого и второго блоков выделения единиц соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И и через первый и второй элементы НЕ соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И. Второй вход второго элемента И объединен с третьим входом первого элемента И и выходом генератора импульсов. Выход первого элемента И соединен с вторыми входами элементов И первой и второй групп. Выход второго элемента И соединен с первыми входами элементов И третьей и четвертой групп. Выходы элементов И третьей группы соединены с записывающими входами первого регистра. Вторые входы элементов И третьей группы соединены с первыми выходами источников информации, вторые выходы которых соединены с информационными входами коммутатора. Выходы коммутатора соединены с входами приемников информации, выходы которых соединены с вторыми входами элементов И четвертой группы. Выходы элементов И четвертой группы соединены с нулевыми входами соответствующих триггеров группы и единичными входами второго регистра.

Данный прототип обладает более широкими функциональными возможностями по сравнению с аналогом [1] и большей скоростью обслуживания запросов по сравнению с аналогом [2]. Недостатком его является невозможность обслуживания запросов согласно приоритету. Это обусловлено тем, что сигналы запросов источников информации бесприоритетны.

Целью изобретения является разработка многоканального устройства для обслуживания запросов, обеспечивающего их приоритетное обслуживание за счет формирования иерархической структуры пользователей при поступлении сигналов запроса, не содержащих информации о их приоритетности.

Для достижения технического результата в известном многоканальном устройстве для обслуживания запросов, содержащем коммутатор, N выходов которого (где N ≥ 2) являются канальными выходами устройства, N групп, (где N ≥ 2) по К в каждой группе (где 2 ≤ К ≤ N) триггеров, выход m- го триггера (где m= j+(i-l)•K, a i = 1,2... N и j = 1,2... К) подключен к m-му управляющему входу коммутатора, единичный вход m-го триггера подключен к m-му выходу дешифратора, а нулевые входы каждой i-ой группы триггеров объединены и подключены к выходу i-го элемента И четвертой группы и i-му записывающему входу второго регистра, сбрасывающий вход которого подключен к выходу i-го элемента И второй группы, а i-й выход второго регистра подключен к i-му входу блока выделения единиц, i-й информационный выход которого подключен к первому входу i-го элемента И второй группы и i-му входу второй группы входов дешифратора, вторые входы элементов И второй группы объединены и подключены к выходу первого элемента И и вторым входам N элементов И первой группы, управляющий выход блока выделения единиц подключен к входу второго элемента НЕ и первому входу первого элемента И, третий вход которого подключен к выходу генератора импульсов и второму входу второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго элементов НЕ, выход i-го элемента И первой группы подключен к i-му сбрасывающему входу первого регистра, i-й записывающий вход которого подключен к выходу i-го элемента И третьей группы, первые входы N элементов И третьей группы объединены и подключены к выходу второго элемента И и первым входам N элементов И четвертой группы, вторые входы N элементов И четвертой группы являются соответствующими N канальными входами, дополнительно введен элемент задержки и блок приоритетного обслуживания запросов, снабженный входом "Запуск" и входными шинами "Код", "Запрос", "Сброс". N информационных выходов блока приоритетного обслуживания запросов подключены к соответствующим N входам коммутатора, а N сигнальных выходов блока приоритетного обслуживания запросов подключены к вторым входам соответствующих элементов И третьей группы, а его тактовый вход подключен к выходу генератора импульсов. Выход элемента задержки подключен к входу первого элемента НЕ и второму входу первого элемента И, а вход элемента задержки подключен к N выходам второго регистра и N входам второй группы входов дешифратора, i-й вход первой группы входов дешифратора подключен к первому входу i-гo элемента И первой группы.

Блок приоритетного обслуживания запросов состоит из N линеек обслуживания запросов, регистра заявок, элемента ИЛИ-НЕ, первого и второго элементов ИЛИ, счетчика, элемента И, триггера. Первые входы и первые выходы N линеек являются соответственно N входами "Код" и N информационными выходами блока приоритетного обслуживания запросов. Вторые выходы N линеек являются соответствующими N сигнальными выходами блока приоритетного обслуживания запросов. Второй выход i-й линейки подключен к i-му входу второго элемента ИЛИ и i-му входу первой группы входов первого элемента ИЛИ, i-й вход второй группы входов первого элемекта ИЛИ подключен к i-му записывающему входу регистра заявок, а i-й сбрасывающий вход которого подключен к четвертому входу i-й линейки, i-й выход регистра заявок подключен к i-му входу элемента ИЛИ-НЕ и третьему входу i-й линейки. Вторые входы N линеек объединены и подключены к выходу счетчика, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу элемента И и второму входу триггера. Выход первого элемента ИЛИ подключен к второму входу триггера, первый вход которого подключен к первому входу элемента И и выходу второго элемента ИЛИ, а выход триггера подключен к второму входу элемента И, третий вход которого является тактовым входом блока приоритетного обслуживания запросов. Выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к пятым входам N линеек, а вход запуска первого элемента ИЛИ является входом запуска блока приоритетного обслуживания запросов, причем записывающие N входов и сбрасывающие N входов регистра заявок являются соответствующими N входами "Запрос" и N входами "Сброс" блока приоритетного обслуживания запросов.

Линейка обслуживания запросов состоит из регистра приоритета, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, второй вход которой является вторым входом линейки обслуживания запросов. Выход схемы сравнения подключен к первому входу элемента И, второй вход которого является третьим входом линейки обслуживания запросов. Выход элемента И подключен к входу элемента задержки и является сигнальным выходом линейки обслуживания запросов. Третий вход элемента И подключен к нулевому выходу триггера, единичный выход которого является выходом линейки обслуживания запросов, входы установки в "единицу" и установки в "ноль" триггера подключены соответственно к выходу элемента задержки и выходу элемента ИЛИ. Первый и второй входы элемента ИЛИ являются соответственно четвертым и пятым входом линейки обслуживания запросов, причем вход регистра приоритета является первым входом линейки обслуживания запросов.

Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет введения элемента задержки, блока приоритетного обслуживания запросов неуказанных новых связей между элементами устройства формируется иерархическая структура пользователей при поступлении сигналов запроса, не содержащих информации о их приоритетности. Этим достигается возможность организации обслуживания запросов согласно приоритету до окончательного обслуживания предыдущих запросов.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, тождественными всем признакам заявленного технического решения, отсутствуют, что указывает на соответствие заявленного устройства условию патентоспособности "новизна". Результаты поиска известных решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного объекта, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из уровня техники также не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется схемами, где
фиг. 1 - функциональная схема устройства;
фиг. 2 - схема блока приоритетного обслуживания запросов;
фиг. 3 - схема линейки обслуживания запросов.

Многоканальное устройство для обслуживания запросов, показанное на фиг. 1, состоит из блока 1 приоритетного обслуживания запросов, коммутатора 2, N групп 3₁- 3_N триггеров, дешифратора 4, элемента задержки 5, блока 6 выделения единиц, первого регистра 7, второго регистра 8, элементов И 9 первой группы, элементов И 10 второй группы, элементов И 11 третьей группы, элементов И 12 четвертой группы, генератора 13 импульсов, элемента И 14, элемента И 15, элемента ИЛИ 16, элемента НЕ 17 и элемента НЕ 18.

Блок 1 приоритетного обслуживания запросов снабжен входом "Запуск" и входными шинами "Код", "Запрос", "Сброс", а его N информационных выходов подключены к соответствующим N информационным входам коммутатора 2. N сигнальных выходов блока 1 приоритетного обслуживания запросов подключены к вторым входам соответствующих элементов И 11 третьей группы, а его тактовый вход подключен к выходу генератора импульсов. N выходов коммутатора 2 являются канальными выходами устройства, а его m управляющих входов соединены с выходами m триггеров 3. Единичный вход m-го триггера 3 подключен к m-му выходу дешифратора 4, а нулевые входы каждой i-й группы триггеров 3 объединены и подключены к выходу i-го элемента И 12 четвертой группы и i-му записывающему входу второго регистра 8. Сбрасывающий вход второго регистра 8 подключен к выходу i-го элемента И 10 второй группы, а i-й выход второго регистра 8 подключен к i-му входу блока 6 выделения единиц, i-й информационный выход которого подключен к левому входу i-го элемента И 10 второй группы и i-му входу второй группы входов дешифратора 4. Вторые входы N элементов И 10 второй группы объединены и подключены к выходу первого элемента И 14 и вторым входам N элементов И 9 первой группы. Управляющий выход блока 6 выделения единиц подключен к входу второго элемента НЕ 18 и первому входу первого элемента И 14, третий вход которого подключен к выходу генератора 13 импульсов и второму входу второго элемента И 15. Первый вход второго элемента И 15 подключен к выходу элемента ИЛИ 16, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго элементов НЕ 17 и 18. Выход i-го элемента И 9 первой группы подключен к i-му сбрасывающему входу первого регистра 7, i-й записывающий вход которого подключен к выходу i-го элемента И 11 третьей группы. Первые входы N элементов И 11 третьей группы объединены и подключены к выходу второго элемента И 15 и первым входам N элементов И 12 четвертой группы. Вторые входы N элементов И 12 четвертой группы являются соответствующими N канальными входами. Выход элемента 5 задержки подключен к входу первого элемента НЕ 17 и второму входу первого элемента И 14, а вход элемента 5 задержки подключен к N выходам первого регистра и N входам первой группы входов дешифратора 4. i-й вход первой группы входов дешифратора 4 подключен к первому входу i-го элемента И 9 первой группы.

Блок 1 приоритетного обслуживания запросов, показанный на фиг. 2, состоит из N линеек 1.1₁-1.1_N обслуживания запросов, регистра 1.2 заявок, элемента ИЛИ-НЕ 1.3, элемента ИЛИ 1.4, элемента ИЛИ 1.5, счетчика 1.6, элемента И 1.7 и триггера 1.8. Первые входы и первые выходы N линеек 1.1 обслуживания запросов являются соответственно N входами "Код" и N информационными выходами блока 1 приоритетного обслуживания запросов. Вторые выходы N линеек 1.1 обслуживания запросов являются соответствующими N сигнальными выходами блока 1 приоритетного обслуживания запросов. Второй выход i-й линейки обслуживания запросов подключен к i-му входу второго элемента ИЛИ 1.5 и i-му входу первой группы входов первого элемента ИЛИ 1.4. i-й вход второй группы входов первого элемента ИЛИ 1.4 подключен к i-му записывающему входу регистра 1.2 заявок i-й сбрасывающий вход регистра 1.2 заявок подключен к четвертому входу i-й линейки 1.1 обслуживания запросов i-й выход регистра 1.2 заявок подключен к i-му входу элемента ИЛИ-НЕ 1.3 и третьему входу i-й линейки 1.1. Вторые входы N линеек 1.1 объединены и подключены к выходу счетчика 1.6, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу элемента И 1.7 и одиночному входу триггера 1.8. Выход первого элемента ИЛИ 1.4 подключен к единичному входу триггера 1.8, нулевой вход которого подключен к инверсному входу элемента И 1.7 и выходу второго элемента ИЛИ 1.5. Единичный выход триггера 1.8 подключен к второму входу элемента И 1.7, первый вход которого является тактовым входом блока 1 приоритетного обслуживания запросов. Выход элемента ИЛИ-НЕ 1.3 подключен к пятым входам N линеек 1.1 обслуживания запросов, а вход "Запуск" первого элемента ИЛИ 1.4 является входом запуска блока 1 приоритетного обслуживания запросов, причем записывающие N входов и сбрасывающие N входов регистра заявок являются соответствующими N входами "Запрос" и N входами "Сброс" блока 1 приоритетного обслуживания запросов.

Линейка 1.1 обслуживания запросов, показанная на фиг.3 и предназначенная для формирования управляющих сигналов, состоит из регистра 1.11 приоритета, схемы 1.12 сравнения, элемента И 1.13, элемента 1.14 задержки, элемента ИЛИ 1.15, триггера 1.16. Выход регистра 1.11 приоритета подключен к первому входу схемы 1.12 сравнения, второй вход которой является вторым входом линейки 1.1 обслуживания запросов. Выход схемы сравнения подключен к первому входу элемента И 1.13, второй вход которого является третьим входом линейки 1.1 обслуживания запросов. Выход элемента И 1.13 подключен к входу элемента 1.14 задержки и является сигнальным выходом линейки 1.1 обслуживания запросов. Третий вход элемента И 1.13 подключен к нулевому выходу триггера 1.16, единичный выход которого является выходом линейки 1.1 обслуживания запросов. Входы установки в "1" и установки в "О" триггера 1.16 подключены соответственно к выходу элемента 1.14 задержки и выходу элемента ИЛИ 1.15. Первый и второй входы элемента ИЛИ 1.15 являются соответственно четвертым и пятым входом линейки 1.1 обслуживания запросов, причем вход регистра 1.11 приоритета является первым входом линейки 1.1 обслуживания запросов.

Все элементы устройства известны и описаны. Так, в авт. св. N 1129614 СССР, МПК⁶ G 06 F 9/46 представлены: коммутатор 2 - фиг. З; блок 6 выделения единиц - фиг. 2, В книге Л.А. Мальцева, Э.М. Фромберг, В.С. Ямпольского "Основы цифровой техники" (М.: Радио и связь, 1986г.) представлены элементы НЕ 17 и 18 на стр. 21, рис. 9в). В книге В.А. Батушева и др. "Микросхемы и их применение" (М.: Радио и связь, 1983г.) представлены регистр 1.11 приоритета на стр. 134, рис. 4.34; триггеры 1.16, 1.8 и 3 на стр. 118, рис. 4.12 а); счетчик 1.6 стр. 142, рис. 4.42. В книге под редакцией А.М. Сидорова "Основы импульсной и цифровой техники" (С-П.: СПВВИУС, 1995г.) представлены: схема 1.12 сравнения на стр. 150, рис. 5.19; элементы И 1.13, 9, 10, 11, 12, 14, 15 на стр. 14, рис 1.2; элемент И 1.7 на стр. 24, рис. 1.5 д)е); элементы ИЛИ 1.15, 1.4, 1.5 и 16 на стр. 13, рис. 1.1; регистр 1.2 заявок и регистры 7 и 8 на стр. 157, рис. 5.27; элемент ИЛИ - НЕ 1.3 на стр. 24, рис. 1.5 а); дешифратор 4 на стр. 142, рис. 5.11, 5.12; элементы 5 и 1.4 задержки на стр. 159, рис. 5.28. В книге В.Н. Вениаминова и др. "Микросхемы и их применение" (М. : Радио и связь, 1989г.) представлена схема генератора 13 импульсов на стр. 210, рис. 7.10.

Заявленное устройство работает следующим образом.

Известные многоканальные устройства для обслуживания запросов обладают ограниченными функциональными возможностями из-за невозможности обеспечить такой вид обслуживания, как приоритетный, в силу того, что не реализован механизм формирования иерархической структуры пользователей при поступлении сигналов запроса, не содержащих информации о приоритетности пользователей. Кроме того, использование известных схем выделения запросов не обеспечивает даже порядка обслуживания "первым пришел - первым обслужен" из-за особенностей выделения заявок блоками выделения единиц. Таким образом, за счет введения блока 1 приоритетного обслуживания запросов, элемента задержки и указанных новых связей между элементами устройства сформирована иерархическая структура пользователей, позволяющая выделять приоритетные запросы и последовательно их обслуживать, не дожидаясь окончания обслуживания предшествующих запросов, при наличии свободных каналов.

В исходном состоянии регистры 7 и 8 обнулены, отсутствуют сигналы на информационных и управляющем выходах блока 6 и выходах элемента 5 задержки, поэтому на выходах элементов НЕ 17 и 18 формируются разрешающие потенциальные сигналы, которые открывают через элемент ИЛИ 16 элемент И 15. Через элемент И 15 генератор 13 импульсов подключается для опроса поступающих запросов от блока 1 приоритетного обслуживания запросов и сигналов готовности каналов соответственно к вторым входам элементов И 11 и И 12. При поступлении запросов блок 1 формирует сигналы запросов согласно приоритету с сигнальных выходов, которые поступают на первые входы элементов И 11. При условии готовности (незанятости) каналов к приему информации по канальным входам поступают сигналы готовности на первые входы соответствующих элементов И 12. Импульс с выхода генератора 13 через элемент И 15 опрашивает элементы И 11 и И 12, при этом открываются только те элементы И 11 и И 12, которые подготовлены сигналами с сигнальных выходов блока 1 и сигналов готовности с канальных входов. Сигналы с выходов открытых элементов И 11 и И 12 подаются на единичные входы соответствующих разрядов регистров 7 и 8 и устанавливают их в единичное состояние. Таким образом, в каждом цикле опроса в регистре 7 фиксируются запросы, требующие обслуживания, а в регистре 8 каналы, готовые к приему информации. При этом в каждом цикле опроса в регистре 7 фиксируется не более одного запроса, выделенного блоком 1, а в регистре 8 их максимальное количество может составлять всю емкость регистра. С выходов сработанных разрядов регистра 8 сигналы подаются на входы блока б выделения единиц. Блок 6 при параллельной подаче на его входы нескольких сигналов формирует выходной сигнал только на одном из своих информационных выходов. При этом на данном выходе выделяется единичный сигнал, соответствующий ближайшему единичному разряду в регистре 8, соответствующий определенному свободному каналу. С выходов сработанных разрядов регистра 7 и блока 6 сигналы параллельно подаются соответственно на входы дешифратора 4 и на первые входы соответствующих элементов И 9 и И 10, подготавливая их к открыванию.

Комбинация из двух единичных и остальных нулевых сигналов на входах дешифратора 4 декодируется, при этом формируется сигнал на соответствующем его выходе, который устанавливает в единичное состояние соответствующий триггер 3. Каждой возможной комбинации "запрос - свободный канал" соответствует определенный триггер 3. Сигнал с выхода сработанного триггера 3 подается на соответствующий управляющий вход коммутатора 2. При этом с информационного выхода блока 1 на вход коммутатора 2 поступает текущий запрос и подключается к свободному каналу, который снимает сигнал готовности с входа соответствующего элемента И 12. Блок 1 также снимает сигнал запроса с входа соответствующего элемента И 11, но при этом сигнал запроса на сигнальном выходе присутствует в течение всего времени обслуживания запроса и будет снят сигналом сброса при поступлении его в блок 1. По окончании съема сигналов с входов элементов И 11 и 12 на управляющем выходе блока 6 и выходе элемента 5 задержки формируются сигналы управления, которые через элементы НЕ 17 и 18, ИЛИ 16 закрывают элемент И 15 и открывают элемент И 14. При этом генератор 13 отключается от элементов И 11 и 12 и подключается через элемент И 14 к входам элементов И 9 и 10. Так как информационные сигналы присутствуют только на одном из информационных выходов блоков 6 и на одном из выходов регистра 7, то соответственно в группах элементов И 9 и И 10 подготовлены к открыванию только по одному из этих элементов И 9 и И 10. Импульс с выхода генератора 13 открывает соответствующие из элементов И 9 и И 10, сигналы с выходов обнуляют соответствующие разряды регистров 7 и 8. При этом в блоке 6 приоритет на выходе получает единичный сигнал со следующего ближайшего разряда в единичном состоянии регистра 8, и процесс повторяется. Таким образом, последовательность импульсов генератора 13 обеспечивает последовательное выделение всех единичных разрядов регистра 8 и соответствующее ему подключение всех текущих приоритетных запросов от блока 1 к незанятым каналам. Процесс взаимного подключения заканчивается полным обнулением регистра 7, в то время как в регистре 8 часть разрядов остается в единичном состоянии. При этом снимаются управляющие сигналы с управляющего выхода блока 6 и выхода элемента 5 задержки, учитывающего время переходных процессов в блоке 6. В результате закрывается элемент И 14 и открывается элемент И 15. При этом генератор 13 переключается на новый цикл опроса элементов И 11 и 12 и описанный процесс повторяется. Если к очередному циклу опроса какие-либо каналы освободились от работы по обслуживанию поступивших ранее запросов, то эти каналы вновь выдают сигналы готовности на соответствующие элементы И 12, которые (после считывания в новом цикле опроса импульсом генератора 13) обнуляют соответствующие сработанные в предыдущем цикле триггеры 3, что обеспечивает в новом цикле подключение освободившихся каналов к обслуживанию очередных запросов, требующих обслуживания.

Предусматривается, в случае превышения количества обслуживаемых запросов над количеством каналов и необходимости обслуживания более высокоприоритетных заявок, прерывание менее приоритетных через входы "Сброс" блока 1 по любому алгоритму.

Блок 1 приоритетного обслуживания запросов работает следующим образом. По входам "Код" в регистры 1.11 приоритетов с 1-го по N-й заносятся коды, определяющие приоритеты соответствующих абонентов. Самому приоритетному абоненту соответствует наибольший приоритетный код. Перед началом работы устройства счетчик 1.6, триггеры 1.8 и 1.16 находятся в нулевом состоянии. Элементы И 1.13 N линеек обслуживания запросов закрыты по первому входу нулевыми сигналами с выходов соответствующих схем 1.12 сравнения, но открыты по третьему входу единичными сигналами с нулевых выходов триггеров 1.16. Запросы на обслуживание поступают через входы "Запрос" блока 1 в соответствующие разряды регистра 1.2 заявок, число разрядов которого равно числу абонентов устройства. Кроме того, запросы через элемент ИЛИ 1.4 блока 1 поступают на входы установки в "1" счетчика 1.6 и триггера 1.8 управления. Тем самым инициируется начало цикла работы в блоке 1. Сигнал с единичного выхода трггера 1.8 блока 1 открывает по второму прямому входу элемент И 1.7, разрешая поступление импульсов с выхода генератора 13 импульсов через 1-й вход элемента И 1.7 на информационный вход счетчика 1.6. В результате на выходе счетчика 1.6 формируются убывающие последовательности двоичных кодов чисел, начиная от максимально возможного числа.

В i-й линейке обслуживания запросов при совпадении кода на информационных выходах счетчика 1.6 с кодом в регистре 1.11 приоритета на выходе соответствующей схемы 1.12 сравнения появляется единичный сигнал, поступающий на первый вход элемента И 1.13. При наличии запроса от i-го абонента блока 1, поступающего на второй вход элемента И 1.13, на выходе его появится единичный сигнал, поступающий на i-й сигнальный выход и на вход элемента ИЛИ 1.5. На выходе элемента ИЛИ 1.5 появляется единичный сигнал, поступающий на инверсный вход элемента И 1.7 и нулевой вход триггера 1.8. Тем самым прекращается поступление импульсов с выхода генератора 13 импульсов на информационный вход счетчика 1.6 блока 1. Нулевой сигнал с единичного выхода триггера 1.8 закрывает по второму прямому входу элемент И 1.7. Таким образом, в устройстве выделяется наиболее приоритетный из поступающих на данный момент запросов на обслуживание. Единичный сигнал с выхода элемента И 1.13 проходит на единичный вход триггера 1.16 через элемент 1.14 задержки, обеспечивающий прохождение сигнала с элемента И 1.13 по сигнальным выходам блока 1 до управляющих входов коммутатора 2. В противном случае, если время срабатывания триггера 1.16 будет недостаточным (меньше цикла обслуживания запроса устройством, где Т_ц = Т_ги, • n, n = 1 - число заявок, требующих обслуживания, а Т_ги период импульса генератора 13 импульсов), то есть вероятность того, что сигнал с нулевого выхода триггера 1.16 заблокирует по третьему входу элемент И 1.13 и таким образом сигнал запроса с i-го элемента третьей группы И 11 будет снят раньше, чем произойдет его считывание импульсом генератора 13 импульсов. Единичный сигнал с выхода элемента И 1.13 через элемент ИЛИ 1.4 поступает также на входы установки в единичное состояние триггера 1.8 и всех разрядов счетчика 1.6, подготавливая новый цикл работы блока 1. Длительность данного сигнала определяется временными задержками на логических элементах и триггере 1.16 и является достаточной для установки в единичное состояние триггера 1.8 и всех разрядов счетчика 1.6. Единичный сигнал с единичного выхода триггера 1.16 поступает на i-й информационный выход блока 1, инициируя обслуживание соответствующего абонента. Нулевой сигнал с нулевого выхода триггера 1.16 закрывает по третьему входу элемент И 1.13. Тем самым исключается опрос данного абонента во всех следующих циклах работы блока 1 до окончания обслуживания текущего i-ro запроса.

На выходе элемента ИЛИ 1.5 появляется нулевой сигнал, который открывает по инверсному входу элемент И 1.7, разрешая прохождение импульсов с выхода генератора 13 импульсов на информационный вход счетчика 1.6. Таким образом инициируется еще один цикл работы устройства, в котором определяется следующий по приоритету запрос из очереди на обслуживание в блоке 1. На информационных выходах счетчика 1.6 вновь формируется убывающая последовательность кодов чисел, начиная от максимально возможного числа. При совпадении кода на информационных выходах счетчика 1.6 с кодом в регистре 1.11 приоритета любой другой i-й линейки обслуживания запросов на выходе соответствующей схемы 1.12 сравнения формируется единичный сигнал. При наличии запросов в соответствующем разряде регистра 2 заявок и нулевом состоянии соответствующего триггера 1.16 единичный сигнал с выхода схемы 1.12 сравнения через элемент И 1.13 поступает на вход установки в "1" триггера 1.16. Единичный сигнал с выхода элемента И 1.13 через элемент ИЛИ 1.5 поступает на вход установки в "О" триггера 1.8 и инверсный вход элемента И 1.7. В результате прекращается поступление импульсов с выхода генератора 13 импульсов на информационный вход счетчика 1.6 блока 1. Таким образом, на выходе элемента И 1.13 i-й линейки обслуживания запросов, соответствующего наиболее приоритетной заявке в очереди устройства, постоянно присутствует единичный сигнал, поступающий через i-й триггер 1.16 на соответствующий информационный выход блока 1, инициируя обслуживание этого абонента.

После окончания обслуживания очередного i-ro абонента единичный сигнал ответа по i-му входу "Сброс" блока 1 устанавливает в нулевое состояние i-й разряд регистра 2 заявок блока 1 и через первый вход элемента ИЛИ 1.15 триггер 1.16. Сигнал окончания обслуживания последнего запроса в блоке 1 сбрасывает последний запрос на обслуживание в регистре 2 заявок. На выходе элемента ИЛИ-НЕ 1.3 устанавливается единичный сигнал, который поступает на вход установки в "О" всех триггеров блока 1. Таким образом, элементы схемы приводятся в исходное состояние, соответствующее состоянию перед началом работы блока 1. Аналогичные циклы работы блока 1 запускаются каждый раз при поступлении в систему запроса по входам "Запрос" Кроме того, в каждом цикле работы блока 1 могут быть изменены приоритетные коды абонентов. В этом случае цикл работы блока 1 по выявлению старшего по приоритету запроса из очереди должен быть инициирован сигналом по входу "Запуск" блока 1. Блок 1 позволяет организовать обслуживание запросов согласно приоритету, не дожидаясь окончания обслуживания текущей заявки.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства благодаря сформированной иерархической структуры пользователей, позволяющей выделять приоритетные запросы и последовательно их обслуживать, не дожидаясь окончания обслуживания предшествующих запросов, при наличии свободных каналов.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах последовательно-параллельного обслуживания запросов абонентов с переменным распределением потоков информации по линиям связи. Техническим результатом является приоритетное обслуживание запросов за счет формирования иерархической структуры пользователей при поступлении сигналов запроса, не содержащих информации о их приоритетности. Устройство содержит блок приоритетного обслуживания запросов, коммутатор, N групп триггеров, дешифратор, элемент задержки, блок выделения единиц, два регистра, четыре группы элементов И, генератор импульсов, два элемента И, элемент ИЛИ, два элемента НЕ. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Многоканальное устройство для обслуживания запросов, содержащее коммутатор, N выходов которого (где N ≥ 2) являются канальными выходами устройства, N групп (где N ≥ 2) по К в каждой группе (где 2≤K≤N) триггеров, выход m-го триггера (где m = j + (i - 1) • K, а i = 1,2...N и j = 1,2...K) подключен к m-му управляющему входу коммутатора, единичный вход m-го триггера подключен к m-му выходу дешифратора, а нулевые входы каждой i-ой группы триггеров объединены и подключены к выходу i-го элемента И четвертой группы и i-му записывающему входу второго регистра, сбрасывающий вход которого подключен к выходу i-го элемента И второй группы, а i-й выход второго регистра подключен к i-му входу блока выделения единиц, i-й информационный выход которого подключен к первому входу i-го элемента И второй группы и i-му входу второй группы входов дешифратора, вторые входы N элементов И второй группы объединены и подключены к выходу первого элемента И и вторым входом N элементов И первой группы, управляющий выход блока выделения единиц подключен к входу второго элемента НЕ и первому входу первого элемента И, третий вход которого подключен к выходу генератора импульсов и второму входу второго элемента И, первый вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно первого и второго элементов НЕ, выход i-го элемента И первой группы подключен к i-му сбрасывающему входу первого регистра, i-й записывающий вход которого подключен к выходу i-го элемента И третьей группы, первые входы N элементов И третьей группы объединены и подключены к выходу второго элемента И и первым входам N элементов И четвертой группы, вторые входы N элементов И четвертой группы являются соответствующими N канальными входами, отличающееся тем, что дополнительно введен элемент задержки и блок приоритетного обслуживания запросов, снабженный входом "Запуск" и входными шинами "Код", "Запрос", "Сброс", а его N информационных выходов подключены к соответствующим N информационным входам коммутатора, а N сигнальных выходов блока приоритетного обслуживания запросов подключены к вторым входам соответствующих элементов И третьей группы, а его тактовый вход подключен к выходу генератора импульсов, выход элемента задержки подключен к входу первого элемента НЕ и второму входу первого элемента И, а вход элемента задержки подключен к N выходам первого регистра и N входам первой группы входов дешифратора, i-й вход первой группы входов дешифратора подключен к первому входу i-го элемента И первой группы. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок приоритетного обслуживания запросов состоит из N линеек обслуживания запросов, регистра заявок, элемента ИЛИ-НЕ, первого и второго элементов ИЛИ, счетчика, элемента И, триггера, первые входы и первые выходы N линеек обслуживания запросов являются соответственно N входами "Код" и N информационными выходами блока приоритетного обслуживания запросов, вторые выходы N линеек обслуживания запросов являются соответствующими N сигнальными выходами блока приоритетного обслуживания запросов, второй выход i-й линейки обслуживания запросов подключен к i-му входу второго элемента ИЛИ и i-му входу первой группы входов первого элемента ИЛИ, i-й вход второй группы входов первого элемента ИЛИ подключен к i-му записывающему входу регистра заявок, а i-й сбрасывающий вход которого подключен к четвертому входу i-й линейки обслуживания запросов, i-й выход регистра заявок подключен к i-му входу элемента ИЛИ-НЕ и третьему входу i-й линейки обслуживания запросов, вторые входы N линеек обслуживания запросов объединены и подключены к выходу счетчика, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу элемента И и единичному входу триггера, выход первого элемента ИЛИ подключен к единичному входу триггера, нулевой вход которого подключен к инверсному входу элемента И и выходу второго элемента ИЛИ, а единичный выход триггера подключен к второму входу элемента И, первый вход которого является тактовым входом блока приоритетного обслуживания запросов, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к пятым входам N линеек обслуживания запросов, а вход "Запуск" первого элемента ИЛИ является входом запуска блока приоритетного обслуживания запросов, причем записывающие N входов и сбрасывающие N входов регистра заявок являются соответствующими N входами "Запрос" и N входами "Сброс" блока приоритетного обслуживания запросов. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что линейка обслуживания запросов состоит из регистра приоритета, выход которого подключен к первому входу схемы сравнения, второй вход которой является вторым входом линейки обслуживания запросов, выход схемы сравнения подключен к первому входу элемента И, второй вход которого является третьим входом линейки обслуживания запросов, выход элемента И подключен к входу элемента задержки и является сигнальным выходом линейки обслуживания запросов, третий вход элемента И подключен к нулевому выходу триггера, единичный выход которого является выходом линейки обслуживания запросов, входы установки в "единицу" и установки в "ноль" триггера подключены соответственно к выходу элемента задержки и выходу элемента ИЛИ, первый и второй входы элемента ИЛИ являются соответственно четвертым и пятым входом линейки обслуживания запросов, причем вход регистра приоритета является первым входом линейки обслуживания запросов.