УСТРОЙСТВО ПРИОРИТЕТНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАПРОСОВ Российский патент 2003 года по МПК G06F9/46 

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам приоритетного обслуживания запросов.

Известно устройство для приоритетного обслуживания запросов [1], содержащее регистр заявок, входы которого подключены к информационным входам устройства, регистры приоритета, элементы И, ИЛИ, счетчик, выходы которого соединены с первыми входами схем сравнения, выходы которых подключены к первым входам элементов И первой группы, а счетный вход счетчика соединен с выходом элемента И, первый инверсный вход которого подключен к нулевому входу триггера управления, единичный вход которого через первый элемент ИЛИ соединен с управляющими входами устройства и с единичным входом счетчика, и генератора импульсов.

Недостатком устройства является наличие ограниченных функциональных возможностей, так как при большом числе разно приоритетных заявок время ожидания заявки с низким приоритетом оказывается очень большим, что в ряде случаев является недопустимым и может привести к потере низкоприоритетных заявок.

Наиболее близким решением к предлагаемому является устройство для обслуживания запросов [2] , позволяющее расширить функциональные возможности устройства за счет обеспечения учета времени ожидания при обслуживании запросов и содержащее регистр заявок, регистры приоритета, выполненные в виде суммирующих счетчиков, две группы элементов И, две группы элементов ИЛИ, счетчик, генератор импульсов и делитель частоты.

Недостатком устройства является низкое быстродействие, большая сложность и, как следствие, низкая надежность.

Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия устройства за счет сокращения его аппаратного состава и улучшения управления его работой.

Поставленная цель достигается чем, что устройство приоритетного обслуживания запросов, содержащее регистр запросов, единичные входы разрядов которого соединены с информационными входами устройства, а выходы связаны с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с управляющим входом устройства, а выход элемента И соединен с управляющим входом ключа, соединяющего выход генератора тактовых импульсов и счетчик. Информационные выходы счетчика соединены с входами дешифратора, а выходы дешифратора подключены к управляющим входам ключей. Информационные входы одной из схем сравнения соединены с выходами младшей половины разрядов регистра запросов, информационные входы другой схемы сравнения соединены с выходами старшей половины разрядов регистра запросов, а выходы схем сравнения связаны с входами триггеров, информационные выходы которых связаны с входами элементов ИЛИ, а управляющие выходы - с управляющим входом устройства. Выходы элементов ИЛИ соединены с управляющими входами схем сравнения. Выходы триггера старших разрядов подключены к входам элемента ИЛИ, вход которого соединен с управляющим входом ключа, информационные входы которого соединены с выходами триггера младших разрядов, а информационные выходы, как и выходы триггера старших разрядов, подключены к нулевым входам соответствующих разрядов регистра запросов и информационным выходам устройства. Управляющие входы триггеров соединены с управляющим выходом устройства.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство приоритетного обслуживания запросов содержит регистр запросов 1, схемы сравнения 4, 6, ключи 8, 9, элементы ИЛИ 2, 13, 14, 15, триггеры 5, 7, элемент И 3, генератор тактовых импульсов 10, счетчик 11, дешифратор 12, линии поступления запросов 16, линии управления триггерами 20, 23, линии управления ключами 24, 26, линии запросов, посланных на обработку в устройство 25, линию сигнала окончания обработки запросов 18, линию управляющего сигнала устройства 17, линию, подающую тактовые сигналы в счетчик 22, линию установки счетчика в исходное состояние 21, линии сброса разрядов регистра приоритета 19.

Устройство приоритетного обслуживания запросов работает следующим образом. На единичные входы разрядов регистров запросов 1 с информационных линий 16 поступают запросы требующих обслуживания заявок. Запросы устанавливают соответствующий разряд регистра запросов в единичное состояние. Запросы имеют свои приоритеты, жестко связанные с разрядами регистра запросов. С выхода регистров запросов 1 сигналы запросов, каждый по своей линии связи, поступают на входы элемента ИЛИ 2, при наличии хотя бы одного запроса в регистре запросов 1 сигнал с выхода ИЛИ 2 поступает на один из входов элемента И 3. При готовности обрабатывающего устройства, о чем свидетельствует наличие сигнала на линии управляющего входа устройства 17, с выхода элемента И 3 сигнал поступает на разрешающий вход ключа 9, который пропускает сигналы с генератора тактовых импульсов 10, вырабатывающего импульсы постоянно. Сигналы с элемента И 3 по линии 21 поступают на запускающий и устанавливающий в исходное положение вход двоичного счетчика 11, который начинает работать и формировать на своих выходах последовательность двоичных кодов, соответствующих номерам приоритетов заявок, поступающих на регистр запросов. Исходным положением для счетчика 11 является двоичный код "0", то есть на всех выходах счетчика установлен ноль. Двоичные коды с выходов счетчика 11 поступают на входы дешифратора 12, с выходов которого единичные коды поступают на управляющие входы схем сравнения 4 и 6 одновременно, на информационные входы которых поступают сигналы с выходов разрядов регистра запросов 1, соответствующие поступившим заявкам.

При совпадении приоритета запроса на обслуживание очередной заявки с единичным кодом, формируемым дешифратором 12, на одном из выходов каждой из схем сравнения 4 и 6 формируется единичный сигнал, который устанавливает соответствующие триггеры 5 или 7 в единицу. При наличии хотя бы одного запроса с выхода элементов ИЛИ 13 или ИЛИ 15 сигнал поступает по линиям 20 или 23 на соответствующие управляющие входы триггеров 5 или 7, тем самым запрещая изменение состояния триггеров 5 или 7. Одновременно, если существует сигнал с выходов триггера старших разрядов, о чем свидетельствует сигнал с элемента ИЛИ 14, то он поступает по линии 24 на управляющий вход ключа 8, запрещая поступление сигнала об обработке запроса младших разрядов. Единичный сигнал с триггера 5 и с выходов ключа 8 поступает по линиям 25 на выход устройства, обрабатывающего систему, и инициирует процедуру обработки заявки. Одновременно этот сигнал по линиям 19 поступает на соответствующий вход регистра запросов 1, устанавливая в нулевое состояние соответствующий разряд регистра запросов 1, подготавливая тем самым прием новой заявки данного приоритета.

Счетчик 11 при каждом цикле работы формирует двоичную последовательность номеров приоритетов заявок, работая на уменьшение своего двоичного кода. При достижении нулевого кода он останавливается и выдает сигнал об окончании обработки запросов по линии 18. Если нет запроса на обслуживание I-й заявки, то соответствующий разряд регистра запросов остается в нулевом состоянии. Из-за этого сигнал на одном из ключей 4 или 6 будет равен нулю. Устройство переходит к проверке наличия запроса от очередной заявки с меньшим приоритетом. После нахождения запроса с наивысшим приоритетом, о чем свидетельствует сигнал на выходах ключей 4 или 6, сигнал с элементов ИЛИ 13 и ИЛИ 15 поступает на запрещающие входы триггеров 5 и 7, тем самым прерывая дальнейшее поступление сигналов запроса. Очередной цикл поиска заявки на обслуживание начнется только после того, как обслуживающая система подаст сигнал по линии 17 с управляющего входа устройства, разрешающий работу счетчика 11. Этот сигнал говорит о том, что устройство обслужило предыдущий запрос и готово принять следующий.

Таким образом, в результате одного цикла работы устройства будет найден запрос с наивысшим приоритетом из пришедших на данный момент времени запросов. Поскольку в предлагаемом устройстве в сравнении с прототипом 2 общее число элементов сокращено за счет исключения регистров-счетчиков приоритетов, элементов И 1 и 2 групп, а также элементов управления запуском и остановкой генератора тактовых импульсов, то все это приводит к уменьшению интенсивности отказов предлагаемого устройства примерно в 1,5 раза и, следовательно, к повышению надежности устройства.

Повышение быстродействия обеспечивается тем, что:
Во-первых, формирование сигнала на обслуживание одной заявки обеспечивается меньшим числом элементов, нежели в прототипе.

Во-вторых, опрос всех разрядов регистра запросов осуществляется непрерывно в течение цикла работы устройства без остановки генератора тактовых импульсов, в отличие от прототипа, где генератор тактовых импульсов останавливается всякий раз при обнаружении запроса от заявки наивысшего приоритета.

В-третьих, осуществляется параллельная обработка заявок старшего и младшего классов приоритетов, за счет изначального их разделения и последующей обработкой одним устройством. За счет этого обработка поступивших запросов и выбор заявки с наивысшим приоритетом осуществляется примерно в два раза быстрее, чем в прототипе.

Кроме того, в течение цикла работы устройства обслуживаются все поступившие заявки, в том числе и низкоприоритетные.

Таким образом, поставленная цель достигнута.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 962948, кл. G 06 F 9/46, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР 898435, кл. G 06 F 9/46, 1982 - прототип.

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам приоритетного обслуживания запросов. Техническим результатом является повышение надежности и быстродействия устройства за счет сокращения его аппаратного состава и улучшения управления его работой. Устройство содержит регистр запросов, элемент И, элементы ИЛИ, генератор тактовых импульсов, счетчик, дешифратор, схемы сравнения, триггеры, ключи. 1 ил.

Устройство приоритетного обслуживания запросов, содержащее регистр запросов, единичные входы разрядов которого соединены с информационными входами устройства, а выходы связаны с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с управляющим входом устройства, а выход элемента И соединен, во-первых, с счетчиком, а во-вторых, с управляющим входом ключа, соединяющего выход генератора тактовых импульсов и счетчик, информационные выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого подключены к управляющим входам схем сравнения, отличающееся тем, что схема сравнения разбита на две, первая из которых информационными входами соединена с выходами старших разрядов регистра запросов, а информационные входы второй схемы сравнения соединены с выходами младших разрядов регистра запросов, выходы же первой схемы сравнения связаны с входами триггера, информационные выходы которого связаны с входами двух элементов ИЛИ, выход одного из которых соединен с управляющим входом этого триггера, а выход другого - с запрещающим входом ключа, входы которого соединены с выходами триггера, входы которого соединены с выходами второй схемы сравнения, а выходы соединены также с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом этого триггера, а выходы ключа соединены с информационными выходами устройства, с которыми также соединены выходы триггера, связанного с первой схемой сравнения, также эти выходы триггера и ключа соединены с управляющими входами регистра запросов обратной связью.