Многоканальное устройство приоритета Советский патент 1984 года по МПК G06F9/50 G06F13/18 

запроса и разрешения каналов соединены с входом логической- единицы устройства, вторыеR -входы триггеров

запроса каналов и R-вход триггера запуска соединены с входом сброса устройства}

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙС ТВО ПРИОРИТЕТА,содержащее регистр,дешифратор и первый элемент ИЛИ,а в канале - триггер запроса,триггер :разрешения первый и второй элементы ,И и первый элемент ИЛИ,причем С-вход триггера запроса канала связан с входом запроса своего канала, выход триггера разрешения канала связан с выходом разрешения своего канала, инверсный выход триггера запроса канала связан с первым входом первого элемента И своего канала, выход первого элемента И канала связан с первым входом первого элемента ИЛИ своего канала, выход первого элемента ИЛИ канала связан со вторым входом первого элемента И последующего канала и с первым входом второго элемента И последующего канала, второй вход второго элемента И канала связан с прямым выходом триггера запроса своего канала, выход второго элемента И канала соединен с С -входе триггера разрешения своего канала,/ вход установки кода дисциплины обслуживания устройства связан с входом регистра, выход которого соединен со входом дешифратора, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит триггер запуска, элемент И, второй элемент ИЛИ и элемент загдержки, а в каждом канале третий и чет.вертый элементы И, второй элемент ИЛИ и одновибратор, причем выход первого элемента ИЛИ последнего канала связан с первым входом элемента И, второй вход которого связан с D -входом тр21ггера запуска и входом установки режима устройства,выход элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ,второй вход первого элемента ИЛИ связан с инверсным .выходом триггера запуска,выход первого элемента ИЛИ соединен со вторым входом первого элемента И первого канала и с первым входом второго элемента И первого канала, в каждом канале выход триггера разрешения связан с первЕлм входом третьего элемента И, первым входом второго элементаS ИЛИ и входом одновибратора, выходы (Л всех одновибраторов соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с 5 -входом триггера запуска и через элемент задержки - с С - входом триггера запуска и со вторым входом третьего элемента И каждо- . го канала, выход третьего элемента И в каждом канале связан с первым Rвходом триггера запроса и со вторым входом первого элемента ИЛИ, третьи эо входы первых элементов ИЛИ всех каналов связаны с инверсньвл выходом триггера запуска, выходы дешифратора дчяза,чы ; лервь ми входами четвертых элементов И соответствующих каналов, 4:: выходы четвертых элементов И связаны СО в канёШе с первым К -входом триггера разрешения, второйR .-вход которого связан с инверсным выходом триггера запроса своего канала, второй вход второго элемента ИЛИ канала связан с выходом четвертого элемента И своего канала, выход второго элемента ИЛИ кангша соединен со вторым входом четвертого элемента И последующего кангша, выход второго элемента ИЛИ последнего канала связан со вторым входом четвертого элемента И первого каналаБ -входы триггеров

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к . ройствгил для обслуживания запросов, и может йать использовано в многопроцессорной системе при работе не- скольких процессоров на ойцую память.

Известно многоканальное устройство приоритета, содержащее в каждом канале элементы И, ИЛИ,триггер запроса и триггер разрешения, в котором обеспечивается работоспособность Ю процессоров, если какой-либо процессор вышел из строя и не снял запрос на обслуживание ij .

Однако Данное устройство может работать только в режиме приоритета 15 и не имеет возможности переключаться в режим последовательного опроса, что ограничивает его функциональные возможности..

В даНнсмк устройстве невозможно 20 также программно изменять приоритет обслуживания процессоров.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо- 25 му результату является многоканаль- мое устройство приоритета, содержащее элемент ИЛИ, а в каждом канале триггер запроса, связанный входом с входом запроса канала, триггер ЗО разрешения, связанные-выходом с выходом разрешения канала, первый и второй элементы И и элемент ИЛИ. При этом инверсный выход триггера запроса связан с первым входом первого элемента И, выход которого связан с первым входом элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ связан со втором входом первого элемента И последующего канала и первым входом второго элемента И последунвдего канала, выход элемента ИЛИ последнего канала связан со вторым входом первого элемента И первого канала.и с первым входом второго элемента И первого канала.Второй вход второго элемента И связан с прямым выходом триггера запроса своего канала, а выход второго элемента И связан ,со входом триггера разрешения. Кроме того, данное устройство содер- 5(| жит счетчик, регистр и дешифратор, которые обеспечивают программную ycTaHOBKj /дисциплины обслуживания каналов

Одн. устройство имеет недостатки.i

Во-первых, при выходе из строя одного из процессоров, не снявшего запрос на обслуживание, после обслуживания запросов других процессоров устройство приоритета переходит снова к обслуживанию данного процессора, на что затрачивается время равное одному циклу обсллиивания. Вследствие этого снижается &лстродействие устройства приоритета.

Во-вторых, при появлении первого запроса на обслуживание в какомлибо из каналов происходит задержка во времени на формирование сигнала разрешения вследствие того, что сигнал разрешения формируется под действием тактового импульса генератора , имеющего определенный период следствия импульсов, что также снижает быстродействие устройства.

В-третьих, устройство работает в основном в режиме последовательного опроса, а режим приоритета можно задать путем программного управления временем ожидания с помощью имекяцегося счетчика, при этом дисциплина обслуживания задается записью номера кода приоритета в регистр. Однако запись одной информации, в счетчик, а другой в регистр усложняет управление устройством.

1 Целью изобретения является повы шение быстродействия устройства и упрощение его управления.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройств приоритета;, содержащее регистр, дешифратор и первый элемент ИЛИ, а IB каждом канале - триггер запроса, триггер разрешения, первый и второй элементы И и первый элемент ИЛИ причем С-вход триггера запроса канала связан с входом запроса своего канала, выход триггера разрешения канала связан с выходом разрешения своего канала, инверсный выход триггера запроса канала связан с первым входс 4 первого элемента И своего канала, выход первого элемента И канала связан с первым первого элемента ИЛИ своего канала, выход первого элемента ИЛИ канала связан со вторым входом первого

элемента И последующего канала и с первым входом второго элемента И последующего канала, второй ьход второго элемента И канала связан с прямым выходом триггера запроса своего канала, выход второго элемента И канала соединен с С-входом

триггера разрешения своего канала, вход установки кода дисциплины обслуживания устройства связан с входом регистра, выход которого соединен со входом дешифратора, введены триггер запуска, элемент И, второй элемент ИЛИ и элемент задержки, а в каждом канале третий и четвертый элементы И, второй элемент ИЛИ и одновибратор, причем выход первого элемента ИЛИ последнего канала связан с первым входом элемента И, второй вход которого связан .с D-BXOдом триггера запуска и входом устанЪвки режима устрюйства, выход элемента И соединен с первым входом . первого элемента ИЛИ, второй вход первого элемента ИЛИ связан с инверным выходс 4 триггера за,пуска, выход первого элемент ИЛИ соединен со вторым входом первого элемента И первого канала и с первым входом второго элемента И первого канала, в каждом канале выход триггера разрешения связан с первым входом третего элемента И, первым входом второго элемента ИЛИ и входом одновибратора, выходы всех одновибраторов соединены с входами второго элемент ИЛИ, выход которого/соединен с Sвход М4 триггера запуска и через : элемент задержки - с С-входом триггера запуска и вторым входом третьего элемента И каждого канала, выход третьего-элемента И в каждом канале связан с первым R -входом триггера запроса и со вторым входом первого элемента ИЛИ, третьи входы первых элементов ИЛИ всех каналов связаны с инверсньм выходом триггера запуска, выходы дешифратора связаны с первьми входами четвертых элементов И соответствунхцих каналов, выходы четвертых элементов И связаны в каждом канале с первым R-входом триггера разрешения, второй R-вход которого связан с инверсным выходом триггра запроса своего канала, второй вход второго элемента ИЛИ канала соединен с .выходом четвертого элемента И своего канала, выход второго элемента ИЛИ канала связан со вторым входом четвертого элемента И последукяцего кангша, выход второго элемента ИЛИ последнего канала связан со вторым входе четвёртого элемента И первого канала, О-.входы триггеров запроса и разрешение каналов соединены с входом логической единицы устройства, вторые R-входы

триггеров запроса каналов и R-вход триггера запуска соединены с входом сброса устройства.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит N каналов. Каждый канал состоит из триггера 1 запроса, триггера 2 разрешения, элементов И 3-6, элементов ИЛИ 7,8, входа 9 запроса и выхода 10 разре0шения, элемента И 11, элемента ИЛИ 12 и триггера 13 запуска, регистра 14, дешифратора 15, элемента ИЛИ 16, элемента 17 зaдepжки N одновибраторов i8, входа 19 установки режима устройства, входа 20 сброса уст5ройства, входа 21 установки кода дисциплины обслуживания устройства. .

Устройство работает в одном из двух режимов: режиме приори-гета или

0 режиме последовательного опроса. Режим Предварительно устанавливается по входу 19. Сигнал логического нуля на входе 19 соотвествует режиму приоритета, сигнал логической единица5режиму последовательного опроса.

В режиме приоритета устройство работает следунадим образом.

В начальный момент, например при включении питания, импульсе логично-

0 кой единицы по входу 20 сбрасываются триггер 1 всех кангшов и триггер .13. Сразу же сигналом логической единицы с инверсного выхода триггера

1происходит сброс триггера 2 в

5 каждом .

Сигнал логической единицы с инверсного выхода триггера 13 через элементы ИЛИ 7 распространяется через все каналы и с вьЬсода 22 поступает на вход элемента И 11, который

0 закрыт сигнале логического нуля по входу 19. Устройство готово к приему Запросов.Предположим, второй канал имеет наивысший приоритет. Для этого в

5 регистр 14 по шине 20 записывается OR, обеспечивающий формирование на втором выходе д аифратора 15 сигнала логического нуля, а на остгшьных выходах дешифратора 15 - сигналов

0 логической.единицы. Самый низкий приоритет в этом случае имеет -первый канал (считая слева),

Прр поступлении запроса, например, только по входу 9-1 устгшавливается

2и на выход 10-1 поступает сигнал

0 . Сигнал логической единицы с выхода триггера 2 первого канаяа поступает также через элемент ИЛИ 8 на вход элемента И 6 второго канала. Однако этот элемент закрыт сигнгшом логического нулясо второ- i

5

го выхода дешифратора 15, поэтому сигнал логической единицы не распространяется по каналам до выхода 23.

Сигнал логической единицы с выхода триггера 2 первого канала поступает также на одновибратор 18-1, на выходе которого образуется импул поступающий через элемент ИЛИ 16 на S-вход триггера 13 и вход элемента 17 задержки. При этом триггер . устанавливается в единицу и прекращается поступление сигнала логическ единицы черезэлемент ИЛИ 12.

Через определенное время, определяемое временем обслуживания канала на выходе элемента 17 задержки появляется импульс, который поступает на входы элементов И 5 всех каналов Так как в данном случае осуществляется обслуживание только первого канала, то открыт элемент И 5 первого канала и импульс с выхода элемента 17 задержки поступает на вход сброса триггера 1, который сигналом логической единицы со своего инверс ного выхода сбрасывает триггер 2,

ИмпульсС выхода элемента 17 по ступает также на С-вход триггера 13 На инверсном выходе триггера 13 образуется сигнал логической единицы, который снова через элементы ИЛИ 7 распространяется по каналам до выхода 22.

Если поступает запрос по какомулибо из каналов, то осуществляется аналогичный цикл.

Предположим, например,, поступают одновременно запросы по нескольким каналам, при этом, как и ранее было указано, второй канал имеет наивысший приоритет. Устанавливаются триггеры 1 каналов 1,11 и III и открываются элементы И 4 этих каналов. Предположим, что сигнал логической единицы успевает поступить на С-вход триггеров 2 этих каналов и устанавливает их. Однако сигнал логической единицы с выхода триггера 2 второго канала распространяется через элемент ИЛИ 8 и открытые элементы И 6 по всем каналам, начиная с III и сбрасывает ранее установленные триггеры 2 этих каналов. Данный сигнал поступает на выход 23 последнего канала и далее через элемент И 6 канала I - на R-вход триггера 2 этого канала и сбрасывает его. Данный сигнал поступает также в канал II, однако не проходит через закрытый элемент И 6 этого канала.

Таким образом, сигнал разрешения образуется только на выходе 10-11, По завершении цикла обслуживания канала II сигнал логической единицы с выхода элемента 17 задержки через элемент И 5 канала II сбрасывает

его триггер 1 и, соответственно, триггер 2 и поступает через элемент .ИЛИ 7 на входы элементов И 3,4 канала III, Так как в канале III имел место запрос, то оказывается открытым элемент И 4 и устанавливается триггер 2 этого канала. Тогда сигна логической единицы с выхода этого триггера распространяется через элемент ИЛИ 8 и открытые элементы И б последующих каналов до выхода 23 и далее в канал 1. Происходит сброс всех триггеров 2 каналов от IY до N-ro и канала I, обслуживается канал III.

Если снова поступает запрос по каналу II, то в следующий цикл получает разрешение на обслуживание канал II. Это происходит потому, что сигнал логической единицы с инверсного выхода триггера 13, распространякяцийся через элемент ИЛИ 7 по всем каналам, устанавливает триггер 2 канала II и триггерл 2 каналов, требующих обслуживания. Однако сигналом логической единицы выхода триггера 2 канала II через элемент ИЛИ 8 происходит сброс триггеров 2 всех каналов,кроме канала II. Последним может обслуживаться канал I, имеющий:низший приоритет.

Если запросы не поступают, то триггер 13 остается сброшенным и сигнал логической единицы с его инверсного выхода распространяется по каналам до выхода 22. Устройство находится в режиме ожидания запросов .

В режиме последовательного опрос устройство работает следующим образом.

На входе 19 устанавливается сигнал логической единицы. Аналогичным образом, в начальный момент по вход 20 производится сброс триггера 13 и триггеров 1 и 2 всех каналов. С выхода триггера 13 сигнал логической единицы распространяется через элемент ИЛИ 12 в кансш I и через :эле «ент ИЛИ 7 по всем каналам до выход 22 и далее через открытый элемент И 11 и элемент ИЛИ 12 по замкнутому кольцу...

Предположим, канал II имеет наивысший приоритет, который устанавливается записью соответствующего кода в регистр 14, как было рассмотрено ранее. Самый низкий приоритет будет иметь канал I.

Если поступает запрос одновременно по каналам 1,11 и III, то аналогичным образом в первый цикл обслуживания разрешение получает кангш II. Аналогичным образом импульсом с выхода элемента ИЛИ 16 устанавливается триггер 13 и прекращается распространение сигнала через каналы

до выхода 22. По завершении цикла обслуживания импульс с выхода элемента 17 задержки поступает на С-вход триггера 13 и подтверждает его установленное состояние, так как на D-входе триггера 13 присутствует сигнгш логической единицы. Таким образом, триггер 13 не сбрасывается.

РЫпульс с выхода элемента 17 зат держки поступает через элемент И 5 канала 11 на вход сброса триггера 1 этого канала и сбрасывает его. Соответственно, сбрасывается триггер 2 канала II. Импульс логической единицы с выхода элемента И 5 канала II поступает через элеМент ИЛИ 7 этого кангша в канал III требукщий обслуживания. Ансшогичным обраэст, осуществляется цикл обслуживания канала III. Дгшее, если снова поступает запрос по каналу

IIи остается запрос в канале I, то с выхода элемента ИЛИ 7 канала

IIIсигнал логической единицы проходит по саналам до выхода 22 и дале через элементы И 11 и ИЛИ 12 поступает в канал I. Тогда устанавливаетс триггер 2 канала I. Так как элемент ИЗ канала I оказывается закрытым, то сигнал с выхода элемента ИЛИ 12 не проходит в канал II.

Таким образом, в даннсяк режиме происходит обслуживание запросов строго последовательно. Приоритетность обеспечивается только в случае одновременных запросов.

Если запросы не поступают, то сигнал логической единицы, образованный на выходе эл&хента ИЛИ 7 канала, обслуженного последним рас- пространяется по кольцу через элементы ИЛИ 7, ИЗ, И 11 и ИЛИ 12.

В режиме последовательного опроса триггер 13 участвует в формировании сигнала логической единицы, распространяющейся по кольцу до выхода 22 только в первоначальный момент ожидания, а далее формирование этого сигнала происходит автоматически.

Применение изобретения позволяет повысить быстродействие и упростить ;управление устройством.