Многоканальное устройство приоритета Советский патент 1985 года по МПК G06F9/50 

Изобретение относится к вычислительной технике и можетбыть использовано для организации доступа к коллективно используемому ресурсу.

Известно асинхронное приоритетное устройство, содержащее регистр запросов, группу элементов И-НЕ,две группы элементов И, элемент И и элемент НЕ Щ.

Недостатками данного устройства являются возможность потери запросов поступивших во время заблокированного состояния регистра запросов, и низкая надежность его функционирования, поскольку время записи информации в регистр .запросов определяется минимальньм времененем задержки переключения одного из триггеров, регистра запросов, соответствующего элемента И-НЕ и общего для устройства элемента И, что может привести к отсутствию записи части запросов в регистр запросов, т.е. к потере этих запросов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является многоканальное устройство приоритета, содержащее в каждом канале триггер заявок канала, элементы И, ИЛИ, НЕ и выходной триггер канала. Информационный вход триггера заявок канала соединен с соответствующим запросным входом устройства, прямой выход триггера заявок канала соединен с первым входом элемента ИЛИ и первым входом элемента И, выход которого соединен с информационным входом выходного триггера канала, прямой вьЬсод выходного триггера канала соединен с соответствующим выходом устройства. Инверсный выход выходного триггера канала соединен с нулевым входом триггера заявок канала, С-вход вьгходного триггера канала соединен с С-входом триггера заявок канала и тактовым входом устройства. Выход элемента ИЛИ преддущего канала соединен с входом элемента НЕ и вторым входом элемента ИЛИ последующего канала, выход элемента НЕ канала соединен с вторым входом элемента И канала, вход элемента НЕ и второй вход элемента ИЛИ первого канала соединены с входом логического нуля устройства 2.

Недостатком известного устройства является низкая надежность обслуживания заявок младшего приоритета при интенсивном поступлении заявок с более высоким приоритетом, что вызвано реализацией в данном устройстве дисциплины обслуживания с жестким абсолютным приоритетом, при которой вновь поступившие заявки с более высоким приоритетом запрщают обслуживание ранее поступивших заявок с меньшим приоритетом. Кроме .того, данное устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, поскольку обслуживание заявок может осуществляться только в течение одного периода тактовой частоты, и низкой надежностью функционирования устройства, поскольку запись информации в триггеры заявок и перепись информации из этих триггеров в выходные триггеры осуществляются одним и тем же тактовым сигналом .

Цель изобретения - повьшхение надежности обслуживания равноприоритетных заявок за счет реализации дисциплины обслуживания, при которой обеспечивается равномерное гат рантированное обслуживание всех ранее поступивших заявок без прерывания их обслуживания при поступлении заявок с более высоким приоритетом.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройств приоритета, содержащее в каждом канале триггер заявок канала, первый элемент И, элемент ИЛИ, выходно триггер канала и первый элемент НЕ, причем информационный вход триггера заявок канала соединен с соответствующим запросным входом устройств прямой выход триггера заявок канала соединен с первым входом элемента ИЛИ и первым входом первого элемента И канала, второй вход первого элемента И канала соединен с выходом первого элемента НЕ канала, выход первого элемента И канала соединен с информационным входом выходного триггера канала, С-вход выходного триггера канала соединен с тактовым входом устройства, прямой выход выходного триггера канала соединен с соответствующим выходом устройства, введены в каждый канал второй элемент НЕ, второй элемент И и третий элемент И, выход которого в последующем канале соединен с первым входом третьего элемента И и треть3 . им входом первого элемента И предше ствующего канала, выход первого элемента И канала через второй элемент НЕ канала соединен с К-входом выходного триггера своего канала, инверсный выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И канала и первым входом второго элемента И канала, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ канала и вторым входом элемента ИЛИ канала, выход которого в i-м канале (,...,n, где п - число запросов) соединен с вторым входом второго элемента И (i+1)-ro канала, причем второй вход второго элемента И первого канала соединен с входом логического нуля устройства, первый вход третьего элемента И и третий вход первого элемента И последнего канала соединены с входом логической единицы устройства, а нулевой вход триггера заявок каждого канала соединен с соответствующим входом сбро са устройства. На чертеже представлена структур ная схема многоканального устройства приоритета. Многоканальное устройство приори тета содержит каналы каждый из которых содержит триггер 2 заявок канала, узел 3 анализа приорите тов канала и вьпсодной триггер 4 канала с вторым элементом НЕ 5 канала Узел 3 анализа приоритетов содер жит первый элемент И 6 канала, второй элемент И 7 канала, элемент ИЛИ 8, канала, первый элемент НЕ 9 канала третий элемент И 10 канала, первый выход 11 запрета канала, первый вход 12 запрета канала, второй выхо 13 запрета канала и второй вход 14 запрета канала. На схеме также.обозначены вход 15 логического нуля устройства, вход 16 логической единицы устройства, запросный вход 17 устройства, вход 18 сброса устройства, выходы 19 устройствами тактовый вход 20 устройства. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии (при отсутСТВШ1 заявок на запросных входах 17 устройства) триггеры 2 заявок и выходные триггеры 4 каналов 1 устройства находятся в нулевом состоянии. Нулевой уровень с входа 15 логического нуля устройства передается от перво304го канала до последнего через цепочку элементов И 7, ИЛИ 8 в каждом канале, разрешая тем самым по второму входу элемента И 6 прохождение информации с прямого выхода триггера 2 заявок через элемент И 6 на информационные входы выходного триггера 4 в каждом канале. Единичный уровень с входа 16 логической единицы устройства передается от последнего канала до первого через цепочку элементов И 10 в каждом канале, разрещая тем самым по третьему входу элемента И 6 прохождение информации с прямого выхода триггер) 2 заявок через элемент И 6 на информационные входы выходного триггера 4 в каждом канале. Импульсы первого тактового сигнала с . тактового входа 20 устройства поступают на С-вход выходного триггера 4 каждого канала и подтверждают в , каждом такте выключенное состояние выходного триггера 4 каждого канала, . поскольку триггеры 2 заявок каждого канала находятся в выключенном состоянии. При поступлении в каком-либо такте группы заявок на запросные входы 17 устройства триггеры 2 заявок соответствующих каналов устанавливаются в единичное состояние, и узлом 3 анализа приоритетов каждого канала осуществляется выбор заявки, обла-. дакяцей наибольпшм приоритетом в поступившей группе заявок. При этом единичньй уровень с прямого выхода . триггера 2 заявок канала, соответствующего заявке с наибольпшм приоритетом из группы принятых заявок, по первому выходу 11 запрета устройства через цепочку элемента ИЛИ 8 и элемента И 7, на первом входе которого в каждом канале присутствует единичный уровень с инверсного выхода соответствующего выходного триггера 4 канала, поступает на вход элементов НЕ 9 каналов с более низким приоритетом, на выходе которых устанавливается нулевой уровень, запрещающий по второму входу элементов И 6 прохождение информации с прямых выходов триггеров 2 заявок через элемент И 6 на информационные входы выходных триггеров 4 каналов с более низким приоритетом. Поэтому единичный уровень на выходе элемента И 6 устанавливается только в канале, обладающем наивысшим приоритетом среди каналов, в которые поступили заявки. По приходу очередного импульса первого тактового сигнала на тактовый вход 20 устройства (по его заднему фронту) включается выходной триггер 4 выбранного для обслуживания канала, с прямого выхода которого на соответствуювцсй выход 19 ус ройства единичным уровнем поступает выходной сигнал устройства, разрешающий обслуживание заявки с наивыс шим приоритетом в группе заявок,хра нящихся в триггерах 2 заявок. Нулевой уровень с инверсного выхода выходного триггера 4 обслузкиваемого канала через цепочку элементов И 10 по второму выходу 13 запрета устройства передается во все каналы обладающие более высоким приоритето чем обслуживаемый, и блокирует по третьему входу элементов И 6 переда чу информации триггеров 2 заявок через элементы И 6 на выходные триг геры 4 этих каналов, вследствие чего вновь приходящие заявки с боле высоким приоритетом, чем обслуживае мая, записываются в соответствующие триггеры 2 заявок и хранятся там, н не обслуживаются. Кроме того, нулевой уровень с инверсного выхода выходного триггера 4 обслуживаемого канала блокирует по первому входу элемента И 7 своего канала поступление по первому входу 12 запрета устройства сигналов запрета единичного уровня с прямых выходов тригге ров 2 заявок всех предшествующих каналов на вход элемента НЕ 9 и вто рой вход элемента ИЖ 8 обслуживаемого канала, вследствие чего вновь приходящие заявки с более высоким приоритетом, чем обслуживаемая, не прерывают начавшегося обслуживания заявки и не оказывают влияния на последовательность обслуживания заявок с меньшим приоритетом, чем обслуживаемая заявка. Обслуживание выбранной узлом 3 анализа приоритетов заявки продолжается до появления сигнала сброса устройства на соответствующем входе 18 сброса устройства. По приходу сигнала сброса в обслуживаемый канал триггер 2 заявок этого канала устанавливается в нулевое состояние, при этом нулевой уровень устанавливается и на выхо.че элемента ИЛ 8 обслуживаемого канала, поскольку выходной триггер 4 этого канала остается включенным до прихода очередного импульса первого тактового сигнала на тактовый вход 20 устройства и продолжает блокирование lio первому входу элемента И 7 своего канала Сигналов запрета единичного уровня с прямых выходов триггеров 2 заявок всех предшествующих каналов. Узел 3 анализа приоритетов каждого из каналов, приоритет которых ниже приоритета обслуживаемого канала, осуществляет выбор новой заявки на обслуживание аналогично указанной вьше процедуре выбора первой заявки из группы первоначально поступивших заявок. По заднему фронту очередного импульса первого тактового сигнала на тактовом входе 20 устройства выключается вьссодной триггер 4 обслуживаемого канала и включается выходной триггер 4 канала, соответствующего вно&ь выбранной заявке, т.е. начинается обслуживание новой заявки более низкого приоритета. Эта последовательность обслуживания , заявок сохраняется до тех пор,пока не будет обслужена заявка с наименьшим приоритетом из всех заявок,хранящихся в триггерах 2 заявок устройства. По окончании обслуживания заявки с наименьшим приоритетом среди заявок, хранящихся в триггерах 2 заявок устройства, второй вход 14 запрета устройства полностью разблокируется и возвращается в исходное состояние, при котором единичный уровень с входа 16 логической единицы устройства поступает на третий вход элемента И 6 каждого канала, разрешая тем самым по этому входу передачу информации с прямых выходов триггеров 2 заявок через элемент И 6 на информационные входы выходных триггеров 4 каждого канала.Снимается также блокировка первого входа 12 запрета устройства по первому входу элемента И 7 последнего обслуженного канала. При этом узел 3 анализа приоритетов каждого канала подготовлен для выбора наиболее приоритетной заявки среди вновь поступивших заявок, хранящихся в триггерах 2 эаявок устройства. На этом заканчивается один цикл, обработки заявок, поступивших в устройство, и 7 начинается новый цикл, аналогичный указанному вьше. В предлагаемом устройстве для ис ключения возможной заявок, обладающих низким приоритетом при интенсивном поступлении заявок с более высоким приоритетом, организована относительная дисциплина обслуживания заявок, при которой все ранее поступившие заявки обслуживаются в порядке присвоенных приЛ

7, 132 08 оритетов без прерывания их обслуживания при поступлении заявок с более высоким приоритетом, а все вновь . поступающие заявки более высокого приоритета не обслуживаются до окончания обслуживания всех менее приори тетных заявок и хранятся в соответствующих триггерах заявок, что обеспечивает равномерное гарантированное обслуживание всех заявок, поступак щих в устройство, .

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПРИОРИТЕТА, содержащее в каждом канале триггер заявок канала, первый элемент И, элемент ИЛИ, выходной триггер канала к первый элемент НЕ, причем информационный вход триггера заявок канала соединен с соответствующим запросным входом устройства, прямой выход триггера заявок канала соединен с первым входом элемента ИЛИ и первым входом первого элемента И канала, второй вход первого элемента И канала соединен с выходом первого элемента НЕ канала, выход первого элемента И канала соединен с информационным входом выходного триггера канала, С-вход выходного триггера канала соединен с тактовым входом устройства, прямой выход ВЫХОДНОГО триггера канала соединен с соответствующим выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности обслуживания равноприоритетных заявок за счет реализации дис1ЩПЛИНЫ обслуживания, при которой обеспечивается равномерное гарантированное обслуживание всех ранее поступивших заявок без прерывания их обслуживания при поступлении заявок с более высоким приоритером,оно содержит в каждом канале второй элемент НЕ, вгорой элемент И к третий элемент И, выход которого в последующем канале соединен с первым входом третьего элемента И и третьим входом первого элемента И предшествующего канала, выход первого элемента И канала через второй элемент НЕ канала соединен с К-входом ВЫХОДНОГО триггера своего канала, инверсный выход которого соединен с (Л вторым входом третьего элемента И канала и первым входом второго элемента И канала, выход которого соединен с входом первого элемента НЕ канала и вторым входом элемента ИЛИ канала, выход которого в i-м канале (,...,п, где п - число запросов) соединен с вторым входом второго элемента И (i+1)-ro канала,причем J второй вход второго элемента И перас о вого канала соединен с входом логического нуля устройства, первый 00 вход третьего элемента И и третий вход первого элемента И последнего канала соединены с входом логической единицы устройства, а нулевой вход триггера заявок каждого канала соединен с соответствующим входом сброса устройства.