Устройство приоритета Советский патент 1987 года по МПК G06F9/50 

113

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах для управления очередностью обслуживания случайным образом возникающих запросов от нескольких абонентов к общему ресурсу.

Цель изобретения - повьшение быстродействия работы устройства.

На фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 - узел приоритета на фиг.З - временная диаграмма работы узла приоритета, (где 27 - обслуживание запроса, поступившего на вход 27 узла управления, 28 - обслуживание запроса,поступившего на вход 28 узла управления), на фиг.4 - временная диаграмма работы устройства в режиме равноприори- тётного обслуживания (цифра в кружке определяет номер запросного входа устройства, запрос с которого прошел на выход ,- максимальное время ожидания обслуживания абонента) .

Устройство содержит узлы 1-7 приоритета, шифратор 8, 3-разрядный регистр 9, два дешифратора 10 и 11 и три демультиплексора 12-14.В состав каждого узла 1-7 приоритета (фиг.2) входят элемент И 15, пять элементов И-НЕ 16-20, элемент и формирователь 22 одиночного импульса, выполненный в виде дифференпирую- щей С-цепи или одновибратора. Первые входы первого 17 и второго 18 элементов И-НЕ являются соответственно первым 23 и вторым 24 входами гашения узла приоритета, вторые входы первого 17 и второго 18 элементов соединены с тактовым входом 25 уза приоритета. Выход элемента И 15 является первым выходом 26 узла -приоритета, , Второй вход третьего элемента И-НЕ 16 является первым запросным входом 27 узла приоритета, соеиненным с входом формирователя 22 одиночного импульса. Выход второго ;. элемента И-НЕ 18 является вторым выодом узла приоритета. Вход элемента НЕ 21 является вторым запросным входом 28 узла приоритета. Выход второго элемента И-НЕ 18 является упавляющим выходом 29 узла управления.

Выход 26 узла 1 приоритета являетя сигнальным выходом 30 устройства. актовые входы 25 узлов 1-7 приори- ета объединены и.являются тактовым

22

входом 31 устройства. Первый 27 и второй 18 запросные входы первого узла 1 приоритета, соединены с вы-. ходом 26 соответственно узлов 2 и 3 приоритета, у которых первый 27 и второй 28 запросные входы соединены с выходом 20 соответственно четвертого, пятого, шестого и седьмого узла 4-7 приоритета. Первый 27 и второй 28 запросные входы, узлов 4-7 образуют восемь запросных входов 32-39 устройства.Выходы 29 узлов 1-7 соединены с входами шифратора 8, выходы которого соединены с информационными входами регистра 9 и первого дешифратора 10 и образуют группу из трех адресных выходов 40-42 устройства, причем первый выход 40 из этой группы выходов соответствует старшему, а третий выход 42 - младшему разряду двоичного адреса обслуживаемого абонента. Вход регистра записи регистра 9 соединен с входом стробирования первого дешифратора 10 и являюется входом

43чтения запроса устройства. Информационные входы демульТиплексоров 12-14 объединены и являются входом

44конца ци1сла устройству. Вход

стробирования второго дешифратора

11 является входом 45 аварии .устройства. Информационные выходы первого и второго дешифраторов 10 и 11 образуют соответственно первую 46 и вторую 47 группы идентификации выходов абонентов устройства. Информа- .

ционные выходы 3 разрядного регистI

ра 9 соединены с информационными

0 входами второго дешифратора 11, кроме того, первый выход 3-разрядного регистра 9, соответствующий старшему разряду двоичного адреса обслуживаемого абонента, соединен с пер,5 вым адресным входом первого, второго и третьего демультиплексоров 12-14, второй выход 3-разрядного регистра 9 соединен с вторым адресным входом второго и третьего демультиQ плексоров 13 и 14, а третий выход 3-разрядного регистра 9, соответствующий младшему разряду двоичного адреса обслуживаемого абонента, соединен с третьим адресным входом трег тьего демультиплексора 14. Первый и второй выходы демультиплексора 12 соединены соответственно с первьм 23 и вторым 24 входами гашения, узла 1 приоритета. Первый и второй.

31

третий и четверть1й выходы демульти- плексора 13 соединены с первым 23 и вторым 24 входами гашения соответственно второго 2 и третьего 3 узлов приоритета. Первый и второй, третий и четвертый, пятый и шестой, седьмой и восьмой выходы де- мультиплексора 14 соединены с первым 23 и вторым 24 входами гашения соответственно четвертого, пятого, шестого и седьмого узлов 4-7 приоритета.

В качестве примера описано устройство, обеспечивающее обслуживание запросов от восьми равноприори- тетных абонентов. При необходимости обслуживания запросов от большего числа абонентов в устройство необходимо ввести дополнительные узлы управления и дешифраторы и увеличить разрядность регистра 9, а также количество адресных и ответных выходов устройства.

Интерфейс устройства и алгоритм его работы позволяют широко использовать устройство для равноприори- тетной организации доступа к общему ресурсу.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на бходы 43-45 устройства поступает низкий потенциал, а на запросные входы 32-39 и на тактовый вход 31 - высокий потенциал.(фиг.4). Под действием зтих потенциалов и импульса отрицательной полярности, поступающего на тактовый вход 31 устройства, в каждом узле 1-7 приоритета в исходном состоянии высокий потенциал устанавливается на первом 29 и втором 24 входах, на выходах элементов И 15, И-НЕ 17, 18 и 20 и на выходе формирователя 22 одиночного импульса, а низкий потенциал устанавливаетсяна выходах элементов И-НЕ 16 и 19 и НЕ 21 (фиг.З). Следовательно, в исходном состоянии на выходе 30 устройства установлен высокий потенциал, а на первой 46 и второй 47 группах выходов идентификации абонентов устройства - низкий потенциал (фиг.1).

При появлении запроса от какого- нибудь абонента на соответствующем запросном входе 32-39 устройства устанавливается низкий потенциал. Пуст первым поступает запрос от абонента, подключенного к запросному входу

190324

например 34 (запросы на входах 32-39 устройства присутствуют постоянно, фиг.4., Под действием низкого потенциала, установленного на первом за5 просном входе 27 узла 5 приоритета, на выходе элемента И-НЕ 16 этого узла приоритета устанавливается высокий потенциал, а на выходе элементов И-НЕ 17, И t5 - низкий потенциал,

10

тем самым на третьем входе элемента

И-НЕ 18 устанавливается низкий потенциал, запрещающий обработку запроса от абонента, подключенного к запросному входу 35 устройства, а на

5 выходе 26 узла 5 приоритета формируется низкий потенциал, который поступает на второй запросный- вход 28 узла 2 приоритета. Под действием низкого потенциала, установленного

0 на втором запросном входе 28 узла 2 приоритета, на выходе его элементов И-НЕ 19 и НЕ 21 устанавливается высокий потенциал, а на выходе элементов И-НЕ 18 и 20 и И 15- низкий потенциал, тем самым на третьем входе элемента И-НЕ 17 устанавливается низкий.потенциал, запрещающий обраг ботку запросов от абонентов, подключенных к запросным входам 32 и

33 устройства. При этом на выходе 29, и выходе 26 узла 2 приоритета формируется низкий потенциал. Под действием низкого потенциала, поступающего с выхода 26 узла 2 приори5 тета на первый запросный вход 27 узла 1 приоритета, на выходе элемента И-НЕ 16 узла 1 приоритета устанавливается высокий потенциал, а на выходе элементов И-НЕ 17,

0 И 15 - низкий потенциал, тем самым на третьем входе элемента И-НЕ 18 устанавливается низкий потенциал, запрещающий обработку запросов от абонентов, подключенный к запро5 сным входам 36-39 устройства. При этом на выходе 26 узла 1 приоритета, следрвательно, и на выхода 30 устройства формируется низкий потенциал, которьй является сигналом наличия за- просов устройства. Кроме того, под

действием поступающих на входы шиф- ратора 8 низкого потенциала с выхода 29 узла 2 приоритета и высоких потенциалов с выходов узлов 1 и 5 приоритета на выходе шифратора 8, а следовательно, на информационных входах первого дешифратора 10 и на группе адресных выходов 40-42 устройства

формируется дв.оичный адрес обслуживаемого абонента, подключенного к запросному входу 34 устройства. В таком состоянии устройство находится до момента появления на входе 43 5 сигнала в виде импульса положительной полярности, которьй свидетельствует о том, что сигнал обращения принят и абонент может снять запрос.

Сигнал с входа 43 устройства поступает на вход записи регистра 9 и на вход стробирования первого дешифратора 10, при этом в регистр 9 с выхода шифратора 8 записывается

10

И-НЕ 17 запрет на обработку запросов от абонентов, подключенных к запросным входам 32 и 33 устройства. Аналогично под действием сигнала Конец цикла устанавливаются в Исходное состояние элементы И-НЕ 16 и 17 и И 15 в узле 5 приоритета, тем самым снимается запрет на обработку запросов от абонента, подключенного к запросному входу 35 устройства.

Величина задержки сигнала Конец цикла относительного тактового сигнала такова, что к моменту окончания действия на входе 44 устройства

двоичный адрес обслуживаемого абонен- сигнала Конец цикла абонент, запрос

та, подключенного к запросному входу 34 устройства, и на соответствующим этому абоненту ответном выходе первой группы 46 ответных выходов устройства формируется сигнал сопровождения в виде импульса положительной полярности, разрешающий абоненту снять запрос.

Такое состояние устройства сохраняется до момента прихода на его вход 44 сигнала Конец цикла в виде импульса положительной полярности. Этот ,сигнал поступает на информационные входы мультип.пексо- ров 12-14, а на адресные входы де- мультиплексоров с выхода регистра 9 поступает двоичный адрес обслуживаемого абонента. Под действием этих сигналов на первом выходе демультиплексора 12, на втором выходе демультиплексора 13 и на третьем выходе демультиплексора 14 формируется сигнал Конец цикла в виде импульса отрицательной полярности, который поступает на вход 23 узлов 1 и 5 приоритета и на вход 24 узла 2 приоритета. После поступления на вход 23 узла 1 приоритета сигнала Конец цикла на выходе элементов И-НЕ 16 и 17 и И 15 устанавливаются цотенциалы, соответствующие исходному состоянию узла 1 приоритета, тем самым снимается с третьего входа элемента И-НЕ 18 запрет на обработку запросов от абонентов, подключенных к запросным входам 36-39 устройства. После поступления на вход 24 узла 2 приоритета сигнала Конец цикла на выходах элементов И-НЕ 18 и 19 и И 15 устанавливаются потенциалы, соответствующие исходному состоянию этого узла, тем самым снимается с третьего входа элемента

И-НЕ 17 запрет на обработку запросов от абонентов, подключенных к запросным входам 32 и 33 устройства. Аналогично под действием сигнала Конец цикла устанавливаются в Исходное состояние элементы И-НЕ 16 и 17 и И 15 в узле 5 приоритета, тем самым снимается запрет на обработку запросов от абонента, подключенного к запросному входу 35 устройства.

Величина задержки сигнала Конец цикла относительного тактового сигнала такова, что к моменту окончания действия на входе 44 устройства

сигнала Конец цикла абонент, запрос

0

5

0

5

0

5

0

5

которого в данном цикле обработан, снимает запрос. С приходом на вход 44 устройства сигнал Конец цикла в устройстве заканчивается цикл обработки текущего запроса и оно готово без задержки приступить к обработке последующего запроса. Причем в рассматриваемом примере после обработки запроса от абонента, подключенного к запросному входу 34 устройства, в зависимости от наличия запросов к моменту окончания цикла обработки текущего запроса обрабатывается в первую очередь запрос, поступающий на один из запросных входов 36-39 устройства, при отсутствии таких запросов обрабатывается запрос,поступающий на входы 32 или 33, а при отсутствии и этих запросов обрабатывается запрос, поступающий на запросный вход 35 устройства.

При одновременном поступлении запросов на первый 27 и второй 28 запросные входы любого узла приоритета очередность обработки запросов строго определена - первым обрабатывается запрос, поступающий на первый запросный вход 27 узла приоритета. Такой режим обслуживания запросов обеспечивается благодаря тому, что в момент поступления низкого потенциала на первый запросный вход 27 на выходе формирователя 22 оди- . ночного импульса формируется импульс отрицательной полярности с длительностью, превышающей время переходных процессов в элементах И-НЕ 16 и 17, Этот импульс поступает на первый вход элемента И-НЕ 20 и блокирует прохождение на вход элемента И-НЕ 19 сигнала запроса от второго запросного

входа 28 узла приоритета. Если запрос поступает на первый запрос7

Hboi вход 27 во время обработки узлом приоритета запроса, поступившего на второй запросный вход 28, вырабатьшаемый формирователем 22 импульс отрицательной полярности не оказывает никакого влияния на ра- боту приоритета.

В течение части цикла обработки устройством следующего запроса до момента появления на его входе 43 сигнала в регистре 9 сохраняется двоичный адрес абонента, запрос которого обслуживался в предыдущем цикле, т.е. двоичный адрес абонента, подключенного к запросному входу 34 устройства. При поступлении на вход 45 устройства сигнала в виде импульса положительной полярности, являющегося например, сигналом неисправности, обнаруженным общим ресурсом системы в предьщущем цикле во время обслуживания запроса от абонента, подключенного к запросному входу 34 устройства, на соответствующем этому абоненту ответном выходе из второй группы 47 ответных выходов устройства формируется сигнал, например сигнал неисправности в виде импульса положительной полярности. Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается возможность совмещения обработки следующего запроса с передачей сигнала, поступившего на вход 45 устройства, абоненту, обслуженному в предьздущем цикле работы устройства. Благодаря этому сокращается длительность цикла обработки запросов и, следовательно, повышается быстродействие работы устройства. Кроме того, быстродействие работы предлагаемого устройства повышается также за счет уменьшения величины задержки ответных сигналов при их прохождении через устройство.

Формула изобр.етения

Устройство приоритета, содержащее (п-1) узлов приоритета (п - число запросных входов устройс гва), тактовый вход устройства соединен с товыми входами узлов приоритета, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены m демульти- плексоров (т ), два дешифратора, шифратор и регистр, причем узлы приоритета образуют пирамидаль190328

ную матрицу из га строк, причем 1 я строка содержит PJ (где Р. n/2;i 1, m) узлов приоритета, первый выход (2j)-ro узла приоритета k-й строки

5 , Рк

(j, Ь 9 ; Km-l) соединен с

I к Z,

первым запросным входом j,, -го узла приоритета (k+1)-й строки, первый выход (2j )-го узла приорите та k-й строки соединен с вторым запросным входом j ,,го узла приоритета (k+1)-й строки, а первый выход узла приоритета т-й строки является сигнальным выходом устройства, первые и вторые входы узлов приоритета первой строки являются запрос- ными входами устройства, вторые выходы всех узлов приоритета соединены с входами шифратора, группа выходов

20 которого соединена с группами информационных входов первого дещифратора, регистра и является группой выходов адреса абонента устройства, группа выходов регистра соединена с группой информационных входов второго дешифратора, причем i-й информационный выход регистра соединен с i-м управляющим входом i-ro демультиплексора, информационные входы демульти- 30

f5

25

плексоров соединены с входом конца цикла устройства, 2,-й выход k-ro демультиплексора соединен с первым гасящим входом узла

k1 ji -1 U уллс

приоритета k-й строки, {2j,-1)-й 35 выход k-ro демультиплексора соединен с вторым гасящим входом j, -го узла приоритета k-й строки, вход чтения запроса .устройства соединен с входом записи регистра и стробирую- 40 щим входом первого депифратора, группа выходов которого является первой группой выходов идентификации абонентов устройства, вход аварии устройства соединен со стробирующим входом второго дешифратора, группа выходов которого является второй группой выходов идентификации абонентов устройства.

JQ 2. Устройство по П.1, о т л и- чающееся тем, что узел приоритета содержит элемент И, пять элементов И-НЕ, элемент НЕ и формирователь одиночного импульса, причем

сг первые входы первого и второго элементов И-НЕ являются соответственно первым и вторым гасящими входами узла приоритета, вторые входы пер- вого и второго элементов И-ИЕ соеди9 3

йены с тактовым входом узла приоритета,выход первого элемента И-НЕ соединен с третьим входом второго элемента И-НЕ, первым входом третьего элемента И-НЕ, первым входом элемента И, выход которого является

первым выходом узла приоритета, второй вход третьего элемента И-НЕ является первым запросным входом узла приоритета и соединен с входом форми.рователя одиночного импульса, выход второго элемента И-НЕ соединен с третьим входом первого элемента И-НЕ, вторым ВХОДОМ элемента И, первым

входом четвертого элемента И-НЁ и является вторым выходом узла приоритета, первый и второй входы пятого элемента И-НЕ соединены соответствен- но с выходом формирователя одиночного импульса и с выходом элемента НЕ, вход которого является вторым запросным входом узла приоритета, четвертые входы первого и второго элементов И-НЕ соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элементов И-НЕ, а выход пятого элемента И-НЕ соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ.

Фиг. 2

иг

U

27j.28.27j.28

28

ЛTL.

Редактор О.Бугир

Составитель М.Сорочан

Техред М.Ходанич Корректор М.Демчик

Заказ 2513/43Тираж 672Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

-. ™ 1---Г1 - J-

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах для управления очередностью обслуживания случайным образом возникающих запросов от нескольких абонентов к общему ресурсу. Цель изобретения - повышение быстродействия работы устройства. Устройство приоритета содержит узлы 1-7 приоритета, шифратор 8, регистр 9, дешифраторы 10 и 11, демультиплексоры 12-14. В устройстве обеспечивается возможность совмещения обработки следукядего запроса с передающей сигнала абоненту, обслуженному в предыдущем цикле работа устройства. Благодаря этому сокращается длительность цикла обработки запросов и, следовательно, повышается быстродействие устройства. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. 00 со о 00