Многоканальное устройство для организации доступа к ресурсам Советский патент 1987 года по МПК G06F9/50 

11

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для формирования очереди к различным ресурсам в многопрограммных и многопроцессорных вьпислительньпс системах.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет формирования очереди к разнотипным ресурсам вычислительной системы.

На фиг.1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 - структурная схема узла формирований очереди.

Устройство (фиг.1) содержит регистр 1 заявок, регистры 2 типа заявки группы, триггер 3 управления, генератор 4 импульсов, элемент И 5, груп

Первый режим. Этот режим характеризуется тем, что все разряды регистра 14 находятся в нулевом состоянии.

пу элементов И 6, группу элементов

И 7, группу элементов 8 запрета, шиф- 20 Нулевыми сигналами с единичных выхоратор 9, группу блоков элементов дов разрядов регистров 14 закрыты

И 10, группу схем 11 сравнения, группу регистров 12 типа ресурса, элемент 13 задержки, регистр 14 готовности ресурсов, группу элементов И 15, элемент 16 задержки, группу элементов И 17, группы входных элементов И 18, группу узлов 19 формирования очереди,

30

25

группу узлов 20 сравнения, каждый из которых включает в себя элемент ИЛИ 21, группу элементов И 22 и группу схем 23 сравнения, выходы 24 устройства, информационные входы 25 узлов 19, управляющие входы 26 узлов 19, входы 27 готовности устройства, входы 28 заявок устройства, входы 29 типа заявок устройства, вход 30 запуска устройства, вход 31 останова устройства, входы 32 типа ресурса

элементы И 17. С помощью узлов 20 сравнения, состоящих из элементов ИЛИ 21, элементов И 22 и схем 23 сравнения, обеспечивается передача сигналов заявок с выходов регистра 1 через элементы И 7 для выбора приоритетной из них элементами 8 запрета. 1

Пусть в регистрах 2 приняты двоичные коды различных требуемых ресурсов. При этом одной из схем 23 сравнения в каждом узле 20 сравнения формируется единичный сигнал, открывающий по первому входу один из одноименных 5 элементов И 21. Так как регистр 14 установлен в состояние О, то элементы И 21 всех узлов 20 открыты по вторым входам, обеспечивая формирование единичных сигналов через элеустройства, узлы 19 вьтолнены в соот- менты ИЛИ 21 на вторых входах эле- ветствии с известным устройством за ментов И 7, При этом позиционный исключением того, что шифратор для этих узлов общий (шифратор 9).

код заявок с выходов регистра 1 поступает на входы элементов 8 запрета. Эти элементы подключены к выходам элементов И 7 по приоритетной схеме и обеспечивают выбор старшей единицы кода, начиная с младшего разряда регистра 1. Выделенная единица преобразуется шифратором 9 в двоичный код номера абонента, приоритетного на данный момент времени. Код с выхода шифратора 9 поступает на элементы И 18 всех групп. Одновременно единичным сигналом унитарного кода на вхо- де шифратора 9 открыт соответствующий блок элементов И 10. При этом двоичный код требуемого типа ресурса приоритетного абонента из соответстКаждьй узел 19 формирования очереди (фиг.2) содержит группу регистров 33 сдвига, группу элементов И 34, группу элементов ИЛИ-НЕ 35, группу элементов ИЛИ 36 и дешифратор 37.

Устройство работает следующим образом.

Исходное состояние устройства характеризуется тем, что триггер 3, регистры 2 и 14 и регистры 33 установлены в состояние О (не показано) .

При необходимости обращения к устройству по входам 32 в соответствующие регистры 12 заносятся коды типов

ресурсов, устанавливаемых программным способом в вычислительной системе. По входам 28 в регистр 1 поступают заявки одновременно с кодами типа ресурса по входам 29, принимаемыми в соответствующие регистры 2.

В зависимости от соотношения свободных и занятых ресурсов устройство может функционировать в следующих режимах: формирование очереди заявок к требуемым ресурсам, когда все К ресурсов заняты; передача на обслуживание заявок К свободным ресурсам; формирование очереди заявок к занятым ресурсам и передача на обслуживание заявок свободным ресурсам.

Первый режим. Этот режим характеризуется тем, что все разряды регистра 14 находятся в нулевом состоянии.

0

5

элементы И 17. С помощью узлов 20 сравнения, состоящих из элементов ИЛИ 21, элементов И 22 и схем 23 сравнения, обеспечивается передача сигналов заявок с выходов регистра 1 через элементы И 7 для выбора приоритетной из них элементами 8 запрета. 1

Пусть в регистрах 2 приняты двоичные коды различных требуемых ресурсов. При этом одной из схем 23 сравнения в каждом узле 20 сравнения формируется единичный сигнал, открывающий по первому входу один из одноименных 5 элементов И 21. Так как регистр 14 установлен в состояние О, то элементы И 21 всех узлов 20 открыты по вторым входам, обеспечивая формирование единичных сигналов через элементы ИЛИ 21 на вторых входах эле- ментов И 7, При этом позиционный

5

код заявок с выходов регистра 1 поступает на входы элементов 8 запрета. Эти элементы подключены к выходам элементов И 7 по приоритетной схеме и обеспечивают выбор старшей единицы кода, начиная с младшего разряда регистра 1. Выделенная единица преобразуется шифратором 9 в двоичный код номера абонента, приоритетного на данный момент времени. Код с выхода шифратора 9 поступает на элементы И 18 всех групп. Одновременно единичным сигналом унитарного кода на вхо- де шифратора 9 открыт соответствующий блок элементов И 10. При этом двоичный код требуемого типа ресурса приоритетного абонента из соответст0

вующег о регистра 2 через одноименный бл(ж элементов И 10 поступает на первые BXO;U)| всех схем 1 1 сравнения группы, на вторых входах которых присутствуют двоичные коды типов ресурсов вычислительной системы из соответствующих регистров 12. Одна из схем 1I сравнения формирует при совпадении кодов единичный сигнал, пос- тупаю1ций на первые входы элементов И 18 соответствующей входной группы.

Работа устройства начинается по сиг11алу запуска, поступающему по входу 30 и устанавливающему триггер 3 в состояние 1. При этом элемент И 5 открывается единнчпым с единичного выхода триггера 3, и импульсом генератора 4 двоичный код номера абонента с выходов шифратора 9 передне ся череч открытые элементы 18 н соответствующ - : узел 19 формирования очпреди.

Формирорание очереди в каждом из узлов 19 организовано одинаково и выполняется следующим образом. Так как регистры 33 (фиг.2) установлены в О, на выходе последнего элемента 1ШИ-НЕ 35 формируется едигшчньтй сиг- Г1ал, которым открыты последние элементы И 34 всех групп, а на выходах остальных элементов И. 35 устанавливаются 1;улевг.1е сигналы. Поэтому двоичньп код с входом 25 принимается в последние разряды регистров 33.

После завершения переходных процессов в регистрах 33 единичньш сигнал с выхода последнего элемента ИГШ-ЛЕ 35 снимается. При этом на входе предпоследнего элемента 1ШИ-НЕ 35 формируется единутчнр11Й сигнал, которым oi- крываются предпоследние элементы Н 34 всех групп, а на выходах элементов ИЛИ-НЕ 35 с (п - 2)-го по первый устанавливаются нулевые сигналы. Этим самь.1м двоичный код очередного абонента, требующего данный тип ре- гурса, записан н предпоследние разряды регистров 33.

Выходнь1е сигналы с последних разрядов регистров 33 поступают на де- ш 1фратор, преобразующий дрокчньп код номера абонента в унитарньп. При этом един1-тчный сигнал формируется на выходе 24, номер которого соответст- пует номеру приоритетного абонента.

Если ресурс занят, в данном узле 19 формирования очереди из потока заявок формируется очередь к требуемому ресурсу. При этом для исключения отказа в обслужива ши разрядность регистров 33 выбирается равной числу абонентов. Процесс передачи двоичного кода номера абонента в регистры 33, т.е. один цикл работы устройства в первом режиме, завершается гашением соответствующего разряда регистра ) заявок

задержанным импульсом генератора 4 элементом 13 задержки через соответ- ствуктий открытьй элемент И 6 сигналом выбранной приоритетной заявки элемента 8 запрета. Время задержки

элементом 13 задержки выбирается так, чтобы к моменту появления импульса на вторых входах элементов И 6 завершились переходные процессы при формировании кода номера абонента и записи его в очередь в выбра}1ном узле 19 формирования очереди.

По :)авертО 1ии обслуживании заявки по входам 27 в устройство подаются сигнатш освобождения соответствующих

ресурсов, устанавливающие одноименные разряды регистра 4 в состояние 1.

Пусть в один и тот же момент времени в регистр 14 поступают сигналы

от всех ресурсов. Для данного случая характерен второй режим работы устройства . При этом единичными сигналами с одноименных выходов разрядов регистра 14 открыты по вторым входам

одноименные элементы И 15 и 17, а нyлeвы и сигналами с нулевых его выходов блокируется передача сигналов с В1,1ходом схем 23 сравнения во всех узлах 0 сравнения группы через элементы И 22 и ИПИ 21 на вторые входы элементов И 7. Поэтому на входах шифратора 9 устанавливаются нулевые сигналы. Кроме того, нулевымт сигналами с гулевых выходов разрядов регистра 4 блокируется передача кода с выходов дещифратора 9 через элементы И 18 всех групп,

В этом режиме производится одно- временный сдвиг содержимого регистров 33 во всех узлах 19 формирования очереди импульсом генератора 4, проходящим на входы 26 через открытые элементы И 17. По этому импульсу, поступающему на входы регистров 33 сдчига, производится СДРИГ их содержимого на один разряд в сторону старщих разрядов так, что в последних разрядах устанавливается двоичный код очередного абонента.

Пусть, до сдвига во всех регистрах 33 бьта сформирована очередь заявок. Тогда после сдвига в первых разрядах регистра 33 устанавливается нулевой код. При этом, так как во всех последующих разрядах регистров 33 записаны ненулевые коды, то на выходах соответствую1п;их элементов ИЛИ-НЕ 35 сформированы 1гулевые сигналы, поступающие через элемент ИЛИ 36 на соответствующий вход элемента ИПИ-НЕ 35 . А так как в первых разряfO

ваются элементы И 15 и 17, обеспечивая передачу импульса генератора 4 для сдвига кодов в узле 19, и гашение первого разряда регистра 14,

Таким образом, в данном режиме производится по одному и тому же импульсу сдвиг кодов в узлах 19, на которые поступают сигналы от соответствующих ресурсов, а в одном из остальных узлов 19 - формирование очереди к требуемому ресурсу.

При необходимости изменения кодов типов ресурсов в регистрах 12 либо отключения устройства по входу 31

дах регистров 33 нулевые коды, то на t5 поступит сиг нал останова, по которо- выходе элемента ИЛИ-НЕ 35, формирует- му триггер 3 устанавливается в сосчл

ся единичньо сигнал, открывающий по вторым входам элементы 34 во всех группах.. Тем самым обеспечивается возможность приема очередного кода номера абонента в очередь к данному ресурсу.

Второй режим завершается установкой в нулевое состояние разрядов ретояние О. Нулевым сигналом с единичного выхода триггера 3 блокируется передача импульсов генератора 4 20 через элемент И 5.

Формула изобретения Многоканальное устройство для оргистра 14 задержанным импульсом гене- 5 ганизации доступа к ресурсам, содер- ратора 4 элементом 16 задержки через жащее регистр заявок, входы которого открытые элементы И 15. Время задержки элементом 16 задержки выбирается

являются входами запросов устройства, группу регистров типа заявок, входы которых являются входами типа заявок держанного импульса на первых входах 30 устройства, группу регистров типа ре- элементов И 15 завершились переходные сурса, входы которых являются входами типа ресурсов устройства, первую и вторую группы элементов И, группу схем сравнения, группу блоков элемен- 35 тон И, регистр готовности ресурсов, единичные входы разрядов которого яв- ЛЯЮ1 :я входами готовности устройства, два элемента задержки, триггер управления, элемент И и генератор импуль- 3, а в остальных узлах 19 - продолже- 40 сов, выход которого подключен к пер- ние формирования очереди.вому входу элемента И, первые входы

элементов И первой группы подключены к соответствующим выходам регистра заявок, входы установки в О разря- 45 дов которого соединены с выходами соответствующих элементов И второй группы, выходы каждого регистра типа заявки группы соединены с группой входов соответствующего блока элемен- 50 тов И группы, выходы каждого регистра типа ресурса группы подключены к первой группе входов одноименной схемы сравнения группы, отличающееся тем, что, с целью

бор приоритетной заявки для формиро- расширения фунциональных возможнос- вания очереди К занятым ресурсам. тей за счет формирования очереди к Единичным сигналом с единичного выхо- разнотипным ресурсам, в него введены да первого разряда регистра 14 откры- шифратор, третья и четвертая

так, чтобы к моменту появления запроцессы при сдвиге кодов в регистрах 33 узлов 19 формирования очереди.

Третий режим работы устройства характерен тем, что при поступлении сигналов завершения обслуживания от ряда ресурсов в соответствуюш11х узлах 19 формирования очереди организуется сдвиг содержимого регистров

Пусть, например, от первого ресурса по входу 27, в первый разряд регистра 14 поступит сигнал его освобождения. При этом нулевым сигналом с нулевого выхода первого разряда блокируются элементы И IS , запрещая

тем самым поступлен1г двоичного кода I

номера абонента в узел 19 формирования очереди. Кроме того, данным сигналом блокируется передача сигналов заявок из регистра 1, требующих для обслуживания именно этот тип ресурса. Тем самым обеспечивается вы

ваются элементы И 15 и 17, обеспечивая передачу импульса генератора 4 для сдвига кодов в узле 19, и гашение первого разряда регистра 14,

Таким образом, в данном режиме производится по одному и тому же импульсу сдвиг кодов в узлах 19, на которые поступают сигналы от соответствующих ресурсов, а в одном из остальных узлов 19 - формирование очереди к требуемому ресурсу.

При необходимости изменения кодов типов ресурсов в регистрах 12 либо отключения устройства по входу 31

чл

тояние О. Нулевым сигналом с единичного выхода триггера 3 блокируется передача импульсов генератора 4 через элемент И 5.

Формула изобретения Многоканальное устройство для ор7 И,

группа зле- К узлов формиро-число ресурсов)

-число источнигруппы элементов ментов запрета, вания очереди (К К групп по п (п ков запросов) входных элементов И узлов формирования очереди, группа из п узлов сравнения, каждый из которых содержит группу схем сравнения группу элементов И и элемент ИЛИ, причем выход триггера управления подключен к второму входу элемента И, выход которого соединен с первыми входами элементов И каждой из входных групп узлов формирования очереди с первыми входами элементов И третьей группы, через первый элемент задержки с первыми входами элементов И второй группы и через второй элемент задержки с первыми входами элементов И четвертой группы, выходы которых подключены к входам установки в О соответствующих разрядов регистра готовности ресурсов, единичные выходы разрядов регистра готовности ресурсов подключены к вторым входам соответствующих элементов И третьей и четвертой групп, нулевые выходы разрядов регистра готовности ресурсов подключены к вторым входам элементов И входной группы одноименного узла формирования очереди, выход t-ro элемента И первой группы (i 2,3,...,п) соединен с прямым входом (i - 1)-го элемента запрета группы, выходы элементов И первой группы подключены к одноименным инверсным входам одноименного и последующих элементов запрета группы, выход первого элемента И первой группы соединен с управляющим входом пер- 40 группы каждого узла сравнения соеди- вого блока элементов И группы, с вторым входом первого элемента И второй группы с первым входом шифратора, выходы элементов запрета группы подключены к входам шифратора, начиная

кены с инверсным выходом 1-го разряда регистра готовности ресурсов, единичный и нулевой входы триггера управления являются входами запуска и 45 останова устройства соответственно.

Ш

15

222848

с второго, вторым входам СООТПРТСТ- вующих элементов И второй группы, начиная с второго, и с управляющими входами блоков элементов И группы, начиная с второго, выходы блоков элементов И группы объединены и подключены к второй группе входов схем сравнения группы, выход каждой схемы сравнения которой соединен с третьими входами элементов И входной группы одноименного узла формирования очереди, выходы шифратора подключены к четвертым входам элементов И входных групп каждого узла формирования очереди, выходы элементов И каждой входной группы соединены с информационными входами своего узла формирования очереди, управляющий вход кото,- рого подключен к выходу одноименного элемента И третьей группы, выходы каждого узла формирования очереди являются соответствующей группой выходов устройства, в каждом узле сравнения группы первые входы схем сравне 5 ния группы объединены и подключены к выходам одноименного регистра типа заявки, вторые входы каждой схемы сравнения группы всех узлов сравнения соединены с входами одноименного

30 регистра типа ресурса, выходы схем сравнения группы в каждом узле сравнения подключены к первому входу одноименного элемента И группы, выходы элементов И группы в каждом узле

35 сравнения соединены с входами элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ узлов сравнения подключены к вторым входам одноименных элементов И первой группы, вторые входы i-x элементов И

20

40 группы каждого узла сравнения соеди-

кены с инверсным выходом 1-го разряда регистра готовности ресурсов, единичный и нулевой входы триггера управления являются входами запуска и 45 останова устройства соответственно.

n-

Редактор Н.Рогулич

Составитель М.Кудряшев

Техред Л.Олийнык Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2865/45Тираж 672Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

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

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

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для формирования очереди к различным ресурсам в многопрограммных и многопроцессорных вычислительных снстемах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет формирования очереди к разнотипным ресурсам. Устройство содержит шифратор, регистр заявок, группу ресурсов типа заявки, блок регистров типа ресурса, четыре группы элементов И, группу регистров сдвига, группу схем сравнения, группу блоков элементов И, регистр готовности ресурсов, два элемента задержки, триггер управления, узлы формирования очереди, элемент И и генератор импульсов. Устройство может работать в режиме формирования очереди для всех ресурсов, сдвига очереди для каждого из ресурсов либо формирования очереди для занятых ресурсов и сдвига очереди - для свободных. Формирование очереди к различным ресурсам обеспечивается наличием для каждого ресурса узла формирования очереди. 2 ил. ё (Л :о N0 о 90