Устройство для опроса источников дискретных сообщений Советский патент 1988 года по МПК G06F13/00 

Од

ел

со

цшг.1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для опроса источников дискретных сообщений,

Целью изобретения является сокращение времени опроса приоритетных i источников дискретных сообщений. i На фиг, 1- представлена блок-схема I устройства; на фиг. 2 и 3 - времен- I ные диаграммы его работы. Устройство содержит (фиг. I) блоки 1 анализа состояния каналов, блок I 2 синхронизации, которые включают I триггеры 3 группы, элементы И 4 и 5 I первой и второй групп, элементы ИЛИ 6 : группы, элемент ИЛИ 7, запросные вхо- : ды Sj-S блоков 1, входы 9 разрешения ; блоков 1, входы 10- управления блоков I 1, выходы 11 запросов блоков 1, выхо ды разрешения блоков 1, пер вьй - третий элементы И 3, 14, 15 блоков I, элементы ИЛИ 16 группы, элемент ИЛИ 17, элементы И 18 третьей группы блоков 1, входы 9 -19fg запросов, выход 20 управления и выходы 21,-21,, разрешения блока 2, эле- : менты НЕ 22 и элемент И 234 ; Устройство работает следующим об- 1 разом..

I При отсутствии на входах 8 запро- I сов триггеры 3 в блоках 1 и 2 будут находиться в режиме самовозбуждения. I По каждому кольцу в этих блоках, со- ; стоящих из триггеров 3, будут цирку- лировать волны переключений. Циркуляция волны проявляется в том, что на выходах триггеров 3 генерируется сигнал высокой частоты почти прямоугольной формы (порядка 10 мГц для прак- тически реализованной схемы, собранной на элементах 155 серии).

В блоках 1 количество триггеров 3 определяется количеством источников запросов, т.е. количеством запросных входов 8. В блоке 2 количество триггеров равно количеству блоков I. В блоке 2 количество триггеров равно количеству блоков 1. В блоке 2 нулевые входы всех триггеров 3, кроме последнего, соединены с единичньгм выходом последнего триггера 3, а их нулевые выходы соединены с группой входов элемента И 23, выход которого подключен к входу сброса последнего триггера 3, поэтому циркуляция волны нулевых состояний в блоке 2 сводится к одновременному переключению в нулевое состояние всех триггеров 3j,

0 0

д

g

0

5

кроме последнего, а затем к переключению в нулевое состояние и этого последнего триггера сигналом с выхода элемента И 23. Время переходных процессов переключения в нулевое состояние названной группы из всех триггеров 3, кроме последнего, может быть различным, но это не нарушает работоспособность устройства. Это связано с тем, что сигнал на выходе элемента И 23 появляется только после переключения самого медленного триггера из этой группы. После этого происходит переключение в нулевое состояние и последнего триггера 3 в блоке 2.

В блоках 1 нулевые входы всех триггеров 3, кроме последнего, соединены с единичным выходом последнего триггера 3. Между единичным выходом предпоследнего (К-)-го триггера 3 и единичным входом последнего К-го триггера 3 включен элемент ИЛИ 17, который при наличии сигнала с выхода элемента И 14 не изменяет режима циркуляции волны единичных состояний. Переключение в нулевое состояние последнего, К-го триггера 3 происходит после появления сигнала на выходе элемента И 15, т.е. переключения в нулевое состояние самого медленного из остальных триггеров 3.

Таким образом, время нулевого цикла в кольце триггеров 3 блоков 1 и

2при отсутствии запросов равно времени переключения в нулевое состояние двух триггеров 3 - самого медленного из названной группы триггеров и затем самого последнего триггера в кольце триггеров. Аналогично этому единичным циклом в кольце триггеров

3блоков 1 и 2 назовем время переключения в единичное состояние всех этих триггеров. Рассмотрим пример, когда устройство состоит из двух блоков 1. Каждьй из запросных входов 8 в блоках 1 имеет свой уровень приоритетности. Самый приоритетный - вход 8, которьм подключен к двухвходовому элементу И 5 (вход 8), следующий по приоритетности вход 8 подключен к трехвхо- довому элементу И 5 (вход 8) и т.д.

На фиг, 2 показана временная диаграмма в характерных точках устройства при отсутствии запросов на входах 8 (промежуток времени от t, до t/i) и в NiOMeHT бремени t поступления таких запросов. Промежуток времени от t /10

t- соответствует циркуляции волны переключении триггеров 3 в блоках 1 и 2. В качестве характерных выбраны последние триггеры 3 в кольце триггеров этих блоков. В указанный промежуток времени каждый из блоков 1 и 2 работает как независимый генератор импульсов, в котором нулевой цикл имеет меньшую длительность, чем единичн14Й цикл. На фиг. 2 фазы импульсов генерируемых блокамз-1 1 и 2, независимые и разные,

Из двух блоков 1 в приведенном примере блок 1 является более приоритетным, чем блок 1-2.. Это связано с тем, что выход 11 блока 1 подключен через вход 19 блока 2 к двухвхо- довому элементу И 5 блока 2, а выход 11 блока 1 подключен к трехвходово- му элементу И 5 блока 2, Соответственно, уровень приоритетности группы запросных входов 8 блока Ц выше, чем уровень приоритетности группы запросных входов 8 блока 1.

Во время цирку.-.яции волны единичных и нулевых состояний в блоке 2 на выходах элементов И 4 уровни сигнаго, данный сигнал разрешает работу i-му элементу И 4. Таким образом, при поступлении фронта волны единичных состояний триггеров 3 в каждом из двух блоков 1 на выходе i-ro элемента И 4 в этих блоках формируется сигнал разрешения обслуживания запроса канала, который поступает на вход

1Q элемента И 18 и на один из входов элемента ИЛИ 7 в своих блоках 1.

Так как другие входы элементов И 18 закрыты в это время по входам 9 30 всех блоках 1, то сигналы с выхо15 дов элементов И 4 не проходят на выходы 12 устройства (время tj на фиг. 3), В этот момент време}{и на выходе 11 каждого блока 1 появляется сигнал низкого уровня, который явля20 ется следствием фиксации блока 1 и его готовности выдать код запроса самого старшего приоритета в данном блоке 1,

Время начала фиксации блоков 1

25 различно и независимо друг ot друга, поэтому различным будет для каждого блока 1 и время от начала фиксации до начала опроса Фиксированного состояния блоком 2. Это время зависит от лов высокие и, соответственно, на ин- зо двух факторов: момента фиксации дан- версном выходе элемента ИЛИ 7 и выхо- ного блока 1 (или момента появления де 20 уровень низкий (фиг. 2). Поэтому низкий уровень на входах 10 блоков 1 закрывает в этих блоках элементы

сигнала на выходе 11 этого блока) и состояния блока 2 в этот момент времени, так как фиксирование приоритетго, данный сигнал разрешает работу i-му элементу И 4. Таким образом, при поступлении фронта волны единичных состояний триггеров 3 в каждом из двух блоков 1 на выходе i-ro элемента И 4 в этих блоках формируется сигнал разрешения обслуживания запроса канала, который поступает на вход

Q элемента И 18 и на один из входов элемента ИЛИ 7 в своих блоках 1.

Так как другие входы элементов И 18 закрыты в это время по входам 9 30 всех блоках 1, то сигналы с выхо5 дов элементов И 4 не проходят на выходы 12 устройства (время tj на фиг. 3), В этот момент време}{и на выходе 11 каждого блока 1 появляется сигнал низкого уровня, который явля0 ется следствием фиксации блока 1 и его готовности выдать код запроса самого старшего приоритета в данном блоке 1,

Время начала фиксации блоков 1

5 различно и независимо друг ot друга, поэтому различным будет для каждого блока 1 и время от начала фиксации до начала опроса Фиксированного состояния блоком 2. Это время зависит от двух факторов: момента фиксации дан- ного блока 1 (или момента появления

сигнала на выходе 11 этого блока) и состояния блока 2 в этот момент врения блоком 2. Это время зависит от двух факторов: момента фиксации дан- ного блока 1 (или момента появления

мени, так как фиксирование приоритет

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в цифровых системах, в частности в устройствах обмена информацией. Целью изобретения является сокращение времени опроса приоритетных источников дискретных сообщений. Устройство содержит блоки анализа состояний каналов и блок 2 синхронизации, каждый из.которых содержит группу из каскадно соединенных триггеров 3,-3( и и две группы элементов И 4 и 5, источники дискретных сообщений подключены к блокам анализа 1 по принципу группового приоритета. В блок 2 введены элемент И 23 ji элемент ИЛИ 7, а в каждый из блоков анализа введены элементы ШШ 6, 16, третья группа элементов И 18, элементы И 13, 14, 5 и элементы ИЛИ 7, 17. Каждый из блоков анализа состояний работает асинхронно до момента определения самого приоритетного источника дискретных сообщений внутри блока, а затем блок 2 синхронизации обеспечивает обслуживание самого приоритетного из указанных блоков. 3 ил. о сл с

И 13, тем самым открываются элементы И 14, и это не препятствует циркуляции волны единичных- и нулевых состояний в блоках 1 до тех пор, пока хотя бы на одном из запросных входов 8 не появится сигнал запроса низкого уровня.

Пусть одновременно в момент време

ни t,i (фиг. 2) появятся запросы на входах 8 обоих блоков 2 устройства. Происходящие после этого изменения уровней потенциалов в характерных точках устройства показаны на фиг. 3, где промежутки времени соответствуют времени, показанному на фиг. 2, При переходе каждого из блоков 1 в состояние нулевого цикла на прямых входах элементов И 5 формируются сигналы логической единицы, и в результате на выходе i-ro элемента И 5 формируется сигнал логической единицы, который через i-й элемент ИЛИ 6 и управляющий вход запрещает продвижение фронта волны единичных состояний триггеров на i-й триггер 3, Кроме то

ной ситуации, т.е. фиксирование состояний выходов 1 (входов 19), происхо дит всегда в нулевом цикле блока 2. При этом в блоке 2 на первых входах элементов И 5 формируются сигналы

-логической единицы и в результате на выходе i-го элемента И 5 будет формироваться сигнал логической единицы, который через элемент НЕ 22 запрещает продвижение фронта волны

единичных состояний триггеров на i-й триггер 3. Кроме того, данный сигнал разрешает работу элементу И 4, Тем самым при поступлении фронта волны на вход i-ro триггера 3 на выходе i-ro элемента И 4 в блоке 2 появляется сигнал разрешения низкого уровня, который через выход 21 поступает на соответствующий вход 9 самого приоритетного в данньш момент времени блока 1, Для указанного примера это соответствует появлению сигнала разрешения низкого уровня на входе 9 блока Ц (время tj на фиг. 3). Одновременно с этим сигналом появляется

сигнал высокого уровня на инверсном выходе элемента ИЛИ 7 блока 2, т.е. на -выходе 20 этого блока и, соответственно, на входах 10 всех блоков 1. Так как на обоих входах одного из элементов И 18 самого приоритетного блока 1 (для указанного примера блока Ц) происходит совпадение, то на выхогеров 3, в которых сигналом по управляющим входам заблокированы единичные входы, то все триггеры, кроме последних, устанавливаются в нулевое состояние. После того как в названных блоках 1 все триггеры 3, кроме К-го, переключаются в нулевое состояние, совпадения по входам И 15

де элемента И 18 и на соответствующем iо и этих блоках не происходит, так как

выходе 12 появляется сигнал разреше- : ния, длительность которого определя- ; ется временем обслуживания самого ; приоритетного (на момент времени t. на фиг. 3) источника запроса на об- ; служивание (время Т, на фиг. 3). При ; этом элемент И 13 этого блока закрыт I сигналом по входу 9, поэтому на вы- i ходе элемента И 13 уровень сигнала I остается прежним, и состояние триг- ; геров 3 не изменяется до конца времени обслуживания данного источника запроса -на обслуживание.

В необслуживаемом в данный момент времени блоке Ц происходит совпадение на входах элементов И 13, поэтом на его инверсном выходе сигнал становится инверсным по сравнению с ; аналогичным сигналом в обслуживаемом J блоке 1.

; Этот Сигнал используется для ус- тановки в необслуживаемых блоках 1 всех триггеров 3, кроме последнего ; k-го триггера, в нулевое состояние. , При этом сигналом с вькода элементов И 13 в блоках 1 через вторые входы элементов ИЛИ 6 блокируются единичные входы этих триггеров по управляющим входам,, Этим же сигналом с выхода элемента И 13 аналогичным образом через элемент ИЛИ 16 вначале блокируется нулевой вход последнего, К-го триггера. Затем, когда происходит Совпадение сигналов на всех трех входах И 14, сигналом с выхода этого элемента через второй вход элемента ИЛИ 17 подтвервдается единичное состояние К-го триггера в тех блоках 1 в которых в данное время триггер находится в единичном состоянии, или в противном случае происходит устанока его в это состояние.

Таким образом, в блоке 11 (в дан- ном примере, а в общем случае - во всех не принятых к обслуживанию бло - ках 1) происходит установка К-го тригера 3 в единичное состояние, а так как их единичные выходы подключены к нулевым входам всех остальньк триг

геров 3, в которых сигналом по управляющим входам заблокированы единичные входы, то все триггеры, кроме последних, устанавливаются в нулевое состояние. После того как в названных блоках 1 все триггеры 3, кроме К-го, переключаются в нулевое состояние, совпадения по входам И 15

в это время этот элемент закрыт по входу сигналом с выхода элемента И 13.

Следовательно, во всех блоках 1,

кроме одного, принятого к обслуживанию (в приведенном примере блока , все триггеры 3, кроме последнего, будут установлены и зафиксированы в нулевом состоянии независимо от того,

в каком состоянии до этого они находились. Все изменения приоритетной ситуации, связанные с тем, что в этот период в блоках 1 могут появиться более приоритетные запросы, будут учтены, так как указанные триггеры зафиксированы в нулевом состоянии.

Такое состояние продолжается до тех пор, пока не будет снят в своем блоке по входу 8- обслуживаемьш запрос (момент времени t на фиг. 3). После снятия запроса в блоке 1 снимается и сигнал низкого, уровня с вькода элемента ИЛИ 7 в этом блоке, а также с соответствующего входа 19 блока 2. В оставшемся блоке Ij также снимается запросный сигнал с выхода 11, так как в этом блоке принудительно все триггеры 3, кроме последнего, установлены в нулевое состояние, при этом нет совпадения ни на одном из элементов И 4.

Так как на входах 19 блока 2 нет сигналов, то в нем продолжается распространение фронта волны единичных состояний, и на всех входах элемента ИЛИ 7 в этом блоке происходит совпа

0

;Дение, а на его выходе уровень сигнала становится низким. Тем самым во всех блоках 1 элементы И 13 закрыты по одному из входов, а по выходному сигналу элемента И 13 происходит совпадение по всем входам И 15. Этим же сигналом с выхода.элемента И 13 закрыт элемент И 14 и, так как на обоих входах элемента ИЛИ 17 уровни высокие, то на его выходе уровень становится низким - пассивным дпя единичного входа последнего, К-го триггера 3. Сигналом с выхода элемента И 15 этот триггер устанавливается в нулевое

состояние (t- на фиг. 3), Таким образом, после обслуживания самого приоритетного источника в самом приоритетном блоке 1 все триггеры в обоих блоках 1 устанавливаются в нулевое состояние; тем самым фиксируется новая приоритетная ситуация, и затем начинается перемещение фронта волны единичных состояний в блоках 1.

Аналогично рассмотренному случаю на выходе одного из элементов И 4 (соответствующего самому приоритетному запросу на момент времени t) в тех блоках 1, в которых есть запросы на обслуживание, появляется сигнал разрешения, который через элемент ИЛИ 7 и выход 11 поступает на вход 19 блока 2. Предположим, что новых

запросов в приведенном примере не по- -п группы (К 1, К, ), единичные ступает. Тогда следующим по приорите- входы триггеров группы, кроме перво- ту будет запрос по входу 8 в блоке

1

го и К-го, подключены соответственно к единичным выходам предшествующих триггеров группы, единичный и нуле I, Аналогично уже рассмотренному случаю, во время нулевого цикла блока 1 J определяется приоритетная ситу- 25 выходы К-го триггера rpyntibi сое- ация, затем во время единичного цикла динены соответственно с входом сброса первого триггера группы и с вторым входом первого элемента И первой группы, соединенным с единичным вхо- 2Q дом первого триггера группы, отличающееся тем, что, с цеэтого блока фиксируется код запроса и выставляется групповой запрос по выходу 11 в блоке 1. Этот запрос опрашивается в нулевом цикле блока и фиксируется во время единичного цикла блока 2, а для блока Ц это означает разрешение на выдачу кода запроса на информационные выходы 12.

Ф о рмула изобретения

Устройство для опроса источников дискретных сообщений, содержащее блок синхронизации и N блоков анализа состояния каналов, каждьм из которых включает группу триггеров и две группы элементов И, причем в блоке синхронизации, содержащем группу триггеров, две группы элементов И и группу элементов НЕ, первые входы i-x (i 1, N) элементов И первой и второй, групп подключены к нулевому выходу i-ro триггера группы, единичным входом подключенного к единичному выходу (i-l)-ro триггера группы и второму входу (i+l)-ro элемента И первой группы, третий вход которого соединен с выходом i-го элемента И второй группы и через i-й -элемент НЕ группы - со счетным входом i-го триггера, нулевой и единичный выходы N-ro триггера группы соединены соответственно с единичным входом первого триггера

35

40

45

50

55

С я

лью сокращения времени опроса приоритетных источников дискретных сообщений, в блок синхронизации введень элемент ИЛИ и элемент И, а в каждый блок анализа состояния.каналов - третья группа элементов И, группа элементов ИЛИ, два элемента ИЛИ и три элемента И, причем в блоке синхронизации нулевые выходы триггеров, группы, кроме N-ro, соединены с группой входов элемента И, выходом подключенного к нулевому входу N-ro триггера группы, единичный выход которого соединен с нулевым входом К-го триггера группы (К 2, N - 1), выходы элементов И первой группы подключены к группе входов элемента ИЛИ, инверсный выход которого соединен с первыми входами первых элементов И блоков аналцза состояния каналов, в i-M блоке- анализа состояния каналов инверсный выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И, входом третьего элемента И и первыми входами элементов ИЛИ.группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих элементов И второй группы, а инверсгруппы, соединенным с вторым входом первого элемента И первой группы и с нулевым входом первого триггера группы, в каждом блоке анализа состоя- НИН каналов нулевой выход j-ro (j 1, К),триггера группы соединен с первыми входами j-x элементов И первой и второй групп, единичный выход j-ro триггера группы соединен с вторым входом (j + O-ro элемента И первой группы, третьим входом соединенного с выходом (J+1)-го элемента И второй группы, второй вход которого являед ся входом устройства для подключения выхода запроса (j+1)-го источника дискретных сообщений соответствующей группы и соединен с группой входов К-го элемента И второй

группы (К 1, К, ), единичные входы триггеров группы, кроме перво-

го и К-го, подключены соответственно к единичным выходам предшествующих триггеров группы, единичный и нуле выходы К-го триггера rpyntibi сое- инены соответственно с входом сброса первого триггера группы и с вторым входом первого элемента И первой группы, соединенным с единичным вхо- дом первого триггера группы, отичающееся тем, что, с це5 выходы К-го триггера rpyntibi сое- динены соответственно с входом сброса первого триггера группы и с вторым входом первого элемента И первой группы, соединенным с единичным вхо- Q дом первого триггера группы, отличающееся тем, что, с це5

0

5

0

5

С я

лью сокращения времени опроса приоритетных источников дискретных сообщений, в блок синхронизации введень элемент ИЛИ и элемент И, а в каждый блок анализа состояния.каналов - третья группа элементов И, группа элементов ИЛИ, два элемента ИЛИ и три элемента И, причем в блоке синхронизации нулевые выходы триггеров, группы, кроме N-ro, соединены с группой входов элемента И, выходом подключенного к нулевому входу N-ro триггера группы, единичный выход которого соединен с нулевым входом К-го триггера группы (К 2, N - 1), выходы элементов И первой группы подключены к группе входов элемента ИЛИ, инверсный выход которого соединен с первыми входами первых элементов И блоков аналцза состояния каналов, в i-M блоке- анализа состояния каналов инверсный выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента И, входом третьего элемента И и первыми входами элементов ИЛИ.группы, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих элементов И второй группы, а инверсlaie выходы - со счетными входами соответствующих триггеров группы, лЧуле- вые входы которых, кроме первого и К-го, соединены с единичным выходом К-го триггера группы, нулевым входом подключенного к выходу третьего элемента Hj а единичным входом - к инверсному выходу первого элемента ИЛИ, первьй и второй входы которого соединены соответственно с единичным выходом (K-l)-ro триггера группы и инверсным выходом второго элемента И, вторым и третьим входами подключенного к выходу К-го элемента ИЛИ группы и ; вьксоду третьего элемента И, группа :входов которого соединена с нулевыми :выходами триггеров группы,, кроме ну- Iлевого выхода К-го триггера, выходы I элементов И первой группы соединены

IЦиклы

Фие.2

с первыми входами соответствующих элементов И третьей группы и группой входов второго элемента ИЛИ, инверсный выход которого соединен с вторым входом i-ro элемента И второй группы и группой входов К-1 О (К 1 , N, К С i) элемента И второй группы блока синхронизации, выходы элементов И

третьей группы i-ro блока анализа

состояния каналов являются соответствующей группой выходов устройства для подключения к входам разрешения соответствующих источников дискретных

сообщений i-й группы, i-ro

элемента И первой группы блока синхронизации соединен с вторыми входами первого элемента И и элементов И третьей группы i-ro блока анализа состояния каналов.

tjtztjiittstst-fts

Фиг.З