Устройство для управления очередностью обслуживания Советский патент 1989 года по МПК G06F9/50 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для организации магистрального обмена данными между несколькими ЭВМ, ЭВМ и внешними устройствами и другим оборудованием, объединенными в локальную сеть, а также в системах, в которые поступает общий входной поток заявок «высокого и «низкого приоритетов, когда необходима сортировка поступающих заявок по классам одного приоритета, и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1146674.

Цель изобретения - расширение области применения.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - структурные схемы соответственно блоков селекции и управления очередью.

Устройство содержит распределитель 1 импульсов, узлы 2 формирования запросов, входы 3 узлов 2, входы 4 разрешения, входы 5 управления устройства, выходы 6 устройства и элемент И 7, элемент ИЛИ 8, триггер 9, одновибраторы 10 и 11, элемент НЕ 12, усилитель 13, элемент 14 задержки, тактовый генератор 15, двоичный счетчик 16,

одновибратор 17, дешифратор 18, выход 19 распределителя 1 импульсов, блоки 20 селекции, блоки 21 управления очередью, выходы 22 и 23 блоков 20, запросные входы 24 устройства.

Каждый блок 20 селекции содержит элемент 25 задержки, элементы И 26 и 27, счетчики 28 и 29, элементы 30 и 31 запрета, элемент И 32, триггер 33, элемент И 34, триггер 35, элемент ИЛИ 36, элементы 37 и 38 задержки.

Каждый блок 21 управления очередью содержит группу элементов И 39, регистр 40, элемент ИЛИ 41, группу элементов И 42, регистр 43, группу элементов 44 запрета, элемент ИЛИ 45, элемент ИЛИ 46, группы 47 и 48 выходов устройства, триггеры 49 регистра 40, элементы И 50 регистра 40, триггеры 51 регистра 43, элементы И 52 регистра 43.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии ни один из источников информации, в качестве которых могут выступать, например, ЭВМ, не выдает запроса по входу 24 на захват общей магистрали для передачи информации от неW

J оо

i

О5

ел

Ю

го. Тактовый генератор 15 постоянно вырабатывает импульсы, которые через выход 19 поступают на второй вход каждого из элементов И 27 в блоках 20 селекции. При отсутствии сигналов «Запрос на обслу- жива ние от источников информации на входах 24 импульсы с выхода генератора 15 не пройдут через элементы И 27 блоков 20 селекции, поскольку в каждом из этих блоков на первый вход элемента И 27 воз- действует сигнал низкого потенциала, а с выхода элемента И 26.

Если в случайный момент времени от какого-либо источника информации поступает сигнал на вход 24 соответствующего блока 20, то по истечении времени, кото- рое определяется временем задержки элемента 25 задержки, введенным для повышения помехозащищенности устройства, элемент И 26 открывается. Сигнал высокого потенциала с его выхода воздействует на первый вход элемента И 27, разрешая тем самым прохождение тактовых импульсов через него с выхода генератора 15. Предлагаемое устройство является многоканальным. Для каждого источника информации есть свой блок 20 селекции и блок 21 управле- ния очередью. Поэтому рассмотрим работу одного канала устройства, поскольку в остальных каналах проходят аналогичные процессы.

Импульсы с выхода элемента И 27 по- ступают на счетный вход счетчика 28 и одновременно - на счетный вход счетчика 29. В исходном состоянии счетчики 28 и 29 блока 20 обнулены. При поступлении на счетный вход счетчика 28 и на счетный вход счетчика 29 очередного импульса их состоя- ние увеличивается на единицу. Предполагаем, что каждый источник информации может выдавать сообщения двух типов - более важные и менее важные. Более важное для получателя сообщение является заявкой «высокого приоритета, менее важное - заявкой «низкого приоритета. Для того, чтобы определить, какое именно сообщение готово к выдаче в источнике информации, этот источник выдает на соответствующий ему запросные вход 24 сигнал определенной дли- тельности. За время, соответствующее сигналу высокого приоритета, через элемент И 27 проходит пять тактовых импульсов. По истечении этого времени очередной шестой импульс с генератора 15 через элемент И 27 не проходит, поскольку к моменту его прихода на второй вход элемента И 27 первый вход этого элемента закрыт.

За время, соответствующее сигналу низкого приоритета, через элемент И 27 проходит десять тактовых импульсов. По истечении этого времени очередной импульс с вы- хода генератора 15 через элемент И 27 не проходит, поскольку к моменту его прихода первый вход элемента И 27 закрыт. Счет0

5

0 5 „ 5 0

чики 28 и 29 имеют разные коэффициенты пересчета. Для рассматриваемого случая счетчик 28 имеет коэффициент пересчета, равный пяти, а счетчик 29 - равный десяти.

После поступления на счетный вход счетчика 28 пятого тактового импульса, на его выходе появляется сигнал переполнения высокого потенциала, который проходит через элемент 30 запрета, поскольку в этот момент времени на его инверсном входе присутствует сигнал низкого потенциала. Сигнал высокого потенциала с выхода элемента 30 запрета переключает триггер 33 в единичное состояние. Сигнал высокого потенциала с выхода триггера 33 по выходу 22 поступает на вход регистра 40, переключает в едининное состояние соответствующий триггер, что соответствует постановке заявке «высокого приоритета в очередь на обслуживание.

С выхода триггера 33 сигнал высокого потенциала поступает на первый вход элемента И 32 и на вход элемента 37 задержки. По истечении времени, которое определяется элементом 37 задержки, необходи мым для обеспечения переклбчения остальных элементов схемы, элемент И 32 открывается. Сигнал высокого потенциала с выхода элемента И 32 переключает триггер 33 в нулевое состояние. Переключение триггера 33 из единичного в нулевое состояние через элемент ИЛИ 36 обеспечивает обнуление счетчиков 28 и 29, стирание информации в которых осуществляется задним фронтом импульса

При поступлении сигнала, длительность которого соответствует заявке «низкого приоритета, счетчик 29 начитает 10 импульсов. На его выходе появляется сигнал переполнения. При поступлении на счетный вход счетчика 28 пятого импульса на его выходе появляется сигнал переполнения. Но он не проходит через элемент 30 запрета, поскольку на его инверсном входе присут- С1вует в это время сигнал высокого потенциала. В момент окончания сигнала запроса на обслуживание отркывается элемент 31 запрета и сигнал высокого потенциала с выхода счетчика 29 переключает триггер 35 в единичное состояние. Сигнал высокого потенциала с выхода триггера 35 по выходу 23 поступает на вход регистра 43, переключает в единичное состояние соответствующий триггер, что имитирует постановку заявки «низкого приоритета в очередь на обслуживание. С вькода триггера 35 сигнал высокого потенциала поступит на первый вход элемента И 34 и на вход элемента 38 задержки. По истечении времени, которое определяется элементом 38 задержки, необходимым для обеспечения переключения остальных элементов схемы, элемент И 34 откроется. Сигнал высокого потенциала с его выхода переключает триггер 35 в нулевое состояние. При переключении триггера 35 в

нулевое состояние через элемент ИЛИ 36 происходит обнуление счетчиков 28 и 29 задним фронтом импульса.

При поступлении второго сигнала «Запрос на обслуживание, соответствующего наличию в источнике информации заявки «высокого приоритета блок 20 работает аналогично описанному. В результате сигнал высокого потенциала по выходу 22 воздействует на вход регистра 40, поступает на единичный вход триггера 491, подтверждая его единичное состояние и одновременно поступает на вторые входы элементов И 50 регистра 40. При наличии сигналов высокого потенциала на первом и втором входах элемента И 50i он открыт и сигнал высокого потенциала с его выхода переключит триггер 492 в единичное состояние. Таким образом происходит сдвиг содержимого регистра 40 вправо во время постановки заявок «высокого приоритета в очередь на обслуживание. Заявки «высокого приоритета, ожидающие обслуживания, обслуживаются по дисциплине «первым пришел, первым об- служился. Для примера рассмотрим случай, когда все разряды регистра 40 заполнены. При наличии на выходе 6 устройства сигнала высокого потенциала на выходе соответствующего элемента И 39 появляется сигнал высокого потенциала, который переключает последний триггер 49 регистра 40 в нулевое состояние, что соответствует снятию заявки «высокого приоритета из очереди на обслуживание. Элементы И 39 закрыты в это время, так как на их инверсных входах присутствуют сигналы высокого потенциала. В момент появления на выходе 6 устройства следующего сигнала высокого потенциала он поступает на второй вход элемента И 39. На инверсном входе элемента И 39 в этот момент отсутствует сигнал высокого потенциала, поскольку последний триггер 49 находится в нулевом состоянии. Сигнал высокого потенциала с выхода элемента И 39 поступает на вход сброса предпоследнего триггера 49, переключает его в нулевое состояние, что соответствует снятию второй заявки «высокого приоритета из очереди. Снятие остальных заявок из очереди происходит аналогично.

Таким же образом происходит заполнение регистра 43, т. е. формирование очереди заявок «низкого приоритета и снятие этих заявок из очереди. Отличие состоит в том, что заявка «низкого приоритета снимается из очереди на обслуживание лишь в случае, когда на выходе элемента ИЛИ 41 отсутствует сигнал высокого потенциала, т. е. когда обслуживания не ожидает ни одна заявка «высокого приоритета. Если в очереди есть заявки «высокого приоритета, то пока устройство не выдаст их на обслуживание, заявки «низкого приоритета находятся в очереди. Элементы 44 запрета закрыты сигналом выского потенциала с выхода элемента ИЛИ 41. Если в очереди есть хотя бы одна заявка «высокого приоритета, то сигнал высокого потенциала с выхода элемента ИЛИ 4 через элемент ИЛИ 46 5 поступает по входу 3 на элемент И 7 соответствующего узла 2 формирования запросов, подготавливая канал для обслуживания. Если заявки «высокого приоритета отсутствуют, то нулевой потенциал с выхода

Q элемента ИЛИ 41 разрешает прохождение на обслуживание заявки «низкого приоритета. Высокий потенциал с выхода элемента ИЛИ 45 проходит через элемент ИЛИ 46, поступает по входу 3 на элемент И 7, подготавливая канал для обслуживания.

5Допустим, что ни один из блоков управления очередью не выдает запроса по входу 3. Тактовый генератор 15 постоянно вырабатывает импульсы, которые поступают на вход счетчика 16. Содержимое счетчика 16 подается на информационные

° входы дешифратора 18. Однако сигнал, на соответствующем выходе дешифратора 18 не появляется, так как последний закрыт по управляющему входу сигналом с выхода одновибратора 17, который запущен тем же

5 импульсом генератора 15. После того, как одновибратор 17 отрабатывает заданную выдержку времени, на управляющий вход дешифратора 18 поступает разрешающий потенциал и на соответствующем выходе дешифратора 18 возникает логическая едини0 ца, которая воздействует до поступления от генератора 15 следующего импульса. Последний вновь запускает одновибратор 17 (при этом выход дешифратора 18 закрывается) и увеличивает на единицу содержимое счетчика 16. После срабатывания одновибратора 17

5 возникает логическая единица на следующем по порядку выходе дешифратора 18. Таким образом, на каждом выходе дешифратора 18 последовательно формируется сигнал логической единицы, который поступает на вход 4 соответствующего узла 2.

Таким образом, одновибратор 17 создает интервал времени между моментами возникновения сигналов на различных выходах дешифратора 18, достаточный для того, чтобы блок управления очередью, получив5 ший разрешение на использование магистрали, смог начать передачу.

Наличие разрешающего сигнала на входе 4 разрешает поочередно каждому узлу 2 захват магистрали при получении запроса

0 по входу 3. Если запрос в данный узел 2 не поступает, элемент И 7 закрыт и состояние триггера 9 не изменяется, когда от блока 21 управления очердью по входу 3 поступает сигнал запроса, элемент И 7 соответствующего узла 2 подготовлен к откры5 тию. При поступлении импульса от дешифратора 18 по истечении выдержки времени, которая определяется элементом 14 задержки, введенным для повышения помехо0

защищенности устройства, элемент И 7 открывается и подает сигнал на вход синхронизации триггера 9. Сигнал разрешения удовлетворить требование блока 21 управления очередью поступает на вход устройст- ва с инверсного выхода триггера 9, следовательно, для формирования сигнала по выходу 6 триггер 9 должен установиться в состояние «О. Это происходит в том случае, когда к моменту возникновения импульса опроса на выходе элемента И 7 элемент ИЛИ 8 закрыт и на информационном входе триггера 9 действует нулевой сигнал. Для этого необходимо, чтобы на входе 5 узла 2 сигналы отсутствовали, т. е. не было передачи информации по магистрали. Если же по магистрали идет передача, то на входе 5 присутствуют импульсы, которые через усилитель 13 запускают в зависимости от полярности одновибратор 10 или 11. Сигналы, действующие на выходе одновибратора 10 или 21, открывают элемент ИЛИ 8. Как только магистраль освобождается (т. е. пропадают импульсы на входе 5) оба одновибратора 10 или 11 переходят в состояние логического нуля и на выходе элемента ИЛИ 8 получен разрешающий нулевой потенциал, который позволяет триггеру 9 переключиться в состояние логического нуля по сигналу от элемента И 7 и сформировать на выходе 6 устройства разрешающий сигнал.

Блок 21 управления очередью, получив разрешение на использование магистрали, сразу же (т. е. за время, меньшее, чем период времени, на который запускается одновибратор 17), начинает передачу, на все время которой на выходах элементов ИЛИ 8 всех узлов 2 поддерживается состояние логической единицы, и независимо от поступ- ления сигналов на входы 4 и 3 триггеры 9 во всех остальных узлах 2 находятся в состоянии логической единицы и не могут сформировать разрешающий сигнал на выходах 6.

По завершении текущей передачи данных на выходах всех элементов ИЛИ 8 появ- ляется логический нуль, но установка триггера 9 в состояние логического нуля происходит только в этом узле, где при наличии требования на входе 3 получен сигнал «Логическая 1 на входе 4. Этот сигнал случайным образом производит выбор очередного узла 2 после завершения текущей передачи данных. Такая организация позволяет обеспечить равноправный доступ всех злов 2 к магистрали.

Формула изобретения

Устройство для управления очередностью обслуживания по авт. св. № 1146674, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, в устройство вве- дены п блоков селекции и п блоков (п - число источников информации) управления очередью, причем выход каждого блока

управления очередью подключен к третьему входу элемента и одноименного узла формирования запросов, каждый информационный выход устройства соединен с первым входом одноименного блока управлению очередью, первый и второй выходы каждого блока селекции соединены с вторым и третьим входами одноименного блока управления очередью, первый вход каждого блока селекции соединен с выходом тактового генератора, распределителя импульсов, второй вход каждого блока селекции является запросным входом устройства, первая и вторая группы выходов блока управления очередью являются группами кодовых выходов устройства, причем каждый блок селекции содержит первый элемент задержки, первый и второй элементы И, первый и второй счетчики, первый и второй элементы запрета, третий и четвертый элементы И, первый и второй триггеры, второй и третий элементы задержки, элемент ИЛИ, причем второй вход блока селекции подключен к входу первого элемента задержки и к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, выход первого элемента И подключен к первому входу второго элемента И и к инверсным входам первого и второго элементов запрета, выход второго элемента И подключен к счетным входам первого и второго счетчиков, выход первого счетчика подключен к прямому входу первого элемента запрета, выход которого соединен с входом установки в единичное состояние первого триггера, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, к входу второго элемента задержки и к первому входу третьего элемента И, выход которого соединен с входом установки в «О первого триггера, выход второго элемента задержки соединен с вторым входом третьего элемента И, выход второго счетчика подключен к прямому входу второго элемента запрета, выход которого соединен с входом установки в единичное состояние второго триггера, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, к входу третьего элемента задержки и к первому входу четвертого элемента И, выход которого соединен с входом установки в «О второго триггера, выход третьего элемента задержки подключен к второму входу четвертого элемента И, выход элемента ИЛИ подключен к входам установки 8 «О первого и второго счетчиков, выход первого триггера является первым выходом блока селекции, выход второго триггера является вторым выходом блока селекции, второй вход второго элемента И соединен с первым входом блока селекции, причем каждый блок управления очередью содержит первую и вторую группы элементов И, первый регистр, каждый из разрядов которого, кроме последнего, содержит триггер и элемент И, а пос

ледний разряд содержит триггер, второй регистр, каждый разряд которого, кроме последнего, содержит триггер, элемент И, группу элементов запрета, три элемента ИЛИ, а последний разряд содержит триггер, причем второй вход блока управления очередью подключен к единичному входу триггера первого разряда первого регистра и к первым входам всех элементов И регистра, выходы триггеров первого регистра соединены с вторыми входами одноименных элементов И первого регистра, и с входами первого элемента ИЛИ, выход триггера первого разряда первого регистра соединен с первым прямым входом первого элемента И первой группы, выход каждого триггера первого регистра, начиная с второго, соединен с первым прямым входом одноименного элемента И первой группы и с инверсным входом предыдущего элемента И первой группы, второй прямой выход каждого элемента И первой группы соединен с первым входом блока управления очередью, выход элемента И каждого разряда первого регистра соединен с единичным входом триггера следующего разряда первого регистра, выход каждого элемента И первой группы сое- динен с выходом сброса триггера одноименного разряда первого регистра, выходы элементов запрета группы соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего делителя ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и с ин

0

5 5 0

0

версными входами элементов запрета группы, выход третьего элемента ИЛИ является выходом блока управления очередью, третий вход блока управления очередью соединен с единичным входом триггера первого разряда второго регистра и с первыми входами элементов И второго регистра, выход триггера каждого разряда второго регистра, кроме последнего, соединен с вторым входом одноименного элемента И второго регистра и с прямым входом одноименного элемента запрета группы, выход триггера последнего разряда второго регистра соединен с прямым входом одноименного элемента запрета группы, выход элемента И каждого разряда второго регистра соединен с единичным входом триггера следующего разряда второго регистра, выход каждого элемента И второй группы соединен с входом сброса триггера одноименного разряда второго регистра, выход первого элемента запрета группы соединен с первым прямым входом первого элемента И второй группы, выход /-го (,...,т, т - разрядность регистра) элемента запрета второй группы соединен с первым прямым входом г -го и с инверсным входом (i-1)-го элемента И второй группы, вторые прямые входы элементов И второй группы соединены с первым входом блока управления очередью, выходы элементов И первой и второй группы являются соответственно первой и второй группами выходов блока управления очередью.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для организации магистрального обмена данными между несколькими ЭВМ, ЭВМ и внешними устройствами. Цель изобретения - расширение области применения. Устройство содержит распределитель импульсов, узлы формирования запросов, элементы И, ИЛИ, НЕ, элемент задержки, триггер, тактовый генератор, одновибраторы, счетчик, дешифратор, блоки селекции и блоки управления очередью. В устройстве обеспечивается селекция заявок различных приоритетов и управление поступлением заявок на обслуживание. 3 ил.

2

Наин ( I j

12 23

HO mi Sx Ч1п.г С li, - ... «i га