Двухвходовое устройство приоритета Советский патент 1990 года по МПК G06F9/50 G06F13/30 

Изобретение, относится к вычислительной технике и может быть испбльзова- но для управления доступом к общему ресурсу (ОР) двух активных устройств вычислительной системы.

Цель изобретения - расширение области применения за счет присвоения коротким запросам абсолютного приоритета.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства} на фиг.2 - схема блока управляемой задержки.

Устройство содержит элементы ИЛИ-НЕ 1 и 2, пороговый элемент (триггер Шмидта) 3, элемент НЕ 4, элемент 5 задержки, триггер 6, элемент И-НЕ

7, элемент И 8, запросные входы 9 и 10, группы кодовых входов 11-13, выходы 14 и 15, счетчики 16 и 17, эле менты/И 18-20, генератор 21 импульсов, сумматор 22, блоки 23 и 24 элементов НЕ, блоки 25 и 26 элементов И, блок 27 элементов ИЛИ, схему 28 сравнения, элемент НЕ 29, элементы 30 и 31 задержки, регистр 32, блоки 33 ,и 34 управляемой задержки, каждый из которых включает элементы И 35, информационный вход 36, управляющие входы 37

и 38 и выход 39.

I

Устройство работает следующим об- разоМ.

СЛ

СХ)

со ю

О)

ю

В исходном состоянии счетчики 16 И 17 находятся в нулевом состоянии, ца регистре 32 установлен код величи- НьГ большей, чем код времени, требуе- Мого для обслуживания максимально но эможного длинного запроса (это обеспечивает установку бесприоритетного режима работы устройства), на входах 9 и 10 установлены нулевые сигналы Q (низкие уровни напряжения). : На регистре 32 в момент начала об- с|луживания запроса, который первым за- 2|ватил ОР (который начал обслуживать- с|я при отсутствии запроса по другому йходу), устанавливается код величи- йы, равной временным затратам, требуе- NjibiM на подготовку ОР для обслуживания Запроса, который мбжет поступить с

входах также присутствуют «улевые сигналы), на выходе которого появляется единичный сигнал, вызывающий срабатывание порошкового элемента 3, на инвертирующем выходе которого формируется нулевой сигнал, который поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 2 и на первые управляющие входы блоков 33 и ЗА управляемой задержки, запрещая прог хрждение сигнала запроса с входа 10 на выход 15. После прохождения нулевого сигнала через элемент 5 задержки на выходе элемента ИЛИ-НЕ 2, а следовательно, и на выходе 14 образуется единичный сигнал, указывающий OF о необходимости начать обслуживание первого источника запросов, ОР,.определив время, требуемое для перехода от об-.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для управления доступом к общему ресурсу двух активных устройств вычислительной системы. Цель изобретения - расширение области применения за счет присвоения "коротким" запросам абсолютного приоритета. Достижение цели обеспечивается введением в двухвходовое устройство приоритета генератора импульсов, двух счетчиков, трех элементов И, сумматора, двух блоков элементов НЕ, двух блоков элементов И, блока элементов ИЛИ, элемента НЕ, схемы сравнения, регистра и двух элементов задержки. Устройство позволяет в зависимости от требуемых времен обслуживания запросов и времени переключения общего ресурса реализовать либо бесприоритетную дисциплину обслуживания запросов, либо дисциплину с абсолютными приоритетами, осуществляя прерывание в обслуживании запроса, если в очереди имеется другой более короткий запрос, что обеспечивает максимизацию количества запросов, обслуженных общим ресурсом за время его работы.

Другого входа. Если произошло прерыва-2д служивания первого источника запросов йие в обслзокивании, то состояние ре 1| истра 32 не изменяется. Временные Затраты на подготовку к обслуживанию : апроса другого типа (поступившего с Другого входа) могут определяться, на-25 Пример, временем переписи с магнитной Ленты в оперативную память ЭВМ (кото- рая выступает в роли ОР) программы обработки запроса другого типа и времек обслуживанию второго источника запросов, устанавливает соответствующий ему код на регистре 32. При появлении единичного сигнала на выходе 14 открывается элемент И 18 и на вычитающий вход счетчика 16 начинают поступать временные (счетные) импульсы, с генератора 21, Таким образом, на счетчике 16 всегда записан код време- ни, оставшегося до конца обслуживания запроса. Параллельно с описанными процессами в устройстве срабатывают элементы 22-29, а кроме того, после срабатывания схемы 28 сравнения, которая сравнивает код с выхода регистра 32 (время переключения на обработку запроса от второго источника запросов) с кодом выхода сумматора 22 (результат вычитания, т.е, сложения прямого кода, взятого со счетчика 16, и обратного кода, взятого с выхода блока 23 элементов НЕ, который подключен к выходу счетчика 17), срабатывает элемент 30 задержки, однако Д5 срабатывания этих элементов (22-30) не влияют на обслуживание поступившего на вход 9 запроса, поскольку элемент И 20 закрыт по третьему входу (так как нет запроса на входе 10), на его выходе - нулевой, сигнал, который поступает на элемент И 8 и элемент И-НЕ 7 и обеспечивает бесприоритетный режим, при котором состояние триггера 6 (который перекличает- ся в единичное состояние при условии, что запросу, поступившему по входу 9, для обслуживания требуется меньше времени, чем запросу, поступившему по входу 10, и переключается в нулевое

ем занесения в память ЭВМ в момент 1{1рерывания состояния некоторых узлов JBM (чтобы в Дальнейшем можно было продолжить обработку прерванного запроса, а не начинать ее заново).

Счетчики 16 и 17 являются вычитаю- 1Кими, а сумматор 22 - сумгдатор комбинационного типа,.причем счетчики 16 И 17 рассчитаны на хранение чисел со знаком,

Процесс обслуживания заключается в следующем, В случайные моменты времени на входы 9 и 10 поступают запросы (единичные сигналы), каждый из которых сопровождается парафазным кодом требуемого времени обслуживания, который записывается либо через группу кодовых входов 12 на счетчик 16 и характеризует запро.с, поступивший на вход 9 (от первого источника запросов) , либо через группу кодовых . входов 13 на счетчик 17 и характеризует запрос, поступивший на вход 10 (от второго источника запросов).

Поступление запроса только от первого источника запросов приводит к появлению на выходе элемента НЕ 4 нулевого сигнала, который поступает на вход элемента 5 задержки и первый вх элемента ИЛИ-НЕ 1 (на остальных его

служивания первого источника запросов

к обслуживанию второго источника запросов, устанавливает соответствующий ему код на регистре 32. При появлении единичного сигнала на выходе 14 открывается элемент И 18 и на вычитающий вход счетчика 16 начинают поступать временные (счетные) импульсы, с генератора 21, Таким образом, на счетчике 16 всегда записан код време- ни, оставшегося до конца обслуживания запроса. Параллельно с описанными процессами в устройстве срабатывают элементы 22-29, а кроме того, после срабатывания схемы 28 сравнения, которая сравнивает код с выхода регистра 32 (время переключения на обработку запроса от второго источника запросов) с кодом выхода сумматора 22 (результат вычитания, т.е, сложения прямого кода, взятого со счетчика 16, и обратного кода, взятого с выхода блока 23 элементов НЕ, который подключен к выходу счетчика 17), срабатывает элемент 30 задержки, однако срабатывания этих элементов (22-30) не влияют на обслуживание поступившего на вход 9 запроса, поскольку элемент И 20 закрыт по третьему входу (так как нет запроса на входе 10), на его выходе - нулевой, сигнал, который поступает на элемент И 8 и элемент И-НЕ 7 и обеспечивает бесприоритетный режим, при котором состояние триггера 6 (который перекличает- ся в единичное состояние при условии, что запросу, поступившему по входу 9, для обслуживания требуется меньше времени, чем запросу, поступившему по входу 10, и переключается в нулевое

состояние, если запросу от первого источника запросов требуется больше времени на обслуживание, чем запросу, от второго источника запросов) не влияет на работу устройства.

Если затем на вход 10 также поступает запрос и на счетчике 17 при этом устанавливается код времени, требуемого для его обслуживания, значение которого меньше, чем значение кода, зафиксированного в этот момент на счетчике 16, на величину большую, чем зафиксирована на регистре 32, то на выходе старшего (знакового) разряда сумматора 22 устанавливается нулевой

сигнал, а на группе выходов этого сумматора - абсолютная величина разности кодов, имеющихся на счетчиках 16 и 17, которая через блок 26 элементов (который открыт единичным сигналом с выхода элемента НЕ 29) и блок 27 элементов ИЛИ поступает на первую группу входов схемы 28 сравнения, на второй группе входов которой установлен код с выхода регистра 32 (причем этот, код меньше, чем код на первой группе входов, т.е. с точки зрения принятого критерия в первую очередь обслуживаются запросы, требующие меньшего времени обслуживания целесообразно переключить ОР на обслуживание запроса, поступившего по входу 10, поскольку издержки на переключение к обслуживанию запроса другого типа не больше, чем выигрыш от непосредственного обслуживания,более короткого запроса) , поэтому на выходе схемы 28 сравнения появляется единичный сигнал. К этому времени срабатывает элемент 31 задержки и на выходе элемента И 20 появляется единичный сигнал (устройство переходит в режим абсолютного приоритета), а так как триггер 6 к этому времени установлен в нулевое состояние (единичным сигналом с выхода элемента НЕ 29), то на выходе элемента И 8 появляется единичный сигнал, что приводит к появлению на выходе элемента ИЛИ-НЕ 1 нулевого сигнала, а на выходе порогового элемента 3 - единичного сигнала, по которому откры- ЕЮТСЯ по первым управляющим входам блоки 33 и 34 (а по вторым управляюим входам они были открыты, так как а выходе элемента И-НЕ 7 установлен диничный сигнал, поскольку триггер находится в нулевом состоянии) и ропадает единичный сигнал на выходе

10

14, а после срабатывания блоков.33 и 34 на выходе 15 появляется единичный, сигнал, т.е. происходит прерывание обработки запроса с входа 9 и начинается обработка запроса с входа 10. , После окончания его обработки запрос на входе 10 исчезает, на выходе элемента И 8 появляется нулевой сигнал, затем на выходе блока 33 появляется нулевой сигнал, поэтому срабатывают элемент ИЛИ-НЕ 1, пороговый элемент 3 и элемент КПИ-НЕ 2, т.е. на выходе 14 появляется единичный сигнал, и об

j работка запроса с входа 9 продолжается, а после окончания его обработки ОР освобождается и устанавливает на регистре 32 код максимально возможной величины.

20 При поступлении запросного сигнала только на вход 10 он проходит через блоки 33 и 34 управляемой задержки на выход 15, так как на их первые и вторые управляющие входы поступают сиг25 налы I соответственно с вьгходов порогового элемента 3 и с выхода элемента И-НЕ 7. Одновременно с выхода блока 33 управляемой задержки сигнал 1 поступает на второй вход элемента

30 ИЛИ-НЕ, запрещая.прохождение сигнала запроса с входа 9 устройства на выход 14. В остальном устройство работает аналогично описанному.

Рассмотрим режим соревнования, возникающий, когда интервал между поступлением запросов по входам 9 и 10 . соизмерим с временем срабатывания элементов . В этом случае возможна ситуация, когда сигналы на первом и втором входах элемента ИЛИ-НЕ 1 почти oднov . временно меняются на противоположные, в результате чего на его выходе формируется короткий импульс с уровнем

1 либо с уровнем, не достигшим уров- 5 ня 1. Если этот импульс не приводит к срабатыванию порогового элемента 3, выход элемента ИЛИ-НЕ 2 остается в состоянии О, запросный сигнал с входа 10 через блок 34 проходит на fjj выход 15, а прохождение сигнала с входа 9 на вход 14 блокируется сигна- поступающим на элемент ИЛИ-НЕ

5

0

5

лом

1 с выхода блока 33.

В случае, если импульс на выходе элемента ИЛИ-НЕ 1 вызывает появление импульса на выходе порогового элемен та 3, блоки 33 и 34 сбрасываются до , того, как успевает возникнуть сигнал на выходе 15. Блок 33 снимает единичный уровень с второго входа эле- : мента ИЛИ-НЕ 1, на выходе которого формируется единичный сигнал, вызывающий появление сигнала на выходе 14 устройства. Прохождение сигнала с входа 10 на выход 15 блокируется нулевым уровнем, действующим с выхода порогового элемента 3, Таким образом решается конфликтная ситуация; в остальном устройство работает аналогично описанному.

Для надежности работы устройства Яеличина задержки блоков 33 и 34 и - Элемента 5 должна быть не меньше максимального суммарного времени срабатывания элемента ИЛИ-НЕ 1 и порогового Элемента 3. формула изобретения:

Двухвходовое устройство приорите- ta по авт.св. № 1495798, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет Присвоения коротким запросам абсолютного приоритета, в него дополнительно Ьведены генератор импульсов, два счет чина, второй, третий и четвертый элементы И, сумматор, два блока элементов НЕ, два блока элементов И, второй элемент НЕ, блок элементов ИЛИ, схема сравнения, регистр и второй и третий элементы задержки, причем первый запросный вход устройства соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента задержки, вход которого соединен с первым входом первого элемента И, первая группа кодовых входов времени обслуживания устройства соединена с группой информационных входов первого счетчика, вычитаю

U

0

5

0

5

30

35

40

щий вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с первым выходом устройства, а второй вход - с выходом генератора импульсов и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом устройства, а выход - с вычитающим входом второго счетчика, группа информационных входов которого соединена с второй группой кодовых входов времени обслуживания устройства, а группа выходов второго счетчика - с группой входов первого блока элементов НЕ, группа выходов которого соединена с первой группой входов сумматора, вторая группа входов которого соединена с группой выходов первого счетчика, а группа выходов сумматора- с группами входом второго блока элементов НЕ и первого блока элементов И, группа выходов последнего соедине-. на с первой группой входов блока элементов ИЛИ., вторая группа входов которого соединена с группой выходов вто рого блока элементов И, группа входов которого соединена с группой выходов второго блока элементов НЕ, вход второго блока элементов И соединен со знаковым выходом сумматора и входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с входом первого блока элементов И, группа кодовых входов времени переключения общего ресурса устройства соединена с группой информационных входов регистра, группа выходов jcoTOporo соединена с первой группой входов схемы сравнения, вторая группа входов которой соединена с группой выходов блока элементов ИЛИ выход схемы сравнения .с третьим входом второго, элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента И-НЕ,

Редактор А.Огар.

Составитель Г.Пономарева

Техред. Л.Сердюкова Корректор Т.Палий

Заказ 2541

Тираж 572

ВШШПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фиг.1

39

Фие.2

Подписное