Устройство приоритета Советский патент 1991 года по МПК G06F9/50 G06F13/36 

Ё

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам приоритетного обслуживания запросов, и может быть использовано в мультипрограммных ЭВМ для обеспечения доступа к общему ресурсу. Цель изобретения - расширение области применения за счет выделения каждому запросу кванта времени использования общего ресурса. Устройство приоритета содержит первый, второй и третий элементы И, элемент ИЛИ, первую, вторую, третью, четвертую группы триггеров, группу регистров, счетчик, коммутатор, элемент сравнения, генератор, триггер, первую и вторую группы элементов И, группу элементов ИЛИ. Устройство позволяет устранить время простоя общего ресурса, а также повысить вероятность удовлетворения запроса общим ресурсом. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам приоритетного обслуживания за- лросрв, и может быть использовано в мультипрограммных ЭВМ для обеспечения доступа к общему ресурсу.

Целью изобретения является расширение области применения за счет выделения каждому запросу кванта времени использования общего ресурса.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

На временной диаграмме рассмотрен случай, когда во время обработки запроса по входу 20.1 поступает запрос на вход 20.2. На другие входы (20.3-20.п) запросы не поступали. При этом запрос на входе 20.1 выставляется повторно.

Устройство приоритета (фиг.1) содержит третий 1, первый 2 элементы И, элемент ИЛИ 3, вторую 4.1-4.п. первую 5.1-5.П. четвертую 6.1-6.п и третью 7.1-7.п группы триггеров, группу регистров 8.1-8.П, счетчик 9. коммутатор 10, элемент 11 сравнения, генератор 12. триггер 13, вторую (14.1-14.п) и первую (15.1-15.п) группы элементов И, группу элементов ИЛИ 16.1-16.п, второй элементИ 17, прямые выходы 18.1-18.п первой группы триггеров 5.1-5.П. прямые выходы 19.1-19.п четвертой группы триггеров 6.1-6.п, запросные входы 20.1-20.п, входы запросов на установку(смену) кванта времени 21.1-21.П, входы кодов кванта времени 22.1-22.п, входы 23 Пуск и 24 Останов, первый 25 и второй 26 выходы генератора 12, информационные выходы 27.1-27 п устройства, каналы 28.1-28.п.

з

ю со о с

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 4,1-4.п, 5.1-Б.п, 6.1-б.п, 7.1-7.П, регистры 8.1-8.П, каналы 28.1-2-8.П и счетчик 9 находятся в нулевом состоянии. На фиг.1 цепи установки в исходное состояние условно не показаны.

Запросы на пользование обш.им ресурсом от процессов поступают на входы 20.1- 20.п и перед началом каждого цикла работы устройства фиксируются в триггерах 5.1-5.П по заднему фронту импульса с выхода 25 генератора 12.

Запросы на установку (смену) кванта времени поступают на входы 21.1-21.п и фиксируются в триггерах 4.1-4.п.

Продолжительность кванта времени обслуживания процесса поступает на входы 22.1-22.пификсируетсяврегистрах8.1-8.п, Сигналы на входы 21.1-21.пи22.1-22.п каждого из каналов 28,1-28.п приходят одновременно.

Запросы на пользование общим ресурсом на входах20.1-20.п приходят не раньше того времени, как поступили сигналы на входы 21.1-21.п, 22.1-22.П.

Устройство начинает работать с момента появления сигнала Пуск на входе 23 устройства. Этот сигнал установит триггер 13 в единичное состояние. Сигнале прямого выхода триггера 13 разрешает работу генератора 12, который на выходах 25, 26 формирует две синхропоследовательности одинакового периода, но сдвинутые по фазе друг относительно друга. Сдвиг от заднего фронта импульса с выхода 25 до заднего фронта импульса с выхода 26 должен пре- . вышать время последовательного срабатывания триггеров 4.К, 5.К (), элемента И 15.К (), элемента И 17, элемента И 1 и триггера 6.К (т.е. время окончания переходных процессов в схеме).

Длительность кванта времени, отводимого каждому абоненту, определяется содержимым регистра 8.К().

После фиксации запроса на установку (смену) кванта времени по заднему фронту синхроимпульса с выхода 26 генератора 12 триггерами 4.1-4.П и запоминания времени обслуживания регистрами 8.1-В.п по заднему фронту синхроимпульса с выхода 26 генератора 12 поступают запросы на входы 20.1-20.п устройства.

Из зафиксированных запросов приоритетная схема, образованная элементами И 15.1г15.п, выбирает наиболее приоритет- ный (с самым меньшим порядковым номером) запрос. На выходе соответствующего элемента 1/1 15.К() появляется единичный сигнал, который по заднему фронту импульса с выхода элемента И 2 устанавливает соответствующие триггеры 6. К, 7.К в единичное состояние, а счетчик 9 - в нулевое.

На выходе 27.К появляется единичный

сигнал, который разрешает соответствующему процессу использовать общий ресурс. На инверсном выходе триггера 6. К появляется нулевой сигнал, который закрыва0 ет элемент И 15.К. Тем самым фиксируется факт предоставления данному процессу кванта времени на использование общего ресурса. С появлением единичного сигнала на одном из выходов 27.1-27.п устройства

5 на выходе элемента 1/1 2 появляется нулевой Сигнал, который закрывает синхровходы триггеров 6.1-б.п, 7.1-7.П, предотвращая тем самым несанкционированный захват общего ресурса другими процессами. На

0 выходе элемента ИЛИ 3 появляется единич- ный сигнал, который разрешает работу счетчика 9.

Счетчик 9 начинает отсчитывать время, представленное процессу на занятие. Сме5 на квантов времени, находящихся в регистрах 8.1-8.П, может осуществляться в любые моменты времени в свободных каналах, а в занятых каналах - в моменты времени, когда на D-входе триггера 4. К присутствует

0 единичный сигнал. После того как текущее значение счетчика 9 совпадает с содержимым соответствующего регистра 8.К, на выходе элемента сравнения 11 появляется единичный сигнал, который сзидетельству5 ет о том, что время занятия общего ресурса данным процессом уже истекло. Этот сигнал открывает элемент И 17 по переднему фронту импульса с выхода 25 генератора 12. Триггер 7,К сбрасывается в нулевое состоя0 ние, после чего общий ресурс считается свободным и готовым для представления его следующему процессу.

Если процесс освобождает общий ресурс до окончания отведеннго ему кванта

5 времени, то он снимает единичный сигнал с входа 20.К, если нет, то единичный сигнал продолжает действовать на вход 20.К.

В случае, если процесс освободил общий ресурс до окончания отведенного ему

0 кванта времени, на входе 20. К будет нулевой сигнал. Очередной импульс с выхода 25 генератора 12 устанавливает триггер 5.К в нулевое состояние. Следовательно, единичный сигнал с инверсного выхода триггера

5 5.К устанавливает триггер 7.К в нулевое состояние. Элемент И 2 оказывается открытым, а поэтому импульс с выхода 26 генератора 12 проходит на С-эходы триггеров 6.1-б.п, 7.1-7.П, фиксируя очередной запрос. Импульс с выхода элемента И 2 также

устанавливает счетчик 9 в нулевое состояние, прерывая тем самым отсчет времени. Если процесс не освободит до начала следующего кванта времени общий ресурс при наличии запросов от других процессов, он у него забирается. Так как триггер 6.К находится в единичном состоянии, то элемент И 15.К закрыт, а поэтому запрос данного процесса не участвует в споре за общий ресурс. В этом споре приоритет получает процесс с самым меньшим порядковым номером из зафиксированных и необслуженных процессов. Таким образом, после того как один из процессов получил право доступа к общему ресурсу, повторный доступ может произойти только после того, когда запросы от всех процессов, требующих этот ресурс, будут обслужены.

Если процесс получил доступ к общему ресурсу, то соответствующий триггер 6.К будет находиться в единичном состоянии и, следовательно, на выходе элемента ИЛИ 16.К будет единичный сигнал. Если абонент не требует доступа к общему ресурсу, то на входе 20.М () будет нулевой сигнал. Этот сигнал будет инвертироваться на соот- ветствующем входе элемента ИЛИ 16.М, в результате чего на его выходе будет единичный сигнал. Когда на всех входах элемента И 1 появятся единичные сигналы и когда на выходе элемента сравнения 11 будет еди- ничный сигнал, очередной синхроимпульс с выхода 25 генератора 12 пройдет через элемент И 17, элемент И 1 и установит триггеры 6.1-б.п в нулевое состояние.

После этого возможно повторное обра- щение к общему ресурсу нуждающихся в нем процессов. Работа устройства в этом случае происходит аналогично описанному выше.

Формула изобретения

Устройство приоритета, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик, первую труппу триггеров и первую группу элементов И, первые прямые входы которых соединены с выходами соответствующих триггеров первой группы, информационные входы которых образуют группу запросных входов устройства, а синхровходы соединены с первым выходом генератора тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с. целью расширения области применения за счет выделения каждому запросу кванта времени использования общего ресурса, в устройство дополнительно введены триггер, коммутатор, элемент сравнения, пер- вый, второй и третий элементы И, элемент ИЛИ, вторая, третья и четвертая группы триггеров, группа регистров, вторая группа элементов И, группа элементов ИЛИ. причем входы продолжительности кванта времени обслуживания устройства подключены к информационным входам группы регистров, выходы которых подключены к соответ- ствующим информационным входам коммутатора, входы запросов на установку кванта времени устройства подключены к D-входу триггеров второй группы, выходы которых подключены к первым входам соответствующих элементов И второй группы, выходы которых подключены к синхровхо- дамсоответствующих групп регистров, прямые выходы триггеров первой группы подключены к первым инверсным входам соответствующих элементов ИЛИ группы и к первым инверсным входам сброса соответствующих триггеров третьей группы, прямые выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, к инверсным входам первого элемента И и к соответствующим управляющим входам коммутатора, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, выход Равно которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, а также к вторым входам сброса триггеров третьей группы, инверсные выходы которых подключены к разрешающим входам соответствующих триггеров второй группы, выход К-го(.п- 1, п - число запросных входов устройства) элемента И первой группы подключен к К-м инверсным входам элементов И с К+1 по п-й первой группы, к J-входам К-х триггеров третьей и четвертой группы, инверсные выходы триггеров четвертой группы подключены к вторым прямым входам соответствующих элементов И первой грул- пы, прямые выходы триггеров четвертой группы подключены к вторым входам соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых подключены к входам третьего элемента И, выход которого подключен к R-входам триггеров четвертой группы, выход первого элемента И подключен к синх- ровходам триггеров третьей и четвертой групп, а также R-входу счетчика, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения, выход элемента ИЛИ подключен к разрешающему входу счетчика, вход запуска устройства подключен к S-входу триггера, вход остановки устройства подключен к R-входу триггера, прямой выход которого подключен к входу запуска генератора тактовых импульсов, первый выход которого подключен к синхровходам триггеров второй группы и к второму входу второго элемента И, второй выход генератора тактовых импульсов подключен к вторым входам элементов И второй группы, к счетному входу счетчика и к п+1-му входу первого элемента И.

П П Л JL-Л Л.П ILJLJ1-

I , i 1i i

l L 4l}JJL,, JL IjlJLjJL

afei t

r-j1

.

-i-,-1L

-1

.

H-r4

Т

„.

-t

-i-,-1L

-1

.

H-r4

Т

r

-t