Устройство для управления обслуживанием запросов Советский патент 1992 года по МПК G06F9/48 

устройств при асинхронном формировании ими запросов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее блок опроса, блок управления и блоки анализа.

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности обслуживания внешних устройств при асинхронном формировании ими запросов, а также низкое быстродействие обусловленное длительным циклом опроса.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения асинхронности работы внешних устройств и повышение быстродействия за счет сокращения цикла опроса. Кроме того, повышается надежность работы устройства за счет обеспечения защиты от ошибочных запросов внешних устройств.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее блок опроса, включающий генератор тактовых импульсов, первый, второй, третий злементы И и N блоков анализа (N - число внешних устройств), каждый из которых содержит злемент сравнения, причем группа информационных входов и вход синхронизации первого регистра является группой информационных входов и входом записи устройства соответственно, выход генератора тактовых импульссз соединён с первыми первого, второго злемента И, первый, второй, третий входы каждого блока анализа являются входами подключения внешних,устройств, а блок опроса введены второй, третий регистры, приоритетный шифратор, дешифратор, в блок управления введены мультиплексор, узел памяти, группа злементов И-НЕ, в каждый блок анализа - регистр номера группы, причем группа выходов первого регистра соединена с группой информационных входов второго регистра, группа входов сброса которого соединена с группой выходов дешифратора, вход синхронизации с выходом первого злемента И, а группа выходов - с группой входов приоритетного шифратора, выход которого соединен с первым входом первого злемента сравнения, входом дешифратора и с информационным входом третьего регистра, вход синхронизации которого соединен-с выходом второго злемента И,и с входом синхронизации дешифратора, а выход - является выходом номера группы устройства м соединен с первь(ми входами элементов сравнения в каждом блоке анализа и первым входом мультиплексора, второй вход которого является входом адреса маски устройства, управляющий вход-входом управления режимом устройства и соединен с входом режима узла памяти, информационный вход которого является входом маски устройства, адресный вход соединен

с выходом мультиплексора, а выходы - с первыми входами соответствующих злементов И-НЕ группы, выходы которых соединены с входами третьего злемента И, выход которого является выходом индикации го.товности запроса и соединен с вторым инверсным входом злемента И, второй вход первого злемента И соединен с первым инверсным входом второго злемента И и с выходом первого злемента сравнения, второй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, выход злемента сравнения в каждом блоке анализа соединен с вторыми входами соответствующих злементов И-НЕ группы, вход генератора

тактовых импульсов является входом запуска устройства, в каждом блоке анализа ин-. формационный вход, входы синхронизации и сброса регистра номера группы являются первым, вторым, третьим входом подключения внешних устройств соответственно, а выход - соединен с вторым входом злемента сравнения в зтом же блоке анализа.

В известном устройстве все внешние устройства, образующие группу G, должны

формировать номер данной группы, поступающий на злемент сравнения в каждом блоке анализа, одновременно (синхронно). В практике встречаются случаи, когда внешние устройства в группе должны, работать асинхронно, например, асинхронная работа процессоров в вычислительных системах типа MIMD. В зтом случае внешние устройства в группе формируют номера групп в различные моменты времени (асинхронно). Прототип не сможет обслуживать запросы от таких групп, так как если часть внешних устройств, образующих группу, сформирует номер группы G и сигнал готовности, а другая часть внешних устройств

группы зтих сигналов не успеет сформировать к моменту приема ими номера группы G из блока опроса, то устройство сформирует ложный запрос по номеру группы О.

В предлагаемом устройстве обеспечивается асинхронная работа внешних устройств, образующих группу. Это достигается путем введения в прототип механизма масок. В процессе опроса одновременно с

номером группы выдается маска. Маска М группы содержит единицы в позициях, соответствующих номерам внешних устройств, образующих группу G. Групповой запрос по маске (-Й группы вычисляется с помощью логической функции

ig«.N -

Rl & ( Mj Rj V Ml ) & ( R| Mj )

где N - число внешних устройств, обслуживаемых устройством;

RI - групповой запрос от 1-й группы;

R - индивидуальный запрос J-ro внешнего устройства;

MJ - J-й разряд маски группы.

Кроме того, если внешнее устройство, принадлежащее группе G, сформирует ошибочный номер группы, то путем сравнения множества запросов внешних устройств с маской М опрашиваемой группы будет исключена возможность формирования устройством ложного группового запроса Ri.

В известном устройстве блок опроса формирует последовательность номеров опрашиваемых групп из непрерывного интервала 1,К, образующего цикл опроса. Если используются не все номера групп из интервала ТЖ. то часть времени из цикла расходуется вхолостую, что ведет к потере быстродействия устройства, В предлагаемом устройстве цикл опроса сокращается, так как номера опрашиваемых групп могут образовывать любое непустое подмножество из интервала 1 ,К, что позволяетповысить быстродействие устройства путем исключения холостых опросов цикла.

На чертеже представлена структурная схема Предлагаемого устройства.

Устройство для управления обслуживанием запросов содержит регистр активных групп 1. генератор 2 тяктовых импульсов, элементы И 3,4, мультиплексор 5, буферный регистр 6. дешифра ор 7, злемент 8 сравнения, узел 9 памяти, приоритетный шифра-тор 1Q, группу злементов И-НЕ 11, регистр 12 опроса, элемент И 13, блоки 141-14м анализа, при этом блок 141-14N анализа содержит злемент 15 сравнения, регистр 16 номера группы, информационные входы 17 устройства, вход 18 записи, вход запуска 19 устройства, вход 20 адреса маски, вход 21 управления режимом, вход 22 маски устройства, входы 23-25 подключения внешних устройств, выход 26 индикации готовности запроса, выход 27 номера группы устройства, причем группа выходов регистра 1 активных групп соединена с группой информационных входов буферного регистра 2, группа входов сброса которого соединена с группой выходов дешифратора 7, вход синхронизации - с выходом элемента И 4, а группа выходов с группой входов приоритетного шифратора 10. выход которого соединен с первым входом элемента 8 сравнения, входом дешифратора 7 и с информационным входом регистра 12 опроса, вход синхронизации которого соединен с выходом элемента И 3 и с входом синхронизации дешифратора 7, а выход является ры5 ходом номера группы устройства 27 и соединен с первыми входами элементов 15 сравнения в каждом блоке 14i-14N анализа и с первым входом мультиплексора 5, второй вход которого является входом 20 адреса маски устройства, управляющий вход входом 21 управления режимом и соединен с входом режима узла 9 памяти, информационный вход которого является входом маски 22, адресный вход узла 9 памяти соединен с

5 выходом мультиплексора 5,--а выходы- с первыми входами соответствующих элементов И-НЕ группы элементов И-НЕ 11, выходы которых соединены с входами элемента И 13, выход которого является выходом 26

0 индикации готовности запроса и соединен с вторым инверсным входом элемента И 3, второй вход элемента И 4 соединен с первым инверсным входом элемента И 3 и с выходом элемента 8 сравнения, второй вход

5 которого соединен с шиной нулевого потенциала, выход элемента 15 сравнения в каждом блоке анализа 14i-14N соединен с вторыми входами соответствующих элементов И-НЕ группы 11, вход генератора тактовых импульсов 2 является входом 19 запуска устройства,в каждом блоке 14i-14N анализа информационный вход, входы синхронизации и сброса регистра номера группы 16 являются первым 23, вторым 24, третьим 25

5 входами подключения внешних устройств соответственно, а выход - соединен с вторым входом элемента 15 сравнения в этом же блоке 141-14N анализа.

Регистр активных групп 1 служит для

0 хранения номеров групп, обслуживаемых устройством.

Мультиплексор 5 коммутирует на свой выход либо выход регистра 12 опроса, либо, вход 20 адреса маски устройства, в зависимости от значения входа 21 управления режимом..

Буферный регистр 6 служит для хранения номеров групп, которые будут опрошены в текущем цикле опроса.

0 Дешифратор 7 предназначен для удаления номера обслуженной группы из буферного регистра 6.

Элемент 8 сравнения служит для обнаружения обнуленного состояния буферного

5 регистра 6 с целью формирования сигнала

его перезагрузки.

Узел 9 памяти для хранения масок групп.

Приоритетный шифратор 10 служит для формирования из унитарного кода, хранящегося в регистре б, номера наиболее приоритетной группы.

Группа элементой И-НЕ 11 и элемент И 13 служат для формирования группового запроса..

Регистр 12 опроса служит для хранения номера опрашиваемой группы.

Блок 141-14N анализа служит для выработки индивидуального запроса каждым внешним устройством по опрашиваемому номеру группы.

Элемент 15 сравнения сравнивает номер группы, поступающей из регистра опроса 12 с номером группы, хранящимся в регистре 16 номера группы.

В регистр 16 номера группы заносится номер группы, который принадлежит данное внешнее устройство.,

Устройство работает следующим образом.

.Перед началом работы в регистр активных групп 1 по шине 17 с помощью сигнала записи, поступающего по входу 18, заносится список групп, которые участвуют в опросе.

На входе режима 21 устанавливается единичный потенциал и мультиплексор 5 подключает к адресным входам узла 9 памяти входы 20 адреса маски устройства. По адресам с входа 20 осуществляется заполнение узла 9 памяти масками групп с входа 22. Нулевой номер используется для указания свободных внешних .устройств, т.е. не принадлежащих ни одной группе в данном цикле опроса. Номера групп заносятся во внешние устройства либо перед началом работы устройства (синхронный режим), либо вычисляются самими внешними устройствами в процессе работы (асинхронный работы).

В исходном состоянии элемент И 3 закрыт сигналом логической единицы, поступающим с выхода элемента 8 сравнения. Это же логический сигнал удерживает злемент И 4 в открытом состоянии. После этого .устройство- переводится в режим работы сигналом по вЯоду 21 управления режимом. Сигналом запуска по входу 19 осуществляется запуск генератора тактЪвых импульсов, первый тактовый импульс которого, проходя через И 4. осуществляет запись в буферный регистр 6 списка активных групп, хранящегося в регистре активных групп 1. Приоритетный шифратор 10 выбирает номер наиболее приоритетной группы, который, поступая на вход элемента 8 сравнения, фор(у|ирует на его потенциал, закрывающий элемент И 4 и открывающий элемент И 3. Очередной тактовый импульс, проходя через элемент И 3

записывает номер группы, выбранный приоритетным шифратором, в регистр опроса 12. Одновременно этот номер группы, проходят через дешифратор 7 формирует сигнал удаления данной группы из буферного регистра 6. Из регистра опроса 12 номер группы поступает на входы схем 15 сравнения 8 каждом блоке 141-14N анализа и через мультиплексор 5 проходит на адресной

0 вход узла 9 памяти. При поступлении в произвольный для каждого внешнего устройства момент времени сигнала готовности на вход 24 в регистр 16 с входа 23 заносится номер группы, которой принадлежит данное внешнее устройство. Элемент 15 сравнения в каждом блоке 14i-14N анализа сравнивают номер группы, поступающий с выхода регистра опроса 12, с номером группы, записанным в регистре номера группы

0 16, и в случае их совпадения выдают нулевой потенциал на вторые входы соответствующих элементов И-НЕ группы 11. на первые входы которых поступают разряды маски из узла 9 памяти. Группа элементов И-НЕ 11 осуществляет маскирование индивидуальных запросов внешних устройств в соответствии с поступившей маской. Сигнал логической единицы появляется на выходе тех элементов И-НЕ 11i-l IN.

0 у которых внешнее устройство принадлежит опрашиваемой группе и выставило индивидуальный запрос или данное внешнее устройство не принадлежит опрашиваемой группе. Элемент И 13 осуществляет сбор

5 маскированных индивидуальных запросов и вмдает сигнал групповой готовносгти.

Возможны две ситуации: все внешние устройства, принадлежащие опрашиваемой группе, выдали сигнал индивидуальной го0 товности; хотя бы одно внешнее усртойство не вь1дзло сигнал индивидуальной готовности.

В первом случае на выходе 26 индикации готовности запроса появляется сигнал

5 логической единицы, который, поступая на инверсный вход элемента И 3. запрещает прохождение тактовых импульсов на входы синхронизации дешифратора 7 и регистра 12 опроса, на выходе номера группы 27 которого стоит номер группы, выдавшей групповой запрос. Для возобновления опроса необходимо сбросить содержимое регистра 16 по входу 25 в блоках анализа внешних устройств, принадлежащих этой группе.

5 Во втором случае на выходе 26 появляется нулевой потенциал, который, поступая на инверсный вход элемента И 3, разрешает прохождение тактового импульса, который записывает в регистр опроса 12 номер следующей по приоритету группы и удаляет

этот номер из буферного регистра 8. Далее цикл продолжается, пока на выходе элемента 8 сравнения не появится единичный сигнал, свидетельствующий об обнулении буферного регистра 6. Очередной тактовый импульс, проходя через элемент И 4, осуществляет перезапись содержимого регистра 1 активных номеров группы в буферный регистр б и начинается следующий цикл опроса. В регистр 1 активных групп список групп можно заносить во время цикла опроса. Таким образом, список групп может динамически изменяться во время работы устройства.

Все использованные в устройстве для управления обслуживанием запросом блоки являются стандартными элементами вычислительной техники и могут быть реализованы, например, на интегральных схемах 155; 530, 531 серий.

Таким образом, использование в устройстве для управления обслуживанием запросов блока опроса, блоки управления и N блокбв анализа позволяет расширить функциональные возможности устройства и повысить его быстродействие.Кроме того, повышается гибкость и надежность устройства.

Предлагаемое устройство, в отличие от известного, может обслуживать запросы от внешних устройств, работающих как в синхронном, так и в асинхронном режие, что расширяет его функциональные возможности. Кроме того, введение механизма масок увеличивает надежность работы устройства. Если внешнее устройство, принадлежащее к какой-либо группе, сформирует ошибочный номер группы, то в известном устройстве возможно формирование двух ложных запросов. Первый ложный запрос сформирует группы, к которой это внешнее устройство принадлежит. Второй ложный запрос Может возникнуть в той группе, в которую попадает внешнее устройство в связи р„изменением своего номера группы. В предлагаемом устройстве формирование ложных запросов исключается путем сравнения множества запросов от внешних устройств с маской опрашиваемой группы.

Быстродействие устройства повышается за счет исключения из цикла опроса групп внешних устройств, которые уже отработали. Решение об исключении из цикла опроса отработавшей группы принимает система, которая в ходе работы устройства может занести в регистр 1 сокращенный список активных групп. Таким образом, в предлагаемом устройстве время опроса сокращается пропорционально числу отрабо тавших групп.

Кроме того, возможность изменения списка активных групп в ходе работы устройства позволяет повысить его гибкость. В известном устройстве, чтобы изменить список групп, нужно, во-первых, остановить работу устройства, во-вторых, изменить как коэффициент пересчета счетчика в блоке опроса, так и номера групп во внешних устройствах, В предлагаемом устройстве это

0 делается только изменением содержимого регистра 1 на Фоне процесса опроса. Изменения можно делать в пределах максимального списка, т.е. списка групп, для которых в узле 9 памяти находятся маски.

Формула изобретения Устройство для управления обслужива,нием запросов, содержащее блок опроса, включающий в себя первый регистр и элемент сравнения, блок управления, включающий в себя генератор тактовых импульсов, првый - третий элементы И и N блоков анализа {N - число внешних устройств), каждый из которых содержит элемент сравнения,

5 причем группа информационных входов и вход синхронизации первого регистра блока опроса являются группой информационных входов устройства и входом записи соответственно, выход генератора тактовых

0 импульсов блока управления, соединен с первыми входами первого и второго элементов И блока управления, первый-третий входы каждого блока анализа являются входами подключения внешних устройств, о т5 личающееся тем, что. с целью расширения области применения устройства путем обеспечения асинхронности работы внешних устройств и повышения быстродействия за счет сокращения цикла

0 опроса, в блок опроса введены второй и третий регистры, приоритетный шифратор, дешифратор, в блок управления - мультиплексор, узел памяти, группа элементов ИНЕ в каждый блок анализа-регистр номера

5 группы, причем группа выходов первого регистра блока опроса соединена с группой информационных входов второго регистра блока опроса, группа входов сброса которого соединена с группой выходов дешифратора блока опроса, стробирующий вход которого соединен с выходом первого элемента И блока управления, а группа выходов - с группой входов приоритетного шифратора блока опроса, выход которого

5 соединен с первым входом элемента сравнения блока oripoca, входом дешифратора блока опроса и с информационным входом третьего регистра блока опроса, вход синхронизации которого соединен с выходом, второго элемента И блока управления и со

стробирющим входом дешифратора блока опроса, а выход является выходом номера группы устройства и соединен с первыми входами элементов сравнения в каждом блоке анализа и первым информационным входом мультиплексора блока управления, второй информационный вход которого является входом адреса маски устройства, управляющий вход - входом управления режимом устройства и соединен с входом записи-чтения узла памяти блока управления, информационный вход которого является входом маски устройства, адресный вход соединен с выходом мультиплексора блока управления, а выходы - с первыми входами элементов И-НЕ группы блока управления, выходы которых соединены с входами третьего элемента И блока управления, выход которого яв)1яется выходом индикации готовности запроса и соединен

с вторым инверсным входом второго элемента И блока управления, второй вход первого элемента И блока управления соединен с первым инверсным входом второго элемента И блока управления и с выходом Равно элемента сравнения блока опроса, второй вход которого соединен с шиной нулевого потенциала устройства, выход элемента сравнения в каждом блоке анализа соединен с вторыми входами соответствующих элементов И-НЕ группы блока управления, вход генератора тактовых импульсов блока управления является входом запуска устройства, в каждом блоке анализа информационный вход, входы синхронизации и сброса регистра номера группы являются первым-третьим входами подключения внешних устройств соответственно, а выход соединен с вторым входом элемента сравнения этого же блока анализа.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах прерывания программ и в составе управляющей системы для обеспечения индивидуального и синхронного' 2группового обслуживания запросов различных устройств. Цель изобретения - расширение Области применения устройства за счет обеспечения асинхронностм работы внешних устройств и повышение быстродействия за счет сокращения цикла опроса. Устройство для управления обслуживанием запросов содержит блок опроса, блок управления и N блоков анализа (N - число внешних устройств), В свою очередь блок опроса содержит три регистра, элемент сравнения, приоритетный шифратор и дешифратор, блок управления содержит узел памяти, мультиплексор, генератор тактовых импульсов, группу элементов И, три элемента И, а блок анализа содержит элемент срав- нения и регистр. Устройство может обслуживать запросы, поступающие как в синхронном, так и в асинхронном режиме. Кроме того, введение механизма масок исключает вероятность формирования ложного запроса. 1 ил.^fc*feИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах прерывания программ и в составе управляющей системы для обеспечения .индивидуального и синхронного группового обслуживания запросов различных устройств.Известно устройство, содержащее управляющий процессор, группу процессоров, формирователь циклов, узлы обмена и два коммутатора.В известном устройстве анализ готовности группы процессоров вычислительной системы к межпроцессорному и внешнемуобмену производится индивидуально по анализу состояния триггера готовности каждого процессора. Однако при большом количестве процессоров такая организ^ация приведет к большим временным затратам управляющего процессора на анализ готовности процессоров.Известно устройство содержащее блок управления..блок опроса и блоки анализа и запуска.Недостатком этого устройства является невозмо;|(носТь работы с группами процессоров динамической конфигурации, кроме того, невозможно обслуживание внешних'ЧОю ыел