Устройство для обслуживания разноприоритетных групп заявок Советский патент 1992 года по МПК G06F9/46 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам приоритетного обслуживания запросов, и, является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1043655.

Известно устройство приоритета, содержащее регистр заявок, группу из п регистров приоритета, группу из п схем сравнения, счетчик, группу из п элементов И, элементы ИЛИ, триггер и генератор импульсов.

Недостаток устройства - низкое быстродействие при анализе наличия низкопри- оритетных заявок по сравнению с высокоприоритетными.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для.обслуживания разноприоритетных групп заявок содержащее регистр заявок, схемы сравнения, регистры приоритета, счетчик, группу из п элементов И, элементы И, ИЛИ, триггер, генератор импульсов, входы запросные, кодовые, запуска, ответный и выходы.

Недостаток устройства - низкое быстродействие при обслуживании высокоприо- ритетных заявок, обусловленное их длительным пребыванием в очереди. Высокоприоритетная заявка, поступившая в устройство во время обслуживания низкоприоритетной заявки, не может прерывать обслуживание последней в обслуживающем приборе независимо от времени обслуживания низкоприоритетной заявки.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для обслуживания разноприоритетных групп заявок дополнительно содержит группу из п триггеров, группу из К элементов ИЛИ, второй счетчик, регистр, схему сравнения делитель частоты, третий и четвертый элементы четвертый и пятый элементы ИЛИ, причем высокоприоритетные запросные входы устройства соединеЁ

00

ю ю

ю

ны с соответствующими входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым прямым входом третьего элемента И, второй прямой вход которого подключен к выходу пятого элемента ИЛИ и к первому прямому входу четвертого элемента И, инверсные входы третьего и четвертого элементов И соединены с выходом схемы сравнения, первый и второй входы которой соединены с выходами соответственно второго счетчика и регистра, информационный вход которого является входом задания величины зоны прерывания устройства, счетный вход второго счетчика подключен к выходу четвертого элемента И, а вход установки в нулевое состояние второго счетчика соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с вторым прямым входом четвертого элемента И, выходы элементов И труп- пы подключены к единичным входам соответствующих триггеров группы, выходы которых соединены с выходами устройства,

выходы J-x триггеров группы , где К

- число низкоприоритетных абонентов) соединены с соответствующими входами пято- го элемента ИЛИ, нулевые входы i-x триггеров группы (, ..., п, где п - число запросов) подключены к входам сброса высокоприоритетных разрядов регистра заявок и являются i-ми ответными входами устройства, нулевые входы j-x триггеров группы подключены к выходам j-x элементов ИЛИ группы, первые входы элементов ИЛИ группы соединены с входами сброса низкоприоритетных разрядов регистра заявок и являются j-м ответными входами уст- ройства, вторые входы элементов ИЛИ группы подключены к выходу третьего элемента И и к третьему входу второго элемента ИЛИ.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит n-разрядный регистр 1 заявок, где п - число заявок, группу из п регистров 3 приоритета, группу из п схем 2 сравнения, счетчики 4 и 15, группу из п элементов И 5, триггер 8, генератор 9 импульсов, элементы И7, 12, 19, 20, элементы ИЛИ 6, 10, 11, 21, 22, запросные входы 23, ответные входы 24, кодовые входы 25, вход 26 запуска, вход 27 задания зоны пре- рывания, выходы 28, причем первая и вторая группы запросных входов 23 регистра 1 заявок соединены соответственно с высоко и низкоприоритетными запросными входами устройства, высокоприоритетные за- просные входы устройства соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ

21, первая и вторая группы выходов регистра 1 заявок соединены с первыми входами

соответственно i-x( i K+1п, где К - число

низкоприоритетных абонентов) и j-x (

К) элементов И группы.

Первая группа выходов регистра 1 заявок соединена с соответствующими входами элемента ИЛИ 11, вторые входы элементов И 5 группы соединены с выходами соответствующих схем 2 сравнения, первые входы которых соединены с выходами соответствующих регистров 3 приоритета, входы которых подключены к соответствующим кодовым входам 25 устройства, вторые входы схем сравнения соединены с выходом счетчика 4, счетный вход которого соединен с выходом элемента И 7, инверсный вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 6 и нулевому входу триггера 8, единичный выход которого соединен с вторым прямым входом элемента И 7, третьими входами i-x элементов И 5 группы и первым входом элемента И 12, инверсный вход которого соединен с выходом элемента И 11, выход элемента И 12 подключен к третьим входам j-x элементов И 5 группы, первый прямой вход элемента И 7 подключен к выходу генератора 9 импульсов и входу делителя 18 частоты, вход установки в единицу триггера 8 соединен с установочными входами счетчиков 4 и 15 и выходом элемента ИЛИ 10, выходы элементов И 5 группы подключены к входам элемента ИЛ И 6 и единичным входам соответствующих триггеров 13 группы, нулевые входы i-x триггеров 13 группы подключены к входам сброса соответствующих высокоприоритетных разрядов регистра 1 заявок, входам элемента ИЛИ 10 и являются i-ми ответными входами 24 устройства, нулевые входы j-x триггеров 13 группы подключены к выходам j-x элементов ИЛИ 14 группы, первые входы элементов ИЛИ 14 подключены к входам сброса соответствующих низкоприоритетных разрядов регистра 1 заявок, входам элемента ИЛИ 10 и являются j-ми ответными входами 24 устройства.

Выход элемента ИЛИ 21 соединен с первым прямым входом элемента И 20, второй прямой вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 22 и первому прямому входу элемента И 19, инверсные входы элементов И 19 и 20 соединены с выходом схемы 17 сравнения, первый и второй входы которой соединены с выходами соответственно счетчика 15 и регистра 16, информационный вход которого является входом 27 задания зоны прерывания устройства, счетный вход счетчика 15 подключен к выходу элемента И 19, выход делителя 18 частоты

соединен с вторым прямым входом элемента И 19, выходы триггера 13 группы соединены с выходами 28 устройства, выходы j-x триггеров 13 соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 22, вторые входы элементов ИЛИ 14 в группы подключены к выходу элемента И 20 и к третьему входу элемента ИЛИ 10.

Устройство работает следующим обра- зом. %-; ;..

Сигналы-запросы от абонентов поступают через запросные входы 23 устройства в регистр 1 заявок, число разрядов которого равно числу абонентов п. В младшие К разрядов регистра 1 заявок поступают запросы от абонентов, приоритеты которых ниже приоритетов остальных (n-К) абонентов. Коды приоритетов абонентов по кодовым вхо- дам 25 поступают в соответствующие регистры 3 приоритета. Самому высокому приоритету как в группе высокоприоритетных, так и в группе низкоприоритетных або- нентов соответствует наибольший из используемых кодов. Коды высокоприоритетных и низкоприоритетных абонентов могут совпадать. В регистр 16 по входам 27 устройства заносится двоичный код, определяющий величину зоны прерывания при обслуживании низкоприоритетных заявок. В исходном состоянии триггер 8 и триггеры 13 группы находятся в нулевом состоянии. Элементы И 19, И 20 оказываются закрытыми соответственно по первому и второму прямым входам нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ 22. Импульсы с выхода генератора 9 на счетные входы счетчиков 4 и 15 не поступают. На выходе схемы 17 сравнения присутствует нулевой сигнал, открыва- ющий по инверсному входу элемент ИЛИ 20 устройства. ; .

Сигнал начального пуска с входа 26 устройства через элемент ИЛИ 10 поступает на управляющие входы счетчиков 4 и 15, устанавливая все их разряды соответственно в 1 и О. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 10 устанавливает также в 1 триггер 8, который формирует разрешающий сигнал на третьих входах (n-К) элементов И 5 группы, соответствующих высокоприоритетным абонентам, Так как все разряды счетчика 4 находятся в состоянии 1, а в регистрах 3 приоритета записаны приоритетные коды, присвоенные соответствующим запросам, то при наличии запроса максимального приоритета, относящегося к группе высокоприоритетных абонентов, на выходе соответствующей i-й схемы 2 сравнения по- явится единичный сигнал, который через 1-й элемент И 5 группы поступит на единичный

вход i-ro триггера 13 группы и i-й вход элемента ИЛИ 6.

Единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 6 закрывает по инверсному входу элемент И 7 и устанавливает в О триггер 8. Поступление импульсов на счетный вход счетчика 4 прекратится, элементы И 5 группы с (К+1) -го по n-й окажутся закрытыми по третьим входам. Единичный сигнал с единичного выхода i-ro триггера 13 поступает на i-й выход 28 устройства, инициируя обслуживание запроса соответствующего высокоприоритетного абонента в обслуживающем приборе. Если среди запросов высокого приоритета нет запроса с максимальным приоритетным кодом, импульсы с выхода генератора 9 через элемент И 7, открытый по инверсному и второму прямому входам сигналами с выходов соответственно элемента ИЛИ 6 и триггера 8, поступают на счетный вход счетчика 4. На выходе счетчика 4 формируется убывающая последовательность кодов чисел, начиная с максимального. При совпадении кода на выходе счетчика 4 с кодом в каком-либо регистре 3 приоритета, относящимся к высокоприоритетной группе абонентов, на выходе соответствующей схемы 2 сравнения формируется единичный сигнал. При наличии запроса от соответствующего высокоприоритетного абонента единичный сигнал с выхода i-й схемы 2 сравнения через 1-й элемент И 5 поступает на единичный вход 1-го триггера 13 группы. Тем самым инициируется обслуживание заявки i-ro абонента в обслуживающем приборе.

Одновременно с просмотром высокоприоритетных запросов формируются сигналы на. выходах схем 2 сравнения, соответствующих низкоприоритетным абонентам. Однако, если на регистре 1 заявок зафиксирован хотя бы один высокоприоритетный запрос, элемент И 12 оказывается закрытым по инверсному входу единичным сигналом с выхода элемента ИЛИ 11. Нулевой сигнал с выхода элемента И 12 закрывает по третьим входам j-e элементы И 5 группы, поэтому сигналы, формируемые на выходах j-x схем 2 сравнения, на выходы 28 устройства, соответствующие абонентам низкоприоритетной группы, не поступают.

Если заявки высокого приоритета в системе отсутствуют, нулевой сигнал с выхода элемента ИЛИ 11 открывает по инверсному входу элемент И 12. В результате единичный сигнал с единичного выхода триггера 8 через элемент И 12 поступает на третьи входы j-x элементов И 5 группы. При наличии низкоприоритетного запроса в соответствующем разряде регистра 1 заявок единичный

сигнал с выхода j-й схемы 2 сравнения через j-й элемент И 5 группы поступает на единичный вход j-ro триггера 13 группы. На j-м выходе 28 устройства появляется единичный сигнал, инициирующий обслуживание запроса низкоприоритетного j-ro абонента в обслуживающем приборе. Единичный сигнал с единичного выхода j-ro триггера 13 поступает также через элемент ИЛИ 22 на первый и второй прямые входы соответственно элементов И 19 и И 20 устройства. В результате импульсы с выхода генератора 9 через делитель 18 частоты и элемент И 19, открытый по инверсному входу нулевым сигналом с выхода схемы 17 сравнения, начинают поступать на счетный суммирующий вход счетчика 15.

На выходе счетчика 15 формируется двоичный код числа, пропорционального времени обслуживания j-ro низкоприоритетного запроса. Элемент И 20 открыт по второму прямому и инверсному входам соответственно единичным сигналом с выхода элемента 1/1ЛИ 22 и нулевым сигналом с выхода схемы 17 сравнения. При поступлении в регистр 1 заявок запросов от высокоприоритетных абонентов на выходе элемента ИЛИ 21 появляется единичный сигнал, который через элемент И 20 поступает на третий вход элемента ИЛИ 10, инициируя очередной цикл работы устройства, и через элементы ИЛИ 14 группы - на нулевые входы j-x триггеров 13, соответствующих низкоприоритетной группе абонентов. В результате на j-м выходе 28 устанавливает нулевой сигнал, прерывающий обслуживание j-ro низкоприоритетного запроса в обслуживающем приборе. На выходе элемента ИЛИ 22 устанавливается нулевой сигнал, закрывающий по первому и второму прямым входам соответственно элементы И 19, И 20 устройства. Поступление импульсов на счетный вход счетчика 15 прекращается.

В очередном цикле работы устройства, инициированном при поступлении высокоприоритетного запроса единичным сигналом с выхода элемента ИЛИ 10, установятся в О все разряды счетчика 15 и в 1, все разряды счетчика 4, а также триггер 8. На выходе счетчика 4 будет формироваться убывающая последовательность двоичных кодов чисел, что позволит выявить и. поставить на обслуживание поступивший запрос i-ro высокоприоритетного абонента.

Если заявки высокого приоритета не поступят в систему до истечения интервала времени, заданного двоичным кодом в регистре 16, обслуживание низкоприоритетного запроса продолжится, на выходе счетчика 15 формируется возрастающая последовательность двоичных кодов чисел, пропорциональных времени обслуживания, j-ro запроса. При совпадении кодов в счетчике 15 и регистре 16 на выходе схемы 17 сравнения появится единичный сигнал, закрывающий по

инверсным входам элементы И 19, И 20. В результате прекращается поступление импульсов на счетный вход счетчика 15 и блокируется прохождение через элемент И 20 сигналов-запросов от высокоприоритетных

0 абонентов, т.е. исключается возможное прерывание обслуживания низкоприоритетного запроса при поступлении запроса высокоприоритетного абонента.

После окончания обслуживания очеред5 ного. i-ro или j-ro запроса в обслуживающем приборе единичным сигналом по соответствующему ответному входу 24 устройства уста- навливаются в нулевое состояние соответствующий высоко при низкоприори0 тетный разряд регистра 1 заявок и триггер 13. Тем самым обслуженный запрос исключается из очереди и снимается с обслуживания. Одновременно сигнал окончания обслуживания 1-го или j-ro запроса поступает через элемент

5 ИЛИ 10 на входы установки в О и 1 всех разрядов соответственно счетчика 15 и счетчика 4 и единичный вход триггера 8, инициируя очередной цикл работы устройства по определению наиболее приоритетного за0 проса на обслуживание в очереди. В каждом цикле работы устройства коды приоритетов абонентов в регистрах 3 и код, определяющий величину зоны прерывания, в регистре 16 могут быть изменены. В регистр 16 может быть

5 записан код любого числа, что позволяет задавать различные интервалы времени, на которых разрешено прерывать обслуживание низкоприоритетных запросов. При занесении в регистр 16 нулевого кода устройст0 во реализует дисциплину обслуживания с относительными приоритетами высокоприоритетных запросов над низкоприоритетными.

Если в регистр 16 заносится код числа,

5 превышающего время обслуживания любой низкоприоритетной заявки, устройство реализует дисциплину обслуживания с абсолютными приоритетами между группами высокоприоритетных и низкоприоритетных

0 абонентов. В противном случае обслуживание низкоприоритетной заявки делится на зоны прерывания и недоступности, т.е. совмещаются 2 дисциплины обслуживания, Таким образом, в устройстве обслужива5 ние низкоприоритетных запросов делится на зоны прерывания и недоступности, на которых реализуются дисциплины обслуживания соответственно с абсолютным и относительным приоритетом высокоприоритетных абонентов над низкоприоритетными. За счет

введения зоны прерывания повышается быстродействие устройства при обслуживании запросов высокоприоритетных абонентов.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и я

Устройство для обслуживания разно- приоритетных групп заявок по авт. св. № 1043655, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит группу триггеров, группу из К эле- ментов ИЛИ, второй счетчик, регистр, схему сравнения, делитель частоты, третий и четвертый элементы И, четвертый и пятый элементы ИЛИ, причем высокоприоритетные запросные входы устройства соединены с соответствующими входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым прямым входом третьего элемента И, второй прямой вход которого подключен к выходу пятого элемента ИЛИ и к первому прямому входу четвертого элемента И, инверсные входы третьего и четвертого элементов И соединены с выходом схемы сравнения, первый и второй входы которой соединены с выходами соответственно вто- рого счетчика и регистра, информационный вход которого является входом задания величины зоны прерывания устройства, счетный вход второго счетчика подключен к

выходу четвертого элемента И, а вход установки в нулевое состояние соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с вторым прямым входом четвертого элемента И, выходы элементов И группы подключены к входам установки в единичное состояние соответствующих триггеров группы, выходы триггеров группы соединены с выходами устройства, выходы j-x триггеров группы (, К - число низкоприоритетных абонентов) соединены с соответствующими входами пятого элемента ИЛИ, входы установки в нулевое состояние i-x триггеров группы (i K+1n, n - число запросов) подключены к входам сброса соответствующих высокоприоритетных разрядов регистра заявок, и являются i-ми ответными входами устройства, нулевые входы j-x триггеров группы подключены к выходам j-x элементов ИЛИ группы, первые входы элементов ИЛИ группы подключены к входам сброса соответствующих низкоприоритетных разрядов регистра заявок и являются j-ми ответными входами устройства, вторые входы элементов ИЛИ группы подключены к выходу третьего элемента и третьему входу второго элемента ИЛИ.

232/32423 23

25

25

25

28

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам приоритетного обслуживания запросов. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. При обслуживании высокоприоритетных заявок быстродействие повышается за счет уменьшения времени их ожидания в очереди путем прерывания обслуживания низкоприоритетных заявок, находящихся в зоне прерывания. Поставленная цель достигается тем, что устройство по авт. св. № 1043655 дополнительно содержит группу из п триггеров, группу из К элементов ИЛИ, второй счетчик, регистр, схему сравнения, делитель частоты, третий и четвертый элементы И, четвертый и пятый элементы ИЛИ. 1 ил.