Устройство приоритета Советский патент 1992 года по МПК G06F9/46 

Изобретение относится к вычислительной технике л может быть использовано в целях управления устройствами общего пользования.

Известно устройство приоритета

К недостатку которого следует отнести независимость времени обслуживания запросов от их приоритета. Устройство имеет расширенные функциональные возможности, однако оно не обеспечивает возможности изменять приоритет запросов.

Наиболее близким к предлагаемому является асинхронное устройство переменного приоритета.

Однако данное устройство обладает рядом недостатков: дисциплина обслуживания запросов жестко фиксирована, запись вновь поступивших запросов на обслуживание происходит только после обслуживания всех ранее записанных, что приводит к длительному времени ожидания обслуживания высокоприоритетных заявок.

Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности изменения режимов его работы.

Поставленная цель достигается тем, что в асинхронное устройство переменного приоритета, содержащее первую группу элементов И-НЕ, первую группу элементов И, группу триггеров регистра запросов, вторую группу элементов И-НЕ, вторую группу элементов И, первый регистр маски, первый элемент И, элемент НЕ, генератор тактовых импульсов, второй элемент И, триггер, третий элемент И, первый вход которого подключен одновременно к выходу первого элемента И, входу элемента НЕ, входу генератора тактовых импульсов, выход которого подключен одновременно к первому входу третьего и второму входу второго элементов И, выход второго элемента И является выходом устройства, входы запросов первой группы входов которого соединены одновременное первыми входами соответствую2

СО ОЭ

щих элементов И и И-НЕ первых групп, выходы которых соединены с первыми и четвертыми входами соответственно одноименных триггеров группы регистра запросов вторые входы которых объединены и подключены к шине логический ноль устройства, а третьи входы объединены и являются первым входом сброса устройства, входы ответа второй группы входов которого подключены одновременно к вторым входам элементов И-НЕ и третьим входам элементов И первых групп, второй вход записи маски устройства соединен одновременно с вторым входом установки в единицу триггера и первым входом записи первого регистра маски, группа информационных входов которого является третьей группой входов устройства, а выходы подключены одновременно к четвертым входам соответствующих элементов И второй группы и вторым входам соответствующих элементов И-НЕ второй группы, первые входы которых подключены одновременно к выходам соответствующих триггеров группы триггеров регистра запросов и первым входам соответствующих элементов И второй группы, третьи входы которых объединены и подключены к выходу элемента НЕ, пятые входы второго и третьего элементов И второй группы объединены и подключены одновременно к четвертому входу четвертого элемента И второй группы, второму входу первого элемента Пик выходу первого элемента И-НЕ второй группы, шестой вход третьего элемента 1/1 второй группы подключен одновременно к третьему входу первого элемента И, выходу второго элемента И-НЕ второй группы и пятому входу четвертого элемента И второй группы, шестой вход которого соединен одновременно с выходом третьего элемента И-НЕ второй группы и четвертым входом первого элемента И, первый вход которого подключен к второму инверсному выходу четвертого триггера группы триггеров регистра запросов, первый выход которого под- ключен к первому входу четвертого элемента И второй группы элементов И, выходы которых являются группой выходов устройства, дополнительно введены первый элемент ИЛИ, четвертый элемент И, второй элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, второй регистр режимов, пятый элемент И, выход которого соединен с входом установки в состояние первого регистра маски, второй вход пятого элемента И соединен с первым выходом триггера, а первый - с вторым выходом второго регистра режима, группа информационных входов которого образует четвертую группу входов устройства, третий

вход которого подключен одновременно к входу записи второго регистра режимов и второму входу элементов ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами эле5 ментов И второй группы, первый вход элемента ИЛИ-НЕ подключен одновременно к выходу первого элемента ИЛИ и первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен одновременно к выходу пер0 вого элемента ИЛИ и первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента И, выход второго

5 элемента ИЛИ подключен одновременно к вторым входам элементов И-НЕ первой группы, второй вход четвертого элемента И соединен с первым выходом второго регистра режимов, входы первого элемента ИЛИ

0 подключены к одноименным входам ответов второй группы входов устройства.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит первую группу

5 элементов И-НЕ 1, первую группу элементов И 2, группу триггеров 3 регистра запросов, вторую группу элементов И-НЕ 4, вторую группу элементов И 5, первый регистр 6 маски, первый элемент И 7, элемент

0 НЕ 8, генератор тактовых импульсов 9, второй элемент И 10, триггер 11, третий элемент И 12, первый элемент ИЛИ 13, четвертый элемент И 14, второй элемент ИЛИ 15, элемент ИЛИ-НЕ 16, второй ре5 гистр 17 режимов, пятый элемент И 18, первую 19 и вторую 20 группы входов, первую 21 и вторую 22 входные шины, третью 23 группы входов, третью 24 входную шину, четвертую 25 группу входов, группу выходов

0 26, выходную шину 27.

Устройство работает следующим образом.

В статическом режиме триггеры и регистры устройства установлены в любое со5 стояние, В динамическом режиме работа устройства начинается с записи режима работы устройства и маски. После включения питания по первой входной шине 21 на третьи входы триггеров 3 группы поступает

0 сигнал, устанавливающий триггеры 3 группы в нулевое состояние.

После этого по второй 22 и третьей 24 входным шинам на первые входы первого и второго 17 регистров поступают сигналы за5 писи, в результате чего присутствующий на третьей группе входов 23 код маски записывается в первый 6 регистр маски, причем нулевые значения разрядов указывают замаскированные уровни приоритета, присутствующий на четвертой группе входов 25

код режима записывается во второй 17 регистр режима, а триггер 11 устанавливается в единичное состояние. В соответствии с записанным во второй 17 регистр режима кодом устройство может работать в четырех режимах в соответствии с таблицей.

Режим 1. Этап записи запросов.

В данном режиме дискретного обслуживания запросов без использования маски в исходном состоянии группа триггеров 3 регистра запросов обнулена, во второй регистр 17 запросов записан код 00, в первом регистре 6 маски записан код маски.

В результате этого с первого выхода второго регистра 17 режима сигнал низкого уровня поступает на второй вход четвертого элемента И 14, запрещая прохождение через него сигналов с выхода первого элемента ИЛИ 13 на первый вход второго элемента ИЛИ 15. Сигнал низкого уровня с второго выхода второго регистра 17 режима поступает на первый вход пятого элемента И 18, запрещая прохождение через него сигналов высокого уровня с первого выхода триггера 11 на второй вход первого регистра 6 маски, в результате чего первый регистр 6 маски оказывается переведенным в состояние высокого импеданса (далее состояние) на все время работы устройства в данном режиме. Так как триггеры группы 3 регистра запросов обнулены, то на их в прямых выходах присутствуют сигналы низкого уровня, которые поступают одновременно на первые входы элементов И-НЕ 4 второй группы и элементов И 5 второй группы, в результате чего ча выходах 26 группы выходов устройств так жэ присутствуют сигналы низкого уровня, а на выходах элементов И-НЕ второй группы присутствуют сигналы высокого уровня, которые поступают на соответствующие входы первого элемента И 7. Поскольку на первом входе первого элемента И 7 так же присутствует сигнал высокого уровня, то на выходе первого элемента И 7 так же присутсвует сигнал высокого уровня, поступающий одновременно на элемент НЕ 8, генератор тактовых импульсов 9 и на первым вход третьего элемента И 12, в результате чего с выхода элемента НЕ 8 сигнал низкого уровня поступает на третьи входы элементов И 5 второй группы, блокируя их, генератор тактовых импульсов начинает работать, в результате чего на его выходе формируется импульс, который приводит триггер 11 в нулевое состояние. Так как на выходе первого элемента И 7 продолжает присутствовать сигнал высокого уровня, то генератор импульсов 9 вырабатывает следующий импульс, который переводит триггер 11 в единичное состояние, в результате чего

на выходе третьего элемента И 12 формируется импульс, поступающий с его выхода через второй элемент ИЛИ 15 на вторые входы элементов И-НЕ 1 первой группы,

разрешая запись поступавших на входы 19 группы входов запросов в триггеры 3 группы триггеров регистра запросов, в результате чего в соответствующие триггеры 3 группы триггеров регистра запросов устанавливаются в единичное состояние.

Сигнал высокого уровня с выхода соответствующих триггеров 3 группы триггеров регистра-запросов поступает одновременно на первые входы соответствующих элементов И 5 второй группы и элементов И-Н Е 4 второй группы, с выходов которых сигнал низкого уровня поступает одновременно на соответствующие входы элеменов И 5 второй группы и входы первого элемента И 7, в результате чего на выходе первого элемента И 7 появится сигнал низкого уровня, который вызовет остановку генератора тактовых импульсов 9 и появление сигнала

низкого уровня на выходе третьего элемента И 12, в результате чего дальнейшая запись запросов в триггеры 3 группы триггеров регистра запросов прекратится. На этом этап записи запросов заканчивается.

Этап обработки запросов.

Сигнал низкого уровня с выхода первого элемента И 7 поступает на вход элемента

НЕ 8, с выхода которого сигнал высокого уровня поступает на третьи входы элементов И 5 второй группы, однако совпадение сигналов высокого уровня происходит только на входах того элемента И 5 второй группы, куда поступает сигнал высокого уровня с выхода соответствующего триггера 3 группы триггеров регистра запросов. Таким образом на выходах 26 группы в любой момент времени присутствует только один

сигнал высокого уровня, причем на том выходе 26 группы выходов, который соответствует наивысшему необработанному запросу. По окончании обработки запроса по соответствующему входу 20 второй группы входов поступает импульс ответа, который, пройдя через вход соответствующего триггера 3 группы триггеров регистра запросов, сбрасывает его в нулевое состояние. Одновременно этот же импульс

поступает через первый элемент ИЛИ 13 и элемент ИЛ И-НЕ 16 на вторые входы элементов И 5 второй группы, блокируя выдачу сигналов высокого уровня на время действия импульса ответа. В результате этого сигнал высокого уровня снимается с соот- ветствующего выхода 26 группы выходов.

Через время, разное длительности импульса ответа, аналогичным образом сигнал высокого уровня появляется на следующем выходе 26 группы выходов устройства, если соответствующий триггер 3 группы триггеров регистра запросов установлен в единичном состоянии.

Этап окончания обработки запросов.

После того, как будут обработаны все запросы данной группы, на всех входах первого элемента И 7 будут присутствовать сигналы высокого уровня (так как все триггеры 3 группы триггеров регистра запросов установлены в нулевое состояние), следовательно, на выходах соответствующих элементов И-НЕ 4 второй группы присутствует сигнал высокого уровня. В результате на выходе первого элемента И 7 образуется сигнал высокого уровня и устройство начинает новый цикл работы.

Режим 2. Этап записи запросов.

В режиме 2 дискретного обслуживания запросов с использованием маски исходное состояние регистров и триггеров устройства, а так же их функционирования происходит аналогично, за исключением того, что на втором выходе второго регистра 17 режима присутствует сигнал высокого уровня, разрешающий прохождение сигнала с первого выхода триггера 11. В результате этого к моменту окончания этого этапа на первом выходе триггера 11 присутствует сигнал высокого уровня, который через пятый элемент И 18 поступает на второй вход первого регистра 6 маски, в результате чего на выходах первого регистра 6 маски, а следовательно, и на соответствующих ьходах элементов И-НЕ и И вторых групп будет присутствовать маска, причем сигналы низкого уровня будут соответствовать замаскированным уровням приоритетов запросов.

Режим обработки запросов.

Данный этап проходит с той лишь разницей, что в начале обслуживания только незамаскированные запросы. После того как будут обработаны все не замаскированные запросы на всех входах первого элемента И 7 появляются сигналы высокого уровня. С выхода этого элемента сигнал высокого уровня поступает на вход генератора тактовых импульсов 9, который формирует следующий импульс, по которому триггер 11 переводится в нулевое состояние, в результате чего сигнал, низкого уровня с первого выхода триггера 11 через пятый элемент И 18 поступает на второй вход первого регистра 6 маски и переводит его в состояние, в результате чего код маски снимается с вторых элементов И-НЕ 4 второй группы и начинается обработка запросов, которые ранее были замаскированы.

Этап окончания обработки запросов. Характерной чертой режимов 1 и 2 является 5 дискретное обслуживание запросов, т.е. запись и обслуживание очередной группы запросов различных приоритетов производится в определенные моменты времени, определяемые моментом оконча10 ния обработки последнего из запросов предыдущей записанной группы. Режим 3. Этап записи запросов. В режиме 3 непрерывного обслуживания запросов без использования маски ис15 ходное состояние триггеров и регистров устройства то же, за исключением того, что на первом выходе второго регистра 17 режима присутствует сигнал высокого уровня, разрешающий прохождение импульсов от0 вета с выхода первого элемента ИЛИ 13 через четвертый элемент И 14 и второй элемент ИЛИ 15 на вторые входы элементов ИЛИ-НЕ 1 первой группы.

Этап записи запросов. После обра5 ботки очередного запроса импульс ответа по соответствующему входу 20 второй группы входов поступает на одноименный вход первого элемента ИЛИ 13 и с его выхода через четвертый элемент И 14 и второй эле0 мент ИЛИ 15 на вторые входы элементов И-НЕ 1 первой группы, в результате чего в соответствующие триггеры 3 группы триггеров регистра запросов будут записаны запросы, если к этому моменту времени они

5 выставлены на соответствующих входах 19 первой группы входов. В этом случае обслуживаться будет запрос с высшим приоритетом, даже если он только что поступил. К обслуживанию запросов более низких при0 оритетов устройство перейдет только в случае отсутствия на данный момент времени запросов с высшим приоритетом, Если в момент обслуживания запроса с низким приоритетом будет выставлен запрос с бо5 лее высоким приоритетом, то он будет обслужен сразу же после окончания обслуживания предыдущего запроса. Этап окончания обработки запросов. В этом режиме окончание обработки за0 просов происходит в том случае, если запрос больше не поступает. При этом устройство находится в состоянии ожидания,

Режим 4. Этап записи запросов.

5 Данный этап режима 4 непрерывного обслуживания запросов с использованием маски аналогичен, но с той лишь разницей, что разрешено использование записанного в первый регистр 6 маски кода маски.

Этап обработки запросов.

После обслуживания всех записанных незамаскированных запросов при отсутствии вновь поступивших производится пере- ключение триггера 11 и происходит обслуживание замаскированных запросов.

Этап окончания обработки запросов.

Таким образом характерной чертой режимов 3 и 4 является непрерывное обслуживание запросов, т.е. запись очередного запроса осуществляется сразу же после окончания обслуживания предыдущего, а обслуживание поступившего запроса - после окончания обслуживания запросов более высокого приоритета и отсутствии их поступления.

Использование устройства-прототипа позволяет обслуживать поступившие запросы по одной фиксированной дисциплине обслуживания, при которой заявки с высшим приоритетом вынуждены ожидать окончания обслуживания группы запросов с более низкими приоритетами. Использование же предлагаемого устройства позволяет изменять дисциплину обслуживания, при изменении параметров потока запросов, что приводит к повышению качества обслуживания запросов с высшими приоритетами.

Таким образом, предлагаемое устройство может быть использовано в блоках управления устройствами общего пользования с повышенными требованиями к качеству обслуживания запросов с высшими приоритетами.

Формула изобретения Устоойство приоритета, содержащее две группы элементов И-НЕ, две группы элементов И, группу триггеров, регистр маски, три элемента 2И, элемент НЕ, генератор тактовых импульсов, триггер, первый вход первого элемента И соединен с выходом второго элемента И, входом эпемента НЕ и входом генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, второму входу первого элемента И и к С-входу триггера, вход записи регистра маски является входом записи устройства и подключен к S-входу триггера, нулевой выход которого соединен с третьим входом первого элемента И и вторым входом третьего элемента И, выход которого является выходом разрешения записи маски устройства, группа входов запросов которого подключена к первым входам одноименных элементов И-НЕ и И первых групп, выходы которых подключены к S- и R-входам соответственно одноименных

триггеров группы, прямые выходы которых подключены к первым входам элементов И второй группы и к первым входам одноименных элементов И-НЕ второй группы, за

исключением последнего вторые входы подключены к одноименным разрядным выходам регистра маски и к вторым входам одноименных элементов И второй группы, третьи входы которых подключены к выходу

элемента НЕ, выходы элементов И-НЕ второй группы подключены к соответствующим входам второго элемента И, выход i-ro (,..., n--1, n - число запросов) элемента И-НЕ второй группы подключен ксоответствующим входам с (i+1)-ro по n-й элементов И второй группы, выходы элементов И второй группы являютсяч группой запросных выходов устройства, группа входов ответа которого подключена к вторым входам элементов И и И-НЕ первых групп соответственно, D-входы триггеров группы подключены к шине логического нуля устройства, С-входы триггеров группы являются тактовым входом устройства, группа

информационных входов регистра маски является группой входов маски устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него дополнительно введены первый элемент ИЛИ,

четвертый элемент И, второй элемент ИЛИ, элемент ИЛ И-НЕ, регистр режимов, пятый элемент И, первый вход которого соединен с первым разрядным выходом регистра режимов, группа информационных входов которого является группой входов режима устройства, вход записи которого является группой входов режима устройства, вход записи которого подключен к входу записи регистра режимов и первому входу элемента ИЛ И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ и первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с вторым разрядным выходом регистра режимов, выход

четвертого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, единичный выход триггера соединен с вторым входом пятого элемента И,

выход которого соединен с входом разрешения выдачи регистра маски, выход элемента ИЛ И-НЕ соединен с четвертыми входами элементов И второй группы, группа входов ответа устройства соединена с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ - с третьими входами элементов И-НЕ первой группы.

Ы,

;&

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в цепях управления устройствами общего пользования Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство содержит две группы элементов И-НЕ, две группы элементов И, группу триггеров, пять элементов И, элемент НЕ генератор тактовых импульсов, триггер, регистр маски и регистр режимов. В устройстве запись очередного запроса осуществляется сразу же после окончания обслуживания предыдущего, а обслуживание поступившего запроса - после окончания обслуживания запросов более высокого приоритета и при отсутствии их поступления. 1 ил., 1 табл.