Устройство для управления обслуживанием запросов Советский патент 1993 года по МПК G06F9/46 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для управления обслуживанием запросов, и может применяться в системах, обслуживающих запросы с одинаковыми приоритетами.

Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет обслуживания запросов в порядке поступления.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для управления обслуживанием запросов; на фиг.2 - функциональна схема блока приоритета.

Устройство для управления обслуживанием заявок в порядке поступления (фиг.1) содержит группу регистров 1Л-1.П. группу элементов ИЛИ 2.1-2.П, группу коммутаторов 3.1-З.П-1, первую группу элементов И 4.1-4.Л, блок приоритета 5, вторую группу элементов И 6.1-6.п-1, группу одновибраторов 7.1-7.п-1, третий, второй и первый регистр 8, 9,10, блок элементов И 11, элемент ИЛИ 12, блок одновибраторов 13, выходы 14.1-14.п регистров 1.1-1.П соответственно, вход 15 сброса устройства, запросный вход 16 устройства, сигнальный выход 17. выход 18 запрета устройства, информационный выход 19 устройства, тактовый вход 20 устройства.

Рассмотрим назначение элементов устройства.

Группа регистров 1.1-1.П предназначена для приема запросов в порядке очередности их поступления на вход 16устройства. Эти регистры построены на D-триггерах. Запись информации в них осуществляется по заднему фронту импульса, поступающего на вход С. Сброс с ноль осуществляется асинхронно импульсом, поступающим на вход R. Отличительной особенностью регистра 1.1

является то, что он сбрасывается в моль поразрядно, т.е. импульсом, поступающим на вход R. Отличительной особенностью регистра 1.1 является то, что он сбрасывается о ноль поразрядно, т.е. импульсом, поступающим на вход R каждого конкретного разряда. Число п регистров 1 определяется максимальной длиной очереди запросов.

Группа элементов ИЛИ 2.1-2.П формирует сигналы о поступлении запросов в регистры 1.1-1.П соответственно. Группа коммутаторов 3.1-З.гМ предназначены для подключения входов D регистров 1.1--1.П-1 либо к ьыходу блока элементов И 11, либо к выходу регистра 1.2-1.П соответственно. Они реализованы на типовых функциональ- чм.ч ляментах 2И-ИЛИ.

Первая группа элементов И 4.1-4.П предназначена для формирования синхросигнала на входы С регистров 1.1-1.П соот- петогпенно.

Блок приоритета 5 (фиг.2) предназначены для выделения одного, как более приори- тстмок запроса, среди записанных в регистр 1.1 и формирования соответствующего ему единичного сигнала на выходе. Сдиницз младшего (первого) разряда про- ходит непосредственного на выход блока 5 и закрывает элементы И 21..K-1, запрещая прохождений на вход других единичных ОИП|ОЛОБ. Соответственно сигнал К-ro запроса, имеющего наименьший приоритет, ппоходит на выход блока 5 только при отсутствии сигналов других запросов.

Угорая группа элементов А 6.1-6.П-1 предназначена для Формирования сигнала на вхсдк одновибраторов 7.1-7.П-1. формирующих сигналы сброса регистров 1.2 -1.п соответственно.

Регистр 8 управляет прохождением сигналов запросов через блок элементов И 11 на входы регистров 1.1-l.n с целью предотвращения повторной записи в очередь одного и того же запроса. Он реализован на D-триггерах, запись информации в которых осуществляется по заднему фронту импульса на входе С.

Регистр 9 предназначен для приема запросов, поступающих на вход 16 устройства. Запись запросов, поступающих на входы D регистра 9 осуществляется по заднему фронту импульса, поступающего на вход С при наличии разрешающего (нулевого) сигнала на входе V.

Сброс разрядов регистра 9 а исходное состояние осуществляется при снятии сигнала запроса со входа 16 устройства, вследствие чего на вход R соответствующего разряда регистра Р поступает нулевой сигнал, который возвращает разряд в ноль.

Регистр 10 предназначен для приема, хранения и выдачи на пыход 19 устройства сигналов запросов для их обслуживания в порядке очередности поступления. Прием

запросов в регистр 10 осуществляется по переднему фронту импульса, поступающего на вход 20 устройства при наличии нулевого разрешающего сигнала на входе V. Сброс регистра 10 в ноль осуществляется сигна0 лом сброса, поступающим на вход 15 устройства.

Блок элементов И 11 предназначен для передачи на входы регистроз 1.1-1,п сигналов запросов, длительностью в один пери5 од, что исключает повторную запись одного и того же запроса п очередь.

Элемент ИЛИ 12 формирует единичный сигнал при поступлении запроса в регистр 10. Этот сигнал поступает на выход 17 усг0 ройства и запрещает прием других запросов в регистр 10.

Блок одновибраторов 13 предназначен для формирования сигналов сброса разрядов регистра 1.1, которые соответствуют за5 просам, переданным в регистр 10 и, следовательно, на выход 19 устройства. Од- новибраторы 13 запускаются передним фронтом сигнала, поступающего на выход 19 устройства. Длительность импульсов,

0 формируемых одновибраторами 19, достаточна для надежной установки в ноль разрядов регистра 1.1.

Устройство для управления обслуживанием запросов работает следующим обра5 зом.

Б исходном состоянии все элементы памяти устройства находятся в нулевом состоянии (цепи начальной установки устройства на фиг. 1 условно не показаны).

0 Запросы мл обслуживание посыпают на вход 16 устройства в виде единичных потенциальных сигналов, длительность которых, может быть произвольной, но для их надежного приема в устройстве должна превы5 шать период Т поступления синхроимпульсов на вход 20 устройства.

Сигнал 1-го запроса поступает на вход 16 устройства и далее на входы DI и RI регистра 9. По очередному синхроимпульсу

0 этот сигнал записывается в 1-й разряд регистра 9. Аналогично в регистр 9 записываются все запросы, поступившие к этому моменту на вход 16 устройства. С выхода регистра 9 сигналы запросов поступают на

5 вход D регистра 8 и первый вход блока элементов И 11. Если например, f-я заявка не записана в регистр 8, то на ею 1-м инверсном выходе присутствует единичный сигнал и поэтому сигнал 1-й заявки проходи через блок элементов И 11 и поступяот на лход О

регистра 1.п и входы коммутаторов 3.1 -З.п- 1.

Рассмотрим случай, когда регистры 1.1- 1.п свободны. В этом случае на выхода элементов ИЛИ 2.1-2.П присутствуют нулевые сигналы, которые открывают нижние входы коммутаторов 3.1-З.П-1 и сигналы запросов поступают с выхода блока элементов И 11 на входы D регистров 1.1-1.П-1.

Очередной синхроимпульс, поступивший на вход 20 устройства, проходит через элемент И 4.1 и записывает поступившие запросы в регистр 1.1. Одновременно эти же запросы записываются в регистр 8, а вновь поступившие запросы - в регистр 9. Выходные сигналы регистра 8 закрывают соответствующие элементы И блока элементов И 11, снимая тем самым CHI налы со входов регистров 1.1-1.П и предотвращая их повторную запись.

Вновь поступившие в регистр 9 сигналы запросов проходят через блок элементов И 11 и поступают на входы регистров 1.1-1.П, однако записаны они будут только в регистр 1.2, так как очередной синхроимпульс пройдет со входа 13 только через элемент И 4.2, открытый нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ 2.2 и единичным сигналом с выхода элемента ИЛИ 2,1.

Одновременно по этому же синхроимпульсу в регистр 9 запишутся вновь поступившие сигналы запросов, а в регистр 8 - сигналы запросов, поступивших на предыдущем такте.

Далее устройство функционирует аналогично. При этом запросы, поступившие на очередном такте, записываются в следующий свободный регистр 1. в порядке возрастания номеров, т.е. выстраиваются в очередь в порядке их поступления на вход 16 устройства.

Очевидно, что запросы, поступившие в течение одного такта синхронизации, считаются поступившими одновременно и будут записаны в один и тот же регистр 1.1.

Для того чтобы очередность поступления запросов определялась наиболее точно, а следовательно, и очередность их обслуживания, частота следования синхроимпульсов, поступающих на вход 13, выбирается максимально возможной и определяется временем окончания переходных процессов в схеме устройства, вызванных очередным синхроимпульсом.

Если в очередном такте на входы 16 не поступил ни один запрос, то на выходе блока элементов И 11 будет нулевой код и запись информации в регистры 1.1-1.П произведена не будет.

Если сигнал запроса в какой-либо момент времени снят со входа 16, то нулевой сигнал, поступивший на инверсный вход R регистра 9, установит соответствующий его 5 разояд в ноль, а по очередному синхроимпульсу в ноль установится и одноименный разряд регистра 8 и откроется соответствующий элемент блока элементов И 11. После этого по данному входу вновь может посту0 пить запрос, он будет обработан и поставлен в очередь на обслуживание.

Рассмотрим передачу запроса на обслуживание. Запросы (запрос), записанные в регистр 1.1, находятся первыми в очереди

5 на обслуживании.

Если в регистре 1.1 записаны более одного запроса (они поступили между двумя очередными синхроимпульсами), то они считаются поступившими одновоеменно и оче0 редность их обслуживания определяется по приоритету: более приоритетными считаются запросы, имеющие меньший номер. Выходные сигналы регистра 1.1 поступают на блок 5, с выхода которого только один (наи5 более приоритетный) запрос поступает на вход D регистра 10. По очередному синхроимпульсу этот запрос записывается в регистр 10 и поступает на выход 19 устройства, а также на вход элемента ИЛИ

0 12.

Единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 12 закрывает регистр 10, запрещая прием в него запросов, и поступает на выход 17 устройства, информируя обслужива5 ющее устройство о выдаче сигнала запроса на обслуживание на выход 19.

Одновременно единичный сигнал с выхода регистра 10 поступает на соответствующий вход R регистра 1,1 и возвращает в

0 ноль разряд регистра, соответствующий запросу, переданному в регистр 10.

Если обслуживающее устройство свободно, оно производит считывание запроса с выхода 19, после чего подает сигнал сбро5 са на вход 15 устройства. По этому сигналу регистр 10 возвращается в ноль, на выходе элемента ИЛИ 12 появляется нулевой сигнал, который разрешает запись очередного запроса в регистр 10.

0 По очередному синхроимпульсу в регистр 10 с выхода блока 5 заносится запрос, который должен обслуживаться следующим, и соответствующий ему разряд регистра 1.1 сбрасывается в ноль.

5 Если после передачи очередного запроса на обслуживание (в регистр 10) в регистре 1.1 не остается запросов, то на выходе элемента ИЛИ 2.1 появляется нулевой сигнал, который открывает элементы И 4.1, И 6.1. Дальнейшая работа устройства зависит от

наличия или отсутствия запросов в регистрах 1.2, 1.3....1.П. Рассмотрим два случая.

1.В регистрах 1.21.1 за писаны запросы, поступившие на обслуживание.

2.В регистрах 1.21.п запросов нет.

В первом случае элемент ИЛИ 2.2 выдает единичный сигнал, который переключает коммутатор 3.1 на верхнюю половину и открывает элемент И 6.1. В результате этого очередной синхроимпульс со входа 20 пройдет на вход С регистра 1.1 и перепишет в этот регистр содержимое регистра 1.2. Одновременно этот же синхроимпульс запустит своим задним фронтом одновибратор

7.1,который сбросит регистр 1.2 в ноль.

Кроме того, так как в регистре 1.1 записана информация, а регистр 1.1+1 свободен, то элемент И 4.11+1 будет открыт, и тот же синхроимпульс пройдет на вход С регистра 1.1+1 и запишет в него очередной запрос (запросы), поступившие на вход 16 устройства (если такой имеется).

По очередному синхроимпульсу запросы из регистра 1.3 перепишутся в регистр,

1.2,а в регистре 1.3 сбросится в ноль. Затем перепишется информация из регистра 1.4 в регистр 1.3 и так далее, пока не будут заполнены все регистры 1 от первого до К-го.

Во втором случае, когда в регистрах 1.2- 1.п запросы отсутствуют, а регистр 1.1 обну- лится, первый же поступивший запрос (запросы) запишутся в регистр 1.1,

Если в процессе функционирования устройства в регистр 1.п запишется один или более запросов, то на выходе элемента ИЛИ 2.п появится единичный сигнал, который поступит на выход 18 устройства, сигнализируя о том, что регистры 1.1-l.n устройства заполнены и прием запросов в устройство прекращен. Одновременно этот сигнал поступит на аход V регистра 9 и запретит запись информации в регистр 9 по входу О. В дальнейшем, когда часть запросов будет обслужена и регистр 1.п освободится на выходе элемента ИЛИ 2.п появится нулевой сигнал, который разрешит прием запросов в регистр 9 и далее в регистры 1.1-l.n устройства.

Как было сказано выше, точность определения очередности повышается с уменьшением длины такта синхронизации. В устройстве длина такта синхронизации не может быть выбрана меньше, чем

Т TfcG 10 +TRG 1.1 +Гили 2.1

где TKG Гили максимальные времена срабатывания соответствующих элементов устройства.

Формула изобретения

Устройство для управления обслуживанием запросов, содержащее группу регистров, группу элементов ИЛИ, первую группу элементов И. причем выход соответствующего регистра группы соединен с входом соответствующего элемента ИЛИ группы, выход которого соединен с первым (инверсным) входом соответствующего элемента И первой группы, выход М-ro элемента ИЛИ группы (М 1.К-1, К - длина очередности запросов) соединен с вторым входом (М+1)- го элемента И первой группы, третьи входы

которых соединены с тактовым входом устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет обслуживания запросов в порядке поступления, устройство дополнительно содержит вторую группу элементов И. группу одновибраторов, группу коммутаторов, три регистра, блок элементов И, блок приоритета, элемент ИЛИ и блок одновибраторов, выходы которого соединены с входами сброса первого регистра группы, а входы соединены с входами элемента ИЛИ, выходами первого регистра и являются информационными выходами устройства, запросный вход которого соединен с

информационным и инверсным установочным входами второго регистра, выход которого соединен с первым входом блока элементов И и информационным входом третьего регистра, инверсный выход которого соединен с вторым входом блока элементов И, выход которого соединен с первыми информационными входами коммутаторов группы и информационным входом К-го регистра группы, выход Р-го

регистра группы соединен с вторым инфор- мационным входом (Р-1)-го коммутатора группы (Р К,2), выход Р-го элемента ИЛИ группы соединен с первым входом Р-го элемента И второй группы и управляющим входом (Р-1)-го коммутатора группы, выход М-ro элемента ИЛИ группы соединен с вторым входом (М+1)-го элемента И второй группы, выход которого через одноименный одновибратор группы соединен с входом

сброса соответствующего регистра группы, тактовый вход устройства соединен с третьими входами элементов И второй группы, и синхровходами регистров с первого по третий, выход первого регистра группы соединен с входом блока приоритета, выход которого соединен с информационным входом первого регистра, вход записи которого соединен с выходом элемента ИЛИ и является сигнальным выходом устройства, вход сброса которого соединен с входом сброса

первого регистра, выход У го тменгз И ип, п/тпя и Р-ЧРГСЧ nt oa-т- члпр т у.тгруппы соединен f входом г чись-1 |чп 1глп

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для управления обслуживанием запросов, и может применяться в системах, обслуживающих заявки с одинаковыми приоритетами. Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет обслуживания запросов в порядке поступления. Устройство для управления обслуживанием запросов содержит группу регистров, две группы элементов Л, группу одновибрато- ров, группу коммутаторов, три регистра, блок элементов И, блок приоритета, элемент ИЛИ, группу элементов ИЛИ. Устройство обеспечивает обслуживание запросов в порядке поступления, причем точность определения очередности повышается с уменьшением длины такта синхронизации. 2 ил, Ё

сриг.1

/4/ I

3

ад