Устройство для управления обслужива-НиЕМ зАяВОК B пОРядКЕ пОСТуплЕНия Советский патент 1981 года по МПК G06F9/50 

1

f Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к приоритетным устройствам и может быть использовано для обслуживания заявок в порядке поступления при портроении различных устройств автоматики и выкислительной техники.

Известны устройства приоритета, содержащие регистр индикации запросов и вспомогательный регистр, элемеиты И, ИЛИ Ш Недостаток данных устройств .- низкое быстродействие, так как перезапись сигналов запроса с регистра иидикации запросов на вспомогательный регистр осуществляется по тактовым сигналс1М только после того, как обслуяйтся канал с наивысшим приоритетом, а сигнал опроса всегда поступает с задержкой на время протекания процессов перезаписи и устранения конфликтных ситуаций.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для обслуживания запросов в порядке поступления, содержащее первый, второй и третий регистры, входы и выходы которых соединены соответственно с первой, второй и третьей группами входных и первой, второй и третьей рруппами выходных элементов И, первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, первый, второй , третий гасящие элементы И, причем выходы выходных групп элементов И соединены с выходами первого элемента ИЛИ, кроме того устройство со держит первый, второй и третий триггеры занятости, первый и второй за- ;

0 пусксиощие элементы И, причем входы гашения первого, второго, третьего регистров связаны соответственно с нулевыми входами первого, второго, третьего триггеров занятости и с

5 выходами первого, второго, третьего гасящих элементов, первые входы которых соединены с входом гашения уст рОйства, вторые входы и второго racfflimic элементов И соединены с управляющими входами первой, второй

0 групп выходных элементов И и с выхорами соответственно первого и считывающих элементов И, первые входы которых и первый вход третьего

5 считывающего элемента И соединены с -разрешающим входом устройства и первым входом первого запускающего элемента И, второй, третий; четвертый входы которого соединены с единич0уыми выходами соответственно первого, второго и третьего триггеров занятости, нулевые выходы которых соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым входами второго запускающего элемента И, выход которого и выход третьего записывающего элемента ИЛИ соединены с единичным /входом третьего триггера занятости и управляющим входом третьей группы входных элементов И, выход первого запускающего элемента И и выход третьего считывающего элемента И через третий элемент ИЛИ соединены с управляющим входом третьей группы выходных элементов И и вторым входом третьего гасящего элемента И, единичный вход первого триггера занятости и упраьлякнций вход первой группы входных элементов И, единичный вход второго триггера занятости и управлякхций вход, второй группы входных элементов И соединены с выходами соответственно первого и второго эаписывгиощих элементов И, первые входы третьего записывакяцего элемента И и второго запускающего элемента И соединены с сигнальным входом устройства, группа запросных входов которого через четвертый элемент ИЛИ соединена с информационными входами первой, второй, третьей групп входных элементов И, нулевые входы первого, второго, третьего триггеров занятости соединены с вторыми входами соответственно первого записывающего и третьего считывакнцего элементов И, первого считывающего и второго записывающего элементов И, второго считывающего и третьего записывающего элементов И, единичные выходы первого, второго, третьего триггеров занятости соединены с третьими входами соответственно первого считывающего и третьего записывающего элементов И, третьего считывающего и второго записывающего элементов и, а выходы первого элемента ИЖ соединены с выходами устройства 2.1.

Недостаток устройства состоит в низкой достоверности его работы, так как возможны потери заявок из-за того, что количество регистров для хранения поступающих заявок в общем случае (для М - разрядной заявки) много меньше разрядности регистров (зая4ок), поэтому в том случае, когда заявки поступают достаточно часто (когда интервал времени между поступлением заявок меньше времени, необходимого для обслуживания заявки) , возможна потеря одной, нескольких и даже многих заявок, поскольку освобождение регистров устройства для приема новых заявок определяется параметрами внешнего обслуживающего устройства, в то время как частота поступления заявок, при числе .внешних запрашивающих устройств равном М, может быть достаточно большой. Кроме того, устройство позволяет обрабатывать только единичные заявки при условии их последовательного поступления, так как если в один момент времени поступает больше одной заявки, то. устройство выдает сигналы на разрешение обслуживания сразу по нескольким заявкам (так как эти заявки записаны в одном регистре и управляющие сигналы появляются сразу на нескольких выходах устройства) , а данная ситуация неправомерна, поскольку обращение, к общему ресурсу может иметь одновременно только одно из запрашивающих внешних устройств, таким образом, в случае теряются все заявки.

Цель изобретения - повышение достоверности работы устройства эа счет исключения потерь заявок. Кроме того, для обеспечения возможности обслуживания.заявок без потерь при увеличении их числа, в устройстве предусмотрена возможность наращивания.

Пойтавлейная цель достигается тем, что в устройство, содержащее М узлов коммутации очереди, каждое из которых содержит группы элементов И, регистр и элемент ИЛИ, причем первые входы элементов И первой группы всех узлов коммутации очереди соединены с входом запросов устройства, выходы элементов И второй группы t-го узла коммутации очереди соединены с группой входов гашения регистра того же узла коквмутации очреди, первые входы элементов И второй группы первого узла коммутгщии очереди, кроме первого, соединены с управляющим входом устройства, первая группа информационных входов и группа выходов регистра j-го узла коммутации очереди соединены соответственно с выходами элементов И первой группы и входами элементов И третьей группы, в него введен узе приоритета, в каждый узел коммутации очереди введен элемент НЕ, а певый узел дотолнительно содержит групу элементов ИЛИ, причем группа выходов регистра первого узла коммутации очереди подключена к группе входов узла приоритета, выходы которого соединены с вторыми входами соответствующих элементов И второй группы первого узла коммутации очереди, и с управляющим выходом устройства, первые входы и выходы элементов ИЛИ группы соединены соответстйенно с группой выходов элементов И первой : группы и группой информационных входов регистра первого узла коммутации очереди, а вторые входы - с выходами соответствующих элементов И третьей группы второго узла коммутации очереди, в i-ом узле коммутации очереди выходы регистра подключеиы к соответствующим входам элемента ИЛИ, выходом соединенного через элемент НЕ с вторыми входами элементов И первой группы, группа выходов регистра i-го узла коммутации очеред соединена с первыми входами соответствующих элементов И второй группы (i+1)-ro узла коммутации очереди, вторые, входы которых подключены к выходам соответствукицих элементов И третьей группы (1+1)-го. узла коммутации очереди, вторые входы которых подключены к выходу элемента НЕ i-го узла коммутации очереди и третьим входам элементов И первой группы (i-l)-ro узла коммутации очереди, выход элемента ИЛИ i-го узла коммутации очереди подключен к первому управляющему входу регистра (i + 1 )-го узла коммутации очереди, вторая информационная группа входов которого подключена к выходам соответствующих элементов И трет1,ей группы (|+2)-го узла коммутации очереди, регистра (И-1)-го узла коммутации очереди соединены с выходном элемента НЕ того же узла (i 1,М).

Устройство дает возможность достижения поставленной цели в силу того, что при наихудшем случае поступления заявок в каждом регистре записываетс по одной заявке, т.е. не будет потерь заявок. Кроме того, если после обслуживания первой прошедшей заявки во время процесса сдвига содержимых регистров, в направлении блока выбора приоритетного сигнгша поступает повторная заявка от только что обслуженного внешнего устройства, то она записывается а свободный регистр, который предназначен именно для такого случая, и потери заявки в этом случае тоже не происходит. в7 том случае, когда в первом (выходном) регистре находится несколько заявок, их поочередное обслуживание обеспечивается узлом приоритета.

На чертеже представлена блок-схе-. ма устройства.

Устройство содержит узел 1 приоритета, регистры 2-5 соответственно первого, второго, третьего и четвертого узлов кок)утации очереди, элементы И 6-9 первых групп узлов коммутации очереди, элементы И 10 второй группы первого узла коммутации очеред, элементы И 11-13 третьей группы второго, третьего и четвертого узлов коммутации очереди, элементы И 14-16 второй группы второго, третьего и четвертого узлов, коммутации очереди, элементы группы ИЛИ 17, элементы ИЛИ 18-21, элементы НЕ 22-25 вход 26 запросов устройства, управляющий вход 27, выход 28 устройства, входы и выходы 29 для наращивания устройства при возрастании максимального числа одновременно ожидающих заявок.

Устройство работает следующим образом.

В работе устройства можно выделить два относительно независимых процесса (режима).

- Режим А. Запись заявок, поступающих на вход 26, в регистры 2-5.

Режим Б. После обслуживания заявок гашение соответствующих им разрядов в регистре 2, после полного гашения регистра 2 сдвига информации (заявок), записанной в регистрах 3-5 в направлении узла 1, т.е. из регистра 3 в регистр 2 , из регистра 4 в регистр 3, из регистра 5 в регистр 4 .

5 в работе устройства режимы А и Б ЯВЛЯЮТСЯ относительна .независимыми в том смысле, что в случае отсутствия заявок на запросном входу устройства, содержимое регистров равно О

0 ii режим Б не выполняется. В то же время, если в регистрах устройства уже записана какая-то информация (заявки), то сдвиг происходит по мере освобождения регистра. 2, неэа5 шисимо от наличия или отсутствия заявок на запросном входе.

Необходимо отметить, что на входы 29, предназначенные для наращивания устройства, должен быть постоянд но подан уровень 1, для того чтобыэти входы не влияли на работу уст

ройства.

Принцип работы устройства в режиме А состоит в следующем.

- В исходном состоянии для записи заявок открыт только регистр 2. После прихода в некото5«ай момент времени заявки, оаа фиксируется в соответствунадем ей разряде регистра 2. В результате чего производится блокировка записи заявок в регистр 2 и подается раарш1ение на запись заявок в регистр 3. После поступления новой заявки, она фиксируется в соответствующем ей разряде регистра 3, в ре;- i

5 зультате чего производится блокировка записи заявок в регистр 3 и подается разр иение на запись заявок в регистр 4 и так далее. Порядковый номер регистра, в который записывает(}СЯ конкретная заявка, зависит от порядкового номера поступления этой заявки.

Если в регистрах устройства зафик- .. сированы заявки (в каждом по одной),

ТО в соответствии с содержимым регист5ра 2, на соответствующем выходе узла 1 появляется управляющий сигнал, разрешакяций обслуживание внешнего устройства, от которого -получена эта заявка.

0 После обслуживания данного устройства, по сигналу конец обслуживания, поступающему на управляющий вход 27 из обслуживающего устройства, производится гашение соответст5вующего разряда (заявки) в регистре

2. В результате при нулевом состоянии регистра 2 формируется сигнал передачи (элементами ИЛИ 18 и НЕ. 22) содержимого регистра 3 в регистр 2. .После передачи кода яз регистра 3 в регистр 2, через узел 1 начинается обслуживание соответствующей заявки и/ кроме того, производится гашение регистра 3. При нулевом состоянии регистра 3 формируется сигнал передачи (элементами ИЛИ 19 и НЕ 23) содержимого регистра 4 в регистр 3 и так далее.

В процессе сдвига для записи заявок, которые поступают в интервал времени который занимает процесс: сдвига, открыт только регистр, следующий за последним, содержащим заявку перед началом процесса сдвига, а после окончания процесса сдвига открывается регистр, который до сдвига был последним, содержащим заявку.

В исходном состоянии регистры 2-5 находятся в нулевом состоянии.В исходном состоянии на входе 26 и входе 27- уровень О. Для прохождения поступающих сигналов эашвок открыты элементы И 6-9, на входах которых присутствуют единичные сигналы от элементов НЕ 22-25.

. Рассмотрим два возможных случая поступления заявок на вход 26.

Первый случай - заявки поступают последовательно одна за другой, например, в следующей последовательности: сначала от внешнего устройства t) 2, затем от внешнего устройства 1, затем от внешнего устройства W 3.

появлении на входе 26 заявки от внетинего устройства 2, по переднему фронту этого сигнала заявки, в состояние 1 устанавливается второй разряд регистра 2, соот.ветствующий этой заявке. После записи заявки от внешнего устройства № 2, на выходе регистра 2, соответствующем вторсмиу разряду, появляется уровень 1, который поступает на вход узла 1 и на вход элемента ИЛИ 18. В р€зул тате уровень 1 появляется на соответствующем выходе узла 1 и иа выходу элемента ИЛИ 18. Перед приходе .заявки от внешнего устройства D 1 элементы И 6 заблокированы нулевым сигналом от элемента НЕ 22, pertioxp 3 для записи очередной згшвки.

Заявка от внешнего устройстваd 1 згшисывается в первый разряд регистра 3 (по переднему фронту сигнгша заявки). В результате записи блокируются элементы И 7 (уровнем О с выхода элемента НЕ 23) и открывается для записи регистр 4.

Следующая заявка (от внешнего устройства 3) записывается в третий разряд регистра 4, в результате чего

блокируются элементы И 8 и открывается для записи регистр 5.

Таким образом, после последовательного поступления трех заявок от внешних устройств №2, (. Зи№1в состоянии 1 устанавливаются второй, третий и первый разряды регистров 2-4 соответственно и для записи следующей заявки открывается регистр 5.

Второй случай - заявки поступгиот группами, например сначала одновременно поступают заявки от внешних устройств W 1 и (1 3, а затем от внешнего устройства 2.

В этом случае заявки от внешних устройств I 1 и ) 3 записываются в регистре 2 в разрядах первом и третьем соответственно. После записи блокируются элементы И открывается для записи регистр Э. Заявка от внешнего устройства (f 2. записывается во второй разряд.-регистра 3, . что приводит к блокировке элементов группы И 7 и к разблокировке регистра 4 .

В режиме В устройство работает следу{пцим образом.

Работа устройства начинается после того, как на вход 26 поступает хотя бы одна заявка.

Если, например, в каждом из регистров записано по одной заявке (в регистре 2 в состоянии 1 находится второй разряд, в регистре 3 - третий разряд, в регистре 4 - первый разряд), то на выходе узла 1, соответствующем второму разряду регистра 2, появляется сигнал управления обслуживанием внешнего устройства № 2. После обслуживания этой заявки из обслуживающего устройства на вход 27 поступает сигнал конец обслуживания . Сигналом с выхода элементов И 10 устанавливается в состояние О второй разряд регистра 2. В результате этого на выходе регистра 2 и на выходе элемента ИЛИ. 18 появляется уровень О, а на выходе элемента НЕ 22 - уровень 1. Элементы И 6 не открываются для прохождения заявок, так как на их входах уровень О с выхода элемента НЕ 23, на входе которого - уровень 1 с выхода регистра 3 через элемент ИЛИ 19.

При появлении уровня 1 на вторых входах элементов И 11 содержимое регистра 3 передается в регистр 2. 5 После того, как в состояние 1 устанавливается третий разряд регистра 2, единичный уровень с соответствующего выхода регистра 2 поступает на вход узла 1, который выдает сигнал управления обслуживанием соответствующего вйешнего устройства, на элемент ИЛИ |L8 и с/его выхода через элемент НЕ ,блокирует элементы И 11. Одновременно код с выхода регистра Л 2 поступает на входы элементов И 14, сигналы с выхода которых устанавл Гвают в состояние О разряд регистра 3, ранее находившийся в состоянии 1, в данном случае это третий разряд, содержимое которого передано в регистр 2. Далее в процессе сдвига.содержимых регистров (из регистра 3 в регистр 2, затем из регистра 4 в регистр 3) для записи заявок, которые приходят в это время по входу 26, открыт только регистр 5. После окон 1чания процесса сдвига (в результа:те которого освобождается регистр 4 для приема заявок открывается регис 4(если в процессе сдвига не пришла повторная заявка от внешнего устрой вга № 2, уже убслуженного перед нача лом процесса сдви1 а) . Если в процессе сдвига в регистр 5поступает заявка, которая фиксиру ется во втором разряде, то после ос вобождения в результате сдвига реги ра 4 производится передача содержимого регистра 5 в регистр 4 и. только после этого открывается для запи си заявок регистр 5. Если по входу 26 больше не посту пает заявок, то по мере освобовдения регистра 2 происходит сдвиг содержи tanx регистров 3-5 в сторону узла 1 до тех пор, пока устройство не придет в исходное состояние, когда все регистры находятся в состоянии О и для записи заявок открыт только регистр 2, В том случае, когда одновременно происходят процесс записи заявок и процесс гашения после обслуживания и сдвига заявок, устройство работает аналогичным образом. Таким образом, устройство исключает потери заявок в процессе их обслуживания, вследствие чего и повышается дострверность его работы. Формула изобретения Устройство для управления обслуживанием заявок в порядке поступления, содержащее М узлов коммутации очереди, каждое из которых, содержит руппы элементов И, регистр и элеsiffiHT ИЛИ, причем первые входы элементов И первой группы всех узлов коммутации очереди соединены с входом запросов устройства, выходы элементов И второй группы i-го узла кся мутации очереди соединены с группой входов гашения регистра того же узла коммутации очереди, первые входы элементов и второй группы первого узла коммутации очереди, кроме первого, соединены с управлякицим входом устройства, первая группа информационных входов и группа выходов регистра j-ro узла коммутации очереди соединены соответственно с выходс1ми элементов И первой группы и входами элементов И третьей группы, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения достоверности работы устройства, в него введен узел приоритета, в каждый узел коммутации очереди введен элемент НЕ, а первый узел дополнительно содержит группу элементов ИЛИ, причем группа выходов регистра первого узла коммутации очереди подключена к группе входов узла пр1сорихета, выходы которого соединены с вторыми входс1ми соответствующих элементов И второй группы перво i-o узла ксуФ«утации очереди , и о управляющим выходом устройства первые входы и выходы элементов ИЛИ группы соединены соответственно с группой выходов элементов И первой группы и группой информационных входов регистра первого узла коммутации очереди, а вторые входы - с выходами соответствукнцих элементов И третьей группы второго узла коммутации очереди, в 1-ом узле коквлутации очереди выходы регистра подключены к соответствукадим входам элемента ИЛИ, выходом соединенного через элемент НЕ-с вторыми входами элементов И первой группы, группа выходов регистра i-го узла коммутации очереди соединена с первыми входами соответствующих элементов И второй группы (1+1)го узла коммутации очереди, вторые входы которых подключены к выходам соответствукядих элементов И третьей группа .{1 + 1)-го узла коммутации очереди, вторые входы которых подключены к выходу элемента НЕ 1-го узла коммутации очереди и третьим входам элементов И первой группы (1-1)-го узла коммутации очереди, выход элемента ИЛИ -го узла коммутации очереди подключен к первому управляющему входу регистра ()-го узла коммутац ии очереди, вторая информационная группа входов которого подключена к выходам соответствующих элементов И третьей группы (И-2)-го узла коммутации очереди, регистра (i-H)-ro узла коммутгщии очереди соединены с выходом элемента НЕ того же узла (1 1,Н). Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 425177, кл. G 06. F 9/18,, 1971. 2,Авторское свидетельство СССР 522500, кл. G Об f 9/18, 1974 (прототип).