Многоканальное устройство приоритета Советский патент 1981 года по МПК G06F9/50 

(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПРИОРИТЕТА

содержащее узел начальной установки, узел синхронизации и.М каналов, каждый из которых включает два триггера, три элемента И и первый элемент ИЛИ, чтервый вход которого соединен с выходом первого триггера, первым входом подключенного к выходу первого элемента И, первый выход второго триггера соединен с первым входом второго элемента И, в каждый канал введены второй элемент ИЛИ, коммутатор и двухпозиционный переключатель, причем второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом коммутатора, первый и второй входы которого подключены соответственно с выходом двухпозиционного переключателя и выходом второго элемента И, первый вход второго элемента ИЛИ соединен со вторым выходом второго триггера и первым входом третьего элемента И, второй вход и выход - соответственно с выходом первого триггера и первым входом первого элемента И, выход первого элемента ИЛИ i-го канала (,М) соединен со вторыми входами первого, второго и третьего элементов И, два входа второго триггера, выход третьего элемента- И и второй вход первого триггера i-ro канала являются соответственно i-тыми входами установки запроса и сброса запроса, выходом разрешения и входом сброса приоритета устройства, третьи входы коммутаторов соединены с выходом узла начальной установки, третьи входы первых триггеров и третьих элементов И соединены с выходом узла синхронизации, выход первого элемента .И М-го канала соединен со вторыми входами элементов И первого канала.

На чертеже представлена блок-схема устройства, содержащего каналы 1, узел 2 синхронизации и узел 3 начальной установки.

Канал 1 включает третий 4 и второ 5 элементы И, второй триггер 6, двухпозиционный переключатель 7, коммутатор 8, элемент ИЛИ 9, первый элемент И 10, первый триггер 11 и первый элемент ИЛИ 12, выход 13 второго триггера. Устройство содержит шину 14 синхронизации типа 15 начальной установки, входы 16-18 сброса приоритета,установки запроса и сброса запроса,выход 19 разрешения, 20 передачи приоритета. Устройство состоит из последовательно соединенных в кольцо с помощью шин 20 передачи приоритета каналЪв 1 приоритетной обработки запросов, работа которых синхронизируется с помощью синхроимпульсов, подаваемы} по шине 14 с выхода узла 2 синхронизации. Узел 3 начальной установки начального приоритета используется для ручной или автоматической установка только в одном из каналов 1

при инициализации. В каждом из каналов триггер 6 фиксации запроса редназначается для запоминания

запроса на занятие общего ресурса, например общей магистрали, на один сеанс связи, который выдается блоком, одключенным к данному каналу на входы 16 сброса приоритета, 17 установки запроса, 18 сброса запроса и выход 19 разрешения .занятия магистали, элемент и 4 предназначается ля формирования разрешения на заняие общего ресурса блоку, оказавшеуся приоритетным в данный момент. лемент И 5 предназначен для передаи единичного сигнала приоритета по ине 20 другому каналу 1 в случае, если подклкгченный к данному каналу блок не выдал свой запрос на занятие общей магистрали, двухпозиционный переключатель 1 используется при задании начального приоритета в одном из триггеров 11 устройства. Коммутатор 8 предназначен для передачи на выход канала, состояния двухпозиционного переключателя 7 при инициализации либо единичного сигнала приоритета по шине 20 в рабочем режиме. Триггер 11 плавающего приоритета предназначен для запоминания приоритета в канале того блока, который получил сигнал разрешения на занятие магистрали. Элементы ИЛИ 9 и И 10 используются для обеспечения установки триггера 11 в единичное остояние, если данный канал 1 оказался самым приоритетным среди всех каналов устройства. Элемент ИЛИ 12 предназначен для выдачи единичного сигнала приоритета на следующий канал.

Устройство работает следующим образом.

В каждый момент времени только в одном из каналов триггер 11 находится в единичном состоянии, что необходимо для нормальной работы устройства. Изначально это обеспечивается при инициализации за счет подачи на управляющие входы коммутаторов 8 BCeJc каналов сигнала начальной установки с выхода узла 3. В режиме начальной установки каждый блок по входу 16 сбрасывает в соответствующем канале триггер 11 в нулевое состояние. Затем каждый- блок выдает за-, прос по входу 17 для установки триггера 6 в единичное состояние, в результате чего в этих каналах отпиргиотся элементы И 10 по сигналу, подаваемому с единичного выхода 13 триггера 6 через элемент ИЛИ 9. При этом состояние двухпозиционного переключателя 7 передается через кокмутатор 8 и элемент ИЛИ 12 на выход канала в шину 20 через.открытый элемент И 10 на вход триггера 11 следующего канала 1. Двухпозиционныд переключатели 7 всех каналов 1, кроме одного, перед началом работы устанавливаются в нулевое состояние а один переключатель 7 - в единичное состояние. Так как триггеры 11 всех каналов 1 находятся в нулевом состоянии, то через элемент ИЛИ 12 тольк одного канала 1 будет выдан единичный сигнал, который поступит на информационный (первый) вход триггера 11 следующего канала 1, При посту лении синхроимпульса по шине 14 на тактовый третий вход триггеров 11 только в одном канале 1 триггер 11 устанавливается в единичное состояние, а в остальных - останется в нулевом состоянии. Единичный сигнал с выхода тригге ра 11 через элемент ИЛИ 12 поступае на шину.20 и в рабочем режиме определяет, что следующий за данным канал 1 обладает в этот момент наивысшим приоритете при наличии запроса на занятие магистрали от его блока, зафиксированного в триггере 6. В этом случае на выходе 13 присутствует единичный сигнал, открывающий элемент И 4, который по синх роимпульсу выдает сигнгш разрешения на выход 19, так как на его первс входе присутствует единичный сигнал приоритета, поступивший на вход дан ного канала 1, являющегося в этом сеансе самым приоритетным. В этом канале элемент И 5 не пропускает далее на шину 20 единичный сигнал приоритета, так как с нулевого выхода триггера 6 на второй вход элемента И 5 поступает нулевой сигнал, запирающий его. Поэтому менее приоритетные в данном сеансе блоки не получат разрешения в ответ на свои запросы от каналов 1. Кроме того, единичный сигнал с выхода 13 триггера 6 через элемент ИЛИ 9 открывае элемент И 10, вследствиечегоединичный сигнал приоритета,поступивши по шине 20 на вход приоритетного канала 1, подается на информационны вход триггера 11, который по синхро импульсу перейдет в единичное состоя ние. В то же время во всех остальны каналах 1, в том числе и в канале, который вырабатывал единичный сигна приоритета, триггер 11 по синхроимпульсу переводится в нулевое состоя ние, определяемое закрытым элементо И 10 выделения приоритета. Элемент И 10 в этих каналах закрыт, посколь ку на входной шине 20 отсутствует единичный сигнал приоритета. Следовательно, устройство осущес вляет опрос блоков, подключенных к каналам 1. При этом блок, получивиш право на занятие ресурса в даннси4 сеансе, становится наименее приоритетным в конкуренции за общий ресур в то время как следующий за данным блок становится наиболее приоритетным, потому, что на него по шипе 20 раньше чем на другие каналы поступает единичный сигнал приоритета. Если ни в одном из каналов не зафиксирован запрос На занятие общего ресурса в триггере б, то единичный сигнал приоритета с выхода элемента ИЛИ 12 канала, триггер 11 которого находится в единичном состоянии, по шине 20, замкнутой при этом в кольцо через открытые элементы И 5, поступит вновь на первый вход элемента И 10 того же самого канала 1. Единичный сигнал с выхода триггера 11. через элемент ИЛИ 9 передается на вход элемента И 10, на выходе которого будет сформирован единичный сигнал, по которому триггер 11 данного канала при поступлении синхроимпульса на его тактовый вход подтвердит свое единичное состояние, а в остальных каналах устройства триггер 11 подтвердит свое нулевое состояние. Поэтому приоритет блоков при отсутствии запросов на общий ресурс с их стороны не изменяется. Таким образом, благодаря динамическому изменению устройством приоритетности использующих общий ресурс блоков в многоблочной (многопроцессорной) системе достигается более равномерное удовлетворение запросов на общий ресурс от действительно равноприоритетных блоков по сравнению с известным устройством. За счет использования в устройстве статуса динамически меняющегося (плавающего) приоритета ни один из блоков не может получить доступа к общему ресурсу более,чем один раз подряд при наличии запросов от других блоков.Поэтому каждый активный блок, выдающий запрос, достаточно быстро получает разрешение на использование общего ресурса, т.е. достигается минимизация среднего времени ожидания удовлетворения запроса от равноприоритетных блоков. Максимальное число сеансов, в течение которых отдельный блок будет ожидать разрешения в ответ на свой запрос, в наихудшем случае не превысит числа блоков, обслуживаемых предлагаемым устройством, В то же время в известном устройстве ожидание удовлетворения запроса на общий ресурс отдельными блоками может быть неопределенно большим. Следовательно, предлагаемое устройство при меньших аппаратурных затратах обеспе ивает расширение функционгшьных возможностей при ми-. нимиэации среднего времени ожидания обслуживания. Одновременно с этим достигается повышение надежности многоблочной системы в целом, по-. скольку даже в случае отказа одного иэ блоков системы, заключающегося в том, что отказавший блок постоянно пытается занять общий ресурс, оиа

остается работоспособной, так как после каждого сеанса приоритетность всех бло.ков меняется. Поэтому отказавший блок tie может занять общий ресурс более, чем на один сеанс, и, следовательно, запросы работоспособных -блоков также будут удовлетворены.

Формула изобретения

Многоканальное устройство ириоритета, содержащее узел начальной установки, узел синхронизгации и М каналов,, каждый из которых включает два триггера, три элемента .И и первый элемент ИЛИ, первый вход которого соединён с выходом первого триггера первым входом подключенного к выходу первого элемента И, первый выход второго триггера соединен с первым вхрдом второго элемента И, о т л и. чающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, в каждый канал устройства введены второй элемент ИЛИ, коммутатор и двухпозиционный переключатель,причем второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом коммутатора, первый и второй входы которого подключены соответственно с выходом двухпозиционного переключателя и выходом второго элемента И, первый вход второго элемента ИЛИ соединен со вторым аыходом второго триггера и первым входом третьего элемента И,.второй вход и выход - соответственно с выходом первого тригге{за и первьлм входом первого элемента И, выход первого элемента ИЛИ i-ro канала (,М) соединен со вторыми входами первого, второго и третьего

элементов И, два входа второго

триггера, выход третьего элемента И и второй вход первого триггера 1-го канала являются соответственно 1-тыми входами установки запроса и сброса запроса, выходом разрешения и

входом сброса приоритета устройства, третьи входы кс адутаторов соединены с выходом узла начальной установки, Третьи входы первых триггеров и третьих элементов И соединены с выходом узла синхронизации, выход первого элемента И М-го канала соединен со вторыми -входами элементов И первого канала,

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство -СССР № 544967, кл. G 06 F 9/18, 1974. .

2.Авторское свидетельство СССР . по заявке 2555097/18-24,

кл. G 06 F 9/18, 1977 (прототип).