Многоканальное устройство для приоритетного обслуживания запросов Советский патент 1982 года по МПК G06F9/50 

(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИОРИТЕТНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАПРОСОВ

Изобретение относится к вычисли-тельной технике и может быть использовано в системах подачи данных.

Известно многоканальное устройство для обслуживания запросов со сменными кодами приоритетов, содержащее первый - четвертый элементы ИЛИ, а в каждом канале - счетчик 1.

Недостатком является возможность :потери запросов от источников низкого приоритета, т.е. низкая надежность обслуживания.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является многоканальное устройство для обслуживания запросов со сменными кодами приоритетов, содержащее первый - четвертый элементы ИЛИ, а в каждом канале , дешифратор, первый 7 третий элеме нты И, злемент НЕ, причем каяздый запросный вход устройства соединен с вторым входом третьего элемента И и с входом элемента НЕ соответствующего канала, а выход третьего элемента И канала соединен с соответствующим разрешающим выходом устройства C2j.

Недостатком данного устройства яв ляется низкое быстродействие, обусловленное последовательным опросом абонентов.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства путем обеспечения одновременного опроса всех абонентов.

Поставленная цель достигается тем, что запросы разбиты на группы (по два запроса в каждой группе), при

10 этом з стройство содержит узел анализа запросов и (log N-I) каналов, где N - число внешних запросов, каждый из которых содержит 2 где i номер канала блоков формирования

15 приоритетных сигналез, причем первый вход узла анализа запросов соединен с входом запуска устройства, первый выход узла анализа запросов соединен с сигнальным выходом устройства, вто20рой и третий входы узла анализа запросов соединены с первыми выходами первого и второго блоков формирования приоритетных сигналов первого канала соответственно, а второй и

25 третий выходы узла анализа запросов соединены с первыми входами первого и второго блоков формирования приоритетных сигналов первого канала соответственно, причем второй и третий

30 входы каждого блока формирования при-

оритетных сигналов каждого г-го канала, кроме последнего, соединены с первыми выходами соответствующих блоков формирования приоритетных сигналов i+1-го канала, а второй и третий входы блока формирования приоритетных сигналов последнего канала соединены с запросными входами устройства, а второй и третий выходы каждого блока формирования приоритетных сигналов каждого i-ro канала, кроме последнего, соединены с первыми входами соответствующих блоков формирования приоритетных сигналов i+1-го канала, второй и третий выходы блока формирования приоритетных -сигналов последнего канала соединены с разрешающими выходами устройства, а четвертый вход и четвертый и пятый выходы узла анализа запросов соединены с разрешающим входом и приоритетными выходами устройства соответственно.

При этом блок формирования приоритетных сигналов содержит узел анализа запросов, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ и триггер заня-. тости, причем первый выход узла анализа запросов соединен с первым входом первого элемента И, первый вход узла анализа запросов соединен с инверсным выходом триггера занятости, прямой выход которого соединен с первым выходом блока, а R-вход соединен с первым входом блока, :ц,торой и третий входы узла анализа запросов соединены с вторым и третьим входами блоков соответственно, первый и второй входы элемента ИЛИ соединены с вторым и третьим входами узла анализа запросов, а выход элемента ИЛИ соединен с S-входом триггера занятости , четвертый вход узла анализа запросов соединен с четвертым выходом этого же узла, а пятый выход узла анализа запросов соединен С первым выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с первым входом блока, а выходы первого и второго элементов И соединены с третьим и вторым выходами блока соответственно.

Узел анализа запросов содержит триггер, шесть элементов И, четыре элемента ИЛИ, причем прямой выход триггера соединен с первым входом первого элемента И и с первым выходом узла, а инверсный выход триггера соединен с первым входом второго элемента И и с пятым выходом узла, вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом YiepBoro элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а второй вход первого элемента ИЛИ соединен с четвертым входом узла причем первый и второй входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами третьего и четвертого элементов И соответственно, инверсный вход третьего элемента И соединен с первы входом пятого элемента И, с первым входом третьего элемента ИЛИ и с вторым входом узла, а инверсный вход четвертого элемента И соединен с первым входом шестого элемента И, вторым входом третьего элемента ИЛИ и с третьим входом узла, а прямой выход третьего элемента И соединен с выходом первого элемента И, первым входом четвертого элемента ИЛИ и вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с вторым выходом узла, а прямой выход четвертого элемента И соединен с выходом второго элемента И, с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с третьим выходом узла, выход третьего элемента ИЛИ соединен с четвертым выходом узла, а выход четвертого элемента ИЛИ соединен со счетньам входом триггера, а третьи входы первого и второго элементов И соединены с четвертым входом устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока формирования приоритетных сигналов; на фй. 3 схема узла анализа запросов.

Многоканальное устройство для обслуживания приоритетных запросов . содержит узел 1 анализа запросов, каналы 2, блоки 3 формирования приоритетных сигналов, входы 4 запросов, разрешакяцие выходы 5, вход б запуска, сигнальный выход 7 , выходы 8 и 9 блока 3, входы 10 и 11 блока 3, входы 12-14 узла, выходы 15-17 узла, в блоке 3 - узел 18 анализа запросов, элементы И 19, элемент ИЛИ 20, триггер 21 занятости; узлы 1 и 18 анализа содержат элементы И 22-24, элементы ИЛИ 25-28 и триггер 29.

Устройство работает следующим образом. ,

Каждый блок формирования приоритетных сигналов может принимать по входам 10 два запроса на обслуживание и удовлетворять их в соответствии с присоединенными им приоритетами. Более приоритетный запрос вызывает появление сигнала на выходе 8, который затем поступает на запросный вход 10 предыдущего канала. Запросные входы 10 блоков-3 в последнем канале соединены с запросными входами 4 устройства, а в предыдущих каналах 2-е выходами 8 двух блоков 3 последующего канала 2. Таким образом в каждом канале 2, кроме последнего, блок 3 формирования приоритетных сигналов определяет какой из двух связанных с ним блоков 3 предыдущего канала имее.т старший приоритет. Устройство имеет иерархическую структуру, во главе которой находи ся узел анализа запросов, связанный с последовательно расположенными ка|налами 2, причем первый канал 2, непосредственно связа.нный с узлом 1 содержит два блока 3 и соответственно четыре запросных входа 10. Максимальное число блоков 3 и соответстве но число запросных входов в каждом последующем канале 2 возрастает по отнсяаению к предыдущему в два раза, в последнем канале 2 число блоков 3 формирования будет меньше максимального, если количество внешних запросов N не является целой степень числа 2, в этом случае часть запросных входов 10 предпоследнего канала является запросными входами 5 устройства. Общее число блоков 3 в устройстве равно N-2. Пройдя по всем каналам; два наиболее приоритетных в данный момент запроса приведут к появлению сигналов на выходах 14 блоков 3, первого канала 2. Эти сигналы поступят на запросные входы 12 узла 1 анализа. Последний определяет какой из двух запросов на входах 12 приводит к воз буждению выхода 16, который является сигнальным выходом 7 устройства. В ответ обслуживающее устройство подаст сигнал запуска на вход 6 запуска, соединенный с входом 13 узла 1. При возникновении сигнала по входу 1 узел 1 вырабатывает сигнал на том выходе 15 занятости, который соотве ствует запросу, принятому на обслуживание. С выхода 15 узла 1 этот сигнал поступит на вход 11 блока 3 первого канала 2 (того блока 3, которого запрос имеет старший приори тет и в данный момент должен быть обслужен). Блок 3 первого канала 2 вырвбатывает сигнал на своем выходе 9, который соответствует запросу, принятому на обслуживание. Далее этот сигнал поступает на вход 11 соответствующего блока 3 следующего канала 2 и т.д, до тех пор, пока не будет сформирован сигнал разрешения насоответствующем выходе 5 устройства. Получив разрешение, источник запрос с соответствующего запросного входа 4. Блок 3 формирования приоритетных сигналов работает следующим образом В исходном состоянии узел 18 анализа запросов, входящий в состав бло ка 3, настроен на удовлетворение одного из двух запросов, поступающих на его запросные входы 12. Эти два входа имеют различные приоритеты, которые для каждого блока 3 определяются состоянием его узла. Триг гер 21 занятости находится в сброшенном состоянии.На запросные входы 12 узлов поступают запросы от блоков 3 предыдущего канала или от запросных входов 4 устройства. При наличии запроса по одному из входов 12 узла 18 на сигнальном выходе 16 возникает единичный сигнал, который поступит на вход 13 запуска этого же узла 18 и вызывает появление сигнала на соответствующем выходе 15 занятости. Если запрос был подан на запросный вход 12 со старшим приоритетом, то сигнал на соответствующем выходе 15 занятости возникает через интервал времени Т|, а в случае запроса с младшим приоритетом - через интервал Т, где Tj Т. При одновременном поступлении запросов сигнал появляется на том выходе 15 занятости, который соответствует запросу со старшим приоритетом. Сигнал с выхода 15 занятости через элемент ИЛИ 20 поступает на S-вход триггера 21. Нулевой сигнал с инверсного выхода триггера 21 поступает на запрещающий вход 14 узла 18, который снимает сигнал с возбужленного выхода 15 занятости, и предотвратит возможность возбуждения второго выхода 15. Сигнал с прямого выхода триггера 2-1 поступает на выход 8, который связан с запросным входом 10 блока 3 предыдущего канала 2, который работает аналогично. После того, как запрос дойдет до узла 1 анализа запросов, стоящего во главе иерархии, и будет принят на обслуживание, возникает сигнал на соответствую1лем выходе 15 занятости этого узла, сигнал с выхода 15 занятости поступит на вход 11 соответствующего блока 3 первого канала .и откроет соответствующий элемент И 19, подготовленный по второму входу единичных сигналов с приоритетного выхода узла 18 анализа запросов. С, выхода элемента И 19 сигнал поступает на соответствующий выход 9 блока 3, с оединенный с входом 11 блока 3 предвдущего канала 2. Пройдя последовательно через все каналы 2, этот сигнал поступит на соответствующий разрешающий выход 5 устройства. Одновременно сигналы по в::одам 11 сбросят триггер 21 соответствующих блоков 3, благодаря чему на входе 14 узла 18 данного блока 3 снимается сигнал, запрещающий возбуждение выходов 15 занятости. Сигнал на выпускающем входе 6 устройства вызывается запросом, который обладает в данный момент времени наибольшим приоритетом. Остальные запросы с запросных входов 4 устройства доходят до запускающих входов 13 узлов 18 тех блоков 3 формирования, у крторЫх триггеры 21 занятости находятся в состоянии 1.

Узел 18 (фиг. 3) анализа запросов работает следующим образом.

Приоритеты между запросными выходами 15 узла 1 вначале определяются исходным состоянием триггера 29, а в процессе работы - поступлением на счётный вход с выхода элемента ИЛИ 28 единичных сигналов. При этом приоритеты запросных входов 12 чередуются. -Разрешающий уровень для сигнала запуска, поступающего с выхода элемента ИЛИ 25, присутствует только на одном из элементов И 22 в Зависимости от того, в каком состоянии находится в этот момент триггер 29.

При необходимости обращения к обслуживающему усГтройству от источников выставляются запросы в виде уровня сигнала по входам. Эти сигналы через элемент ИЛИ 26 поступает на выход 16 и далее либо на запускающий вход 13 данного узла, либо в обслуживающее устройство, на что последнее отвечает посылкой сигнала запуска на вход элемента ИЛИ 25.Сигнал анализа с выхода элемента . ИЛИ 25 через один из элементов И 22 (в зависимости от состояния в тот момент) триггера 29 ггоступает на входы соответствующих элементов И 23 И 24. Если запрос поступил на запросный вход 12 со старшим приоритетом, то сигнал на выходе 15 появится через интервал Т . Одновременно с выхода элемента И 22 или через ИЛИ 28 поступит сигнал на счетный вход триггера 29, устанавливая его в новое состояние.

Если на запросном входе 12 со старшим приоритетом запрос отсутствует, срабатывает соответствующий элемент Ц 23 и подаст сигнал на вход элемента ИЛИ 27. С помощью элемента ИЛИ 27 обеспечивается дополнительная задержка на время переходного процесса в триггере 29, возникающего пр поступлении сигнала на его счетный вход. Через элемент ИЛИ 25 сигнал анализа вновь поступит на входы элементов И 22 и в соответствии с измененными приоритетами произведет цикл анализа запросов. Таким образом осуществляется поочередной анализ наличия запросов на запорных входах 12,. Саждый сигнал с выхода элемента ИЛИ 28 изменяет состояние триггера 29.

С выходов триггера 29 единичный сигнал поступает на сщин приоритетный выход 17, соответствующий тому запросному входу 12, с которого прошел запрос на выход 14.

Быстродействие устройства повышается за счет того, что при занятости обслуживающего устройства запросы вновь поступают с запросных входов устройства, проходят до запускающих

входов 16 узлов 18 анализа тех блоков 3, триггеры 21 занятости которых находятся в единичном состоянии, причем два наиболее приоритетных запроса проходят вновь до сигнального выхода 7 устройства. Поэтому интервал времени от момента освобождения обслуживающего устройства до выдачи по выходу 5 устройства разрешающего сигнала на обмен соответствующему абоненту в предлагаемом устройстве будет меньше, чем в прототипе. С увеличением числа источников запросов время реакции устройства на сигнал запуска обмена,

5 поступивший по входу 6 запуска устройства существенно не меняется, в то время, как в прототипе, при отсутствии запросов более высоких прибри тетов с увеличением числа запросов

0 N существенно возрастает интервал времени от момента подачи запускающего сигнала до появления сигнала разрешения на обмен на соответствующем выходе 5 устройства.

Таким образом, время реакции устройства на сигнал запуска при обслуживании большого числа абонентов значительно уменьшается, что повышает его быстродействие.

Формула изобретения

содержащее узел анализа запросов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит (tog N-1). каналов (где N - число внешних запросов),

каждый из которых содержит 2 (где i номер канала) блоков формирования приоритетных сигналов, причем первый вход узла анализа запросов соединен с входом запуска устройства, первьйй

йыход узла, анализа запросов соединен с сигнальным выходом устройства, второй и третий входы узла анализа запросов соединены с первыми выходами первого и второго блоков формирования приоритетных сигналов первого канала соответственно, а второй и третий выходы узла анализа запросов соединены с первыми входами первого и второго блоков формирования приоритетных сигналов первого канала соответственно, второй и третий .входы кажого блока формирования приоритетных сигналов каждого t-ro канала, кроме, последнего, соединены с первыми выходами соответствующих блоков формирования приоритетных сигналов (+1)-го канала, а второй и третий входы блока формирования приоритетных сигналов последнего канала соединены с запросными входами устройства, второй

и третий выходы каждого блока формирования приоритетных сигналов каждого I-го канала, кроме последнего сое динены с первыми входами соответству ющих блоков формирования приоритетны сигналов (i+l)-ro канала, второй и третий выходы блока формирования приоритетных сигналов последнего канала соединены с разрешающими вы,ходами устройства, а четвертый вкод, четвертый и пятый выходы узла анализа запросов соединены с разрешающим входс 1 и приоритетными выходами уст- ройства соответственно. .2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования приоритетных сигналов содержит узел анализа запросов, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ и триггер занятости, причем первый выход узла анализа запросов соединен с первым входом первого элемента И, первый вход узла анализа запросов соединен с инверсным выходом триггера занятости, прямой выход которого соединен с первым выходом блока, а R-вход соединен с первым входом блока, второй и третий входы узла анализа запросов соединены с вторым и третьим входами блока соответствен но, входы элемента ИЛИ соединены С вторым и третьим выходами узла анализа запросов, а выход элемента ИЛИ соединен с S-входом триггер занятос ти, четвертый вход узла анализа запросов соединен с четвертЕлм выходо этого же узла, а пятый выход узла анализа запросов соединен с первым выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с первым входом блока, а выходы первого и вто рого элементов И соединен с третьим и втopы выходами блока соответственно. 3. Устройство по п. 1, о т л и ч ающе е с я тем, что узел анализа запросов содержит триггер, шесть элементов И, четыре элемента ИЛИ, причем прямой выход триггера соединен с первым входом первого элемента И и с первым выходом узла, а инверсный выход триггера соединен с первым входом второго элемента И и с пятым выходом узла, вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, а второй вход первого элемента ИЛИ соединен с четвертым входом узла, причем первый и второй входы второго элемента ИЛИ соединены с выходами третьего и четвертого элементов И соответственно, инверсный вход третьего элемента И соединен с первым входом пя.того элемента И, с первым входом третьего элемента ИЛИ и с вторым входом узла, а инверсный вход четвертого элемента И соединен с первым входом шестого элемента И, вторым входом третьего элемента ИЛИ и с третьим входом узла, а прямой выход третьего элемента И соединен с выходом первого элемента И, -первым входом четвертого элемента ИЛИ и вторым входол( пятого элемента И, выход которого соединен с вторым выходом узла, прямой выход четвертого элемента И соединен с выходом второго элемента И, с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с третьим выходом узла, выход третьего элемента ИЛИ соединен с четвертым выходом узла, а выход четвертого элемента ИЛИ соединен со счетным входом триггера, а третьи входы первого и второго элементов И соединены с четвертым входом устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 475622, кл. G06 F 09/46, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР :№ 657436, кл. Q06 F 9/46, 1979 (прот-отип) .

5hvi C -CHr)lt:,5t; I и

.pi

§5

ITS

l-irju :;b .

cr

52

trs

ir

td 5S