Многоканальное устройство для обслуживания запросов в вычислительной системе

 

МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАПРОСОВ В ВЫЧИСЛИ ТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ, содержащее каналы, распределитель импульсов, три элемента ИЛИ, элемент задержки, три счетчика,элемент И, генератор импульсов , а в каждом канапе элемент НЕ, два элемента И, триггер, формирователь импульсов, ячейку памяти и схему сравнения, причем первый вход первого элемента И канала соединен с соответствующим запросным входом устройства , второй вход - с соответствующим выходом распределителя импульсов , а третий вход - с выходом элемента НЕ канала., выход первого элемента И канала соединен с единичным входом триггера, вход которого через формирователь импульсов соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ и входом записи ячейки памяти, группа выходов которой соединена с первой группой входов схемы сравнения, выход которой подключен к соответствующему входу второго элемента ИЛИ и первому входу второго элемента И канала, второй вход которого соединен с выходом элемента И и счетным входом первого счетчика, ГРУППА выходов которого соединена с второй группой входов схем сравнения каждого канала, причем выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, при этом счетные входы второго и третьего счетчиков сое-, динены соответственно с выходом третьего элемента ИЛИ и выходом элемента задержки, вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, о тличающе е с я тем, что, с целью повьш1ения быстродействия, в него введены регистр свободных ресурст сов, сдвиговьш регистр, две группы элементов И и два элемента ИЛИ, причем вход второго элемента И каждого канала соединен с единичным входом соответствующего разряда регистра Ьвободных ресурсов, разрядные выходы вготорого подключены к первым входам соответствующих элементов И первой .группы, вторые входы которых соединены с соответствующими параллельными входами сдвигового регистра, а выход i-го ( 1,...,л, где число запросов) элемента И первой группы соединен.с входомэлемента НЕ, нулевым входом триггера и входом сброса ячейки .памяти t-го канала, а также с 4 -м выходом устройства и нулевыми входами-} -X разрядов регистра свободных ресурсов и сдвигового регистра , последовательный выход которого соединен со своим информационным входом, выходы параллельного за-, несения сдвигового регистра соеди нены с соответствующими входами тре

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (!9) () )) 4(51) С 06 F 9 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3572069/24-24 (22) 04.04.83 (46) 15.02.85. Бюл. Н - 6 (72) А.Х.Ганитулин, В.В.Мазаник и В.В.Туравинин (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 817715, кл. G 06 F 9/46, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке - 3314588/18-24, кл. С 06 F 9/46, 1981 (прототип). (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАПРОСОВ В ВЫЧИСЛИ

ТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ, содержащее каналы, распределитель импульсов, три элемента ИЛИ, элемент задержки, три счетчика, элемент И, генератор импульсов, а в каждом канапе элемент HE два элемента И, триггер, формирователь импульсов, ячейку памяти и схему сравнения, причем первый вход первого элемента И канала соединен с соответствующим запросным входом устройства, второй вход — с соответствующим выходом распределителя импульсов, а третий вход — с выходом элемента НЕ канала, выход первого элемента И канала соединен с единичным входом триггера, вход которого через формирователь импульсов соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ и входом записи ячейки памяти, группа выходов которой соединена с первой группой входов схемы сравнения, выход которой подключен к соответствующему входу второго элемента ИЛИ и первому входу второго элемента И канала, второй вход которого соединен с выходом элемента

И и счетным входом первого счетчика, группа выходов которого соединена с второй группой входов схем сравнения каждого канала, причем выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, при этом счетные входы второго и третьего счетчиков соединены соответственно. с выходом третьего элемента ИЛИ и выходом элемента задержки, вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия, в него введены регистр свободных ресурсов, сдвиговый регистр, две группы элементов И и два элемента ИЛИ, причем вход второго элемента И каждого канала соединен с единичным входом соответствующего разряда регистра

)=вободных ресурсов, разрядные выходы которого подключены к первым входам: соответствующих элементов И первой группы, вторые входы которых соедииены с соответствующими параллельны-. ми входами сдвигового регистра, а выход < -ro (3 = 1,...,rl, где 11 число запросов) элемента И первой группы соединен.с входом элемента

НЕ, нулевым входом триггера и входом сброса ячейки .памяти с --го канала, а также с 1 -м выходом устройства и ну.левыми входами q -х разрядов регйстра свободных ресурсов и сдвигового регистра, последовательный выход которого соединен со своим информационным входом, выходы параллельного за-. несения сдвигового регистра соединены с соответствующими входами тре1 140122 тьего элемента .ИЛИ и выкорми соответствующих элементов И второй группы, первые, входы .которых являются входами конца обслуживания устройства, а вторые входы. соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов и входами.четвертого элемента ИЛИ, вьиод которого подключен к

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности, к устройствам управления в вычислительной системе.

Известно многоканальное устройство для обслуживания запросов в порядке поступления, содержащее элементы

НЕ, элементы И, триггеры, формирователи импульсов, ячейки памяти, схемы сравнения, входы запросов и выf0 ходы устройства, распределитель импульсов, элемент ИЛИ, элемент задержки, датчик окончания обслуживания и счетчики импульсов j1) .

Недостатком устройства является низкое быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому является многоканальное устройство

20 для обслуживания групповых запросов, содержащее каналы, первые элементы

И каналов, первые и вторые выходы которых соединены соответственно с соответствующим запросным входом уст- 5 ройства и соответствующим выходом распределителя импульсов, выход элемента НЕ каждого канала соединен с третьим входом первого элемента И сво

его канала, выход первого. элемента

И каждого канала соединен с единич30 ным входом первого триггера своего канала, единичный выход первого триггера каждого канала соединен с входом формирователя, импульсов свое,го канала, выход формирователя импуль- 5 сов каждого канала соединен со входом записи ячейки памяти своего.канала и соответствующим входом перво- .го элемента ИЛИ, выход. которого сое-, динен с входом элемента задержки,вы- 40 ход которого. соединен с- управляющим входом первого. счетчика, группа выуправляющему входу сдвигового регистра, при этом реверсивный вход второго счетчика соединен с выходом элемента И, а выходы второго счет-чика .подключены к входам пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом элемента И. ходов которого соединена с группой информационных входов ячеек памяти каналов, группа выходов ячейки памяти канала соединена с первой группой входов схемы сравнения своего канала, вторая группа входов схемы сравнения каждого канала соединена с группой выходов второго счетчика, выход второго элемента И каждого канала соединен с нулевым входом первого триггера своего канала и входом считывания ячейки памяти своего канала, выход схемы сравнения каждого канала соединен с соответствующим входом второго элемента ИЛИ и первым входом третьего элемента И своего канала, выход третьего элемента И каждого канала соединен с единичным входом второго триггера своего канала, выход второго триггера каждого канала соединен с соответствующим выходом устройства, входом элемента HE своего канала и первым входом второго элемента И своего канала,j-й выход распределителя импульсов (j = 1, и, где n — число запросов) соединен с первым входом четвертого элемента И j-ro канала, j вход конца обслуживания устройства соединен с нулевым входом второго триггера j-.ãî канала и вторым вхо" дом четвертого элемента И j-го канала, выход четвертого элемента И каждого канала соединен с соответствующим входом третьего элемента ИЛИ, вьиод которого соединен с вторым входом второго элемента И каждого канала и счетным входом третьего счетчика, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика и вторым входом третьего

11401

3 элемента И каждого канала, выход второго элемента ИЛИ соединен с вычитающим входом третьего счетчика и вторым входом элемента И,третий вход которого соединен с выходом гене-— ратора импульсов (2) .

Недостатком известного устройства является низкая пропускная способность, обусловленная тем, что запрос, поступивший по j-му входу, 19 не будет принят на обслуживание до тех пор, пока j é ресурс не освободится, в то время как другие ресурсы могут простаивать.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для обслуживания запросов в вычислительной системе, содержащее каналы, распределитель импульсов, три элемента

ИЛИ, элемент задержки, три счетчика, элемент И, генератор импульсов, а в каждом канале элемент HE два эле25 мента И,триггер, формирователь импульсов, ячейку памяти и схему сравнения, причем первый вход первого. элемента И канала соединен с соответствующим запросным входом устройства, второй вход — с соответствующим выходом распределителя импульсов, а третий вход — с выходом элемента

НЕ канала, выход первого элемента И канала соединен с единичным входом триггера, выход которого через форми- З5 рователь импульсов соединен с соответствующим входом первого элемента

ИЛИ и входом. записи ячейки памяти, группа выходов которой соединена с первой группой входов схемы сравне- 4o ния, выход которой подключен к соответствующему входу второго элемента

И канала, второй вход которого соединен с выходом элемента И и счетным входом первого счетчика, группа вы- 45 ходов которого соединена со второй группой входов схем сравнения каждо го канала, причем выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, второй вход которого под-50 ключен к выходу генератора-импульсов, при этом счетные входы второго и третьего счетчиков соединены соответственно с выходом третьего элемента

ИЛИ и с выходом элемента задержки, 55 вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, дополнительно введены регистр свободных ресурсов, 22 4 сдвигoBbIH регистр, две группы элементов И и два элемента ИЛИ, причем выход второго элемента.И каждого канала соединен с единичным входом соответствующего разряда. регистра свободных ресурсов, разрядные выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И первой группы, вторые входы котом рых соединены. с соответствующими параллельными выходами сдвигового регистра, а выход i-ro (i=1,...,n, где n — - число запросов) элемента И первой группы соединен с входом элемента НЕ, нулевым входом триггера и входом сброса ячейки памяти i-ro канала, а также с i-м выходом устройства и нулевыми входами соответствующих разрядов регистра свободных ресурсов и сдвигового регистра, последовательный выход которого соединен со своим информационным входом выхо ды параллельного занесения сдвигового регистра соединены с соответствующими входами третьего элемента

ИЛИ и выходами соответствующих элементов И второй группы, первые входь| которых являются входами конца обслуживания устройства, а вторые входы соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов и входами четвертого элемента ИПИ, выход которого подключен к управляющему входу сдвигового регистра, при этом реверсивный вход второго счетчика. соединен с выходом элемента И, выхоДы второго счетчика подключены к входам пятого элемента ИЛИ, выход

1 которого соединен с третьим входом эл еме н та И.

На фиг. 1 изображена. структурная схема устройства, ..на фиг. 2 временные диаграммы. работы устройстВа °

Предлагаемое устройство содержит каналы 1, элемент НЕ 2, элемент. И 3, триггер 4, сдвиговый регистр 5, формирователь 6 импульсов, ячейку 7 памяти, схему .8 сравнения, элемент

И 9, регистр 10 свободныа ресурсов, группу элементов И 11 запросные входы 12. устройства, входы 13 конца обслуживания устройства, выходы

14 устройства, элемент ИЛИ 15, элемент 16 задержки, счетчик 17, раепределитель 18 импульсов, счетчик 19, элемент И 20, генератор 21- импульсов, элемент ИЛИ 22, счетчик 23, эле11 40122 б

30 менты ИЛИ 24, 25, группу элементов И

26 и элемент ИЛИ 27.

Устройство работает следующим об1 разом, В исходном состоянии счетчик 5

17, служащий для формирования кода занимаемой объектом очереди, и счетчик 19, предназначенный для формирования кода очередности обслуживания, устанавливаются в одинаковые состояния, триггеры 4, регистр 10 и ячейки 7 памяти устанавливаются в нулевое состояние. Счетчик 23, предназначенный для учета количества свободных ресурсов, записы- 15 вает двоичный,код количества свободных ресурсов .(например, 010 - две единицы ресурса свободны), а сдвиговый регистр 5 фиксирует позиционный код количества свободных ресурсов, 20 например 11 — первый и второй ресурсы свободны (для случая, когда число ресурсов равно двум). Одновременно с этим запускается распределитель импульсов 18, предназначенный для при- 2 нудительного задания очереди при одновременном поступлении заявок на обслуживание от двух и более объектов и одновременном освобождении двух или более единиц ресурсов.

Заявки на обслуживание в ниде импульсных сигналов в случайные моменты времени поступают на запросные входы 12 (фиг. 2 6 ). Длительность .импульсов заявки и конца обслуживания равна периоду повторения распределителя 18.импульсов.

Если выходы каналов не возбуждены, то при поступлении заявки от одного из объектов, например первого, импульс с первого выхода распределителя 18 (Фиг. 2 и ) установит в единицу триггер 4 первого канала (фиг. 2 ). При этом на выходе формирователя импульсов 6 возникает им- 45 пульс (фиг. 2 ) ), который переписывает код. состояния счетчика 17 в ячейку 7 памяти первого канала и через элемент ИЛИ 15 и элемент 16 задержки изменяет состояние счетчика

17. Состояние ячейки 7 памяти первого канала и счетчика 19 сравниваются с помощью схемы 8 сравнения. Ilocкольку коды на ее входах одинаковы, на выходе схемы 8 возникает сигнал. сравнения, который через элемент И

9 при наличии свободной единицы ресурса (единичный сигнал на выходе элемента ИЛИ 25) установит первый триггер регистра 10 в единичное состояние (фиг. 2 ь ) . Если в этот момент первый триггер сдвигового регистра 5 находится в единичном состоянии (фиг. 2 + ), то на выходе лемента И 26 появится сигнал, который поступит на выход 14 устройства (фиг. 2 4 ), а также на нулевые входы первых триггеров .регистра 10 и через элемент ИЛИ 27 на вход сдвигового регистра 5. Элемент И 26 обеспечивает задержку, необходимую для пере— ключения регистра 10 и сдвигового регистра 5. Сигнал с выхода элемента

И 26 через элемент НЕ 2 закрывает элемент И 3 первого канала, а также устанавливает в нулевое состояние триггер 4 и ячейку 7 памяти первого канала.

Сигнал с выхода схемы 8 сравнения первого канала через элемент ИЛИ 22 поступает также на второй вход эле мента И 20 и разрешает прохождение импульса с генератора 21 на вход счетчика 19 (состояние счетчика увеличивается на единицу) и на вычитающий вход реверсивного счетчика 23 (устанавливается состояние 00 1). Импульсы с распределителя 18 импульсов через элемент ИЛИ 27 поступают на сдвиговый вход сдвигового регистра 5, осуществляя продвижение кода по разрядам этого регистра (фиг. 2 Ж,)) .

При поступлении очередной заявки (например, снова на первый канал) осуществляются аналогичные операции, счетчик 23 и сдвиговый регистр 5 устанавливаются в нулевое состояние (все ресурсы заняты).

По окончании обслуживания одного из предыдущих запросов на вход 13 конца обслуживания, например второго канала, поступит импульс освобождения ресурса (фиг. 2 k ), который открывает элемент И 11 для прохождения импульса с второго выхода распределителя 18 импульсов (фиг. 2 о ). Этот импульс устанавливает в единичное состояние второй триггер сдвигового регистра 5 и через элемент ИЛИ 24 увеличивает состояние счетчика 23 на единицу (в рассматриваемом примере устанавливается состояние 001).

Если в дальнейшем на один из входов

12 устройства поступит заявка, то она будет принята на обслуживание.

Если же заявка поступит в тот момент, когда все ресурсы заняты, она

7 1 будет поставлена на очередь, которая формируется при помощи ячеек 7 памяти каналов.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение про1ч0122 8 пускной способности. по сравнению с устройством-прототипом в результате того, что каждая заявка может быть обслужена любым освободившимся ресурсом.

1140122

72i г

Ь/ .Ф д

ЯФIХ.6g

Составитель В.Иикуцкий

Редактор Л.Пчелинская Техред А.Бабинец Корректор В.Синицкая

Заказ 265/38 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, .Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4