Двухвходовое устройство приоритета

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для управления доступом к общему ресурсу двух активных устройств вычислительной системы. Цель изобретения - расширение области применения за счет присвоения "коротким" запросам абсолютного приоритета. Достижение цели обеспечивается введением в двухвходовое устройство приоритета генератора импульсов, двух счетчиков, трех элементов И, сумматора, двух блоков элементов НЕ, двух блоков элементов И, блока элементов ИЛИ, элемента НЕ, схемы сравнения, регистра и двух элементов задержки. Устройство позволяет в зависимости от требуемых времен обслуживания запросов и времени переключения общего ресурса реализовать либо бесприоритетную дисциплину обслуживания запросов, либо дисциплину с абсолютными приоритетами, осуществляя прерывание в обслуживании запроса, если в очереди имеется другой более короткий запрос, что обеспечивает максимизацию количества запросов, обслуженных общим ресурсом за время его работы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 06 F 9 46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (61) 1495798 (21) 4491932/24-24 (22) 10.10.88 (46) 30.08.90, Вюл. М- 32, (72) В.В.Туравинин, С.Н.Ази, В.В,Мажников и C.З.Куракин . (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1495798, кл. G 06 F 9/46, 1987. (54) 1ВУХВХОДОВОЕ УСТРОЙСТВО ПРИОРИТЕТА (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для управления доступом к общему ресурсу двух активных устройств вычислительной системы, Цель изобретения — расширение области применения за счет присвоения коротким запросам абсолютного приоритета.,Достижение I

Изобретение, относится к вычислительной технике и может быть испбльзовано для управления доступом к общему ресурсу (OP) двух активных устройств вычислительной системы.

Цель изобретения — расширение области применения за счет присвоения коротким запросам абсолютного приоритета.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — схема блока управляемой задержки.

Устройство содержит элементы

ИЛИ-HE 1 и 2, пороговый элемент (триггер Шмидта) 3, элемент НЕ 4, элемент

5 задержки, триггер 6, элемент И-HE

ÄÄSUÄÄ 1589276 A 2

2 цели обеспечивается введением в двухвходовое устройство приоритета генератора импульсов, двух счетчиков, трех элементов И, сумматора, двух блоков элементов HE двух блоков элементов

И, блока элементов ИЛИ, элемента НЕ, схемы сравнения, регистра и двух элементов задержки. Устройство позволяет в зависимости от требуемых времен обслуживания запросов и времени переключения общего ресурса реализовать либо бесприоритетную дисциплину обслую вания запросов, либо дисциплину с абсолютными приоритетами, осуществляя прерывание в обслуживании запро1 са если в очереди имеется другой бо- с:

В

° Й лее короткий запрос, что обеспечивает максимизацию: количества запросов, обслуженных общим ресурсом эа время

его работы.

7, элемент И 8, запросные входы 9 и

10 группы кодовых входов 11-13 выходы 14 и 15, счетчики 16 и 17, эле» менты,И 18-20, генератор 21 импульсов, сумматор 22, блоки 23 и 24 элементов

НЕ, блоки 25 и 26 элементов И, блок

27 элементов ИЛИ, схему 28 сравнения, элемент HE 29, элементы 30 и 31 задержки, регистр 32, блоки 33 .и 34 р управляемой задержки, каждый из которых включает элементы И 35, информа- 3Я ционный вход 36, управляющие входы 37 и 38 и выход 39.

Устройство работает следующим образоМ.

158927,6

В исходном состоянии счетчики 16 и 17 находятся в нулевом состоянии, На регистре 32 установлен код величийь1 большей, чем код времени, требуейого для обслуживания максимально возможного длинного запроса (это обеспечивает установку бесприоритетного режима работы устройства)„ на входах

9 и 10 установлены нулевые сигналы (низкие уровни напряжения).

На регистре 32 в момент начала обслуживания запроса, который первым захватил OP (который начал обслуживаться при отсутствии запроса по другому

Йходу), устанавливается код величины, равной временным затратам, требуейым на подготовку OP для обслуживания запроса, который мЬжет поступить с другого входа. Если произошло прерыва- о

Йие в обслуживании, то состояние регистра 32 не изменяется. Временные

Затраты на подготовку к обслуживанию запроса другого типа (поступившего с другого входа) могут определяться, на-25 йример, временем переписи с магнитной ленты в оперативную память 3ВМ (которая выступает в роли OP) программы об. работки запроса другого типа и времейем занесения в память ЭВМ в момент йрерывания состояния некоторых узлов

ЭВМ (чтобы в дальйейшем можно было продолжить обработку прерванного запроса, а не начинать ее заново).

Счетчики 16 H 17 HBJIHfoTcH вычитающими, а сумматор 22 — сумматор комбинационного типа, причем счетчики 16 и 17 рассчитаны на хранение чисел со знаком, Процесс обслуживания заключается 40 в следующем. В случайные моменты времени на входы 9 и 10 поступают заПросы (единичные сигналы), каждый из которых сопровождается парафазным кодом требуемого времени обслуживания, 45 который записывается либо через группу кодовых входов 12 на счетчик 16 и характеризует запрос, поступивший на вход 9 (от первого источника запросов), либо через группу кодовых входов 13 на счетчик 17 и характеризует запрос, поступивший на вход 10 (от второго источника запросов).

Поступление запроса только от первого,источника запросов приводит к

55 появлению на выходе элемента HF. 4 нулевого сигнала, который поступает на вход элемента 5 задержки и первый вход элемента ИЛИ-НЕ 1 (на остальных его входах также присутствуют !нулевые сигналы), на выходе которого появляется единичный сигнал, вызывающий срабатывание порогового элемента 3, на инвертирующем выходе которого формируется нулевой сигнал, который поступает на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 2 и на первые управляющие входы блоков 33 и

34 управляемой задержки, запрещая про-. хождение сигнала запроса с входа 10 на выход 15. После прохождения нулевого сигнала через элемент 5 задержки на выходе элемента ИЛИ-НЕ 2, а следовательно, и на выходе 14 образуется единичный сигнал, указывающий ОР о необходимости начать обслуживание первого источника запросов, OP îïðåäåëèâ время, требуемое для перехода от oá-. служивания первого источника запросов к обслуживанию второго источника запросов, устанавливает соответствующий ему код на регистре 32, При появлении единичного сигнала на выходе

14 открывается элемент И IB и на вычитающий вход счетчика 16 начинают поступать временные (счетные) импульсы . с генератора 21. Таким образом, на счетчике 16 всегда записан код време- ни, оставшегося до конца обслуживания запроса. Параллельно с описанными процессами в устройстве срабатывают элементы 22-29, а кроме того, после срабатывания схемы 28 сравнения, которая сравнивает код с выхода регистра

32 (время переключения на обработку запроса от второго источника запросов) с кодом выхода сумматора 22 (результат вычитания, т.е. сложения пря.мого кода, взятого со счетчика 16, и обратного кода, взятого с выхода блока 23 элементов НЕ, который подключен к выходу счетчика 17), срабатывает элемент 30 задержки, однако срабатывания этих элементов (22-30) не влияют на обслуживание поступивmего на вход 9 запроса, поскольку элемент И 20 закрыт по третьему входу (так как нет запроса на входе

10), на его выходе — нулевой. сигнал, который поступает на элемент И 8 и элемент И-НЕ 7 и обеспечивает бесприоритетный режим, при котором состояние триггера 6 (который переключается в единичное состояние при условии, что запросу, поступившему по входу 9, для обслуживания требуется меньше времени> чем запросу, поступившему по входу 10, и переключается в нулевое

5 15892 состояние, если запросу от первого источника запросов требуется больше времени на обслуживание, чем запросу от второго источника запросов) не влияет на работу устройства.

Если затем на вход IO также поступает запрос и на счетчике 17 при этом устанавливается код времени, требуемого для его обслуживания, значение которого меньше, чем значение кода, зафиксированного в этот момент на счетчике 16, на величину большую, чем зафиксирована на регистре 32, то на выходе старшего (знакового) разряда сумматора 22 устанавливается нулевой сигнал, а на группе выходов этого сумматора — абсолютная величина разности кодов, имеющихся на счетчиках 16 и 17, которая через блок 26 элементов (ко- 20 торый открыт единичным сигналом с выхода элемента HE 29) и блок 27 элементов ИЛИ поступает на первую группу входов схемы 28 сравнения, на второй группе входов которой установлен 25 .код с выхода регистра 32 (причем этот, код меньше, чем код на первой группе входов, т.е. с точки зрения принято11

ro критерия в первую очередь обслуживаются запросы, требующие меньшего 30 времени обслуживания" целесообразно переключить OP на обслуживание запроса, поступившего по входу 10, поскольку издержки на переключение к обслуживанию запроса другого типа не боль35 ше, чем выигрыш от непосредственного обслуживания, более короткого запроса), поэтому на выходе схемы 28 сравнения появляется единичный сигнал.

К этому времени срабатывает элемент 40

31 задержки и на выходе элемента И 20 появляется единичный .сигнал (устройство переходит в режим абсолютного приоритета), а так как триггер 6 к этому времени установлен в нулевое состояние (единичным сигналом с выхода элемента HF 29), то на выходе элемента И 8 появляется единичный сигнал, что приводит к появлению на выходе элемента ИЛИ-НЕ .1 нулевого сигнала, а на выходе порогового элемента 3 единичного сигнала, по которому откры ваются по первым управляющим входам блоки 33 и 34 (а по вторым управляющим входам они были открыты, так как на выходе элемента И-НЕ 7 установлен единичный сигнал, поскольку триггер

6 находится в нулевом состоянии) и пропадает единичный сигнал на выходе

76 6

I 4, а после срабатывания блоков. 33 и

34 на выходе 15 появляется единичный. сигнал, т.е. происходит прерывание обработки запроса с входа 9 и начинается обработка запроса с входа 10.

После окончания его обработки запрос на входе 10 исчезает, на выходе элемента И 8 появляется нулевой сигнал, затем на выходе блока 33 появляется нулевой сигнал, поэтому срабатывают элемент ИЛИ-НЕ 1, пороговый элемент

3 и элемент ИЛИ-HF. 2, т,е. на выходе

14 появляется единичный сигнал, и обработка запроса с входа 9 продолжается, а после окончания его обработки

ОР освобождается и устанавливает на регистре 32 код максимально возможной величины.

При поступлении запросного сигнала только на вход 10 он проходит через блоки 33 и 34 управляемой задержки на выход 15, так как на их первые и вторые управляющие входы поступают сигналы I соответственно с выходов порогового элемента 3 и с выхода элемента И-HF. 7. Одновременно с выхода блока 33 управляемой задержки сигнал

11 II

1 поступает на второй вход элемента

ИЛИ- HF., з а преща я . прохождение сигнала запроса с входа 9 устройства на выход 4 . В ос тальном устройство работае т аналогично описанному .

Рассмотрим режим соревнования, возник ающий, когда интервал между поступлением запросов по входам 9 и 1 0 соизмерим с временем срабатывания элементов . В этом случае возможна ситуация, когда сигналы на первом и втором входах элемента ИЛИ-НЕ 1 почти одно . временно меняются на противоположные, в результате чего на его выходе формируе тс я короткий импульс с уровнем

11 11

1 либо с уровнем, не достигшим уровня " 1 " . Если этот импульс не приводит к срабатыванию порогового элемента 3, выход элемента ИЛИ-HF. 2 остается в состоянии " 0 1, запросный сигнал с входа 1 0 через бло к 34 проходит иа выход l 5 а прохождение сигнала с входа 9 на вход l 4 блокируется сигналом " 1 ", поступающим на элемент ИЛИ-НЕ с выхода блока 33 .

В случае, если импульс на выходе элемента ИЛИ-НЕ 1 вызывает появление импульса на выходе пр ро г ов о го элемен та 3, блоки 3 3 и 3 4 с брасываются до того, к ак успевает возникнуть сигнал на выходе 1 5 . Блок 3 3 снимает еди1589276 ничный уровень с второго входа элемента ИЛИ-НЕ 1, на выходе которого формируется единичный сигнал, вызывающий появление сигнала на выходе 14 устройства. Прохождение сигнала с входа 10 на выход 15 блокируется нулевым уровнем, действующим с выхода порогового элемента 3. Таким образом решается конфликтная ситуация; в остальном устройство работает аналогичйо описанному.

Для надежности работы устройства величина задержки блоков 33 и 34 и

Элемента 5 должна быть не меньше макСимального суммарного времени срабатыВания элемента ИЛИ-HE 1 и порогового элемента 3.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я.

Двухвходовое устройство приоритета по авт.св. Р 1495798, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет

Присвоения коротким запросам абсолютного приоритета, в него дополнительно

Введены генератор импульсов, два счетчика, второй, третий и четвертый элементы И, сумматор, два блока элементов НЕ, два блока элементов И, второй 30 элемент HF, блок элементов ИЛИ, схема сравнения, регистр и второй и третий элементы задержки, причем первый запросный вход устройства соединен с входом второго элемента задержки,. 35 выход которого соединен с. первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента задержки, вход которого соединен с первым входом первого 40 элемента И, первая группа кодовых входов времени обслуживания устройства соединена с группой информационных входов первого счетчика, вычитаю45 щий вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с первым выходом устройства, а второй вход — с выходом генератора импульсов и первым входом четвертого .элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом устройства, а выход — с вычитающим входом второго счетчика, группа информационных входов которого соединена с второй группой кодовых входов времени обслуживания устройства, а группа выходов второго счетчика — с группой входов первого блока элементов

НЕ, группа выходов которого соединена с первой группой входов сумматора, вторая группа входов которого соединена с группой выходов первого счетчика, а группа выходов сумматорас группами входом второго блока элементов HE и первого блока элементов

И, группа выходов последнего соедине-. на с первой группой входов блока элементов ИЛИ,, вторая группа входов которого соединена с группой выходов второго блока элементов И, группа входов которого соединена с группой выходов второго блока элементов НЕ, вход второго блока элементов И соединен со знаковым"выходом сумматора и входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с входом первого блока элементов И, группа кодовых входов времени переключения общего ресурса устройства соединена с группой информационных входов регистра, группа выходов которого соединена с первой группой входов схемы сравнения, вторая группа входов которой соединена с группой выходов блока элементов ИЛИ выход схемы сравнения — с третьим входом второго, элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента И-HE.

1589276

Составитель Г.Пономарева

Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Палий

Редактор А.Огар.

Тираж 572

Заказ 2541

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101