Устройство приоритета

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (H) 840905

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 040979 (21) 2814535/18 24 (51)M. Кл 3 с присоединением заявки ¹

06 F 9/46 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.0681. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 230681 (53) УДК 681 325 (088 8) ъ ,/

Г . N. Годердз ишвили, В. Ф. Лыков и А. Н . СтттердлиК., (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ПРИОРИТЕТА

Устройство относится к вычислительной технике и предназначено для использования в качестве коммутатора модульной (секционированной) памяти мультипроцессорных вычислительных систем. В роли процессоров могут выступать также и каналы, которые в современных вычислительных системах представляют собой периферийные процессоры.

Известно устройство приоритета, позволяющее присвоить запросам приоритеты с некоторого Ж-го по нулевой в порядке убывания. Выборка приорите- 1з та осуцествляется, начиная с запроса, который имеет наивысший приоритет и заканчивается нулевым запросом, имеющим низший приоритет. Запрос высшего порядка, принятый в последнюю 20 очередь, может обменяться приоритетом с другим низшим запросом, в результате чего запрос низшего порядка получает временный приоритет над запросом высшего порядка, принятым в последнюю очередь (1 .

Однако недостатком устройства является последовательное обслуживание запросов, что замедляет общее время обслуживания. 30

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство приоритета, содержащее дешифраторы, элементы И, ИЛИ, НЕ, ЗАПРЕТ и позволяющее обеспечивать приоритетное обслуживание запросов на обмен с блоком памяти как внутри одной группы запросов, так. и между различными группами запросов P2) .

Однако и это устройство не обеспечивает быстрого обмена при одновременном поступлении нескольких запросов различного приоритета к различным блокам памяти, так как обслуживание запроса более высокого приоритета не позволяет одновременно осуществлять обработку запроса более низкого приоритета к свободному блоку памяти.

Цель изобретения — повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что, в устройство приоритета, содержащее три дешифратора, восемь элементов И, три элемента ИЛИ и два элемента ЗАПРЕТ, причем входы дешифраторов являются кодовыми входами устройства, выходы первого дешифратора соецинены с первыми входами первого и второго элементов И, выходы второго

840905 дешифратора соединены с первыми входами третьего и четвертого .элементов

И, выходы. третьего дешифратора соединены с первыми входами пятого и шестого элементов И, выходы первого и второго элементов И соединены со входами первого элемента ИЛИ, выходы седьмого и восьмого элементов И образуют соответственно первый и второй

1 выходы устройства, введены пять триггеров и дополнительно четыре элемента ЗАПРЕТ, причем запросные входы устройства соединены с единичными входами первого, второго и третьего триггеров, первый, второй, третий и четвертый управляющие входы устройства соединены со входами соответствен- 45 но четвертого и пятого триггеров, выход четвертого триггера соединен со вторыми входами первого, третьего и. пятого элементов И, выход пятого триггера соединен со вторыми входами щ второго; четвертого и шестого элементов И, единичные выходы первого и третьего триггеров соединены с третьими входами соответственно первого, второго, пятого и шестого элементов И, единичный выход второго триггера соединен с третьими входами третьего и четвертого элементов И, выход первого элемента И является третьим выходом устройства и соединен с инверсными входами первого и второго элементов ЗАПРЕТ, выход третьего элемента И соединен с прямым входом первого элемента ЗАПРЕТ и с инверсным входом третьего элемента

ЗАПРЕТ, выход пятого элемента И соецинен с прямыми входами второго и третьего элементов ЗАПРЕТ, выходы второго и третьего элементов ЗАПРЕТ через седьмой элемент И соединены с одним входом второго элемента ИЛИ, 40 выход второго-элемента И соединен с, инверсными входами четвертого и пят-.,го элементов ЗАПРЕТ, выход четвертого элемента И соединен с прямым входом четвертого элемента ЗАПРЕТ и с инверсным входом шестого элемента ЗАПРЕТ, выход шестого элемента

И соединен с прямыми входами пятого и шестого элементов ЗАПРЕТ, выходы которых через восьмой элемент .

И соединены с другим входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом третьего триггера, выходы первого и четвертого элементов ЗАПРЕТ являются соответстf веннс четвертым и пятым выходами устройства и через третий элемент

ИЛИ с нулевым входом второго триггера, а выход второго элемента И

-.является шестым выходом устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема системы, в которой может быть использовано устройство; на фиг. 2 - структурная схема самого устройства.

Система содержит устройство приоритета 1, процессоры 2-4, модули

5-6 оперативной памяти, блоки 7 и 8 подключения информационных шин, выходы 9-14 устройства приоритета, входы 15-20 устройства приоритета, выходы 21-28 блоков подключения информационных шин, входы 29-32 устройства приоритета.

Устройство приоритета содержит (фиг. 2) первый элемент ИЛИ 33, третий элемент ИЛИ 34, второй элемент ИЛИ 35, дешифраторы 36-38, первый-пятый триггеры 39-43, первый элемент И 44, третий .элемент И 45, пятый элемент И 46, второй элемент

И 47, четвертый элемент И 48, шестой элемент И 49, первый-шестой элементы ЗАПРЕТ 50-55, седьмой 56 и восьмой 57 элементы И. (На фиг. 1 для примера взято три процессора и два модуля памяти) .

Устройство приоритета 1 обеспечивает приоритетный обмен информации между процессорами 2-4 и модулями

5 и,б памяти. Подключение соответст- вующих информационных шин производится управляющими сигналами блоков 7-8 подключения информационных шин, на входы 9-14 которых подаются сигналы обмена от устройства приоритета 1. формирование сигналов обмена осуществляется на основании сигналов запроса, поступающих на входы 15-17 устройства приоритета 1 от процессоров

2-4 (при этом процессор с меньшим номером имеет более высокий приоритет} и сигнала выбора требуемого модуля памяти — на входы 18-20 устройства приоритета 1.

В соответствии с одним из сигналог обмена, поступающих на входы 9-11 на основании запросов на входы .15-20 от процессоров 2-4 блок 7 подключения информационных шин обеспечивает подачу управляющих сигналов на выходы

21-23 к соответствующим процессорам

2-4 и управляющего сигнала на выход

24 на модуль 5 памяти для осуществления требуемого обмена. Аналогично блок 8 на основании подобных запросов на входах 15-20 и,управляющих сигналов на входах 12-14 обеспечивает связь для обмена процессоров 2-4 одним из сигналов на входах 25-27 с модулем б памяти посредством управляющего сигнала на входе 28.

Управляющие сигналы на вхбдах 29, 30 свидетельствует о возможности обмена с соответствующим модулем памяти, а наличие сигналов на входах 31, 32 указывает на то, что соответствующий модуль памяти в данный момент времени занят процессом обмена.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в некоторый момент времени модули 5 и б памяти свободны для обмена, на триггеры 42 и 43 подан "еди840905 ничный" сигнал/потенциал высокого уровня по входам 29, 30. На выходах триггеров 42, 43 устанавливается "1".

Одновременно поступают две заявки (запросы) на обмен первого процессора 2 с первым модулем памяти 5 и второго процессора 3 со вторым модулем памяти 6. Поочередно рассмотрим процесс удовлетворения данных заявок.

Первому запросу соответствует "единичный" сигнал на входе 15 на триггер

39 и адрес первого модуля памяти, по- 10 даваемый на вход 18 на дешифратор 36.

В результате на все входы элемента

И 44 поступает "единичный" сигнал, на выходе ее формируется "1", кото рая с выхода 9 подается в блок 7 под- 15 ключения информационных шин и является управляющим сигналом для орга- ниэации обмена между процессором 2 и модулем 5 памяти. Вместе с этим с выхода элемента И 44 через 20 элемент ИЛИ 33 подается на нулевой вход триггера 39, переводя его в

"нулевое" состояние и подготавливая к приему очередных запросов. Кроме того, в момент начала обмена с модуля 25

5 на триггер 42 подается сигнал по входу 31, переводя его в "запер; тое" состояние для приема запросов на обмен с данным модулем памяти.

По второму запросу поступает сигнал на вход 16 на триггер 40, перево- З0 дя его в "единичное" состояние. Адрес требуемого модуля памяти со входа 19 поступает на дешифратор 37, с выхода которого подается "1" на вход элемента И 48 совместно с "единичными" сигналами с выходов триггера 40 и триггера 43, поскольку второй модуль памяти 6 свободен для обмена, и по входу 30 подан "1" сигнал. Это вызывает срабатывание эле-, 40 мента И 48, "1" c выхода которого поступает на вход элемента ЗАПРЕТ 53, на запрещающем входе которого "единичный" сигнал отсутствует, на выходе элемента ЗАПРЕТ 53 появляется "1" 45 инициализирующая обмен сигналом на выходе 13 через блок 8 подключения информационных шин между процессором

3 и модулем 6 памяти. Одновременно, через элемент ИЛИ 34 триггер 40 "обнуляется" и подготавливается для приема новых запросов, а на триггер

43 от модуля 6 памяти на вход 32 поступает сигнал, запрещающий обмен с данным модулем до завершения текущего обмена. 55

Таким образом, при одновременном поступлении заявок различного приоритета к различным модулям памяти устройство обеспечивает их одновременную реализацию. 60

Рассмотрим работу устройства при поступлении двух заявок на обмен.

После завершения обмена с первым модулем 5 памяти на триггер 42 подается "1" на вход 29, -с выхода тригге- 5 ра 42 подается "1" подготавливая срабатывание элементов И 44-46. Первый запрос поступает на триггер 40 по входу 16 и код адреса первого модуля памяти — на дешифратор 37. В результате этих сигналов элемент И 45 срабатывает, формируя на своем выходе

"единицу".

Второму запросу соответствует "1" на входе 17 триггера 41 и код адреса модуля памяти на дешифраторе 38, что приводит к срабатыванию элемента

И 46, на выходе которого появляется

"1". Следовательно, одновременно на выходах элемента И 45 и элемента И 46 появляются "единичные" сигналы. Но поскольку одновременное обращение двух процессоров к одному модулю памяти является невозможным, то предпочтение отдается процессору с более высоким приоритетом. Решение данного конфликта осуществляется следующим образом. "Единичный" сигнал с выхода элемента И 45 подается на вход элемента ЗАПРЕТ 50, на запрещающем входе которого "1" отсутствует, формируется управляющий сигнал на выходе 10, обеспечивая обслуживание первого запроса.

С выхода элемента И 46 в то же время подается "1" на элементы ЗАПРЕТ

51 и 52. На запрещающем входе элемента ЗАПРЕТ 51 "единичный" сигнал отсутствует, на выходе формируется

"1", подаваемая на один из входов элемента И 56. Однако на запрещающий вход элемента ЗАПРЕТ 52 поступает

"1" с выхода элемента И 45, что не обеспечивает наличия "единицы" на втором входе элемента И 56, .который остается в закрытом состоянии, и обслуживание второго запроса не происходит. Но этот запрос не теряется, а по завершении nepaoro обмена осуществляется инициализация второго обмена.

Таким образом, устройство обеспечивает приоритетное обслуживание заявок при одновременном обращении к одному и тому же модулю памяти.

Если во время обмена поступает заявка с более высоким приоритетом к занятому модулю памяти, то прерывание обмена не происходит. Вновь поступивший запрос ожидает завершения предыдущего, потеря заявки не происходит. Схемно это реализовано наличием "единичного" сигнала на нулевом входе 31 триггера 42 с модуля памяти на период осуществления обмена и, соответственно, отсутствием разрешающего сигнала на входах элементов

И 44-46.

Устройство позволяет при поступлении нескольких заявок различного приоритета к различнь1м модулям памяти обеспечить их одновременное обслуживание и тем самым существенно повысить быстродействие устройства.

840905

Формула изобретения.Устройство приоритета, содержащее дешифраторы, элементы И, элементы ИЛИ и элементы ЗАПРЕТ, причем входы дешифраторов являются кодовыми входами устройств, вйходы первого дешифратора соединены с первыми входами первого и второго элементов И, выходы второго дешифратора соединены с первыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы третьего дешифратора соединены .с первыми входами пятого и шестого элементов И, выходы первого и второго элементов И соединены со входами первого элемента

) .с

ИЛИ, выхОды седьмого и восьмого элементов И образуют соответственно первый и второй выходы устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит пять триггеров и дополни- 20 тельно четыре элемента ЗАПРЕТ, причем запросные входы устройства соединены с единичными входами первого, второго и третьего триггеров, первый, второй, третий, четвертый управляющие входы устройства соединены со входами соответственно четвертого и пятого триггеров, выход четвертого триггера соединен со вторыми входами первого, третьего и пятого элементов И, выход пятого триггера соединен со вторыми входами второго, четвертого и шестого элементов И, единичные выходы первого и третьего триггеров соединены с третьими входами соответственно первого, второго, пятого и шестого элементов И, единичный выход второго триггера соединен с третьими входами третьего и четвертого элементов И, выход первого элемента И является третьим выходом устройства и соединен с инверсными входами первого и второго элементов ЗАПРЕТ, выход третьего элемента И соединен с прямым входом первого элемента

ЗАПРЕТ и с инверсным входом третьего элемента ЗАПРЕТ, выход пятого элемента И соединен с прямыми входами второго и третьего элементов ЗАПРЕТ, выхОды второго и третьего элементов

ЗАПРЕТ через седьмой элемент И соединены с одним входом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с инверсными входами четвертого и пятого элементов ЗАПРЕТ, выход четвертого элемента И соединен с прямым входом четвертого элемента

ЗАПРЕТ и с инверсным входом шестого элемента ЗАПРЕТ, выход шестого элемента И соединен с прямыми входами пятого и шестого элементов ЗАПРЕТ, выходы которых через восьмой элемент

И соединены с другим входом второго элемента ИЛИ, выход которого -соединен с нулевым входом третьего триггера, выходы первого и четвертого элементов ЗАПРЕТ являются соответственно .четвертым и пятым выходами устройства и.через третий элемент ИЛИ с нулевым входом второго триггера, а выход второго элемента И является шестым выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Р 2301872, кл. G 06 F 9/18, 197б.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 458828, кл. 0 06 Г 9/18, 1975 (прототип) .

840905

Составитель Ф ° шагиахмедов

Техред А, Бабинец КоРРектор В. Бутяга

Редактор Н. Лазаренко

Заказ 47б7/72 .Тираж 745

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

<Ьилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4