Устройство приоритета

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам приоритетного обслуживания запросов , и может быть использовано в мультипрограммных ЭВМ для обеспечения доступа к общему ресурсу. Цель изобретения - расширение области применения за счет выделения каждому запросу кванта времени использования общего ресурса. Устройство приоритета содержит первый, второй и третий элементы И, элемент ИЛИ, первую, вторую , третью, четвертую группы триггеров, группу регистров, счетчик, коммутатор, элемент сравнения, генератор, триггер, первую и вторую группы элементов И, группу элементов ИЛИ. Устройство позволяет устранить время простоя общего ресурса, а также повысить вероятность удовлетворения запроса общим ресурсом. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 F 9/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4

О Э (л) ос, 00

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4763029/24 (22) 28.11.89 (46) 30.12,91. Бюл. N 48 (72) А.В. Бек, М.А. Чернышов, Г.Н. Тимонькин. С.H. Ткаченко, Д.В. Дмитров, В;С. Харченко и Э.Ф. Цветинский (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1275443, кл. 6 06 F 9/46, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 1434434, кл. G 06 G 9/46, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ПРИОРИТЕТА (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам приоритетного обслуживания заИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам приоритетного обслуживания запросрв, и может быть использовано в. мультипрограммных ЭВМ для обеспечения доступа к общему ресурсу.

Целью изобретения является расширение области применения за счет выделения каждому запросу кванта времени использования общего ресурса.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2— временная диаграмма его работы.

На временной диаграмме рассмотрен случай, когда во время обработки запроса по входу 20.1 поступает запрос на вход 20 2.

На другие входы (20,3 — 20.n) запросы не поступали. При этом запрос на входе 20.1 выставляется повторно.

„„ Я„„1702368 А1 просов, и может быть использовано в мультипрограммных ЭВМ для обеспечения доступа к общему ресурсу. Цель изобретения— расширение области применения за счет выделения каждому запросу кванта времени использования общего ресурса. Устройство приоритета содержит первый, второй и третий элементы И. элемент ИЛИ, первую, вторую, третью, четвертую группы триггеров, группу регистров, счетчик. коммутатор, элемент сравнения, генератор, триггер, первую и вторую группы элементов И, группу элементов ИЛИ, Устройство позволяет устранить время простоя общего ресурса. а также повысить вероятность удовлетворения запроса общим ресурсом. 2 ил.

Устройство приоритета (фиг.1) содержит третий 1, первый 2 элементы И, элемент

ИЛИ 3, вторую 4.1 — 4.п, первую 5.1-5 и. четвертую 6.1 — 6.п и третью 7.1 — 7.п группы триггеров, группу регистров 8.1-8.п, счетчик 9, коммутатор 10, элемент 11 сравнения, генератор 12, триггер 13, вторую (14.1 — 14.п) и первую (15.1-15.п) группы элементов И, группу элементов ИЛИ 16.1 — 16.п, второй элемент И 17, прямые выходы 18.1-18.п первой группы триггеров 5.1-5 и, прямые выходы 19.1-19,п четвертой группы триггеров

6.1 — 6.п, запросные входы 20,1 — 20.п, входы запросов на установку(смену) кванта времени 21.1-21.п, входы кодов кванта времени

22.1 — 22.п, входы 23 "Пуск" и 24 "Останов", первый 25 и второй 26 выходы генератора

12, информационные выходы 27.1 — 27.п устройства, каналы 28.1 — 28 и.

1702368

Устройство работает следующим образом.

B исходном состоянии триггеры 4,1-4.п, 5,1-5.п, 6.1-6.п, 7.1-7.п, регистры 8,1-8.п, каналы 28.1 — 28,п и счетчик 9 находятся в нулевом состоянии. На фиг.1 цепи установки в исходное состояние условно не показаны.

Запросы на пользование общим ресурсом от процессов поступают на входы 20,120.п и перед началом каждого цикла работы устройства фиксируются в триггерах 5.1-5.п по заднему фронту импульса с выхода 25 генератора 12.

Запросы на установку (смену) кванта времени поступают на входы 21.1-21,п и фиксируются в триггерах 4.1 — 4.п.

Продолжительность кванта времени обслуживания процесса поступает на входы

22.1-22 и и фиксируется в регистрах 8.1-8.п, Сигналы на входы 21.1 — 21.п и 22.1 — 22,п каждого из каналов 28,1-28.п приходят одновременно.

Запросы на пользование общим ресурсом на входах 20,1 — 20.п приходят не раньше того времени, как поступили сигналы на входы 21.1-21.п, 22,1 — 22,п.

Устройство начинает работать с момента появления сигнала "Пуск" на входе 23 устройства. Этот сигнал установит триггер

13 в единичное состояние. Сигнал с прямого выхода триггера 13 разрешает работу генератора 12, который на выходах 25, 26 формирует две синхропоследовательности одинакового периода, но сдвинутые по фазе друг относительно друга. Сдвиг от заднего фронта импульса с выхода 25 до заднего фронта импульса с выхода 26 должен пре. вышать время последовательного срабатывайия триггеров 4.К, 5.К (К=1-п), элемента И

15.К (K=1-п), элемента И 17, элемента И 1 и триггера 6.К (т,е. время окончания переходных процессов в схеме).

Длительность кванта времени, отводимого каждому абоненту, определяется содержимым регистра 8. К (K=1-n).

После фиксации запроса на установку (смену) кванта времени по заднему фронту синхроимпульса с выхода 26 генератора 12 триггерами 4.1 — 4,п и запоминания времени обслуживания регистрами 8.1 — 8,n по заднему фронту синхроимпульса с выхода 26 генератора 12 поступают запросы на входы

20.1-20.п устройства.

Из зафиксированных запросов приоритетная схема, образованная элементами И

15.1-15,п, выбирает наиболее приоритет ный (с самым меньшим порядковым номером) запрос, На выходе соответствующего элемента И 15,К (К=1-n) появляется единич10 на одном из выходов 27.1-27,п устройства

15 на выходе элемента И 2 появляется нулевой сигнал, который закрывает синхровходы триггеров 6.1 — 6.п, 7.1-7.п, предотвращая тем самым несанкционированный захват общего ресурса другими процессами. На вь|ходе элемента ИЛИ 3 появляется единичный сигнал, который разрешает работу счетчика 9.

Счетчик 9 начинает отсчитывать время, представленное процессу на занятие. Смена квантов времени, находящихся в регистрах 8.1-8.п, может осуществляться в любые моменты времени в "свободных каналах". э в занятых каналах — в моменты времени, когда на D-входе триггера 4. К присутствует единичный сигнал. После того как текущее значение счетчика 9 совпадает с содержимым соответствующего регистра 8.К, на выходе элемента сравнения 11 появляется единичный сигнал, который свидетельствует о том, что время занятия общего ресурса данным процессом уже истекло. Этот сигнал открывает элемент И 17 по переднему фронту импульса с выхода 25 генератора 12.

Триггер 7.К сбрасывается в нулевое состояние, после чего обший ресурс считается свободным и готовым для представления его следующему процессу.

Если процесс освобождает общий ресурс до окончания отведеннго ему кванта времени, то он снимает единичный сигнал с входа 20.К, если нет, то единичный сигнал продолжает действовать на вход 20.К.

B случае, если процесс освободил общий ресурс до окончания отведенного ему кванта времени, на входе 20.К будет нулевой сигнал. Очередной импульс с выхода 25 генератора 12 устанавливает триггер 5.К в нулевое состояние. Следовательно, единичный сигнал с инверсного выхода триггера

5.К устанавливает триггер 7.К в нулевое состояние. Элемент И 2 оказывается откры- . тым, а поэтому импульс с выхода 26 генератора 12 проходит на С-входы триггеров 6.1-6.п, 7.1-7,п, фиксируя очередной запрос. Импульс с выхода элемента И 2 также

55 ный сигнал, который по заднему фронту импульса с выхода элемента И 2 устанавливает соответствующие триггеры 6,К, 7.К в единичное состояние, а счетчик 9 — в нулевое, На выходе 27,К появляется единичный сигнал, который разрешает соответствующему процессу использовать общий ресурс, Нэ инверсном выходе триггера 6. К появляется нулевой сигнал, который закрывает элемент И 15,К, Тем самым фиксируется факт предоставления данному процессу кванта времени на использование общего ресурса, С появлением единичного сигнала

1702368

20

35

50 устанавливает счетчик 9 в нулевое состояние, прерывая тем самым отсчет времени. Если процесс не освободит до начала следующего кванта времени общий ресурс при наличии запросов от других процессов, он у него забирается. Так как триггер 6. К находится в единичном состоянии, то элемент И 15.К закрыт, а поэтому запрос данного процесса не участвует в споре за общий ресурс. В этом споре приоритет получает процесс с самым меньшим порядковым номером из зафиксированных и необслуженных процессов. Таким образом, после того как один из процессов получил право доступа к общему ресурсу, повторный доступ может произойти только после того, когда запросы от всех процессов, требующих этот ресурс, будут обслужены.

Если процесс получил доступ к общему ресурсу, то соответствующий триггер 6.К будет находиться в единичном состоянии и, следовательно, на выходе элемента ИЛИ

16.К будет единичный сигнал. Если абонент не требует доступа к общему ресурсу, то на входе 20.М (M=l — n) будет нулевой сигнал, Этот сигнал будет инвертироваться на соответствующем входе элемента ИЛИ 16.М, в результате чего на его выходе будет единичный сигнал. Когда на всех входах элемента

И 1 появятся единичные сигналы и когда на выходе элемента сравнения 11 будет единичный сигнал, очередной синхроимпульс с выхода 25 генератора 12 пройдет через элемент И 17, элемент И 1 и установит триггеры

6,1 — 6. и в нулевое состоя н ие.

После этого возможно повторное обращение к общему ресурсу нуждающихся в нем процессов. Работа устройства в этом случае происходит аналогично описанному выше.

Формула изобретения

Устройство приоритета, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик, первую -группу триггеров и первую группу элементов И, первые прямые входы которых соединены с выходами соответствующих триггеров первой группы, информационные входы которых образуют группу запросных входов устройства, а синхровходы соединены с первым выходом генератора тактовых импульсов. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет выделения каждому запросу кванта времени использования общего ресурса, в устройство дополнительно введены триггер, коммутатор, элемент сравнения, первый, второй и третий элементы И, элемент

ИЛИ, вторая, третья и четвертая группы триггеров, группа регистров, вторая группа элементов И, группа элементов ИЛИ, причем входы продолжительности кванта времени обслуживания устройства подключены к информационным входам группы регистров, выходы которых подключены к соответствующим информационным входам коммутатора, входы запросов на установку кванта времени устройства подключены к

0-входу триггеров второй группы, выходы которых подключены к первым входам соответствующих элементов И второй группы, выходы которых подключены к синхровходам соответствующих групп регистров, прямые выходы триггеров первой группы подключены к первым инверсным входам соответствующих элементов ИЛИ группы и к первым инверсным входам сброса соответствующих триггеров третьей группы, прямые выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, к инверсным входам первого элемента И и к соответствующим управляющим входам коммутатора, выход которого подключен к первому входу элемента сравнения, выход "Равно" которого подключен к первому входу второго элемента И, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, а также к вторым входам сброса триггеров третьей группы; инверсные выходы которых подключены к разрешающим входам соответствующих триггеров второй группы, выход К-го (К=1,п1, п — число запросных входов устройства) элемента И первой группы подключен к К-м инверсным входам элементов И с К+1 по и-й первой группы, к J-входам К-х триггеров третьей и четвертой группы, инверсные выходы триггеров четвертой группы подключены к вторым прямым входам соответствующих элементов И первой грулпы, прямые выходы триггеров четвертой группы подключены к вторым входам соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которых подключены к входам третьего элемента И, выход которого подключен к

R-входам триггеров четвертой группы, выход первого элемента И подключен к синхровходам триггеров третьей и четвертой групп, а также R-входу счетчика, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения, выходэлемента ИЛИ подключен к разрешающему входу счетчика, вход запуска устройства подключен к S-входу триггера, вход остановки устройства подключен к

R-входу триггера, прямой выход которого подключен к входу запуска генератора тактовых импульсов, первый выход которого подключен к синхровходам триггеров второй группы и к второму входу второго элемента И, второй выход генератора тактовых импульсов подключен к вторым входам элементов И второй группы, к счетному входу счетчика и к и+1-му входу первого элемента И.

1702368

1?02368

S.I

s.ã

27Л

15-2 йщ 3, Составитель М.Чернышов

Техред М.Моргентал Корректор М. Кучерявая

Редактор М.Циткина

Заказ 4543 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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