Устройство приоритетного обслуживания запросов

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении надежности и быстродействия устройства. Устройство формирует очередь на обслуживание всех поступивших заявок в соответствии с их приоритетами. Очередной цикл формирования очереди заявок начинается по разрешающему сигналу обслуживающей системы после обслуживания одной из заявок. Устройство содержит регистр запросов, элемент ИЛИ, ключ, ключи n рядов, где n - разрядность регистра запросов, и элемент задержки. 1 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам приоритетного обслуживания запросов.

Известно устройство для приоритетного обслуживания запросов [1], содержащее регистр заявок, входы которого подключены к информационным входам устройства, регистры приоритета, элементы И, ИЛИ, счетчик, выходы которого соединены с первыми входами схем сравнения, выходы которых подключены к первым входам элементов И первой группы, а счетный вход счетчика соединен с выходом элемента И, первый инверсный вход которого подключен к нулевому входу триггера управления, единичный вход которого через первый элемент ИЛИ соединен с управляющими входами устройства и с единичным входом счетчика, и генератор импульсов.

Недостатком устройства является наличие ограниченных функциональных возможностей, так как при большом числе разноприоритетных заявок время ожидания заявки с низким приоритетом оказывается очень большим, что в ряде случаев является недопустимым и может привести к потере низкоприоритетных заявок.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для обслуживания запросов [2], позволяющее расширить функциональные возможности устройства за счет обеспечения учета времени ожидания при обслуживании запросов и содержащее регистр заявок, регистры приоритета, выполненные в виде суммирующих счетчиков, две группы элементов И, две группы элементов ИЛИ, счетчик, генератор импульсов и делитель частоты.

Недостатком устройства являются низкое быстродействие, большая сложность и, как следствие, низкая надежность.

Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия устройства за счет сокращения его аппаратурного состава и улучшения управления его работой.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве приоритетного обслуживания запросов, содержащее регистр запросов, единичные входы разрядов которого соединены с информационными входами устройства, а выходы связаны с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом ключа, управляющий вход которого соединен с управляющим входом устройства, а выход - с входом элемента задержки сигнала, выход которого соединен с выходом устройства, и с управляющим входом ключа первого ряда, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами регистра запросов, первый выход ключа первого ряда соединен с запрещающим входом ключа второго ряда и выходом устройства, аналогично, первые выходы ключей следующих рядов соединены с запрещающим входом за ним идущего ключа и выходом устройства, остальные же выходы ключа первого ряда соединены с информационными входами ключа второго ряда, в свою очередь выходы ключа второго ряда, кроме первого выхода, соединены с информационными входами ключа третьего ряда, и так далее. Выход последнего из ключей соединен с выходом устройства. Число рядов ключей соответствует разрядности регистра запросов. Также, первые выходы ключей, связанные с выходами устройства, подключены к нулевым входам соответствующих разрядов регистра запросов.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство приоритетного обслуживания запросов содержит регистр запросов 1, элемент ИЛИ 2, ключ 3, элемент задержки 4, ключи n рядов 5, где n - разрядность регистра запросов, линии поступления запросов 6, информационные линии ключей 7, линию сигнала обрабатывающего устройства о начале работы 9, линию сигнала обрабатывающего устройства о разрешении приема следующего запроса 8, информационные выходы устройства 10, линии сброса заявки с регистра запросов 11. На единичные входы разрядов регистра запросов 1 с информационных входов 6 поступают запросы на обслуживание заявок, устанавливая соответствующие разряды регистра запросов в единичное состояние. Запросы имеют свои приоритеты, жестко связанные с разрядами регистра. Выходы разрядов регистра запросов 1 связаны с входами элемента ИЛИ 2, выход которого соединен с информационным входом ключа 3. Управляющий вход ключа 3 соединен с управляющим входом устройства по линии 8, а выход - с входом элемента задержки сигнала, который соединен с выходом устройства по линии 9, и управляющим входом ключа первого ряда 5. Первые входы ключей 5 подключены к выходам разрядов регистра запросов 1 линиями 7, первый выход ключа первого ряда соединен с запрещающим входом ключа второго ряда 5 и выходом 10 устройства, остальные - с информационными входами ключа второго ряда. Первые выходы каждого из ключей 5 соединены с выходами 10 устройства и с запрещающим входом ключа следующего за ним ряда, а остальные соединены с его информационными входами. Выход последнего ключа 5 соединен с выходом 10 устройства и с нулевым входом последнего n-го разряда регистра запросов.

Устройство приоритетного обслуживания запросов работает следующим образом. На единичные входы разрядов регистра запросов 1 с информационных входов 6 поступают запросы требующих обслуживания заявок. Запрос, имеющий определенный приоритет, устанавливает соответствующий разряд регистра запросов в единичное состояние. С выхода регистра запросов 1 сигналы запросов каждый по своей линии связи поступают на входы элементы ИЛИ 2. При наличии хотя бы одного запроса в регистре запросов 1 сигнал с выхода элемента ИЛИ 2 поступает на информационный вход ключа 3. При наличии на управляющем входе ключа 3 сигнала о разрешении обработки запроса от устройства 8 на выходе ключа образуется сигнал, который поступает на управляющий вход ключа первого ряда 5. Одновременно сигнал с выхода ключа 3 поступает на вход элемента задержки 4 и с выхода элемента задержки на выход 9 устройства. Время задержки элемента задержки должно быть больше или равно времени прохождения сигнала через ключи всех рядов. Поступающий на управляющий вход ключа первого ряда 5 сигнал открывает его и на выходах ключа формируются сигналы, соответствующие сигналам на информационных входах ключа первого ряда 5, которые соединены с выходами разрядов регистра запросов 1 по линиям 7 и соответствуют запросам, пришедшим на данный момент. Сигнал с первого выхода ключа первого ряда, соответствующий запросу с высшим приоритетом, поступает на выход 10 устройства и одновременно поступает на запрещающий вход ключа второго ряда 5, исключая формирование на выходе ключа второго ряда 5 сигналов с запросами меньших приоритетов. Одновременно этот сигнал поступает по линиям 11 на соответствующий нулевой вход регистра запросов 1, устанавливая в нулевое состояние соответствующий разряд регистра запросов 1, подготавливая тем самым прием новой заявки данного приоритета. Если нет сигнала на первом выходе ключа первого ряда 5, то ключ второго ряда открыт и сигналы появляются на выходах ключа второго ряда 5. Также, сигнал с первого выхода ключа второго ряда 5 поступает на запрещающий вход ключа третьего ряда 5, исключая формирование на выходе ключа третьего ряда 5 сигналов с запросами меньших приоритетов. Этот же сигнал поступает на выходы 10 устройства и нулевой вход соответствующего разряда регистра запросов. Если нет запроса на обслуживание i-ой заявки, то соответствующий разряд регистра запросов 1 остается в нулевом состоянии. Вследствие этого отсутствует сигнал на запрещающем входе ключа i+1 ряда 5, а на выходе этого ключа появятся сигналы запросов с меньшим приоритетом. То есть устройство переходит к проверке наличия запроса с меньшим приоритетом.

Таким образом, в результате работы устройства в обслуживающей системе будет сформирована очередь на обслуживание заявок в соответствии с их приоритетами.

Поскольку в предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом [2] общее число элементов сокращено примерно в два раза за счет исключения регистров-счетчиков приоритетов, схем сравнения, элементов И первой и второй групп, а также генератора тактовых импульсов, то все это приводит к уменьшению интенсивности отказов предлагаемого устройства примерно в два раза и, следовательно, к повышению надежности устройства.

Повышение быстродействия обеспечивается тем, что в схеме исключены такие медленные устройства, как счетчики, дешифраторы, которые сильно влияют на производительность. Исключая их, мы уменьшим время обработки каждого запроса на обслуживание, а это позволяет повысить пропускную способность устройства.

Кроме того, в течение цикла работы устройства обслуживаются все поступившие заявки, в том числе и низкоприоритетные.

Таким образом, поставленная цель достигнута.

Литература 1. Авторское свидетельство СССР 962948, кл. G 06 F 9/46, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР 898435, кл. G 06 F 9/46, 1982 - прототип.

Формула изобретения

Устройство приоритетного обслуживания запросов, содержащее регистр запросов, единичные входы разрядов которого соединены с информационными входами устройства, а выходы связаны с входами элемента ИЛИ, отличающееся тем, что в него введены ключ, ключи n рядов, где n - разрядность регистра запросов, элемент задержки, при этом выход элемента ИЛИ соединен с информационным входом ключа, управляющий вход которого соединен с управляющим входом устройства, а выход с управляющим входом ключа первого ряда и входом элемента задержки, выход которого соединен с выходом устройства, информационные входы ключа первого ряда подключены к выходам разрядов регистра запроса, первый выход подключен к выходу устройства, а другие к информационным входам ключа второго ряда, первый выход которого подключен к выходу устройства, а другие к информационным входам ключа следующего ряда и так далее, закрывающий вход ключа второго ряда подключен к первому выходу ключа первого ряда, закрывающий вход каждого из ключей следующих рядов подключен к первому выходу ключа предыдущего ряда, который подключен к входу соответствующего разряда регистра запросов.

РИСУНКИ

Рисунок 1