Устройство приоритетного обслуживания запросов

 

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к устройствам приоритетного обслуживания запросов. Техническим результатом является повышение надежности и быстродействия устройства. Устройство содержит n•m-разрядный регистр запросов, элементы ИЛИ, элементы И, m каскадов ключей, каждый из которых состоит из n ключей. 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 является 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 устройство приоритетного обслуживания запросов, содержащее регистр запросов, единичные входы разрядов которого соединены с информационными входами устройства, а выходы связаны с входами элементов ИЛИ, выход которого соединен с общим элементом ИЛИ и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с линией разрешения принятия запроса, а выход элемента И соединен с первым ключом каскада ключей, его входы соединены с выходами регистра запросов, первый выход, соответствующий определенному приоритету, соединен с управляющим входом следующего ключа и соответствующим входом управляющего ключа, остальные выходы предыдущего ключа соединены со входами следующего ключа, выходы каскадов являются информационными выходами устройства.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство приоритетного обслуживания запросов содержит n•m-разрядный регистр запросов 1, элементы ИЛИ 2, 3, 4, элемент И 8, первый ключ 9, второй ключ 13, n-й ключ 14 первого каскада, общий элемент ИЛИ 12, информационные входы устройства 17, линию подтверждения обнаружения запроса 19, линию разрешения принятия запроса 20, информационные выходы устройства 21, линию сброса заявки с регистра запроса 18, первый ключ 10 и n-й ключ 15 второго каскада, первый ключ 11 и n-й ключ 16 m-го каскада, элемент И 5 и элемент ИЛИ 6 второго каскада и элемент И 7 m-го каскада.

Устройство приоритетного обслуживания работает следующим образом. На единичные входы разрядов регистра запросов 1 с информационных входов 17 поступают запросы на обслуживание заявок, устанавливая соответствующие разряды регистра в единичное состояние. Запросы имеют свои приоритеты, жестко связанные с разрядами регистра. Выходы n•m-разрядного регистра запросов 1 разбиты на m групп по n разрядов. С выхода регистра запросов 1 сигналы запросов, каждый по своей линии связи, поступает на входы элемента ИЛИ, в каждой группе своего 2, 3, 4. Рассмотрим работу первого каскада. При наличии хотя бы одного запроса в регистре 1 сигнал с выхода ИЛИ 2 поступает на один из входов элемента И 8, при готовности обрабатывающего устройства, о чем свидетельствует наличие сигнала на линии разрешения принятия запроса 20, с выхода элемента И 8 сигнал поступает на вход первого ключа 9, тем самым открывая его. Если обнаруженный запрос имел наивысший приоритет, то соответствующий сигнал с выхода первого ключа 9 поступает на информационный выход устройства 21. Если обнаруженный запрос имел более низкий приоритет, то сигналы с выходов первого ключа, кроме первого, поступают на информационные входы второго ключа 13, где также происходит выделение 1 заявки, и так далее до n-го ключа 14, на котором происходит обнаружение заявки с самым низким приоритетом. В результате на информационных выходах устройства будет сформирован единичный код, соответствующий запросу с наибольшим приоритетом. Все остальные каскады действуют аналогично, но для того чтобы исключить возможность обнаружения нескольких заявок на разных каскадах, используется третий вход элемента И второго 5 и следующих каскадов до m-го 7. На него приходит сигнал, не дающий работать каскаду, если каскад, обнаруживающий заявки с большим приоритетом, начал свою работу. Как показано на чертеже для второго каскада третий вход его элемента И 5 непосредственно связан с выходом элемента И первого каскада 8, для следующих каскадов (например, третьего каскада) третий вход их элемента И связан с выходом элемента ИЛИ предыдущего каскада 6, на входы которого поступают сигналы с третьего входа и выхода элемента И 5. На последнем каскаде нет соответствующего элемента ИЛИ, т.к. нет следующего каскада. После обнаружения единичный код подается по линии сброса заявки 18 на регистр запроса 1. Этот сигнал обнуляет соответствующий разряд регистра запроса 1, подготавливая его к приему следующего запроса такого же уровня приоритета.

При обслуживании запроса на линии разрешения принятия запроса 20 нет разрешающего сигнала, поэтому устройство ждет конца обработки запроса, после чего устройство готово обрабатывать запросы. Запросы не теряются, так как каждому запросу соответствует свой разряд регистра запроса 1. После обработки запроса по линии разрешения запроса 20 приходит разрешающий сигнал, что говорит о том, что устройство может обрабатывать следующие запросы.

Таким образом, в результате одного цикла работы устройства будет найден запрос с наивысшим приоритетом из пришедших на данный момент времени запросов.

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. Кроме того, устройство позволяет увеличивать количество входов для запросов без потери быстродействия, т.к. если бы мы искали запрос на одном каскаде, то он оказался бы очень длинным, что снизило бы быстродействие, а за счет того что выходы регистра запросов 1 разделены на группы, во столько раз сокращен каскад, чем увеличено быстродействие.

Повышение быстродействия обеспечивается тем, что формирование сигнала на обслуживание одной заявки обеспечивается в течение цикла работы, в отличие от прототипа, нет генератора тактовых импульсов, который останавливается всякий раз при обнаружении запроса от заявки наивысшего приоритета. 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 n·m-разрядный регистр запросов, единичные входы разрядов которого соединены с информационными входами устройства, а выходы разбиты на m групп по n разрядов, выходы каждой группы регистра запросов связаны с входами соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами элементов И соответствующего каскада, вторые входы элементов И соединены с линией разрешения запроса устройства, третий вход элемента И второго каскада соединен с выходом элемента И первого каскада и с входом элемента ИЛИ второго каскада, выходы элементов И каждого каскада соединены с управляющими входами первого ключа соответствующего каскада, третьи входы элементов И всех каскадов, кроме первого и второго, соединены с выходами элементов ИЛИ предыдущего каскада, входы первых ключей всех каскадов соединены с соответствующими выходами регистра запросов, первые выходы каждого ключа всех каскадов соединены с информационными выходами устройства и являются управляющими входами следующего ключа каскада, остальные выходы каждого из ключей в каждом каскаде соединены с входами следующего ключа этого каскада, вторые входы элементов ИЛИ всех каскадов, кроме первого и последнего, соединены с выходами элементов И того же каскада, единичный код, сформированный на информационных выходах устройства, подается по линии сброса заявки на регистр запросов для обнуления соответствующего разряда.

РИСУНКИ

Рисунок 1