Многоканальное устройство приоритета

Многоканальное устройство приоритета

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОИ:КОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01р2 8 (21) 2575775/ 18-24 Р )

G F 9/18 с присоединением заявкм Ио

Государственный комитет

СССР на делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 3006.81.6кзллетеиь "@ 24 (5З) НЖ 681. 326. 34 (088. &) Дата опубликования описания 300681

С.В.Горбачев, В.Б.Смирнов, В.A.Tîðãàøåâ и. Ю.Е.Шейнин (72) Авторы изобретения

ii" (:Q:О (ь Ж„, .

ПАТЕ. Пу0- -. г " тЕХИИ :Н..((. рострВейй Р"" (71) Заявитель

Ленинградский институт авиационного приб (54 ) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПРИОРИТЕТА

Изобретение относится к вычисли- . тельной технике и может найти применение, например в устройствах коммутации магистралей многопроцессорных вычислительных систем.

Известны многоканальные приоритетные устройства, содержащие в каж- . дом из последовательно включенных каналов элемент НЕ, два элемента

И-НЕ и элемент И (1) .

Недостаток этих устройств состоит в ограниченной области применения.

Наиболее близким к предлагаемому является многоканальное устройство приоритета, содержащее элемент НЕ, элемент задержки и М узлов анализа состояния каналов, каждый из которых включает три триггера, три элемента

И, элемент ИЛИ и два элемента ИЛИ- НЕ, причем входы первого триггера подключены соответственно к выходам первых элементов И и ИЛИ-НЕ, первый выход - через второй элемент И, а второй - непосредственно к соответ1ствующим входам второго триггера; выходы которого соединены соответственно .с первыми входами элемента

ИЛИ и третьего триггера, выход которого подключен к соответствующему выходу устройства и первым входам первых элементов И и ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с соответствующим входом запроса устройства и вторым входом второго элемента И, входы второго элемента ИЛИ-НЕ соеди» .нены соответственно со вторым выхо-. дом второго триггера и вторым входом элемента ИЛИ„ а выход — через третий . элемент И со вторым входом третьего триггера, выход.и второй вход элемента ИЛИ i-romana анализа состояния канала (1=1,M) подключены соответственно. ко входу элемента ИЛИ (1.+1),ro и выходу элемента ИЛИ {1-1)l5 ro узлов анализа состояния каналов, .вторые входы вторых и третьих элементов .И соединены соответственно через элемент задержки и элемент ИЕ к управляющему входу устройства,вто20 рые входи первый элементов И и третьи входы вторых элементов И подключены соответственно к входу начальной установки и соответствующему входу запроса устройства (21, 25 недостаток этого устройства— большие аппаратурные затраты.

Цель изобретения -. сокращение аппаратурных затрат.

Поставленная цель достигается

ЗО тем, что в многоканальное устройство, 842812 содержащее узел начальной установки, узел синхронизации и И каналов, каж- дый яз которых включает два триггера, три элемента И и первый элемент

ИЛЙ, .первый вход которого соединен с выходом первого триггера, первйм входом подключенного к выходу первого элемента И, первый выход второгп триггера соединен с первым входом второго элемента И, в каждый канал введены второй элемент ИЛИ, коммутатор и двухпозиционный переключатель, прячем второй вход первого элемента

ИЛИ соединен с выходом коммутатора, первый и второй входы которого подключены соответственно с выходом двухпозиционного переключателя и 15 выходом второго элемента И, первый вход второго элемента ИЛИ соединенсо вторым выходом второго триггера и первым входом третьего элемента

И, второй вход и выход — соответст- 2О венно с выходом первого триггера и первым входом первого элемента И, выход первого элемента ИЛИ i-го канала (1=1,М) соединен со вторыми входами первого, второго и третьего з5 элементов И, два входа второго триггера, выход третьего элемента. И и второй вход первого триггера i-го канала являются соответственно 1-тыми входами установки запроса и сброса запроса, выходом разрешения и входом сброса приоритета устройства, третьи входы коммутаторов соединены с выходом узла начальной установки, третьи входы первых триггеров и третьих элементов И соединены с выходом узла синхронизации, выход первого элемента H N-ro канала соединен со вторыми входами элементов И первого канала.

На чертеже представлена блок-схе- 40 ма устройства, содержащего каналы

1, узел 2 синхронизации и узел 3 начальной установки.

Канал 1 включает третий 4 и второй

5 элементы И, второй триггер 6, 45 двухпозиционный переключатель 7, коммутатор 8, второй элемент ИЛИ 9, первый элемент И 10, первый триггер

11 и первый элемент ИЛИ 12, выход

13 второго триггера. Устройство 56 содержит шину 14 синхронизации типа

15 начальной установки, входы 16-18 сброса приоритета, установки запро са и сброса запроса, выход 19 разрешения, шину 20 передачи приоритета.

Устройство состоит из последовательно соединенных в кольцо с помощью шин 20 передачи приоритета каналбв

1 приоритетной обработки запросов, работа которых сиихронизируется с помощью синхроимпульсов, подаваемых Фо по шиие 14 с выхода узла 2 синхронизации. Узел 3 начальной установки начального приоритета используется для ручной или автоматической установки только в одной иэ каналов 1 45 при инициализации ° В каждом из каналов триггер 6 фиксации запроса предназначается для запоминания запроса на занятие общего ресурса, например общей магистрали, на один сеанс связи, который выдается блоком, подключенным к данному каналу на входы 16 сброса приоритета, 17 установки запроса, 18 сброса запроса и выход 19 разрешения .занятия магистрали, элемент И 4 предназначается для формирования разрешения на занятие общего ресурса блоку, оказавшемуся приоритетным в данный момент.

Элемент И 5 предназначен для передачи единичного сигнала приоритета по шине 20 другому каналу 1 в случае, если подключенный к данному каналу блок не выдал свой запрос на занятие общей магистрали, двухпозиционный переключатель 7 используется при задании начального приоритета в одном из триггеров 11 устройства. Коммутатор 8 предназначен для передачи на выход канала. состояния двухпозиционного переключателя 7 при инициализации либо единичного сигнала приоритета по шине 20 в рабочем режиме.

Триггер 11 плавающего приоритета предназначен для запоминания приоритета в канале того блока, который получил сигнал разрешения на занятие магистрали. Элементы ИЛИ 9 и

И 10 используются для обеспечения установки триггера 11 в единичное состояние, если данный канал 1 оказался самым приоритетным среди всех каналов устройства. Элемент ИЛИ 12 предназначен для выдачи единичного сигнала приоритета на следующий канал.

Устройство работает следующим образом.

В каждый момент времени только в одном из каналов триггер 11 находится в единичном состоянии, что необходимо для нормальной работы устройства. Изначально это обеспечивается при инициализации за счет подачи на управляющие входы коммутаторов

8 всех каналов сигнала начальной установки с выхода узла 3. В режиме начальной установки каждый блок по входу 16 сбрасывает в соответствующем канале триггер 11 в нулевое состояние. Затем каждый блок выдает за-. прос по входу 17 для установки триггера 6 в единичное состояние, в результате чего в этих каналах отпираются элементы И 10 по сигналу, подаваемому с единичного выхода 13 триггера 6 через элемент ИЛИ 9.

При этом состояние двухпозиционного переключателя 7 передается через коммутатор 8 и элемент ИЛИ 12 на выход канала в шину 20 через открытий элемент H 10 на вход триггера 11 следующего канала 1. ДвухпозиционныЕ переключатели 7 всех каналов 1, 842812 кроме одного, перед началом. работы устанавливаются в нулевое состояние, а один переключатель 7 - в единичное состояние. Так как триггеры 11 всех каналов 1 находятся в нулевом состоянии, то через элемент ИЛИ 12 только одного канала 1 будет выдан единичный сигнал, который поступит на информационный (первый) вход триггера 11 следующего канала 1. При поступлении синхроимпульса по шине 14 на тактовый третий вход триггеров 11 только в одном канале 1 триггер ll устанавливается в единичное состояние, а в остальных — останется в нулевом состоянии.

Единичный сигнал с выхода триггера 11 через элемент ИЛИ 12 поступает на шину .20 и в рабочем режиме .определяет, что следующий за данным канал 1 обладает в этот момент наивысшим приоритетом при наличии запроса на занятие магистрали от его блока, зафиксированного в триггере б. В этом случае на выходе 13 присутствует единичный сигнал, открывающий элемент И 4, который по синх- g5 роимпульсу выдает сигнал разрешения на выход 19, так как на его первом входе присутствует единичный сигнал приоритета, поступивший на вход данного канала 1, являющегося в этом сеансе самым приоритетным. В этом канале элемент И 5 не пропускает далее на шину 20 единичный сигнал приоритета, так как с нулевого выхода триггера б на второй вход элемента И 5 поступает нулевой сигнал, запирающий его. Поэтому менее приоритетные в данном сеансе блоки не получат разрешения в ответ на свои запросы от каналов 1. Кроме того, единичный сигнал с выхода 13 триг- 40 гера б через элемент ИЛИ 9 открывает элемент И 10, вследствие чего единичный сигнал приоритета, поступивший по шине 20 на вход приоритетного канала 1, подается на информационный 45 вход триггера ll, который по синхроимпульсу перейдет в единичное состояние. В то же время во всех остальных каналах 1, в том числе и в канале, который вырабатывал единичный сигнал 50 приоритета, триггер 11 по синхроимпульсу переводится в нулевое состояние, определяемое закрытым элементом

И 10 выделения приоритета. Элемент

И 10 в этих каналах закрыт посколь-. ку на входной шине 20 отсутствует единичный сигнал приоритета.

Следовательно, устройство осуществляет опрос блоков, подключенных к каналам 1. При этом блок, получивший право на занятие ресурса в данном 60 сеансе, становится наименее приоритетным в конкуренции за общий ресурс, в то время как следукщий за данным блок становится наиболее приоритетным, потому, что на него по шине 26 65 раньше чем на другие каналы поступает единичный сигнал приоритета.

Если ни в одном из каналов не зафиксирован запрос На занятие общего ресурса в триггере б, то единичный сигнал приоритета с выхода элемента

ИЛИ 12 канала, триггер 11 которого находится в единичном состоянии, по шине 20, замкнутой при этом в кольцо через открытые элементы И 5, поступит вновь на первый вход элемента И 10 того же самого канала 1.

Единичный сигнал с выхода триггера

11.через элемент ИЛИ 9 передается на вход элемента И 10, на выходе которого будет сформирован единичный сигнал, по которому триггер 11 данного канала при поступлении синхроимпульса на его тактовый вход подтвердит свое единичное состОяние, а в остальных каналах устройства триггер 11 подтвердит свое нулевое состояние. Поэтому приоритет блоков при отсутствии запросов на общий ресурс с их стороны не изменяется.

Таким образом, благодаря динамическому изменению устройством приоритетности использующих общий ресурс блоков в многоблочной (многопроцессорной) системе достигается более равномерное удовлетворение запросов на общий ресурс от действительно равнопрноритетных блоков по сравнению с известным устройством. 3а счет использования в устройстве статуса динамически меняющегося (плавающего) приоритета ни один из блоков не может получить доступа к общему ресурсу более,чем один раз подряд при наличии запросов от других блоков.Поэтому каждый активный блок, выдающий запрос, достаточно быстро получает разрешение на использование общего ресурса, т.е. достигается минимизация среднего времени ожидания удовлетворения запроса от равноприоритетных блоков. Максимальное число сеансов, в течение которых отдельный блок будет ожидать разрешения в ответ на свой запрос, в наихудшем случае не превысит числа блоков, обслуживаемых предлагаемым устройством. В то же время в известном устройстве ожидание удовлетворения запРоса на общий ресурс отдельными бло ками может быть неопределенно большиме

Следовательно, предлагаемое . устройство при меньших аппаратурных затратах обеспечивает расширение функциональных возможностей при ми-. нимизации среднего времени ожидания обслуживания. Одновременно с этим достигается повышение надежности многоблочной системы в целом, поскольку даже в случае отказа одного иэ блоков системы, заключающегося в том, что отказавший блок постояннО пытается занять общий ресурс, она

842812

7 остается работоспособной, так как после каждого сеанса приоритетность всех блоков меняется. Поэтому от.казавший блок Ые может занять общий ресурс более, чем на один сеанс, и, следовательно, запросы работоспособных блоков также будут удовлетворены.

Формула изобретения

Мнюгоканальное устройство нриоритета, содержащее узелначальной установки, узел синхронизации и М каналов,. каждый из которых включает два триггера, три элемента И и первый элемент ЙЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого триггера, первым входом подключеннбго к выходу

nepsoro элемента И, первый выход второго триггера соединен с первым входом второго элемента И, о т л и.— ч:а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, в каждый канал устройства введены второй элемент ИЛИ, коммутатор и двухпозйционный переключатель, причем второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом коммутатора, первый и второй входы которого подключены соответственно с выходом двухпозиционного переключателя и выходом второго элемента И, первый вход второго элемента ИЛИ соединен со вторым выходом второго триггера и первым входом третьего элемента

И,,второй вход и выход — соответственно с выходом первого триггера и первым входом первого элемента И, выход пепвоого элемента ИЛИ i-ro канала (i--l,М) соединен со вторыми входами первого, второго и третьего элементов И, два входа второго триггера, выход третьего элемента И и второй вход первого триггера i-го канала являются соответственно i-тыми входами установки запроса и сброса запроса, выходом разрешения и входом сброса приоритета устройства, третьи входы коммутаторов соединены с выходом узла начальной установки, третьи входы первых триггеров и третьих элементов И соединены с выходом узла синхронизации, выход первого элемента И М-го канала соединен со вторыми входами элементов И первого канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 544967, кл. G 06 F 9/18, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2555097/18-24, кл. G 0.6 F 9/18, 1977 (прототип).

842812

Составитель В.Вертлиб

Редактор И.Ковальчук Техред ц, Контура Корректор М,Шарохин

Заказ 5103/б1 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и от .рытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4