Многоканальное устройство для обслуживания запросов в вычислительной системе

( 9) (1) 1)С 06 Р 9 ИЗОБ ОПИС Я ЕТЕН ЬСТВУ ТОРСКОМУ СВИД(прототи СССРи). кл реГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 572069/24-244.04.835.02.85. Бюл. Нф72) А,Х.Ганитулин, ВВ.В.Туравинин53) 681.325(088,8)56) 1. Авторское свид817715, кл. С 06 Р2. Авторское свидето заявке Р 3314588/18С 06 Р 9/46, 1981(54) (57) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВОДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАПРОСОВ В ВЫЧИСЛИ"ТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ, содержащее каналы,распределитель импульсов, три элемента ИЛИ, элемент задержки, трисчетчика, элемент И, генератор импульсов, а в каждом канапе элемент НЕ,два элемента И, триггер, формирователь импульсов, ячейку памяти и схему сравнения, причем первый вход первого элемента И канала соединен ссоответствующим запросным входом устройства, второй вход - с соответствующим выходом распределителя импульсов, а третий вход - с выходомэлемента НЕ канала, выход первогоэлемента И канала соединен с единичным входом триггера, вход которогочерез формирователь импульсов соединен с соответствующим входом первогоэлемента ИЛИ и входом записи ячейкипамяти, группа выходов которой соединена с первой группой входов схемысравнения, выход которой подключенк соответствующему входу второгоэлемента ИЛИ и первому входу второго элемента И канала, второй входкоторого соединен с выходом элемента И и счетным входом первого счетчика, группа выходов которого соединена с второй группой входов схем сравнения каждого канала, причем выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, при этом счетные входы второго и третьего счетчиков соединены соответственно. с выходом третьего элемента ИЛИ и выходом элемента задержки, вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия, в него введены регистр свободных ресур- ф сов, сдвиговый регистр, две группы элементов И и два элемента ИЛИ, причем вход второго элемента И каждого (ффффф канала соединен с единичным входом соответствующего разряда регистра ):вободных ресурсов, разрядные выходы которого подключены к первым входамсоответствующих элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с соответствующими параллельны-. ми входами сдвигового регистра, авыход ( -го (= 1л, где 11 число запросов) элемента И первой группы соединен.с входом элемента НЕ, нулевым входом триггера и входом сброса ячейки .памяти с -го канала, а также с 1 -м выходом устройства и нулевыми входами-х разрядов регйстра свободных ресурсов и сдвигового регистра, последовательный выход которого соединен со своим информационным входом, выходы параллельного за-. несения сдвигового регистра соединены с соответствующими входами т1140122 тьего элемента,ИЛИ и выкорми соответствующих элементов И второй группы,. первые входы .которых являютсявходами конца обслуживания устройства,а вторые входы. соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов и входами.четвертого элемента ИЛИ,вьиод которого подключен к Изобретение относится к вычислительной технике, в частности, к устройствам управления в вычислительной системе,Известно многоканальное устройство для обслуживания запросов в порядке поступления, содержащее элементы НЕ, элементы И, триггеры, формирователи импульсов, ячейки памяти, схемы сравнения, входы запросов и вы 10 ходы устройства, распределитель импульсов, элемент ИЛИ, элемент задержки, датчик окончания обслуживания и счетчики импульсов 1 .Недостатком устройства является низкое быстродействие.ю Наиболее близким к предлагаемому является многоканальное устройство20 для обслуживания групповых запросов, содержащее каналы, первые элементы И каналов, первые и вторые выходы которых соединены соответственно с соответствующим запросным входом устройства и соответствующим вьиодом распределителя импульсов, выход элемента НЕ каждого канала соединен с третьим входом первого элемента И сво его канала, выход первого. элемента И каждого канала соединен с единич 30 ным входом первого триггера своего канала, единичный выход первого триггера каждого канала соединен с входом формирователя, импульсов свое,го канала, выходформирователя импуль сов каждого канала соединен со входом записи ячейки памяти своего. канала и соответствующим входом перво-.го элемента ИЛИ, выход, которого сое-, динен с входом элемента задержки,вы ход которого. соединен с. Управляющим входом первого. счетчика, группа выуправляющему входу сдвигового регистра, при этом реверсивный вход второго счетчика соединен с выходом элемента И , а выходы второго счет-.чика .подключены к входам пятогоэлемента ИЛИ , выход которогосоединен с третьим входом элемента И. ходов которого соединена с группойинформационных входов ячеек памятиканалов, группа выходов ячейки памяти канала соединена с первой группой входов схемы сравнения своего канала, вторая группа входов схемысравнения каждого канала соединена сгруппой выходов второго счетчика,выход второго элемента И каждогоканала соединен с нулевым входомпервого триггера своего канала ивходом считывания ячейки памяти своего канала, выход схемы сравнения каждого канала соединен с соответствующим входом второго элемента ИЛИ ипервым входом третьего элемента Исвоего канала, выход третьего элемента И каждого канала соединен сединичным входом второго триггерасвоего канала, выход второго триггеракаждого канала соединен с соответствующим выходом устройства, входомэлемента НЕ своего канала и первымвходом второго элемента И своего ка-нала,1-й выход распределителя импульсов (1 = 1, и, где и - число запросов) соединен с первым входом четвертого элемента И 1-го канала, 1-йвход конца обслуживания устройствасоединен с нулевым входом второготриггера 1-.го канала и вторым вхо"дом четвертого элемента И 1-го канала, выход четвертого элемента И каждого канала соединен с соответствующим входом третьего элемента ИЛИ,вьиод которого соединен с вторым входом второго элемента И каждого канала и счетным входом третьего счетчика, выход которого соединен с первымвходом элемента И, выход которогосоединен со счетным входом второгосчетчика и вторым входом третьего11401 3элемента И каждого канала, выходвторого элемента ИЛИ соединен с вычитающим входом третьего счетчика ивторым входом элемента И,третий входкоторого соединен с выходом гене- -ратора импульсов 2 .Недостатком известного устройства является низкая пропускная способность, обусловленная тем, чтозапрос, поступивший по 1-му входУ, 10не будет принят на обслуживание дотех пор, пока 1-й ресурс не освободится, в то время как другие ресурсымогут простаивать,15Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем,что в многоканальное устройство дляобслуживания запросов в вычислительной системе, содержащее каналы, распределитель импульсов, три элементаИЛИ, элемент задержки, три счетчика,элемент И, генератор импульсов, а вкаждом канале элемент НЕ, два эле 25мента И,триггер, формирователь импульсов, ячейку памяти и схему сравнения, причем первый вход первого.элемента И канала соединен с соответствующим запросным входом устройства, второй вход - с соответствующим выходом распределителя импульсов,а третий вход - с выходом элементаНЕ канала, выход первого элемента Иканала соединен с единичным входомтриггера, выход которого через формирователь импульсов соединен с соответствующим входом первого элементаИЛИ и входом записи ячейки памяти,группа выходов которой соединена спервой группой входов схемы сравнения, выход которой подключен к соответствующему входу второго элементаИ канала, второй вход которого соединен с выходом элемента И и счетнымвходом первого счетчика, группа выходов которого соединена со второйгруппой входов схем сравнения каждо го канала, причем выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входомэлемента И, второй вход которого под ключен к выходу генератора импульсов,при этом счетные входы второго и третьего счетчиков соединены соответственно с выходом третьего элементаИЛИ и с выходом элемента задержки, 55вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, дополнительно введены регистр свободных ресурсов,22 4сдвиговый регистр, две группы элементов И и два элемента ИЛИ, причем выход второго элемента.И каждого канала соединен с единичным входом соответствующего разряда. регистра свободных ресурсов, разрядные выходы которого подключены к первым входам соответствующих элементов И первой группы, вторые входы котомрых соединены. с соответствующими параллельными выходами сдвигового регистра, а выход -го (1=1п, где и - число запросов) элемента И первой группы соединен с входом элемента НЕ, нулевым входом триггера и входом сброса, ячейки памяти -го канала, а также с -м выходом устройства и нулевыми входами соответствующих разрядов регистра свободных ресурсов и сдвигового регистра, последовательный выход которого соединен со своим информационным входом, выхо ды параллельного занесения сдвигового регистра соединены с соответствующими входами третьего элемента ИЛИ и выходами соответствующих элементов И второй группы, первые входь 1 которых являются входами конца обслуживания устройства, а вторые входы соединены с соответствующими выходами распределителя импульсов и входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу сдвигового регистра, при этом реверсивный вход второго счетчика. соединен с выходом элемента И, выходы второго счетчика подключены к входам пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом элемента И.На фиг. 1 изображена. структурная схема устройства,на фиг. 2 временные диаграммы. работы устройства еПредлагаемое устройство содержит каналы 1, элемент НЕ 2, элемент И 3, триггер 4, сдвиговый регистр 5, формирователь б импульсов, ячейку 7 памяти, схему .8 сравнения, элемент И 9, регистр 10 свободньщ ресурсов, группу элементов И 11 запросные входы 12. устройства, входы 13 конца обслуживания устройства, выходы 14 устройства, элемент ИЛИ 15, элемент 1 б задержки, счетчик 17, раапределитель 18 импульсов, счетчик 19, элемент И 20, генератор 2 импульсов, элемент ИЛИ 22, счетчик 23, эле 1140122 б30 менты ИЛИ 24, 25, группу элементов И26 и элемент ИЛИ 27,Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии счетчик 517, служащий для формирования кодазанимаемой объектом очереди, и счетчик 19, предназначенный для формирования кода очередности обслуживания, устанавливаются в одинаковые 10состояния, триггеры 4, регистр 10и ячейки 7 памяти устанавливаются в нулевое состояние. Счетчик 23,предназначенный для учета количества свободных ресурсов, записывает двоичный,код количества свободных ресурсов (например, 010 - двеединицы ресурса свободны), а сдвиговый регистр 5 фиксирует позиционныйкод количества свободных ресурсов, 20например 11 - первый и второй ресурсы свободны (для случая, когда числоресурсов равно двум). Одновременно сэтим запускается распределитель импульсов 18, предназначенный для принудительного задания очереди приодновременном поступлении заявок наобслуживание от двух и более объектов и одновременном освобождениидвух или более единиц ресурсов.Заявки на обслуживание в ниде импульсных сигналов в случайные моменты времени поступают на запросныевходы 12 (фиг. 2 ), Длительность импульсов заявки и конца обслуживания равна периоду повторения распределителя 18.импульсов.Если выходы каналов не возбуждены, то при поступлении заявки отодного из объектов, например первого, импульс с первого выхода распределителя 18 (фиг. 2 О ) установит вединицу триггер 4 первого канала(фиг. 2). При этом на выходе формирователя импульсов 6 возникает импульс (фиг, 2), который переписывает код. состояния счетчика 17 вячейку 7 памяти первого канала и через элемент ИЛИ 15 и элемент 16 задержки изменяет состояние счетчика17. Состояние ячейки 7 памяти первого канала и счетчика 19 сравниваютсяс помощью схемы 8 сравнения, Поскольку коды на ее входах одинаковы,на выходе схемы 8 возникает сигналсравнения, который через элемент И9 при наличии свободной единицы ресурса (единичный сигнал на выходе элемента ИЛИ 25) установит первый триггер регистра 10 в единичное состояние (фиг. 2 В ), Если в этот момент первый триггер сдвигового регистра 5 находится в единичном состоянии (фиг. 2 Ж ), то на выходе элемента И 26 появится сигнал, который поступит на выход 14 устройства (фиг. 2 О ), а также на нулевые входы первых триггеров регистра 10 и через элемент ИЛИ 27 на вход сдвигового регистра 5. Элемент И 26 обеспечивает задержку, необходимую для переключения регистра 10 и сдвигового регистра 5. Сигнал с выхода элемента И 26 через элемент НЕ 2 закрывает элемент И 3 первого канала, а также устанавливает в нулевое состояние триггер 4 и ячейку 7 памяти первого канала.Сигнал с выхода схемы 8 сравнения первого канала через элемент ИЛИ 22 поступает также на второй вход злемента И 20 и разрешает прохождение импульса с генератора 21 на вход счетчика 19 (состояние счетчика увеличивается на единицу) и на вычитающий вход реверсивного счетчика 23 (устанавливается состояние 00 1) . Импульсы с распределителя 18 импульсов через элемент ИЛИ 27 поступают на сдвиговый вход сдвигового регистра 5, осуществляя продвижение кода по разрядам этого регистра (фиг, 2 Ж, .При поступлении очередной заявки (например, снова на первый канал) осуществляются аналогичные операции, счетчик 23 и сдвиговый регистр 5 устанавливаются в нулевое состояние(все ресурсы заняты).По окончании обслуживания одногоиз предыдущих запросов на вход 13конца обслуживания, например второгоканала, поступит импульс освобождения ресурса (фиг. 2 Е ), который открывает элемент И 11 для прохождения импульса с второго выхода распределителя 18 импульсов (фиг. 2 о ). Этотимпульс устанавливает в единичное состояние второй триггер сдвигового регистра 5 и через элемент ИЛИ 24 увеличивает состояние счетчика 23 на единицу (в рассматриваемом примере устанавливается состояние 001). Если в дальнейшем на один из входов12 устройства поступит заявка, то она будет принята на обслуживание.Если же заявка поступит в тот момент, когда все ресурсы заняты, она7 1 будет поставлена на очередь, которая Формируется при помощи ячеек 7 памяти каналов.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение про 1 ч 0122 8пускной способности.по сравнению с устройством-прототипом в результате того, что каждая заявка может быть обслужена любым освободившимся ресурсом.