Устройство переменного приоритета

(54) УСТРТЕТА ГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ИСАНИЕ И(71) Киевский ордена Трудового Красного. Знамени завод электронных вычислительных и управляющих машин (72) Г.А, Абрамович, В,Е. Калатай и А.И. Кривовяэ(56) Авторское свидетельство СССР В 1042021, кл. С 06 Р 9/46, 1982.Авторское свидетельство СССР В 1042020, кл. С 06 Р 9/46, 1982.Аналоговые и цифровые интегральные схемы,/Под ред. С.В. Якубовского М.: Советское радио, 1979.ОЙСТВО ПЕРЕМЕННОГО ПРИОРИ 6482 А(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при разработке устройстварбитража запросов в различных узлах ЭВМ. Цель изобретения - уменьшение аппаратурных затрат и повышение быстродействия. Устройство содержит блок анализа масок, регистрмасок, элемент ИЛИ, элемент задержкиа также введенный блок элементовИ-НЕ. Новым также является выполнение блока анализа масок по схеме ускоренного переноса. Выходы регистрамасок соединены с входами блокаанализа масок таким образом, чтоИзобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам приоритетного обслуживания запросон, и может быть использовано н различных системах обработки данных для организации доступа к общему ресурсу, например процессоров к общей памяти в многопроцессорных комплексах.Целью изобретения является уменьшение аппаратных затрат устройства и повышение его быстродействия,В качестве блока анализа масок используется известный узел ускоренного переноса.Состояние -выходов узла ускоренного переноса в общем виде описывается следующим логическим выражением где С - сигнал на 1-м выхоце пе 1 ф 1реноса (=1,2 и),ХКсигнал на к-м нхаде образования переноса(к=О, 1 и),- сигнал на входе переносаиз предыдущего разряда,Таким образом, состояние 1-говыхода переноса является Функциейсигнала на предыдущем выходе (-1)и входан У, и Х;В предлагаемом устройстве узелускоренного переноса используетсяв новом качестве, а именно в качестве блока анализа масок, что позволяет уменьшить аппаратурные затраты иповысить быстродействие устройства.На фиг, 1 приведена блок-схемапредлагаемого устройства переменногоприоритета, на Фиг. 2 - схема блокаанализа масок при каскадном соединении узлов ускоренного переносаУстройство переменного приоритетасодержит группу входов 1 устройства,блок 2 анализа масок с первой 3 ивторой 4 группами входов и группойвыходов 5, группу выходов 6 устройства, элемент ИЛИ 7, управляющийвход 8 устройства, элемент 9 задержки, регистр 10 масок с группойвходов 11, выходов 12, входом 13занесения и входом 14 установки,блок элементов И-НР 15, вход 16 выбора режима приоритета, вход 17 начальной установки.51015 Блок 2 анализа масок реализован на узлах 18 ускоренного переноса с группой нходон 19 распространения переноса, группой входов 20 образования переноса, группой выходов 2 переноса из соотнетствующих разрядов входом 22 переноса из предыдущего разряда.Устройство работает следующим образом,В зависимости от значения сигнала на входе 16 возможны два режима работы устройства: с фиксированным приоритетом при логической единице и с переменным приоритетом при лоГическом нуле20 25 30 35 40 45 50 В режиме Фиксированного приоритета запросы источников распределены постоянно в следующей последовательности: запрос, поступающий на первый вход группы входовустройства имеет всегда самый высокий приоритет, затем приоритет запросов соответственно уменьшается, запрос, поступающий на и-й вход группы входов 1 устройства, имеет самый низкий приоритет. На вход 16 устройства постоянно подается уровень логической единицы, который поступает с ньгхода элемента ИЛИ 7 на вход 14 уста.нонки регистра 10 масок. При этом все выходы 12 регистра 1 О, кроме п-го, устанавливаются в единичное состояние, а на п-м выходе устанавливается уровень логического куля. Выходы 12 регистра 10 соединены с второй группой входов 4 блока 2 анализа масок, в качестве которых используется входы 20 абразонания переноса узла 18 ускоренного переноса. При подаче на соответствующий вход образования переноса узла ускоренного переноса сигнала логического нуля, на соответствующем ему выходе переноса вырабатывается сигнал логической единицы (1), Поэтому нулевой сигнал иа выходе 12,и регистра 10, поданный на вход 4,1 блока 2 анализа масок, обеспечивает единичный уровень на выходе 5.1 блока 2. Для подключения к магистрали или захвата общего ресурса источники подают запросы на входы 1 устройства уровнем логической единицы. Арбит-.раж запросов производится, когда магистраль или ресурс свободны. В этом случае на управляющий .вход 8 устройства поступает уровень логи 3 12 ческой единицы, а также через элемент 9 задержки - на третьи входы блока элементов И-НЕ 15. Таким образом, при появлении запроса самого высокого приоритетного уровня, поступающего на первый вход группы входов 1 устройства и на первый вход элемента И-НЕ 15.1, на выходе эпемента И-НЕ 15.1 появляется сигнал нулевого уровня. Этот сигнал подается на выход 6.1 устройства и указывает устройству с первым уровнем приоритета о разрешении занятия магистрали.На всех выходах 12 регистра 10, кроме 12.и, постоянно вырабатываются сигналы единичного уровня, поступающие на входы образования переноса 20 узла 18 ускоренного переноса.При единичном состоянии сигнала на соответствующем входе образования переноса узла ускоренного переноса состояние сигнала на соответ, ствующем ему выходе переноса определяется состоянием сигналов на соответствующем входе распространения переноса и предыдущем выходе переноса (1). На входы 19 распространения переноса узла 18 ускоренногопереноса подаются сигналы запросов ат источников со сдвигом, т.е, 1-й вход запроса подается на (1+1)-й вход группы входов распространения переноса, а и-й вход запроса подается на первый вход группы входов распространения переноса.На первом выходе переноса 21.1 узла 18 ускоренного переноса постоянно вырабатывается сигнал единичного уровня, поэтому состояние сигнала. на втором выходе 21.2 переноса определяется только состоянием сигнала на входе 19,2, т.е. сигналом запроса первого уровня. При его наличии сигнал на выходе 21.2 равен логическому нулю, следовательно, на выходе элемента И-НЕ 15.2 вырабатывается сигнал логической единицы.При нулевом значении сигнала на втором выходе переноса узла ускоренного переноса нулевое значение приобретают сигналы на третьем и всех последующих выходах переносов. Таким образом, нулевое значение приобретают сигналы на всех выходах 5 блока 2 анализа масок, кроме 5,1, единичное значение приобретают сигналы на выходах элементов И-НЕ 15.2, 15.3,15.и. Следовательно, при наличии36482 4 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 запроса первого уровня вырабатывает. ся только один сигнал разрешения на выходе 6.1 устройства независимо от состояния сигналов на других входах устройства.Нри отсутствии сигнала запроса первого уровня на входе 1.1 устройства .сигнал на выходе 6,1 устройства равен логической единице. Сигнал на выходе 21,1 узла 18 ускоренного переноса теперь равен логической единице, являющийся разрешающим для выдачи на выходе элемента И-НЕ 15.2 сигнала разрешения занятия магистрали устройству со вторым уровнем приоритета при наличии сигнала запроса второго уровня на входе 12 устройства.При этом аналогично обеспечивается блокировка выдачи сигналов раз. решения занятия магистрали устройствам с более низкими приоритетами запросов.Работа устройства в режиме переменного приоритета осуществляется для обеспечения равномерного занятия магистрали всеми устройствами,. являющимися источниками запросов. В этом случае приоритеты запросов источников располагаются по замкнутой цепочке. В исходном состоянии распределение приоритетов запросов такое же, как и при режиме фиксированного приоритета, т.е, запрос, поступающий на первый вход группы входов 1 устройства, имеет самый высо кий приоритет, затем приоритеты за" просов соответственно уменьшаются, запрос, поступающий на и-й вход группы входов 1 устройства, имеет самый низкий приоритет.После того, как некоторое устройство, выставляющее запросы иа -й вход группы входов, получает управление магистралью, его запросам присваивается самый низкий приоритет, а запросы других уровней соответствеи но перестраиваются по замкнутой цепочке. Например, если первоначальное распределение приоритетов можно представить в виде 1, 2, 3, -1,+1 и, то после занятия магистрали устройством, выставляющим . запросы на -й вход группы входов 1, распределение приоритетов принимает вид 1+1, +2 и, 1, 2, 3,, -1, 1.Такое динамическое перераспределение приоритетов обеспечивает рав 1236482номерное занятие магистрали всемиисточниками запросов системы. Дляработы устройства в режиме переменного приоритета на вход 16 постоянно подается уровень логического нуляПри включении питания на вход 17подается импульс единичным уровнем,который, поступая с выхода элементаИЛИ 7 на вход 14 регистра 10, обеспечивает начальную установку регистра 10, Все выходы 12 регистра 10,кроме п-го, устанавливаются в единичное состояние, а на п-м выходеустанавливается уровень логическогонуля. Таким образом, исходное состояние устройства такое же, как и приработе в режиме фиксированногоприоритета,Однако в этом случае единичныйсигнал на входе 14 установки регистра 10 присутствует только при включении питания, в дальнейшем на входе 14 будет сигнал нулевого уровня,разрешая работу регистра 10 в режимезанесения. После получения запросовустройство осуществляет их арбитражтак же, как и в режиме фиксированного приоритета. Разрешение нулевым уровнем выдается только на одном из выходов 6 соответствующемузапросу с наивысшим уровнем приоритета. После получения сигнала разрешения использования магистрали источник удовлетворенного запросаустанавливает на управляющем входе8 устройства уровень логическогонуля. По перепаду сигнала на входе13 занесения регистра 10 из уровнялогической единицы в уровень логического нуля в регистр 10 записывается информация с входов 11,1 - 11.прегистра, соответствующая состояниювыходов 6,1-б.п устройства. При выдаче сигнала разрешения на выходеб. устройства в -й разряд регистра 10 записывается логический ноль,в остальные разряды - логическиеединицы. Выходы регистра 10 масоксоединены с входами блока 2 анализамасок, выполненного на узлах ускоренного переноса, таким образом,что -й выход регистра ( 1=1,2и) соединен с +1"м входом второйгруппы входов блока, а и-й выходрегистра соединен с первым входомвторой группы входов блока. Такимобразом, при нулевом сигнале нах-м выходе регистра 10 масок нулевой сигнал поступает на +1-й входобразования переноса узла 18 ускоренного переноса,При нулевом сигнале на этом входеобразования переноса на выходе21.14 1 узла 18 ускоренного переносавырабатывается сигнал единичногоуровня, поступающий на второй входэлемента И-НЕ 15,1+ 1. При наличиизапроса на входе д+1-м группы вхо,цов 1 устройства, поступающего напервый вход элемента И-НЕ 15.1+1,и прн освобождении магистрали предыдущим источником запросов, когдана управляющий вход 8 устройствапоступает уровень логической единицы, поступающий через элемент задержки 9 на третьи входы элементовИ-НЕ 15, на выходе элемента И-НЕ15.+ 1 вырабатывается сигнал разрешения нулевого уровня, Таким образом,после занятия магистрали источником,выставляющим запросы на х-й входустройства, наивысший приоритет получает источник, выставляющий запросына +1-й вход устройства. Источник,выставляющий запросы на -й входустройства, при этом получает самыйнизкий приоритет, так как удовлетворение его запросов происходит приотсутствии запросов всех другихуровней, В остальном работа устройства осуществляется также, как и врежиме фиксированного приоритета.При необходимости увеличения числа входов блока 2 анализа масок возможно каскадное соединение узловускоренного переноса (фиг. 2),В этом случае выход 21.1 переносаиз старшего разряда первого узла18.1 ускоренного переноса соединяется с входом 22.2 переноса из предыдущего разряда второго узла 18.2 ускоренного переноса и т.д. Выход 21.ппереноса из старшего разряда последнего узла 18,ш ускоренного переносасоединяется с входом переноса изпредыдущего разряда 22.1 первогоузла 8,1 ускоренного переноса,Формула изобретения1. Устройство переменного приоритета, содержащее блок анализа масок, элемент ИЛИ,элемент задержки, регистр масоко т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью уменьшения аппаратурных затрат, в него введен блок элементовИ-НЕ, причем группа запросных входов устройства соединена с первой группой входов блока анализа масок и с первой группой входов блока элементов И-НЕ, группа выходов блока анализа масок соединена с второй группой входов блока элементов И-НЕ, третья группа входов которого подклю. чена к выходу элемента задержки, разрешающий вход устройства соединен с входом занесения регистра масок и входом элемента задержки, вход начальной установки устройства соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подсоединен к входу выбора режима приоритета устройства, выход элемента ИЛИ подсоединен к входу установки регистра масок, выходы блока элементов И-НЕ соединены с соответствующими информационными входами регистра масок и выходами устройства (=1 п, и - число запросов), -й разрядный выход группы выходов регистра масок соединен с (+1)-м входом второй группы входов блока анализа масок, а и-й разрядный выход группы выходов регистра масок соединен с первым входом второй группы входов блока анализа масок.2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок ана"6482 8 лиза масок содержит ш узлов ускорениного переноса ( в-где к - число входов распространения переносасхемы ускоренного переноса), причемд-я (.=1 ш) подгруппа входовпервой группы входов блока анализамасок соединена с группой входовраспространения переноса д-го узла 10 ускоренного переноса, а и-й входш-й подгруппы первой группы входовблока анализа масок соединен с первымвходом группы входов распространенияпереноса первого узла ускоренного 15 переноса, вторая группа входов блокаанализа масок соединена с соответствующими входами группы входов образования переноса узла ускоренногопереноса, группа выходов блока ана лиза масок соединена с соответствующими выходами переносов из разрядовузла ускоренного переноса, выходпереноса из старшего разряда каждогоузла ускоренного переноса, кроме 25 последнего, соединен с входом переноса из предыдущего разряда следующего узла ускоренного переноса, авыход переноса из старшего разрядапоследнего узла ускоренного переносасоединен с входом переноса изпредыдущего разряда первого узла ускоренного переноса.1236482 Составитель М.СорочТехред М.Ходанич орректор В. Бутяга Редактор Г.Вол Закан 30 Тираж 671 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж, Раушская наб ц. 4/