Устройство приоритета для выбора групповых заявок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 437 О 06 Г 9 4 6 ТЕНИ ТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМУ 22 В. Г. Поп е си Под 197 емы и паед.с. 73 ССР 198 ьст 9/ ВЫБО. ЕТА сится ожет н сорных ь изоб вычисйти при ретения ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ САНИЕ ИЗ(54) УСТРОЙСТВО ПРИОРА ГРУППОВЫХ ЗАЯВОК(57) Изобретение отнлительной технике именение в многопроцетельных системах. Цел повьппение быстродействия. Устройствосодержит регистр запросов, пятьгрупп регистров, генератор импульсов, группу счетчиков, три группыэлементов И, группу дешиФраторов,четыре элемента И, четыре элементазадержки, три элемента ИЛИ, группублоков элементов ИЛИ, две группыблоков элементов И, два регистра,Устройство обеспечивает полную либочастичную загрузку процессоров приобслуживании одно- и разнотипныхзаявок, что дает возможность аппаратным путем организовать процесспараллельной обработки операндов понескольким командам программы про- ацессорами вычислительной системы.Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в многопроцессорных вычислительных системах.Цель изобретения - повышение быстродействия.На чертеже приведена струкгурнаясхема предлагаемого устройства.Устройство сОдержит регистр 1 запросов, регистры 2 группы, группусхем 3 сравнения, группу элементовИ 4, генератор 5 импульсов, элементИ 6, счетчик 7, элемент ИЛИ 8, триггер 9, элемент И 10, элемент ИЛИ 11,элементы 12-14 задержки, регистры 15группы, группу блоков элементов И 16,группу блоков элементов ИЛИ 17, группу блоков элементов И 18, группусхем 19 сравнения, третью группу элементов И 20, регистры 21 группы, элемент ИЛИ 22, группу элементов И 23,регистр 24, регистры 25 группы, группу элементов И 26, группу регистров27, группу счетчиков 28, группу схем29 сравнения группу дешифраторов30, элемент И 31, элемент ИЛИ-НЕ 32,элемент И 33, элемент 34 задержки,группу запросных входов 35 устройства, группы входов 36 кодовприоритета устройства, входы 37 кодов числасвободных функционалыых блоков устройства, вход 38 запуска устройства,ответный вход 39 устройства, группывходов 40 типа ресурса устройства,группы входов 41 типа заявки устройства, группу информационных входов42 устройства, группу информационныхвыходов 43 и сигнальный выход 44 устройства,Устройство работает следующим образом.Исходное состояние устройства характеризуется тем, что триггер 9,счетчики 7 и 28, а также регистры 21и 24 установлены в состояние "О" (непоказано).Перед началом цикла работы по входам 36 на входы регистров 2 поступают коды приоритетов, определяющиеприоритет соответствующих заявок, ав регистры 15 по входам 41 - двоичныекоды типа заявки, означающие требуемый тип ресурса, Наибольшее значениеприоритетного кода устанавливаетсянаиболее приоритетному запросу (абоненту ), а двоичный код типа заявкисоответствует двоичному коду, установленному для функционального блока50 55 Так как в регистрах 27 имеются ненулевые двоичные коды, а счетчики 28 установлены в состояние "0", то на выходах "Больше" всех схем 29 сравнения сформированы единичные сигналы, которыми открыты элементы И 18 всех блоков. На выходе элемента И 31 установлен сигнал "0", которым по инверсному входу открыт элемент И 33.На первых выходах всех дешифраторов 30 установлены сигналы "1" ко(ресурса). Коды типа заявки могутбыть и одинаковыми. В регистры 25 повходам 40 поступают ненулевые двоичные коды номеров функциональных бло 5 ков (тип ресурса), устанавливаемыепрограммным путем 1 В соответствующиерегистры 27 по входам 37 принимаютсядвоичные коды свободных блоков (ре 10сурсов) одного типа. Запросы заявкиот абонентов или требование на исполнение определенной команды программыпринимаются в соответствующие разряды регистра 1, число разрядов которого равно числу абонентов по входам35, а двоичный код требуемого ресурса соответствующей заявки в соответствующий регистр 15 - по входам 41,Работу устройства рассмотрим приследующих исходных данных.Пусть число абонентов п = 15, число функциональных блоков различныхтипов Я = 5, число функциональныхблоков каждого типа в вычислительнойсистеме одинаково (Е = 3),На момент распределения заявок врегистр 1 по входам 36 в регистры 2приняты коды приоритетов для 15 абонентов, отличающиеся друг от другаединицей младшего разряда, в каждыйиз регистров 27 - код числа трех свободных функциональных блоков, в регистры 25 - коды типов пяти функциональных блоков, в регистр 1 принятызапросы от 1, 3 и 5-го абонентов,Этим абонентам установлены приоритетные коды чисел 15, 10, 13 соответственно. Для обслуживания заявок тре"буются функциональные блоки для 1 и403-го абонентов одного типа, а для5-го абонента - второго типа, кодыкоторых приняты в регистры 15 , 15и 151 соответственно.При этих условиях до поступлениясигнала начального пуска состояниеэлементов устройства следующее.1317437 торыми открыты элементы И 20И 20,Работа устройства начинается посигналу начального пуска, поступающему по входу 38, Этим сигналом через элемент ИЛИ 8 подтверждается нулевое состояние счетчиков 28, устанавливается в "1" счетчик 7, на выходах которого формируется код числа 15. Через некоторое время, определяемое элементом 12 задержки, устанавливается в "1" триггер 9.После установки триггера 9 и счетчика 7 в состояние "1" открываетсяпо обоим инверсным входам элемент 15И 6 нулевыми сигналами с выхода элемента ИЛИ-НЕ 32 и с нулевого выходатриггера 9. Поэтому первый импульсгенератора 5 через элемент И 6 поступает на вход элемента 13 задержки, 20Так как для 1-го абонента установлено в регистре 2 максимальноезначение кода приоритета (15), то на.выходе схемы 3 сравнения формируется единичный сигнал, который черезоткрытый элемент И 4 поступает науправляющие входы элементов И 16И 23. При этом код типа заявки изрегистра 15 через блоки 16, 17 поступает на информационные входы открытых блоков 18, которые передаюткод типа заявки на вторые входы всехсхем 19 сравненияСовпадение кодовпроисходит только в схеме 19, сравнения, которая формирует единичный 35сигнал, открывающий по первым входамэлементы И 20., - И 20 , И 26, и через элемент ИЛИ 22 по первым входам -элементы И 23 - И 23Задержанный элементом 13 задержки 40импульс генератора 5 устанавливаетв "1" через открытый элемент И 20соответствующий разряд регистра 21,а в счетчике 28, через открытый элемент И 26 устанавливается код еди 45ницы.Через некоторое время, определяемое элементом 14 задержки, через открытый элемент И 23, устанавливаетсяв "1" первый разряд регистра 24 и в50состояние "0" - первый разряд регистра 1, исключая тем самым из анализав последующем такте запрос первогоабонента,Так как элемент И 33 удерживаетсяв открытом состоянии через элементИ 31 в счетчике 7 формируется кодчисла 14. 4Поскольку в регистре 1 нет запроса с приоритетным кодом 14, то ниодин из элементов И 4 не формируетединичный сигнал. Состояния элементов устройства по задержанным сигналам с выходов элементов 13 и очередным импульсам генератора не меняются.Импульсом с выхода элемента 34 задержки через открытый элемент И 33в счетчике 7 устанавливается очередной код числа 13. При этом элементомИ 4 формируется единичный сигнал,по которому аналогично рассмотренному выше в результате воздействия импульсов с выходов элементов 13 и 14задержки устанавливаются следующиесостояния регистров устройства.Схемой 19 сравнения формируетсяединичный сигнал, по которому в соответствующий разряд регистра 21 записывается единица, в счетчике 28 устанавливается код единицы, пятый разряд регистра 24 устанавливается в"1", а пятый разряд регистра 1 - в"О"Так как элемент И 33 удерживаетсяв открытом состоянии, импульсом свыхода элемента 34 задержки в счетчике 7 формируется код числа 12.По очередному импульсу генератора5 состояние элементов схемы не меняетея, а в счетчике 7 формируется кодчисла 11. Го этому коду состояниеэлементов устройства не меняется.Следующим задержанным импульсом генератора в счетчике 7 устанавливаетсякод числа 10. По очередному сигналугенератора, поскольку элементом И 4формируется единичный сигнал, состояния элементов устройства аналогичнорассмотренному выше изменяются следующим образом,Схемой 19 сравнения формируетсяединичный сигнал, по которому второй разряд первого регистра 21 устанавливается в 1 так как в счетчике 29 хранится код единицы, открывающий через дешифратор 30, второйэлемент И 20, третий разряд регистра 24 устанавливается в "1", третийразряд регистра 1 - в "0", а в счетчике 28 формируется код числа 2.Так как элемент И 33 удерживаетсяв открытом состоянии, то содержимоесчетчика 7 уменьшается на единицу истановится равным 9,Последующими импульсами генерато-,ра 5 состояния элементов устройстване меняются. Регистр 1 установлен всостояние "О". В счетчике 7 последовательно формируются коды убывающейпоследовательности чисел. Как тольков счетчике 7 установится нулевой код 5на выходе элемента ИЛИ-НЕ 32 формируется единичный сигнал, который поступает на выход 44 устройства, закрывает элемент И 6 по второму инверсномувходу и устанавливает в "О" триггер9, прекращая тем самым подачу импульсов через элемент И 6. По сигналу свыхода 44 в вычислительной системепринимаются на обслуживание заявкиот 1, З.и 5-го абонентов, для которых в единичном состоянии находятсясоответствующие разряды регистра 24,причем теми функциональными блоками,для которых имеются единичные сигналы на выходах регистров 21,По окончании обслуживания заявокв регистры 27 заносятся коды чиселсвободных функциональных блоков, повходу 39 устанавливаются в "О" регистры 21 и 24 и, если имеются заявки25в регистре 1, через открытый элементИ 10 сигналом с выхода элементаИЛИ 11 устанавливается в состояние"1" счетчик 7, а в "О" - счетчики28. При этом единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 32 снимается итриггер 9 устанавливается в "1" задержанным импульсом с выхода элемента 12 задержки. После установки. триггера 9 в состояние "1" начинается 35новый цикл работы устройства,Если в процессе работы устройстваза всеми заявками закреплены всефункциональные блоки, то каждая схема 29 сравнения формирует на выходе ф"Равно единичный сигнал. При этомна выходе элемента И 31 возникаетединичный сигнал, который закрываетпо инверсному входу элемент И 33, запрещая тем самым подачу импульса насчетный вход счетчика 7. Одновременно .сигналом с выхода элемента И 31устанавливается в "О" счетчик 7, Вдальнейшем процесс обслуживания заявок и новый цикл работы устройствааналогичны рассмотренным выщее.При необходимости перераспределения приоритетов заявок устройствоприводится к исходному состоянию, врегистры 2, 15 и 25 принимаются соот-.55ветствующие двоичные коды, в регист- .ры 27 подаются коды числа свободных функциональных блоков и устройство запускается сигналом по входу 38.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает полную или частичную загрузку процессоров при обслуживании одно- й разнотипных заявок, что дает возможность аппаратурным путем организовать процесс параллельной обработки операндов по нескольким командам (заявкам) программы процессорами вычислительной системы.Формула изобретенияУстройство приоритета для выбора групповых заявок, содержащее три группы регистров, регистр запросов, счетчик, две группы схем сравнения, триггер, два элемента И, генератор импульсов, три элемента задержки, элемент ИЛИ - НЕ, две группы элементов И, три элемента ИЛИ, группу блоков элементов ИЛИ, две группы блоков элементов И, первый, второй регистры, причем группа запросных входов устройства соединена с группой информационных входов регистра запросов, каждая группа входов кодов приоритета устройства соединена с группой информационных входов соответствующего регистра первой группы, группа выходов каждого из регистров первой группы соединена с первой группой входов одноименных схем сравнения первой группы, вторые группы входов схем сравнения первой группы соединены с группой выходов счетчика и с входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является сигнальным выходом устройства и соединен с первым инверсным входом первого элемента И и с входом сброса триггера, инверсный выход которого соединен с вторым инверсным входом первого элемента И, прямой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, каждый выход группы выходов регистра запросов соединен с первым входом одноименного элемента И первой группы, второй вход каждого элемента И первой группы соединен с выходом одноименной схемы сравнения первой группы, выходы регистра запросов соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с ответным входомустройства, выход второго элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен свходом запуска устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен 5 с входом установки в "1" счетчика и через первый элемент задержки - с единичным входом триггера, выход каждого элемента п первой группы соединен с управляющим входом одноименно 10 го блока элементов И первой группы, группа входов каждого блока элементов И первой группы соединена с группой выходов одноименного регистра второй группы, группа информационных входов каждого регистра второй группы является группой входов типа заявки устройства, группа выходов каждого блока элементов И первой группы соединена с соответствующей груп пой входов каждого блока элементов ИЛИ группы, группа выходов каждого блока элементов ИЛИ группы соединена с группой входов одноименного блока25 элементов И второй группы, группа выходов каждого блока элементов И второй группы соединена с первой группой входов одноименной схемы сравнения второй группы, вторая группа входов каждой схемы сравнения30 второй группы соединена с группой выходов одноименного регистра третьей группы, группа информационных входов каждого регистра третьей группы является группой входов типа ресурса устройства, группа выходов первого регистра является первой группой информационных выходов устройства, выходы элементов И второй группы соединены с информационными входами первого регистра, входы третьего элемента ИЛИ соединены с выходами схем сравнения второй группы, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединены с входами сброса регистра запросов, вход сброса первого регистра соединен с ответным входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, устройство содержит четвертую группу из М регистров (где Х - коли- честно типов заявок), к групп элементов И, группу дешифраторов, груп 55 пу счетчиков, третью группу элементов И, третий и четвертый элементы И, второй, третий и четвертый элементы задержки, пятую группу регистров, причем выходы равенства схем сравнения третьей группы соединены с входами третьего элемента И, выход которого соединен с инверсным входом четвертого элемента И и с входом сброса счетчика, выход четвертого элемента И соединен со счетным входом счетчика, выход первого элемента И через второй элемент задержки соединен с входом третьего элемента задержки, .с первыми входами элементов И третьей группы и с первыми входами элементов И каждой из К групп, вторые входы элементов И каждой изгрупп соединены с выходами одноименного дешифратора группы, третьи входы элементов И каждой из К групп соединены с выходом "Равно" одноименной схемы сравнения второй группы и с вторыми входами элементов И третьей группы, управляющий вход каждого блока элементов И второй группы соединен с выходом "Больше" одноименной схемы сравнения третьей группы, первая и вторая группы входов каждой схемы сравнения третьей группы соединены с выходами одноименных регистров четвертой группы и счетчика группы, входы сброса счетчиков группы соединены с выходом второго элемента ИЛИ, счетные входы счетчиков группы соединены с выходами одноименных элементов И третьей группы, входы кодов числа свободных функциональных блоков устройства соединены с информационными входами регистров четвертой группы, выходы счетчиков группы соединены с входами одноименных дешифраторов группы, вторые входы элементов И второй группы соединены с выходами одноименных элементов И первой группы, третьи входы элементов И второй группы .соединены с выходом третьего элемента задержки, выход которого через четвертый элемент задержки соединен с прямым входом четвертого элемента И, выходы регистров пятой группы являются второй группой информационных выходов устройства, информационные входы каждого регистра пятой группы соединены с выходами соответствующей группы элементов И из Е групп, входы сброса регистров пятой группы соединены с отвЕтным входом устройства1317437 Составитель М. Кудряш Техред В,Кадар К ктор М. 11 ароши едактор А. Ма к Заказ 2425/ д, 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 672 ВНИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаПодпис омитета ткрытий ая наб,