Приоритетное устройство

(51)4 С 06 Р 9/46 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ юл. В 14 нической рнетик М.М. МаханекА,Г, Ярусов идетельство СССР6 Р 9/46, 1980.етельство СССР06 Р 9/46, 1982. УСТРОЙСТВОотносится к цифровой ехнике и может быть числительных систеолько активных ис(54) ПРИОРИТЕТНО (57) Изобретение вычислительной т использовано в. в уп- Оил ах, имеющих нес ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ(71) Институт теАН БССР(56) Авторское с9 955068, кл. САвторское свидВ 1027727, кл. С точников информации, подключенных кобщему ресурсу. Целью изобретения является расширение области примененияпутем органиэации любого числа запросных входов при упрощении устройства. Устройство приоритета содержитблок 1 формирования разрешений, блок2 анализа запросов, блок 3 памяти,запросные входы 4, выходы 5, входы 6блока 2 анализа запросов, управляющиевходы 7 блока 1, тактовый вход 8Новое выполнение блока формирования .разрешений в виде треугольной матрицы и упрощение конструкции узла приоритета, позволяет организовать произвольное число запросных входов иростить конструкцию устройства. 11 табл.1 130402Изобретение относится к цифровойвычислительной технике и может бытьиспользовано в вычислительных систе-,мах, имеющих несколько активных источников информации, подключенных кобщему ресурсу.Цель изобретения - расширение области применения путем организациилюбого числа запросных входов приупрощении устройства. 10На фиг. 1 приведена функциональнаясхема устройства; на фиг. 2 - схемаблока формирования резрешений; нафиг, 3 - схема логического узла; нафиг,4-10 - мнемонические схемы, поясняющие принцип работы устройства.Устройство содержит блок 1 формирования разрешений, блок 2 анализа запросов, блок 3 памяти, запросные входы 4 устройства, выходы 5 разрешенийустройства, выходы 6 блока 2 анализазапросов, управляющие входы 7 блока 1формирования разрешений и тактовыйвход 8 устройства,Блок 1 формирования разрешений содержит треугольную матрицу 9 изН(Н),.узлов 10 приоритета с перв11, вторым 12, третьим 13 входами ипервым 14 и вторым 15 выходами. 5 У Вход Вход Вход Выход Выход и/п 11 12 13 14 15 0 О х 0 О 1 х 0 1 О х 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 Блок 1 формирования разрешенийосуществляет разрешение конфликтов20 между единичными сигналами на запросных входах 4 в соответствии с приоритетной дисциплиной обслуживания, заоданной управляющим кодом на входе 7,При отсутствии запросных. сигналов25 ("0" на всех входах 4) на всех выходах 5 разрешений также формируютсясигналы "0", свидетельствующие об отсутствии,разрешений,При наличии сигнала "1" только на30 одном из запросных входов 4 . этотсигнал проходит через все встречающиеся на его пути логические блоки10 и поступает в виде сигнала "1"на соответствующий выход разрешений5; независимо от значения кода на управляющих входах 7.Если на входы 4 устройства одновременно поданы несколько сигналов"1", то эти сигналы, встречаясь в40 узлах 10 треугольной матрицы 9, подвергаются отбору в соответствии созначением кода на управляющих входах7. На выходы 5 проходит только одинединичный сигнал,45 Значение кода на управляющих входах 7 устанавливается в соответствиис требуемой приоритетиой дисциплинойобслуживания.Допустим требуется обеспечить сле 50 дующую дисциплину обслуживания запросных входов 4 -4 пятивходового прио"ьритетного устройства: 4 - +4 - 4 - 4 -43 4 21Направление стрелки показывает переход от более приоритетных входов к менее приоритетным.Для обеспечения указанной дисциплины обслуживания код на управляющем Узел 10 приоритета содержит элемент И 16, первый 17 , второй 17, и третий 17 элементы запрета,На мнемонических схемах (фиг.4-10) узловые точки обозначают логические блоки 10. Стрелка на первом 11 или втором 12 входе блока 10 показывает приоритет этого входа по отношению к входу, не имеющему стрелки. Управляющие (третьи) входы 13 блоков 10 на мнемосхемах не показаны, Утолщенными линиями изображены траектории прохождения запросных сигналов, поступивших с входов 4 через логические блоки 10 на выходы 5 устройства.Узел приоритета 10 реализует функцию двувходового арбитра по отношению к сигналам, поступающим на его входы 11 и 12. При отсутствии конфликтов между входными сигналами (комбинации "00", "01", "10"), они передаются на соответствующие выходы 14 и 15 независимо от сигнала на управляющем входе 13. При наличии конфликтной ситуации на входе (комбинация "11") узел 10 приоритета отдает приоритет тому или иному сигналу в зависимости от сигнала на управляющем входе 13. 5 2Работа узла 10 приоритета описывается таблицей истинности.Таблица истинности узла 10 при- оритета10 реализация этих условий задается значением сигнала ("0" или "1"), поданного на соответствующие узлам 10 приоритета управляющие входы 7. Например, для заданной дисциплины об 15 служивания значение кода на десяти управляющих входах 7 и на соответствующих третьих входах узлов приоритета 10,1 ф 1024 10 гг ф 10 з 1 1 Озг ф щее 1111101111 (фиг, 4).Аналогичным образом можно задавать любую приоритетную дисциплину обслуживания входов 4. Причем количество таких дисциплин равно числу перестановок номеров входов: Р = И 1, где Н - число запросных входов. Однако число И еще не охватывает все возможные режимы работы устройства.Так как количество управляющих30 В(Ы 1)входов 7 равно С. = и равно числу разрядов управляющего кода,то возможное число вариантов настройкисравно 2 " , которое за исключением ранее рассмотренных И жестких режимов, определяется гибким распределением приоритетов между запросами,Гибкие режимы характеризуются тем, 40 что приоритет между запросными сигналами определяется не только управляющим кодом, подаваемым на управляющие входы 7 блока 1, но и зависит от числа поступивших запросов и их распре деления по запросным входам 4Если в ранее рассмотренном примере изменить значение только одного (восьмого) бита в управляющем коде, а именно бита, определяющего взаимоот ношение между входами 4, и 4 , то условие 4 з 42 изменится на противоположное 4 -в 4В %том случае управляющий код примет вид: 1111101011 и при наличии всех сигналов запроса на входах 4, - 4 э дисциплина приоритетного обслуживания будет следующая: 4 4 4 - 4,3 13040 входе 7 блока 1 формирования разрешений должен управлять узлами приоритета 10 следующим образом: 25 44 , так как сигнал по входу 42,который мог бы победить сигнал 4 вЯузле 10 приоритета , будет побежденсигналами по входам 4, и 4, соответственно в узлах 10 гг и 10, приоритета,Очевидно, что при отсутствии запросных сигналов на входах 4 и 4 прио 4. ритетная дисциплина обслуживания примет вид: 4 - + 4 - ф 4, (фиг, 5).Если в управляющий код внести ещеизменения во 2-м, 4-м, 7-м и 10-мразрядах, то он примет вид 1010100010(приоритет прохождения сигналов черезузлы приоритета 10 при таком управляющем коде показаны стрелками на мнемосхеме фиг. 6),Иэ фиг. 6 следует, что при наличиизапросных сигналов на всех входах4,-4 дисциплина приоритетного обслу"живания сохраняется заданной: 4 . 4 з- +4 - 4 - + 44 2 1При отсутствии запросного сигналатолько на входе 4, дисциплина приоритетного обслуживания принимает вид:4, - + 4 - + 4, - + 4, (фиг, 7).При отсутствии запросного сигналатолько на входе 4, дисциплина приоритетного обслуживания имеет другой вид:4 - 4, -4, - . 4 (фиг. 8) .Если запросные сигналы отсутствуют одновременно на входах 4, и 4 з,тодисциплина приоритетного обслуживанияпринимает новый вид: 4, - + 4 - ф 4(фиг, 9).Таким образом, при управляющем коде 1111101111, определяющем жесткуюдисциплину приоритетного обслуживания, заданная дисциплина обслуживания4 4, 4, - 4 4, сохраняется вне зависимости от числа и распределения сигналов запроса по входам4, - 4 (фиг. 4). При управляющемкоде 1010100010, определяющем гибкуюдисциплину приоритетного обслуживания,заданная дисциплина приоритетного обслуживания 4 - 4 - + 4 - 4 - 4Э 4будет при наличии сигналов запроса навсех входах (фиг, 6), Если отсутствует один или несколько запросных сигналов на определенных входах 4, тодисциплины приоритетного обслуживаниястановятся другими (фиг, 7 - 9). Таким образом, блок 1 разрешений предложенной структуры при К = 5 запросных входах можно настроить на одну из 2 з = 1024 дисциплин приоритетного обслуживания, причем имеется 51=120 дисциплин жесткого и 2 - 55 13040 - 904 дисциплины гибкого задания при,оритетов.Любая из жестких дисциплин. приориЭ.тетного обслуживания характеризуется установленным порядком. обслуживания запросов и приоритетный порядок абсолютен. Поэтому при жесткой дисциплине обслуживания низкоприоритетные сигналы могут вообще не получить обслуживания при высокой суммарной ин тенсивности потока запросов более высокоприоритетных сигналов. Каждая из гибких дисциплин обслуживания характеризуется тем, что приоритеты эап" росных сигналов не являются абсолют ными, а зависят от числа и распределения сигналов запроса по входам 4,Если при выбранной приоритетной дисциплине обслуживание всех поступающих на входы 4 запросов происходит в 20 приемлемые времена (ни один из запросов не находится в состоянии ожидания обслуживания больше установленного для него прогового времени ожидания), то на выходах блока 2 анализа эапро сов имеются нулевые сигналы и заданный на входах 7 управляющий код не изменяется.Если какие-либо запросы долгое время не обслуживаются, то на соответст вующих выходах 6 блока 2 анализа запросов появляются единичные сигналы, свидетельствующие о необходимости перестройки дисциплины приоритетного обслуживания в направлении повышения вероятности обслуживания этих запросов. Перестройка дисциплины обслуживания осуществляется изменением кода на управляющих входах 7 блока 1 формирования разрешений. Значения управ- д 0 ляющего кода, соответствующие определеннымсдисциплинам обслуживания, находятся в ячейках блока 3 памяти.Адрес ячеек формируется за счет появления единиц на выходах 6 блока 2 анализа запросов, соответствующих необслуживаемым запросным входам.Проиллюстрируем одну из возможных перестроек дисциплин обслуживания пятивходового приоритетного устройства, на входы 4 - 4 которого поступают запросы. Допустим, что при дисциплине приоритетного обслуживания 4 в 4 4 - 4 - 4 и управ 6 э я 2 1ляющем коде 1010100010 (фиг, 6) вход 4 долгое время не обслуживается. Тогда на первом выходе выходов 6 блока 2 анализа запросов появляется сигнал "1". На входах блока 3 памяти 25 бформируется код 10000, по которому находится управляющих код, соответствующий, например, дисциплине приоритетного обслуживания вида: 4 - 4 -24 4, 4Зля данной дисциплины приоритетного обслуживания управляющий код может, например, иметь вид 0000010000 (фиг. 10) .После обслуживания входа 4/ на первом выходе выходов 6 блока 2 анализа запросов устанавливается сигнал "0" и по адресу ООООО из блока 3 памяти на входы 7 блока. 1 разрешений снова поступает управляющий код 1010100010.Формула изобретенияПриоритетное устройствб, содержа" щее блок формирования разрешений, блок анализа запросов и блок памяти, а блок анализа запросов содержит группу из И счетчиков и группу из М элементов ИЛИ (И - число запросных входов устройства), причем группа информационных входов блока формирования резрешений является группой запросных входов устройства и соединена с входами сброса соответствующих счетчиков группы блока анализа запросов,группа выходов старших разрядов которых соединена с первыми входами соответст" вующих элементов ИЛИ группы блока анализа запросов и группой адресных входов блока памяти группа информационных выходов которого соединена с группой входов изменения приоритета блока формирования разрешений, группа выходов которого является группой выходов разрешения обслуживания устройства, тактовый вход устройства соединен с вторыми входами элементов ИЛИ группы блока анализа запросов, выходы которых соединены со счетными входами соответствующих счетчиков группы блока анализа запросов, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения за счет органиэации любого числа запросных входов устройства при его упрощении, блок формирования раэреше 1 (-1)ний содержит 2 узлов приоритета, каждый из которых состоит из трех элементов запрета и элемента И, причем узлы приоритета образуют треугольную матрицу, 1-й информационный вход блока формирования разрешений(д = Г,Я)соединен с первым входом соединен с первым входом первого элепервого элемента запрета и первым вхо- мента запрета и первым входом элемендом элемента И (1-1)-га узла приори- та И узла приоритета (а)-й строки тета первого столбца матрицы, первый. (+1)-го столбца (при 1 с д), выход информационный вход блока формирова третьего элемента запрета узла приония разрешений соединен с.первыми ритета (-1) -й строки 1 "го столбца входами второго и третьего элемектов соединен с вторым входом второго и запрета первого узла приоритета пер- третьего элементбв запрета узла привога столбца матрицы, вторые входы оритета 1-й строки 1-го столбца (нри элементов И и второго элемента запре ,1, 1 Ф Н), выход третьего элемента каждого узла приоритета матрицы та запрета узла приоритета (Б)-й соединены с соответствующими входом строки 1-го .столбца соединен с 1-м изменения приоритета группы блока входом блока формирования разрешений, формирования разрешений, выход эле- выход первого элемента запрета узла мента И каждого узла приоритета блока 15 приоритета Ы)-й строки 1-го столббФормирования разрешений соединен с ца (прн -1=1; дИ) соединен с втовторым входом третьего элемента запре- рыми входами второго и третьего элета этого же узла приоритета, выход ментов запрета узла приоритета д-й второго элемента запретна каждого уз- строки (1+1)-го столбца, выход первола приоритета блока формирования раз то элемента запрета узла приоритета решений соединен с вторым входом пер- (И)-й строки (Б-.1)-го столбца соевого элемента запрета узла приоритета динен с Ю-м выходом блока формирова (-1)"й строки 1-го столбца (=1,И) ния разрешений.Составитель М. СорочанТехред М.Ходанич Коррект едактор Л.Пчелинск Рошко Заказ 1312/49 одписно омитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5 ВНИИПИ по дел 3035, М