Устройство для прерывания программ Советский патент 1983 года по МПК G06F9/48 G06F9/50 

Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах прерывания цифровых вычислительных машин. Известно устройство для прерывания программ, содержащее регистр прерываний, регистр масок, блок приоритета, элементы ИЛИ, шифратор, блок предсказания приоритетов, полусумматоры, трит гер, элемент И, сумматор и регистр. Недостатком устройства является низ кая достоверность выходной информации. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устрой ство, содержащее регистр прерываний, регистр маски, узеп приоритета, шифратор, схему сравнения, дешифратор нечетности кода, выход наличия прерывания, контрольный выход, выход кода прерывания и узел анализа состояний регистров, включакогай группы элементов И, И-НЕ, и элемент ИЛИ. Недостатком известного устройства является низкая достоверность выходной информации. Цель изобретения - повышение достоверности функционирования устройства программ. Поставленная цель, достигается тем, что устройство для прерывания программ, содержащее регистр прерываний, регистр маски, схему сравнения, две группы элементов И и элемент ИЛИ, причем выходы регистров маски и прерьгоаний подключены соответственно к первым и вторым Входам элементов И первой группы, выходы которой подключены JK входам элемента ИЛИ, информациотшые входы регистра маски подключены к соответствукяцим входам группы информационных входов устройства содержит два триггера, первый и второй элементы И, третью, четвертую, шестую и седьмую группы элементов И, группу элементов ИЛИ, регистр разрешенных прерываний, регистр адреса и блок вьфаботки обобщенного сигнала прерывания, причем пер4 вые входы первого и второго элементов И, первые входы элементов И второй и третьей групп, первая группа входов схемы сравнения и первый вход блока выработки обобщенного сигнала прерывания подключены к соответствующим входам группы информационных входов уст ройства, тактовый вход первого триггера и первые входы элементов И четвертой группы соединены с тактовьпи входом jTsтройства, выходы элементов И четвертой группы подключены соответственно к второму ВХОДУ блока выработки обойденного сигнала прерьшания, TEI товому входу регистра маски, тактовому входу регистра разрешенных прерываний, к вторым входам первого и второго элементов И, к Вторым входам элементов И второй и третьей групп и к первым |входам элементов И пятой и шестой групп, выходы первого и второго элементов И подключены соответственно к вход установки в нуль и к входу установки в единицу второго триггера, прямой и инверсный выходы которого соединены соответственно с третьими входами элементов И третьей группы и с первыми входами элементов И седьмой группы, вторые входы .которой подключены к входам сигналов прерьгоания устройства, выходы третьей и седьмой групп элементов И соединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствук ших элементов ИЛИ группы, вькоды которой подключены к входам установки в единицу соответствующих разрядов регистра прерываний, выходы второй груп пы элементов И подключены к входам установки в нуль соответствующих разрядов, регистра прерываний, вькоды первой группы элементов И соединены с информационными входами регистра разрешенных прерьтаний, выходы регистра разрешенных прерываний и регистра маски соединены с вторыми входами элементов И соответственно пятой и шестой групп, выходы пятой и шестой групп элементов И подключены к информационным выходам устройства, выход элемента ИЛИ соединен с третьим входом блока выработки обобщенного сигнала прерывания, выход которого подключен к выходу прерьшания устройства. Кроме того, блок выработки обойценного сигнала прерывания содержит триггер, элемент И, э лемент И-НЕ, элемент ИЛИ, инвертор, генератор тактовых импульсов и счетчик, причем первый и второй входы элемента И подключены соответственно к первому и второму входам блока, вход инвертора и первый вход элемента И-НЕ объединены и подключены к третьему входу блока, выходы инвертора и элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу з становки в единицу триггера, выход триггера соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом установки в нуль счетчика, выход генератора соединен со счетным входом счетчика, первый и второй выходы которого подключены соответственно к выходу и к входу установки в нуль триггера. На чертеже представлена функциональная схема устройства для прерьгоания программ. Устройство содержит группу входов 1 прерываний устрюйства, схему 2 сравнения, регистр 3 адреса, триггер 4, группы элементов И 5-11, группу элементов ИЛИ 12, элементы И 13 и 14, триггер 15, регистр 16, маски, регистр 17 прерьта- , НИИ, регистр 18 разрешенных прерываний, элемент ИЛИ 19, блок 20 выработки обо&ценного сигнала прерывания, включающий в себя элемент И 21, инвертор 22, элемент ИЛИ 23, триггер 24, генератор 25 тактовых импульсов, элемент И-НЕ 26, счетчик 27, выход 28 прерывания устройства, группу информационных входов 29 устройства, тактовый вход 30 устройства, информационные выходы 31 устройства. Устройство работает в двух режимах, программно устанавливаемых цифровой вычислительной машиной (ЦВМ): в основном режиме и режиме контроля. В основном режиме ожидания внешних запросов на прерывание ЦВМ с помошью схемы 2, триггера 4, группы элементов И 5 и регистра 3 подключает устройство к каналу связи и устанавливает режим Н.еконтроль. Для этого по командам про граммы-супервизора (программы диспетче-; ра) ЦВМ из группы входов 29, связанных с выходной информационной магистралью ЦВМ, в устройство поступает математический адрес устройства, который сравнивается в схеме 2 сравнения с физическим адресом устройства, жестко прошитым в perwcrp 3 адреса и факт сравнедия с выхода схемы 2 сравнения поступает на информационный вход триггерЬ. 4, где фиксируется управпяклцим сигнало ЦВМ, поступающим на тактовый вход три гера 4 в качестве сигнала сопровождени математического адреса. Выход триггера 4 соединен о входами группы элементов И 5-и в случав сравнения адресов, высо кий уровень логической единицы с выхода триггера 4 разрешает прохождение в устройсгео через группу элеме ггов И 5 управлякяцкх сигналов ЦВМ, поступающих с вкода 30. После этого программа-супервизор ЦВМ устанавливает триггер 15 в состояние нуля, а в регистр 16 за сылается код маски для поразрядной кон юктивной фильтрации запросов на npepH ние с учетом их приоритетов. Программн обнуление триггера 14 осуществляется через элемент И 13, сигнал с выхода кот рого поступает на вход jcTaHOBKU в нуль т ггера 15. Код в регистр 16 из ЦВМ поступает также через групп у входов 2 9 и фиксируетс сопровождающим управлянлцим ЦВМ, посту .пающим с выходов группы элементов И 5, на тактовый вход регистра маски 16. Триггер 15, установленный в нуль, высоким уровнем с инверсного выхода разрешает прохождение через группу элементов И 8, группу элементов ИЛИ 12 на входы поразрядной установки в единицу регистра 17 асинхронных сигналов-запросов на прерывание от внешних устройств других ЦВМ и т. д., поступающих из группы входов 1. При этом уровень логического нуля с прямого выхода триггера 15 блокирует прохождение сигналов через группу элементов И 9, сигналы поразрядного обнуления регистра 17 поступают через группу элементов И 7. Каждому внешнему абоненту присвоен уровень приоритета и отведен свой канал (разряд в регистре 17 прерываний). Сигналы-запросы на прерьгоание фиксируются в регистре 17 прерываний и поразрядно логически умножаются на код регистра 16 на элементах И 6, где выявляются разрешенные маской прерывания, которые с выходов элементов И 6 поступают на информационные входы регистра 18, а также на входы элемента ИЛИ 19. На выходе элемента ИЛИ 19 появляется сигнал логической единицы, когда хотя бы в одном разряде единица в регистре прерьшаний 17 совпала с единицей соответствующего разряда регистра 16 маски. Этот сигнал поступает на третий вход блока 20 выработки обобщенного сигнала прерьтания. В отсутствие прерываний (исходное состояние) сигнал уровня логического нуля с выхода элемента ИЛИ 19 через третий вход блока 2О, инвертор 22, элемент ИЛИ 23 жестко устанавливает триггер 24 в единичное состояние по ВХОДУ установки в единицу. Одновременно этот сигнал с выхода элемента ИЛИ 1О через третий вход узла 2О вырабатьтает вместе с сигналом логической единицы с выходу триггера 24, нч вы-, ходе элемента И-НЕ 26 сигнал уровня логической единицы, который жестко обнуляет по выходу установки в нуль счетчик 27 и блокирует счет импульсов ген&ратора 25, поступающих на тактовый вход счетчика 27. При появлении на выходе первого элемента ИЛИ 19 сигнала уровня логической единицы, свидетельствующего о наличии разрешенного маской прерывания (прерываний), этот сигнал через третий вход блока 2 О, инвертор 22, элемент ИЛИ 23 снимает скгнал высокого уровня с выхода установки в нуль триггера 24. При этом триггер 24 остается в едиш1чном состоянии до прихода управляющего сигнала положительной полярности на его вход установки в нуль. Одновременно сигнал уровня логической единицы с выхода элемента ИЛИ 19 через третий вход блока 20, совместно с сигналом уровня логической единицы с выхода триггера 24 вырабатывает на выходе элемента И-НЕ 26 сит нал уровня логического нуля, который разбпокировываег счетчик 27. Первый импульс с генератора 25, поступающий на счетный вход счетчика 27, выработает не первом выходе счетчика 27 импульс, который выдается в ЦВМ в качестве обобщенного сигнала прерьгоания. Следующий импульс с генератора 25 вырабатьтает импульсный сигнал на втором выходесчетчика 27, который поступает на вход установки в нуль триргера 24 и обнуляет его. Уровень логического нуля с выхода триггера 24 через элемент И-НЕ 26 вновь обнуляет счетчик 27. Получив обобщенный сигнал прерываЕШя, ЦВМ подключает устройств о к каналу связг через блок 1, после чего управляющим сигналом с выхода группы элементов И 5, поступающим на так,товый вход регистра 18, переписывает с вводов груш1Ы элементов И 6 код разрешенных прерываний в регистр 18. Затем ЦВМ через группы элементов И 10 и 11 по группе выходов 31 устройства считывает информацию соответствен но с выходов регистра 18 разрешенных прерываний и регистра 16 маски. После этого программа-супервизор ЦВМ производит анализ по приоритету содержимого регистра 18 разрешенных прерываний и определяет запросившего ее абонента старшего по приоритету в случае наличия более одного разрешенного запроса в регистре 18. Затем программасупервизор обнуляет разряд регистра 17 прерываний, собтветствуюший запросившему абоненту, а также обнуляет все , разряды регистра 16 маски более низких приоритетов, но открывает разряды регистра маски более старших по приоритету относительно запросившего. При этом сигнал уровня логического нуля с выхода элемента ИЛИ 19, поступающий на третий вход блока 2 О, устанавливает блок 20 в исходное состояние, т. е. счетчик 27 через элемент И-НЕ 26 обнуляется и блокируется, а триггер 24 через инвертор 22. и второй элемент ИЛИ 23 устанавливается в единичное состояние. Затем команда программысупервизора для увеличения надежности через первый и второй входы блока 2О; связашП)1е Соответственно с группой входов 29, через элемент И 21, элемент ИЛИ 23 подтверждает установку триггера 24 в единичное состояние. Устройство готово к приему нового сигнала запроса более вьюокого по приоритету относительно запросившего. После этого ЦВМ уходит на программу обработки запросившего ее абонента. Регистр 18 служит для промежуточного запоминания разрешанлцих маской запросов, поэтому во время считывания ЦВМ его состояние не изменяется. Введение регистра исклю чает потерю повторных заявок, так как в начале программы обработки разрешенного маской запроса, код с выхода группы элементов И 6 переписывается в регистр 18, а разрешенный маской разряд регистра 17 программно гасится и регистр 17 по этому разряду может при нимать новые заявки. В режиме Контроль ЦВМ программно устанавливает триггер 15 в единичное состояние через элемент И 14. Тор да уровень логического нуля с инверсног выхода триггера 15 запрещает прохожде ние в устройство через группу элементо И 8 внешних сигналов прерывания, поступаюших по группе входов 1. Высокий Уровень логической единицы с прямого выхода триггера 15 поступает на входы группы элементов И 9 и разрешает стробирование информации из ЦВМ, поступаюшей из группы-входов 29. Сигналы с выходов элементов И 9 через группу элементов ИЛИ 12 поступают на соответствующие входы установки в единицу разрядов регистра 17, имитируя сигналы Внешних заявок на .прерывание. В режиме Контроль ЦВМ программно заносит сигналы, имитирующие внешние прерывания в регистр 17 прерьшаний, обрабатывает их с использованием регистра 16 маски по вьпиеописанному алгоритму и контролирует таким образом исправность трактов прохождения запросов на прерьтание, а также осуществляет контроль функционирования схемы блока 2О выработки обобщенного сигн-ал а прерывания. Применение предлагаемого изобретени$ позволяет повьш ать достоверность функционирования устройства. Формула изобретения 1.Устройство для прерывания программ, содержащее регистр прерываний, регистр маски, схему сравнения, две группы элементов И и элемент ИЛИ, причем выходы регистров маски и прерываний подключены соответственно к первым и вторым входам элементов И первой группы, выходы которой подключены к входам элемента ИЛИ, информационные входы регистра маски подключены к соответствующим входам группы информационных входов устройства, отличающееся тем, что, с целью повьппения достоверности функционирования, оно содержит два триггера, первый и второй элементы И, третью, четвертую, пятую, шестую и седьмую группы элементов И, группу элементов ИЛИ, регистр разрешенных прерываний, регистр адреса и блок выработки обобщенного сигнала прерывания, причем первые входы первого и второго элементов И, первые входы элементов И второй и третьей групп, первая группа входов схемы сравнения и первый вход бпока выработки обо&денного сигнала прерывания подключены к соответствуюшим входам группы информационных вхо- дов устройства, тактовый вход первого триггера и первые входы элементов И четвертой группы соединены с тактовым входом устройства, выходы элементов яl и четвертой группы подключены соотёетственно к второму входу блока выработки обо&цениого сигнала прерывания, тактовому ВХОДУ регистра маски, тактовому входу регистра разрешенных прерьюаний, к вторым входам первого и второго элеэлеМентовМ, к.вторым входам элементов И йторой и третьей групп и к первьпи входам элементов И пятой и шехттой групп, Выходь первого и второго элементов И подключены соответственно к входу установки в нуль и к входу установки в единицу второго триггера, прямой и ин версный выходы которого соединены соогветст1 енно с третьими входами элементов И третьей группы и с первыми входами элементов И седьмой группы, вторые входы которой подключены к входам сигналов прерывания устройства, выходы элементов И третьей и седьмой групп ссэединены соответственно с первыми и вторыми входами соответствующих элементов ИЛИ группы, выходы которой подключены к входам установки в единицу соответствующих разрядов регистра прерываний, выходы элементов И второй группы подключены к входам установки в нуль соответсгвуюших разрядов регистра прерываний, выходы элементов И первой группы соединены с информационными входами регистра разрешенных прерываний, выходы регистра разрешенных прерываний и регистра маски соединены с вторыми входами элементов И соответственно пятой и шестой групп, выходы | элементов И пятой и шестой групп подключены к информационным Евыходам устЮЗ1Оройства, выход элемента ИЛИ соединен с третьим входом блока выработки обобшенного сигнала прерывания, выход которого подключен к выходу прерывания устройства. 2. Устройство пб п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок выработки обобщенного сигнала прерывания содержит триггер, элемент И, элемент И-НЕ, элемент ИЛИ, инвертор, генератор тактовьЕх импульсов и счетчик, причем первый и второй входы элемента И подключены соответственно к первому и второму входам блока, вход инвертора и первый вход элемента И-НЕ объединены и подключены к третьему ВХОДУ блока, выходы инверггора и элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в единицу триггера, выход триггера соединен с вторым входом элемента И-НЕ, выход которого соединен с входом установки в нуль счетчика, выход генератора соединен со счетным входом счетчика, первый и второй выходы которого подключены соответственно к выходу блока и к входу установки в нуль триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 7361О1, кл G 06 F 9/46, 198О. 2.Авторское свидетельство СССР № 744575, кл. G 06 F 9/46, 198О (прототип).