Устройство для прерывания программ Советский патент 1986 года по МПК G06F9/48 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для реализации систем прерывания в многомашинных вычислительных системах

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг, 1 изображена структурная схема устройства для прерывания программ на фиг.2 - структурная схема блока вырабртки обобщенного сиг нала прерывания; на фиг.3 - структурная схема узла приоритета.

Устройство для прерывания програм содержит дешифратор 1, регистр 2 ввода, регистр 3 маски, регистр 4 пррываний, узел 5 приоритета, шифрато 6, группу элементов И 7, группу элементов И 8, группу элементов И 9, группу элементов И 10, группу элементов И 11, блок 12 вьфаботки обобщенного сигнала прерывания, элемент ИЛИ 13, триггеры 14-19, элементы И ZU-24, элемент ИЛИ 2Ь, элементы 26 и 27 задержки, кодовые выходы 28 устройства, входы 29 сигналов прерываний устройства, информационные входы-выходы 30 устройства, вход 31 сигнала Обмен устройства, вход 32 сигнала Уапись, выход 33 сигнала Требование прерывания устройства, вход 34 сигнала Предоставление прерывания устройства, выход 35 сигнала прерывания устройства, вход 36 сигнала Чтение устройства, выход 37, вход 38 блока 12,

Блок 12 выработки обобщенного сигнала прерывания () содержит элементы И 39-43, элементы НЕ 44 и 45. триггеры 46 и 47, элемент 48 задержки .

Узел 5 приоритета (фиг.З) содержит триггеры 49, элементы И 50.

Устройство работает следую1цим образом.

, Перед началом работы все триггеры и регистры устанавливаются в О (цепь установки в О на фиг,1 не показана). Устройство работает в сле дую1С1их режимах; Запись регистра маски, Вьщача прерывания, Прием прерывания, Контроль 1 и Контрол 2.

В режиме Запись регистра маски устройство работает следующим образом,

На информационных входах-выходах 30 устройства управляющая ЭВМ выставляет адрес регистра 3 маски, в ре

0

5

0

5

0

5

0

5

аультате чего на выходе дешифратора 1 появляется единичньш сигнал, который по. переднему фронту сигнала на входе 31, выдаваемому управляющей ЭВМ, записывается в триггер 15. Управляющая ЭВМ снимает адрес и устанавливает код маски, который записывается в регистр 3 передним фронтом с выхода элемента И 21, на входы которого подаются сигналы с выхода триггера 15 и сигнал с входа 32, вырабатываемый ЭВМ и сопровождакнций процедуру записи.

В режиме Выдача прерывания управляющая ЭВМ выставляет адрес регистра 2 вывода, на первом выходе дешифратора 1 появляется единица, которая передним фронтом сигнала 31, заносится в триггер 14. Сигнал 32, в случае адреса регистра вывода через элемент И 20 заносит код прерывания в регистр 2 и устанавливает в единичное состоякие тригтер 19.Единичный сигнал прямого вькодл триггера 19, через элемент И 22 (на второй вход которого в этом режиме подается единичный сигнал с инверсного выхода триггера 17) открывает те элементы И группы элементов И 7, на первые входы которых подаются единичные сигналы с выхода регистра 2. Одновременно единичный сигнал с прямого выхода триггера 19 через элемент 27 задержки устанавливает триггер 19 в нулевое состояние. Таким образом, на выходах 28 появляются единичные сигналы, соответствую0;ие коду прерывания в регистре 2, а длительность этих сигналов определяется параметрами элемента 27 задержки.

В режиме Прием прерывания импульсные сигналы на входах 29 сигналов прерываний через элементы И 9 (на вторых входах элементов И присутствует единица с инверсного выхода триггера 17 во всех режимах, кроме режимов Контроль 1 м Контроль 2) передним фронтом заносят единицы в соответствующие разряды регистра 4, кроме тех разрядов, которые установлены в единицу в регистре 3. Сигналы с выходов регистра 4 поступают на входы элементов ИЛИ 13, и сигнал наличия прерывания с выхода элемента ИЛИ 13 поступает на вход 38 блока 12. Одновременно вьисодные сигналы регистра 4 поступают на соответствующие входы узла приоритета.

Сигнал наличия прерывания с входа 38 блока 12 поступает на первый вход элемента И 40. При отсутствии сигнала Предоставле ние прерывания 34, триггер 46 устанавливается в единицу, В случае присутствия сигнала 34 Предоставление прерывания (т,е. управляющая Эдм считывает вектор прерывания какого-либо другого устройства, запросившего прерывание ранее) триггер 46 устанавливается в единицу только по.сле снятия этого сигнала. Таким /образом, на выходе 33 сигнала Требования прерывания устройства появляется единичный сигнал, который посту-, пает на,соответствующий вход управляющей ЭВМ.В ответ управляющая ЭВМ выставляет сигнал Чтение и сигнал 34 Предоставление прерывания, передним фронтом которого незамаскированные 20 обеспечивает неизменность выдаваемой

прерывания с выхода регистра 4 прерываний записываются в соответствующие триггеры 49 узла 5. Эта запись производится во избежание смены информации на выходе узла 5 во время про- цедуры вьщачи вектора прерывания в случае прихода более высокого уровня приоритета.Сигнал 34 Предоставление прерывания при наличии сигнала 33 Требование прерывания устанавлива- ет в единичное состояние триггер 47, сигнал с инверсного выхода которого, подаваемый на вход элемента И 43, препятствует дальнейшему распространению сигнала Предоставление преры- вания на выход 35. Одновременно сигнал 34 Предоставление прерывания устанавливает в О триггер 46 и устройство снимает сигнал 33 Требова- вание прерывания. В случае,если

данное устройство для прерывания

программ не выставляет сигнал 33 требование прерывания (т.е. этот ) сигнал был выставлен другим, менее

приоритетным устройством), то сигнаЛ 45 левое состояние положительнь1 ; фрон Требование прерывания через элемент 48 задержки и элемент И 43 проходит на выход 35. Элемент 48 задержки введен для предотвращения вьщачи кратковременного сигнала 35 при на- 50 личин сигнала 33 Требование прерывания.

При наличии единицы на прямом выходе триггера 47 (т.е. наличие сигнала 34 Предоставление прерьшания 55 в ответ на сигнал 33 Требование прерывания) и наличии единичного сигнала на входе 36 .сигнал а Чтение

том сигнала И 42. который образуетс; при снятии сигнала 36 Чтение. При снятии сигнала Чтение, кроме того закрываются элементы И 11 и прекращается выдача вектора прерывания на выходы 30 устройства., после чего /управляющая ЭВМ снимает сигнал 34 Предоставление прерывания и са мым разрешает устройству выставить (при наличии необслуж енных запросов на прерывание в регистре 4 прерываний) следующий сигнал 33 запроса Требование прерьшания.

на выходе 37 блока 12 появляется единичный сигна;, который подается на вторые входы элементов М I -, , ны- ходь которых соединены с соответсгзу- юшиьш разрядами информац.ионных нхо- дов-выходов 30 устройства (в предлагаемом устройстве прр нята магистральная структура, т.е. структура, позволяющая объединять одноименные входы-выходы при помощи монтажного ИЛИ). На первые входы элементов И 1 i подаются сигналы с выхода шифратора 6, входами рсоторого я: 1лягатся выходы узла 5, Временная задержка между приходом сигнала 34 Предоставление прерь вания и появлением единичного си:гк,ла .па вьтходе 37 блока 12 обеспечивает окончание переходного процесса в узле 5 и шифраторе 6, что

информации на выходах 30 устройства и тем самым предотвращает прием неверной информации управляющей ЭВМ. Одновременно сигнал с выхода 37 блока 12 поступает на вторые входы элементов И 10, первые входы которых соединены с со- ответствующиьги выходами узла 5. Так как к этому времени на выходах узла существует только один вькод, находящийся в eдиничкo составе, соответствующий выдаваемому вектору прерывания, то на выходах элементов И 10 появляется только один единичный сиг- ншт, которья установит в нулевое состояние соответствующий разряд регистра 4, Наличие единицы в соответствующем триггере 49 узла 5 не-будет влиять на дальнейшую работу, так как при новом цикле обслуживания устройства для прерывания програм 1 он будет сброшен сигналом 34 Предостав- пение прерывания.

Триггер 47 устанавливается в нутом сигнала И 42. который образуетс; при снятии сигнала 36 Чтение. При снятии сигнала Чтение, кроме того, закрываются элементы И 11 и прекращается выдача вектора прерывания на выходы 30 устройства., после чего /управляющая ЭВМ снимает сигнал 34 Предоставление прерывания и самым разрешает устройству выставить (при наличии необслуж енных запросов на прерывание в регистре 4 прерываний) следующий сигнал 33 запроса Требование прерьшания.

5

Режим Контроль начинается обрщением управляющей ЭВМ по адресу регистра маски более приоритетного устройства, чем контролируемое (если оно имеется). При этом в ре- гистре маски заносятся все единицы Затем управляющая ЭВМ производит зпись по адресу, соответствующему возбуждению третьего (в режиме Котроль 1) или четвертого (в режиме Контроль 2) выхода дешифратора 1 адреса контролируемого устройства. При этом устанавливается в единичное состояние триггер 16. Положительный фронт сигнала с выхода три гера 16 устанавливает в единичное состояние триггер 17, а в режиме Контроль 1 - и триггер 18. В реж ,ме Контроль 2 триггер 18 устанавливается в Нулевое состояние.

Сигнал с прямого выхода триггера 17 через элемент 26 задержки устанавливает триггер 17 в нулевое состояние через время, необходимое для выполнения операций контроля. Затем управляющая ЭВМ выполняет операцию записи в регистр 2, при этом нулевой сигнал с инверсного выхода триггера 17 запрещает прохождение сигналов 29 прерываний на вход регистра Д и через элемент И 22 запрещает прохождение сигналов прерываний на выходы 28. Так как после записи кода прерывания в регистр 2 вывода на прямом вьпсоде триггера 19 появляется единичный сигнал, то в режиме Контроль 1 через элемент И 23 на вторы входы элементов И 8 подаются разрешающие сигналы, а в режиме Контроль 2 разрешающие сигналы подаются на элементы И 8 через элемент И 24. Таким образом, на входах регистра 4 появляются сигналы прерывания в соответствии с кодом прерывания занесением в регистр 2 и в соответствии с режимом Контроль 1 ,2. Дальнейшая работа аналогична, работе в режиме, Прием прерывания.

Управляющая ЭВМ принимает вектор прерывания и в случае, если ЭВМ paботает в режиме Контроль, сравнивает полученный вектор прерывания с выведенной информацией (код регистра 3 маски,, код регистра 2 вывода, режим Контроль 1 или 2), затем производит запись нового состояния (определяемого программой) в

ИЛИ Контроль

устройства

6

регистры масок более приоритетных устройств, чем контролируемое, и возвращается к выполнению прерванной программы.

В.случае, если ЭВМ не переходила в режимы Контроль 1 или Контроль 2, то управляющая ЭВМ переходит к выполнению программы, задаваемой вектором прерывания.

Формула изобретения

Устройство для прерывания программ, содержащее регистр прерываний, регистр маски, пять групп элементов И, первый элемент ИЛИ, два элемента И, два триггера и блок выработки обобщенного сигнала прерывания, причем группа информационртых входов регистра маски подключено, к группе информационных входов устройства, выходы элементов И первой группы подключены к нулевым входам соответствующих разрядов регистра прерываний, выходы элементов И второй группы подключены к кодовым выходам устройства, тактовый вход первого триггера соединен с входом сигнала Обмен устройства, блок выработки обобщенного сигнала прерывания содержит первый элемент И, первый элемент НЕ и первый триггер, отличающееся тем, что с целью повышения быстродействия, в него введены дешифратор,регистр выхода,узел приоритета, шифратор, четыре триггера, два элемента задержки, три элемента И и второй элемент ИЛИ, причем информационные входы- выходы устройства соединены с входами дешифратора, регистра вывода и с выходами элементов И третьей группы, дервый и второй выходы дешифратора соединены с информационными входами первого и второго триггеров соответственно, третий выход дешифратора соединен с первым выходом первого элемента ИЛИ и с информационным входом третьего триггера, четвертый выход дешифратора соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом четвертого триггера, тактовые входы второго и четвертого триггеров соединены с входом сигнала Обмен устройства, прямые выходы первого и второго триггеров соедине::; ны с первыми входами первого и второго элементов И соответственно,вторые входы которых соединены с входом сигнала Запись устройства, прямой выход четвертого триггера соединен с такторым входом третьего триггера и с тактовым входом пятого триггера, прямой выход четвертого триггера соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И и с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с нулевым входом пятого триггера, выход первого элемента И соединен с тактовым входом регистра вывода и с единичным входом шестого триггера, выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, с первым входом пятого элемента И и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с нулевым входом шестого триггера, инверсный выход пятого триггера соединен с вторым входом пятого элемента И и с первыми входами элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены с входами сигналов прерывания устройства, выход пятого элемента И соединен с первыми входами элементов И второй группы, выходы регистра вывода соединены с первыми входами элементов И первой группы, с вторыми входами элементов И второй группы, прямой и инверсный выходы третьего триггера соединены с третьими входами третьег и четвертого элементов И соответственно, выход третьего элемента И соединен с вторыми входами с первого по n/2-й ( h- число запросов) элементов И первой , выход четвертого элемента И соединен с вторыми входами с( h/2 + 1 )-го по h-и элементов И первой группы, выход второго элемента И соединен с тактовым входом регистра маски, информационные входы регистра маски соеди- ены с выходами элементов И четвертой группы, выходы регистра маски соединены с нулевыми входами регистра прерываний, выходы элементов И третьей группы объединены с выходами одноименных элементов И пятой группы и соединены с тактовыми входами регистра прерываний, выходы регистра прерываний соединены с группой вхо- ,дов узла приоритета и с входами второго элемента ИЛИ, выходы узла

0

5

0

5

0

5

0

5

приоритета соединены с группой входов шифратора и с первыми входами элементов И пято11 группы, выходы шифратора соединены с первыми входами элементов И четвертой группы, вторые входы которых соединены с вторыми входами одноименных элементов И пя- той группы, блок выработки обобщенного сигнала прерывания дополнительно содержит второй,третий,четвертый и пятый элементыИ,второй элемент fIF ,второй триггер и элемент задержки,причем в блоке выработки обобщенного сигнала прерывания выход первого элем ёнта И соединен с едипичньи вхо- дом первого триггера, нулевой вход которого соединен с входом первого элемента НЕ, с первыми входами второго и третьего элементов И и через элемент задержки с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого .соединен с нулевы выходом второго триггера, нулевой вход кото- рого соединен с выходом третьего элемента И, выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом третьего элемента И, выход первого элемента НЕ соединен с первым входом первого элемента И, выход второго элемента И соединен с единичным входом второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с входом второго элемента НЕ, второй вход второго элемента И соединен с выходом первого триггера и является выходом требования прерывания устройства, вход предоставления прерывания которого соединен с входом первого элемента НЕ блока выработки обобщенного сигнала прерывания и с тактовым входом узла приоритета, выход пятого элемента И блока выработки обобщенного сигнала прерывания соединен с вторыми входами элементов И четвертой и пятой групп, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И блока выработки обобщенного сигнала прерывания, вход сигнала Чтение устройства соединен с входом второго элемента НЕ блока выработки обобщенного сигнала прерывания, выход четвертого элемента И которого является выходом прерывания устройства.

/w

w

R

J6

.t

Ркдактор Е.Копча

Составитель М.Кудряшов

Техред И.Попович Корректор Е.Рошко

Заказ 6667/42 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Фиг.

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и предназначено для реализации систем прерывания в многомашинных вычислительных системах. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит регистр прерываний, регистр маски, пять групп элементов И, два элемента ИЛИ, пять триггеров, дешифратор адреса, блок вьфаббтки обобщенного сигнала прерывания,регистр вывода, устройство приоритета,, шифратор, пять элементов И и два элемента задержки. Новым является введение дешифратора адреса, регистра вывода, устройства приоритета, ши- , фратора, четырех триггеров, двух эЛе- ментов задержки, трех элементов И и элементов ИЛИ и вьтолнение ряда соединений. 3 ил. W ю