Устройство переменного приоритета Советский патент 1988 года по МПК G06F9/50 

(21)4192953/24-24

(22)09.02.87

(46) 23.08.88. Бюл.. №31

(72) А.М.Белан и В.В.Бердинских

(53)681.325(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 567764, кл. G 06 F 9/46, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 962948, кл. G 06 F 9/46, 198.1.

(54)УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕННОГО ПРИОРИТЕТА

(57)Изобретение может быть использовано в вычислительной технике, в частности в устройствах приоритетного прерывания. Целью изобретения является повьшение быстродействия устройства за счет оптимизации процесса опроса прерываний. Устройство, с одер|Жащее регистр J приоритета, два счет- чика 2 и 3, блок 4 управления, ре-.

гистр 5 маски, блок элементов И 6, дешифратор 7, регистр 8 прерывания, блок элементов ИЛИ 9, дополнительно -содержит четыре элемента Ш-13, а в блоке управления - триггер, третий элемент ИЛИ, третий элемент задержки, третий и четвертый элементы И. Дополнительно введенные элементы позволяют в ряде циклов работы устройства осуществлять блокировку поступления -сигнала запуска с входа за- пуска устройства на вторые управляю- .щие входы счетчиков, т.е. блокировать обнуление счетчиков устройства и перепись в них содержимого регистра приоритета. Сигнал блокировки не вырабатывается, если в предыдущем хщкле работы устройства содержимое одного из регистров устройства бьшо .изменено. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

о

(Л

сг

IS

Г

10

15

20

25

30

Изобретение относится к вычисли-; тепсьной технике, в частности к приоритетным устройствам прерывания для ЭВМ. .

Цель изобретения - повьшение быстродействия устройства за счет оптимизации процесса опроса прерываний.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 - то же, 6j|OKa управления.

I Устройство содержит регистр 1 ; П1|иоритета, счетчики 2 и 3, блок 4 ут равления регистр 5 маски, блок элементов И 6, дешифратор 7, регистр 8:прерываний, блок элементов ИЛИ 9, элементы ИЛИ 10-13, выход 14 блока 4 группу входов. 15 кода приоритета устройства,, группу входов 16 маски устройства, группу входов 17 прерываний устройства, вход 18 запуска уртройства, группу входов 19 блока , 4 входы 20-24 блока 4, выходы 25-28 бйока 4, символом q обозначены син- хровходы регистр-ов 1,5 и 8.

БЛОК 4 (фиг.2) содержит элемент И 2|Э, триггер 30, элементы ИЛИ 31 и 32, э;пементы И 33 и 34, генератор 35 импульсов, триггер 36, элементы 37 и задержки, триггер 39, элемент 40 з:адержки, элемент ИЛИ 41, элемент И 42.

Устройство работает следующим образом.

В регистр 1 приоритета по входу 15 заносится код, определяющий номер того разряда регистра 8 прерывания, который первым должен опрашиваться на наличие сигнала прерывания, т.е. име-40 ет наивысший приоритет.

.В,один из разрядов регистра 5 по входу 16 устройства заносится единица, тем самым выбирается один из трех режимов работы устройства, отличаю- 45 щихся последовательностью опроса разрядов прерывания. Опрос производится, начиная от разряда, зафиксированного в регистре 1 приоритета, либо вправо, либо влево, либо попеременно опрашивается разряд слева и разряд справа от фиксированного.

При занесении кода в регистр 1 и единицы в один из разрядов регистра 5 на выходах соответственно элементов ИЛИ 10 и 11 появляются единичные сигналы, которые поступают на входы 20 и 21 блока 4 управления, подготавливая его работу.

Сигналы прерывания по входам 17 устройства поступают в регистр 8 и на входы элемента ИЛИ 12. Соответствующие разряды регистра 8 устанавливаются в 1, а на выходе элемента ИЛИ 12 в моменты поступления сигналов прерывания появляются единичные сигналы, которые поступают на вход 22 блока 4 и используются дпя управления работой устройства.

В исходном состоянии регистр 8 устанавливается в О. В регистр. 1 заносится приоритетнь1й код, а в регистр 5 - код, определяющий выбор режима работы устройства.

Работа устройства начинается с момента поступления по входу 18 устройства сигнала запуска в блок 4 управления, одновременно прерывается выполнение текущей программы. Поступление сигнала запуска в блок 4 не связано с моментами поступления сиг налов пр.ерывания в регистр 8 и зависит от режима работы обслуживающего прибора. Например, сигнал запуска мо-. жет поступать в устройство периодит чески.

j Сигнал запуска инициирует работу блока l управления, если в регистре 8 зафиксирован хотя бы один запрос на прерывание. В противном случае запуск устройства блокируется нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ 13, подключенного к выходам регистра 8 прерывания.

Если в регистре 8 зафиксированы один или несколько запросов на прерывание , то блок 4 управления начинает работу по сигналу запуска.

В результате содержимое счетчика . 2 прямого кода или инверсное содержимое счетчика 3 обратного кода в зависимости от режима работы устройства через блок 9 элементов ИЛИ поступает на дешифратор 7. Наодном из. выходов дешифратора 7 появляется единичный сигнал, с помощью которого блок 6 элементов И проверяет наличие 1 в том разряде регистра 8, номер которого,определен кодом в регистре 1 .

При отсутствии в опрашиваемом разряде запроса на прерывание к содержимому обоих счетчиков 2 и 3, емкость которых равна числу разрядов регист-i ра 8, прибавляется 1. На выходах счетчика 2 и 3 будут формироваться соответственно возрастающая и убы35

50

55

314

ваюдая последовательности кодов дво- ичных чисел, начиная с кода числа, занесенного в регистр 1 приоритета.

С выхода блока 9 элементов ИЛИ двоичный код содержимого одного из счетчиков 2 и 3 поступает на вход дешифратора 7, на соответствующем выходе которого появляется единичный сигнал. Если в очередном опрашиваемом разряде зафиксирован запрос на прерывание, то блок 6 элементов И вьщает сигнал, который п оступает на вход 24 блока 4 управления, прекращая его работу. Появление единичного сигнала на выходе блока 6 свиде- тельствует о том, что устройство выделило наиболее приоритетный запрос на прерывание. При этом содержимое одного из счетчиков 2 или 3 с выхода блока элементов ИЛИ 9 используется для перехода на соответствующую программу, а в регистре 8 сбрасывается соответствующий обслуженный запрос.

В исходном состоянии триггер 36 блока 4 находится в О. Занесение кодов в регистры 1 и 5 устройства сопровождается управляющими сигналами, которые с выходов соответствующих элементов ИЛИ 10 и 11 по входам 21 и 20 поступают в блок 4 управле- кия соответственно на первый и второй входы элемента ИЛИ 41. На выходе элемента ,ИЛИ 41 появляется единич- ный сигнал, который поступает на инверсный вход элемента И 42 и на единичный вход триггера 39. Сигнал с единичного выхода триггера 39 через элемент 40 задержки поступает на второй вход элемента И 42, подготавливая его открытие.

В зависимости от выбранного режима работы устройства на один из вхр- дов 19 блока 4 из соответствующего разряда регистра 5 поступает постоянный единичный сигнал, который через элемент ШШ 31, либо через элемент ИЛИ 32 проходит на выходы соответственно 25 или 26 блока 4 управления. При выборе режима работы устройства с переменным опросом разрядов слева и справа от фиксированного в регистре 1 разряде элемент И 33 блока 4 оказывается открытым по первому входу единичным сигналом с соответствующего входа 19 блока 4. В результате импульсы с выхода генератора 35 через элемент И 33 поступают на счет7I5

ный вход триггера 30, опрокидывая его. Единичный сигнал появляется попеременно на прямом и инверсном выходах триггера 30 и, следовательно, на выходах 25 и 26 блока 4. Вьгходы 25 и 26 блока 4 подключены к управляющим входам счетчиков 2 и 3 соответственно, поэтому к входам дешифратора 7

0 через блок 9 элементов ИЛИ подключается либо выход счетчика 2, либо выходы счетчика 3.

Работа устройства инициируется сигналом запуска, поступающим на вход

15 31 блока 4, Если в регистре 8 все разряды находятся в нулевом состоянии, что соо7 ветствует исходному состоянию или отсутствию сигналов прерывания в процессе работы устройства,

0 то па входе 23 блока 4 присутствует нулевой блокирующий работу устройства по сигналу запуска.

При поступлении сигнааов прерывания в регистр 8 на.входе 22 блока 4

25 появляются единичные сигналы, которые через элемент ИЛИ 4I поступают на едлничршш вход триггера 39. Единичные сигналы с выхода элемента ИЛИ 41 поступают также на инверсный

30 вход элемента И 43, закрывая его. Тем самым па время присутствия единичного сигнала на выходе элемента ИЛИ 41 задерживается постзшлешге сигнала запуска с входа 18 через

25 элемент И 29 на нулевой вход триггера 39. При -отсутствии управляющ хх сигналов на входах 20-22 блока 4 элемент И 29 оказывается открытым по третьему входу. Если в регистр 8 за40 фиксирован хотя бы один сигнал прерывания, то на входе 23 блока 4 появляется единичный сигнал, который открывает по второму входу элемент И 29. Сигнал запуска с входа 18 через

g элемент И 29, открытый по второму и третьему входам, поступает на первый вход элемента И 42. Элемент И 42 открыт по второму входу единичным сигналом с выхода триггера 39, поэтоgQ му на выходе I4 блока 4 появляется единичный сигнал. Сигнал с выхода 14 блока 4 поступает па входы сброса счетчиков 2 и 3, обнуляя счетчики и разрешая запись в них содержимого

gg регистра 1 соответственно в прямом и инверсном коде. Сигнал запуска с выхода элемента И 29 поступает также на сбросовый вход триггера 39. Триггер 39 устанавливается в нулевое сое514

тряние, которое сохраняется до тех пор, пока на одном из входов 20-22 6jjioKa 4 не появится единичный сигнал Сигналы появляются на входах элементу ИЛИ -41 тогда, когда заносится но- щш код в регистр 1, когда изменяется содержимое регистра 5 или поступает очередной сигнал прерывания в ре- 8. Нулевой сигнал с выхода триггера 39 через элемент 40 задерж- щ, который обеспечивает требуемую ДJjIитeльнocть сигнала на выходе 14 бйока 4, поступает на второй вход э41емента 42 закрывая его. Сигнал запуска с выхода элемента И 29 блока 4:через элемент 38 задержки, который обеспечивает интервал времени, необ- Х(;)димьш для сраба:тьшания дешифратора 7 поступает также на вход установки триггера 36. Сигнал с прямого вькода триггера 36 поступает на вы- Х||)д 27 блока 4 и открывает по третье- мУ входу блок элементов И 6. С задержкой, необходимой для срабатыва- ния блока 6 И, задаваемой с помощью элемента 37 задержки, сигнал с прямого выхода триггера 36 поступает на второй вход элемента И 34. Если разряд регистра 8, номер которого ука- зан в регистре 1,содержит запрос на прерывание, то на выходе .блока 6 появляется единичный сигнал, который по входу 24 блока 4 поступает на сбросовый вход триггера 36.и инверс- ньй вход элемента И З Тем самым предотвращается поступление импульсов с выхода генератора 35 на выход 28 блока 4. Если в опрашиваемом разряде запрос отсутствует, то сигнал запрета на инверсном входе элемента И 34 не появляется. Импульсы с выхода генератора 35 через элемент И 34 поступают на вькод 28 блока. 4. В .результате содержимое суммирующих счет- чиков 2 и 3 изменяется и в зависимосл и от выбранного режима работы уст- рюйства опрашиваются те или иные разряды регистра 8. Как только в опрашиваемом разряде будет обнаружен запрос на прерывание, блок 6 элементов И вьщает единичный сигнал, который поступает на вход 24 блока 4 и запрещает дальнейшее прохождение импульсо через элемент И 34 на выход ;. 28 блока 4, а также сбрасы- зает в нулевое состояние триг- гер 36. На этом работа блока 4 заканчивается.

0 5 о с

0 5

5

0

15 6

Новый цикл работы блока 4 управления начинается с приходом очередного сигнала запуска по входу 18. При этом, если триггер 39 находится в О, то это означает, что с момента начала предьщущего цикла на входы 20- 22 блока 4 не поступают единичные сигналы с выходов соответствующих элементов ИЛИ 10-12, т.е. не происходят смены приоритета, в регистре 1 и маски-в регистре 5 и не поступают новые запросу на прерывание в регистр 8. Элемент И 42 оказывается закрытым по второму входу нулевым сигналом с выхода триггера 39, поэтому сигнал запуска с входа 18 не проходит на выход 14 блока 4. Таким образом, содержимое счетчиков 2 и 3 не изменяется, что позволяет продолжить просмотр разрядов регистра 8 сигналов прерывания, начиная с последнего опрошенного в предыдущем цикле разряде. Если триггер 39 к моменту поступления сигнала запуска находится в 1, то через открытый по второму входу элемент И 42 сигнал запуска с входа 18 проходит на выход 14 блока 4. В результате счетчики 2 и 3 обнуляются и в них записывается содержимое регистра 1 соответственно в прямом и инверсном коде. Просмотр разрядов регистра 8 осуществляется, начиная с разряда, код номера которого указан в регистре 1. Блок 4 работает аналогично описанному вьш1е. ;

Таким образом, в предлагаемом устройстве существует возможность в некоторых циклах работы блокировать об- нуление счетчиков 2 и 3 и запись в них содержимого регистра 1. Содержимое счетчиков не изменяется и просмотр разрядов регистра 8 прерывания начинается не с наиболее приоритетного разряда, код которого содержится в регистре 1, ас разряда, код которого зафиксирован в счетчике 2 или 3 в предь1дущем цикле работы устройства, т.е. предлагаемое устройство позволяет, организовать короткий цикл работы, исключающий опрос тех разрядов регистра 8, которые были просмотрены в предьщущем цикле и заведомо не со- держат новых запросов на прерьгаание. Если в регистр 8 поступили новые запросы на прерывание или изменились коды в регистрах 1 и 5, то организуется полный цикл просмотра разрядов ре71А187

гистра 8, начиная с наиболее приоритетного разряда.

Формула изобретения

10

15

20

25

87

30

35

40

45

50

158

соединен с входом запуска устройства, входы четвертого элемента ИЛИ соединены с выходами регистра прерываний, синхровход которого соединен с шестым выходом блока управления.

19

Фив. 2