Компьютерная система с преобразованием режима компьютерных команд Советский патент 1991 года по МПК G06F9/46 G06F13/24 G06F15/78 

Изобретение относится к компьютерным системам с контроллерами прерываний и, в частности, к более производительным системам, которые способны преобразовывать и реагировать на программные команды прерываний, которые нормально несовместимы с системой.

Цель изобретения - расширение области применения за счет возможности преобразования режима компьютерных команд.

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемой компьютерной системы; на фиг.2 и 3 - соответственно формат типичного слова команды инициализации и слова рабочей команды, используемые для программирования блока

обработки прерываний, выполненного на микросхеме 8259AJ на фиг.4 - структура блока дешифрации и двунаправленного ключа, на фиг.5 - временная диаграмма циклов записи и считывания.

Компьютерная система содержит процессор 1, блок 2 обработки прерываний, общую магистраль 3, включающую шины 4 и 5 соответственно адреса и данных, группу блоков 6-8 ввода-вывода, блок 9 дешифрации, блок 10 памяти, блок 11 постоянной памяти, двунаправленный ключ 12, выходы 13-15 блока 9 дешифрации, шину 16 запросов прерываний блоков 6-8 ввода-вывода и шину 17 требования прерывания.

О 00 SI

оэ 1

Ю

04

Бл9к 9 дешифрации и двунаправленный ключ 12 содержат шину управления, включающую линии IOW 18 и IOR 19; дешифратор 20 адреса, эле- . менты ИЛИ 21, И 22, НЕ 23, И-НЕ 24 и 25, магистральные элементы 26 и 27 резистор 28,

Система работает следующим образом.

Блок 2 обработки прерываний обрабатывает до восьми векторных приоритетных прерываний для процессора 1 посредством восьми линий: IRQ, IR1, IR2, т.д. до IR7, по шине 16. Только три блока 6-8 ввода-вывода показаны присоединенными к системе (фиг.1) по линиям IRQ, IR1 и IR2.

Блок 2 действует как всеобщий распорядитель. Он принимает запросы от блоков ввода-вывода, определяет како из входящих запросов обладает наивысшим приоритетом, проверяет обладает ли входящий запрос более высоким приоритетным значением, чем обслуживав- мый в текущий момент, и выдает прерывание по линии 17 на процессор 1 на основе собранных фактов.

Каждый блок ввода-вывода обычно обладает специальной программой или процедурой, которая ассоциирована с его специфическими функциональными или операционными требованиями, которую называют обслуживающей процедурой. Блок 2 обработки прерываний, подав прерывание на процессор обеспечивает его информацией, которая настраивает программный счетчик на обслуживающую процедуру, ассоциированную с запрашивающим устройством. Этой настройкой является адрес в векторной таблице и ее обычно называют векторными данными.

У программиста есть выбор приоритетных режимов, позволяющий создать такой способ обработки запросов блока 2 обработки прерываний, который удовлетворяет требованиям системы. Приоритетные режимы можно заменять и реконфигурировать динамически в любой момент во время основной программы. Поэтому,можно определить, структуру прерываний должным образом.

Программирование 8259А (блока 2 обработки прерываний).

Блок 2 принимает два типа командных слов, генерируемых процессором 1.

0

5

0 5

0

0

5

0

ICW - слово команды инициализации. Формат ICW1 представлен на фиг.2. Перед началом нормальной работы блок 2 должен быть настроен на стартовую точку последовательностью из 2-4 байтов ,.тактируемой импульсами WP.

OCW - слово рабочей команды. Формат OCW1 представлен на фиг.З. Это те командные слова, которые заставляют 8259А работать в различных режимах прерываний.

Их перечень таков: полностью вложенный режим t обращающий приоритетность режим, специальный масочный режим, выборный режим.

Слова OCW можно записывать в 8259А в любое время после инициализации.

Когда подается команда с и , она интерпретируется как cVio- во команды инициализации 1 (ICW1) (фиг.2). Слово ICW1 начинает после довательность инициализации, во время которой автоматически происходит следующее.

Фронточувствительная схема устанавливается в ноль, что означает, что после инициализации на входе (IR) запроса прерывания должен произойти переход с низкого на высокий уровень, чтобы сформировалось прерывание.

Регистр масок прерываний очищается.

Входу IR7 приписывается приоритетный уровень 7.

В адрес зависимого режима вписывается 7.

Специальный масочный режим очищается и Состояние считывания устанавливаемся на IRR,

Если , то все функции, выбранные на ICW4, устанавливаются на ноль.

Режимы, запускаемые фронтом и уровнем, программируют с помощью бита 3 йслове1СУ1 (фиг. 2).

Если LTIM О, запрос прерывания опознается как переход с низкого на высокий уровень сигнала на входе IR. Вход IR может оставаться с высоким уровнем, не генерируя другого прерывания . t

Если LTIM 1, запрос прерывания опознается как высокий уровень на IR входе, и нет необходимости для обнаружения фронта. Запрос прерывания должен быть снят, прежде чем бу дет выдана команда Е01 или разрешено прерывание процессору 1, чтобы предотвратить вторичное прерывание.

Компьютерная система (фиг. 1) построена так, чтобы нормально работать; с программным обеспечением, подобным прикладным программам, которые подают при инициализации такие относящиеся к прерываниям команды (ICW1), что первоначально для блока 2 устанавливается уровнечувствительный режим. Желательно удерживать блок 2 обработки прерываний в таком уровне- чувствительном режиме, чтобы повысить производительность и уменьшить шумовые проблемы, которые приводят к ложному опознаванию прерывания. Однако, когда это выполняется, программное обеспечение, которое подает сигналы фронточувствительных команд, подобные слову ICW1 фронтального режима, во. время инициализации, оказываются несовместимыми. Если блок 2 обработки прерываний запрограмной доле обеспечивающей логики для выполнения декодирования.

На фиг.4 представлен буфер данных

е который подает данные на блок 2. Блок 2 может состоять из нескольких БИС 8259А при должной коммутации одного из них во время работы. Результат декодера 15 представляет

Ю собой либо сигнал Write Gate, либо сигнал Read Gate от блока 9 дешифрации. Сигнал Read Gate, поступая на магистральный элемент 26, управляет операциями записывания, требую15 щими вмешательства блока 2 обработки прерываний. Сигнал Write Gate, посту пая на магистральный элемент 27 управляет считывающими операциями, тре бующими вмешательства блоков 2.

20 При записывании командного слова в один из блоков 2 обработки прерыва ний сигнал Write Gate на линии 15 а тивен, исключая записывание команды ICW1. Без активизации Write Gate во

мировая на режим фронтального запуска 25 время записывания ICW1 бит данных 3

7672

ной доле обеспечивающей логики для выполнения декодирования.

На фиг.4 представлен буфер данных

е который подает данные на блок 2. Блок 2 может состоять из нескольких БИС 8259А при должной коммутации одного из них во время работы. Результат декодера 15 представляет

Ю собой либо сигнал Write Gate, либо сигнал Read Gate от блока 9 дешифрации. Сигнал Read Gate, поступая на магистральный элемент 26, управляет операциями записывания, требую15 щими вмешательства блока 2 обработки прерываний. Сигнал Write Gate, посту пая на магистральный элемент 27 управляет считывающими операциями, требующими вмешательства блоков 2.

20 При записывании командного слова в один из блоков 2 обработки прерываний сигнал Write Gate на линии 15 активен, исключая записывание команды ICW1. Без активизации Write Gate во

Изобретение относится к компьютерным системам с контроллерами прерываний. В частности к более производительным системам, которые способны преобразовать и реагировать на программные команды прерываний, которые нормально несовместимы с системой, Цель изобретения - расширение области применения за счет возможности преобразования режима компьютерных команд. Компьютерная система с преобразованием режима компьютерных команд содержит процессор, блоки ввода/вывода, блок памяти, блок постоянной памяти, блок обработки прерываний, блок дешифрации и двунаправленный ключ. 2 з.п. ф-лы, 5 ил. V)

программным обеспечением, написанным для других компьютерных систем, эта система не завершает последовательность прерывания. Поэтому в систему добавлена логика, предотвращающая инициализацию контроллера на режим фронтального запуска. Это обеспечивает программную совместимость с другими системами. Система без такого средства, вероятней всего, менее совместима с ранее созданными прикладными процедурами программного обеспечения персональных компьютеров.

Всякий раз, когда фронтального запуска команда декодирована блоком 9, двунаправленный ключ 12 захватывает эти команды и блок 2 настраивается на реагирование так, как если бы была принята уровнечувствительная команда.

Режим фронтального запуска возникает во время первого слова команды инициализации (ICW1). Появление этого признака опознается, бит данных LTIM для установки режима на выходе двунаправленного ключа 12, соединенного с входом блока 2, принуждается принять значение, определяющее уровнечувствительный режим. Логика, необходимая для этой функции в двунаправленном ключе 12, включает магистральные элементы 26 и 27 с тремя устойчивыми состояниями для вентилирования дву30

35

40

4S

50

55

в этой команде удерживается на вы ком уровне нагрузочным резистором Когда бит данных во время зап вания ICW1, закоммутированный бло обработки прерываний устанавливае или продолжает оставаться в уровн чувствительном режиме.

Состояние и признаки различных линий управления и данных при опе циях Записывание и Считывание но более подробно для слова ICW1, показан на фиг.5. Формул,а изобретен

направленных данных, при незначитель-мяти, блоков ввода-вывода группы,

0

5

0

S

0

5

в этой команде удерживается на высоком уровне нагрузочным резистором 28. Когда бит данных во время записывания ICW1, закоммутированный блок 2 обработки прерываний устанавливается или продолжает оставаться в уровне- чувствительном режиме.

Состояние и признаки различных линий управления и данных при операциях Записывание и Считывание, но более подробно для слова ICW1, показан на фиг.5. Формул,а изобретения

5

0

5

0

5

блока дешифрации, третий выход которого соединен с выходом первого эле- мента И-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами второго элемента И-НЕ и элемента НЕ, вход которого соединен с линией IOW шины управления, линии INTA и IOR которой соединены соответственно с вторым входом элемента И и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом дешифратора адреса и первым выходом блока дешифрации, линия АО шины адреса соединена с первым входом второго элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с линией D4 шины данных, входы дешифратора соединены с шиной адреса линия АО которой соединена с вторым выходом блока де- {шифрации.

- 3. Система по пп, 1 и 2, о т - личающаяся тем, что двуна-( правленный ключ содержит два магист- рйльных элемента и резистор, информационный вход первого магистрального элемента соединен с выходом второго магистрального элемента и является информационным входом ключа, выход которого соединен с выходом первого магистрального элемента, входом второго магистрального элемента и через резистор с шиной питания компьютерной системы, первый и второй входы управления направлением передачи двунаправленного ключа соединены , с входом управления первого и второ- го магистральных элементов соответ- твенно.

f

fH

2Ј9ЈE9l

ICM AQ TJ7 DB Us Db из

Иг Si Do

A6±As

1

ШП

№1

SNGL

ОСЫ1 AQ D6 TJ§ Dy % #2 A $9

1 П7 |мб

- «

«2

I

IClf

1 1СЫЧ NEEDED 1СЫЦ NEEDED

1- SINGLE 0 CASCADE MODE

CALL ADWESS INTERVAL 1--INTERVAL OF If 0 INTERVAL OF 8

7 - LEVEL TRIGGERED MOTJE 0: EDGE TRIGGERED rtODE

At -A5 OF INTERRUPT

VEKTOR ADRESS (HCS 80/85 MOSEONLy)

Фи8.2

HI

no

INTERRUPT MASK 7s MASK SET 0 MASK RESET

Фиг.З

-J)R W

+B3(Or8UFn) ЮМГ 5259s)

-1PRGA7E -JOV6ATE

S3 IS FOKCED WAT

Фае, 5

Составитель М.Сорочан

Редактор И.Шмакова Техред Л.Олийнык

Заказ 828

Тираж 412

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Корректор С.Черни

Подписное