Устройство приоритетных прерываний Советский патент 1992 года по МПК G06F9/46 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в приемоиндикаторе спутниковых навигационных систем.

Целью изобретения является расширение области применения за счет возможности отключения устройства от ЭВМ с продолжением приема и запоминания поступающих прерываний.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема устройства приоритетных прерываний.

Устройство содержит цепь разрешения 1 работы дешифратора 5, группу цепей управления работой устройства по обработке соответствующего уровня приоритета прерываний 2, группу цепей запросов на обработку прерывания 3 и 4, дешифратор 5, триггеры 6 и 7, первую, вторую и третью группы триггеров 8, 9 и 10 соответственно, первую, вторую и третью группы элементов И-НЕ 11, 20 и 21 соответственно, первую, вторую, третью и четвертую группы элементов И 12, 17, 18 и 19 соответственно, элемент И-НЕ 13, цепь прерывания 14, группу выходных цепей управления 15, элемент И 16, первую и вторую группы элементов НЕ 22 и 23, группу выходных цепей вектора прерывания соответствующего приоритета 24, группу цепей инверсных выходов управления 25.

Работа устройства организована по программе, состоящей из подпрограмм, каждая из которых обрабатывает только

VI

СО

-N

свой запрос на прерывание соответствующего приоритета. В качестве примера рассмотрим обработку прерывания трех уровней, первый из которых имеет высший приоритет, а третий - низший,

По своей организации структура устройства может быть условно представлена в виде ряда исполнительных устройств. Первое исполнительное устройство также, как и первый запрос, поступающий по цепи 3, имеет высший приоритет. В состав данного исполнительного устройства входят следующие элементы: первый триггер запоминания запроса, поступающего по цепи 3, первой группы триггеров 8.1, первый триггер разрешения отработки прерываний третьей группы триггеров 10.1, первыйтриг- гер отработки прерываний второй группы триггеров 9,1, первый элемент И второй группы элементов И 17.1, элемент И 16, первый элемент И первой группы элементов И 12 1, первый элемент НЕ первой группы элементов НЕ 23,1, первые элементы И-НЕ первой и второй группы 11,1 и 20.1 соответственно, первый элемент НЕ первой группы элементов НЕ 22,1,

В состав второго исполнительного устройства входят вторые элементы соответствующих групп и т.д. Структурная схема рассматриваемого устройства построена аппаратно таким образом, что при работе исполнительного устройства высшего приоритета происходит запрет исполнительным устройствам низшего приоритета. Кроме того, в состав устройства входят эле- менты, которые являются общими для всех исполнительных устройств. К таким элементам относятся дешифратор 5 директив кода числа программы, триггер разрешения (запрета) формирования вектора прерывания 6, триггер разрешения (запрета) отработки запросов на прерывание второму и третьему исполнительным устройствам 7, элемент И-НЕ (выполняющий функцию ИЛИ-НЕ по низким уровням входных сигналов), форми- рующий сигнал прерывания, элементы И- НЕ 21 третьей группы (в устройстве выполняют функцию ИЛИ-НЕ по низким уровням входных сигналов, на которых организован шифратор), с помощью которых происходит формирование вектора прерывания, соответствующего приоритету запроса на прерывание.

Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим пример отработки первого запроса на прерывание, которое поступает по цепи 3 на первый вход триггера 8.1 первой группы и запоминается на его выходе в виде верхнего уровня напряжения. Отработка прерываний происходит по кодовым комбинациям директив программы, поступающих на вход дешифратора 5 по цепям 2. На второй вход по цепи 1 поступает управляющий сигнал, разрешая дешифрацию кодов директив. При наличии управляющего сигнала дешифратор 5 производит дешифрацию кодов директив, формируя на соответствующихвыходахсигналмикрооперации. Сигналы с выхода дешифратора 5 с помощью линий связи подключены к входам исполнительных элементов функциональной схемы устройства. По первой директиве выполняется операция разрешения обработки прерывания всем исполнительным устройствам, которая после дешифрации поступает на первый вход триггера 7 и запоминается на его выходе в виде высокого уровня напряжения (двоичная 1). Этот уровень поступает на первые входы элемента И 6 и первого элемента И 17.1 второй группы. По второй директиве выполняется операция разрешения обработки прерывания первому исполнительному устройству, которая после дешифрации поступает на первый вход первого триггера 10.1 третьей группы и запоминается на его выходе в виде высокого уровня напряжения. Этот уровень поступает на второй вход элемента И 17.1. Элемент И 17.1 производит анализ поступления высоких уровней напряжений на входах. Если условие выполняется, то на выходе формируется высокий уровень напряжения, который поступает на один из входов первого элемента И-НЕ 11.1 первой группы и второй вход первого элемента И-НЕ 20.1 второй группы. Элемент И-НЕ 11.1 производит анализ наличия на втором его входе поступления с выхода первого триггера первой группы высокого уровня напряжения сигнала запроса прерывания. При наличии на входах элемента И-НЕ 11.1 высоких уровней напряжений на его выходе формируется сигнал в виде низкого уровня напряжения (двоичный О). Этот сигнал поступает на первый вход второго элемента И-НЕ 11,2 первой группы второго исполнительного устройства, формируя на его выходе сигнал верхнего уровня, который поступает на второй вход первого элемента И 18.1 третьей группы, второй вход элемента И-НЕ 13 и первый вход второго элемента И-НЕ 21.2 третьей группы, на первый вход первого элемента И 18.1 третьей группы, формируя на его выходе сигнал низкого уровня. Указанный сигнал поступает на первый вход третьего элемента И-НЕ 11,3 первой группы третьего исполнительного устройства, формируя на его выходе сигнал верхнего уровня, который поступает на второй вход второго элемента И 18.2 третьей группы, третий вход элемента И-НЕ 13 и вторые входы элементов И-НЕ 21.1-21.3 третьей группы, запрещая таким образом для второго и третьего исполнительного устройства обработку запросов на прерывания, поступающих по цепям 4 соответственно. Одновременно низкий уровень напряжения с выхода первого элемента И- НЕ 11.1 поступает на первый вход элемента И-НЕ 13, выполняющий функцию ИЛИ-НЕ по низким уровням входных сигналов. При наличии на входе элемента И-НЕ 13 сигнала на его выходе формируется сигнал высокого уровня, который сигналом прерывания выдается в цепь 14. Кроме того, сигнал низкого уровня с выхода элемента 11.1 поступает на первый вход первого элемента И-НЕ 21.1 шифратора для формирования вектора прерывания (номера) первого запроса в виде двоичной кодовой комбинации. Далее на вход дешифратора 5 по цепям 2 поступает третья директива. По третьей директиве выполняется операция разрешения формирования вектора прерывания, которая после дешифрации поступает на второй вход триггера 6 и запоминается на его втором выходе в виде высокого уровня напряжения. Этот уровень поступает на управляющие входы третьей группы элементов И-НЕ 21.1-21.3 шифратора, работающие по низким уровням входных сигналов. В исходном состоянии на управляющие входы поступал низкий уровень сигналов, который является запрешающим для формирования векторов, и на выходах формировалась кодовая комбинация в виде двоичных единиц. После того, как на управляющем входе установился сигнал верхнего уровня, на выходах второго 21.2 и третьего элементов 21.3 третьей группы сформировались сигналы низкого уровня, так как на первые входы также поступают сигналы верхнего уровня, а на выходе первого элемента И-НЕ 21.1 третьей группы сформировался сигнал верхнего уровня, так как на его первый вход поступает сигнал верхнего уровня напряжения. Таким образом, на выходах элементов И-НЕ 21.1-21.3 третьей группы сформировалась кодовая комбинация вектора 10 (младший разряд слева), которая выдается в цепи 24. По четвертой директиве выполняется операция запрета формирования вектора прерывания и разрешения формирования сигналов управления для передачи в цепи 15 и 25. После дешифрации сигнал операции поступает на первый вход триггера 6 и запоминается на втором его выходе в виде низкого уровня напряжения, а на первом - в виде высокого. Низкий уровень поступает

на управляющие входы элементов шифратора, который формирует на своих выходах кодовую комбинацию 111, а высокий - на управляющие входы элементов И 12.1-12.3

первой группы для разрешения выдачи сигналов управления в цепи 15 и 25. По пятой директиве выполняется операция отработки прерывания, которая после дешифрации поступает на второй вход первого триггера

0 8.1 первой группы, устанавливая его в положение, обеспечивающее прием по цепи 3 очередного сигнала запроса на прерыва ние. Кроме того, сигнал операции с выхода дешифратора 5 пятой директивы поступает

5 на первый вход первого триггера 9.1 второй группы отработки прерывания и устанавливает его в положение, при котором на выходе формируется сигнал в виде высокого

0 уровня напряжения, т.е. произошло запоминание запроса на прерывание, которое должно подлежать обработке. Этот сигнал поступает на первый вход первого элемента И-НЕ 20.1 второй группы. Элемент И-НЕ

5 20.1 анализирует наличие на втором его входе высокого уровня напряжения, который означает, что были отработаны первая и вторая директивы. При наличии на входах элемента И-НЕ 20.1 высоких уровней напря0 жения, на его выходе формируется сигнал низкого уровня, который пройдя первый элемент НЕ 22.1 первой группы формируется на его выходе в виде высокого уровня напряжения. Этот сигнал поступает на пер5 вый вход первого элемента И 12.1 первой группы. При наличии на втором его управляющем входе высокого уровня напряжения, на выходе формируется сигнал управления в виде высокого уровня, означа0 ющий, что отработан запрос на прерывание первого приоритета. Этот сигнал с выхода выдается в цепь 15, а пройдя через первый элемент НЕ 23.1 второй группы сигналом низкого уровня выдается в цепь 25. Это

5 позволяет расширить функциональные возможности устройства, так как при использовании его в различных системах могут потребоваться сигналы управления с выхода элемента И 12 как в прямом, так и в

0 инверсном виде. Кроме того, сигнал низкого уровня с выхода элемента И-НЕ 20.1, пройдя по цепи второго входа элемента И 16, формирует на его выходе сигнал низкого уровня напряжения. Этот уровень поступа5 ет на второй вход второго элемента И 17.2 второй группы, первый вход первого элемента И 19.1 четвертой группы, на выходе которых формируются сигналы низкого уровня напряжения. Сигналы с выхода элемента 17.2 поступают на второй вход второго элемента И-НЕ 20.2 второй группы и

третий вход второго элемента И-НЕ 11.2 первой группы, а с выхода первого элемента И 19.1 четвертой группы поступает на первый вход второго элемента И 19.2 четвертой группы и второй вход третьего элемента И 17.3 второй группы для запрета обработки запроса прерывания второму и третьему и т.д. исполнительным устройствам. По шестой директиве выполняется операция установки первого триггера отработки прерывания 9 второй группы в исходное состояние. Эта директива после дешифрации поступает на второй вход первого триггера 9.1 второй группы и устанавливает на его выходе низкий уровень напряжения, который поступает на первый вход первого элемента И-НЕ 20.1 второй группы для запрета формирования сигнала управления, выдаваемого в цепи 15 и 25. По седьмой директиве осуществляется установка в исходное состояние первого триггера 10.1 третьей группы. Эта директива после дешифрации поступает на второй вход триггера 10.1, устанавливая его в положение, при котором на выходе формируется низкий уровень напряжения. Этот уровень поступает на второй вход первого элемента И 17.1 второй группы для запрета формирования сигнала управления первому исполнительному устройству. По восьмой директиве осуществляется запрет обработки запросов на прерывание всем исполнительным устройствам. Эта директива после дешифрации поступает на второй вход триггера 7 и запоминается на его выходе в виде низкого уровня напряжения. Этот уровень напряжения поступает на первый вход первого элемента И 17.1 второй группы для запрета обработки запросов прерывания первому исполнительному устройству, а также на первый вход элемента И 1 б, на выходе которого формируется низкий уровень сигнала, который пройдя через второй элемент И 17.2 второй группы, первый элемент И 19.1 четвертой группы, третий элемент И 17.3 второй группы, второй элемент И 19.2 четвертой группы произведет запрет обработки запросов прерывания всем исполнительным устройствам, т.е. схема устройства устанавливается в исходное состояние.

Работа второго и третьего исполнительного устройства происходит аналогично.

Рассмотрим случай, когда третье исполнительное устройство начало обработку запроса на прерывание третьего уровня (по алгоритму, описанному для первого исполнительного устройства), а в это время пришел запрос на прерывание первого уровня. В этом случае этот запрос на прерывание запоминается (маскируется) на третьем

триггере 9.3 второй группы, т.е. триггер не устанавливается программно в исходное состояние по второму входу, а обработку запроса прерывания начинает первое исполнительное устройство по алгоритму, описанному выше. После того, как первое исполнительное устройство закончило обработку прерывания, третье исполнительное устройство продолжит обработку своего

0 запроса на прерывание и т.д.

Формула изобретения Устройство приоритетных прерываний, содержащее первую и вторую группы из N триггеров (N - число запросов), причем еди5 ничные входы триггеров первой группы являются запросными входами устройства, первую группу из N элементов И-НЕ, первую группу из N элементов И, элемент И-НЕ, выход элемента И-НЕ является выходом об0 щего прерывания устройства, выходы элементов И-НЕ нулевой группы соединены с соответствующими входами элемента И- НЕ, выходы элементов И первой группы являются запросными выходами устройства,

5 отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности отключения устройства от ЭВМ с продолжением приема и запоминания поступающих прерываний, а также за0 прета и разрешения обработки прерываний независимо от приоритета, в него введены дешифратор, первый и второй триггеры, элемент И, третья группа триггеров, вторая, третья и четвертая группы из N элементов

5 И, вторая и третья группы элементов И-НЕ, первая и вторая группы из N элементов НЕ, причем управляющий и информационные входы дешифратора подключены к входу разрешения работы и кодовым входам уст0 ройства, а выходы соединены с входами первого и второго триггеров, с нулевыми входами триггеров первой группы, с входами триггеров второй и третьей групп, выход i-ro ( ,..,,N) триггера первой группы соеди5 нен с первым входом i-ro элемента И-НЕ

первой группы, выход j-го () триггера

второй группы соединен с первым входом j-ro элемента И-НЕ второй группы, выход K-ro (,...,N) триггера третьей группы сое0 динен с первым входом i-ro () элемента И второй группы, выход которого соединен с вторыми входами i-ro и j-го () элементов И-НЕ первой и второй групп, единичный выход первого триггера соединен с

5 первыми входами элементов И первой группы, нулевой выход первого триггера - с первыми входами элементов И-НЕ третьей группы, единичный выход второго триггера .соединен с первым входом элемента И и вторым входом первого элемента И второй

группы, выход первого элемента И-НЕ первой группы соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ третьей группы, первым входом первого элемента И третьей группы и первым входом второго элемента И-НЕ первой группы, выход второго элемента И-НЕ первой группы соединен с вторым входом первого элемента И третьей группы и вторым входом второго элемента И-НЕ третьей группы, выход 1-го, начиная с треть- его, элемента И-НЕ первой группы соединен с первым входом К-го, начиная с второго элемента И, третьей группы и третьими входами элементов И-НЕ третьей группы, выход первого элемента И-НЕ второй группы соединен с вторым входом элемента И и входом первого элемента НЕ первой группы, выход j-го, начиная с второго, элемента И-НЕ второй группы соединен с первым входом j-ro элемента И четвертой группы и

с входом i-ro, начиная с второго, элемента НЕ первой группы, выход элемента И соединен с вторым входом первого элемента И четвертой группы и вторым входом второго элемента И второй группы, выход j-ro элемента И четвертой группы - с вторым входом i-ro, начиная с третьего, элемента И второй группы, выход i-ro элемента НЕ первой группы - с вторым входом т-го () группы соединен с вторым входом К-го элемента И третьей группы и третьим входом (К+2)-го элемента п первой группы, выход т-го элемента И первой группы соединен с входом j-ro элемента НЕ второй группы, выходы элементов И-НЕ третьей группы являются выходами формирования векторов прерывания соответствующего приоритета устройства, выходы элементов НЕ второй группы являются инверсными запросными выходами устройства.

V

V

Ы

4.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в приемоиндикаторе спутниковых навигационных систем. Цель изобретения - расшире- ние области применения за счет возможности отключения устройства от ЭВМ с продолжением приема и запоминания поступающих прерываний, а также за21 прета и разрешения обработки прерываний независимо от приоритета. Устройство построено по программно-аппаратному принципу и содержит дешифратор, три группы триггеров, четыте группы элементов И, три группы элементов И-НЕ, две группы элементов НЕ, триггеры, элементы И и И-НЕ. По сигналам Запрос на прерывание, поступающим от периферийных устройств (ПУ), устройство формирует кодовые комбинации векторов прерывания для определения типа ПУ, может разрешать или запрещать формирование векторов прерывания в ЭВМ и сигналов Разрешение работы ПУ, разрешать или запрещать работу любому каналу или разрешать (запрещать) работу всем каналам. Предусмотрена возможность отключения устройства от ЭВМ с продолжением приема и запоминания поступающих прерываний 1 ил. (Л С

ТТ 1

T.

Ј

Г

CQСЭ-,

JF

JT

t I

Ј

s

S

A/

/

OL

/

3L

L

LJ