Устройство для управления прерыванием программ Советский патент 1979 года по МПК G06F9/48 

1

Изобретение относится к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано в вычислительных системах, в том числе в управляющих машинах.

Известны устройства управления прерыванием программ, содержащие регистры прерываний, регистры масок, схемы анализа, узлы формирования кодов прерывания и обеспечивающие хранение запросов на прерывание, маскирование прерываний, выделение прерываний с наивысшим приоритетом, формирование кода прерывания и переход к программе обслуживания запроса. Этн устройства обеспечивают обслуживание запросов в соответствии с приоритетами запросов и состоянием регистра защиты. В известных устройствах запрос на программу высшего приоритета прерывает выполнение программы низшего приоритета и занимает необходимые ресурсы, а завершение выполнения прерванной программы происходит только при отсутствии необслужепных запросов на программы более высокого приоритета.

Недостатком этих устройств является большое число переключений программ, что приводит к значительному увеличению непроизводительных затрат машинного времени 1.

Известно также наиболее близкое к данному изобретению по сущности технического решения устройство для управления прерыванием программ, содерл ащее схему сравнения, регистр прерывания, соединенный входами с запросной группой входов устройства, а выходами - с группой входов узла управления, первая группа выходов которого подключена к соответствующим входам кодирующей матрицы, соединенной с адресным выходом устройства, и первого элемента ИЛИ, соединенного с счетчиком времени, соединенным с управляющим входом устройства 2.

Устройство способно обслзживать прерывания, имеющие различные уровни приоритета. Сигналы прерываний, поступающие на вход устройства, записываются в соответствующие разряды регистра прерываний. При поступлении запроса на программу более высокого приоритета по сравнению с текущей программой с помощью схемы сравнения и узла управления производится прерывание выполнения текущей программы и включение программы высшего

приоритета. После завершения выполнения программы .высшего приоритета происходит возвращение к выполнению последней из прерванных программ.

Основным недостатком указанного устройства являются значительные затраты

времени на обработку прерываний, так как прерывание текущей программы ироисходит нри каждом ноступлении заироса на нрограмму более высокого приоритета, и при большом числе уровней нрноритетов число прерываний нрограмм достаточно велико.

Цель изобретения состоит в расширении функциональных возможностей устройства для сокран;ения ненроизводительных затрат машинного времени на обработку нрерываний.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены группа регистров времени выполнения программы, группа регистров допустимого времени задержкн начала выполнения нрограммы, счетчик времени интервала дообслуживання, и два дополнительных элемента ИЛИ, причем вторая и третья группы выходов узла управления подключены соответственно к грунпе регистров времени вынолнсния программы и группе регистров допустимого времени задержки начала выполнения программы, группы выходов которых через соответственно первый и второй дополпительные элементы ИЛИ подключены соответственно к первым входам счетчика времени интервала дообслужнвання п схемы сравнення, выход счетчика времени соединен со вторым входом счетчика времени интервала дообслуживания, выход которого подключен ко второму входу схемы сравнения, соединенной выходом со входом узла унравления, выход нервого элемента ИЛИ соединен со входами сброса счетчика времени и схемы сравнення.

На чертеже представлепа блок-схема устройства, содержашего регистр 1 прерываний, узел 2 управления, грунпа регистров 3 времени выполнения нрограммы, группа регистров 4 допустимого времени задержкн начала выполнения нрограммы, элементы ИЛИ 5 и 6, счетчик 7 времени, счетчик 8 времени интервала дообслуживания, схема 9 сравнения, кодирующая матрица 10, элемент ИЛИ 11 н ЭВМ 12.

Регистр 1 прерываний предназначен для хранения кодов прерываиий. При этом программе каждого из уровней приоритета соответствует свой код прерываний, записываемый в соответствующую ячейку регистра 1. Число ячеек регистра 1 равно числу уровней приоритета. Входы регистра 1 подключены к ЭВМ 12, причем число входов равно числу уровней приоритета. Узел управления 2 предназначен для выдачи сигналов считывания на регистры 3 и 4 сигналов прерывания в кодирующую матрицу 10 и сигналов сброса, поступающих через элемент ИЛИ 11, в счетчик времени 7 и схему сравнения 9.

Группа регистров 3 предназначена для хранения величин полных длительностей выполнения программ. Число входов группы регистров 3 равно числу уровней приоритета. Групиа регистров 4 предназначена для хранения величии максимально допустимого времени задержки начала запуска программ каждого лз уровней приоритетов. Группы регистров 3 п 4 закреплены за программами )азлнчпых уровней приоритета.

Счетчик 7 времепи иредпазначен для

формирования и выдачи кодов значений текущего времени в счетчик 8, который фиксирует время, необходимое для окончания выполиепня текущей программы путем вычитания из величины иолной длительностн выполнения текущей программы значения врсменн, затраченного на ее выпо.шение к момент поступления запроса па программу высшего приоритета. Выход счетчика 8 иодключеи к схеме сравнения 9,

прсдназиачеииой для формпрования сигнала нрерывання путем сравнения величин максимально допустимого времени задержки включения программы высшего приоритета и времени, необходимого для окончания выполнения текун 1,ей программы. Схема 9 сравнення задерживает сигнал прерывания в случае, если допустимое время задержки иревышает необходимое для завершения программы время и выдает снгиал прерывания в противном случае.

Кодирующая матрица 10 предназначена для формирования кодов ирерываипя в случае выявлсиия схемой 9 сравнення необходимости прерывания текущей программы.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы прерывания, инициируемые запросами на включение нрограмм высшего

приоритета, поступают от ЭВМ 12 в регистр 1. При поступлепии сигнала нрерывання в соответствующую ячейку регистра 1 хранящийся в ней код прерывания считывается на вход узла 2, соответствующий

данному уровню приоритета. При поступлении кода нрерывання из регистра 1 на узел 2 с выходов последнего выдается снгнал считывания в соответствующий регистр 3, хранящий величину полной длительности выполнения текущей программы, и сигнал считывания - в регистр 4, храняпщй величину максимально допустимого времени задержки включения программы высшего приоритета, инициировавшей данный

еигнал прерывания. Значение величины полной длительности выполнення текущей программы поступает из регистра 3 через элемент ИЛИ 5 па вход счетчика 8. На другой вход счетчика 8 с выхода счетчика

временн 7, запускаемого ЭВМ 12 в момент включения нрограммы в работу, постоянно поступают значения временн, затраченного на выполнение текущей программы,

В счетчике 8 фиксируется значение интервала времени, необходимого для окон