Многоканальное устройство для прерывания программ Советский патент 1980 года по МПК G06F9/48 

(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕРЫВАНИЯ ПГОГРАММ

Изобретение относится к области вычисли- тельной техники и может быть применено в устройствах управления ЦВМ. Известно многоканальное устройство для прерьтания программ 1, содержащее элементы ИЛИ, два распределителя импульсов, генератор, триггер управления, блок установки исходного состояния, шифратор, регистр, а в каждом канале - множество триггеров с входными и выходными вентилями. Недостаток устройства состоит в том, что оборудование в нем используется весьма неэффективно, так как в каждом канале должно быть занято запросом не более одного триггера Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является многоканальное устройство для прерывания программ 2), содержащее одноразрядные счетчики прерываний, регистр защиты, узел выявления разрешенных прерьгааний, регистр разрешенных прерываний, блок поиска старшего по приоритету прерывания, блок управления прерывания, шифратор, регистр фиксашга теряемых заявок, блок восстановления теряемых заявок, элементы И первой и второй групп и элемент ИЛИ. Известное устройство позволяет организовать смену приоритетов каналов прерывания при появлении в одном канале /хвух или более не принятых к обслуживанию заявок и информировать исполнительскую систему ЦВМ о факте переполнения заявок в том или ином канале прерывания, однако в указанном устройстве очередь необслуженных заявок по каждому каналу прерьшания не может быть более трех, что приводит к большим потерям заявок и сужает функциональные возможности. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет сокращения потерь необслуженных заявок. Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для прерывания : программ, содержащее блок выделения разрещеш ых прерываний, выходы которого соединены с информационными входами игнфратора и с первой группой информационных входов блока управления, первый запускающий выход которого соединен с первым входом блока 3 выделения ра: решеиных прерываний, а в каждо канале -- счетшк и элемент И, причем первый выход счетчика канала соединен с первым входом 3j|eMeHTa И канала, еуммирующий вход стетчика канала соединея с соответствующим входом первой группы входов устройства, первые установочные входы счеттаков каналов соединены с выходами первой группы установочных выходов блока управления, вторые установочные входы счетчиков каналов соедине ны с выходами второй группы установочных выходов блока управления, выходы элементов И каналов соединены со входами третьей группы входов блока выделения разрешенных прерываний, группа выходов сопровождения блока управления является первой группой выходов устройства, вторые входы элементов И каналов соединены со стробирующим выходом блока управления, управляющий вход ишфратора соединен с разрешающим выходом блока управления, а вторая группа входов устройства является первой группой входов блока выделения разрешенных прерываний, введены блок приоритета уровней индикации, группа фиксирующих элементов И, группа фиксирующих элементов ИЛИ, установочный 5лемент И, установочный элемент ИЛИ, а в каждый канал введена группа блоков индикации переполнения и элемент ИЛИ, причем второй выход ечетадка канала соединен с перв входом первого блока индикации переполнения канала, первый выход каждого блока индикаци переполнения канала (кроме последнего блока) соединен с первым входом последующего блока индикации переполнения канала, первый выход последнего блока индикации переполненения канала и вторые выходы всех блоков индикации переполнения канала соединены со входами элемента ИЛИ канала, третьи выходы одноименных блоков индикации переполнения каналов соединены со входами соответствующе го фиксирующего элемента ИЛИ, первые выход счетчиков каналов соединены со входами установочного элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом установочного элемен та И, выходы фиксирующих элементов ИЛИ соединены с первыми входами соответствующи фиксирующих элементов И, вторые входы уста новочного и фиксирующих элементов И соединены с группой опросных выходов блока управления, выходы установочного и фиксирую щих элементов И соединены с группой запускающих входов блока управления и с информационными входами блока приоритета уровней индикации, управляюплий вход которого соединен со вторым запускающим выходом блока управления, выходы блока приоритета уровней -индикации соединены со второй группой информационных входов блока управления И со второй группой входов блока выделения разрешенных прерываний, четвертая Vpynria входов которого соединена с четвертыми выходами одноименных блоков индикации переполнения каналов, вторые входы одноименных блоков индикации переполнения каналов соединены с группой считывающих выходов блока управления, третьи входы одноименнь Х блоков индикации переполнения каналов соединены с соответствующей подгруппой группы блокирующих выходов блока управления, четвертые входы одноименных блоков индикации переполнения каналов соединены с соответствующей подгруппой первой группы гасящих выходов блока управления, пятые входы одноименных блоков индикации переполнения каналов соединены с соответствующей подгруппой второй группы гасящих выходов блока за1равления, выходы элементов ИЛИ каналов соединены с группой входов переполнения блока управления и со второй группой выходов устройства, третья группа входов устройства является группой защитных входов блока управления, а выходы шифратора являются третьей группой выходов устройства. Поставленная цель достигается также тем, что блок индикации переполнения канала содержит счетчик, три элемента И, элемент НЕ, причем первый вход блока соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с первым входом счетчика, выход второго элемента И соединен со вторым выходом блока, второй вход блока соединен с первым входом третьего элемента И, первый выход счетчика соединен с третьим выходом устройства и со. вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с четвертым выходом блока, третий вход блока соединен со вторым входом первого элемента И через элемент НЕ, а со вторым входом второго элемента И - непосредственно, четвертый и пятый входы блока соединень соответственно со вторым и третьим входами счетчика, выход которого и выход второго элемента И являются соответственно первым и вторым выходами блока. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока индикации переполнения. Многоканальное устройство для прерывания программ содержит (фиг. 1) каналы I; 2, установочный элемент Ш1И 3, установочный элемент И 4, шифратор 5, блок 6 выделения разрешенных прерываний, блок 7 приоритета уровня индикации, блрк 8 управления, группу фиксирующих элементов ИЛИ 9, группу фикшрующих элементов И 10, суммирующие входы И, 12, образующие первую группу входов устройства, вторую группу входов 13, третью группу входов 14, первую 15, третью 16 и вторую 17 группы выходов; блок управления содержит первую группу информационных входов 18, первый запускающий выход 19, первую и вторую группы установочных выходов 20, 21, группу опросных выходо 22, группу запускающих выходов 23, второй запускающий выход 24, вторую группу инфор мационных входов 25, группу считывающих выходов 26, группу блокирующих выходов 27 первую и вторую группы гасящих выходов 28 ,29, группу входов 30 переполнения, группу защитных входов 31, группу выходов 32 сопровождения, стробирующий выход 33, разрешающий выход 34. Блок выделения разрешенных прерываний содержит соответствегаю вторую, третью и чет вертую группы входов 35, 36 и 37. Кроме того, каждый канал содержит блоки 38, 39 индикации переполнения, счетчик 40 элемент И 41, элемент ИЛИ 42. Каждый блок индикации переполнения соде жит соответственно первые - пятые входы 43-47, соответственно первые - четвертые выходы 48 - 51. Блок индикации переполнения содержит (фиг. 2): счетчик 52, элементы И 53-55, элемент НЕ 56. Устройство работает следующим образом. Работа устройства инициируется сигналами прерьшания, поступающими на входы 11, 12 устройства, и осуществляется в соответствии с кодами защиты каналов прерывания на входах 13 устройства и кодами защиты уровней индикации на входах 14 устройства. Результирующей (выходной) информацией работы устройства являются: коды номеров прерываний (заявок), принятых к обслуживанию, на выходах 16 устройства, сигналы переполнений заявок, не принятых устройством к обслуживанию и требующих дпя их обслуживания подключения дополнительной вычислительной мощности, на выходах 17 устройства; управляющие сигналы на выходах 15 устройства, отражающие внутреннее состояние устройства или характеризующие выдаваемую по выходам 16, 17 устройства информащно (сигналы сопровождения). Сигналы прерьтания со входов 11, 12 устройства поступают на входы соответствующ одноразрядных счетчиков 40 прерываний каналов 1, 2 и фиксируются ими. При появлении в ка ком-либо канале двух не принятых к обслуживанию сигналов прерывания соответствую щий одноразрядный счетчик 40 переполняется, и сигнал переполнения (переноса) со счетного выхода этого одноразрядного счетчика 40 через элемент И 53 поступает на счетный вход одноразрядного счетчика 52 соответствующего блока 38 индикации переполнения. В каналах 1,2 устройства одноразрядный, счетчик 40 и блоки 38, 39 индикации переполнения образуют счетчик необслуженных заявок данного канала. Сигналы переполнений со счетных выходов одноразрядных счетчиков 52 через соответствующие элементы ИЛИ 42 ка-, нала поступают на соответствующие входы блока 8 управлершя и на выходы 17 устройства. Сигналы с единишых выходов одноразряд;ных счетчиков 40 и счетчиков 52 одноименных блоков 38 всех каналов (в пределах каждого уровня индикации) объединяются элементами ИЛИ 3, ИЛИ 9 и через соответствующие элементы И 4, И 10 инициируют работу блока 8 управления. Управление элементами И 4, И 10 осуществляется блоком 8 управления в соответствии с кодом защиты уровней индикации и текущим состоянием устройства. На время анализа блоков 38, 39 индикации переполнений или счетчиков 40 каналов 1,2 элементы И 4, И 10 блокируются (устанавливается общий запрет прерьшаний в устройстве). По сигналам с элементов И 4, И 10 блок 8 управления запускает блок 7, осуществляющий поиск того счетчика 52, в котором установился ненулевой код переполнений и номер которого имеет наибольщее значе1ше. Если во всех счетчиках 52 - нулевые коды (отсутствуют сигналы на выходах элементов И 10), а в счетчике 40 - ненулевой код и отсутствует сигнал блокировки элемента И 4, блок 7 формирует сигнал на своем выходе, соответствующий нулевому уровню индикации. По сигналу из блока 7 блок 8 управления формирует сигнал считывания кода с соответствующего (выделенного) блока индикации переполнений или счетчика 40 на входы блока 6 выделения разращенных прерываний и запускает его. Блок 6 выделения разрешенных прерьшаний в соответствии с кодом защиты каналов прерывания осуществляет поиск и выделение наиболее приоритетного разрешенного сигнала прерывания, который поступает на входы блока 8 управления и шифратора 5. В зависимости от параметров (номера канала и номера уровня индикации) выделенного сигнала прерывания и с учетом состояния устройства блок 8 управления реализует соответствующую тактику обработки прерьшания. В частности, при принятии заявки к обслуживанию блок 8 управления снимает блокировку с щифратора 5 и тем самым обеспечивает выдачу кода номера прерывания в исполнительную систему ЦВМ. В других случаях коды номеров прерьшаний на выходы 16 устройства не выдз: ются (заявки к обслуживанию не принимаются), а блок 8 управления ведет их учет или игнорирует. Процесс обработки сигнала прерывания устройством завершается сбросом одноразрядного счетчика 52 и BoccTiiiioBJioiHCM количества необслуженных заявок в данном канале (подачек из блока 8 управления си1налов на вторые входы одноразрядных счетчиков 52 и на второй вход одноразрядного счетчика 40 этого канала). По завершении обработки устройством текущего сигнала прерывания или в cjTy4ae, если блоком 6 выделения разрешенных прерываний на анализируемом уровне индикации не будет обнаружен разрешенный сигнал прерывания, блок 8 управления либо сформирует на входах элементов И 4, И 10 ОТЛИЧНЬЕЙ от нредыдущего код защить прерьгааний и перейдет к следующему циклу работы устройства, либо перейдет в состояние ожидания до смены кода защиты уровней индикации на входах 14 блока 8 управления или до установления ненулевого кода на незащищенных уровнях индика1№1и (до появления разрешенных сигналов прерывания). При переполнении сигналов прерывания в каком-либо канале прерьгеания на входе элемента ИЛИ 42 этого канала формируется сигнал переполнения канала, который поступает на соответствующий из входов группы 30 блока 8 управления и на выход 17 устройства. В вычислительной системе этот сигнал может восприниматься как сигнал прерывания дополнительной ЦВМ, подключаемой для обслуживания заявок по данному каналу прерывания в случае перегрузки ЦВМ, в состав которой входит данное устройство. При этом блок 8 управления формирует на соответствующем выходе устройства из группы выходов 15 сигнал сопровождения, информирующий систему о факте переполнения заявок по некоторому каналу в данном устройстве. В зависимости от кода защиты уровней индикации на входах 14 и загруженности устрой ства (количества необслуженпых заявок) блок 8 управления может исключать частично или полностью блоки 38, 39 индикации переполнений в каждом канале 1, 2 и тем самым управлять нагрузкой на ЦВМ, в состав которой входат данное устройство. Так для исключения N-п схем индикации переполнений в некотором канале данного устройства блок 8 управления формирует сигнал разрешения на входе элемента И 54 последующего блока 39, соответственно элемент И 53 последующего блока 39 блокируется сигналом запрета с элемента НЕ 56 этого блока. . В этом случае сигналы перепол нений с выхода элемента И 54 этого блока, минуя одноразрядные счеттаки 52 последующих блоков 39, поступают на вход элемента ИЛИ 42 Таким образом, .изобретение обеспечивает возможность фиксации 2п-1 (п - число блоков 38, 39 в канале необслуженных заявок (сигналов прерывания), немедленную смену приоритетов каналов в случае переполнения счетчика 40, выбор тактики обработки прерываний в зависимости , с одной стороны, от кодов защить каналов и уровней индикации переполнения, с другой стороны, от количества заявок, накопленных в каналах, а также юзволяет в случае переполнения того или иного канала передавать сигналы прерывания другрму устройству с целью подключения дополнительной вычислительной мощности для обслуживания заявок по переполняемым каналам. Кроме того, в зависимости от количества и характера заявок изобретение имеет возможность исключать в каналах количество блоков индикации переполнений (управлять количеством заявок по любому каналу). В изобретении процессы фиксации заявок и их обработки разделены пространственно и совмещены во времени, что , в совокупности с возможностью фиксации большого количества заявок, передачи части заявок для обработки другому устройству, управления количеством обрабатьшаемых заявок в устройстве, позволяет сократить потерю заявок при сохранении малого времени обработки прерываний (обеспечении высокой разрешающей способности устройства). Формула изобретения 1. Многоканальное устройство для прерывания программ, содержащее блок выделения разрешенных прерываний, выходы которого соединены с информационными входами шифратора и с первой группой информационных входов блока управления, первый запускающий выход которого соединен с первым входом блока выделения разрешенных прерываний , а в каждом канале - счетчик и элемент И, причем первый выход счетчика канала соединен с первым входом элемента И канала, суммирующий вход счетчика канала соединен с соответствуюим входом первой группы входов устройства, первые установочные входы счетчиков каналов соединены с выходами первой группы установочных выходов блока управления, вторые установочные входы счетчиков каналов соединены с выходами второй группы установочных выходов блока управления, выходы элементов И каналов соединены со входами третьей груп-. пы входов блока выделения разрешенных прерываний, группа выходов сопровождения блока -управления является первой группой выходов устройства; вторые входы элементов И . каналов соединены со стробирующим выходом блока управления, а управляющий вход нгафратора соединен с разрешающим выходом блока управления, а вторая группа входов устройства является первой группой входов блока выделения разрешенных прерываний, о т л и-чающееся тем, что, с целью расширени функциональных эозможностей за счет сокращения потерь необслуженных заявок, оно содержи блок приоритета уровней индикации, группу фиксирующих элементов И, группу фиксирующих элементов ИЛИ, установочный, элемент И, установошый элемент ИЛИ, а в каждом канале - группу блоков индикации переполнения и элемент ИЛИ, причем второй выход счетчика канала соединен с первым входом первого блока индикации переполнения .канала, первый выход каждого блока ин шкации переполнения канала (кроме последнего блока) соединен с первым входом последующего блока индикации переполнения канала, первый выход . последнего блока индикации переполнения канала и вторые выходы всех блоков индикации переполнения канала соединены со входами элемента ИЛИ канала, третьи выходы одноименных блоков индикации переполнения каналов соединены со входами соответствующего фиксирующего элемента ИЛИ, первые выходы счетчиков каналов соединены со входэми установочного элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом установочного элемента И, выходы фиксирующих элементов ИЛИ соединены с первыми входами соответствующих фиксирующих элементов И, вторые входы установочного и фиксирующих элементов И соединены, с группой опросных выходов блока управления, выходы установочного и фиксирующих элементов И соединены с группой запускающих входов блока управления и с информационными входами блока приоритета уровней индикации, управляющий вход которого соединен со вторым запускающим выходом блока управления, выходы блока приоритета уровней индикации соединены со второй группой информационных входов блока управления и со второй группой входов блока выделения разреи1енных прерываний, четвертая группа входов которого соединена с четвертыми выходами одноименных блоков индикации переполнения каналов, вторые входы одноименных блоков индикации переполнения каналов

соединены с группой считывающих вы.Чодов блока управления, третьи входы одноименных блоков индикации перепо;шения каналов соединены с соответствующей подгруппой группы блокирующих выходов блока управления, четвертые входы одноименных блоков индикации перепод,нения каналов соединены с соответствующей подгруппой первой группы гасящих выходов блока управления, пятые входы одноименных блоков индикации переполнения каналов

0 соединены с соответствующей подгруппой второй группы гасящих выходов блока управления, выходы элементов ИЛИ каналов соединены с группой входов переполнения блока управления и со второй группой выходов устройства,

5 третья группа входов устройства является группой защитных входов блока управления, а выходы шифратора являются третьей группой выходов устройства.

5 с первым входом счетшка, выход второго элемента И соединен со вторым выходом блока,. второй вход блока соединен с первым входом третьего элемента И, первый выход соединен с третьим выходом устройства и со

0 вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с четвертым вь.ходом блока, третий вход блока соединен со ..-.вторым входом первого элемента И через элемент НЕ, а со вторым входом второго элемента И -

5 непосредственно, четвертый и пятый входы блока соединены соответственно со вторым и третьим входами счетчика, выход которого и выход второго элемента И являются соответствершо первым и вторым выходами блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

чъ

Ц-5

tttt

48

5/ 50