Устройство управления прерываниями Советский патент 1982 года по МПК G06F9/48 

(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРЕРБ1ВАНИЯМИ

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах управления, работающих в реальном масштабе- времени.

Известно устройство, содержащее селектор адреса, генератор импульсов, делитель 5 частоты, счетчики и блоки приема-передачи данных 1.

Недостаток данного устройства - отсутствие возможности прерывания ЭВМ.

Наиболее близким к предлагаемому яв- ,Q ляется устройство управления прерываниями, содержащее блок формирования сигналов прерывания, коммутатор, регистр состояния, два входных регистра, три счетчика и два одновибраторз, причем вход и выход прерывания устройства соединены соответст- 15 венно с первым входом и первым выходом блока формирования сигналов прерывания, вход управления коммутацией регистров устройства подключен ко входу коммутатора, выход которого соединен с управляющими jo входами входных регистров и регистра состояния, информационный вход-выход устройства подключен к информационным входам-выходам входных регистров и регистра состояния, а тактирующий вход устройства к первому входу третьего счетчика, выход первого одновибратора соединен со вторым входом блока формирования сигналов прерывания, а выход третьего счетчика подключен к первым входам первого и второго счетчиков, вторые входы этих счетчиков соединены с выходом регистра состояния, а третьи входы - с выходами соответствующих входных .регистров, выходы первого и второго счетчиков подключены соответственно ко входам первого и второго одновибраторов 2.

Известное устройство не обладает возможностью векторного прерывания ЭВМ, что приводит к необходимости программно идентифицировать источник прерывания, снижая тем самым общую производительность системы. Кроме того, указанное устройство не обеспечивает автоматического предотвращения остановов и зацикливаний ЭВМ, когда обработка внешних прерываний процессором программно запрещена. Автоматическое предотвращение остановов и зацикливаний ЭВМ является особенно важным в системах управления, работающих в реальном масштабе времени Цель изобретения - увеличение производительности устройства. Поставленная цель достигается тем, чтЬ в устройство управления прерываниями, содержащее блок формирования сигналов прерывания, коммутатор, регистр состояния, два входных регистра, три счетчика и два одновибратора, причем вход и выход прерывания устройства соединены соответственно с первым входом и первым выходом блока формирования сигналов прерывания, вход управления коммутацией регистров устройства подключен ко входу коммутатора, выход которого соединен с управляющими входами входных регистров и регистра состояния, информационный вход-выход устройства подключен к информационным входам-выходам входных регистров и регистра состояния, а тактирующий вход устройства к первому входу третьего счетчика, выход первого одновибратора соединен со вторым входом блока формирования сигналов прерывания, а выход третьего счетчика подключен к первым входам первого и второго счетчиков, вторые входы этих счетчиков соединены с выходом регистра состояния, а третьи входы - с выходами соответствующих входных регистров, выходы первого и второго счетчиков подключены соответственно ко входам первого и второго одновибраторов, введены регистр прерывания и блок аварийного прерывания, первый вход которого соединен со вторым выходом блока формирования сигналов прерывания, выход второго одновибратора подключен к третьему входу блока формирования сигналов прерывания и второму входу блока аварийного прерывания, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым управляющим входом регистра состояния и выходом аварийного прерывания устройства, при этом первый и второй управляющие входы регистра прерывания подключены к выходам соответственно коммутатора и второго одновибратора, а информационный вход-выход регистра прерывания соединен с информационным входом-выходом устройства. При этом блок формирования сигналов прерывания содержит триггер, элемент И и два элемента НЕ, причем первый вход блока соединен с первыми входами триггера и элемента И, второй вход блока подключен ко входу первого элемента НЕ, третий вход блока соединен со вторым входом триггера, выход которого подключен ко входу второго элемента НЕ, первому и второму выходам блока, выход второго элемента НЕ соединен со вторым входом элемента И, а выходы элемента И и первого элемента НЕ подключены к первому выходу блока. Кроме того, блок аварийного прерывания содержит элемент задержки, элемент И и одновибратор, причем первый вход блока соединен с первым входом элемента И, второй ВХОД блока пЬдключен ко входу элемента задержки, выход которого соединен со вторым входом элемента И, вход одновибратора подключен к выходу элемента И, а его выходы соединены с первым и вторым выходами блока. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока формирования сигналов прерывания; на фиг. 3 - функциональная схема блока аварийного прерывания. Устройство управления прерываниями содержит блок 1 формирования сигналов прерывания, коммутатор 2, регистр 3 состояния, первый 4 и второй 5 входные регистры, первый 6, второй 7 и третий 8 счетчики, первый 9 и второй 10 одновибраторы. Вход 11 прерывания устройства и выход 12 прерывания устройства соединены соответственно с первым входом и первым выходом блока 1 формирования сигналов прерывания. Вход 13 управления коммутацией регистров, устройства подключен ко входу коммутатора 2, выход которого соединен с управляющими входами регистров 3, 4 и 5, информационный вход-выход 14 устройства подключен к информационным входам-выходам регистров 3, 4 и 5, а тактирующий вход 15 устройства - к первому входу счетчика 8. Выход одновибратора 9 соединен со вторым входом блока 1, а выход счетчика 8 подключен к первым входам счетчиков 6 и 7. Вторые входы этих счетчиков соединены с выходом регистра 3, а третьи входы - с выходами регистров 4 и 5. Выходы счетчиков 6 и 7 подключены соответственно ко входам одновибраторов 9 и 10. Кроме того, устройство содержит регистр 16 прерывания и блок 17 аварийного прерывания. Первый вход блока 17 соединен со вторым выходом блока 1, выход одновибратора 10 подключен к третьему входу блока 1 и второму входу блока 17, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым управляющи входом регистра 3 и выходом 18 аварийного прерывания устройства. Первый и второй управляющие входы регистра 16 подключены к выходам соответственно коммутатора 2 и одновибратора 10, а информационный входвыход регистра 16 соединен со входом-выходом 14 устройства. При этом блок 1 формирования сигналов прерывания содержит триггер 19, элемент И 20, первый элемент НЕ 21 и второй элемент НЕ 22. Первый вход блока 1 подключен к первому входу элемента 20 и первому входу триггера 19, второй вход блока 1 подключен ко входу элемента 21. Третий вход блока 1 соединен со вторым входом триггера 19, выход которого подключен ко входу элемента 22, а также первому и второму выходам блока 1. Выход элемента 22 соединен со вторым входом элемента 20,

а выходы элемента 20 и элемента 21 подключены к первому выходу блока 1.

Кроме того, блок 17 аварийного прерывания содержит элемент 23 задержки, элемент И 24 и одновибратор 25. Первый вход блока 17 соединен с первым входом элемента 24, второй вход блока 17 подключен ко входу элемента 23, выход которого соединен со вторым входом элемента 24. Вход одновибратора 25 подключен к выходу элемента 24, а его выходы соединены с первым и вторым выходами блока 17.

Устройство работает следующим образом.

При инициализации устройства на вход 13 поступает адрес одного из регистров 4, 5 или 16. Этот адрес расшифровывается коммутатором 2, с выхода которого на вход соответствующего регистра поступает сигнал разрещающий прием в регистр данных со входа-выхода 14. Запуск счетчиков 6 и 7 разрешается путем записи «1 в соответствующие биты регистра 3. Счетчики 6 и 7 являются вычитающими и стробируются сигналами от счетчика 8. При установке в «О в одном из счетчиков сигнал обнуления через одновибраторы 9 или 10 поступает на вход блока 1 формирования сигналов прерывания, обеспечивая генерацию запроса прерывания, и на вход блока 17, запуская счет времени задержки. Прерывание от счетчика 6 происходит с фиксированным вектором прерывания, прерывание от счетчика 7 происходит по вектору, адрес которого записан в регистре 16. Этот адрес выдается в процессор ЭВМ через вход-выход 14. Сигнал предоставления прерывания поступает на вход блока 17 через блок 1. В случае задержки этого сигнала относительно сигнала запроса прерывания более определенной величины блок 17 формирует сигнал аварийного прерывания, поступающий в процессор с выхода 18 устройства. Одновременно блок 17 устанавливает в регистре 3 бит аварийного прерывания. Содержимое регистров 3, 4, 5 и 16 программно доступно процессору ЭВМ в любой момент времени.

В качестве элементной базы устройства могут быть использованы интегральные микросхемы серий К580, К589 и К155. Испытания опытных образцов устройства подтвердили, что его производительность увеличивается за счет автоматического предотвращения остановов и зацикливаний ЭВМ.

Формула изобретения

/ 1. Патент США № 4168531, кл. 364/900, 1979. 2. Патент США № 4161787, кл. 364/900, 1979.

V V

N