Устройство для прерывания программ

 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и предназначено для реализации систем прерывания в многомашинных вычислительных системах. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит регистр прерываний, регистр маски, пять групп элементов И, два элемента ИЛИ, пять триггеров, дешифратор адреса, блок вьфаббтки обобщенного сигнала прерывания,регистр вывода, устройство приоритета,, шифратор , пять элементов И и два элемента задержки. Новым является введение дешифратора адреса, регистра вывода, устройства приоритета, ши- , фратора, четырех триггеров, двух эЛементов задержки, трех элементов И и элементов ИЛИ и вьтолнение ряда соединений . 3 ил. W ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (58 4 С 06 F 9/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3890453/24-24 (22) 23.04.85 (46) 15.12.86, Вюл, У 46 (72) В.И,Шеремет, В.И.Анисимов, Д.В.Иванов, Л.P.Íàéìàðê и Ю.С.Савостьянов (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 955063, кл. G 06 F 9/46, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1001103, кл, G 06 F 9/46, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕРЫВАНИЯ

ПРОГРАММ (57) Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и предназначено для реализации систем пре„„SU„1277109 А1 рывания в многьмашинных вычислительных системах. Цель изобретения — повышение быстродействия. Устройство содержит регистр прерываний, регистр маски, пять групп элементов И, два элемента ИЛИ, пять триггеров, дешифратор адреса, блок выработки обобщенного сигнала прерывания, регистр вывода, устройство приоритета, шифратор, пять элементов И и два элемента задержки. Новым является введение дешифратора адреса, регистра вывода, устройства приоритета, ши. фратора, четырех триггеров, двух элементов задержки, трех элементов И и элементов ИЛИ и выполнение ряда соединений. 3 ил.

12771

Изобретение относятся к вычислительной технике и может быть использовано для реализации сисгем прерывания в многомашинных вычислительных системах. 5

11ель изобретения — повышение быстродействия устройства, На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для прерывания программ, на фиг,2 — структурная схема 10 блока выработки обобщенного сигнала

4 прерываняя„ на фиг,3 -- структурная схема узла приоритета, Устройство для прерывания программ содержит дешифратор 1, регистр 2 вы- I5 вода„ регистр 3 маски, регистр 4 прерываний, узел 5 приоритета, шифратор

6, гр ппу элементов И 7, группу элементов H 8, группу элементов И 9, группу элементов И l0„ группу элементов И 1!, блок 1? выработки обобщенного сигнала прерывания, элемент ИЛИ 13 триггеры 14-19, элементы И 2U-2h элемент ИЛИ 25, элементы 26 и 27 задержки, кодовые выходы 28 устройства, входы 29 сигналов прерываний устройства, информационные входы-выходы 30 устройства, вход 31 сигнала "Обмен " устройства, вход 32 сигнала "Запись", выход 33 сигнала "Требование прерывания" устройства, вход 34 сигнала "Предоставление прерывания устройства, выход

35 сигнала прерывания устройства, вход !6 сигнала "Чтение" устройства, выход 37, вход 38 блока 12.

Блок 12 выработкя обобщенного сигнала прерывания (фиг.2) содержит элементы И 39-43, элементы Ht 44 и

45. триггеры 46 и 47, элемент 48 задержки.

Узел 5 приоритета (фиг,3) содержит триггеры 49, элементы И 50.

Устройство работает следующим образом, Переп, началом работы все триггеЯ ры я регистры устанавливаются в нОн (цепь установки в "0" на фиг,1 ке показанa). Устройство работает в следующих режимах: "Запись регистра

3! н маски, Выдача прерываняян„ нПрием прерывания", нКонтроль 1" и Контроль

211

В режиме "Запись регистра маски" устройство работает следующим об= разом. 5."1

На информационных входах-выходах

30 устройства управляющая ЭВМ выставляет адрес регистра 3 маски, в ре09 2 зультате чего на выходе дешифратора

1 появляется единичный сигнал, который по. переднему фронту сигнала на входе 31, выдаваемому управляющей

ЭВМ, записывается в триггер 15. Управляющая ЭВМ снимает адрес и устанавливает код маски, который записывается в регистр 3 передним фронтом с выхода элемента И 21, на входы которого подаются сигналы с выхода триггера 15 и сигнал с входа 32, вырабатываемый ЭВМ и сопровождающий процедуру записи.

В режиме иВыдача прерываниян управляющая 3BN выставляет адрес регистра 2 вывода, на первом выходе дешифратора 1 появляется единица, которая передним фронтом сигнала 31, заносится в триггер 14, Сигнал 32, в случае ацреса регистра вывода через элемент И 20 заносит код прерывания в регистр 2 и устанавливает в единичное состояние триггер l9.Единичный сигнал прямого выхода триггера 19, через элемент И 22 (на второй вход которого в этом режиме подается единичный сигнал с инверсного выхода триггера 17) открывает те элементы

H группы элементов H 7, на первые входы которых подаются единичные сигналы с выхода регистра 2, Одновременно едикичный сигнал с прямого выхода триггера 19 через элемент 27 задержки устанавливает триггер 19 в нулевое состояние, 1акям образом, на выходах ?Я появляются единичные сигналы, соответствующие коду прерывания в регистре 2, а длительность этих сигналов определяется параметрами элемента 27 задержки.

В режиме Прием прерывания" импульсные сигналы ка входах 29 сигналов прерываний через элементы И

9 (на вторых входах элементов И присутствует епиница с инверсного выхода триггера 17 во всех режимах, кроме режимов "Контроль 1" я "Контроль

2") передним фронтом заносят единицы в соответствующие разряды регистра

4, кроме тех разрядов, которые установлены в единицу в регистре 3. Сигналы с выходов регистра 4 поступают на входы элементов ИЛИ 13, и сигнал наличия прерывания с выхода элемента

ИЛИ 13 поступает на вход 38 блока 12.

Одновременно вьгсодкые сигналы регистра 4 поступают на соответствующие входы узла приоритета.

1277109

Сигнал наличия прерывания с входя

38 блока 12 поступает на первый вход элемента И 40, При отсутствии сигняла "Предоставление прерывания" 34, триггер 46 устанавливается в единицу.

В случае присутствия сигнала 34 "ilpeдоставление прерывания!! (т.е. управляющая ЦМ счи" ûâàåò вектор прерывания какого-либо другого устройства, запросившего прерывание ранее) триггер !а

46 устанавливается в единицу толька после снятия этого сигнала. Таким .образом, на выходе 33 сигнала Требования прерывания" устройства появляется единичный сигнал, который посту- » пает на,соответствующий вход упряьляющей 3ВМ.В ответ унравляющ!яя ЭВМ выставляет сигнал "Чтение" и сигнал 34

"Предоставление прерывания",. передним фронтомкоторого незамаскированные 20 прерывания с выхода регистра 4 прерываний записываются в соответствующие триггеры 49 узла 5. Эта запись производится во избежание смены информации на выходе узла 5 во время процедуры выдачи вектора прерывания в случае прихода более высокого уровня приоритета. Сигнал 34 "Предоставление прерывания" при наличии сигнала 33

l!

Требование прерывания" устанявливя- 30 ет в единичное состояние триггер 47, сигнал с инверсного выхода которого, подаваемый на вход элемента И 43, препятствует дальнейшему распространению сигнала Предоставление преры- З, вания" на выход 35. Одновременно сигнал 34 "Предоставление прерывания" устанавливает в "0" триггер 46 и устройство снимает сигнал 33 "Требовявание прерывания !. В случае, если данное устройство для прерывания программ не выставляет сигнал 33

"Требование прерывания" (т.е. этот сигнал был выставлен другим, менее приоритетным устройствам), то сигнал у»

"Требование прерывания" через элемент 48 задержки и элемент И 43 проходит на выход 35. Элемент 48 задержки введен для предотвращения выдачи кратковременного сигнала 35 при наличии сигнала 33 "Требование прерывания

При наличии единицы на прямом выходе триггера 47 (т.е ° наличие сигнала 34 "Предастанление прерывания" «» в ответ на сигнал 33 "Требование прерывания ) и наличии единичного сигнала на входе 36 сигнала "Чтение" ня выходе 37 блока 12 появляется единичный сигнал, который подается ня вторые входы элементов ll 1;, выходы которых соединены с саатваrс гвуюшими разряпями инАармяционных вл-.адан-выходов 30 устройстна (в предлагаемом устройстве принята мягистряльная структура, т.е. структура„ позволяющая Объединять одноименные входы-вь!ходы при помощи мантяжнага

ИЛИ), На гернке входы элемен=ав И

1 подаются сигналы с выхаля шиАряТОря 6, входами кОТОрОга я.-ляются выходы узла ", Временна ; =::-.держка ме-жду приходам сигналя 34 Предоставление прерь:нянин H появлением единична"o сигналя :!я выхода 3 блока 12 обеспечивает окончание переходного процесса в узле 5 и шифраторе 6, что ааеспе.- иняет неизменность выдявяемай информации ня выходах 30 устройства и тем самым предотвращает при"=и неверной информации управляющей ЭВМ, Одновременно сигнал с выхода 37 блок- 12 поступает ня вторые входы элементов И 10, первые входы которых соединены с соответствующими выходами узла 5, Тяк как к этому времени ня выхадях узла существует талька один вьход, находящийся в единич Io . составе, соответствующий выдаваемому вектору прерывания, то на выходах элементов И 10 паявпяется только один единичный сигнал, который установит н нулевое состояние соответствующий разряд регистра 4, Наличие единицы в саотнетствующем триггере 49 узла 5 не будет влиять на дальнейшую работу, тяк кяк при новом цикле обслуживания устройства для прерывания программ он будет сброшен сигналам 34 Предастяв— пение прерывания".

Триггер 47 устанавливается з нулевое состояние положительным Аронтам сигнала И 42.который Образуется при снятии сигналя 36 "Чтение". При снятии сигнала Чтение, кроме таге, !! !! закрываются элементы И 11 и прекряшается выдача нектара прерывания ня выходы 30 устройства, после чего, управляющая ЭВХ снимает сигнял 34

ll предоставление пррь!нния и тем мым разрешает устройству выстави! ь (при наличии неабслуженных зяпрОсав ня прерывание в регистре 4 IlIeрыжа ний) с.г!едующий cèãíàë 33 зяпра ся требование грерывяния", 5 127? 1

Режим пКонтроль начинается обращением управляющей ЭВМ по адресу регистра маски более приоритетного устройства, чем контролируемое (если оно имеется). При этом в регистре маски заносятся все единицы, Затем управляющая ЭВМ производит запись по адресу, соответствующему возбуждению третьего (в режиме "Контроль 1") или четвертого (в режиме 10

"Контроль 2") выхода дешифратора 1 адреса контролируемого усгройства.

При этом устанавливается в единичное состояние триггер 16. Положительный фронт сигнала с выхода триг- 15 гера 16 устанавливает в единичное состояние триггер 17, а в режиме

"Контроль 1" — и триггер 18, В режи.ме "Контроль 2" триггер 18 устанавливается в нулевое состояние.

Сигнал с прямого выхода триггера

17 через элемент 26 задержки устанавливает триггер 17 в нулевое состояние через время, необходимое для выполнения операций контроля. Затем управляющая ЭВМ выполняет операцию записи в регистр 2, при этом нулевой сигнал с инверсного выхода триггера !7 запрещает прохождение сиг30 налов 29 прерываний на вход регистра

4 и через элемент И 22 запрещает прохождение сигналов прерываний на выходы 28, Так как после записи кода прерывания в регистр 2 вывода на прямом выходе триггера 19 появляется единичный сигнал, то в режиме "Контроль 1" через элемент И 23 на вторые входы элементов И 8 подаются разрешающие сигналы, а в режиме "Контроль

2" разрешающие сигналы подаются на элементы И 8 через элемент И 24. Таким образом, на входах регистра 4 появляются сигналы прерывания в соответствии с кодом прерывания занесением в регистр 2 и в соответствии

45 с режимом "Контроль 1" или "Контроль

2". Дальнейшая работа устройства аналогична работе в режиме, "Прием . пр ер ива ния 1.

Управляющая ЭВМ принимает вектор прерывания и в случае, если ЭВМ ра-1 ботает в ре име "Контроль"Р сравнивает полученный вектор прерыванчя с выведенной информацией (код регистра

3 маски,, код регистра 2 вывода, режим "Контроль 1" или "Контроль 2"), затем производит запись нового состояния (определяемого программой) в

09 6 регистры масок более приоритетных устройств, чем контролируемое, и возвращается к выполнению прерванной программы, В случае, если ЭВМ не переходила в режимы "Контроль 1" или "Контроль

2"„ то управляющая ЭВМ переходит к выполнению программы, задаваемой вектором прерывания, Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для прерывания программ, содержащее регистр прерываний, регистр маски, пять групп элементов И, первый элемент ИЛИ, два элемента И, два триггера и блок выработки обобщенного сигнала прерывания, причем группа информационных входов регистра маски подключена к группе информационных входов устройства, выходы элементов И первой группы подключены к нулевым входам соответствующих разрядов регистра прерываний, выходы элементов И второй группы подключены к кодовым выходам устройства, тактовый вход первого триггера соединен с входом сигнала "Обмен устройства", блок выработки обобщенного сигнала прерывания содержи. первый элемент

И, первый элемент НЕ и первый триггер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения быстродействия, в него введены дешифратор, регистр выхода, узел приоритета, шифратор, четыре триггера, два элемента задержки, три элемента И и второй элемент

ИЛИ, причем информационные входывыходы устроиства < оединены с входами дешифратора, регистра вывода и с выходами элементов И третьей группы, первый и второй выходы дешифратора соединены с информационными входами первого и втооого триггеров соответственно, третий выход дешифратора соединен с первым выходом первого элемента ИЛИ н с информационным входом третьего триггера, чегвертый вьиод дешифратора соединен с вторым входом первого элемента ИХЯ, выход которого соединен с информационным входом четвертого триггера, тактовые входы второго и четвертого триггеров соединены с входом сигнала

"Обмен устройства, прямые выходы первого и второго триггеров соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно,вто1277109 рые входы которых соединены с входом сигнала Запись устройства, прямой выход четвертого триггера соединен с тактовым входом третьего триггера и с тактовым входом пятого триггера, прямой выход четвертого триггера соединен с первыми входами третьего четвертого элементов И и с входом, первого элемента задержки, выход которого соединен с нулевым входом пятого триггера, выход первого элемента И соединен с тактовым входом регистра вывода и с единичным входом шестого триггера, выход которого соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов И, с первым входом пятого элемента И и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с нулевым входом шестого триггера, инверсный выход пятого триггера соединен с вторым входом пятого элемента И и с первыми входами элементов И третьей группы, вторые входы которых соединены с входами сигналов прерывания устройства, выход пятого элемента И соединен с первыми входами элементов И второй группы, выходы регистра вывода соединены с первыми входами элементов

И первой группы, с вторыми входами элементов И второй группы, прямой и инверсный выходы третьего триггера соединены с третьими входами третьего и четвертого элементов И соответственно, выход третьего элемента И соединен с вторыми входами с первого по и/2-й (h — число запросов) элементов И первой гр ппы, выход четвертого элемента И соединен с вторыми входами с(л /2 + 1 )-го по п и элементов И первой группы, выход второго элемента И соединен с тактовым входом регистра маски, информационные входы регистра маски соедиены с выходами элементов И четвертой. группы, выходы регистра маски соединены с нулевыми входами регистра прерываний, выходы элементов И третьей группы объединены с выходами одноименных элементов И пятой группы и соединены с тактовыми входами регистра прерываний, выходы регистра прерываний соединены с группой вхо,дов узла приоритета и с входами второго элемента ИЛИ, выходы узла приоритета соединены с группой входов шифратора и с первыми входами :лемгнToR И пятой группы, выходы ш.оратора соединены с первыми входами элементов И четвертой группы, вторые входы которых соединены с вторыми входами одноименных элементов И пя той группы, блок выработки обобщенного сигнала прерывания дополнитель— но содержит второй, третий, четвертый и пятый элементы И, второй элемент НЕ, второй триггер и элемент задержки,причем в блоке выработки обобщенного

10 сигнала прерывания выхо;-, первого элемента И соединен с ед.--личным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с входом первого элемента НЕ, с первыми входами второго и третьего элементов И и через

15 ритета, выход пятого элемента И блока выработки обобщенного сигнала прерывания соединен с вторыми входами элементов И четвертой и пятой групп, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И блока выработки обобщенного сигнала прерывания, вход сигнала "Чтение устройства соединен с входом второго элемента НЕ блока выработки обобщенного сигнала прерывания, выход четвертого элемента И которого является выходом прерывания устройства.

50 элемент задержки с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с нулевым выходом второго триггера, нулевой вхол которого соединен с выходом третьего эле25 мента И, выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом третьего элемента И, выход первого элемента

НЕ соединен с первым входом первого элемента И, выход второго элемента

И соединен с единичным входам второго триггера, прямой выход которого соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с входом второго элемента НЕ, второй вход второго элемента И сое35 динен с выходом первого триггера и является выходом требования прерывания устройства, вход предоставления прерывания которого соединен с входом первого элемента НЕ блока вы40 работки обобщенного сигнала прерывания и с тактовым входом узла прио1277109

Уи 2. 2

Фиг. 3

Составитель M.Êóäðÿøîâ

Техред И.Попович Корректор E.Рошко

Ркдактор Е.Копча

Заказ 6667/42 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делах изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4