Устройство для обработки прерываний

 

Союз Советскнк

Социал нстичесии к

Респубики

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (5I ) Дополнительное к авт. санд-яу (22) Заявлено 22.11. 79 (21) 2837250/18-24 с присоеяинением заявки М (23) Приоритет—

0 публ н кое а но 30. l 1 ° 81 ° Бюллетень М 44

Дата опубликования описания 30 ° ll. 81 (51}M. Кл.

С 06 F 9/46

Гаеударстмнви11 квинтет

СССР (53) УДК681.325 (088.8) яо делан извбретеикЯ н открытий (72) Автор изобретения

В.М Абузяров (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРЕРЫВАНИЙ

Изобретение относится к построению обработки прерываний в мультипрограммных 3ВМ и может быть использовано в универсальных и специализированных вычислительных машинах.

Известно устройство для обработки прерываний, содержащее регистры,блоки памяти, блок управления, коммутатор (! 1.

Недостаток известного устройства lO состоит в больших затратах оборудования.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство

1$ для обработки прерываний, содержащее регистр фиксации прерываний, регистры слова состояния программы, блок управления, оперативную и местную памяти (25

Однако в указанном устройстве для некоторых типов прерываний нет возможности выявить команды, предшествующие команде, вызвавшей прерывание.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей устройст-. ва за счет определения команд, предшествующих той, на которой произошло прерывание;

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обработки прерываний, содержащее регистр фиксации прерываний, блок управления, коммутатор, два регистра слова состояния программы, блок оперативной памяти, регистр адреса оперативной памяти, регистр информации оперативной памяти, блок местной памяти, регистр адреса местной памяти, регистр информации местной памяти, причем группа входов устройства соединена с группой информационных входов регистра фиксации прерываний, первый разрядный выход регистра фиксации прерываний соединен с первым входом блока управления, первый выход блока управления соединен со входом блока оперативной памяти и

886000 4

3 с информапдонным входом регистра адреса оперативной памяти, второй выход блока управления соединен с первым входом коммутатора, третий выход блока управления соединен с первым входом блока местной памяти и с первым информационным входом регистра адреса местной памяти, четвертый выход блока управления соединен с первыми информационными входами первого и второго регистров слова состояния программы, разрядный выход регистра информации оперативной памяти соединен со вторым входом коммутатора, первый выход коммутатора соединен с информационным входом регистра информации оперативной памяти, третий .вход коммутатора соединен с разряд ным выходом регистра информации местной памяти, второй выход коммутатора соединен со вторым информационным входом первого регистра слова состояния программы, первый разрядный выход первого. регистра слова состояния программы соединен с четвертым входом коммутатора, первый разрядный выход второго регистра слова состояния программы соединен с пятым входом коммутатора, второй информационный вход второго регистра слова состояния программы соединен с третьим выходом коммутатора, второй разрядный выход первого регистра слова состояния программы соединен со вторым входом блока управления, группа входов устройства соединена с группой информационных входов первого регистра слова состояния программы, введены буферный регистр, регистр сдвига, счетчик номера слова, регистр признака перехода, три элемента задержки, два элемента И и два элемента ИЛИ, причем группа входов устройства соединена с. группой входов первого элемента

KIH выход первого элемента ИЛИ соединен с первым информационным входом регистра признака перехода, второй разрядный выход регистра фиксации прерываний соединен с первым информационным входом регистра сдвига, пер вый выход блока управления соединен с первым входом первого элемента И и со входом первого элемента задержки, четвертый выход блока управления соединен со вторым информационным входом регистра признака перехода, второй разрядный выход второго регист ра слова состояния программы соединен со вторым информационным входом

40 регистра сдвига, третий разрядный выход второго регистра слова состояния программы соединен с первым ин" формационным входом буферного регистра, разрядный выход буферного регистра соединен с информационным входом регистра информации местной памяти, группа разрядных выходов регистра признака перехода соединена с группой входов второго элемента ИЛИ,раз рядный выход регистра признака пере! хода соединен с третьим информационным входом регистра сдвига, разрядный выход регистра сдвига соединен с шестым входом коммутатора, выход второго элемента ИЛИ соединен со вторым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И, выход первого элемента И соединен со вторым входом блока местной памяти, выход первого элемента задержки соединен со входом второго элемента эа дежки и со вторым входом второго элемента И, выход второго элемента И соединен со входом счетчика номера слова, выход счетчика номера слова соединен со вторым информационн1м входом регистра адреса местной памяти и с седьмым входом коммутатора, выход второго элемента задержки соединен с управляющим входом регистра сдвига, со вторым информационным входом буферного регистра и со входом третьего элемента задержки, выход третьего элемента задержки соединен с третьим информационным входом регистра признака перехода, первый разрядный выход регистра фиксации прерываний соединен с третьим информационным входом буферного регистра.

Структурная схема устройства приведена на чертеже. устройство содержит группу входов

1 устройства, регистр 2 фиксации прерываний, блок 3 управления, коммутатор 4, регистр 5 слова состояния программы, регистр 6 слова состояния программы, блок 7 оперативной памяти, регистр 8 адреса оперативной памяти, регистр 9 информации оперативной памяти, блок 10 местной памяти, регистр

I1 информации местной памяти, регистр

12 адреса местной памяти, регистр 13 признака перехода, регистр 14 сдвига, буферный регистр 15, элементы ИЛИ

16 и 17, элемент И 18, счетчик 19 номера слова, элементы 20 и 21 .задержки, элемент И 22, элемент 23 задержки.

5 886

Группа входов 1 представляет собой логические схемы, фиксирующие факт возникновения того илн иного условия прерывания и вырабатывающие сигнал на установку в единицу соответствующего разряда регистра 2. Регистр 2 хранит признак прерывания в той или иной группе в течение времени обработки прерывания. Состояние этого регистра анализируется блоком 3. По

его состоянию определяется адрес one" ративиой памяти (ОП) для старого и нового слова состояния программы.

Блок 3 реализуется микропрограммным образом и содержит постоянную память, регистр адреса постоянной памяти, Регистр информации постоянной памяти, дополнительный регистр информации постоянной памяти, дешифраторы микроепераций, Устройство работает следующнм образом.

При выборке команд сигнал "Чтение нэ ОП" с neysoro выхода блока 3 повтуиает на первый вход элемента И 18.

Если в течение выполнения предыдущей коыанды возникает прерывание или это была команда перехода, то в регистре

13 первый разряд. равен единице, тогда ша выходе элемента ИЛИ 17 формируется

1. йзрешаме1йй сигнал, в результате на выходе элемента И 18 возникает сигнал, который вызывает копирование регйстра 15 иа регистр ll и запись в блок 1О.

В это время на регистре 15 хранится адрес предыдущей команды, а на счетчике 19 - адрес выбираемой команды. Таким образом, если исполненная команда вызывает нарушение естественной последовательности команд, то .ее адрес запйсывается в блок 1О, в

: противном случае записи в блок 10 нет.

Затем задержанный сигнал с выхода элемента 20 задержки поступает на вход элемента И 22 и при соответст вующих условиях увеличивает значение счетчика 19 на единицу. Сигнал с выхода элемента 20 задержки поступает на вход элемента 21 задержки.

Задержанный на элементе 2! задержки сигнал производит копирование состояния счетчика регистра 6 на регистр

15 ° e также сдвиг регистра 14. В .регистре 14 сдвиг выполняется на четы" ре разряда, при этом в младшие разряды вдвигаются код длины команды с регистра 6, признак перехода с ре000 4 гистра 13 и призиах прерывания с регистра 2 °

Прн выборке команды, получившей управление после нарушения естествену ной последовательности команд, sanoминание адреса команды происходит аналогично описанному выше.

При исполнении команд, нарушающих естественную последовательность

10 команд, происходит установка в единицу первого разряда регистра 13.

При выполнении команд перехода, а также команд, связанных и изменением регистров 5 и 6, установку реgS гистра 13 производят сигналы, управляющие работой регистра 6 ° Такое построение устройства позволяет избежать записи адресов команд условыях переходов в тех случаях, когда щ перехода не возникает, При прерываниях регистр 13 устанавливается с выхода элемента ИЛИ 16.

При возникновении сигнала запроса на обработку прерывания на входе уу в устройство блок управления формиру-, ет в регистре 8 фиксированные адреса в соответствии с типом прерывания, пересылает содержимое регистров 5 и

6 на коммутатор 4 и производит запись Е информации в оперативную память.

После завершения записи старого слова состояния программы блок управления организует последовательное считывание и запись содержимого ячеек местной памяти (ИП) в фиксирован13 ные ячейки ОП, Затем выполняется запись в регистр 14 и счетчик 19. В конце из фиксированных ячеек считывается новое слово программы и через коммутатор передается на регистры 5 и 6, Как уже отмечалось, при выполнении команды, вызывакщей прерывание, сигналы прерываний через эле-. мент ИЛИ 16 устанавливают|в единицу первый разряд регистра 13 ° В течение всего времени обработки прерывания состояние регистра 15 остается неизменным, на нем хранится адрес команды, на которой возникло прерыЗЭ ванне Поэтому когда начинается выборка команды по адресу, установленному в регистре 6, происходит запись адреса команды, вызвавшей прерывание, в блок 10 После выполнения записи на регистре 15 заполняется

® адрес команды, получившей управление, который записывается в блок 10 при выборке следующей команды. Такая последовательность действий при об886000 8

Формула изобретения

Устройство для обработки прерываний, содержащее регистр фиксации прерываний, блок управления, коммутатор, рва регистра слова состояния программы, блок оперативной памяти, регистр адреса оперативной памяти, регистр информации оперативной памяти, блок местной памяти, регистр адреса местной памяти, регистр информации местной памяти, причем группа входов устройства соединена с группой информационных входов регистра фиксации прерываний, первый разрядный выход регистра фиксации прерываний соединен с первым входом блока управления, пер вый выход блока управления соединен со входом блока оперативной памяти

7 работке прерывания может быть изменена, если с выхода регистра 5 на вход блока 3 поступает признак режима "Обработка прерывания". Он устанавливается в регистре 5 при переключении на программу обработки программных прерываний, а также прерываний от схем контроля ЭВМ, При наличии признака режима "Обработка прерывания" запоминания состояния ячеек местной памяти в фиксированных ячейках ОП не происходит, Это позволяет избежать искажения информации об адресах команд переходов, которые хранятся в фиксированных ячейках ОП.

Таким образом, в результате обработки прерывания в соответствующих ячейках оперативной памяти записываются старое слово состояния.программы, длины команд, непосредственно предшествовавших той, которая вызвала прерывания, признаки переходов, счетчик номера слова, определяющий адрес последней ячейки МП, в которую производилась запись. Кроме того, если прерывание произошло не в программе обработки прерывания, в фиксированных ячейках ОП записываются адреса команд, передавших и получивших управление В противном случае эта информация фиксируется только в блоке 10.

Применение изобретения позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет определения команд, предшествующих вызвавшей прерывание... и с информационным входом регистра адреса оперативной памяти, второй выход блока управления соединен с первым входом коммутатора, третий выход блока управления соединен с первым входом блока местной памяти и с первым информационным входом регистра адреса местной памяти, четвертый выход блока управления соединен с первыми информационными входами первого и второго регистров слова состояния программы, разрядный выход регистра информации оперативной памяти соединен со вторым входом коммутатора, первый выход коммутатора соединен с информационным входом регистра информации оперативной памяти, третий вход коммутатора соединен с разрядньм выходом регистра информации местной памяти, второй выход коммутатора соединен со вторым информационным входом первого регистра слова состояния программы, первый разрядный выход первого регистра слова состояния программы соединен с четвертым входом коммутатора, первый разрядный выход второго регистра слова состояния программы соединен с пятым входом коммутатора, второй информационный вход второго регистра слова состояния программы соединен с третьим выходом коммутатора, второй разрядный выход первого регистра слова состояния программы соединен со вторым входом блока управления, группа входов устройства соединена с группой информационных входов первого регистра слова состояния программы, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет определения команд, предшествующих той, на которой произошло прерывание,дополнительно содержит буферный регистр, регистр сдвига, счетчик номера слова, регистр признака перехода, три элемента задержки, два элемента И и два элемента ИЛИ, причем группа входов устройства соединена с группой входов первого элемента

SO ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ сое,динен с первым информационным входом регистра признака перехода, второй разрядный выход регистра фиксации прерываний соединен с первым

SS информационным входом регистра сдвига, первый выход блока управления соединен с первым входом первого элемента И и со входом первого эле10 элемента И, выход второго элемента

И соединен со входом счетчика номера слова, выход счетчика номера слова соединен со вторым информационным ф входом регистра адреса местной памяти и с седьмым входом коммутатора, выход второго элемента задержки соединен с управляющим входом регистра сдвига, со вторым информационным

1Ф входом буферного регистра и со входом третьего элемента задержки, выход третьего элемента задержки соединен с третьим информационным входом регистра признака перехода, пер1% вый разрядный выход регистра фиксации прерываний соединен с третьим информационным входом буферного регистра, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электронная вычислительная машина ЕС-1030.Под ред А.М.Ларионова.

РМ., "Статистика", 1977, с.57.

2. Каган Б.М., Каневский М.М, Цифровые вычислительные машины и система. М., "Энергия", 1974, с.484

36 (прототип), 9 886000 мента задержки, четвертый выход блока управления соединен со вторым информационным входом регистра признака перехода, второй разрядный выход второго регистра слова состояния программы соединен со вторым информационным входом регистра сдвига, третий разрядный выход второго регистра слова состояния программы соединен с первым информационным входом буферного регистра, разрядный выход буферного регистра соединен с информационным входом регистра информации местной памяти, группа разрядных выхопов регистра признака перехода соединена с группой входов

s второго элемента HJIH разрядный выход регистра признака перехода соединен с третьим информационным входом регистра сдвига, разрядный выход регистра сдвига соединен с шестым входом коммутатора, выход второго элемента ИЛИ соединен со вторым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И, выход первого элемента И соединен со вторым входом блока местной памяти, выход первого элемента задержки соединен со входом второго элемента задержки и со вторым входом второго

Составитель М. Кудряшев

Редактор И.Михеева Техред M. Надь Корректор М.Пожо

Заказ 10560/78 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", r.Óæãoðîä, ул,Проектная,4