Устройство многоуровневого прерывания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИК 19) 111) 51)4 С 06 9 ИЕ ИЗО ПИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Харьковский ордена Ленинаавиационный институт им. Н,Е,Жуковского(56) Авторское свидетельство СССРУ 811259, кл. С 06 Е 9/46, 979.Авторское свидетельство СССРУ 1104516, кл. С 06 Г 9/46, 1983.(54)(57) УСТРОЙСТВО МНОГОУРОВНЕВОГОПРЕРЫВАНИЯ, содержащее регистр запросов, блок выходных элементов И, триг- .гер запрета прерывания, триггер прерывания, триггер .синхронизации, по-.стоянный запоминающий блок, причеминформационные входы регистра запросов являются входами запросов устройства, а выход регистра запросовсоединен с входом постоянного запоминающего блока и информационным входомблока выходных элементов И, управ-.ляющий вход которого соединен с Квходом триггера прерывания и входомвыдачи кода приоритетности устройства, а выход является выходом приори.тетности устройства, вход "Прерыва 0 щая программа" устройства соединен ссинхронизирующим входом триггера запрета прерывания первьм информа-ционным входом входного коммутатораи первым входом запуска счетчика,выход которого соединен с входомдешнфратора, выход которого соединен с управляющими входами входногои выходного коммутаторов, выход выходного коммутатора соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с:выходом постоянного запоминающего блока, вы - ход схемы сравнения соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с информационным входом триггера синхрони зации, выход которого соединен с 5-входом триггера прерывания, выходкоторого является выходом прерывания устройства и соединен с входом установки в "1" триггера запрета прерывания.,выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, выход которого соединен с управляющим входом регистра запросов, вход тактовых импульсов устройства соединен с вторым входом второго элемента И и .тактовым входом триггера синхрониза-ции, вход "Конец прерывающей программы" устройства соединен с вторым входом запуска счетчика, вторым информационным входом входного коммутатора и третьим входом первого элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет динамического управления процессами прерывания путем изменения уровня прерывания обслуживаемой программы, оно содержит стек счетчиков состояний и коммутатор, причем выход входного коммутатора соединен с входом записи стека счетчиков состояний, выход которого соединен с информационным входом выходного коммутатора, выход постоянного запоминающего блока соединен с информационным вхо дом стека счетчиков состояний, вход1"Продолжение прерывающей программыустройства соединен с четвертым входомпервого элемента И и информационным входом коммутатора, управляющий входкоторого соединен с выходомдешифратора,выход коммутатора соединен со счетнымвходом стека счетчиков состояний.Изобретение относится к областицифровой вычислительной техники,а точнее к устройствам обработки прерываний в муль,ипрограммных ЦВМ,и предназначено дпя использования, 5главным образом, в специа изированныхвычислительных иуправляющих системах,организованных на основе микропроцессоров,Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства за счет динамического управления процессом прерывания путемизменения уровня прерывания обслуживаемой программы. 15Введение в устройство стека счетчиков состояний 1,вместо стека регистров состояний) и коммутатора (длякоммутации счетного сигнала) расширяет функциональные возможности устройства, позволяя динамически управлять процессом прерываний путемизменения уровня прерывания обслуживаемой программы, Динамическое управление процессом прерываний позволяет 25избежать затрат машинного времени нанерациональные прерывания и болееэффективно использовать производительность ЦВМ,На чертеже приведена структурнаясхема устройства.Устройство содержит регистр 1запросов, вход 2 запросов устройства,блок выходных элементов И 3, выход 4приоритетности устройства, вход 5выдачи кода приоритетности устройст 35ва, элемент И 6, вход 7 тактовых импульсов устройства, постоянной запоминающий блок 1,ПЗУ) 8, входной коммутатор 9, стек счетчиков 10 состояний, выходной коммутатор 11, схему 1240сравнения счетчик 13, первый управляющий вход 14 устройства, второйуправляющий вход 15 устройства, дешифратор 16, элемент И 17, триггер 18синхронизации, триггер 19 запрета прерывания, триггер 20 прерывания,выход 21 прерывания устройства, третий управляющий вход 22 устройства,коммутатор 23,Устройство работает следующимобразом.Исходное состояние устройства характеризуется тем, что регистр 1,триггеры 18 - 20 и счетчик 13 находятся в нулевом состоянии, состояние счетчиков 10 стека и входа 2произвольное, на входах 5, 7, 14,15 и 22 устройства и на его выхо -дах 4 и 21 сигналы отсутствуют ьулевые уровни сигналов - на выходах регистра 1, триггера 18, счетчика 13,на входах 5 и 7 и выходах 4 и 21; единичные уровни сигналов - на входах14, 15 и 22 и выходе триггера 19, являющемся инверсным выходом),С приходом тактового импульса на вход 7 устройстваон через элемент И 6 поступает на управляющий вход регистра 1, разрешая прием запросов прерываний в регистр по входу 2На выходе регистра 1 запросов с шифрато-. ром приоритетов формируется код приоритетности, соответствующий номеру( = 1, и) активного источника запроса с наивысшим приоритетом (наибольшему из номеров активных источников), При отсутствии запросов на прерывание устанавливастся нулевой код. При отсутствии запросов на прерывание устанавливается нулевой код. Код приоритетности посту-пает на вход ПЗУ 8, с выхода которого код уровня прерывания подается на вход схемы 12 сравнения.При нулевом коде прио-. ритетности формируется нулевой код уровня прерывания, На другой вход ,схемы 12 сравнения поступает код с выходного коммутатора 11, характеризующий уровень прерывания обрабатываемой программы (основная програм.1174926 ма имеет нулевой код уровня прерывания) .Если код уровня прерывания, сформированный ПЗУ 8, превосходит по зна чению уровень прерывания обрабатывае. мой программы, то на выходе схемы 12ч возникает единичный сигнал, которыи через элемент И 17 поступает на вход Р триггера 18 и по переднему фронту очередного тактового импульса 10 на входе синхронизации переводит триггер 18 в единичное состояние, что вызывает установку триггера 20 прерывания и выдачу в ЦП по выходу 21 сигнала прерывания, который по 15 входу Я устанавливает триггер 19 запрета прерывания (на выходе триггера 19, являющемся инверсным выходом, возникает нулевой сигнал), запрещая временно до установки нового поро га прерывания на входе схемы 12 сравнения) формирование последующих сигналов прерывания. Одновременно нулевой сигнал на выходе триггера 19 запирает элемент И 6 и "замораживает" состояние регистра 1, обеспечивая условия для корректного перехода к прерывающей подпрограмме, идентификация которой осуществляется по значению кода приоритетности. Вместе с тем нулевой сигнал на выходе триггера 19 вызывает появление нуля на входе Р триггера 18, что приводит к сбросу триггера 18 передним фронтом очередного тактового импуль 35 са на входе синхронизации. После. обнаружения сигнала прерывания ЦП вырабатывает импульсный сигнал выдачи кода приоритетности, подаваемый на вход 5. При этом код при 40 оритетности через блок выходных элементов И 3 поступает по выходу 4 в ЦП и используется для перехода к соответствующей прерывающей поднрограмме, а триггер 20 устанавливается по входу К в нулевое состояние.Прерывающая подпрограмма обеспечивает сохранение в стеке оперативного ЗУ всей информации, необходимой для последующего возврата к про должению выполнения прерванной программы, и с помощью команды вывода посылает на вход 14 импульс отрицательной полярности, который запирает входной коммутатор 9, фикси руя код уровня прерывания, поступаю-щий с выхода ПЗУ 8, в соответствующем счетчике 10 стека, номер которо 4го на единицу больше исходного показания счетчика 13. Вместе с тем по переднему фронту импульса на входе 14, связанном с входом суммирования счет в .ка 13, начинается процесс увеличения на единицу показания этого счетчика и соответствующего переключения дешифратора 16, подключающего через выходной коммутатор 11 на вход схемы 12 сравнения выход того счетчика 1 О стека, в котором зафиксирован новый код уровня прерывания, По заднему фронту им-пульса на входе 14, связанном с входом синхронизации триггера 19, на вход Э которого постоянно подается нулевой сигнал, происходит сброс триггера 19 и на его выходе устанавливается единичный сигнал, разрешающий работу элементов И 17 и 6.По мере. приближения к завершению выполняемой подпрограммы возрастает нежелательность прерывания ее выполнения, поэтому в определенных местах подпрограммы помещаются коман. ды вывода, по каждой иэ которых на вход 22 устройстьа подается управляющий импульс отрицательной полярности, обеспечивающий повышение на единицу уровня прерывания подирограм мы. Осуществляется это с помощью ком мутатора 23, передающего (с инверсией) управляющий импульс на счетный вход того счетчика 10 стека, номер которого соответствует двоичному коду на выходе указателя стека счетчика 13. Переключение выбранного счет чика 1 О стека начинается по переднему фронту импульса на счетном входе, Чтобы исключить возможность формирования ложного сигнала прерывания под воздействием переходных процессов в счетчике 10 стека, коммутаторе 11 и схеме 12 сравнения производится временное запирание элемента И 17 управляющим импульсом с входа 22. После завершения выполнения прерывающей подпрограммы восстанавливается последнее иэ прерванных состояний ЦП и с помощью команды вывода на вход 15 посылается отрицательный импульс, который запирает входной коммутатор 9 и элемент И 17. Вместе с тем по переднему фронту импульса на входе 15, связанном с входом вычитания счетчика 13,. начинается процесс уменВшейия на единицу показания счет. чика и соответствующего переключения117492 б котором хранится код уровня прерывания последнего из прерванных состояний. Составитель М,СорочанТехред М,Пароцай тор Л.Гратил Ред Заказ 5201/5 ВНТираж 710ИИПИ Государственного комитета СССРо делам изобретенийи открытий035, Москва, Ж, Раушская наб., д. дписно"Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 дешифратора 16, подключающего черезвыходной коммутатор 1 1 на вход схемы12 выход того счетчика 10 стека, в орректор М.Самборска