Устройство для приоритетного прерывания программ

Ф"с, с еъ " .гд1; кеи 1 ц,.4 си,т."и ОП ИСАНЙЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 31.12.71 (21)1731901/181) М, Кл.Я 069/18 рисоединением заявки Государственный комитет Совета Министров СССР во делам изобретений н открытий.,т3) Опубликовано 25.08,75 Бюллетень3 5) Дата опубликования описания 18,11,7 68 1, 326.88.8)(71) Заявит 54) УСТРОЙ АНИЯ ДЛЯ ПРИОРИТЕТНОГО ПРПРОГРАММ Изобретение относитс хнике и может быть исной к вычислит ользовано в дульных или муль тельных системахВ устройствах дульных вычислит задачей обеспечен ной процедуры пр нее важная задач межмодульных св ессорных вычис прерывания и льных систе рограмм мом наряду соптималь-; ает не мевременных между мно- тр ающих моия выполненияерываний возник органей -я жеством прерываемыхдулей. е 5 ение быстроВ известном устройстве прерывания реализуется оптимальная процедура прерываний - первоочередное удовлетворение запросов 1 на прерывание самой высокой категории за счетпервоочередных прерываний йроцессоров, обрабатьтватощих программы с самым низким : приоритетом, благодаря чему максимизируется общий "вес величин приоритетов всех решаемых задач.1Процедуре прерываний предшествует подготовка процесса прерываний, смысл которой сводится к следующему. Каждый прерывающий модуль связан с устройством пре-И рывания через контроллер ввода - вывода (микропроцессор, выполняющий специальные команды). Каждый контроллер просматривает все запросы прерываний, поступаюшие от связанных с ним прерывающих модулей, и выбирает запрос с самым высоким приоритетом прерываний. Сканирующие схемы устройства, таким образом, опрашивают не прерывающие модули, а связанные с ними контроллеры. Если несколько контроллеров имеют один и тот же наивысший приоритет прерываний, то для последующего просмотра выбирается один из них, согласно некоторой упорядоченной системе связи.Из-за такой последовательной и двухступенчатой схемы назначения увеличены апцаратурные затраты, время реакции и время потерь.Коммутация выбранной пары модулей -прерывающего и прерываемого - осуществляется по специальной подпрограмме, что так же связано с непроизводительными затратами времени. Цель изобретения - пов действия и упрощение устрСущность изобретения заключается в том, что в нем реализован процесс анализа состояний, распространяющийся в реальном масытабе времени одновременно на все прерываемые и прерывающие модули, в результате чего автоматически выполняется оптимизация процедуры прерываний, т. е, первоочередное удовлетворение одного из запросов с наивысшим приоритетом за счет первоочередного прерывания одной 10 из программ, обладающей самым низким приоритетом, Одновременно с формированием сигнала прерывания автоматически (безР какого-либо вмешательства программиста) устанавливается двухсторонняя многоканаль- б ная связь между назначенной парой модулей.Такая связь сохраняется до тех пор, пока небудетисчерпана программапрерывакий для выбранной пары модулей, Наряду с этим в устройстве некоторые такты обменов ин формацией,следующие за самым первым, по ,которому былазалушена программа прерываний, могут задержаться за счет организации новых прерываний по более высоким уровням приоритета, Благодаря этому в 25 системе автоматически поддерживается максимальный общий "вес" величин приоритетов всех решаемых задач.Кроме тогоустройство работает таким образом, что если возникает одновременно 30 несколько запросов одного и того же уровня приоритета на прерывание программ, то очередность назначения прерываний устанавливается случайно.Для организации процесса прерываний З 5 и двухсторонней связи между выбранными парами модулей в устройстве используются два шифратора, один дешифратор, две группы разноприоритетных блоков коммутации, прерывающих и прерываемых (по одному блоку на каждый модуль системы), соответственно две последовательные цепочки двухвходовых схем совпадении, образующих замкнутую цепочку очередности прерываний, а также две группы приемопередающих 40 схем совпадения.На чертеже приведена схема устройства дли приоритетного прерывания программ модульной вычислительной системы, состоящей из трех прерывающих и трех прерываемых модулей.Схема устройства содержит две группыблоков. коммутации; прерывающих 11-13 (левых на схеме) и прерываемых 14-16 (правых на схеме); схемы совпадения 21- ф 54.26, образующие замкнутую цепь; адресные выходы 31, 31, , 33 блоков коммуации разрешающие входы 41 446 и запрещающие выходы 41, 422, 60 446 блоков коммутации; группы приемо-2передающих схем совпадения 51 - 56,61 - 66; шины 71 - 76, фиксируюшиеуровень приоритета прерывания; группыадресных схем совпадения 81 - 83; приемо-передающие кодовые шины 9, 10; адресную шину 11; шифратор 12 адресов прерывающих модулей; дешифратор 13 и шифратор 14 адресов прерываемых модулей;шины 15 блокировки схем совпадения; схему совпадения 16; выход 17 устройства;вход 18 устройства; вход 191 - 19,201 - 203 устройства; выходы 211216 устройстваРавноприоритетные выходы шин 71 -73 прерывающих модулей подключены кравноприоритетным входам (11, 121, 13Еф 21 ф 31" 131, 132, 13, ) тРех блоков коммутации11 -13, каждый из которых анализирует,свой приоритет и имеет адресные выходы.,Адресные выходы прерывающих блоков коммутации образуют входы шифратора 12 адресов прерывнющих модулей, Аналогично равноприоритеные выходы шин 7 - 7 прерываемых модулей образуют входы блоков коммутацтации прерываемых модулейвыходы которыхобразуют входы шифратора 14 адресов прерываемых модулей,Каждый, блок коммутации, например 11,содержит один разрешающий вход 41 иодин запрешающий выход 41, которые12соединены с соответствующими схемами.совпадения 2, образующими замкнутую це.- 1почку очередности формирования сигналовпрерываний.Работает устройство следуюшим образом.Допустим поступил сигнал на прерывание от третьего модуля с самым высокимприоритетом, равным 1, При этом окажетсявозбужденным вход 11 верхнего левогоблока коммутации 11. Если другие шиныэтого блока коммутации не возбуждены, -то возбудится выход 3 1, что приведетФк возбуждению выхода 123 шифратора 12,и будет подан сигнал запрета с выхода 412блока коммутации на вход схемы совпаде-ния 21.Благодаря этому запрет последовательнораспространнтся на все включенные блоки12 и 13 прерывающих модулей, приоритеткоторых ниже. Однако входы схемы совпадения 16 будут разрешеннымй Допустим,что среди прерываемых модулей самый низкий приоритет решаемой задачи - приоритет, равный 3, принадлежащий прерываемому модулю, которому соответствуют схемы 55, 65. При этом на вход 45 пре 1рываемого блока коммутации 15 с приоритетом 3 поступает сигнал, а выход 452481897 5 10 15 20 25 30 этого блока запрешает работу всех выше-включенных прерываемых блоков коммутации, Поэтому в блоке 15 возбудится только адресный выход прерываемого модуля, так что в шифраторе 14 окажется возбужденным выход 142. Возбуждение выхода 123 шифратора 12 и 142 шифратора 14 служ:г признаком начала прерывания.Обменинформацией в процессе прерывания организуется с помошью групп схем совпадения 5, 6 каждого прерывающего и прерываемого модулей (в рассматриваемом примере соответственно 3 и -го) и общих для всех групп схем совпадений многоканальных приемо-передающих кодовых шин 9 и 10. Благодаря этому в момент возбуждения адресных выходов шифраторов 12 и 14 организуется двусторонняя связь между указанной парой модулей.При этом для передачи информации от прерываюших ( прерываемых) модулей в прерываемые (прерываюшие) используется обший вход 18, подключаемый к блоку тактовых импульсов, В устройстве применена экономичная (по затратам времени) двухтактная схема работы, В первом такте - такте прерывания возбуждаются шины 7 прерываюших модулей, осушествляется назначение прерываемого модуля по сигналу от прерывающего и подготавливаются цепи обмена информацией между выбранными модулями. Во втором такте (такте обмена) производится обмен информацией.Одного такта обмена для организации прерывания недостаточно. Число тактов обмена должно быть произвольным. Чтобы обеспечить такую возможность, не блокируя такты прерываний для других модулей, которые могут быть более высокой категории, в устройстве предусмотрена возможность после первого такта обмена с выбранным прерываемым модулем все последуюшие такты обмена с ним организовывать по адресу этого модуля. Для этого йспользуются схемы совпадения 8, шина 15 блокировки всех прерываемых блоков коммутации, осуществляемой подачей запрета на вход схемы совпадения 16, адресные шины 11 и дешифратор 13 кода адреса прерываемого модуля, Выходы дешифратора 13, подключенные ко входам шифратора 14, образуют адресные выходы, управляющие работой приемопередающих групп схем совпадения 5 и 6 прерываемых модулей. Работа этой части организована следующим образом, В первом такте обмена код адреса прерваннаго модуля заносится в соответстЪвуюший регистр адреса прерываюшего моду 6ля (на чертеже этот регистр не показан). Поскольку код адреса любого из прерываемых модулей является нулевым, этот признак используется для организации блокировки схемы совпадения 16 по шинам 15. В один из последующих тактов обмена, разрешенных устройством для данного прерывающего модуля, код адреса прерываемого модуля возбуждает одну из требуемых шин. Благодаря этому организуется непосредственная адресация прерывающего модуля к прерываемому, что обеспечивает возможность обмена, Если у прерываемого модуля информация для передачи прерываюшему модулю не подготовлена, организуется повторная проба обмена по аналогичной схеме. Этот процесс автоматически повторяется до полного завершения программы прерывания,В реальных условиях работы всякой модульной вычислительной системы оказываются периоды, когда прерывания отсутствуют. Чтобы исключить потери времени в системе за счет неиспользования тактов прерывания, предусмотрен выход 17, невозбужденное состояние которого указывает на отсутствие запросов на прерывания. При этом, если в такте обмена шина, подключенная к выходу 17, не возбуждена, то следуюший за ним такт прерывания используется для работы модулей по индивидуальным программам,Предмет изобретенияУстройство для приоритетного прерывания программ, содержащее шифратор, группыприемо-передающих схем совпадения, входы и выходы которых соединены с соответствующими входами и выходами устройства и приемо-передающими кодовыми шина 40 ми, группы адресных схем совпадения, входыт"которых подключены к соответствующимвходам устройства, а выходы соединены садресной шинойо тли ча юще ес ятем, что, с целью повышения быстродействия 45 и упрошения устройства, в него введены прерываюшие и прерываемые блоки коммутациии последовательно соединенные схемы совпадения, причем равноприоритетные входысигналов прерываний устройства соединены 50 с соответствующими по приоритету входамипрерывающих и прерываемых блоков коммутации, адресные выходы прерывающих блоков коммутации соединены с соответствующими входами первого 4 ггифратора, выходы55 которого подключены к соответствующимвходам группы адресных схем совпаденияи группы приемо-передающих схем совпадения, адресные выходы прерываемых блоков коммутации соединены соответствую шими входами второго шифратора, другиевходы которого подключены к выходам де-шифратора, входы которого подключены кадресной шине, выходы второго шифратораподключены к соответствующим входамгруппы приемо-передающих схем совпадения, выход каждой схемы совпадения, одиниз входов которой соединен с запрещающим выходом соответствуюших прерывающего и прерываемого блока коммутации, подключен кразрешающему входу последуюшего блокакоммутацииадресная шина соединена свходом одной из схем совпадения, входпоследовательного соединении которой подклкчен к выходу уствйства,;фовчар, Техред Н,Хаиеевв Корректор Л БИ фф Тира файф Реда кто аказ зд, Ь одпиеио П Патент осква, Г 58, Бережковская наб., 2 ЦИИИПИ Государственного коиитета Совета Министров СС ио делаы изобретений и открытий Москва, Ж.35 Раушская наб., д. 4/5