Устройство для прерывания программ

ОП ИСАЙИ ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских. Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 050680. Бюллетень Мо 2Дата опубликования описания 056680 ииц коиитеССРизобретений крытый сударст ела и) УСТРОЯСТВО,ПЛЯ ПРЕРЫВАНИ . ПРОГРАММ ьто ту ос ВМ Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано, в частности, в управляющих вычислительных сйстемах, работающих в реальном масштабе времени.Известно устройство 1) приоритетных прерываний, соцержащее регистр масок, регистр приема заявок, вентили стробирования, регистр хранения заявок, схемы совпадения, схемы анализа приоритета, шифратор.Сигналы заявок .поступают на регистр приема. заявок, где они хранятся до начала решения задачи. Схема анали за приоритетов определяет приорите 1- н ть пришедших заявок и выдает в Э сигнал прерывания.По окончании равнения задачи, вызванной внешним запросом, из ЭВМ , .2 О ттоступает сигнал Отбой," пб ко- торому восстанавливается исходное сос тояние схемы, т. е. снимается защита от прерывания сигналами заявок от источников заявок низшего приоритета Л 5Если по причине сбоев или отказов в аппаратуре устройства или ЭВМ нарушился ход вычислительного процесса и нет сигнала об окончании решения задач, вызванных данным источ О ником заявок (сигнала Отбой), а на вход устройства пришел сигналФ повторной заявки с темже уровнем приоритета, то он фиксируется устройством и в ЭВМ выдается сигнал прерывания и код приоритетного обращения для двойной заявки.Если после этого задача, отвечающая данному источнику заявок, успешно выполнена и восстановлен йормал ный ход вычислительного йроцесса, в устройство прерывания из ЭВМ пос пает сигнал Отбой 1 и схема, соот-. ветствующая данному источнику заявок, устанавливается в исходное состояние.Если в результате нарушения хода вычислительного процесса сигнал 10 тбой в устройство прерывания не поступает, а от данного источника заявок после двойной заявки поступает сигнал третьей (тройной) заявки, то схема выявления тройных заявок выдает в ЭВМ сигнал неисправноети.Описанное устройство ненадежно в работе; если из ЭВМ не будет выдан сигнал фОтбой"; то управляющая Система оказывается неработоспособной.Наиболее близким к предложенному техническому решению является устройство 121 для прерывания программ,содержащее регистр защиты, группавходов которого является группойинформационных входов устройства,шифратор, выходы которого являютсясоответствующими адресными выходамиустройства, первый элемент ИЛИ, выходкоторого является выходом прерывания устройства, и каналы прерывания, причем первые вхоц; и выход ц -гоканала прерывания ( 1 =1, М) .соответственно соединены с первым выходом1 1 -1)-го канала прерывания и спервым входом+1)-го канала прерывания, первый вход первого каналапрерывания является входом запретапрерываний устройства, второй выходч;го канала прерывания подключенык 1 -м входам первого элемента ИЛИи шифратора, а второй, третий и четвертые входы - соответственно к -му"входуиз"группы входов-внешних запросов устройства, ) -му выходурегистра защиты и входу ответа уст ройства.Устройство обрабатывает внешниезапросы, каждому из которых присваивается свОй уровень приоритета. Каждый канал хранит внешний запрос доокончания выполнения программы прерывания, вызванной этим запросом.По окончании программы прерыванияизЦВМ выдается управляющий сигнал, который устанавливает работающий в текущий момент канал прерывания в исходное состояние, разрешая тем самымвыполнение запросов низших уровнейприоритета. Хранение принятого внешнего запроса до его полного выполнения, с учетом всех возможных прерываний со стороны внешних запросовболее высокого уровня, позволяетобслуживать внешние запросы с ненулевой глубиной прерывания.Недостатком устройства являетсяего низкая надежность, обусловленная тем, что еслииз ЦВМ не будетвыдан управляющий сигнал., определяющий окончание программы прерывания,"то"всеканаАы прерывания более низкого уровня приоритета окажутсяотключенными от ЦВМ и обслуживатьсяне будут.Цель изобретения - повышение надежности устройства,Поставленная цель достигается:тем,что в "предложенное устройствовведены счетчик времени, группа входов и группа выходов которого под-ключены соответственно к группеинформационных входов и группе ин Формационных выходов устройства, авыход переноса - к пятым входам каналов прерываний; триггер контроля; элементИ, второй и третий эле"менты ИЛИ, входы второго элементаИЛИ подкЛючены к соответствующим входам из группц управляющих входовустройства, и генератор импульсов.При этом выход второго элемента ИЛИи выход переноса счетчика временисоединены с соответствующими входа-.ми третьего элемента ИЛИ, выходкоторого и выход первого элемента ИЛИ подключены к соответствующим входам триггера контроля, соединенного выходом спервым входом элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора импульсов и счетным входом счетчика времени, шестой вход 1 -го канала прерывания соединен с-тым входом из группы управляющих входов устройства.Кроме того, канал прерывания содер жит .триггер прерываний, триггер управления, триггер блокировки, четыре элемента И, два элемента ЙЛИ и элемент НЕ, причем первые входы первых элементов И и ИЛИ соединены с первым входом второгоэлемента И и первым входом канала, первый выход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и через элемент НЕ - со вторым входом второго элемента И, подключенного третьим входом к пятому входу устройства, а выходомк первь 1 м входам триггера блокировки ивторого элемента ИЛИ, вторые входы ко 30 40 354555 торых являются шестым входом канала,второй, третий и четвертый входы ко;торого подключены соответственно кпервому и второму входам третьего элемента И, соединенного третьим входомс выходом триггера управления и вторым входом первого элемента ИЛИ, и первым входом четвертого элемента И,соединенного вторым входом с выходомпервого элемента И и вторым выходомканала, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к соответствующим входам триггера прерываний,выход которого подключен ко второмувходу первого элемента И и .первомувходу триггера управления, второйвход которого соединен с выходомвторого элемента ИЛИ четвертый. входтретьего элемента И соединен с выходом триггера блокировки,На чертеже показана структурная схема предложенного устройства.Устройство содержит цифровуювычислительную машину (ЦВМ) 1, регистр 2 защиты, шифратор 3, первыйэлемент ИЛИ 4, счетчик 5 времени,генератор б импульсов, триггер 7контроля, второй элемент ИЛИ 8,третий элемент ИЛИ 9,элемент И 10,каналы 11 прерываний, каждый из которых включает триггер 12 прерываний, триггер 13 управления, триггер 14 блокировки, элементы Й 1518, элементы ИЛИ 19 и 20, выход21 прерывания, входы 22 группы информационных входов устройства, вход23 ответа,. входы 24 группы управляю; -щих входов устройства, входы 25 группы входов внешних запросов уст.ройства, адресные выходы 26 выхо. ды 27 группы информационных выхо"-,",: " дов и вход 28 запрета прерывания устройства, элемент НЕ 29.Устройство работает следующим образом. 5В исходном состоянии на выходах триггеров устройства установлены по-: тенциалы, которые разрешают прием внешних запросов (сигналы с выходов триггера 13 управления, триггера 14 блокировки, регистра 2 защиты) и блокируют генератор б сигналом с выхода триггера 7 контроля. Сигналы внешних запросов поступают по входам 25 и через элемент И 15 фиксируются триггерами " 12 соответствующих каналов 11 прерывания.Выходные потенциалы триггеров 12 устанавливают " соответствующие триггеры 13, выходы которых блокируют прием соответствующих внешних запро сов, Сигналы с триггеров 12 и 13 Поступают на входы элемента И 16 и элемента ИЛИ 19, которые выделяют запрос, имеющий высший приоритет. Элементами ИЛИ 19 обеспечивается 25 сквозная передача сигнала запрета прерывания от высшего уровня приоритета к низшему. Приоритеты запросов уменьшаются слева направо в порядке возрастания номеров каналов пре рывания. Подачей запрещающего потенциала на вход 28 первого канала прерываний запрещается передача за 1 росов всех уровней в ЦВМ 1.Сигнал на выходе элемента И 16 З 5 появляется в том случае, когда триггер 12 соответствующего канала 11 хранит внешний запрос (находится в единичном состоянии), а триггеры 13 каналов прерывания более высокого уровня находятся в нулевом состоянии. Таким образом, в любой момент времени на выходе элементов И 16 фор-, мируется только один сигнал на прерывание, соответствующий наиболее приоритетному запросу.45Этот сигнал поступает на первый элемент ИЛИ 4, шифратор 3 и вход элемента И 17 соответствующего канала прерывания, На выходе элемента И 1 И 4 Формируется управляющий сигнал прерывания, а на выходе шифратора 3 - команда перехода, поступающие на выходы 21 и 26 устройства. Одновременно с этим сигнал прерывания устанавливает в единичное сос тояние триггер 7, который через элемент И 10 подключает к счетному входу счетчика 5 выход генератора б.После приема команды перехода ЦВМ по входу 23 выдает на вход эле ментов И 17 всех каналов сигнал Запрос принят, которым производится установка триггера 12 прерывания работающего в текущий момент канала прерывания в нулевое состояние, Ра болтающий канал определяется разрешающим потенциала на выходе элемента И 16.по одной из первых команд в программе прерйвания в счетчик 5 по входам 22 вводится в обратном коде значение времени выполнения программы прерывания. Триггеры 13 хранят внешние запросы до полного их выполне- . ния и через элемент- ИЛИ 19 запрещают поступлениев ЦВМ внешних запросов более низких приоритетов,Триггеры управления устанавливаются в нулевое состояние по окончании программы,вызванной внешним запросом,для чего из ЦВМ по программе выдается управляющий сигнал по одному из управляющих входов 24 (каждому каналу соответствует свой управляющий сигнал).Таким образом, на входе элемента ИЛИ 19 устанавливается разрешающий потенциал, т.е. снимается блокировка запросов низшего уровня приоритета и высший из них поступает на исполнение в ЦВМ. Если по каким - либо причинам через определенное время программа не окончена, на выходе переноса счетчика 5 появляется сигнал, который поступает на входы элементов И 18. Элементом И 18 определяется канал прерывания, который обслуживается в текущий момент времени. В таком ка.нале на первом входе элемента ИЛИ 19 всегда установлен разрадающий потенциал (поскольку выполняется всегда запрос с высшим уровнем приоритета), а на его выходе-запрещающий потенциал (поскольку исполнение запросов с более низкими приоритетами запрещено) . Сигнал с выхода элемента И 18 устанавливает в нулевое состояние триггер 13 и в единичное триггер 14 блокировки. Выходным потенциалом триггера блокировки на элементе И 15 отключается от устройства неисправный канал прерывания, при этом, так как триггеры прерывалия и управления в неисправном канале установлены в нулевое состояние, то разрешено выполнение запросов любых уровней относительно неисправного канала.При прерывании одной программы другой (с более высоким уровнем приоритета) прерывающей программой через входы 27 в ЦВМ 1 вводится содержимое счетчика времени, которое восстанавливается в нем через входы 22 при возвращениик выполнению, прерванной программы.фТаким образом, введение в устройство элементов для контролявремени выполнения программ прерывания позволяет при обнаружении неисправного канала прерывания отключить его с сохранением работоспособности устройства по всем оставшимся каналам прерывания, что увеличивает надежностьустройства. формула изобретения 30 1. Устройство для прерывания программ, содержащее регистр защиты, группа входов которого является группойинформационных входов устройства,шиФратор, выходы которого являютсясоответствующими адресными выходамиустройства, первый элемент ИЛИ,выход которого является выходомпрерывания устройства, и каналы прерывания, причем первые вход и выход-го канала прерывания ( 1 -1,М)соответственно соединены с первымвыходом ( ) -1)-го канала прерывания и с первьщ входом (1 +1)-го канала прерывания, первый вход первого20канала прерывания является входомзапрета прерываний устройства, второй выход-го канала прерыванияподключен к 1 -м входам первого элемента ИЛИ и шифратора, а второй, 25третий и четвертые входы - соответственно к-му входу из группывходов внешних запросов устройства,) -му выходу регистра защиты и входу ответа устройства, о т л ича ю щ е в с я тем, что, с цельюповышения надежности, в устройствовведены счетчик времени, группавходов и группа выходов которогоподключены соответственно к группеинформационных входов и группе информационных выходов устройства, авыход переноса - к пятым входамканалов прерываний, триггер контроля, элемент И, второй и третийэлементы ИЛИ, входы второго элемента ИЛИ подключены к соответствующим входам из группы управляющихвходов устройства, и генератор импульсов, причем выход второго элемента ИЛИ и выход переноса счетчи" Юка времени соединены с соответствующими входами третьего эЛемента ИЛИ,выход которого и выход первого элемента ИЛИ подключены к соответствующим входам триггера контроля, соединенного выходом с первым входом элемента И, второй входи выход кото;рого соединены сооответственно свыходом генератора импульсов и счетным входом счетчика времени, шестойвход-го канала прерывания соединен с 1 -тым входом из группы управляющих входов устройства.2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что канал прерывания содержит триггер прерываь.ий триггер управления, триггерблокировки, четыре элемента И, дваэлемента ИЛИ и элемент НЕ, причемпервые входы первых элементов И иИЛИ соединены с первым входом второго элемента И и первым входом канала, первый выход которого соединенс выходом первого элемента ИЛИ ичерез элемент НЕ - со вторым входомвторого элемента И, подключенноготретьим входом к пятому входу устройства, а выходом - к первым входамтриггера блокировки и второго элемента ИЛИ, вторые входы которых,являются шестым входом канала, второй, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к первому и второму входу третьего элемента И, соединенного третьим входоМс выходом триггера управления и вторыМвходом первого элемента ИЛИ, и первым входом четвертого элемента И,соединенного вторым входом с выходомпЕрвого элемента И и вторым выходомканала, выходы третьего и четвертогоэлементов И подключены к соответствующим входам триггера прерываний,выход которого подключен ко второмувходу первого элемента И и первомувходу триггера управления, второйвход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, четвертый входтретьего элемента И соединен с выходом триггера блокировкиИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 436354, м. кл С 06 Р 9/18, 1974.2. Заявка СССР У 2358458/18-24,м. кл 3 С 06 Р 9/18, 1976 (прототип) ./43 Тираа 751ЦНИИПИ Государственного комитепо делам изобретений и открыМосква, Ж, Рауыская наб. ПодписноеСССРй4/5