Устройство управления обменом

) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ОБМЕНО Такая организация хранения и восстайовления при замене программ требует значительных затрат времени.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство управления обменом, которое содержит приоритетное устройство счетчик слов служебной информации, схему управления счетчиком и схему выработки управляющих сигналов 2),Такое устройство неэффективно осуществля. ет подготовку подпрограмм, сопутствующих переключаемым программам. Кроме того, в этом устройстве используется дополнительная регистровая память с произвольным доступом, что трубет связи каждого дополнительного регистра с цепями записи и считывания вычислительного устройства через индивидуальные шины, для че. го применяется система вентилей, управляемых сложным устройством управления обменом. Для обмена каждого дополнительного регистра с запоминающим устройством требуется два сигнала управления. Аналогично организован обмен регистров дополнительной и регистровой памяти. Поскольку каждый регистр связан только с од. вычислитель твам управ- и оперативоб носится к области астности к устройс ежду регистровой цессоров, работаюп ежиме и режиме р ние ои,вч он техни ления обменом нон пам их в муль.азделения типрограммном м енамой Известны устройства уп в которых требуется сохр памяти и восстановление служебной информации, н пения отдельных программ стираться во время замен ени аненирегиобхо в оператив тровую пам ятььптолмо, которая не долпрограмм 1. йстви анны В данных.устроиствах укавыполняются посредством пеные подпрограммы записи вили считывания в регистровуво выполняемых команд, вся количеством слов служебеле чего выполняется прервточки перехода. Аналогичныдит обращение к подпрограпрограммы,рехода на памя ь количестопределяет. рмации, поО грамма с амя которых ной инф анная нр м образо ммам из происхо- сновной771655 4я памяти, вычислительного блока 6, оперативнойпамяти 7, блока 8 управления обменом. В состав вычислительного блока 6 входят узел 9управления процессором, цепи 10 записи, цепи11 считывания, коммутатор 12 адреса памяти.т В состав блока управления обменом входятт узел 13 определения последовательности работ,приоритетный узел 14, дешифратор признака 15,регистр 16 базового адреса, коммутатор 17 ба.10 зового адреса; в свою очередь, в узел 13 определения последовательности работ входятсчетчик 18, элемент 19 управления счетчиком,элемент 20 формирования сигналов обмена.В конкретном примере экономичной реали.зации обменов регистровой и дополнительнойи. памяти каждый их регистр, содержащий слово,разбит на группы, например, по четыре разря.Р да в группе. Каждая группа выполнена на регистрах сдвига, Выход старшего разряда групР 2 О пы регистров процессора соединен со сдвига.вым входом соответствующей группы дополнитедьного регистра, а сдвигавый вход последне-го соединен с выходом старшего разряда группы регистра процессора,25 В режиме "хранение" устройство работаетследующим образом,При появлении в основной программе команды "хранения" или при прерывании с необходимостью замены программ при обслуживаниипотока прерываний или требований на обработку узел 9 формирует сигналы обмена содержимого регистровой 1 и дополнительной 3 памяти, поступающие на входы управления сдвигомвсех групп регистров регистровой 1 и дополнительной 3 памяти. Обмен во всех группах происходит параллельно с последовательным сдвигом внутри группы,ним регистром процессора, то такая организациявляется неэкономной.Целью настоящего изобретения является сокращение оборудования.Поставленная цель достигается тем, чта в устройство, содержащее приоритетный узел, элеменформирования сигналов обмена, счетчик, элеменуправления счетчиком, причем первый и второйвходы элемента формирования сигналов обмена являются, соответственно первым и вторымвходом усТройства, третий вход элемента фор.мирования сигналов обмена соединен с выходомсчетчика, четвертый вход элемента формирования сигналов обмена и первый вход элементауправления счетчиком соединены с выходом приоритетного узла, первый выход элемента формрования сигналов обмена подключен к входуприоритетного узла, второй выход элемента фомирования сигналов обмена является первымвыходом устройства, третий выход элемента фомирования сигналов обмена подключен к второму входу элемента управления счетчиком, вы.ход которого соединен с входом счетчика, четвертый выход элемента формирования сигналовобмена является вторым выходом устройства,вход-выход приоритетного узла является выходом-входом устройства, дополнительно введеныкоммутатор базового адреса, регистр базовогоадреса, дешифратор признака, причем первый ивторой входы коммутатора базового адреса являются соответственно третьим и четвертым вхдами устройства, выход коммутатора базовогоадреса объединен с выходом счетчика и является третьим выходом устройства, третий входкоммутатора базового адреса соединен с выходом регистра базового адреса, первый вход которого объединен с входом дешифратора признака и является пятым входом устройства, авторой вход регистра базового адреса объединен с третьим входом элемента управления счетчиком и подключен к первому выходу дешиф.раора признака, второй вход которого подключен .к четвертому входу коммутатора базовогоадреса.Таким образом, с цепями считывания и запи.45си вычислительного устройства связаны толькосоответственно входной и выходной регистрыдополнительной памяти, что значительно уменьшает количество информационных шин. Приэтом ликвидируется система входных и выходных вентилей дополнительных регистров и свя.занная с ними часть устройства управления обменами.На чертеже представлена структурная схемаустройства управления обменом,Устройство состоит из регистровой памяти 1,55регистров 2 регистровой памяти, дополнительной памяти 3, регистров 4 дополнительной памяти, разрядов 5 регистровой и дополнительной Таким образом, при указанном разбиении регистров, полный обмен содержимого регистровой и дополнительной памяти производится за четыре такта вычислительной машины с помощью одного управляющего сигнала, длительность которого составляет тоже четыре такта, Регистры 4 дополнительной памяти при этом оказываются заполненными служебной информацией, которую необходимо сохранить при замене программ, а регистры 2 регистровой памяти заполнены служебной информацией программы, на которую будет передано управление, и вызванной из оперативной памяти 7 предшествующей командой "восстановление", обслуЖиваемой прерыванием или требованием на обработку, Первое слово служебной информации переключаемой и заме. няемой программ при этом должно находиться в нижнем регистре регистровой и выходном ре. гистре дополнительной памяти, соответственно.По окончании сигнала обмена, после заполнения дополнительной памяти, блок управления 8формирует сигнал запроса хранения, поступа. юший в узел 13 на элемент 20 формирования сигналов обмена, где запрос фиксируется. Гри этом элемент 20 сигналом через элемент 19 управления счетчиком обнуляет счетчик 18 Гслов служебной информации) и формирует сигнал запуск хранения - восстановления, продолжающийся до полного завершения хранения, поступаюший в приоритетный узел 14.Одновременно узел 9 устанавливает базовый адрес сохраняемой служебной информации заменяемой программы и подает сигнальг управления, поступающие на коммутатор 12.В приоритетном узле сигнал запуска хранения - восстановления конкурирует с прочими запросами обращений к памяти, поступающими из вычислительного блока 6. При этом сигналу хранения - восстановления отдается низший приоритет, т.е. хранение - восстановление про. исходит в промежутки времени, когда процессор не обрашается к памяти 7.Приоритетный узел 14 сооб 1 цает вычислитель. ному блоку 6 о виде допущенного обрашения в память, открывая одновременно один из входов коммутатора 12 адреса памяти, выход которого связан с адресными входами цепями записи и считывания 11.Если в конкретный момент времени нет обрашений устройства к памяти и оно свободно для обрашений, то на вход цепи 10 и 11 посту пает адрес слова служебной информации с вы-. ходов счетчика 18 и коммутатора 17. Одновременно запускается временная диаграмма обращения к памяти, находящаяся в узле 9.При этом содержимое выходного регистра дополнительной памяти 3 через цепи записи 10 переписывается в ячейки памяти 7 с адресом, равным базовому адресу служебной информации, скоммутированному коммутаторами 17 и 12.оПосле завершения работы памяти 7 узел 9 информирует приоритетный узел 14 о завершении операции обращения к запоминающему устройству. Узел 14, в свою очередь, информирует об этом элемент 19 управления счетчиком, который добавляет единицу к счетчику 18, а также элемент 20 формирования сигналов обме. на, который вырабатывает сигнал управления, поступаюший на вторые управляющие входы всех регистров 4 дополнительной памяти 3 и осуществляющий передачу содержимого всех ре. гистров 4 на один регистр "вниз", благодаря тому, что выходы всех разрядов каждого "верхнего", регистра дополнительной памяти непосред ственно соединены со входами следующего (" нижнего" ) регистра.Аналогично осуществляется "хранение всехследующих слов, находящихся в дополнительной памяти, При этом содержимое счетчика 18 поступае в элемент 20. Когда после очередного прибавления единицы к счетчику 18, его со.держимое адресует последнее слово служебнойинформации, блок 20 вырабатывает сигнал за.пуска хранения восстановления и посылает в5 элемент 9 сигнал о завершении команды хранения,Аналогично производится "восстановление"содержимого оегистровой памяти процессорас той разницей что запрос восстановления носы.лает узел 9 в элемент 19, а заполнение регистров 4 дополнительной памяти 3 производитсячерез цепи считывания 11 вычислительного бло.ка 6. Кроме того, сигнал обмена содержимогорегистровой и дополнительной памяти вырабатывается узлом 9 после завершения заполнениявсех регистров дополнительной памяти служеб-ной информацией, считанной из памяти, Подготовка сопутствующих подпрограмм производится следующим образом. При наличии в одном20 из слов, считанном из памяти 7 при "восстановлении" служебной информации программы, признака сопутствующей подпрограммы, дешифра.тор признака 15 вырабатывает сигнал, разрешающий прием базового адреса служебной инфор 25. мации сопутствующей подпрограммы, содержа.щиеся в данном слове основной программы,на регистр базового адреса 16, и обнуляшийчерез элемент 19 счетчик 18. Кроме того, дешифратор признака 15 коммутирует выходы30 регистра 16 коммутатора 17.Таким образом, на вход коммутатора 12 адреса памяти поступает адрес первого слова служебной информации сопутствующей подпрограммы, Далее устройство работает аналогично простому "восстановлению", заполняя регистры дополнительной памяти служебной информациейсопутствующей подпрограммы. Таким образом,не дожидаясь полного заполнения регистров дополнительной памяти служебной информациеизаменяемой программы н пе начиная выполнение этой программы, устройство обсспечиваетзаполнение дополнительной памяти служебнойинформацией сопутствуюшей подпрограммы,как только на выходе цепей считывания вычис.лительного устройства будет обнаружен признаксопутствуюцей подпрограммы,Введение дещифратора признака, регистра икоммутатора базового адреса служебной информации позволяет значительно уменьшить время50подготовки сонутствуюших подпрограмм, т.е.заполнения регистровой памяти процессора служебной информацией сопутствующих подпрог.рамм, сохраняемой в запоминающем устройстве во время замены программ.Кроме того, использование регистровой па 55мяти конвейерного типа в качестве дополнительной памяти позволяет сократить логичес.кое оборудование на реализацию дополнительной памяти, уменьппть количество информа.ционнйх шин, связывающих цепи записи исчитывания вычислительного устройства с дополнительной памятью в число раз, равное числу регистров дополнительной памяти, уменьшить разрядность шин, связывающих регистрырегистровой и дополнительной памяти, до чис.ла, равного числу групп, на которые разбиткаждый регистр, упростить устройство управле.ния обменами, сократить количество сигналовуправления обменами всех регистров дополнительной и регистровой памяти до одного сигнала и сигналов обмена дополнительной памяти и запоминающего устройства также до од.ного сигнала. 1 О 15 Формула изобретения Устройство управления обменом, содержащее приоритетный узел, элемент формирования 20 сигналов обмена, счетчик, элемент управления счетчиком, причем первый и второй входы эле. мента формирования сигналов обмена являют.ся соответственно первым и вторым входом устройства, третий вход элемента формирова ния сигналов обмена соединен с выходом счет.чика, четвертый вход элемента формирования сигналов обмена и первый вход элемента уп-.равления счетчиком соединены с выходом приоритетного узла.первый выход элемента формирования сигналов обмена подключен к входу приоритетного уз 1 а второй выход элемента формирования сигналов обмена является пер вым выходом устройства, третий выход элемента формирования сигналов обмена подКлюченк второму входу элемента управления счетчи.ком, выход которого соединен с входом счет.чика, четвертый выход элемента формированиясигналов обмена является вторым выходом устройства,. вход. выход приоритетного узла является выходом-входом устройства, о т л и ч а.ю щ е е с я тем, что, с целью сокращенияоборудования и повышения быстродействия,в него введены коммутатор базового адреса,регистр базового адреса и дешифратор призна.ка, причем первый и второй входы коммутатора базового адреса являются соответственнотретьим и четвертым входами устройства, вы.ход коммутатора базового адреса объединен свыходом счетчика и является третьим выходомустройства, третий вход коммутатора базовогоадреса соединен с выходом регистра базовогоадреса, первый вход. которого объединен совходом дешифратора признака и является пятым входом устройства, а второй вход регистра базового адреса объединен с третьим входом элемента управления счетчиком и подключен к первому выходу дешифратора признака,второй выход которого подключен к четвертому входу коммутатора базового адреса. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Коган Б, М., Каневский М. М, Цифровыевычислительные машины и системы. М., "Энер.гия", 1974.2, Патент США И 3731810, кл. 340 - 172.5,1974,771655 Составитель А. Баранов Техред Н. Граб Редаткор И. Шубина ектор Я; Шаро каз 6699/ 61 Тираж 751 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 1.13035, Москва, Ж, Раушская наб