Микропрограммное устройство для обработки прерываний

-24 е элем элем блок п и к ер етвертыи тии отв нен с ым вх с первым такто а и с инверснь ггера, прямойс первым вх второй вход вторым тактовь од логическо ен кодом втор оиств выход которогодом второго которого сое г е инен а И,о меь и входом устройй единицы кототва, вх ого сое риггера ываний,ами второ ен с 2 -врегистра блокировки 1 ходы блорвыи и вт ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О ЮРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВ(71) Шахтинский технологическийинститут бытового обслуживания(56) 1. Авторское свидетельствоР 525094, кл . С 1 06 Р 9/46, 1976.2. Авторское свидетельство ССЯф 855665, кл. С 06 Г 9/46, 1979(прототип),1.57) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ ПРЕРЫВАНИЙ, содержащее ый элемент И, первую группу ентов И, два триггера, первый ент ИЛИ, регистр маски и регистр ировки прерываний, причем входы ываний устройства соединены с ьви входами элементов И первой пы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, с целью расширения функциональвозможностей за счет введения относительного и заданного видовприоритета, расширения класса решающих задач формированием микропрограмм обработки прерываний або -нентов с различным внутренним представлением данных и команд, в неговведены вторая группа элементов И,блок элементов И, второй, третий,четвертый элементы ИЛИ, второй элемент И, счетчики адресов и адресныхэон, дешифратор, блок памяти, элемент задержки, буферный регистр,причем второй вход каждого элементаИ первой группы соединен с выходомодноименного разряда регистра блокировки прерываний, третий вход каждого элемента И первой группы соединен с выходом одноименного разряда регистра маски, группа входов которого является группой кодовых входов устройства, выход каждого элемента И первой группы соединен с первым входом одноименного элемента И второй группы и с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и с счетным входом счетчика адресных зоч, группа выходов которого соединена. с группой входов адреса зоны блока памяти и с группой входов дешифратора, первая и вторая группы выходов блока памяти соединены с первой и второй группами входож буферного регистра, первая и вторая группы выходов которого соеди иены соответственно с группой выходов устройства и с.группой входов блока элементов И, группа выходоввход которого соединены соответственно с группой входов счетчика есных зон и с прямым выхо о триггера, инверсный вых о соединен с вторым входо вого элемента И, тре входы которого соеди1126956 ка памяти соединены соответственнос первым входом третьего элементаИЛИ и через элемент задержки с суммируйщим входом счетчика адресныхзон, выход третьего элемента ИЛИсоединен с входом сброса второготриггера, с входом сброса счетчикаадресных зон и с вторым входом второго элемента ИЛИ вторые входы ивыходы эпементов И второй группы соединены соответственно с выходамидешифратора, с выходами четвертогоэлемента ИЛИ и с поразрядными входами сброса регистра блокировкипрерываний, тактовый вход которогои второй вход третьего элемента ИЛИ Изобретение относится к вычисли" тельной технике и может быть использовано в цифровых вычислительных машинах, работающих в однопроцессорном, мультипроцессорном и мульти программном режимах.Известно устройство прерывания, содержащее .регистр прерывания, группы элементов И, группы элементов НЕ, регистр маски, группы элементов ИЛИ, 0 регистр взаимодействия запросов ЯНедостатками известного устройства являются сравнительно большой объем оборудования и узкие функциональные возможности, 15"Наиболее близким к предлагаемому является устройство для обработки прерывания, содержащее регистр мас" ки, группы элементов И, шифратор, блок элементов И, элемент ИЛИ, эле- о мент И и два триггера управления, причем информационные входы регистра маски являются первой группой информационных входов устройства, разрядные выходы регистра. прерывания соединены соответственно с первыми входами элементов И группы, выход шифратора является выходом устройства, разрядные выходы регистра маски соединены соответственно с вторыми ЗО входами элементом И группы, инфор- мационный вход регистра прерывания соединен с выходом блока элементов И, группа входов блока элементов И являсоединены с входом сброса устройства, выходы регистра блокировки прерываний являются индикационными выходами устройства, единичные входырегистра блокировки прерываний соединены с ответными входами устройства,тактовый вход второго триггера соединен с выходом четвертого элементаИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом сброса счетчика адресов, счетный вход которого и тактовый вход буферного регистра соединены с выходом второго элемента И,единичный и нулевой входы первого триггера соединены соответственно с первыми вторым входами режима устройства ется второй группой информационных входов устройства, выходы элементов И группы соединены соответственно с входом элемента ИЛИ и с группой входов шифратора, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом злемента И, второй вход элемента И соединен с тактовым входом устройства, нулевой вход первого триггера управления и нулевой вход второго триггера управления соединены с управляющим входом блока элементов И, выход второго триггера управления соединен с управляющим входом шифратора, выход каждого элемента И группы, кроме последнего, соединен с третьим входом последующего элемента И группыГОНедостатки данного устройства - сравнительная узость Функциональных возможностей и класса решаемьас задач, 1Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет введения относительного и заданного видов приоритета, расширение класса решаемых задач формированием микропрограмм обработки прерываний абонентов с различным внутренним представлением данньж и команд.Поставленная цель достигается тем, что в микропрограммное устройство для обработки прерываний, содержащее первый элемент И, первую группу элементов И, два триггера, первый элемент ИЛИ, регистр маски и регистр3 11269 блокировки прерываний, причем входы прерываний устройства соединены с первыми входами элементов И первой группы, введены вторая группа элементов И, блок элементов И, второй, третий, четвертый элементы ИЛИ, второй элемент И, счетчики адресов и адресных зан, дешиФратор, блок .памяти, элемент задержки, буферный регистр, причем второй вход каждого 1 О элемента И первой группы соединен с выходом одноименного разряда регистра блокировки прерываний, третий вход каждого элемента И первой группы соединен с выходом одноименного 15 разряда регистра. маски, группа входов которого является группой кодовых выходов устройства, выход каждого элемента И первой группы соединен с первым входом одноименного 20 элемента И второй группы и с соответствующим вхсдом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом 25 второго элемента ИЛИ и с счетным входом счетчика адресных зон, группа выходов которого соединена с группой входов адреса зоны блока памяти и с группой входов дешифратара, 30 первая и вторая группы выходов блока памяти соединены с первой и второй группами входов буферного регистра, первая и вторая группы выходов которого соединены соответственно с группой выходов устройства и с группой входов блока элементов И, группа выходов и вход которого соединены соответственно с группой входов счетчика адресных зон и с прямым 0 выходом первого триггера инверсный)выход которого.соединен с вторым входом первого элемента И, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с первым тактовым входом устройства и с инверсным выходом второго триггера, прямой выход которого соединен с.первым входом 1второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым тактовым входом устройства, вход логической единицы которого соединен сЗ-входами второго триггера и регистра блокировки прерываний, первый и второй выходы блока памяти. соединены соответственно с первым входом третьего элемента ИЛИ и через элемент задержки с суммирующим входом счетчика адресных зон, выход третьего элемента ИЛИ соединен с входом сброса второго триггера, с входом сброса счетчика адресных эон и с вторым входом второго элемента ИЛИ, вторые входы и выходы элементов И второй группы соединены соответственно с выходами дешифратора, с выходами четвертого элемента ИЛИ и с поразрядными входами сброса регистра блокировки прерываний, тактовый вход которого и второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с входом сброса устройства, выходы регистра блокировки прерываний являются индикационными выходами устройства, единичные входы регистра блокировки прерываний соединены с ответными входами устройства, тактовый вход второго триггера соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, выход. второго элемента ИЛИ соединен с входом сброса счетчика адресов, счетный вход катарога и тактовый вход буферного регистра соединены с выходом второго элемента И, единичный и нулевой входы первого триггера соединены соответственно с первым и вторым входами режима устройства.На чертеже представлена функциональная схема устройства для обработки прерывания.Устройство содержит входы 1 сигналов прерывания, элементы И 2 первой группы, регистр 3 блокировки прерываний, регистр 4 маски, элемент ИЛИ 5, элемент И 6, элементы И 7 второй группы, дешифратор 8, элемент ИЛИ 9, триггер 10, счетчик 11 адресов, счетчик 12 адресных зан, блок 13 памяти, буферный регистр 14, блок 15 элементов И, триггер 16, элемент 17 задержки, элементы ИЛИ 18 и 19, элемент И 20, группу выходов 21, вход 22 сброса, первый 23 и второй 24 тактовые входы, ответные входы 25, индикационные выходы 26 входы 27 и 28 режима, группу кодовых входов 29. Устройство работает следующим образом.Незамаскированные сигналы прерывания с входов 1 через элементы И 2 первой группы поступают на элемент ИПИ 5.Управление элементами И 2 первой группы осуществляется соответствующим разрядом регистра 4. Количество разрядов регистра 4 определяетсяколичеством входов 1 сигналов прерываний, требующих маскирования, т.е. запрещения на определенный моментвремени, Вторыми входами элементов И 2 управляет регистр 3. . В первоначальный мсиеит на его выходах устанавливаются единицы. Замаскированным считаешься вход элемента И 2, на вход которого от регистра 4 постучает запрещающий потенциал.Элемент ИЛИ 5, на входе которого имеется хотя бы один сигнал прерываний, разрешает работу элемента И 6, на второй вход которого поступает тактовая частота с входа 23. 10 При наличии разрешающего потенциала на третьем входе, элемент И 6выдает серию импульсных сигналов,которая поступает на счетный входсчетчика 12, Количество импульсныхсигналов в этой серии зависит от номера обрабатьваемого разряда прерывания и исходного состояния счетчика12. Исходное состояние счетчика 12адресных сигналов в первоначальныймомент равно нулю, а в последующиезависит от вида приоритета, т.е.от состояния триггера 16,Количество импульсов в указаннойсерии формируется элементом И 6,счетчиком 12, дешифратором 8, однимиз элементов И 7, элементом ИЛИ 9,триггерами 10 и 16. Так как на момент обработки сиг- З 5иолов прерывания триггеры 10 и 16находятся в состояниях, разрешающих(по соответствующим входам) работуэлемента И 6, то сигнал прерыванияпрошедший с одного из входов 1 че- , 4 Орез элементы И 2 и ИЛИ 5 разрешит(в начале работы сигнзлом с входа22, а в последующих циклах сигналомот блока 13) прохождение импульсовна счетный вход счетчика 12 (счетчик 12 в этом режиме работы обнулен),Счетчик 12 подсчитьвает эти импульсы и кодом, образуемым на еговыходах, через дешифратор 8 начинаетпоиск обрабатываемого разряда, последовательно опрашивая элементыИ 7. При совпадении сигналов на входе элемента И 7, последний вырабатывает сигнал, который через элементИЛИ 9 установит триггер 10 в состояние единицы.Своим нулевым выходом триггер 10запрети работу элемента И 6,Таким образом, элемент И 6 вырабатывает серию импульсов, соответствующую номеру обрабатьваемогосигнала (абонента) прерывания, ас четчик 1 2 з афиксирует с оот ветствующий этому сигналу код базового адреса и будет его удерживать до полнойобработки программы, обрабатывающейэтот сигнал,Рассмотрим работу устройства прерывания при абсолютном приоритетеобработки пр ерываний. Обр аб отка сигналов прерывания начинается с нулевого значения счетчика 12.При поступлении импульсных сигналов на счетный вход счетчика 12последний через дешифратор 8 поочередно подготавливает (начиная с нулевого) работу элементов И 7 второйгр уппы.При совпадении сигнала прерыванияс элементов И 2 первой группы и соответствующего сигнала с дешифратора8, элемент ИЛИ 9 установит триггер10 в единичное состояние, Триггер10 сигналом с инверсного выхода запрет по третьему входу "лемент И 6,который прекратит поступление импульсных сигналов на счетный входсчетчика 12, а, следовательно, прекратит обнуление счетчика 11, которое проводилось каждым импульснымсигналом с элемента И 6 через элемент ИЛИ 19,Одновременно выделившийся сигнална выходе соответствующего элементаИ 7, установит передним фронтом внулевое состояние соответствующийразряд регистра 3, Этот разряд запрет соответствующий элемент И 2.номер которого зафиксирован в четчике 12. Регистр 3 приводится и исходное состояние (разрешающее работувсех элемеигов И 2) сигналом с входа 22,В дальнейшем разблокировка соответствующего разряда регистра 3 проводится но единичному входу соответствующего разряда сигналом с соответствующего абонента.Таким образом, перепад (фронт)разряда регистра 3 блокировки прерывания, установленного в нулевое состояние (или его инверсное плечо)укажет сигнал прерывания, которыйв данный момент обрабатывается вблоке прерьвания, а и от ен пи ал с данного разряда укажет нахождение або 1 126956прерывания.Данная микропрограмма выполняется до тех пор, пока в одном из ее разрядов, предназначенном для управления триггером 10, не будет считан сигнал, который произведет через элемент ИЛИ 18 сброс триггера 10 в нулевое состояние. При этом триггер 10 разрешит работу элемента И 6, который сбросит счетчик 11 в ноль. 35 Так как микропрограмму можно рассматривать как последовательность микрокоманд, длительность которых может быть различной, то изменение45 длительности.микрокоманд в устройстве дискретно с точностью до периода входной частоты с входа 24. Для того, чтобы устранить перерывы потенциалов микрокоманд, котов 50 рые снимаются с блока 13 по соседним адресам, на время выборки информации в устройство введен регистр 14, информация в который заносится с блока 13 по заднему фронту сигналов 55 с элемента И 20.Таким образом, длительность периода импульсов с входа 2 ч должна выбинента, формирующего сигнал прерыва ния в состоянии прерывания, Сигнала. ми с регистра 3 запрещается обработка соответствующих сигналов прерывания, это означает, что прерыва ние в режиме прерывания запрещено, т,е, глубина прерывания от одного абонента равна единице.После срабатывания триггер 10 сигналом с его единичного выхода 10 разрешается (подготавливается) рабата элемента И 20, Элемент И 20 формирует на своем выходе серию импульсов, передним фронтом которых счет - чик 11 принимает значения от нуле ваго. Каждому такому значению счетчика 11 (которое является младшей частью общего адреса блока 13, а старшей частью этого адреса - значение счетчика 12) соответствует 20 микрокоманднае слово зафиксированное в блоке 13.Последовательность микрокомандных слов, которую можно рассматривать поразрядно или пословно, составляет 25 микропрограмму, которая реализует запоминание слова состояния абонента или всю программу обработки прерывания (включая восстановление слава состояния абонента) на начало 30 раться из расчета времени выборкиинформации из блока 13,Для управления работой устройствав блок 13 введена группа разрядов,управляющая видом приоритета.Приоритет обработки прерыванийможет быть абсолютным, относительными заданным.Абсолютным считается вид приоритета, при котором приоритетность отдается самому старшему (левому)разряду (входу) прерывания и он обрабатывается всегда при его возникновении по окончании обработкитекущего сигнала прерывания. Работаустройства при абсолютном приоритетебыла описана вьппе.Относительным считается вид приоритета, при котором следующим по порядку обрабатывается ближайший справа разряд относительно обработанногов текущий момент.ОтнасительньпЪ приоритет выполняется так же как и абсолютный с тойлишь разницей, чта в устройстве непрограммируется "1", осуществляющаясброс счетчиков 12 и 11. Тогда следующим по порядку обрабатываетсязапрос на прерывание, сигнал которого присутствует и находится справапа гриаритету относительно текущего.Заданным считается вид приоритета,при котором сама программа обрабатываемага запроса указывает номер запроса, который должен быть обработанвслед за ней.Задатчиком вида приоритета является триггер 16.Если триггер 16 находится в состоя 3нии 1, т о он своим сигналом сединичного выхода р аз р ешает работублока 1 5 , через который в счетчик1 2 впи с ьв а ет с я к ад зоны ( кажда я 3 он а соответствует определенному аб онент у)микропрограмма которой должна быть отработана по а к о н ч анию отработ ки т е к уще й . При этом триггер 1 6запрещает работу элемента И 6 ,Этот кад вписывается в счетчик 12 сигналом, паступаюпим с блока 13 через элемент 17 задержки.Величина задержки сигнала в ликии 17 задержки определяется временем прохождения информации через блок 15 и требуемым временем апрежения информации для записи ее на счетчик 12,126956 10 у.444Ю2 ВНИШИТираж Заказ 8141Подписное 9 1Обслуживание триггера 16, а также регистра 4 маски прерываний осуществляется средствами, внешними по отношению к устройству.После окончания прерывания, соответствукщий абонент формирует квитирующий сигнал, сигнализирующий о окончании обработки соответствующего сигнала прерывания. Этот сигналпоступит на соответствунзпй разрядрегистра 3 блокировки прерыванияи установит его в "1".5 Предлагаемое изобретение позволитрасширить функциональные возможностиустройства и класс решаемых задач. Филиал ППППатент",г. Уагород, ул. Проектная,