Устройство для прерывания программ

ОЮЗ СОВЕТСКОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 710 04 С 06 Р 9/4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ А ВТОРСНОМУ 890453/24-24 23.04.85 15.12.86, Вюл, В.И.Шеремет, В ванов, Л,Р,Най У 46(57) Изобретение овой вычислительнойназначено для реал носится к технике и зации сис и е -преГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССР9 955063, кл. С 06 Р 9/46, 1982.Авторское свидетельство СССР11 1001103, кл, С 06 Г 9/46, 1983.11 РЕРЫВАНИЯ рывания в многьмашинных вычислительных системах. Цель изобретения - повышение быстродействия, Устройствосодержит регистр прерываний, регистрмаски, пять групп элементов И, дваэлемента ИЛИ, пять триггеров, дешиФратор адреса, блок выработки обобщенного сигнала прерывания, регистрвывода, устройство приоритета, шифратор, пять элементов И и два элемента задержки. Новым является введение дешифратора адреса, регистравывода, устройства приоритета, шифратора, четырех триггеров, двух элементов задержки, трех элементов Ии элементов ИЛИ и выполнение ряда соединений. 3 ил.12771Изобретение относятся к вычислительной технике и может быть использовано для реализации систем прерывания в многомашинных вычислительныхсистемах, 5Пель изобретения - повышение быстродействия устройства,Ба фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства для прерывания программ, на фиг,2 - структурная схема 10блока выработки обобщенного сигналапрерывания на фиг,3 - структурнаясхема узла приоритета,Устройство для прерывания программсодержит дешифратор 1, регистр 2 вывода регистр 3 маски, регистр 4 прерываний, узел 5 приоритета, шифратор6, гр ппу элементов И 7, гругцу элементов И 8, группу элементов И 9,группу элементов И 10 группу элементов И 11, блок 12 выработки обоб щенного сигнала прерывания, элемент ИЛИ 13 триггеры 14-19, элементы И /О-Л, элемент И 11 И 25, элементы 26 и 27 задержки, кодовые выходы 28 устройства, входы 29 сигналов прерываний устройства, информационные входы-выходы 30 устройства,вход 31 сигнала "Обмен" устройства,вход 32 сигнала "Запись", выход 33сигнала "Требование прерывания" устройства, вход 34 сигнала "11 редоставление прерывания устройства, выход35 сигнала прерывания устройства,вход 36 сигнала "Чтение" устройства,выход 37, вход 38 блока 12,Блок 12 выработкя обобщенного сигнала прерывания (фиг.2) содержитэлементы И 39-43, элементы НЕ 44 и45, триггеры 46 и 47, элемент 48 задержки,40узел 5 приоритета (Фиг,3) содержит триггеры 49, элементы И 50,Устройство работает следующим образом,Переп, началом работы все триггеЯры я регистры устанавливаются в "0"(цепь установки в "0" на фиг,1 кепоказака), Устройство работает в следующих режимах Запись регистрак нмаски , Выдача прерывания" Приемпрерывания", "Контроль 1" и Контроль2 пВ режиме "Запись регистра маски"устройство работает следующим образом. 5."1Иа информационных входах-выходах30 устройства управляющая ЭВМ выставляет адрес регистра 3 маски, в ре 09 2зультате чего на выходе дешифратора 1 появляется единичный сигнал, который по. переднему фронту сигнала на входе 31, выдаваемому управляющей ЭВМ, записывается в триггер 15. Управляющая ЭВМ снимает адрес и устанавливает код маски, который записывается в регистр 3 передним фронтом с выхода элемента И 21, на входы которого подаются сигналы с выхода триггера 15 и сигнал с входа 32, вырабатываемый ЭВМ и сопровождающий процедуру записи.В режиме кВыдача прерываниян управляющая ЭВМ выставляет адрес регистра 2 вывода, на первом выходе дешифратора 1 появляется единица, которая передним Фронтом сигнала 31, заносится в триггер 14, Сигнал 32, в случае адреса регистра вывода через элемент И 20 заносит код прерывания в регистр 2 и уста.навливает в единичное состояние триггер 19.Единичный сигьал прямого выхода триггера 19, через элемент И 22 (на второй вход которого в этом режиме подается единичный сигнал с инверсного выхода триггера 17) открывает те элементы И группы элементов И 7, на первые входы которых подаются единичные сигналы с выхода регистра 2, Одновременно единичный сигнал с прямого выхода триггера 19 через элемент 27 задержки устанавливает триггер 19 в 1 нулевое состояние, 1 акям образом, на выходах 28 появляются единичные сигналы, соответствующие коду прерывания в регистре 2, а длительность этих сигналов определяется параметрами элемента 27 задержки. В режиме Прием прерывания" импульсные сигналы на входах 29 сигналов прерываний через элементы И 9 (ка вторых входах элементов И присутствует единица с инверсного выхода триггера 17 во всех режимах, кроме режимов "Контроль 1" я "Контроль 2") передним фронтом заносят единицы в соответствующие разряды регистра 4, кроме тех разрядов, которые установлены в единицу в регистре 3. Сигналы с выходов регистра 4 поступают на входы элементов ИЛИ 13, и сигнал наличия прерьвакия с выхода элемента ИЛИ 13 поступает на вход 38 блока 12. Одновременно выходные сигналы регистра 4 поступают ка соответствующие входы узла приоритета,1277109 ня выходе 37 блока 12 появляетсяединичный сигнал, котарь;й подаетсяня вторые входы элементов П 1;. ныходы которых соединены с саатнетс гнуюшцми рязпялямц цнлармяРРианных нхадан-выходов 30 устройстня (н предлягяемам устройстве принята ягцстряльняя структура, т.е. структурапозволяющая объединять одноименные входы-выходы при памащц монтажногоИЛИ), Ня первые входы элементов И1 подаются сигналы с выходя шифратора 6, входямц которого являютсявыходы узла ", Временна; :ядержкя между приходом сигнала 34 "Предоставление прерь:нянин" ц появлением единичного сигналя :я выхода 3 блока 12обеспечивает окончание переходногопроцесса н узле 5 и шифраторе 6, чтоааеспечиняет неизменность ньдяняемайинформации ня выходах 30 устройства итем самым предотвращает прием невернойинформации управляющей ЗВМ,Одновременно сигнал с выхода 37 блока 12 поступает ня вторые входы элементов И 10,первые входы которых соединены с соответствующими выходами узла 5, Таккяк к этому времени на выходах узласуществует талька один вь.ход, находящийся в едцнцчнаь составе, соответствующий вьдянаемому вектору прерывания, то на выходах элементов И 10появляется только один единичный сигнал, который установит н нулевоесостояние соответствующий разряд регистра 4,Наличие единицы в саотнетстнующем триггере 49 узла 5 не будетвлиять на дальнейшую работу, так кякпри новом цикле обслуживания устройства для прерывания программ ан будет сброшен сРРгнялам 34 Предастянление прерывания Триггер 47 устанавливается з нулевое состояние положительным франтом сигнала И 42,который абрязуетс 1 при снятии сигналя 36 "Чтение, Прц снятии сигнала Чтение , кроме того,закрываются элементы И 11 и прекряшяется ньдяча нектара прерывания нявыходы 30 устройства, после чего Сигнал наличия прерывания с входя38 блока 12 поступает ня первый входэлемента И 40, При отсутствии сигнала "Предоставление прерывания" 34,триггер 46 устанавливается в единицу. 5В случае присутствия сигнала 34 "Предоставление прерывания (т,е. управляющая ЗЦМ считывает вектор прерываниякакага-либо другого устрайстнЯ, запросившего прерывание ранее) триггер 1046 устанавливается в единицу толькапосле снятия этого сигнала. Таким.образом, на выходе 33 сигнала " Требования прерывания" устройства появляется единичный сигнал, который поступает на,соответствующий вход управляющей ЭВИ.В ответ унравляющяя ЗВМ выставляет сигнал "Чтение" и сигнал 34"Предоставление прерывания" передним фронтомкоторого незамаскированные 20прерывания с выхода регистра 4 прерываний записываются в соответствующиетриггеры 49 узла 5. Эта запись производится во избежание смены информации на выходе узла 5 во время процедуры вьдачи вектора прерывания вслучае прихода более высокого уровняприоритета. Сигнал 34 "Предоставлениепрерывания" при наличии сигнала 33Требование прерыванияустянявливает в единичное состояние триггер 47,сигнал с инверсного выхода которого,подаваемый на вход элемента И 43,препятствует дальнейшему распространению сигналаПредоставление преры- З,вания" на выход 35, Одновременносигнал 34 "Предоставление прерывания"устанавливает в "0" триггер 46 и устройство снимает сигнал 33 "Требовявание прерывания . В случае, еслиданное устройство для прерыванияпрограмм не выставляет сигнал 33"Требование прерывания" (т.е. этотсигнал был выставлен другим, менееприоритетным устройствам), та сигнал 5"Требование прерывания" через элемент 48 задержки и элемент И 43 проходит на выход 35. Элемент 48 задержки введен для предотвращения вьдячикратковременного сигнала 35 при наличии сигнала 33 "Требование прерыванияПри наличии единицы на прямом выходе триггера 47 (т,еналичие сигнала 34 "Предостанление прерывания" Ы в ответ на сигнал 33 "Требование прерывания ) и наличии единичного сигнала на входе 36 сигнала "Чтение"Предоставление прерьвяния ц тем самым разрешает устройству выставить (при наличии неабслуженных зяпросан ня прерывание в регистре 4 прерываний) с,гедующцР: сигнал 33 запра :.сатребование грерьРвЯРгця,20 Сигнал с прямого выхода триггера17 через элемент 26 задержки устанавливает триггер 1 в нулевое состояние через время, необходимое длявыполнения операций контроля. Затемуправляющая ЭВМ выполняет операциюзаписи в регистр 2, при этом нулевой сигнал с инверсного выхода триггера 7 запрещает прохождение сиг 30налов 29 прерываний на вход регистра4 и через элемент И 22 запрещает прохождение сигналов прерываний на выходы 28, Так как после записи кодапрерывания в регистр 2 вывода напрямом выходе триггера 19 появляетсяединичный сигнал, то в режиме "Контроль 1" через элемент И 23 на вторыевходы элементов И 8 подаются разрешающие сигналы, а в режиме "Контроль2" разрешающие сигналы подаются наэлементы И 8 через элемент И 24. Таким образом, на входах регистра 4появляются сигналы прерывания в соответствии с кодом прерывания занесением в регистр 2 и в соответствии45с режимом "Контроль 1" или "Контроль2", Дальнейшая работа устройствааналогична работе в режиме, "Приемпрерывания",Управляющая ЭВМ принимает векторпрерывания и в случае, если ЭВМ ра 1ботает в режиме "Контроль", сравнивает полученный вектор прерыванчя свыведенной инАормацией (код регистра3 маски код регистра 2 вывода, режим "Контроль 1" или "Конроль 2"),затем производит запись нового состояния (определяемого программой) в 5 1271Режим "Контроль" начинается обращением управляющей ЭВМ по адресу регистра маски более приоритетного устройства, чем контролируемое (если оно имеется). При этом в регистре маски заносятся все единицы, Затем управляющая ЭВМ производит запись по адресу, соответствующему возбуждению третьего (в режиме "Контроль 1") или четвертого (в режиме 10 "Контроль 2") выхода дешиАратора 1 адреса контролируемого усгройства. При этом устанавливается в единичное состояние триггер 16, Положительный Аронт сигнала с выхода триг гера 16 устанавливает в единичное состояние триггер 17, а в режимеКонтроль 1 - и триггер 18, В режи,ме "Контроль 2" триггер 18 устанавливается в нулевое состояние. 09 6регистры масок более приоритетных устройств, чем контролируемое, и возвращается к выполнению прерванной программы,В случае, если ЭВМ не переходила в режимы "Контроль 1" или "Контроль 2" то управляющая ЭВМ переходит к выполнению программы, задаваемой вектором прерывания,Формула и з обретенияУстройство для прерывания программ, содержащее регистр прерываний, регистр маски, пять групп элементов И, первый элемент ИЛИ, два элемента И, два триггера и блок выработки обобщенного сигнала прерывания, причем группа информационных входов регистра маски подключена к группе информационных входов устройства, выходы элементов И первой группы подключены к нулевым входам соответствующих разрядов регистра прерываний, выходы элементов И второй группы подключены к кодовым выходам устройства, тактовый вход первого триггера соединен с входом сигнала "Обмен устройства", блок выработки обобщенного сигнала прерывания содержи. первый элемент И, первый элемент НЕ и первый триггер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения быстродействия, в него введены дешиАратор,регистр выхода, узел приоритета, шиАратор, четыре триггера, два элемента задержки, три элемента И и второй элемент ИЛИ, причем инАормационные входы- выходы устроиства соединены с входами дешифратора, регистра вывода и с выходами элементов И третьей группы, первый и второй выходы дешифратора соединены с инАормационными входами первого и втооого триггеров соответственно, третий выход дешифратора соединен с первым выходом первого элемента ИЛИ н с инАормационным входом третьего триггера, чегвертый вьиод дешиАратора соединен с вторым входом первого элемента ИХЯ, выход которого соединен с инАормационным входом четвертого триггера, тактовые входы второго и четвертого триггеров соединены с входом сигнала"Обмен устройства, прямые выходыпервого и второго триггеров соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно,вто1277109 51 О 15 4550 рые входы которых соединены с входом сигнала Запись устройства", прямой выход четвертого триггера соединен с тактовым входом третьего триггера и с тактовым входом пятого триггера,прямой выход четвертого триггера соединен с первыми входами третьегочетвертого элементов И и с входом,первого элемента задержки, выход которого соединен с нулевым входом пятого триггера, выход первого элемента И соединен с тактовым входом регистра вывода и с единичным входомшестого триггера, выход которого соединен с вторыми входами третьего ичетвертого элементов И, с первымвходом пятого элемента И и с входомвторого элемента задержки, выход которого соединен с нулевым входомшестого триггера, инверсный выход пятого триггера соединен с вторым входом пятого элемента И и с первымивходами элементов И третьей группы,вторые входы которых соединены с входами сигналов прерывания устройства,выход пятого элемента И соединен спервыми входами элементов И второйгруппы, выходы регистра вывода соединены с первыми входами элементовИ первой группы, с вторыми входамиэлементов И второй группы, прямойи инверсный выходы третьего триггерасоединены с третьими входами третьегои четвертого элементов И соответственно, выход третьего элемента И соединен с вторыми входами с первогопо и/2-й (- число запросов) элементов И первой грппы, выход четвертого элемента И соединен с вторымивходами с( л /2 + 1 )-го по л -йэлементов И первой группы, выходвторого элемента И соединен с тактовым входом регистра маски, информационные входы регистра маски соедиены с выходами элементов И четвертой.группы, выходы регистра маски соединены с нулевыми входами регистрапрерываний, выходы элементов И третьей группы объединены с выходамиодноименных элементов И пятой группы и соединены с тактовыми входамирегистра прерываний, выходы регистрапрерываний соединены с группой вхо,дов узла приоритета и с входамивторого элемента ИЛИ, выходы узла прцорцтета соединены с Группой входовшцфратора ц с первьсьч входамц элемгнтов И пятой группы, выходы ш,оратора соединены с первыми входамц элементов И четвертой группы, вторыевходы которых соединены с вторымивходамц одноименных элементов И пятой группы, блок выработки обобщенного сигнала прерывания дополнительно содержит второй, третий, четвертый ипятый элементы И, второй элемент НЕ, второй триггер и элемент задержки,прцчем в блоке выработки обобщенного сигнала прерывания выход первогоэлемента И соединен с единичным входом первого триггера, нулевой входкоторого соединен с входом первогоэлемента НЕ, с первыми входами второго и третьего элементов И и через элемент задержки с первым входомчетвертого элемента И, второй входкоторого соединен с нулевым выходомвторого триггера, нулевой вхол которого соединен с выходом третьего эле мента И, выход второго элемента НЕсоединен с вторым входом третьегоэлемента И, выход первого элементаНЕ соединен с первым входом первогоэлемента И, выход второго элементаИ соединен с единичным входам второго триггера, прямой выход которогосоединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с входом второго элемента НЕ,второй вход второго элемента И соедцнен с выходом первого триггера иявляется выходом требования прерывания устройства, вход предоставления прерывания которого соединен свходом первого элемента НЕ блока выработки обобщенного сигнала прерывания и с тактовым входом узла приоритета, выход пятого элемента И блока выработки обобщенного сигналапрерывания соединен с вторыми входамиэлементов И четвертой ц пятой групп,выход второго элемента ИЛИ соединенс вторым входом первого элемента Иблока выработки обобщенного сигналапрерывания, вход сигнала "Чтение"устройства соединен с входом второгоэлемента НЕ блока выработки обобщенного сигнала прерывания, выход четвертого элемента И которого являетсявыходом прерывания устройства.1277109 ие, I Составитель М.Кудряшдактор Е,Копча Техред И.Попович орректор Е,Рошко аказ 6667/42 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,4В тираж 671 НИИПИ Государственного ко по делах иэобретений и 13035, Москва, Ж, РаувПодпис но емитета СССРоткрытийская наб., д, 4/5