Устройство переменного приоритета

(51) С 06 Р 9/46 РЕТ И ПИСАН ИДЕТЕЛЬСТ 4(21) 460274 (22) 09.11.8 (46) 15.08, (72) А,И, Б Бюл. Ы 30 Н.Н. Гудим и нецов(53) 681. 325 (О (56) Авторское В 962948, кл. САвторское свиде Р 1418715, кл, (54) УСТРОЙСТВО 8.8) видетельство 06 Е 9/46,19 ельство СССР06 Р 9/46,987.РИОРИЕРЕМЕННОГО ТЕТА быть исптехнике,ьзочасо риоритетно ретения яв ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР,80 158579 ся повышение быстродействия устройс ва за счет сокращения числа повторных опросов разрядов регистра прерываний. Устройство содержит регистр 1 приоритета, два счетчика 2, 3, блок 4 управления, регистр 5 маски, три блока элементов И 6, 15, 16, дешифратор 7, регистр 8 прерываний, блок элементов ИЛИ 9, пять элементов ИЛИ 10-13, 32, регистр 14. Изобретение позволяет осуществить выявление и запоминание опрошенных позиций приоритета (разрядов регистра прерываний), не содержащих сигналов прерывания, а также сформировать сигнал, управляющий опросом позиций приоритета в оче- с редном цикле работы устройства. 2 ил.Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к приоритетным устройствам прерывания для ЭВИ.Цель изобретения - повышение быстродействия устройств за счет сокращения числа повторных опросов разрядов регистра прерываний.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока управления.Устройство содержит регистр 1 приоритета, счетчики 2 и 3, блок 4 управления, регистр 5 маски, блок 6 элементов И, дешифратор 7, регистр 8 прерываний, блок 9 элементов ИЛИ, элементы ИЛИ 10-13, регистр 14, блоки 15 и 16 элементов И, группу кодовых входов 17 устройства, группу кодовых входов 18 устройства, группу входов 19 запросов устройства, входы 20-24 блока 4, выходы 25-29 блока 4, группу входов 30 блока 4, вход 31 запуска устройства, элемент ИЛИ 32. 25Блок 4 (фиг. 2) содержит элементы И 33 и 34, генератор 35 импульсов, триггер 36, элементы ИЛИ 37.и 38, триггер 39 и 40, элемент ИЛИ 4 1, элементы И 42 и 43, элементы 44-46 задержки.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии регистр 8 прерываний .устанавливается в "0". В регистр 1 приоритета по входу 17 заносится код, определяющий номер того разряда регистра 8 прерывания, который первым должен опрашиваться на наличие сигнала прерывания, т.е. имеет наивысший приоритет.В один из разрядов регистра 5 по входу 18 устройства заносится единица, тем самым выбирается один из трех режимов работы устройства, отличающихся последовательностью опроса разрядов прерывания. Опрос производится, начиная от разряда зафиксированного в регистре 1 приоритета, либо вправо, либо влево, либо попеременно опраши 50 вается разряд слева и разряд справа от фиксированного.При занесении кода в регистр 1 и единицы в один иэ разрядов регистра 5 на выходах соответственно элементов ИЛИ 10 и ИЛИ 11 появляются единичные55 сигналы, которые поступают на входы 20 и 21 блока 4 управления, подготавливая его работу. Сигналы прерывания по входам 19 устройства поступают в регистр 8 и на первые входы блока 16 элементов И. Соответствующие разряды регистра 8 устанавливаются в ."1".Работа устройства начинается с момента поступления по входу 31 запуска устройства сигнала запуска в блок 4 управления. Одновременно прерывается выполнение текущей программы. Поступление сигнала запуска не связано с моментами поступления сигналов прерывания в регистр 8 и зависит от режима работы обслуживающего прибора. Например, сигнал запуска может посту-, пать в устройство периодически.Сигнал запуска инициирует работу блока 4 управления, если в регистре 8 зафиксирован хотя бы один запрос на прерывание. В противном случае запуск устройства блокируется нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ 13, подключенного к прямым выходам регистра 8 прерываний.Если в регистре 8 зафиксированы один или несколько запросов на прерывание, то блок 4 управления начинает работу по сигналу запуска.В результате содержимое счетчика 2 прямого кода или инверсное содержимое счетчика 3 обратного кода в зависимости от режима работы устройства ,через блок 9 элементов ИЛИ поступает ца дешифратор 7. На одном иэ выходов дешифратора 7 появляется единичный сигнал, с помощью которого блок 6 элементов И проверяет наличие, а блок 15 элементов И - отсутствие "1" в том разряде регистра 8 номер которого определен кодом в регистре 1.При отсутствии в опрашиваемом разряде запроса на прерывание срабатывает соответствующий элемент И блока 15 элементов И.Сигнал с соответствующего выхода блока 15 элементов И поступает на вход регистра 14,устанавливая в "1" соответствующий разряд. В результате запоминается опрошенный наиболее приоритетный разряд, в котором отсутствует запрос на прерывание.При этом сигнал с единичного выхода триггера откроет по второму входу соответствующий элемент И блока 16 элементов И. В результате при поступлении сигнала прерывания в наиболее приоритетный разряд регистра 8 и на первый вход блока 16 на соответствующем выходе блока 16 появится единич15857ный сигнал, который через элемент ИЛИ12 поступит на вход 22 блока 4 управления, изменяя порядок опроса разрядоврегистра 8 в следующем цикле работыустройстна.Если в опрашиваемом наиболее приоритетном разряде отсутствует запросна прерывание, то к содержимому обоихсчетчиков 2 и 3, емкость которых рав Она числу разрядов регистра 8, прибавляется "1"На выходах счетчиков 2 и3 будут формироваться соответственновозрастающая и убывающая последовательности кодов двоичных чисел, начиная с кода числа, занесенного в регистр 1 приоритета. С выхода блока 9элементов ИЛИ двоичный код содержимого одного из счетчиков 2 и 3 поступает на вход дешифратора 7,на соответствующем выходе которого появляется единичный сигнал.Если в очередном опрашиваемом разряде отсутствует запрос на прерывание,то устанавливается в "1" соотнетствующий разряд регистра 14, т.е, запоминается очередной опрошенный разряд.Если в опрашиваемом разряде зафиксирован запрос на прерывание, то блок6 элементов И выдает сигнал, который 30через элемент ИЛИ 32 поступает навход 24 блока 4 управления, прекращаяего работу. Появление единичного сигнала на выходе блока 6 свидетельствует, что устройство выделило наиболее35приоритетньп запрос на прерывание.При этом содержимое одного из счетчиков 2 или 3 с выхода блока 9 элементов ИЛИ используется для перехода насоответствующую программу, а в регистре 8 сбрасывается соответствующий запрос,В исходном состоянии триггер 36блока 4 находится н "О". Занесениекодов в регистры 1 и 5 устройства сопровождаются управляющими сигналами,которые с выходов соответствующихэлементов ИЛИ 10 и 11 по входам 20 и21 поступают в блок 4 управления, соответственно на первый и второй входы элемента ИЛИ 4 1. На выходе элемента ИЛИ 4 1 появляется единичный сигнал,. которьп поступает на инверс ый входэлемента И 43, временно закрывая его,и на единичньпЪ вход триггера 39. Сигнал с единичного выхода триггера 39через элемент 44 задержки поступаетна второй вход элемента И 42, подготавливая его открытие,976.В зависимости от выбранного режима работы устройства на один из входов 30 блока 4 из соответствующегоразряда регистра 5 поступает постоянный единичный сигнал, который черезэлемент ИЛИ 37 либо через элемент ИЛИ38 проходит на вьйсоды соответственно25 или 26 блока 4 управления. При выборе режима работы устройства с переменным опросом разрядов слева и справа от фиксированного в регистре 1 разряда, элемент И 33 блока оказываетсяоткрытым по первому входу единичныясигналои с соответствующего входа 30блока 4. В результате импульсы с вц"хода генератора 35 через элемент И 33поступают на счетный вход триггера 40,опрокидывая его. Единичный сигнал появляется попеременно на прямом и инверсном выходах триггера 40.и, следовательно, на выходах 25 и 26 блока 4.Выходы 25 и 26 блока 4 подключены купранляющии входам счетчиков 2 и 3соответственно, поэтому к входам дешифратора 7 через блок 9 элементовИЛИ подключаются либо выходы счетчика 2, либо выходы счетчика 3,Работа устройства инициируется сигналом запуска, поступающим на вход 31блока 4. Если в регистре 8 все разряды находятся в нулевом состоянии, чтосоответствует исходному состоянию илиотсутствию сигналов прерывания н процессе работы устройства, то на входе23 блока 4 присутствует нулевой сигнал, блокирующий работу устройствапо сигналу запуска.При поступлении сигналов прерывания в регистр Я на входе 23 блока 4появится единичньп сигнал, которыйоткрывает по второму входу элементИ 43. Сигнал запуска с входа 31 черезэлемент И 43, открытый по первому ивторому входам, поступает на первыйвход элемента И 42. Последний открывает по второму входу единичным сигналом с выхода триггера 39, поэтомуиа выходе 29 блока 4 появится единичный сигнал. Сигнал с выхода 29 блока4 поступает на вход сброса регистра14 и счетчиков 2 и 3, обнуляя регистр14 и счетчики 2 и 3 и разрешая записьв счетчики содержимого регистра 1 соответственно в прямом и инверсном коде. Сигнал запуска с выхода элементаИ 43 поступает также на сбросовыйвход триггера 39. Триггер 39,устанавливается в нулевое состояние, котороебудет сохранятся до тех пор, пока наодном иэ входов 20 и 22 не появится (единичный сигнал,Сигналы появляются на входах 20 и 21элемента ИЛИ 41 тогда, когда заносит-.5ся новый код в регистр 1, когда изменяется содержимое регистра 5. Сигнал,на входе 22 элемента ИЛИ 41 появитсятогда, когда в разряды регистра 8 прерываний, которые опрашивались в предыдущих циклах, имели высокий приоритет и были "пусты", поступит сигналпрерывания. При этом на одном из выходов блока 16 элементов И появляется 15сигнал, так как соответствующий триггер из регистра 14 открывает соотвеФс"твующий элемент И из блока 16 элементов И дпя сигнала прерывания.Нулевой сигнал с выхода триггера 39через элемент 44 задержки, которыйобеспечивает требуемую длительностьсигнала на выходе 29 блока 4, поступает на второй вход элемента И 42, закрывая его. Сигнал запуска с выходаэлемента И 43 блока 4 через элемент45 задержки, который обеспечивает интервал времени, необходимый для срабатывания дешиФратора 7, поступаеттакже на вход установки в "1" тригге 30ра 36, Сигнал в прямого выхода триггера 36 поступит на выход 27 блока 4и откроет по третьему входу блок элементов И 6. С задержкой, необходимойдля срабатывания блока 6 и задаваемойс помощью элемента 46 задержки, сигналс прямого выхода триггера 36 поступит напервый вход элемента И 34, Если разряд регистра 8, номер которого указанв регистре 1, содержит запрос на прерывание, то на выходе блока 6 появит 40ся единичный сигнал, который по входу24 блока 4 поступит на сбросовый входтриггера 36, инверсный вход элементаИ 34, Тем самым предотвращается пос 45тупление импульсов с выхода генератора 35 на выход 28 блока 4. Если в опрашиваемом разряде запрос отсутствует.,то сигнал запрета на инверсном входеэлемента И 34 на появится. Импульсы свыхода генератора 35 через элемент И34 поступят на выход 28 блока 4. В результате содержимое суммирующих счетчиков 2 и 3 будет изменяться и в зависимости от выбранного речища работы устройства будут опрашиваться те 55или иные разряды регистра 8 прерываний, Как толь 1 о в опрашиваемом разряде будет обнаружен запрос на прерывание, блок 6 элементов И выдаст единичный сигнал, который поступит на вход 24 блока 4 и запретит дальнейШее прохождение импульсов через элемент И 34 на выход.28 блока 4, а также сбросит в нулевое состояние триггер 36, На этом работа блока 4 заканчивается.Новый цикл работы блока 4 управления начинается с приходом очередного сигнала запуска по входу 31. При этом, если триггер 39 находится в "0",то это означает, что с момента начала предудущего цикла на входы 20-22 блока 4не поступали единичные сигналывыходов соответствующих элементов ИЛИ 10-12, т.е. не произошло смены приоритета в регистре 1 и маски в регистре 5, и не поступили запросы на прерывание в регистре 8 в те разряды, которые опрашивались в предыдущих циклах, имели высокий приоритет и были"пусты". Если в регистр 8 поступят запросы на прерывание в низкоприоритетные разряды, которые еще не опрашивались в предыдущих циклах, то сигнал на входе 22 блока 4 также не появится, так как соответствующий элемент И блока 16 элементов И закрыт нулевым сигналом с выхода соотВетствующего триггера регистра 14, Таким образом, элемент И 42 оказывается закрытым по второму входу нулевым сигналом с выхода триггера 39, поэтому сигнал запуска с входа 31 не проходит на выход 29 блока 4. Содержимое счетчиков 2 и 3 не изменяется и осмотр разрядов регистра 8 начнется с последнего опрошенного в предыдущем цикле разряда. Если же в разряды регистра прерываний, которые опрашивались в предыдущем цикле, имели высокий приоритет и быпи "пусты", поступит сигнал, то соответствующий триггер на регистре 14 открывает соответствующий элемент И из блока 16 элементов И и единичный сигнал через элемент ИЛИ 12 поступит в блок 4 управления. Триггер 39 устанавливается в "1", через открытый по второму входу элемент И 42 сигнал запуска с входа 31 проходит на выход 29 блока 4. В результате регистр 14 и счетчики 2 и 3 обнуляются, в счетчики заносится содержимое с кон. кретного наиболее приоритетного разряда.Таким образом,. в устройстве при поступлении сигналов прерывания в низ9710 9 15857 коприоритетные разряды регистра 8 прерываний, которые ранее не опрашивались, существует возможность блокировать обнуление счетчиков 2 и 3 и запись в них содержимого регистра 1 приоритета. Содержимое счетчиков не изменяется и просмотр разрядов регистра 8 прерывания будет начинаться не с наиболее приоритетного разряда, код которого содержится в регистра 1 приоритета, а с разряда, код которого зафиксирован в счетчике 2 или 3 в предыдущем цикле работы устройства, т.е, устройство. позволяет организовать "ко роткпй" цикл работы, исключающий опрос тех разрядов регистра 8 прерывания, которые были просмотрены в предыдущем цикле и заведомо не содержат новых запросов на прерывание. Корот кий цикл работы в устройстве организуется не только тогда, когда не изменяется содержимое регистра 1 приоритета, регистра 5 маски и регистра 8 прерывания, но и когда поступают сиг - 25 налы прерывания в низкоприоритетные разряды регистра 8 прерываний, которые ранее не опрашивались, Если в высокоприоритетные разряды регистра 8, которые уже опрашивались на наличие сигнала прерывания, поступили новые запросы на прерывание или изменились коды в регистрах 1 и 5 устройства, то организуется полный цикл просмотра разрядов регистра 8 прерывания, начиная с наиболее приоритетного разряда.Например, разрядность регистра 1 приоритета и счетчиков 2 и 3 равны трем, а разрядность регистра 8 прерываний - восьми. В регистр 5 маски занесен код 001, определяющий использование счетчика 2 прямого кода для опроса разрядов регистра 8.Пусть в регистре 1 приоритета содержится код 101, а сигналы прерывания поступили одновременно во второй и третий разряды регистра 8. В счетчик 2 прямого кода записывается код 101. На соответствующем выходе дешифратора 7 появляется единичный сигнал, с помощью которого блок 6 элементов И опрашивает пятый разряд регистра 8 прерывания. Поскольку разряды 5, 6, 7, 0 и 1 не содержат запросы на прерывания, то для выявления " 1" в разряде 2 регистра 8 потребуется пять сумми рований в счетчике 2, после чего блок6 элементов И выдает сигнал окончания счетаКод в счетчике 2 будет 101 + + 101 = 1010. Поскольку разрядность счетчиков равна трем, старший разрядсуммы теряется, а содержимое счетчиков 2 прямого кода соответствует номеру разрядов перехода к прерывающейпрограмме. Последовательность приоритетного опроса регистра 8: 5, 6, 7,О, 1, 2 разряды,Следующип цикл работы устройствабудет либо "коротким", либо "полным"в зависимости от состояния триггера39 управления на момент поступлениясигнала запуска блока 4. Если эа время между последовательными запускамиблока 4 в уже опрошенные в предыдущихциклах высокоприоритетные разряды регистра 8 не поступили новые запросына прерывание и не изменялись приоритетный код в регистре 1 и код режимав регистре 5 устройства, то первымбудем опрашиваться на наличие сигнала прерывания тот разряд регистра 8,код номера которого содержится в счетчике 2, т.е. разряд 2. Так как разряд2 регистра 8 прерывания обнулен в момент перехода на соответствующую программу, произойдет суммирование в счетчике 2 и опросится следующий 3-й разряд регистра Я, содержащий запрос напрерывание, Последовательность приоритетного опроса регистра 8: 2, 3 раз.ряды. Если в уже опрошенные в предыдущих циклах высокоприоритетные разряды регистра 8 поступили новые зап- .росы на прерывание либо изменены коды в регистрах 1 и 5, то триггер 39управления будет находиться в "1",и,устройство отработает полный цикл опроса разрядов прерывания; 5, 6, 7,Оф 1 разряды. Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я Устройство переменного приоритета, содержащее регистр приоритета, два счетчика, блок управления, регистр маски, первый блок элементов ИПИ, дешифратор, регистр прерываний, блок элементов ИЛИ, пять элементов ИЛИ, причем первая группа кодовых входов устройства соединена с группой информационных входов регистра маски и с входами первого элемента ИЛИ, группа выходов регистра маски соединена с группой входов блока управления, первый выход которого соединен с управляющим входом первого блока элементов И, первая группа входов которого соединена с прямыми выходами регистра прерывании и с входами второго эле158579 Составитель М. КудряшеРедактор Е. Копча Техред Л.Сердюкова н орректор В. Тираж 571 ного комитета п 035 Москва ЖЗаказ 2327ВНИИПИ Государств1 Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СС.мента ИЛИ, группа входов дешифратора соединена с группой выходов блока элементов ИЛИ, первая и вторая группы входов которого соединены соответственно с группами выходов первого и второго счетчиков, информационные входы которых соединены соответственно с группами прямых и инверсных выходов регистра приоритета, счетные входы первого и второго счетчиков соединены с вторым выходом блока управления, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, третий и четвертый выходы блока управления соединены соответственно с входа 15 ми управления занесением первого и второго счетчиков, группа входов третьего элемента ИЛИ и группа информационных входов регистра приоритета соединены с второй группой кодовых входов устройства, выходы первого, третьего, четвертого и пятого элементов ИЛИ соединены соответственно с вторым, третьим,четвертым и пятым входами блока управления, входы сброса первого и второго счетчиков соединены с пятым выходом блока управления, шестой вход которого соединен с входом запуска устройства, входы чет 30 7 12вертого элемента ИЛИ соединены с выходами первого блока элементов И, вторая группа входов которого соеди" иена с группой выходов дешифратора, группа информационных входов регистра прерываний соединена с группой входов запросов устройства, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия за счет сокращения числа повторных опросов разрядов регистра прерываний, устройство содержит второй и третий блоки элементов И и регистр, причем группа входов запросов устройства соединена с первой группой входов второго блока элементов И, группа выходов которого соединена с входами пятого элемента ИЛИ, выходы дешифратора соединены с первой группой входов третьего блока элементов И, вторая группа входов которого соединена с группой инверсных выходов регистра прерываний, группа выходов третьего блока элементов И соединена с группой информационных входов регистра, группа выходов которого соединена с второй группой входов второго блока элементов И, а вход сброса регистра соединен с пя тым выходом блока уйравления.