Устройство для обработки прерываний

(51)М. Кл. С 06 Г 9/46 еударетмнвцЯ квинтет СССР о делан изебретенкЯ н еткрыткЯ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПРЕРЫВАН Изобретение относится к построению обработки прерываний в мульти- программных ЭВМ и может быть использовано в универсальных и специализированных вычислительных машинах.Известно устройство для обработки прерываний, содержащее регистры,блоки памяти, блок управления, коммутатор3.Недостаток известного устройства0 состоит в больших затратах оборудования.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройстводля обработки прерываний, содержащее регистр фиксации прерываний, регистры слова состояния программы, блок управления, оперативную и местную па мяти Г 2530Однако в указанном устройстве для некоторых типов прерываний нет возможности выявить команды, предшествующие команде, вызвавшей прерывание,Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей устройст-. ва за счет определения команд, предшествующих той, на которой произошло прерывание;Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обработки прерываний, содержащее регистр фиксации прерываний, блок управления, коммутатор, два регистра слова состояния программы, блок оперативной памяти, регистр адреса оперативной памяти, регистр информации оперативной памяти, блок местной памяти, регистр адреса местной памяти, регистр информации местной памяти, причем группа входов устройства соединена с группой информационных входов регистра фиксации прерываний, первый разрядный выход регистра фиксации прерываний соединен с первым входом блока управления, первый выход блока управления соединен со входом блока оперативной памяти и886000 4 45 50 55 3с информапдонным входом регистра адреса оперативной памяти, второй выход блока управления соединен с первым входом коммутатора, третий выход блока управления соединен с первым входом блока местной памяти и с первым информационным входом регистра адреса местной памяти, четвертый выход блока управления соединен с первыми информационными входами первого и второго регистров слова состояния программы, разрядный выход регистра информации оперативной памяти соединен со вторым входом коммутатора, первый выход коммутатора соединен с информационным входом регистра информации оперативной памяти, третий вход коммутатора соединен с разрядным выходом регистра информации местной памяти, второй выход коммутатора соединен со вторым информационным входом первого регистра слова состояния программы, первый разрядный выход первого, регистра слова состояния программы соединен с четвертым входом коммутатора, первый разрядный выход второго регистра слова состояния программы соединен с пятым входом коммутатора, второй информационный вход второго регистра слова состояния программы соединен с третьим выходом коммутатора, второй разрядный выход первого регистра слова состояния программы соединен со вторым входом блока управления, группа входов устройства соединена с группой информационных входов первого регистра слова состояния программы, введены буферный регистр, регистр сдвига, счетчик номера слова, регистр признака перехода, три элемента задержки, два элемента И и два элемента ИЛИ, причем группа входов устройства соединена с группой входов первого элемента ИПИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым информационным входом регистра признака перехода, второй разрядный выход регистра фиксации прерываний соединен с первым информационным входом регистра сдвига, пер вый выход блока управления соединен с первым входом первого элемента И и со входом первого элемента задержки, четвертый выход блока управления соединен со вторым ин 4 юрмационным входом регистра признака перехода, второй разрядный выход второго регист ра слова состояния программы соединен со вторым информационным входом 5 10 15 го 25 30 35 40 регистра сдвига, третий разрядный выход второго регистра слова состояния программы соединен с первым ин" формационным входом буферного регистра, разрядный выход буферного регистра соединен с ин 4 юрмационным входом регистра информации местной памяти, группа разрядных выходов регистра признака перехода соединена с группой входов второго элемента ИЛИ,разрядный выход регистра признака пере хода соединен с третьим ин 4 юрмационным входом регистра сдвига, разрядный выход регистра сдвига соединен с шестым входом коммутатора, выход второго элемента ИЛИ соединен со вторым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И, выход первого элемента И соединен со вторым входом блока местной памяти, выход первого элемента задержки соединен со входом второго элемента эадежки и со вторым входом второго элемента И, выход второго элемента И соединен со входом счетчика номера слова, выход счетчика номера слова соединен со вторым информационнж входом регистра адреса местной памяти и с седьмым входом коммутатора, выход второго элемента задержки соединен с управляющим входом регистра сдвига, со вторым информационным входом буферного регистра и со входом третьего элемента задержки, выход третьего элемента задержки соединен с третьим информационным входом регистра признака перехода, первый разрядный выход регистра фиксации прерываний соединен с третьим информационным входом буферного регистра. Структурная схема устройства приведена на чертеже.устройство содержит группу входов 1 устройства, регистр 2 фиксации прерываний, блок 3 управления, коммутатор 4, регистр 5 слова состояния программы, регистр 6 слова состояния программы, блок 7 оперативной памяти, регистр 8 адреса оперативной памяти, регистр 9 информации оперативной памяти, блок 10 местной памяти, регистр 11 информации местной памяти, регистр 12 адреса местной памяти, регистр 13 признака перехода, регистр 14 сдвига, буферный регистр 5, элементы ИЛИ 16 и 17, элемент И 18, счетчик 19 номера слова, элементы 20 и 21 .задержки, элемент И 22, элемент 23 задераки.5 886Группа входов 1 представляет собойлогические схемы, фиксирующие фактвозникновения того илн иного условияпрерывания и вырабатывающие сигнална установку в единицу соответствующего разряда регистра 2. Регистр 2хранит признак прерывания в той илииной группе в течение времени обра"ботки прерывания. Состояние этого регистра анализируется блоком 3. Поего состоянию определяется адрес опе"ративиой памяти (ОП) для старого инового слова состояния программы.Блок 3 реализуется микропрограммнымобразом и содержит постоянную память,регистр адреса постоянной памяти,Регистр информации постоянной памяти,дополнительный регистр информации постоянной памяти, дешифраторы микрооперацийеУстройство работает следующнм образом,При выборке команд сигнал "Чтениенэ ОП" с первого выхода блока 3 повзунает на первый вход элемента И 18.Еслй в течение выполнения предыдущейкойанды возникает прерывание или этобыла команда перехода, то в регистре13 первый разряд. равен единице, тогдаеа выходе элемента ИЛИ 17 формируетсяэзрешаажий сигнал, в результате навйходе элемента И 18 возникает сигнал, который вызывает копированиерегйстра 15 иа регистр 11 и запись вблок 10.В это время на регистре 15 хранится адрес предыдущей команды, а насчетчике 19 - адрес выбираемой команды Таким образом, если исполненнаякоманда вызывает нарушение естественной последовательности команд, тоее адрес запйсывается в блок О, в: противном случае записи в блок 10 нет. Затем задераанный сигнал с выхода элемента 20 задержки поступает на вход элемента И 22 и при соответствующих условиях увеличивает значение счетчика 19 иа единицу. Сигнал с выхода элемента 20 эадераки поступает на вход элемента 21 задержки.Задераанный на элементе 2 задержки сигнал производит копирование состояния счетчика регистра 6 на регистр 5а также сдвиг регистра 14. В . регистре 14 сдвиг выполняется начеты" ре разряда, при этом в младшие разряды вдвигаются код длины команды с регистра 6, признак перехода с ре 000 4 гистра 3 и призиах прерывания срегистра 2Прн выборке команды, получившейуправление после нарушения естествену ной последовательности команд, запоминание адреса команды происходитаналогично описанному выше.При исполнении команд, нарушающих естественную последовательность 1 е команд, происходит установка в единицу первого разряда регистра 13.При выполнении команд перехода, атакже команд, связанных и изменением регистров 5 и 6, установку ре" 1% гистра 13 производят сигналы, управляющие работой регистра 6Такоепостроение устройства позволяет избежать записи адресов команд условвях переходов в тех случаях, когда З перехода не возникает, При прерываниях регистр 13 устанавливается свыхода элемента ИЛИ 16.При возникновении сигнала запроса на обработку прерывания на входе уу в устройство блок управления формиру-,ет в регистре 8 фиксированные адреса в соответствии с типом прерывания,пересылает содержимое регистров 5 и6 на коммутатор 4 и производит запись Е информации в оперативную память.После завершения записи старогослова состояния программы блок управления организует последовательноесчитывание и запись содержимого ячеек местной памяти (ИП) в фиксированные ячейки ОП, Затем выполняется запись в регистр 14 и счетчик 19. Вконце из фиксированных ячеек считывается новое слово программы и черезкоммутатор передается на регистры 5 и 6,Как уае отмечалось, при выполнении команды, вызывакщей прерывание, сигналы прерываний через элемент ИЛИ 16 устанавливаютв единицу 4 первый разряд регистра 13В течение всего времени обработки прерывания состояние регистра 15 остаетсянеизменным, на нем хранится адрескоманды, на которой возникло преры- ЗЭванне, Поэтому когда начинается выборка команды по адресу, установленному в регистре 6, происходит записьадреса команды, вызвавшей прерывание, в блок 10, После выполнениязаписи на регистре 15 заполняется фф адрес команды, получившей управление,который записывается в блок 10 привыборке следующей команды, Такаяпоследовательность действий при об886000 8 Формула изобретения Устройство для обработки прерыва" ний, содержащее регистр фиксации прерываний, блок управления, коммутатор, два регистра слова состояния программы, блок оперативной памяти, регистр адреса оперативной памяти, регистр информации оперативной памяти, блок местной памяти, регистр адреса местной памяти, регистр информации местной памяти, причем группа входов устройства соединена с группой информационных входов регистра фиксации пре" рываний, первый разрядный выход ре" гистра фиксации прерываний соединен с первым входом блока управления, пер вый выход блока управления соединен со входом блока оперативной памяти 7работке прерывания может быть изменена, если с выхода регистра 5 навход блока 3 поступает признак режима "Обработка прерывания". Он устанавливается в регистре 5 при переключении на программу обработкипрограммных прерываний, а такжепрерываний от схем контроля ЭВМ, Приналичии признака режима "Обработкапрерывания" запоминания состоянияячеек местной памяти в фиксированныхячейках ОП не происходит, Это позволяет избежать искажения информацииоб адресах команд переходов, которые хранятся в фиксированных ячейках ОП,Таким образом, в результате обработки прерывания в соответствующихячейках оперативной памяти записываются старое слово состояния.программы, длины команд, непосредственнопредшествовавших той, которая вызвала прерывания, признаки переходов,счетчик номера слова, .определяющийадрес последней ячейки МП, в которуюпроизводилась запись. Кроме того,если прерывание произошло не в программе обработки прерывания, в фиксированных ячейках ОП записываютсяадреса команд, передавших и получивших управление, В противном случаеэта информация фиксируется тольков блоке 10.Применение изобретения позволяетрасширить функциональные возможности устройства за счет определениякоманд, предшествующих вызвавшейпрерывание.,и с информационным входом регистра адреса оперативной памяти, второй выход блока управления соединен с первым входом коммутатора, третий выход блока управления соединен с первым входом блока местной памяти и с первым информационным входом регистра адреса местной памяти, четвертый выход блока управления соединен с первыми информационными входами первого и второго регистров слова состоянияпрограммы, разрядный выход регистраинформации оперативной памяти соединен со вторым входом коммутатора,первый выход коммутатора соединен с информационным входом регистра информации оперативной памяти, третий входкоммутатора соединен с разрядньм выходом регистра информации местнойпамяти, второй выход коммутатора соединен со вторым информационным входомпервого регистра слова состоянияпрограммы, первый разрядный выход первого регистра слова состояния программы соединен с четвертым входомкоммутатора, первый разрядный выходвторого регистра слова состоянияпрограммы соединен с пятым входомкоммутатора, второй информационныйвход второго регистра слова состояния программы соединен с третьим выходом коммутатора, второй разрядныйвыход первого регистра слова состояния программы соединен со вторымвходом блока управления, группа вхоф дов устройства соединена с группойинформационных входов первого регистра слова состояния программы, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью расширения функциональных возфф можностей устройства за счет определения команд, предшествующих той,на которой произошло прерывание,дополнительно содержит буферный регистр, регистр сдвига, счетчик но мера слова, регистр признака перехода, три элемента задержки, два элемента И и два элемента ИЛИ, причемгруппа входов устройства соединенас группой входов первого элемента И ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ сое,динен с первым информационным входомрегистра признака перехода, второй разрядный выход регистра фиксации прерываний соединен с первымИ информационным входом регистра сдвига, первый выход блока управлениясоединен с первым входом первогоэлемента И и со входом первого эле10 элемента И, выход второго элементаИ соединен со входом счетчика номера слова, выход счетчика номера слова соединен со вторым информационным ф входом регистра адреса местной памяти и с седьмым входом коммутатора,выход второго элемента задержки соединен с управляющим входом регистрасдвига, со вторым информационным 1 Ф входом буферного регистра и со входом третьего элемента задержки, выход третьего элемента задержки соединен с третьим информационным входом регистра признака перехода, пер вый разрядный выход регистра фиксации прерываний соединен с третьим информационным входом буферного регистра. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Электронная вычислительная машина ЕС,Под ред, А.М.Ларионова. ф 1 М., "Статистика", 1977, с.57. 2, Каган Б,М., Каневский М.М,Цифровые вычислительные машины исистема. М., "Энергия", 1974, с.48436 (прототип),9 806000 мента задержки, четвертый выход блока управления соединен со вторым информационным входом регистра признака перехода, второй разрядный выход второго регистра слова состояния программы соединен со вторым информационным входом регистра сдвига, третий разрядный выход второго регистра слова состояния программы соединен с первым информационным входом буферного регистра, разрядный выход буферного регистра соединен с информационным входом регистра информации местной памяти, группа разрядных выходов регистра признака перехода соединена с группой входов3 второго элемента ИЛИ, разрядный выход регистра признака перехода соединен с третьим информационным входом регистра сдвига, разрядный выход регистра сдвига соединен с шестым входом коммутатора, выход второго элемента ИЛИ соединен со вторым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И, выход первого элемента И соединен со вторым входом блока местной памяти, выход первого элемента задержки соединен со входом второго элемента задержки и со вторым входом второго886000 Составитель М.Кудряшеа Техред М. Надь тор М.Пожо едактор И Заказ 1056 ал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная 78 Тираж 748ВНИИПИ Государственнпо делам изобретен113035, Москва, ЖПодписйо комитета СССРи открытийРаушская наб., д.