Устройство для обслуживания запросов

, СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 51)5 С 06 Г 9/46 ЕТЕНИ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ ДЕТЕЛЬСТВ специальное констру еское бюро "Системсится к вычисли- частности к устого обслуживанияи может быть исх вычислительных читро ор всрная ма предла Устройств емого с запро2 срав для обслуживан егистр 1, схем сов сод ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ. ГКНТ СССР 1(5 б) Авторское свидетельство СССР У 1277107, кл. С 06 Р 9/46, 1986.Авторское свидетельство СССР В 1283768, кл, С 06 Р 9/46, 1987.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ЗАПРОСОВ(57) Изобретение относится к вычисл тельной технике, в частности к устройствам приоритетного обслуживания запросов прерывания, и может быть использовано в цифровых вычислитель ных машинами. Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей за счет задания уровня приоритета дл гИзобретение отнотельной технике, вройствам приоритетнзапросов прерывания,пользовано в цифровьмашинах.Цель изобретения - расширефункциональных возможностей уства за счет задания уровня пта для любой линии запросов вдиапазоне приоритетности,На чертеже приведена 2лю бой ликии з апро сов прио рите тно сти. Устройство для обслуживания запросов содержит три регистра, две схемы сравнения, шесть триггеров, три группы элементов И-НЕ, элемент НЕ, дешифратор, сумматор, счетчик, группу элементов И, блок хранения информации и пять элементов И. В устройстве обеспечивается такой механизм изменения приоритетной обработки запросов, который предусматривает не только смену приоритетности типа самый старший уровень запросов становится самым младшим (циклический приори-тет обработки), но и обеспечивает программирование любой линии запросов а в качестве самой высокоприоритетной или в качестве самой низкоприоритетной. Данное устройство реализует бесприоритетньй (равновероятностный) режим обработки и временный останов обработки запросов. 1 ил. нения, триггер 3, регистр 4, группуэлементов И 5, вход 6 сброса устройства, блок 7 хранения информации, вход 8 запуска устройства, мультипле сор 9, регистр 10, триггеры 11 и 12, элемент И 13, тактовый вход 14 устро ства, группу 15 информационных входов устройства, сигнальный выход 16 устройства, группу 17 информационных выходов устройства, группу входов 18 запросов устройства, группы элементов И-НЕ 19-21, дешифратор 22, сумма тор 23, схему 24 сравнения, счетчик 25, элементы И 26 и 27, элемент НЕ 28, элементы И-НЕ 29 и 30, триггер 3.Регистр 1,цредставляет собой поле еремычек, подключающих к входам схемы 2 сравнения уровни напряжений "0" и " 1" в такой последовательности, что йх совокупность образует двоичный код адреса регистра 4 маски.Блок 7 представляет собой регистр, 10 иоторый функциональна является сосавным и в котором три разряда (младх) предназначены только для записи, а четыре (старших) допускают инкремент и выполнены на основе счетчиков с па раллельной записью, Первый из них предназначен только дпя параллельной записи (т.е. используется как буферный регистр)а второй производит инкремент по положительному перепаду с выхода элемента И-НЕ 29. Исходная установка счетчиков производится путем записи в них инФормации о режиме обработки запросов с входов 15. Устройство работает следующим разом.Сигналом, подаваемым на вход 6, ,производятся сброс триггера 32 и ус-тановка триггера 31.30По окончании действия сигнала навходе 6 триггер 31 формирует импуль-сы внутренней синхронизации с частотой,в два раза ниже исходной (подаваемой на вход 14), В результате счет, чик 25 инкрементирует, а триггер 32 , производит запись состояния выхода мультиплексора 9 по каждому импульсу с инверсного выхода триггера 31 (причем в качестве рабочих используются оба фронта импульсов). Синхронно со счетчиком 25 мультиплексором 9 производится последовательная коммутация состояний выходов элементов И-НВ 20 на информационный вход триггера 32. Как только скоммутированным окажется нулевой уровень напряжения с выхода какого-либо элемента И-НЕ 20 (т.е. сигнал запроса с разрешенной линии), взводится триггер 32. При этом в регистр 10 положительным перепадом сигнала с прямого выхода триггера 32 производится запись состояния счет-, чика 25 (т.е. определяется переменная часть Формата вектора прерывания,55 однозначно соответствующая уровню скоммутированного запроса прерывания), а уровень "0"Формируемого на втором входе элемента И 26 с инверсного выхода триггера 32, запрещает дальнейшую генерацию рабочих импульсовУтриггером 31, который до моментаобработки запроса сохраняет свое нулевое состояние,Низкий уровень напряжения с инверсного выхода триггера 32 поступает на выход 36, извещая ЭВМ о требовании прерывания. Реагируя на него,ЭВМ отвечает процедурой чтения вектора прерывания., Сигнал чтения векторапрерывания низкого уровня с входа 8поступает на вход выборки регистра10, коммутируя сформированный векторна выходы 17. Спустя время задержки(равное периоду частоты синхронизации на входе 14), триггерами 11 и 12формируется сигнал на выход 16,стробирующий прием в ЭВМ векторас выходов 17.По сигналу с выхода триггера 12,поступающему на первый вход элемента И 13, производятся сброс триггера32 и установка триггера 31, в результате чего сигнал требования прерывания исчезает, а счетчик 25 инкрементирует, следовательно, мультиплексор9 уходит с состояния коммутаций ли-нии с только что обработанным запросом.Устройство готово к селекции и регистрации нового запроса,Регистрация запросов с входов 18производится по правилу, определяемому. другими структурными элементамиустройства,Регистрироваться могут запросылишь тех входов 18, которые не замаскированы регистром 4.Запись в регистр 4 производитсяс входов 15 по сигналу с входа 8 (через элемент И 34) в том случае, еслиадресация к регистру 4 достоверна,т.е, когда код адреса, хранимый в регистре 1, совпадает с выставленнымпо входам 15 и единичный уровень свыхода схемы 2 сравнения фиксируется триггером 3 стробом адреса, поступающего с входа 8.Те разряды регистра 4, которыесодержат единицу, с помощью элементов И 5 размаскируют соответствующиевходы 18.Приоритет обработки запросов раз. маскированных линий определяется состоянием блока 7, Запись в блок 7производится аналогично регистру 4,но по сигналу, следуемому через, эле 1571588мент И 35, Блок 7 имеет адрес, отли-чаюцийся от регистра 4 младшим разсрядом.Однозначность обращения к регист.рамконтролирует триггер 33,Состояния трех младших разрядовблока 7 однозначно задают режимы работы:100 - Фиксация наивысшего приоритета;101 - фиксация наинизшего приоритета;110 - циклический приоритет;111 - бесприоритетный;ОХХ - останов обработки запросов(Х - состояние разряда - может бытьлюбым).Рассмотрим режим работы устройства в указанной последовательности,Состояние 100 младших разрядов блока 7 соответствует приоритетной обработке запросов с программируемойлиниейвысокого уровня. Номер входа18, двоичный код которого задаетсячетырьмя старшими разрядами блока 7,в этом режиме является самым высокоприоритетным и, начиная с него, приоритет входов 18 (в последовательномпорядке опроса счетчиком 25 мультиплексора 9) убывает,Будем считать, что блок 7 имеетпоразрядное содержимое 0000100, те.назначен режим приоритетной обработ-ки, при этом первый вход 18 имеет самый высокий уровень приоритета. Вэтом случае кодовая комбинация ООООномера входа 18 поступает на входысумматора 23 и без изменения (т,е,без инкремента входной информации)подается с выходов сумматора на входы дешифратора 22. Следовательно, напервом выходе дешифратора 22 формируется низкий уровень, а на всех остальных - высокий. Такая совокупность выходных сигналов дешифратора 22 блокирует действие связи: выход элементаИ-НЕ 21 последнего по приоритету напервый вход элемента И-НЕ 19 первого по приоритету, а значит, состояниепоследнего входа 18 не влияет на логику блокирования запросов с первоговхода 18,Состояние всех остальных входов18 определяется по правилу: запросыкаждого последующего входа 18 могутвосприниматься устройствам толькопри отсутствии запросов на всех предшествующих. Как только но выходу первого элемента И 5 появляется высокий Уровеньзапроса, на выходе первого элемента 5И-НЕ 20 возникает низкий уровень напряжения, поступающий как на первыйвход мультиплексора 9 (это состояниеможет фиксироваться триггером 32,когда счетчик 25 опроса входов нахо О дится в нулевом состоянии), так ина второй вход элемента И-НЕ 21, соответствующего первому входу 18, врезультате чего на выходе элементаИ-НЕ 21 появляется высокий уровень 15 напряжения, который, поступая напервый вход элемента И-НЕ 19 следующего входа 18, вызывает появлениелогического нуля на первых входахэлементов И-НЕ 20 и 21, блокирующегоразмаскированные запросы. Блокирование каждой последующей линии логически осуществляется присутствием высоких уровней по входам элемента И-НЕ19, которые поступают от трех различных источников; на первый вход - свыхода предыдущего элемента И-НЕ 21,на второй вход - с выхода элементаИ-НЕ 29 (низкий выходной сигнал которого появляется только в режиме 30 бесприоритетной обработки запросов),а на третий вход - с соответствующего выхода дешифратора 22, единичноезначение которого сохраняется до техпор, пока данный выход не адресует с 35запрос с наивысшим приоритетом.Таким образом, сигнал низкогоуровня присутствует только на выходе первого элемента И-НЕ 20, а длявсех остальных элементов И-НЕ 20 их 40 выходы имеют высокие уровни. Следовательно, не важно, в каком состоянии находится счетчик 25, а важно,что только при его состоянии 0000 навыходе мультиплексора 9 появляется 45 низкий уровень сигнала, соответствующий наиболее приоритетному запросу,который и Фиксируется триггером 32.Как только триггер 32 зафиксирует сигнал запроса прерывания, онвзводится, а с его инверсного выхода на выход 36 поступает сигнал требования прерывания. Одновременно блокируется через элемент И 26 дальней.шее изменение состояния триггера31 который продолжает находиться в .Энулевом состоянии. При установкетриггера 32 на его прямом выходе формируется положительный перепад сигнала, по которому в регистр 10 проз 1571588водится запись состояния счетчика25 (в данном случае состояние 0000),Такое состояние сохраняется допроцедуры чтения вектора прерывания,назначаемой ЭВМ после восприятия5выставленного триггером 32 требования.Сигнал чтения вектора прерываниянизкого уровня поступает с входа 8на вход выборки регистра 10 и на информационныйй вход триггера 11. Следовательно, сформированный ранее вектор прерывания оказывается скоммути- фрованным на выход 17, а затем черезвремя, Формируемое триггерами 11 и 12,,стробируется в ЭВМ сигналом квитирования с выхода триггера 12.Сигнал квитирования через элементИ 13 производит исходную установку 20в единичное состояние триггера 31 и внулевое триггера 32, в результате чего счетчик 25 производит инкремент,но триггер 31 продолжает Формированиерабочих импульсов синхронизации только по окончании действия сигнала квн, тирования.Так как ЭВМ приняла вектор прерывания, соответствующий самому приоритетному запросу, запрос на прерывание по этому входу может бытьснят,По окончании действия сигнала квитирования устройство продолжает работу по регистрации и фиксации запросов прерывания.Аналогично работает устройствопри назначении в качестве самого высокоприоритетного входа 18 с другимпорядковым номером. 40Состояние 101 младших разрядовблока 7 соответствует приоритетнойобработке запросов с программируемой (задаваемой) линией низкого приоритета. 45В этом режиме, начиная с задаваемого в порядке, обратном последовательности счета счетчика 25, приоритет.входов 18 возрастает, а самымвысокоприоритетным становится, вход18, имеющий номер на единицу больше,чем заданный.Допустим, что шестой вход 1 Р (код.0110) задан в качестве входа с самымнизким приоритетом. 55В этом случае кодовая комбинацияномера шестого входа 18 поступает навходы сумматора 23, вход переносакоторого принудительно удерживается в состоянии логической единицы младшим разрядом блока 7 (так как код режима 101). Инкрементированное значение с выходов сумматора 23 (в данном случае это комбинация 0111) поступает на входы дешифратооа 22, Следовательно, на восьмом выходедешифратора 22 формируется низкий уровень, а на всех остальных - высокий. Тогда выход элемента И-НЕ 21, соответствующий последнему по приоритету входу 18, не оказывает влияния на логику (элементы И-НЕ 20 и 21) блокирования запросов с седьмого входа 18 (так как третий вход элемента И-НЕ 19 для линии этого входа подключен к восьмому выходу дешифратора 22) и устройство производит приоритетную обработку запросов соответственно самыми высоко- и низкоприоритетными. Устройство в этом режиме работает аналогично рассмотренному.Работа устройства незначительно меняется в режиме 110 (циклическая обработка запросов). В этом случае приоритет входов 18 изменяется последовательно по кругу (циклически): после обработки текущего запроса с самым высоким приоритетом его статус изменяется на противоположный, а уровень наивысшего приоритета приобретает вход 18 со следующим порядковым номером, т.епроисходит сдвиг приоритетного распределения линий запросов. В этом режиме устройство работает следующим образом. Единичное значение второго разряда блока 7 удерживает первый выход элемента И-НЕ 30 под высоким логическим уровнем напряжения, в результате чего на выходе этого элемента по окончании сигнала квитирования (по цепи его следования элемент И 13, элемент НЕ 28, элемент И 27) формируется сигнал инкрементирования номера входа 18 в регистр 7, а значит, происходит сдвиг приоритетности линий запросов. Сигнал инкрементирования блока 7 Формируется при обработке только того запроса, который соответствует. самой приоритетной линии. Если обнаруженный (благодаря опросу счетчиком 25 состояний входов мультиплексора 9) и зафиксированный (триггером 32) запрос не принадлежит высокоприоритетной линии (определяемой четырьмя старшими разрядами блока 7 через сумматор 23 и дешифратор 22), то коды номеров вхо1571588 Устройство для обслуживания запросов, содержащее блок хранения информации, два регистра, первую схему , сравнения, два триггера, мультиплексор, пять элементов И, группу элементов И, причем информационные входы первого регистра и блока хранения информации и первая группа входов первой схемы сравнения соединены с группой информационных входов устройства, вторая группа входов первой схедов 18 с выходов сумматоров 23 и счетчика 25, поступающие на входы схемы 24 сравнений, не совпадают и с выхода не появляется сигнал сравнения5единичного уровня, в результате чегосигнал квитирования, формируемый устройством в процедуре чтения векторапрерывания, инвертируясь элементомНЕ 28, не вызывает появления сигнала высокого уровня на выходе элемента И 27, а следовательно, инкрементблока 7 не производится.При фиксации самого высокоприоритетного запроса состояние счетчика 1525 совпадает с номером этой линии ина второй вход элемента И 27 с выходасхемы 24 поступает высокий уровеньнапряжения, который разрешает прохождение сигнала квитирования единичного уровня с выхода элемента НЕ 28 череэ элемент И 27 на второй вход элемента И-НЕ 30. Так как эта процедураимеет место и в других режимах устройства, то необходимо ее использо вать только для режима циклической обработки запросов, назначаемой комбинацией 110 трех младших разрядов блока 7. Это достигается наличием элемента И-НЕ 30, у которого первый вход под ключен к второму разряду блока 7.Следовательно, сигнал инкрементирования блока 7 низкого уровня может появляться с выхода элемента И-НЕ 30 только при наличии единичного значения во втором разряде блока 7,т.е. как раз только.в режиме циклической обработки запросов прерывания.Режим бесприоритетной (равновероятностной) обработки запросов назна чаетсяустройству кодовой комбинацией 111 по трем младшим разрядам блока 7. В этом режиме приоритетный механизм селекции запросов выключен, Единичное значение двух младших разрядов блока 7 узнается элементом И-НЕ 29, благодаря чему на его выходе в этом режме всегда присутствует низкий уровень напряжения, удерживающий по вторым входам элементов И-НЕ 19 единичные значения уровней их выходов, в результате чего сигнал запроса по незамаскированному входу 18 с выхода каждого предыдущего элемента И 5 не может блокировать сигнал запроса с выхода каждого последующего элемента И 5.55Так, если по выходу элемента И 5, ,соответствующему первому входу 18, появляется сигнал запроса единичного уровня, то на выходе элемента И-НЕ 20, первый вход которого удерживается элементом И-НЕ 19 в единичном значении, возникает низкий уровень напряжения, который, инвертируясь через элемент И-НЕ 21, не может привести выход элемента И-НЕ 19 для последующего входа 18 в состояние логического нуля, в результате чего второй вход элемента И-НЕ 20 для последующего входа 18 не может изменять в рассматриваемом режиме своего единичного состояния.Следовательно, на мультиплексор 9 поступают все реально существующие запросы с немаскируемых входов 18, которые фиксируются триггером 32 при их коммутации, мультиплексором 9.Счетчик 25 производит останов последовательного счета только тогда, когда регистрируется запрос, и продолжает счет с состояния останова после выполнения процедуры чтения вектора прерывания.Режим временного останова существует при нулевом значении третьего разряда блока 7. Состояния остальных разрядов блока 7 на работу устройства в этом режиме влияния не оказывают,В этом режиме нулевое состояние третьего разряда удерживает триггер 31 в нулевом состоянии, следовательно, триггер не генерирует рабочие импульсы синхронизации, а значит, опрос и регистрация запросов не производятся,Такое состояние существует до тех пор, пока не изменится состояние третьего разряда блока 7, Как только оно становится единичным, устройство продолжает свою работу в режиме, определяемом двумя младшими разрядами блока 7. Формула изобретениямы сравнения подключена к выходам второго регистра, выход первой схе иы сравнения подключен к информацион 1 ному входу первого триггера, тактоый вход которого подключен к тактоому Входу устройства, выходы первого регистра подключены к первым входам Ьлементов И группы, о т л и ч а ю -е е с я тем, что, с целью расширеия функциональных возможностей устойства за счет задания уровня приритета для любой линии запросов восем диапазоне приоритетности, в него введены три группы элементов И-НЕ,м ч , третий регистр, третии, четвертыи, пятый,и шестой триггеры, элемент НЕ, дешифратор, сумматор, вторая схема ,сравнения, счетчик и два элемента И-НЕ, причем .каждый запросный вход устройства соединен с вторым входом одноименного элемента И группы, выход каждого элемента И группы соединен с первым входом одноименного элемента И-НЕ первой группы, второй вход каждого элемента И-НЕ первой группы и первый вход каждого элемента И-НЕ второй группы соединены с выходом одноименного элемента И-НЕ третьей группы, второй вход каждого элемента И-НЕ второй группы соединен с вы,ходом одноименного элемента И-НЕ первой группы, первый вход каждого элемента И-НЕ третьей группы, начиная с второго, соединен с выходом одноименного элемента И-НЕ второй группы, первый вход первого элемента И-НЕ третьей группы соединен с выходом по. следнего элемента И-НЕ второй группы, вторые входы элементов И-НЕ третьей группы соединены с выходом первого элемента И-НЕ, третий вход каждого элемента И-НЕ третьей группы соединен с одноименным выходом дешифратора, группа входов которого соединена с группой выходов сумматора и первой группой входов второй схемы сравнения, вторая группа входов которой соединена с группой выходов счетчика игруппой адресных входов мультиплексора информационные входы которого соединены с выходами элементов И-НЕ первой группы, тактовые входы первого и второго триггеров и первые входы первого и второго элементов И соединены с входом запуска устройства, тактовые входы третьего, четвертого ч пятого триггеров соединены с тактовым входом устройства, прямой выход первого триггера соединен с вто=рыми входами первого и второго элементов И, инверсный и прямой выходы 5второго триггера соединены соответственно с третьими входами первого и второго элементов И, выходыкоторых соединены соответственно свходами управления, записью блока хра нения информации и входом синхронизации первого регистра, информационный вход второго триггера соединенс соответствующим входом группы информационных входов устройства, счет.ный вход блока хранения информациисоединен с выходом второго элементаИ-НЕ, группа входов сумматора соединена с группой выходов блока храненияинформации, первый разрядный выход 30 которого соединен с входом сумматора и первым входом первого элементаИ-НЕ, второй вход которого и первыйвход второго элемента И-НЕ соединеныс вторым разрядным выходом блока хра нения информации, третий разрядныйвыход которого соединен с входомсброса третьего триггера, вход установки в "1" которого соединен с выходом трет.его элемента И и через элемент НЕ с первым входом четвертогоэлемента И, второй вход которого соединен с выходом второй схемы сравнения, выход четвертого элемента Исоединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход четвертого триггерасоединен с информационным входом пятого триггера, выход которого является сигнальным выходом устройства исоединен с первым входом третьего 40элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с вхо дом сброса устройства и входом сбросашестого триггера, прямой выходкоторого соединен с входом синхронизации третьего регистра, вход управления записьюкоторого соединен с входом запуска устройства и информационным входом четвертого триггера, группа информационных входов третьего регистра соединена с группой выходов счетчика,информационный вход шестого триггерасоединен с выходом мультиплексора,тактовый вход шестого триггера соединен с инверсным выходом, третьего 55триггера первым входом пятого элеУмента И и счетным входом счетчика,инверсный выход шестого триггера соединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с инЗаказ 1513 Тираж 570 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж,Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент , г.ужгород, ул. Гагарина, 1 11 11н 101 формационным входом третьего триггера, инверсный выход шестого триггера является выходом прерывания устъройства, информационными выходамикоторого являются выходы третьего регистрд.