Многоканальное устройство для прерывания программ

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскннСоциалистическихРесг 1 убттик п 771670но делам изобретений и открытий(54) МНОГОКАНАЛЪНОЕ УСТРОЙСТВОДЛЯ ПРЕРЫВАНИЯ ПРОГРАММ Изобретение относится к области вычисли-. . тельной техники и может быть применено в устройствах управления ЦВМ.Известно многоканальное устройство для прерывания программ 11), содержащее элементы ИЛИ, два распределителя импульсов, генера. 5 ,вор, триггер управления, блок установки исходного состояния, шифратор, регистр, а в каждом канале - множество триггеров с входными и выходными вентилями.Недостаток устройства состоит в том, что оборудование в нем используется весьма неэффективно, так как в каждом канале должно быть занято запросом не более одного триггера.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату15является многоканальное устройство для преры.вания программ 2), содержащее одноразрядные счетчики прерываний, регистр защиты, узел выявления разрешенных прерываний, регистр разрешенных прерываний, блок поиска старшегоО по приоритету прерывания, блок управления прерывания, шифратор, регистр фиксации теряемых заявок, блок восстановления теряемых 2заявок, элементы И первой и второй групп и элемент ИЛИ.Известное устройство позволяет организовать смену приоритетов каналов прерывания при появлении в одном канале рвух или более не принятых к обслуживанию заявок и инфор. мировать исполнительскую систему ЦВМ о фак. те переполнения заявок в том или ином канале прерывания, однако в указанном устройстве очередь необслуженных заявок по каждому каналу прерывания не может быть более трех, что приводит к большим потерям заявок и сужает функциональные возможности.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет сокращения потерь необслуженных заявок.Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство для прерывания программ, содержащее блок выделения разрешент 1 ых прерываний, выходы которого соединены с информационными входами шифратора и с первой группой информационных входов блока управления, первый запускающий выход которого соединен с первым входом блокавьщелеция раэрешеццых прерываний, а в каждом каналесчетчик ц элемент И, причем первый выход счетчика канала соединен с первым входом элемента И канала, суммирующий вход счетчика канала соединен с соответствующим5 входом первой группы входов устройства, первые установочные входы счетчиков каналов соединены с выходами первой группы установочных выходов блока управления, вторые установочные входы счетчиков каналов соедине ны с выходами второй группы установочных выходов блока управления, выходы элементов И каналов соединены со входами третьейгруппы входов блока выделения разрешенных прерываний, группа выходов сопровождения блока управления является первой группой выходов устройства, вторые входы элементов И каналов соединены со стробирующим выходом блока управления, управляющий входшифратора соединен с разрешающим выходом блока управления, а вторая группа входов устройства является первой группой входов блока выделения разрешенных прерываний, введены блок приоритета уровней индикации, группа фиксирующих элементов И, группа э 5 фиксирующих элементов ИЛИ, установочный 5 лемецт И, установочный элемент ИЛИ, а в каждый канал введена группа блоков индикации переполнения и элемент ИЛИ, причемвторой выход счетчика канала соединен с первымЗ 0 входом первого блока индикации переполнения канала, первый выход. каждого блока индикации переполнения канала (кроме последнего блока) соединен с первым входом последующего бло.ка индикации переполнения канала, первый выход последнего блока индикации переполненения канала и вторые выходы всех блоков индикации переполнения канала соединены со входами элемента ИЛИ канала, третьи выходы одноименных блоков индикации переполнения40 каналов соединены со входами соответствующего фиксируюшего элемента ИЛИ, первые выходы счетчиков каналов соединены со входами установочного элемента ИЛИ, выход которого сое.динен с первым входом установочного элемен.та И, выходы фиксирующих элементов ИЛИ соединены с первыми входами соответствующих фиксирующих элементов И, вторые входы уста. новочного и фиксирующих элементов И соединены с группой опросных выходов блока50 управления, выходы установочного и фиксирующих элементов И соединены с группой запускающих входов блока управления и с информациоцнымц входами блока приоритета уровней индикации, управляющий вход которого55 соединен со вторым запускающим выходом блока управления, выходы блока приоритета уровней индикации соедицецы со второй груп.пой информационных входов блока управления 771670 4и со второй группой входов блока выделенияразрешенных прерываний, четвертая групйавходов которого соединена с четвертыми выходами одноименных блоков индикации переполнения каналов, вторые входы одноименных блоков индикации переполнения каналов соединеныс группой считывающих выходов блока управления, третьи входы одноименных блоков индикации переполнения каналов соединены с соот.ветствуюшей подгруппой группы блокирующихвыходов блока управления, четвертые входыодноименных блоков индикации переполненияканалов соединены с соответствующей подгруппой первой группы гасящих выходов блокауправления, пятые входы одноименных блоковиндикации переполнения каналов соединеныс соответствующей подгруппой второй группыгасящих выходов блока управления, выходыэлементов ИЛИ каналов соединены с группойвходов переполнения блока управления и совторой группой выходов устройства, третьягруппа входов устройства является группойзащитных входов блока управления, а выходышифратора являются третьей группой выходовустройства.Поставленная цель достигается также тем,что блок индикации переполнения канала содержит счетчик, три элемента И, элемент НЕ, причемпервый вход блока соединен с первыми входамипервого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с первым входомсчетчика, выход второго элемента И соединенсо вторым выходом блока, второй вход блока соединен с первым входом третьего элемента И, первый выход счетчика соединен с третьимвыходом устройства и со вторым входомтретьего элемента И, выход которого соединенс четвертым выходом блока, третий входблока соединен со вторым входом первого элемента И через элемент НЕ, а со вторым входомвторого элемента И - непосредственно, четвертый и пятый входы блока соединены соответственно со вторым и третьим входами счетчика,выход которого и выход второго элемента Иявляются соответственно первым и вторымвыходами блока.На фиг, 1 приведена структурная схемаустройства; на фиг. 2 - структурная схемаблока индикации переполнения,Многоканальное устройство для прерыванияпрограмм содержит (фиг. 1) каналы 1 2,установочный элемент ИЛИ 5, установочныйэлемент И 4, шифратор 5, блок 6 выделенияразрешенных прерываний, блок 7 приоритетауровня индикации, блок 8 управления, группуфиксирующих элементов ИЛИ 9, группу фик.сируюших элементов И 10, суммирующиевходы 11, 12, образующие первую группувходов устройства, вторую группу входов 13,77670 25 5третью руину входов 14, первую 5, третью16 и вторую 17 группы выходов; блокуправления содержит первую группу информационных входов 18, первый запускающий выход 19, первую и вторую группы установоч.ных выходов 20, 21, группу опросных выходов22, группу запускающих выходов 23, второйзапускающий выход 24, вторую группу инфор.мационных входов 25, группу считывающихвыходов 26, группу блокирующих выходов 27, 1 опервую и вторую группы гасящих выходов 28,,29, группу входов 30 переполнения, группузащитных входов 31, группу выходов 32 сопровождения, стробирующий выход 33, разрешающий выход 34.15Блок выделения разрешенных прерыванийсодержит соответственно вторую, третью и чет.вертую группы входов 35, 36 и 37,Кроме того, каждый канал содержит блоки 38, 39 индикации переполнения, счетчик 40, щэлемент И 41, элемент ИЛИ 42,Каждый блок индикации переполнения содер.жит соответственно первые - пятые входы43-47, соответственно первые - четвертые выходы 48 - 51.Блок индикации переполнения содержит(фиг, 2): счетчик 52, элементы И 53-55, элемент НЕ 56.Устройство работает следующим образом.Работа устройства инициируется сигналамипрерывания, поступающими на входы 11, 12устройства, и осуществляется в соответствии скодами защиты каналов прерывания на входах13 устройства и кодами защиты уровнейиндикации на входах 14 устройства.Результирующей (выходной) информациейработы устройства являются: коды номеровпрерываний (заявок), принятых к обслуживанию,.на выходах 16 устройства, сигналы иереполнений заявок, не принятых устройством кобслуживанию и требующих для их обслужиЮвалия подключения дополнительной вычислительной мощности, на выходах 17 устройства;управляющие сигналы на выходах 15 устройства, отражающие внутреннее состояние уст 45роиства или характеризующие выдаваемуюпо выходам 16, 17 устройства информацию(сигналы сопровождения),Сигналы прерывания со входов 11, 12устройства поступают на входы соответствующиходноразрядных счетчиков 40 прерываний кана- Олов 1, 2 и фиксируются ими. При появлениив каком-либо канале двух не принятых к обслуживанию сигналов прерывания соответствую-щий одноразрядный счетчик 40 переполняется,и сигнал переполнения (переноса) со счетного 55выхода этого одноразрядного счетчика 40через элемент И 53 поступает на счетный входодноразрядного счетчика 52 соответствующегоблока 38 индикации переполнения. В каналах , 2 устройства одноразрядный, счетчик 40 и блоки 38, 39 индикаши переполнения образуют счетчик необслуженных заявок данного канала. Сигналы переполнений со счетных выходов одноразрядных счетчиков 52 через соответствующие элементы ИЛИ 42 ка-, нала поступают на соответствующие входы блока 8 управления и на выходы 17 устройства. Сигналы с единииых выходов одноразрядных счетчиков 40 и счетчиков 52 одноименных блоков 38 всех каналов (в пределах каждого уровня индикации) объединяются элементами ИЛИ 3, ИЛИ 9 и через соответствующие элементы И 4, И 10 инициируют работу блока 8 управления. Управление элементами И 4, И 10 осуществляется блоком 8 управления в соот. ветствии с кодом защиты уровней индикации и текущим состоянием устройства. На время анализа блоков 38, 39 индикации переполнений или счетчиков 40 каналов 1, 2 элементы И 4, И 10 блокируются (устанавливается общий запрет прерываний в устройстве).По сигналам с элементов И 4, И 10 блок 8 управления запускает блок 7, осуществляющий поиск того счетчика 52, в котором установился ненулевой код переполнений и номер которого имеет наибольшее значение. Если во всех счетчиках 52 - нулевые коды (отсутствуют сигналы на выходах элементов И 10), а в счетчике 40 - ненулевой код и отсутствует сигнал блокировки элемента И 4, блок 7 формирует сигнал на своем выходе, соответствующий нулевому уровню индикации.По сигналу из блока 7 блок 8 управления формирует сигнал считывания кода с соответствующего (выделенного) блока индикации пе. реполнений или счетчика 40 на входы блока 6 выделения разрешенных прерываний и запуска. ет его, Блок 6 выделения разрешенных прерыва. ний в соответствии с кодом защиты каналов прерывания осуществляет поиск и выделение наиболее приоритетного разрешенного сигнала прерывания, который поступает на входы блока 8 управления и шифратора 5, В зависимости от параметров (номера канала и номера уровня индикации) выделенного сигнала прерывания и с учетом состояния устройства блок 8 управления реализует соответствующую тактику обработки прерывания.В частности, при принятии заявки к обслуживанию блок 8 управления снимает блокировку с шифратора 5 и тем самым обеспечиваетвыдачу кода номера прерывания в исполнительную систему ЦВМ. В других случаях коды номеров прерываний на выходы 16 устройства не вьцтаются (заявки к обслуживанию не принимаются), а блок 8 управления ведет их учет или игнорирует. Процесс обработки сигнала прерывания устройством завершается сбросом одноразрядногосчетчика 52 и восстановлением количества це.обслужеццых заявок в данном канале (подачейиз блока 8 управления сигналов ца вторыевходы одноразрядных счетчиков 52 и ца второйвход одноразрядного счетчика 40 этого канала).По завершении обработки устройством текуи 1 его сигнала прерывания или в случае, еслиблоком б выделения разрешенных прерыванийна.анализируемом уровне индикации не будетобнаружен разрешенный сигнал прерывания, 10блок 8 управления либо сформирует на входахэлементов И 4, И 10 отличный от предыдущегокод защиты прерываний и перейдет к следующему циклу работы устройства, либо перейдетв состояние ожидания до смены кода защиты 15уровней индикации на входах 14 блока 8 уп.равления или да установления ненулевого кодана незащищенных уровнях индикации (до появления разрешенных сигналов прерывания),При переполнении сигналов прерывания в 20каком-либо канале прерывания на входе элемента ИЛИ 42 этого канала формируется сигналпереполнения канала, который поступает насоответствующий иэ входов группы 30 блока 8управления и на выход 17 устройства. В вычис. 25лительной системе этот сигнал может восирини.4маться как сигнал прерывания дополнительнойЦВМ, подключаемой для обслуживания заявокпо данному каналу прерывания в случае перегрузки ЦВМ, в состав которой входит данноеустройство, При этом блок 8 управления формирует на соответствующем выходе устройстваиз группы выходов 15 сигнал сопровождения,информирующий систему о факте переполнениязаявок па некоторому каналу в данном устрой. стве,35В зависимости от кода зашиты уровнейиндикации ца входах 14 и загруженности устройства (количества необслуженных заявок) блок 8 управления может исключать частично или полностью блоки 38, 39 индикации переполнений в каждом канале 1, 2 и тем самым управлять нагрузкой на ЦВМ, в состав которой входит данное устройство. Так для исключения Н - и схем индикации переполнений в некотором 45 канале данного устройства блок 8 управления формирует сигнал разрешения на входе элемента И 54 последующего блока 39, соответственно элемент И 53 последующего блока 39 блокируется сигналом запрета с элемента НЕ 56 этого блока В этом случае сигналы переполнений с выхода элемента И 54 этого блока, минуя одноразрядные счетчики 52 последующих блоков 39, поступают иа вход элемента ИЛИ 42,55Таким образом, .изобретение обеспечивает возможность фиксации 2 п - 1 (и - число блоков 38, 39 в канале необслуженных заявок 1 сигналов прерывания), немедленную смену приоритетов каналов в случае переполнения счетчика 40, выбор тактики обработки прерыва. ций в зависимости, с одной стороны, от кодов защиты каналов и уровней индикации переполнения, с другой стороны, от количества заявок, накоплеицых в кацалах, а также позволяет в случае переполнения того или иного канала передавать сигналы прерывания другому . устройству с целью подключения дополцитель. ной вычислительной мощности для обслуживания заявок по иереполцяемым каналам. Кроме того, в зависимости от количества и характера заявок изобретение имеет возможность исключать в каналах количество блоков индикации переполнений (управлять количеством заявок по любому каналу).В изобретении процессы фиксации заявок и их обработки разделены пространственно и совмещены во времени, что, в совокупности с возможностью фиксации большого количества заявок,передачи части заявок для обработки другому устройству, управления количеством обрабатываемых заявок в устройстве, позволяет сократить потерю заявок при сохранении малого времени обработки прерываний (обеспечении высокой разрешающей способности устройства).Формула изобретения1. Многоканальное устройство для прерывания программ, содержащее блок выделения разрешенных прерываний, выходы которого соединены с информационшями входами шифрато. ра и с первой группой информационных входов блока управления, первый заиускаюший выход которого соединен с первым входом блока выделения разрешенных прерываний, а в каждом канале - счетчик и элемент И, причем первый выход счетчика канала соединен с пер. вым входам элемента И канала, суммирующий вход счетчика канала соединен с соответствующим входом первой группы входов устройства, первые установочные входы счетчиков каналов соединены с выходами первой группы устано. вочных выходов блока управления, вторые установочные входы счетчиков каналов соедине. ны с выходами второй руппы установочных выходов блока управления, выходы элементов И каналов соединены со входами третьей груп пы входов блока выделения разрешенных прерываний, группа выходов сопровождения блока, управления является первой группой выходов устройства, вторые входы элементов И каналов соединены со стробирующим выходом блока управления, а управляющий вход шифратора соединен с разрешающим выходом блока управления, а вторая группа входов уст 771670 10ройства является первой группой входов блока выделения разрешенных прерываний, о т л и.ч а ю ш е е с я тем, что, с целью расширения функциональных Возможностей эа счет сокращения потерь необслуженных заявок, оно содержит блок приоритета уровней индикации, группу фиксирующих элементов И, группу фиксирующих элементов ИЛИ, установочный, элемент И, установочный элемент ИЛИ, а в каждом канале - группу блоков индикации переполнения 10 и элемент ИЛИ, причем второй выход счетчика канала соединен с первым входом первого блока индикации переполнения, канала, первыйвыход каждого блока ин;цкации переполнения канала 1,кроме последнего блока) соединен 15 с первым входом последующего блока индикации переполнения канала, первый выход последнего блока индикации переполненияканала и вторые выходы всех блоков индикации переполнения канала соединены со вхо- э 0 дами элемента ИЛИ канала, третьи выходы одноименных блоков индикации переполнения каналов соединены со входами соответствующего фиксирующего элемента ИЛИ, первые выходы счетчиков каналов соединены со вхо дами установочного элемента ИЛИ, выход кото. рого соединен с первым входом установочного элемента И, выходы фиксирующих элементов ИЛИ соединены с первыми входами соответствующих фиксирующих элементов И, вторые З 0 входы установочного и фиксирующих элементов И соединены, с группой опросных выходов блока управления, выходы установочного и фиксирующих элементов И соединены с группой запускаюших входов блока управления и с информационными входами блока приоритета уровней индикации, управляющий вход которого соединен со вторым запускающим выходом блока управления, выходы блока приоритета уровней индикации соединены со второй группой информационных входов блока управления и со второй группой входов блока выделения разрешенных прерываний, четвертая группа входов которого соединена с четверты.ми выходами одноименных блоков индикации45 переполнения каналов, вторые входы одноименных блоков индикации переполнения каналов соединены с группой считывающих выходов блока управления, третьи входы одноименных блоков индикации переполнения каналов соединены с соответствующей подгруппой группы бло. кируюших выходов блока управления четвертые входы одноименных блоков индикации перепол, нения каналов соединены с соответствующей подгруппой первой группы гасящих выходов блока управления, пятые входы одноименных блоков индикации переполнения каналов соединены с соответствующей подгруппой второй группы гасящих выходов блока управления, выходы элементов ИЛИ каналов соединены с группой входов переполнения блока управле. ния и со второй группой выходов устройства, третья группа входов устройства является группой защитных входов блока управления, а выходы шифратора являются третьей группой выходов устройства.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что блок индикации переполнения канала содержит счетчик, три элемента И, эле-. мент НЕ, причем первый вход блока соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен с первым входом счетчика, выход второго элемента И соединен со вторым выходом блока,. второй вход блока соединен с первым входом третьего элемента И, первый выход счетчика соединен с третьим выходом устройства и со вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с четвертым вь,ходом блока, третий вход блока соединен со ;,вторым входом первого элемента И через элемент НЕ, а со вторым входом второго элемента И - непосредственно, четвертый и пятый входы блока соединены соответственно со вторым н третьим входами счетчика, выход которого и выход второго элемента И являются соответ.ственно первым и вторым выходами блока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство ГССР Мо 468240,кл, 6 06 Р 918, 1975.2. Авторское свидетельство СССР по заявкеХ 2362776, кл. 6 06 Г 9/18, 2.03.77, (прототип).771670 99/61 Тираж 751 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытийт 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д