Многоканальное устройство приоритетных прерываний

Союз Советских Социанистичвских РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 883908(51)М. К .з С 06 Г 9/46 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 2 3 Д 1 81 72) Авторы изобретенияГ. Барсуков,Мурин и С.В. Наза(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПРИОРИТЕТНЫХ ПРЕРЫВАНИ 10 да ие наИзобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для прерывания программ, и может быть использовано при построении вычислительных систем обработки данных.Известно устройство для управления обслуживания запросов в порядке поступления, содержащее блок управления, шифратор, регистр, элемент ИЛИ, каналы, а в каждом канале блок очередности 11.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является многоканальное устройство приоритетных прерываний с автоматической выработкой ко-. да приоритетной заявки, содержащее блок управления, элемент ИЛИ, шифратор, регистр, каналы, а в каждом канале блок очередности, коммутатор и элемент ИЛИ 21.Однако известные устройства облают низкой надежностью.Цель изобретения - повышен дежности устррйства,Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное устройство приоритетных прерываний, содержащее первый элемент ИЛИ, шифратор, регистр и -каналов, а в каждом канале узелочередности, причем первая группа выходов узла очередности каждого канала соединена с соответствующей группой входов шифратора, группа выходовшифратора соединена с группой информационных входов регистра, группаразрядочных выходов регистра являетсягруппой информационных входов устройства, первая группа входов узла очередности каждого канала является соответствующей группой информационных входов устройства, выход первогоэлемента ИЛИ является первым выходомустройства, введено группу элементов И, группу элементов ИЛИ, второйэлемент ИЛИ, а в каждом канале блокместного управления и счетчик, причем вторая группа. входов узла очередности каждого 1-го (1=1 п )х канала, кроме и -го, соединена со второйгруппой выходов узла очередности(1+1) канала, вторая группа входовузла очередности и-го канала соединена со второй группой выходов первого канала, третья группа входовузла очередности каждого -го каналакроме первого соединена с третьейгруппой выходов узла очередности(+11-го канала третья группа входовузла очередности первого, канала соединена с третьей группой выходов узла очередности и-го канала, первыйвход узла очередности каждого каналасоединен с первым выходом блока местного управления своего канала,выход каждого 1-го элемента И группы,кроме и-го, соединен со вторымивходами узлов очередности 1-го канала и с третьим входом узла очередности первого канала соединен со вторым входом узла очередности и-гоканала и с выходом и-го элемента Игруппы, четвертый вход узла очередности каждого 1-го канала, кромепервого, соединен со вторым выходомблока местного управления (1-1)-го 5канала, четвертый вход узла очередности первого канала соединен совторым выходом блока местного управления и-го канала, первый выходузла очередности каждого 1-го канала, кроме первого, соединен с первымвходом (1 1)-го элемент И группы,первый выход узла очередности первогс канала соединен с первым входоми-го элемента И группы, второй выход 2 узла очередности каждого 1-го канала соединен со вторым входом 1-го элемента И группы, третий выход узла очередности каждого канала соединен с первым входом блока местного управления своего канала и с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, второй блока местного управления каждого 1-го канала, кроме первого, соединен с третьим выходом блока местного управления (1-1)-го канала, второй вход блока местного управления первого канала является входом считывания устройства, выход каждого 1-го .(=1(и) элемента ИЛИ группы соединен с третьим вхо дом блока местного управления соответствующего канала, четвертый выход блока местного управления каждого канала соединен с соответствующим входом второго элемента ИЛИ, пятый выход блока местного управления каждого канала соединен с первым управляющим входом счетчика своего канала, второй управляющий вход счетчика каждого 1-го канала соединен с выходом 1-го элемента И группы, первый вход каждого -го элемента ИЛИ группы соединен с выходом (+1) элемента ИЛИ группы, второй .вход каждого 1-го элемента ИЛИ группы соединен с шестым выходом блока мест ного управления последующего канала, группа выходов счетчика каждого канала соединена с группой входов блока местного управления своего канала, выход второго элемента ИЛИ является фо вторым выходом устройства.При этом, узел очередности содержит блок элементов НЕ, блок памяти, два блока элементов ИЛИ, элемент ИЛИ, пять блоков элементов И, причем пер вая группа входов первого блока элементов И является первой группой входов узла, вторая группа входов первого блока элементов И соединена сгруппой выходов второго блока элементов И, первая группа выходов блокапамяти соединена с группами входов .третьего и четвертого блоков .элементов И, вторая группа выходов блока памяти соединена с группой входов пятого блока элементов И, третья группавыходов блока памяти соединена сгруппой входов второго блока элементов И, группа выходов второго блокаэлементов И соединена с группой в,одов блока элементов НЕ, группа выходов которого соединена с третьей группой входов первого блока элементов И,первая и вторая группы выходов первого блока элементов И соединены соответственно с первыми группами входов первого и второго блоков элементов ИЛИ, третья группа выходов первого блока элементов И соединена с первой группой входов блока памяти, вторая и третья группы входов которогосоединены с группами выходов соответственно первого и второго блоков элементов ИЛИ, вторая группа входов узла соединена с группой входов элемента ИЛИ и со второй группой входоввторого блока элементов ИЛИ, втораягруппа входов первого блока элементов ИЛИ соединена с третьей группойвходов узла, выход блока элементовНЕ является первым выходом узла,первый вход узла соединен с входомчетвертого блока элементов И н с входом элемента ИЛИ, первый управляющийвход блока памяти является третьимвходом узла, второй управляющий входблока памяти соединен с выходом элемента ИЛИ, группы выходов третьегои четвертого блоков элементов И являются соответственно второй и первойгруппами выходов узла, четвертый входузла соединен с входом третьего блокаэлементов И, первый и второй выходывторого блока элементов И являютсясоответственно вторым и третьим выходами узла, второй вход узла соединен с входом пятого блока элементовИ, группа выходов пятого блока элементов И является третьей группойвыходов узла,Кроме того, блок местного управления содержит три элемента ИЛИ, триэлемента НЕ, четыре элемента И, регистр, схему сравнения, причем группа входов блока соединена с ггуппойвходовпервого элемента ИЛИ ис первой группой входовсравнения, вторая группа входовкоторой соединена с группойразрядных выходов регистра, выходпервого элемента ИЛИ соединен с пер"вым входом первого элемента И и черезпервый элемент НЕ с первым входомвторого элемента И, второй вход блока соединен со вторыми входами первого и второго элементов И и с первыми входами третьего и четвертого элементов И, пятый вход блока соединенсо вторым входом четвертого элемента И и через второй элемент НЕ ссвторым входом третьего элемента И,третий вход блока соединен с третьим входом второго элемента И и через третий элемент НЕ с третьим входом четвертого элемента И, выходыпервого и четвертого элем.нтов Исоединены соответственно с первым ивторым входами второго элемента ИЛИ,выходы второго и третьего элементовИ соединены соответственно с первыми вторым входами третьего элементаИЛИ, выход третьего элемента ИЛИявляется третьим выходом блока, выход первогоэлемента И являетсявторым и пятым выходами блока, выходсхемы сравнения является четвертым 20выходом блока, выход второго элемента ИЛИ является первым выходомблока,выход первого элемента ИЛИявляется шестым выходом всех блоков,кроме первого. 25На фиг. 1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - то же,узел очередности; на фиг. 3 - тоже, блок местного управления.Устройство содержит каналы 1,блоки 2 очередности, блоки 3 управления, счетчики 4, элементы И 5 группы, элементы ИЛИ 6 группы, элементИЛИ 7, шифратор 8, регистр 9, элемент ИЛИ 10, группы информационныхвходов 11, вход 12 считывания, выход13 переполнения, выход 14 прерывания,адресный выход 15, выходы 16-20 блока местного управления; выходы 21 блоков местного управления, начиная совторого, группы входов 22 блоков 40местного управления, входы 23 и 24узлов очередности, выходы 25-27 узлов очередности, группы выходов 28узлов очередности, группы выходов29 узлов очередности, входы 30 узлов 45очередности, группы выходов 31 узловочередности, группы входов 32 узловочередности, входы 33 блоков местного управления.Узел содержит блок 34 элементовИ, блок 35 элементов ИЛИ, блок 36элементов ИЛИ, элемент ИЛИ 37, блок38 памяти, блок 39 элементов И,блок 40 элементов И, блок 41 элементов И, блок 42 элементов И, блок 43элементов НЕ.Блок содержит регистр 44, элементИЛИ 45, схему 46 сравнения, элементы НЕ 47-49, элементы И 50-53, элементы ИЛИ 54 и 55.Узел очередности работает следующим образом.Запрос по группе входов 11 поступа.ет а блок 34, затем под управлением.сигнала, поступающего с блока 43 иблока 42, а также сигналов, посту пающих по группам входов 24 и 32 отсоседних каналов, запрос записывается в соответствующую ячейку блока38 памяти. После записи первого запроса с выходов блоков 42 и 43 навходы блока 34 поступают потенциалы,запрещающие запись следующего запросав ту же ячейку блока 38. Если запросы, записанные в блок 38, по какойлибо причине не считаны и блок 38 заполнен полностью, то на выходе 27узла очередности появится сигнал, который, пройдя через элемент И 5, поступает на вход 23 своего канала ина вход 30 соседнего канала. Приэтом в узле очередности данного канала происходит сдвиг вправо содержимого блока 38 на один разряд, а содержимого блока 38 соседнего каналана один разряд влево, вследствиечего в данном канале освобождается вблоке 38 первая ячейка, а содержимоепоследней ячейки этого блоха переписывается в освободившуюся последнюю ячейку блока 38 соседнего каналачерез блок элементов И 40 и группувыходов 29. Последний запрос, поступивший в блок очередности, когдаблок 38 полностью занят, записывается в освободившуюся первую ячейкублока 38 данного каналаБлок управления работает следующим образом,При переполнении блока 38 узла блока 2 с выходов 27 счетчика 4 в блок3 управления поступает код, которыйс помощью схемы 46 сравнения сравнивается с кодом находящимся в регистре 44, и в случае совпадения, а этопроисходит в случае заполнения блока 38 узла блока 2 данного канала,схема 44 сравнения с выхода 19 блока3 вырабатывает сигнал переполнения.Сигнал выборки поступает на вхОд12 блока 3 первого канала, в ответна этот сигнал блок 3 вырабатываетуправлякзцие сигналы с выходов 16 и18, с выхода 16 с помощью элементаНЕ 49, И 53, ИЛИ 55, с выхода 18 спомощью элементов НЕ 48 и 49 элементов И 51, 52 и элемента ИЛИ 54. Сигнал с выхода 16 вырабатывается приусловии, если записан запрос в узелочередности, а блоки 38 во всех остальных каналах не запблнены, а сигнал с выхода 18 - если нет запросовв первом канале, в первом каналеесть запросы, но блок 38 узла блока2 не заполнен данного канала не заполнен, а заполнен блок 38 узла блока2 какого либо другого канала (еслисигнал на выходе 21 блок 3 этогоканала) .Перед началом работы устройствопо команде ЭВМ приводится в исходноесостояние, которое характеризуетсяотсутствием запросов во всех блоках 2 очередности, нулевым состояниемвсех счетчиков 4 и,готовностью устройства к приему запросов (цепи установки устройства в исходное состояниене показаны).Запросы, поступающие на входы 11каналов 1, разбиты по уровням приоритета таким образом, что входы 11первого канала соответствуют запросам высшего приоритета, входы 11последнего канала - запросам низшего приоритета.Запросы на обслуживание поступаютпо входам 11 каналов 1 на соответствующие блоки 2 очередности, где заносятся в очередь на обслуживаниев порядке их поступления. Если водном из каналов, например в первом,очередь заполняется, т.е. поступивший очередной запрос записан напоследнее место ( в последнюю ячейку)буферной памяти блока очередности,то на выходе 27 блока 2 этого канала появляется сигнал. Он проходит Щчерез элемент И 5 и поступает навходы 23 блоков очередности первогои второго каналов и счетчика 4 первого канала при условии, что очередьво втором канале не заполнена (имеется разрешающий потенциал на выходе25 блока 2 этого канала). Сигнал инициирует сдвиг вправо на один разрядсодержимого буферной памяти блока 2второго канала, а также содержимогопоследней ячейки буферной памятипервого канала. В счетчик 4 добавится единица.Таким образом содержимое последней ячейки буферной памяти нервогоканала по шине 24 переписывается впервую ячейку буферной памяти второго канала. В результате, очереднойзапрос, поступивший в первый канали вызвавший заполнение его буфернойпамяти, хранится в первой ячейке 46буферной памяти блока 2 очередностивторого канала. В последующих ячейках буферной памяти второго канала размещаются запросы, находившиеся в этом канале ранее, Последняя ячейка 4буферной памяти первого канала будет свободна и готова для приема следующего запроса. Запись запросов продолжается до тех пор, пока не заполнится буферная память соседнего канала. В этом случае блок местного управления первого канала, проанализировав содержимое счетчика, значение которого равно числу перезаписанных во второй канал запросов первого канада, выработает сигнал переполнения устройства, который с выхода 19 блока местного управления через элемент ИЛИ 10 поступает в ЭВМ.При наличии в очередности хотя бы одного запроса на выходе 26 0 блока 2 соответствующего какала устанавливается потенцил, который поступает в блок 3 местного управления, а также через элемент ИЛИ 7 выдается в ЭВМ. В ответ на это ЭВМу вырабатывает сигнал выборки очеред- ного запроса из очереди для обслуживания.Сигнал выборки из.ЭВМ поступает по шине 12 на вход блока 3 местного управления первого канала. В ответ на него блок 3 выдает сигнал с выхода 16, или с выхода 18. Сигнал с выхода, поступающий в блок 2 очередности, вырабатывается при выполнении любого из последующих условий: записан запрос в блок очередности первого канала (имеется потенциал йа выходе 26 блока 2), а очереди в блоках 2 всех остальных каналов не заполнены (отсутствует потенциал на выходе элемента ИЛИ 6); очередь в блоке 2 первого канала заполнена ( счетчик 4 первого канала находится в нулевом состоянии- имеется сигнал на выходе 22) .При появлении сигнала на выходе 16 блока местного управления первого канала осуществляется выборка запроса, стоящего на первом месте в очере-. ди, который с выхода 28 блока 2 поступает на соответствующий вход шифратора 8. Шифратор преобразует код запроса в код адреса первой команды программы, предназначенной для обслуживания данного запроса, и записывает его в регистр 9. Далее код адреса с выхода 15 устройства выдается в ЭВМ.После выборки запроса из блока 2 осуществляется сдвиг содержимого буФерной памяти этого блока на один разряд влево, тем саум производится коррекция очереди.В случае переполнения очереди в канале, счетчик 4 которого находится не в нулевом состоянии, выборка запросов осуществляется аналогично описанному за исключением того, что после выборки запроса из блока 2 производится сначала сдвиг на один разряд влево содержимого буферной памяти второго канала, затем - сдвиг на один разряд влево содержимого буферной памяти первого канала, После первого сдвига, осуществляемого по сигналу с выхода 17 блока 3 запрос из первой ячейки буферной памяти второго канала по шине 24 переписывается в последнюю ячейку первого канала. Из содержимого счетчика 4 первого канала вычитается единица по сигналу, поступающему с выхода 20 блока 3. Второй сдвиг производит коррекцию очереди в первом кайале. Устройство готово для последующей работы.Сигнал с выхода 18 блока местного управления первого канала, поступающий в блок местного управления второго канала, вырабатывается при выполнении любого из следующих . условий: в первом канале нет запросов (отсутствует сигнал на выходе 26 блока 2); в первом канале есть запросы,,но очередь не заполнена ( есть сигнал на выходе 26 блока 2, нет сигнала на выходе 22 счетчика 4), а очередь в однои из каналов устройства заполнена (есть сигнал на выходе 21 блока 3 1-го канала 1=2,Н). Сигнал выборки 18 поступает в блок местного управления второго канала. Работа второго я последующих каналов в этом случае аналогична описанному.Применение изобретения позволяет уменьшить вероятность потери запросов и таим образом повысить надежность устройства,10 Формула изобретения 1. Многоканальное устройство приоритетных прерываний, содержащеепервый элемент ИЛИ, шифратор, регистр,п-каналов, а в каждом канале узел 3)очередности, причем первая группавыходов узла очередности каждого канала соединена с соответствующейгруппой входов шифратора, группа выходов шифратора соединена с группойинформационных входов регистра, группа разрядных выходов регистра является группой информационных входов устройства, первая группа входов узлаочередности каждого канала являетсясоответствующей группой информацион- Зных входов устройства, выход первогоэлемента ИЛИ является первым выходомустройства, о т л.и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности, устройство содержит группу З 5элементов И, группу элементов ИЛИ,второй элемент ИЛИ, а в каждом канале блок местного управления и счетчик, причем вторая группа входов .Узла очередности каждого 1-го (1=1 п) 40канала, кроме п-го, соединена совторой группой выходов узла очередности (1+1) канала, вторая группавходов узла очередности и-го каналасоединена со втоРой группой выходов 4первого канала, третья группа входовузла очередности каждого 1-го каналакроме первого соединена с третьейгруппой выходов узла очередности(1+1)-го канала третья группа входов узла очередности первого каналасоединена с третьей группой выходовузла очередности и-го канала, первыйвход:узла очередности каждого каналасоединен с первым выходом блокаместногоуправления своего канала, 55выход каждого 1-го элемента И группы, кроме о-го, соединен со вторымивходами узлов очередности 1-го канала и с третьим входом узла очередности первого канала соединен со вторымвходом узла очередности и-го каналаи с выходом и;го элемента Игруппы,четвертый вход узла очередности каждого 1-го канала, кроме первого,соединен со вторым выходом блока у 5 местного управления (1-1)-го канала, четвертый вход узла очередности первого канала соединен со вторым выходом блока местного управления и-го канала, первый выход узла очередности каждого 1-го канала, кроме первого, соедчнен с первым входом (1-1)-го элемента И группы, первый выход узла очередности первого канала соединен с первым входом в-го элемента И группы, второй выход узла о чередности каждого 1-го канала соединен со вторым входом 1-го элемента И группы, третий выход узла очередности каждого канала соединен с первым входом блока местного управления своего канала и с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, второй вход блока местного управления каждого 1-го канала, кроме первого, соединен с третьим выходом блока местного управления (1-1)-го каналавторой вход блока местного управления первого канала является входом считывания устройства, выход каждого -го (=1(вэлемента ИЛИ группы соединен с третьим входом блока местного управления соответствующего канала, четвертый выход блока местного управления каждого канала соединен с соответствующим входом второго элемента ИЛИ, пятый выход блока местного управления каждого канала соединен с первым 1 управляющим входом счетчика своего канала, второй управляющий вход счетчика каждого 1-го канала соединен с выходом 1-го элемента И группы, первый вход каждого-го элемента ИЛИ группы соединен с выходом (1+1) элемента ИЛИ группы, второй вход каждого )-го элемента ИЛИ группы соединен с шестым выходом блока местного управления последующего канала, группа выходов счетчика каждого канала соединена с группой входов блока местного управления своего канала, выход второго элемента ИЛИ является вторым выходом устройства.2, Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что узел очередности содержит блок элементОв НЕ, блок памяти, два блока элементов ИЛИ, элемент ИЛИ, пять блоков элементов И, причем первая группа входов первого блока элементов И является первой группой входов уз-. ла, вторая группа входов первого блока элементов И соединена с группой выходов второго блока элементов И, первая группа выходов блока памяти соединена с группами входов третьего и четвертого блоков элементов И, вторая группа выходов блока памяти соединена с группой входов пятого блока элементов И, третья группа выходов блока памяти соединена с группой входов второго блока элементов И, группа выходов второго бда 883908ка элементов И соединена с группой входов блока элементов НЕ, гругпа выходов которого соединена с третьей группой входов первого блока элементов И, первая и вторая группы выходов первого блока элементов И соединены соответственно с первыми группами входов первого и второго блоков элементов ИЛИ, третья группа выходов первого блока элементов И соединена с первой группой входов блока памяти, вторая и третья группы входов которого соединены с группами выходов соответственно первого и второго блоков элементов ИЛИ, вторая группа входов узла соединена с группой входов элемента ИЛИ и со 15 второй группой входов второго блока элементов ИЛИ, вторая группа входов первого блока элементов ИЛИ соединена с третьей группой входов узла, выход блока элементов НЕ является . Я первым выходом узла, пеовый вход узла соединен с входом четвертого блока элемечтов И и с входом элемента ИЛИ, первый управляющий вход блока памяти является третьим входом узла, второй управляющий вход блока памяти соединен с выходом элемента ИЛИ, группы выходов третьего и четвертого блоков элементов И являются соответственно второй и первой группами выходов узла четвертый вход узла соединен с.входом третьего блока элементов И, первый и второй выход второго блока элементов И являются соответственно вторым и третьим выходами узла, второй З 5 вход узла соединен с входом пятого блока элементов И, группа выходов пятого блока элементов И является третьей группой выходов узла.3 устройство по п 1 о т л и -ч а ю ц е е с я тем, что блок местного управления содержит три элемента ИЛИ, три элемента НЕ, четыреэлемента И, регистр, схему сравнения,причем группа входов блока соединенас группой входов первого элементаИЛИ и с первой группой входов схежсравнения, вторая группа входсв которой соединена с группой разрядных.выходов регистра, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входомпервого элемента И и через первыйэлемент НЕ с первым входом второгоэлемента И, второй вход блока соеди"нен со вторыми входами первого и второго элементов И и с первыми входами третьего и четвертого элементов И,пятый вход блока соединен со вторымвходом четвертого элемента И и черезвторой элемент НЕ со вторым входомтретьего элемента И, третий входблока соединен с третьим входом второго элемента И и через третий элемент НЕ с третьим входом четвертогоэлемента И, выходы первого и четвертого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входамивторого элемента ИЛИ, выходы второгоИ третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, выходтретьего элемента ИЛИ является третьим выходом блока, выход первого элемента И является вторым и пятым выходами блока, выход схемы сравненияявляется четвертым выходом блока,выход второго элемента ИЛИ являетсяпервым выходом блока, выход первогоэлемента ИЛИ являтеся шестым выходом всех блоков, кроме первого.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 206891, кл. С 06 Г 9/18, 1966.2. Авторское свидетельство СССР9 548859, кл.06 Г 9/18, 1974