SU1585797A1 - Устройство переменного приоритета - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в вычислительной технике, в частности в устройствах приоритетного прерывани . Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  устройства за счет сокращени  числа повторных опросов разр дов регистра прерываний. Устройство содержит регистр 1 приоритета, два счетчика 2,3, блок 4 управлени , регистр 5 маски, три блока элементов И 6, 15, 16, дешифратор 7, регистр 8 прерываний, блок элементов ИЛИ 9, п ть элементов ИЛИ 10 - 13, 32, регистр 14. Изобретение позвол ет осуществить вы вление и запоминание опрошенных позиций приоритета (разр дов регистра прерываний), не содержащих сигналов прерывани , а также сформировать сигнал, управл ющий опросом позиций приоритета в очередном цикле работы устройства. 2 ил.

Description

(21)4602746/24-24

(22)09.11.88 -. (46) 15.08.90. Бюл. N 30

(72) A.M. Белан, Н.Н. Гудам и С.П.Кузнецов (53) 681.325 (.088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 962948, кл. G 06 F 9/46,1981. Авторское свидетельство СССР

№ 1418715, iqi. G 06 F 9/46, 1987.

(54) УСТРОЙСТВО ПЕРЕМЕННОГО ПРИОРИТЕТА

(57)Изобретение может быть использовано в вычислительной технике, в частности в устройствах приоритетного прерывани . Целью изобретени   вл ет16

с  повышение быстродействи  устройства за счет сокращени , числа повторных опросов разр дов регистра преры- ваний. Устройство содержит регистр 1 приоритета, два счетчика 2, 3, блок 4 управлени , регистр 5 маски, три блока элементов И 6, 15, 16, дешифратор 7, регистр 8 прерьгоаний,блок элементов ИЛИ 9, п ть элементов ИЛИ 10-13, 32, регистр 14. Изобретение позвол ет осуществить вы вление и запоминание опрошенных позиций приоритета (разр дов регистра прерываний), не содержащих сигналов прерывани , а также сформировать сигнал, управл ющий опросом позиций приоритета в очередном цикле работы устройства. 2 ил.

1/

СД

00

сд

:о -j

.1

31

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к приоритетным устройствам прерывани  дл  ЭВМ.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройств за счет сокращени  числа повторных опросов разр дов регистра прерываний.

На фиг. 1 изображена структурна  схема устройства; на фиг. 2 - структурна  схема блока управлени .

Устройство содержит регистр 1 приоритета , счетчики 2 и 3, блок 4 управлени , регистр 5 маски, блок 6 элментов И, дешифратор 7, регистр 8 прерываний, блок 9 элементов ИЛИ, элменты 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.

Блок 4 (фиг. 2) содержит элементы 33 и 34, генератор 35 импульсов.

И

триггер 36, элементы ИЛИ 37.и 38, триггер 39 и 40, элемент ИЛИ 41, элементы И 42 и 43, элементы 44-46 задержки .

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии регистр 8 пр рьшапий устанавливаетс  в О. В регистр 1 приоритета по входу 17 зано- ситс  код, определ ющий номер того разр да регистра 8 прерывани , который первым должен опрашиватьс  на наличие сигнала прерывани , т.е. имеет наивысший приоритет.

В один из разр дов регистра 5 по входу 18 устройства заноситс  единица , тем самым выбираетс  один из тре

режимов работы устройства, отличающихс  последовательностью опроса разр дов прерьтани . Опрос производитс , начина  от разр да зафиксированного в регистре -1 приоритета, либо вправо, либо влево, либо попеременно опрашиваетс  разр д слева и разр д справа от фиксированного.

При занесении кода в регистр 1 и единицы в один из разр дов регистра 5 на выходах соответственно элементов ИЛИ 10 и ИЛК 11 по вл ютс  единичные сигналы, которые поступают на входы 20 и 21 блока 4 управлени , подготавлива  его работу.

10

15

0

5

0

0

45

0

5

Сигналы прерывани  по входам 19 устройства поступают в регистр 8 и на первые входы блока 16 элементов И. Соответствующие разр ды регистра 8 устанавливаютс  в .1.

Работа устройства начинаетс  с момента поступлени  по входу 31 запуска устройства сигнала запуска в блок 4 управлени . Одновременно прерываетс  выполнение текущей программы. Поступление сигнала запуска не св зано с моментами поступлени  сигналов прерывани  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 управлени , если в регистре 8 зафиксирован хот  бы один запрос на прерывание. В противном случае запуск устройства блокируетс  нулевым сигналом с выхода элемента ИЛИ 13, подключенного к пр мым выходам регистра 8 прерываний.

Если в регистре 8 зафиксированы один или несколько запросов на прерывание , то блок 4 управлени  начинает работу по сигналу запуска.

В результате содержимое счетчика 2 пр мого кода или инверсное содержимое счетчика 3 обратного кода в зависимости от режима работы устройства .через блок 9 элементов ИЛИ поступает на дешифратор 7. На одном из выходов дешифратора 7 по вл етс  единичный сигнал, с помощью которого блок 6 элементов И провер ет наличие, а блок 15 элементов И - отсутствие 1 в том разр де регистра 8 номер,которого определен кодом в регистре 1.

При отсутствии в опрашиваемом разр де запроса на прерывание срабатывает соответствующий элемент И блока 15 элементов И.Сигнал с соответствующего выхода блока 15 элементов И поступает на вход регистра 14 ,устанавлива  в 1 соответствующий разр д. В результате запоминаетс  опрошенньй наиболее приоритетный разр д, 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 прерывани  в наиболее приоритетньп разр д регистра 8 и на первый вход блока 16 на соответствующем выходе блока 16 по витс  единич . 1585797

ный сигнал, который через элемент ИЛИ 12 поступит па вход 22 блока 4 управлени , измен л пор док опроса разр дов регистра 8 в следующем цикле работы устройства.

Если в опрашиваемом наиболее приоритетном разр де отсутствует запрос на прерывание, то к содержимому обоих счетчиков 2 и 3, емкость которых равна числу разр дов регистра 8, прибавл етс  1. На выходах счетчиков 2 и 3 будут формироватьс  соответственно возрастающа  и убывающа  последовательности кодов двоичных чисел, начина  с кода числа, занесенного в регистр 1 приоритета. С выхода блока 9 элементов ИЛИ двоичный код содержимого одного из счетчиков 2 и 3 поступа ,В зависимости от выбранного режима работы устройства на один из входов 30 блока 4 из соответствунлцего разр да регистра 5 поступает посто н ный единичный сигнал, который через элемент ИЛИ 37 либо через элемент ИЛ 38 проходит па выходы соответственно 25 или 26 блока 4 управлени . При вы боре режима работы устройства с пере менным опросом разр дов слева и спра ва от фиксированного в регистре 1 раз р да, элемент И 33 блока оказьшаетс  открытым по первому входу единичным 15 сигналом с соответствующего входа 30 блока 4. В результате иютульсы с выхода генератора 35 через элемент И 33 поступают на счетный вход триггера 40 опрокидыва  его. Единичный сигнал по

10

ет на вход дешифратора 7 ,на соответст- 20  вл етс  попеременно на пр мом и инвующем выходе которого по вл етс  единичный сигнал.

Если в очередном опрашиваемом разр де отсутствует запрос на прерывание.

версном выходах триггера 40.и, следовательно , на выходах 25 и 26 блока 4 . Выходы 25 и 26 блока 4 подключены к управл ющим входам счетчиков 2 и 3

то устанавливаетс  в 1 соответству- 25 соответственно, поэтому к входам деюций разр д регистра 14, т.е. запоминаетс  очередной опрошенный разр д. Если в опрашиваемом разр де зафиксирован запрос.на прерывание, то блок 6 элементов И выдает сигнал, который через элемент ИЛИ 32 поступает на вход 24 блока 4 управлени , прекраща  его работу. По вление единичного сигнала на выходе блока 6 свидетельствует , что устройство выделило наиболее приоритетньй запрос на прерывание. При этом содержимое одного из счетчиков 2 или 3 с выхода блока 9 элементов ИЛИ используетс  дл  перехода на соответствующую программу, а в регистре 8 сбрасьтаетс  соответствующий запрос .

В исходном состо нии триггер 36 блока 4 находитс  в О. Занесение кодов в регистры 1 и 5 устройства сопровождаютс  управл ющими сигналами, которые с выходов соответствующих элементов ИЛИ 10 и 11 по входам 20 и |21 поступают в блок 4 управлени , соответственно на первый и второй входы элемента 1ШИ 41. На выходе элемента ИЛИ 41 по вл етс  единичный сигнал, котор ьп поступает на инверсный вход элемента И 43, временно закрыва  его, и на единичньп вход триггера 39. Сигнал с единичного выхода триггера 39 через элемент 44 задержки поступает на второй вход элемента И 42, подготавливай его открытие..

35

40

55

шифратора 7 через блок 9 элементов ИЛИ подключаютс  либо выходы счетчика 2, либо выходы счетчика 3.

Работа устройства инициируетс  сиг 30 налом запуска, поступающим на вход 31 блока 4. Если в регистре 8 все разр ды наход тс  в нулевом состо нии, что соответствует исходному состо нию или отсутствию сигналов прерывани  в процессе работы устройства, то на входе 23 блока. 4 присутствует нулевой сигнал , блокирующий работу устройства по сигналу запуска.

При поступлении сигналов прерывани  в регистр 8 на входе 23 блока 4 по витс  единичньв сигнал, который открывает по второму входу элемент И 43. Сигнал запуска с входа 31 через элемент И 43, открытый по первому и второму входам, поступает на первый вход элемента И 42. Последний открывает по второму входу единичным сигналом с выхода триггера 39, поэтому на выходе 29 блока 4 по витс  единич- ньй сигнал. Сигнал с выхода 29 блока 4 поступает на вход сброса регистра 14 и счетчиков 2 и 3, обнул   регистр 14 и счетчики 2 и 3 и разреша  запись в счетчики содержимого регистра 1 соответственно в пр мом и инверсном коде . Сигнал запуска с выхода элемента И 43 поступает также на сбросовьй вход триггера 39. Триггер 39 ;устанав- ливаетс  в нулевое состо ние, которое

45

50

,В зависимости от выбранного режима работы устройства на один из входов 30 блока 4 из соответствунлцего разр да регистра 5 поступает посто нный единичный сигнал, который через элемент ИЛИ 37 либо через элемент ИЛИ 38 проходит па выходы соответственно 25 или 26 блока 4 управлени . При выборе режима работы устройства с переменным опросом разр дов слева и справа от фиксированного в регистре 1 разр да , элемент И 33 блока оказьшаетс  открытым по первому входу единичным сигналом с соответствующего входа 30 блока 4. В результате иютульсы с выхода генератора 35 через элемент И 33 поступают на счетный вход триггера 40, опрокидыва  его. Единичный сигнал по

 вл етс  попеременно на пр мом и инверсном выходах триггера 40.и, следовательно , на выходах 25 и 26 блока 4 . Выходы 25 и 26 блока 4 подключены к управл ющим входам счетчиков 2 и 3

соответственно, поэтому к входам де25 соответственно, поэтому к входам де35

40

5

шифратора 7 через блок 9 элементов ИЛИ подключаютс  либо выходы счетчика 2, либо выходы счетчика 3.

Работа устройства инициируетс  сиг- 30 налом запуска, поступающим на вход 31 блока 4. Если в регистре 8 все разр ды наход тс  в нулевом состо нии, что соответствует исходному состо нию или отсутствию сигналов прерывани  в процессе работы устройства, то на входе 23 блока. 4 присутствует нулевой сигнал , блокирующий работу устройства по сигналу запуска.

При поступлении сигналов прерывани  в регистр 8 на входе 23 блока 4 по витс  единичньв сигнал, который открывает по второму входу элемент И 43. Сигнал запуска с входа 31 через элемент И 43, открытый по первому и второму входам, поступает на первый вход элемента И 42. Последний открывает по второму входу единичным сигналом с выхода триггера 39, поэтому на выходе 29 блока 4 по витс  единич- ньй сигнал. Сигнал с выхода 29 блока 4 поступает на вход сброса регистра 14 и счетчиков 2 и 3, обнул   регистр 14 и счетчики 2 и 3 и разреша  запись в счетчики содержимого регистра 1 соответственно в пр мом и инверсном коде . Сигнал запуска с выхода элемента И 43 поступает также на сбросовьй вход триггера 39. Триггер 39 ;устанав- ливаетс  в нулевое состо ние, которое

5

0

10

будет сохран тс  до тех пор, пока на одном из входов 20 и 22 не по витс  I единичньй сигнал./

Сигналы по вл ютс  на входах 20 и 21 элемента ИЛИ 41 тогда, когда заноситьс  новый код в регистр 1, когда измен етс  содержимое регистра 5. Сигнал |На входе 22 элемента ИЛИ 41 по витс  :тогда, когда в разр ды регистра 8 прерываний , которые опрашивались в предыдущих циклах, имели высокий приоритет и были пусты, поступит сигнал прерывани . При этом на одном из выходов блока 16 элементов И по вл етс  . сигнал, так как соответствующий триггер из регистра 14 открывает соотвефс- твуюнщй элемент И из блока 16 элементов И дл  сигнала прерывани .

Нулевой сигнал с выхода триггера 39 через элемент 44 задержки, который обеспечивает требуемую длительность сигнала на выходе 29 блока 4, поступает на второй вход элемента И 42, закрыва  его. Сигнал запуска с выхода 25 элемента И 43 блока 4 через элемент 45 задержки, которьй обеспечивает интервал времени, необходимый дл  срабатывани  дешифратора 7, поступает

го

тйкже на вход установки в 1 тригге

ра 36. Сигнал в пр мого выхода триггера 36 поступит на выход 27 блока 4 и откроет по третьему входу блок элементов И 6. С задержкой, необходимой дл  срабатывани  блока 6 и задаваемой с помор;ью элемента 46 задержки,сигнал с пр мого выхода триггера 36 постулит на первый вход элемента И 34. Если разр д регистра 8, номер которого указан в регистре 1, содержит запрос на пре- рьшание, то на выходе блока 6 по витс  единичньпЧ сигнал, который по входу 24 блока 4 поступит на сбросовый вход триггера 36, инверсный вход элемента И 34. Тем самым предотвращаетс  поступление импульсов с выхода генератора 35 на выход 28 блока 4. Если в опрашиваемом разр де запрос отсутствует то сигнал запрета на инверсном входе элемента И 34 на по витс . Импульсы с выкода генератора 35 через элемент И 34 поступ т на выход 28 блока 4. В результате содержимое суммирующих счетчиков 2 и 3 будет измен тьс  и в зависимости от выбранного режима работы устройства будут опрашиватьс  те или иные разр ды регистра 8 прерыва- ний. Как только в опрашиваемом разр де будет of наружен запрос на пре-

0

5

о

0

5 0

45

5

рывание, блок 6 элементов И выдаст единичный сигнал, который поступит на 24 блока 4 и запретит дальнейшее прохождение импульсов через элемент И 34 на выход.28 блока 4, а также сбросит в нулевое состо ние триггер 36. На этом работа блока 4 заканчиваетс .

Новый цикл работы блока 4 управлени  начинаетс  с приходом очередного си гнала запуска по входу 31. При этом, если триггер 39 находитс  в О,то это означает, что с момента начала преду- дущего цикла на входы 20-22 блока 4 не поступали единичные сигналы : выходов соответствую1дих 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- разр ды, которые опрашивались в предыдущих циклах , имели высокий приоритет и были пусты. Если в регистр 8 поступ т запросы на прерывание в низкоприоритетные разр ды, которые еще не опрашивались в предыдущих циклах, то сигнал на входе 22 блока 4 также не по- йвитс , так как соответствующий элемент И блока 16 элементов И закрыт нулевым сигналом с выхода соответствующего триггера регистра 14. Таким образом, элемент И 42 оказываетс  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 измен етс  и осмотр разр дов регистра 8 начнетс  с последнего опрошенного в предьздущем цикле разр да. Если же в разр ды регистра прерываний, которые опрашивались в предыдущем цикле, имели высокий приоритет и были 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 управлени . Триггер 39 устанавливаетс  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 обнул ютс , в счетчики заноситс  содержимое с кон- кретно.го наиболее приоритетного разр да .

Таким образом, в устройстве при поступлении сигналов прерывани  в

коприоритетные разр ды 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 измен етс  и просмотр разр дов регистра 8 прерывани  будет начинатьс  не с наиболее приоритетного разр да, код ко- торого содержитс  в регистра 1 приоритета , а с разр да, код которого зафиксирован в счетчике 2 или 3 в предыдущем цикле работы устро1 1ства, т.е. устройство позвол ет организовать KOроткий цикл работы, исключающий опрос тех разр дов регистра 8 прерывани , которые были просмотрены в предыдущем цикле и заведомо не содержат новых запросов на прерывание. Корот- кий цикл работы в устройстве организуетс  не только тогда, когда не измен етс  содержимое регистра 1 приоритета , регистра 5 маски и регистра 8 прерывани , но и когда поступают сиг- налы прерывани  в низкоприоритетные разр ды регистра 8 прерываний, которые ранее не опрашивались. Если в высокоприоритетные разр ды регистра 8, которые уже опрашивались на наличие сигнала прерывани , поступили новые запросы на прерывание или изменились коды в регистрах 1 и 5 устройства, то организуетс  полный цикл просмотра разр дов регистра 8 прерывани , начина  с наиболее приоритетного разр да

Например, разр дность регистра 1 приоритета и счетчиков 2 и 3 равны .трем, а разр дность регистра 8 прерываний - восьми. В регистр 5 маски занесен код 001, определ ющий использование счетчика 2 пр мого кода дл  опроса разр дов регистра 8.

Пусть в регистре 1 приоритета содержитс  код 101, а сигналы прерывани поступили одновременно во второй и третий разр ды регистра 8. В счетчик 2 пр мого кода записываетс  код 101. На соответствующем выходе дешифратора 7 по вл етс  единичный сигнал, с помощью которого блок 6 элементов И опрашивает п тый разр д регистра 8 прерывани . Поскольку разр ды 5, 6, 7, О и 1 не содержат запросы на прерывани , то дл  вы влени  1 в разр де 2 регистра 8 потребуетс  п ть сумми- ррваний в счетчике 2, после чего блок 6 элементов И выдает сигнал окончани  счета. Код в счетчике 2 будет 101 + + 101 1010. Поскольку разр дность

5797

10

Q 20 25 Q

  55

35

40

45

50

счетчиков равна трем, старший разр д суммы тер етс , а содержимое счетчиков 2 пр мого кода соответствует номеру разр дов перехода к прерывающей

программе. Последовательность приоритетного опроса регистра 8: 5, 6, 7,

:0, 1 , 2 разр ды. -

Следующий цикл работь устройства будет либо коротким, либо полным в зависимости от состо ни  триггера 39 управлени  на момент поступлени  сигнала запуска блока 4. Если за врем  межцу последовательными запусками блока А п уже опрошенные в предыдущих циклах высокоприоритетные разр ды регистра 8 не поступили новые запросы на прерьшание и не измен лись приоритетный код в регистре 1 и код режима в регистре 5 устройства, то первым будем опрашиватьс  на наличие сигнала прерьгоани  тот регистра 8, код номера которого содержитс  в счетчике 2, т.е. разр д 2. Так как разр д 2 регистра 8 прерывани  обнулен в момент перехода на соответствующую прог- рамму, произойдет суммирование в счетчике 2 и опроситс  следующий 3-й разр д регистра 8, содержащий запрос на прерывание. Последовательность прио-. ритетного опроса регистра 8: 2,3 раз-р ды . Если в уже опрошенные в преды- дуи1их цикшах высокоприоритетные разр ды регистра 8 поступили новые зап- . росы на прерывание либо изменены коды в регистрах 1 и 5, то триггер 39 управлени  будет находитьс  ,и, устройство отработает полный цикл опроса разр дов прерывани : 5, 6, 1-, Of 1 ... разр ды.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство переменного приоритета,

   содержащее регистр приоритета, два счетчика, блок управлени , регистр маски, первый блок элементов ИЛИ, де- . шифратор, регистр прерываний, блок элементов ИЛИ, п ть элементов ИЛИ, причем перва  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 управлени , первый выход которого соединен с управл ющим входом первого блока элементов И, перва  группа входов которого соединена с пр мыми выходами регистра прерываний и с входами второго эле11 1

   .мента ИЛИ, группа входов дешифратора соединена с группой выходов блока элементов ИЛИ, перва  и втора  группы входов которого соединены соответственно с группами выходов первого и второго счетчиков, информационные входы которых соединены соответственно с группами пр мых и инверсных выходов регистра приоритета, счетные входы первого и второго счетчиков сое динены с вторым выходом блока управлени , первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, третий и четвертый выходы блока управлени  соединены соответственно с входами управлени  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 п того элементов ИЛИ соединены соответственно с вторым, третьим,-четвертым и п тым входами блока управлени , входы сброса первого и второго счетчиков соединены с п тым выходом блока управлени , шестой вход которого соединен с входом запуска устройства, входы чет10

   85797 .

   вертого элемента ИЛИ соединены с выходами первого блока элементов И, втора  группа входов которого соединена с-группой выходов дешифратора, группа И1гформационных входов регист- ра прерываний соединена с группой входов запросов устройства, отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  быстродействи  за счет сок- раш-ени  числа повторных опросов разр дов регистра прерываний, устройство содерзчит 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 п того элемента ИЛИ, выходы дешифратора соединены с первой группой входов третьего блока элементов И, втора  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 п - 30 выходом блока управлени .

   15

   20

   25