SU978150A1 - Устройство дл управлени прерыванием программ - Google Patents

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение в вычислительных системах, работающих в реальном масштабе времени. $ Известны устройства для управления прерыванием, содержащие схему приоритета, выполненную на элементах коммутации, схему сброса, триггеры для запоминания запросов, триггеры блокировки, которые при новом поступлении, только что обслуженного запроса,запрещают его прием на обработку до завершения обслуживания запросов,ранее принятых в устройство [1j.

Недостатками данных устройств ·' является большая вероятность несвоевременного обслуживания запросов изза отсутствия возможности снятия блокировки при наличии менее приоритет- __п ных запросов для повторной обработки более приоритетных запросов. Кроме того, возможна потеря повторных запросов, так как они временно не фиксируются за период действия блокировки. 25

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления прерыванием программ, содержащее N-разрядные регистры прерываний, блокировки ³⁰ запросов, очереди запросов и деблокировки запросов, узел выбора приоритета, элемент .И, элемент задержки и элементы ИЛИ С2].

Недостатками устройства является сложность и ограниченные функциональные возможности по управлению очередью запросов.

Цель изобретения - упрощение устройства .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для. управления прерыванием программ,: содержащее N-разрядные (N - число источников запросов) регистры прерываний и блокировки, блок выбора приоритета, причем единичный выход i-ro (i=1,...,N) разряда регистра прерываний подключен к i-му входу первой группы входов блока выбора приоритета, первый выход которого является выходом устройства, введены группа из N элементов И и группа иэ (N-1) элементов ИЛИ, причем единичный и нулевой входы i-ro разряда регистра прерываний подключены соответственно к i-му входу запроса устройства и выход i-ro элемента И группы, первый и второй входы которого соединены соответственно с i-ми выходами первой и второй групп выходов блока выбора приоритета, единичный вход i-ro разряда регистра блокировки, подключенного нулевым выходом к i-му входу второй группы -Входов блока выбора приоритета, соединен с i-м выходом 5 группы выходов устройства и с i-м выходом третьей группы выходов блока выбора приоритета, нулевой вход каждого разряда, кроме N-ro, регистра блокировки, подключен к выходу jq i-ro элемента ИЛИ группы, а нулевой вход N-ro разряда регистра блокировки соединен с- соответствующими входами, всех элементов ИЛИ группы и вторым выходом блока выбора приоритета, вход которого является управляющим входом устройства.

Кроме того, блок выбора приоритета содержит два элемента задержки, элементы НЕ и ИЛИ, N узлов анализа 2Q состояния канала, первые входы которых соединены с соответствующими входами первой группы входов блока, первые выходы узлов анализа состояния канала соединены с соответствую- ^5 щими выходами первой группы выходов блока, вторые и третьи выходы и вторые входы узлов анализа состояния канала соединены соответственно с выходами второй и третьей групп выходов и входами второй группы вводов блока, Вход блока соединен с третьими входами каждого узла анализа состояния канала и через первый элемент задержки с первым входом элемента ИЛИ, через второй элемент задержки - с чет-³ вертыми входами всех узлов анализа состояния канала, выход элемента ИЛИ соединен с пятыми входами всех узлов анализа состояния канала, четвертый выход i-ro (i=1,...,N-1) узла анали- 40 за состояния канала соединен с шестым входом Ji+1)-ro узла анализа состояния канала, четвертый выход N-ro узла анализа состояния канала соединен с первым выходом блока и 45 через элемент НЕ с вторым выходом блока и с вторым входом элемента ИЛИ.

Кроме того, узел анализа состояния канала, кроме первого, содержит триггер запроса, элементы И, ИЛИ, НЕ и 50 выходной триггер, единичный вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого подключен к четвертому входу узла,второй вход к выходу элемента НЕ,единичный выход 55 выходного триггера соединен с третьим выходом узла и первым входом второго эле мента И, выход которого подключен тГ нулевому входу триггера запроса, единичный выход которого соединен с пер-60 вым входом'элемента ИЛИ, выход которого подключен к четвертому выходу узла, второй вход элемента ИЛИ подключен к входу элемента НЕ и шестому входу узла, . единичный вы ход триггера запроса соединен с третьим входом первого элемента .И и вторым выходом узла, а единичный вход - с выходом третьего элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами узла, третий вход третьего элемента И соединен с пятым входом узла и нулевым входом выходного триггера, нулевой выход которого подключен к первому выходу узла, а второй вход второго элемента И соединен с третьим входом узла.

Кроме того, первый узел анализа состояния канала содержит триггер запроса, выходной триггер, элементы причем единичный вход выходного триггера соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого подключен к четвертому входу узла, единичный выход выходного триггера соединен с третьим выходом узла и первым входом второго элемента И, подключенного к нулевому входу триггера запроса, единичный выход соединен с четвертым выходом узла, вторым входом первого элемента И, а единичный вход триггера запроса соединен с выходом третьего’ элемента И, соединенного первым входом с первым входом узла, вторым входом - с вторым входом узла, третьим входом - с пятым входом узла и нулевым входом выходного триггера, нулевой выход которого подключен к первому выходу узла, а второй вход , второго элемента И соединен с третьим входом узла.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит триггеры 1 регистра прерываний, триггеры 2 регистра блокировки, блок 3 выбора приоритета, элементы И 4 группы, элементы ИЛИ 5 группы. Блок 3 содержит узлы б анализа состояния канала, включающее в себя: третий элемент И 7, второй элемент И 8, триггер 9 запроса, элемент ИЛИ 10, элемент НЕ 11, первый элемент И 12, выходной триггер 13. Кроме того, блок 3 содержит элемент НЕ 14, элемент ИЛИ 15, первый элемент 16 задержки, второй элемент 17 задержки. На чертеже также обозначены: управляющий вход 18 устройства, управляющий выход 19 устройства, входы 2Q запроса и выходы 21 устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении триггеры 1 и 2, 9 и 13 находятся в нулевом состоянии. На управляющем выходе 19 устройства присутствует нулевой потенциал, разрешающий перезапись сигналов запроса из триггеров 1 регистра прерываний в триггеры 9 запроса при поступлении сигналов Запрос и а_ любой из'входов 20.

При этом на управляющем выходе устройства появляется единичный потенциал, отображающий обобщенный сигнал требования обслуживания.Поступающие в это время запросные сигналы по входам 20 запроса устройства запоминаются триггерами 1 регистра прерываний. При поступлении сигнала Обслуживание на управляющий вход 18 устройства осуществляется сброс триггера 9 запроса в нулевое состояние через элемент И 8 любого узла анализа состояния канала,если производится обслуживание по данному каналу. Сигнал Обслуживание, задерживаемый элементом 16 задержки на длительность его существования, через элемент ИЛИ 15 разрешает перезапись запросных сигналов из триггеров 1 регистра прерываний в триггеры 9 запроса через элемент И 7 при отсутствии блокировки и переключает в нулевое состояние выходной триггер 13 канала, если производится обслуживание по данному каналу, подготавливая тем самым к срабаты'ванию элемент И 4. После перезаписи сигнала запроса триггер 1 регистра прерываний переводится в нулевое состояние с сохранением единичного потенциала на нулевом входе, что повышает помехозащищенность устройства. Сигнал Обслуживание, задержанный элементом 17 задержки на время переходных процессов установления приоритета, поступает на входы разрешения узлов 6 анализа состояния канала и осуществляет через элемент И 12 переключение в единичное состояние выходного триггера 13 узла в соответствии с выбранным приоритетом. Единичный потенциал появляется на соответствующем выходе 21 устройства, подготавливает к срабатыванию элемент И 8 и переводит в единичное состояние триггер 2 регистра блокировки, запрещая тем самым перезапись сигналов запроса из триггера 1 в триг· гер 9 данного канала, несмотря на то, что на нулевом входе триггера 1 устанавливается нулевой потенциал и триггер запоминает очередной сигнал Запрос по данному каналу.

Разблокировка канала для обслуживания очередной заявки производится только в начале,обслуживания заявки по каналу с меньшим приоритетом при условии, что выход этого канала соединен с входом элемента ИЛИ 5 данного канала или при появлении единичного потенциала на выходе отсутствия запроса узла выбора приоритета.Отсутствие соединения выхода данного канала с входом элемента ИЛИ 5 канала более высокого приоритета приводит к образованию группы из двух каналов одного уровня приоритета, в которой осуществляется последовательное обслуживание заявок, поступающих к моменту ввода в устройство заявки по каналу. выстчего приоритета данной группы. Выбирая определенным образом соединения выходов 21 устройства с входами элементов ИЛИ 5, можно устанавливать требуемое число каналов в группе одного уровня приоритета с требуемым числом групп разных уровней приоритета и тем самым управлять очередью запросов на обслуживание.

Эффективность предлагаемого устройства состоит в том, что сокращается оборудование известного устройства, (расширяются его функциональные возможности по управлению очередью запросов путем организации групп каналов разного уровня приоритета.

Claims (4)

1. Изобретение относитс  к вычислительной технике и может найти применение в вычислительных системс1х, раб тающих в реальном масштабе времени. Известны устройства дл  управлени прерыванием, содержащие схему приори тета, выполненную на элементах комму тации, схему сброса, триггеры дл  за поминани  запросов, триггеры блокиро ки, которые при новом поступлении, только что обслуженного запроса,запрещают его прием на обработку до завершени  обслуживани  запросов,ранее прин тых в устройство Си. Недостатками данных устройств  вл етс  больша  веро тность несвоевременного обслуживани  запросов изза отсутстви  возможности сн ти  бло к: poвки при наличии менее приоритетных запросов дл  повторной обработки более приоритетных запросов. Кроме того, возможна потер  повторных запросов, так как они временно не фиксируютс  за период действи  блокировки . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  управлени  прерыванием программ, содержащее N-разр дные регистры прерываний, блокировки запросов, очереди запросов и деблокировки запросов, узел выбора приоритета , элемент.И, элемент задержки и элементы ИЛИ С2 . Недостатками устройства  вл етс  сложность и ограниченные функциональные возможности по управлению очередью запросов. Цель изобретени  - упрощение устройства . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл . управлени  прерыванием программ,- содержащее N-разр дные (N - число источников запросов ) регистры прерываний и блокировки , блок выбора приоритета, причем единичный выход i-ro (,....,N) разр да регистра прерываний подключен к i-му входу первой группы входов блока выбора приоритета, первый выход которого  вл етс  выходом устройства , введены группа из N элементов И и группа из (N-1) элементов ИЛИ, причем единичный и нулевой входы i-ro разр да регистра прерываний подключены соответственно к i-му входу запроса устройства и выход i-ro элемента И группы, первый и второй входы которого соединены соответственно с i-ми выходами первой и второй групп выходов блока выбора приоритета, единичный вход i-ro разр да регистра блокировки, подключенного нулевым выходом к i-му входу второй группы входов блока выбора приоритета, соединен с i-м выходом группы выходов устройства и с i-м выходом третьей группы выходов блока выбора приоритета, нулевой вход каждого разр да, кроме N-ro, регистра блокировки, подключен к выходу i-ro элемента ИЛИ группы, а нулевой вход N-ro разр да регистра блокировки соединен с- соответствующими входами, всех элементов ИЛИ группы и вторым выходом блока выбора приоритета, вход которого  вл етс  управл ющим входом устройства. Кроме того, блок выбора приоритета содержит два элемента задержки, элементы НЕ и ИЛИ, N узлов анализа состо ни  канала, первые входы которых соединены с соответствующими входами первой группы входов блока, первые выходы узлов анализа состо ни  канала соединены с соответствующими выходами первой группы выходов блока, вторые и третьи выходы и вторые входы узлов анализа состо ни  канала соединены соответственно с вы ходами второй и третьей групп выхоДОН и входами второй группы вйодов блока, Вход блока соединен с третьим входами кайодого узла анализа состо ни  канала и через первый элемент за держки с первым входом элемента ИЛИ, через второй элемент задержки - с че вертыми входами всех узлов анализа состо ни  канала, выход элемента ИЛИ соединен с п тыГМ входами всех узлов анализа состо ни  канала, четвертый выход i-ro (,...,N-1) узла анализа состо ни  канала соединен с шестым входом (i + 1)-ro узла анализа состо ни  канала, четвертый выход N-ro узла анализа состо ни  канала соединен с первым выходом блока и через элемент НЕ с вторым выходом блока и с вторым входом элемента ИЛИ Кроме того, узел анализа состо ни кансша, кроме первого, содержит триг гер запроса, элементы И, ИЛИ, НЕ и выходной триггер, единичный вход кот рого соединен с выходом первого элеИента И, первый вход которого подклю чен к четвертому входу узла,второй вхо к выходу элемента НЕ,единичный выход выходного триггера соединен с третьим выходом узла и первым входом второго эл мента И, .выход которого подключен if .нулевому входу триггера запроса, еди ничный выход которого соединен с пер вым входомэлемента ИЛИ, выход которого подключен к четвертому выходу узла, второй вход элемента ИЛИ подкл чен к входу элемента НЕ и шестому входу узла, . единичный выход триггера запроса соединен с третьим входом первого элемента И и вторым выходом узла, а единичный вход - с выходом третьего элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входс1ми узла, третий вход третьего элемента И соединен с п тым входом узла и нулевым входом выходного триггера , нулевой выход которого подключен к первому выходу узла, а второй вход второго элемента И соединен с третьим входом узла. Кроме того, первый узел анализа состо ни  канала содержит триггер запроса, выходной триггер, элементы fi, причем единичный вход выходного триггера соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого подключен к четвертому входу узла, еди|Ничный выход выходного триггера соединен с третьим выходом узла и первым входом второго элемента И, подключенного к нулевому входу триггера запроса , единичный выход соединен с четвертым выходом узла, вторым входом первого элемента И, а единичный вход триггера запроса соединен с выходом третьего элемента И, соединенного первым входом с первым входом узла, вторым входом - с вторым входом узла, третьим входом - с п тым входом узла и нулевЕЛм входом выходного триггера, нулевой выход которого подключен к первому выходу узла, а второй вход , второго элемента И соединен с третьим входом узла. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит триггеры 1 регистра прерываний, триггеры 2 регистра блокировки, блок 3 выбора приоритета , элементы И 4 группы, элементы ИЛИ 5 группы. Блок 3 содержит узлы б анализа состо ни  канала, включающее в себ : третий элемент И 7, второй элемент И 8, триггер 9 запроса, элемент ИЛИ 10, элемент НЕ 11, первый элемент И 12, выходной триггер 13. Кроме того, блок 3 содержит элемент НЕ 14, элемент ИЛИ 15, первый элемент 16 задержки, второй элемент 17 задержки . На чертеже также обозначены: управл ющий вход 18 устройства, управл ющий выход 19 устройства, входы 29 запроса и выходы 21 устройства. Устройство работает следующим образом . В исходном положении триггеры 1 и 2, 9 и 13 наход тс  в нулевом состо нии . На управл ющем выходе 19 устройства присутствует нулевой потенциал , разрешающий перезапись сигналов запроса из триггеров 1 регистра прерываний в триггеры 9 запроса при поступлении сигналов Запрос на любой изВХОДОВ 20. При этом на управл ющем выходе 19 устройства по вл етс  единичный потенциал, отображающий обобщенный сигнал требовани  обслуживани .Поступающие в это врем  запросные сигналы по входам 20 запроса устройства запоминаютс  триггерами 1 регистра прерываний. При поступлении сигна ла Обслуживание на управл ющий вход 18 устройства осуществл етс  сброс триггера 9 запроса в нулевое состо ние через элемент И 8 любого узла анализа состо ни  канала,если производитс  обслуживание по данному каналу. Сигнал Обслуживание, задерживаемый элементом 16 задержки на длительность его существовани , через элемент ИЛИ 15 разрешает перезапись запросных сигналов из триггеров 1 регистра прерываний в триггеры 9 запроса через элемент И 7 при отсутствии блокировки и переключает в нулевое состо ние выходной триггер 13 канала, если производитс  обслуживание по данног1у каналу, подготавлива  тем самым к срабатыванию элемент И 4. После перезаписи сигнала запроса триггер 1 регистра прерываний переводитс  в нулевое сос то ние с сохранением единичного потенциала на нулевом входе, что повыщает помехозащищенность устройства . Сигнал Обслуживание, задержанный элементом 17 задержки на врем  переходных процессов установлени  приоритета, поступает на входы разрешени  узлов б анализа состо ни  канала и осуществл ет через элемент И 12 переключение в единичное состо  ние выходного триггера 13 узла в соответствии с выбранным приоритетом Единичный потенциал по вл етс  на соответствующем выходе 21 устройства подготавливает к срабатыванию элемент И 8 и переводит в единичное состо ние триггер 2 регистра блокировки , запреща  тем самым перезапись сигналов запроса из триггера 1 в три гер 9 данного канала, несмотр  на то, что на нулевом входе триггера 1 устанавливаетс  нулевой потенциал и триггер запоминает очередной сигнал Запрос по данному каналу. Разблокировка канала дл  обслуживани  очередной за вки производитс  только в начале обслуживани  за вки по каналу с меньшим приоритетом при условии, что выход этого канала соединен с входом элемента ИЛИ 5 данного канала или при по влении единичного потенциала на выходе отсутстви  эапроса узла выбора приоритета.Отсут ствие соединени  выхода данного кана ла с входом элемента ИЛИ 5 канала более высокого приоритета приводит к образованию группы из двух каналов одного уровн  приоритета, в которой осуществл етс  последовательное обслуживание за вок, поступающих к моменту ввода в устройство за вки по каналу . выс1чего приоритета данной группы. Выбира  определенным образом соединени  выходов 21 устройства с входами элементов ИЛИ 5, можно устанавливать требуемое число каналов в группе одного уровн  приоритета с требуемым числом групп разных уровней приоритета и тем самым управл ть очередью запросов на обслуживание. Эффективность предлагаемого устройства состоит в том, что сокращаетс  оборудование известного устройства, расшир ютс  его функциональные возможности по управлению очередью запросов путем организации групп каналов разного уровн  приоритета. Формула изобретени  1.Устройство дл  управлени  прерыванием программ, содержеичее N-разр дные (N - число источников запро- сов ) регистры прерываний и блокировки , блок выбора приоритета, причем единичный выход i-ro (,...,N) разр да регистра прерываний подключен к i-му входу первой группы входов блока выбора приоритета,первый выход которого  вл етс  выходом устройства, отличающеес  тем, что, с целью упрощени  устройства, в него введены группа из N элементов П и Ьруппа из CN-П элементов ИЛИ, причем единичный и нулевой входы i-ro разр да регистра прерываний подключены соответственно к i-му входу запроса устройства и выходу i-ro элемента И группы, первый и второй входы которого соединены соответственно с . i-ми выходами первой и второй групп выходов блока выбора приоритета,единичный вход i-ro разр да регистра блокировки , подключенного нулевым выходом к i-му входу второй группы входов блока выбора приоритета, соединен с i-M выходом группы выходов устройства и i-M выходом третьей группы выходов блока выбора приоритета, нулевой вход каходого разр да, кроме N-ro, регистра блокировки подключен к выходу i-ro элемента ИЛИ группы, а нулевой вход N-ro разр да регистра блокировки соединен с соответствующими входами всех элементов ИЛИ - группы и вторым выходом блока выбора приоритета, вход которого  вл етс  управл ющим входом устройства . 2.Устройство по п.1, отличающеес  тем, что блок выбора приоритета содержит два элемента задержки, элементы НЕ, ИЛИ, N узлов анализа состо ни  канаша, первые входы которых соединены с соответствующими входами первой группы входов
2. блока, первые выходы узлов анализа состо ни  канала соединены с соответствующими выходгиии первой группы выходов блока, вторые и третьи выходы и вторые входы узлов анализа состо ни  канала соединены соответственно с выхоДс1ми второй- и третьей групп выходов и входами второй группы входов блока/ вход блока соединен с третьими входами каждого узла анализа состо ни  канала и через первый элемент задержки с первым входом элемента ИЛИ, через второй элемент задержки - с четвертыми входами всех узлов анализа состо ни  канала,выход элемента ИЛИ соединен с п тыми входами всех узлов анализа состо ни  какала , четвертый выход i-ro (i,..., ) узла анализа состо ни  канала соединен с шестым входом (п+П-го узла анализа состо ни  канала,четвер тый выход N-ro узла анализа состо ни  канала соединен с первым выходом блока и через элемент НЕ с вторым выходом блока и с вторым входом элемента ИЛИ.
3. 3. Устройство по п.1, отличающеес  тем, что узел анализа состо ни  канала, кроме первого содержит триггер запроса, элементы И, ИЛИ, НЕ и выходной триггер, единичный вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый вхо которого подключен к четвертому входу узла второй вход - к выходу элемента НЕ, единичный выход выходнего триггера соединен с третьим выхсщом узла и первым входом второго элемента И, выход которого подключен к нулевому входу триггера запроса, единичный выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к четвертому выходу узла, второй Вход элемента ИЛИ подключен к входу элемента НЕ и шестому входу узла, единич плй выход триггера запроса соединен с третьим входом первого элемента И

   и вторым выходом узла, а единичный вход - с выходом третьего элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами узла, третий вход третьего элемента И соединен с п тым входом узла и нулевым входом выходного триггера, нулевой выход которого подключен к первому выходу узла а второй вход второго элемента И соединен с третьим входом узла.
4. 4. Устройство по П.1, отличающеес  тем, что первый узе анализа состо ни  канала содержит триггер запроса, выходной триггер, элементы И, причем единичный вход выходного триггера соединен с выходом первого элемента И,первый вход которого подключен к четвертому входу узла, единичный выход выходного триггера соединен с третьим,выходом узла и первым входом второго элемента И, подключенного выходом к нулевому входу триггера запроса, единичный выход которого соединен с «Четвертым выходом узла, вторым входом первого элемента И, а единичный вход триггера запроса соединен с выходом третьего элемента И, соединенного первым входом с первым входом узла, вторым входом - с вторым входом узла,третьи входом - с п тым входом узла и нулевым входом выходного триггера, нулевой выход которого подключен к первому выходу узла, а второй вход второго элемента И соединен с третьим входом узла.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Патент ФРГ № 233159 кл. G 06 F 9/46, 1976.

   2.Авторское свидетельство СССР № 726531, кл. G 06 F 9/46, 1980 (прототип).