DE2659662A1

DE2659662A1 - Prioritaetsstufengesteuerte unterbrechungseinrichtung

Info

Publication number: DE2659662A1
Application number: DE19762659662
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Ing Grad Heinrich; Dieter Dr Schuett
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1976-12-30
Filing date: 1976-12-30
Publication date: 1978-07-06
Also published as: GB1590203A; DE2659662B2; JPS5653783B2; FR2376462A1; US4172284A; FR2376462B1; JPS5394848A; DE2659662C3

Description

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Anmelderin: IBM Deutschland GmbH

Pascalstraße 100 7000 Stuttgart 80

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: GE 976 008

Prioritätsstufengesteuerte Unterbrechungseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine prioritätsstufengesteuerte Einrichtung zur Bedienung von Unterbrechungsanforderungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie Verfahren zu deren Betrieb.

Das reaktionsschnelle Behandeln von Unterbrechungsanforderungen, der verschiedensten Unterbrechungsquellen, spielt auf dem Gebiete der elektronischen Datenverarbeitungsanlagen, insbesondere für die Steuerung von Prozessen und Verfahrensabläufen eine wesentliche Rolle. Die Bedeutung der reaktionsschnellen Behandlung von Unterbrechungsanforderungen bei derartigen Systemen beruht darauf, daß im allgemeinen für die Prozeß- und Verfahrenssteuerung eine Vielzahl von Unterbrechungsquellen, beispielsweise Sensoren für Temperatur, Druck, Feuchtigkeit, Durchflußmengen und dergleichen, Unterbrechungen bzw. Änderungen des Prozeß™ oder Verfahrensablaufs erforderlich machen.

Die bisher für die Bedienung von Unterbrechungsanforderungen vorgesehenen Lösungen, beruhen entweder auf sehr kostspieligen Einrichtungen mit komplizierten Schaltkreisstrukturen, die zwar die erforderliche Reaktionsgeschwindigkeit aufbringen, aber wegen ihrer komplizierten Struktur sehr aufwendig und fehleranfällig sind.

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Ein änderet Weg, der deshalb oftmals beschriften wurde, hat sich in höherem Maße bestimmter Programmstrukturen für die Prioritätsstufenumschaltung bedient. Dieser Weg ist daher weniger aufwendig, etwas fehlersicherer aber auch für viele Anwendungsfälle in seiner Reaktion zu langsam.

Insbesondere für Datenverarbeitungsanlagen der mittleren bis unteren Leistungsklasse, die eine äußerst schnelle Reaktion auf Unterbrechungsanforderungen erfordern, hat sich daher die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Lösung anzugeben, die einerseits sehr schnell Unterbrechungsanforderungen behandeln kann, anderseits aber hinsichtlich Kosten und Fehlersicherheit zufriedenstellende Werte erreichen soll.

Gelöst wird diese Aufgabe der Erfindung durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Ausgestaltungen, weitere technische Merkmale sowie Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen*

Durch die Verwendung einer schaltkreisorientierten Technologie, in der das Pripritätsstufenumschalten programmorientierter Lösungen wegfällt, konnte die Reaktionszeit verkürzt und durch die Vermeidung von Schalthäufigkeiten sowie des Durchlaufens von Tafeln, die Betriebssicherheit wesentlich erhöht werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Fign. näher beschrieben.

Es zeigen: . _;

Fig. 1 ein generelles Blockschaltbild der Unterbrechungseinrichtung;

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Fig. 2 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Unterbrechungseinrichtung/ nach den Fign. 1 und 3;

Fig. 3 ein ausführlicheres Blockschaltbild der in

Fig. 1 dargestellten Unterbrechungseinrichtung;

Fig. 4 eine Prinzipdarstellung zur Veranschaulichung

der Darstellung von Ausgangstorschaltungen;

Fig. 5 das Blockschaltbild einer Einrichtung zur Erzeugung der für den Betriebsablauf erforderlichen Torsteuersignale;

Fig. 6 Impulszeitdiagramme zur Darstellung des Verlaufs

der von einem Haupttaktgeber und einem Untertaktgeber erzeugten Zeittaktimpulse;

Fig. 7 eine Tabelle zur Darstellung der Bedeutung der

Ausgangssignale verschiedener Systemkomponeneten; und

Fig. 8 eine Prinzipdarstellung des weitgehend parallelen

Ablaufs in einer Unterbrechungseinrichtung nach Fig. 3.

Fig. 1 zeigt in vereinfachter Blockdarstellung eine Schaltungsanordnung, die es gestattet/ Unterbrechungsanforderungen verschiedener Unterbrechungsquellen in sehr kurzer Reaktionszeit zu bearbeiten. Eine Ünterbrechungsanforderung wird zu diesem Zweck über die Leitung 5 in ein Unterbrechungsregister (INT-REG) 6 übertragen, dort kurzzeitig zwischengespeichert und über die Ausgangsleitung 7 in die erste Stufe SRO eines Schieberegisters δ eingegeben.

Die hier zugrunde gelegte Unterbrechungsanforderung ist eine In-

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formationsgruppe, die aus einer Angabe über die Unterbrechungsprioritatsstufe LV eine Angabe über die Prioritätsunterstufe SLVL sowie über ein Unterbrechungssteuerbit IB verfügt, Angaben also, die die Bedeutung der eine Unterbrechung anfordernden Unterbrechungsquelle kennzeichnen. '

Die in der ersten Stufe SRO des Schieberegisters 8 befindliche Unterbrechungsanforderung wird mit Hilfe des Vergleichers (COMPOO) 11, mit einer im Maskenregister (MROO) 14 gespeicherten Maske, die der Prioritätsstufe LV mit der höchsten Priorität entspricht, verglichen. Stellt der Vergleicher eine Übereinstimmung fest, dann wird ein Teil der die Unterbrechungsanforderung darstellenden Information, beispielsweise die Prioritätsunterstufe SLVL in einen Stapelspeicher (AFOO) übertragen. Details der Unterbrechungsquellen sowie der Prioritätsstufe sind im oberen Teil der Fig. 3 dargestellt. Diese übertragung erfolgt aber nur dann, wenn der ;. Stapelspeicher noch nicht voll ist. Nur in diesem Fall wird das Steuerbit 6 als Kennbit auf binär Null eingestellt und in die Bit- j position 6 von SRO eingegeben. j

Die Arbeitsweise des Stapelspeichers 15 verläuft nach dem ansich :

bekannten Algorithmus FIFO, nachdem die zuerst in den Stapel ein- .

gegebene Information auch als erste für eine Weiterverarbeitung '

ausgegeben wird. j

Zur überprüfung, ob in dem Stapelspeicher 15 überhaupt eine Information, d.h. eine Unterbrechungsanforderung gespeichert ist, ist j eine aus einem weiteren Vergleicher (COMPO1) 16 und einem weiteren Maskenregister (MRO1) 19 gebildete Prüfeinrichtung vorgesehen, die ; überprüft, ob eine bestimmte Bitkonfiguration vorliegt, die der Stapelspeicher immer dann erzeugt, wenn er Information aufgenommen hat, oder am Ausgang des Stapelspeichers eine Information mit einem gültigen Bitmuster bereitsteht, wobei dann die erwähnte Vergleicheinrichtung auf das Vorhandensein aller gültigen Bitkonfigurationen der Information aufprüft. Dieses sind also die beiden

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prinzipiellen Möglichkeiten der Überprüfung des Stapelspeichers darauf, ob er überhaupt Information enthält. Erzeugt

Erzeugt nun der Vergleicher 16 ein positives Ergebnis, dann wird die Prioritätsunterstufeninformation in das Instruktionsadressenre^ gister (IARO) 22 übertragen, wo sie zusammen mit der im Basisregister (B-REGO) 20 gespeicherten Information eine Adresse bildet, die auf den ersten Befehl der Unterbrechungsroutine zeigt, die eine Unterbrechung dieser Unterbrechungsklasse und Unterbrechungsunterklasse bedient. Hinter diesen Unterbrechungsklassen und Unterbrechungsunterklassen verbergen sich ganz spezifische maschinenin- oder -externe Unterbrechungsquellen, die individuelle Unterbrechungsbehandlungen erfordern. Auf diese Weise gewinnt man die Adresse der für eine Unterbrechungsquelle spezifischen Unterroutine im Steuerspeicher.

Fig. 2 zeigt als Ablaufdiagramm in großen Zügen die Arbeitsweise der in Fig. 1 schematisch dargestellten Unterbrechungseinrichtung. Bei 50 ist angedeutet, daß eine Unterbrechungsquelle ihre Unterbrechungsanforderung anzeigt. Diese wird, wie bei 51 dargestellt ist, zu dem Eingabebus übertragen, der durch folgenden Komplex in Fig. 1 realisiert ist: übertragungsleitung 7, Schieberegisterstufe 8, Vergleicher 11 sowie Maskenregister 11. Wie 52 zeigt, wird, wenn eine Unterbrechungsanforderung die erste Stufe des Schieberegisters des Eingabebusses erreicht hat, ein Vergleichs- \Vorgang durchgeführt, bei dem die Unterbrechungsstufe LV sowie das Kennbit 6 des Stapelspeichers 15 mit den Sollwerten verglichen wird, die sich im Maskenregister 14 in Fig. 1 befinden. Damit der Vergleicher 11 ein positives Ergebnis, d.h. eine Übereinstimmung feststellen kann, wird von der Unterbrechungsanforderung erwartet, daß sie die höchste Priorität, d.h. die Prioritätsstufen (nummer) 00 haben muß. Ferner muß das Kennbit für den Belegungszustand des Stapelspeichers (nicht voll) auf "0" eingestellt sein.

Der Entscheidungsknoten 52 würde bei einem positiven Vergleichs-

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ergebnis zum nächsten Arbeitsschritt weiterführen, der bei 54 dargestellt ist. Bei einem negativen Vergleichsergebnis, d.h. einer Nichtübereinstimmung der Prioritätsstufennummer mit der im Maskenregister 14 gespeicherten, wie bei 53 dargestellt, einen Verschiebeschritt auslösen, der die ünterbrechungsanforderung in die nächste Schieberegisterstufe SR1 in Fig. 1 weiterschieben würde, wo sich dann ein weiterer Vergleichsvorgang anschließen j

würde, bei dem die ünterbrechungsprioritätsstufe der weitergescho-]

ι benen ünterbrechungsanforderung mit der um eins niedrigeren unter-^; brechungsprioritätsstufe mittels einer Maske verglichen wird, die sich von der vorhergehenden Maske im Maskenregister 14 nur durch einen um eins niedrigeren Wert unterscheidet.

Würde auch hier eine Nichtübereinstimmung festgestellt, dann j würde die ünterbrechungsanforderung in die nächste Schiebere- , gisterstufe verschoben, wo sich die gleichen Vorgänge mit einer ; anderen Maske wiederholen, was solange geschehen würde, bis ein positives Vergleichsergebnis gefunden wird, so daß die Unterbrechungsanforderung dann in dem Zweig der Unterbrechungseinrichtung weiterverarbeitet würde, die in ihrem Prioritätsrang mit dem Prioritätsrang der ünterbrechungsanforderung übereinstimmt.

Auf diese Weise wird dafür Sorge getragen, daß die Unterbrechungsanforderungen prioritätsgerecht verarbeitet werden. In dem Zweig, in dem eine Übereinstimmung mit der Maske gefunden wurde, wird dann die weitere Verarbeitung der Unterbrechungsanforderung vorgenommen. Es wird als nächstes, wie bei 54 dargestellt ist, die Prioritätsunterstufennummer in den Stapelspeicher 15 des entsprechenden Zweiges übertragen und eine Indikation erzeugt, die einer Vergleichseinrichtung, bestehend aus einem Vergleicher 16 und einem Maskenregister 19, ermöglicht festzustellen, ob eine Information im Stapelspeicher vorhanden ist.

Wenn die Vergleichseinrichtung, wie bei dem Entscheidungsknoten 55 in Flg. 2 angedeutet ist, zu dem Ergebnis kommt, daß in dem zugehörigen Stapelspeicher eine Information enthalten ist, dann wird diese weiterverarbeitet, indem zunächst im Entscheidungs-

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knoten 57 geprüft wird, ob eine Blockierung der ihr zugeordneten Prioritätsstufe durch eine Unterbrechungsbearbeitung einer höheren Unterbrechungsstufe vorliegt.

Stellt der Entscheidungsknoten 55 dagegen fest/ daß im zugehörigen Stapelspeicher eine Information vorhanden ist, dann begibt er sich in Abfrageschleife 56, die zum Ziele hat, festzustellen, wann wieder eine Information aus dem zugeordneten Stapelspeicher 15 zu verarbeiten ist.

Wenn im Entscheidungsknoten 57 festgestellt wird, daß eine Blockierung durch die Bearbeitung einer Unterbrechungsanforderung in einer höheren Prioritätsstufe nicht vorliegt, dann wird die Routine, die der vorliegenden Unterbrechungsstufe zugeordnet ist bearbeitet. Liegt aber eine Blockierung durch eine Unterbrechung mit einer höheren Priorität vor, dann hat die vorliegende Unterbrechungsroutine zu warten, bis alle Unterbrechungen mit höherer Priorität abgearbeitet sind. Diese bei 58 in Fig. 2 angedeutete j Warteschleife entfällt für Unterbrechungen die auf der höchsten

I Unterbrechungsstufe ausgeführt werden.

Der Entscheidungsknoten 59 dient dazu, festzustellen, ob die auf j der zugehörigen Prioritätsstufe laufende, ältere Routine also ; eine filtere Routine mit der gleichen Priorität, bereits bis zu ( Ende bearbeitet wurde.

ι Wenn eine solche ältere Routine auf der gleichen Prioritätsstufe bereits abgearbeitet ist, dann wird, wie bei 61 angegeben ist, zunächst eine Blockierung niedrigerer Prioritätsstufen vorgenommen (z.B. Prioritätsstufe binär 01 blockiert die Prioritätsstufen 10 und 11). Ferner wird die Adresse der ersten Instruktion der zugehörigen Unterbrechungsroutine gebildet und diese in das zugeordnete Instruktionsadressenregister 22 übertragen.

Wird im Entscheidungsknoten 59 dagegen festgestellt, daß die

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ältere Routine der gleichen Prioritatsstufe noch nicht vollständig bearbeitet ist, dann wird, wie 60 zeigt, in eine Warteschleife eingetreten, die so lange durchlaufen wird, bis der Entscheidungsknoten 59 die Abarbeitung der alten Routine feststellt oder weitere Blockierungen nach 61 von Unterbrechungsanforderungen höherer Prioritatsstufen nicht vorgenommen wurden. In diesem Fall wird die Warteschleife beendet und die Bearbeitung der betrachteten Unterbrechungsanforderung nach 61 durchgeführt.

Die Unterbrechungseinrichtung und die Steuerung ihres Betriebsablaufs geht aus den Fign. 3, 7 und 8 mit größerer Deutlichkeit hervor. In Fig. 3 ist ein System dargestellt, daß drei Unterbrechungsquellen (INT-SO bis 4) 1 bis 4 bedienen kann. Jede Unterbrechungsanforderung, die von einer dieser Quellen erzeugt wird, enthält die Ünterbrechungsprioritätsstufe LV, die dem Prioritätsrang der Unterbrechungsquelle entspricht, eine Prioritätsunterstufe SLVL sowie ein Unterbrechungsbit IB, das auf 1 gesetzt wird, wenn die zugehörige Unterbrechungsquelle eine Unterbrechungsanforderung an das Unterbrechungssystem ausgibt.

über Ausgangstorschaltungen werden die Unterbrechungsanforderungen der einzelnen Unterbrechungsquellen 1 bis 4 zu den verschiedenen Taktzeiten TO bis T3 über die Sammelleitung 5 in das Unterbrechungsregister 6 übertragen, wenn das Unterbrechungsbit IB der entsprechenden Unterbrechungsquelle auf binär 1 gesetzt ist und außerdem das Unterbrechungsregister 6 leer ist. Die Erzeugung der Torsteuerimpulse TO bis T10 geht im wesentlichen aus den Fign. 5, 6 und 7 hervor, auf die zunächst eingegangen wird, bevor eine ausführliche Erläuterung der Fig. 3 gegeben wird.

Die Tabelle in Fig. 7 gibt eine Übersicht über die für die Erzeugung der Torsteuersignale notwendigen Bedingungen. Das Unterbrechungsregister (INT-REG) 6 kann entweder leer sein, was in der Statusspalte in Fig. 7 mit einem großen E bezeichnet ist oder ■ nicht leer sein, was durch ein NE gekennzeichnet ist. Die Codespaltfe

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die hierzu gewählte Codierung, nämlich X1 für leer und xT für voll. Das Bit, das hierfür vorgesehen ist, ist das Bit 6, das für den Leer-Zustand eine binäre 1 und für den Nicht-leer-Zustand eine binäre 0 ist. Die gleiche Codierung ist für die Stufen 8, 9 und 10 des Schieberegisters in Fig. 3 vorgesehen, wobei die Codierung mit X2 bzw. X2 bezeichnet ist.

Hinsichtlich des Stapelspeichers 15 hat man vier Bedingungen zu überprüfen, nämlich entweder ob der Stapelspeicher voll (F) oder nicht voll (NF) ist, Bedingungen also, die eine weitere Übertragung von Unterbrechungsanforderungen in den Stapelspeicher steuern, oder aber ob der Stapelspeicher leer (E) oder nicht leer (NE) ist, eine Bedingung die für die Bildung der Adresse der ersten Mikroinstruktion einer Unterbrechungsroutine durch die übertragung dieser Adresse in das Instruktionsadressenregister 22 entscheidend ist.

Ferner ist zu untersuchen, ob das Instruktionsadressenregister 22 leer (E) oder nicht leer (NE) ist. Außerdem ist, wie aus Fig. zu erkennen ist, zu überprüfen, ob eine Unterbrechungsanforderung ,mit einer höheren Stufe gerade läuft, so daß die betrachtete ^blockiert ist. Dieses ist in Fig. 7 in der vorletzten Zeile dargestellt. Eine Blockierung (B) ist durch das Vorhandensein des .Ausgangssignals X6, eine nicht vorliegende Blockierung (NB) durch das Steuersignal X6 dargestellt. In der letzten Zeile schließlich !sind die Bedingungen und Ausgangssignale des Vergleichers 11 in jFig. 3 dargestellt. Ein positiver Vergleich, d.h. eine Übereinstimmung ist mit Q, eine nicht Übereinstimmung mit NEQ bezeichnet. Die hierzu gehörenden Steuersignale sind X7 bzw. X7. Sie entstehen bei der überprüfung der Bits 0, 1 und 6.

In der letzten Spalte, Zeile 3 soll der Stern kennzeichnen, daß es sich um das Bit 6 des obersten im Stapelspeicher befindlichen Wortes und die beiden Sterne in der letzten Spalte, Zeile 4 ange-

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ben, daß es sich um Bit β im untersten im Stapelspeicher 15 gespeicherten Wort handelt» Diese Bits t^erden als binär 0 erzeugt, wenn der Stapelspeicher nicht voll oder nicht leer ist.

■Mit den Steuersignalen Χ1/ΧΪ bis X7/X7 wird die Eraeugung der Torsteuersignale TO bis TtO und damit der sequentielle Ablauf !der ünterbrechungseinrichtung gesteuert. In der in Fig. 3 ge- ; zeigten Anordnung sowie in Fig. 8 sind manche Steuersignale z.B. X2 unterschieden in X20 und X21, wobei diese Unterscheidung, wie Fig. 3 deutlich zeigt, angibt, in welcher Unterbrechungsstufe (Prioritätsstufe) dieses Signal ersaugt wird, wobei die Bezeichnung auf ein spezielles Ausführungsbeispiel, daß hier gewählt ; wurde, bezogen ist.

Mit der in Fig. 3 dargestellten Unterbrechungseinrichtung können Unterbrechungen behandelt werden, die über insgesamt vier Unterbrechungsprior itatsstufen verfügen. Eine Erweiterung auf noch mehr Ünterbrechungsprioritätsstufen ist ohne Schwierigkeiten imöglich. Unterbrechungsanforderungen mit der höchsten Unterbrechungsprioritätsstufe (LV = 00) wird von der Anordnung in der äußersten linken Spalte und Anforderung mit der niedrigsten Unterbrechungsprioritätsstufe (LV »11) von der Anordnung in der äußersten rechten Spalte verarbeitet. Deshalb wird die zur Taktzeit T4 aus dem Unterbrechungsregister 6 Über die Leitung 7 in die erste Stufe (SRO) 8 des Schieberegisters übertragene !Unterbrechungsanforderung, die der zweithöchsten Unterbrechungsjstufe angehört, auch von der dieser Stufe zugeordneten nachfolgenden Einrichtung, die wie bereits erwähnt wurde, Anforderungen jder höchsten Unterbrechungsstufe bedient, nicht bearbeitet wer- :den können. Dieses entscheidet sich durch den zur Taktzeit T5 durchgeführten Vergleich der Bits 0, 1 und 6 mit dem im Maskenregister (MROO) 14 gespeicherten "Soll"-Bits. Dieser Vergleich umfasst die Prioritätsstufe LV, die in den Bits 0 und 1 der Unterbrechungsanforderung enthalten ist und den Vergleich des Bits 6, das als binäre 0 erzeugt und in die Bltpösition 6 des Schieberegisters 8 eingegeben wird, wenn aer Stapelspeicher 15 noch nicht

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vollends gefüllt ist. Da sich die Prioritätsstufe der ersten Unterbrechungsanforderung von der Unterbrechungsstufe im Masken- ;register 14 unterscheidet, wird, auch wie die Tabelle in Fig. 7 • zeigt, vom Vergleicher 11 das Steuersignal X7Ö erzeugt. Infolgedessen erzeugt das UND-Tor 78 in Fig. 5 das Torsteuersignal T6, so daß diese Unterbrechungsanforderung in die nächste Stufe (SR1) 9 des Schieberegisters verschoben wird, wenn diese Stufe außerdem frei ist. (vgl. Erzeugung des TorSteuersignals 6 in Fig. 5).

Das Torsteuersignal T7 leitet nunmehr den nächsten Vergleichseingang ein, in dem erneut die Prioritätsstufe LV der Unterbrechungsanforderung und der Wert des Bits 6, der sich diesmal aber auf den Stapelspeicher 35 bezieht, zu dem Vergleicher 31 übertragen werden. Der Vergleich mit der Maske im Maskenregister 34 verläuft positiv, so daß infolge der Übereinstimmung, das Steuersignal X71 erzeugt wird.

Wie Fig. 5 zeigt, kann nunmehr weil auch der Stapelspeicher 35 !nicht voll ist, die Prioritätsunterstufe in den Stapelspeicher übertragen werden. Diese Unterbrechungsunterstufe ist gleichsam Ibis in die letzte Stufe des Stapelspeichers durchgefallen, wo sie in der Bitposition 6 mit einer binären 0 versehen wird, da der (Stapelspeicher 35 nun nicht leer ist. Mit dem gleichen Torsteuersignal T8, mit dem die Prioritätsunterstufe in den Stapelspeicher 35 übertragen wurde, wird nun auch noch das zu untersuchende Bit ides untersten Wortes im Stapelspeicher über die Leitung 38 in den jVergleicher 36 übertragen, wo dieses Bit mit dem im Maskenregister 39 gespeicherten Bit verglichen wird. Da eine Übereinstimmung ιvorliegt, wird das Steuersignal X41 erzeugt. D.h. also, daß der Stapelspeicher 35 nicht leer ist, so daß, wie Fig. 5 zeigt, mit jHilfe des Torsteuersignales T9 diese Prioritätsunterstufe SLVL über die Leitung 37 in das Instruktionsadressenregister (IAR1) 32 übertragen werden kann. Das gleiche Torsteuersignal T9 öffnet

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auch das Basisadressenregister (B-REG-1) 40, so daß die Basisadresse über die Leitung 41 ebenfalls in das Instruktionsadressen-ι register 23 gelangen kann. Im Instruktionsadressenregister 23 i wird aus diesen beiden Informationen die Instruktionsadresse gewonnen, die auf die erste Instruktion in der gewünschten Unter- | brechungsroutine zeigt. Hierbei dient die im Register 40 befind- ; liehe Adresse als Basisadresse, mit der die Prioritätsunterstufe SLVL als Versatzadresse kombiniert wird. Dadurch wird erreicht, daß die Unterbrechung, die von einer bestimmten Unter- \ brechungsquelle gewünscht wird, auch von der Unterbrechungsroutine bedient wird, die hierfür vorgesehen ist.

Wie bereits erwähnt wurde, kann mit einer Steuereinrichtung, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, der Betrieb einer Unterbrechungseinrichtung nach Fig. 3 gesteuert werden. Die Steuereinrichtung _; besteht zunächst aus einem Haupttaktgenerator (MCL) 70, der den j Haupttakt T erzeugt. Außerdem ist eine Untertaktgenerator (SCL) ■

71 vorhanden, der die feine zeitliche Rasterung des Haupttaktes vornimmt. Ferner sind UND-Tore 72 bis 82 vorgesehen, welche die Torsteuersignale TO bis T10 erzeugen.

Um die Erläuterung der in Fig. 3 dargestellten Unterbrechungseinrichtung nicht mit der Angabe nicht unbedingt notwendiger Torsteuersignale zu belasten, wurde auch die Einrichtung nach Fig. 5 als Ausführungsbeispiel so konzipiert, daß sich nur dort diejenigen Torsteuersignale wiederfinden, die für das dort gewählte Ausführungsbeispiel erforderlich sind. Andere Ausführungsbeispiele lassen sich anhand der Fign. 5 bis 7 leicht beschreiben.

Fig. 8 zeigt schließlich, daß die in Fig. 3 dargestellte Unterbrechungseinrichtung auch einer parallelen Bedienung mehrerer Unterbrechungsanforderungen fähig ist, sofern diese unterschiedlichen Ünterbrechungsprxoritätsstufen angehören. Bezüglich Fig. 8 ist noch zu bemerken, daß die dort angeführten Steuersignale ent-

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sprechend den in Fig. 7 gewählten allgemeinen Bezeichnungen der Steuersignale gewählt wurden, d.h. daß bei einem positiven Vergleichsergebnis in den Vergleichern 11, 31 ..., das von diesen Vergleichern erzeugte Ausgangssignal mit X7 bezeichnet wird, unabhängig davon, ob der Vergleicher der Schieberegisterstufe SRO, SR1 oder SR angehört. Die Feinunterteilung der Taktsignale, wie sie in den Fign. 3 und 5 vorgenommen wurde _{ ist in Fig. 8 ;bewußt aus Vereinfachungsgründen fortgelassen worden.

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Le e rs e ite

Claims

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HAJL ENTANSP R Ü C H E

Prioritätsstufengesteuerte Einrichtung zur Bedienung von Unterbrechungsanforderungen mehrerer Unterbrechungsquellen unterschiedlicher Unterbrechungspriorität, gekennzeichnet j durch ein Schieberegister (8; Fig. 1), dessen Stufen den Ünterbrechungsprioritätsstufen fest zugeordnet sind, durch eine jeder Stufe zugeordnete Vergleichseinrichtung (11, 14), welche die in der Unterbrechungsanforderung angegebene Ünterbrechungsprioritätsstufe mit derjenigen dieser Stufe vergleicht, ferner durch einen Stapelspeicher (15) zur Zwischenspeicherung der in einer Unterbrechungsanf orderung ebenfalls enthaltenen Prioritätsunterstufe, durch eine Prüfeinrichtung (16, 19) zur Überprüfung des Stapelspeicherzustandes, weiter durch ein Basisadressenregister (20) und Instruktionsadressenregister (22), in dem die Basisadresse mit der Prioritätsunterstufe zu einer ; Instruktionsadresse kombiniert wird, die dann auf die erste Instruktion der für die Unterbrechungsdurchführung der Unterbrechungsanforderung der entsprechenden Unterbrechungsquelle erforderlichen Unterbrechungsroutine zeigt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß !

die Vergleichseinrichtung (11, 14; Fig. 1) den Stapelspei- ! eher (15) auch darauf überprüft, ob er voll ist und die j Prüfeinrichtung (16, 19) den Stapelspeicher darauf über- ! prüft, ob er leer ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (11, 14; Fig. 1) ^: aus einem Vergleicher (11) und aus einem Maskenregister (14) besteht, welches die codierte Darstellung der zugeordneten Ünterbrechungsprioritätsstufe und ein Kennbit enthält, das angibt, daß der Stapelspeicher nicht voll ist wobei der Vergleicher einerseits mit der zugeord-

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neten Stufe des Schieberegisters (8) verbunden ist und zwar mit dem Datenfeld, das die Unterbrechungspriorität der untersuchten ünterbrechungsanforderung und das in Abhängigkeit von dem Belegungszustand des Stapelspeichers erzeugte Kennbit enthält und andererseits mit dem Maskenregister verbunden ist.

4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfeinrichtung (16, 19; Fig. 1) aus einem Vergleicher (16) und einem Maskenregister (19) besteht, das eine Information enthält, die angibt, daß der Stapelspeicher (15) nicht leer ist und der Vergleicher einerseits mit der Ausgangsstufe des Stapelspeichers verbunden ist und zwar mit dem Bereich, der die Information bezüglich des Belegungszustandes des Stapelspeichers enthält und andererseits mit dem Maskenregister verbunden ist.

'5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch erste Tore, die über eine Leitung (12; Fig. 3) die codierte Prioritätsunterstufe in den Stapelspeicher (15) übertragen, wenn die Vergleichseinrichtung (11/ 14) die Übereinstimmung zwischen der Unterbrechungsprioritätsstufe der Unterbrechungsanforderung und derjenigen der zugeordneten Schieberegisterstufe fest-

; stellt und der Stapelspeicher nicht voll ist, durch zweite Tore, die über eine Leitung (17) die codierte Prioritätsunterstufe, die im Ausgangswort des Stapelspeichers enthalten ist, in einen bestimmten Bereich des Instruktionsadressenregisters (22) übertragen, wenn festgestellt wurde, daß der Stapelspeicher nicht leer ist, durch dritte Tore, die über die Leitung 21 die im Basisadressenregister (20) gespeicherte Basisadresse in einen bestimmten Bereich des Instruktionsadressenregisters (22) übertragen, wenn auch die Prioritätsunterstufe in das Instruktionsadressenregister übertragen wird, durch vierte Tore über welche die

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In der betrachteten Schieberegisterstufe gespeicherte Unterbrechungsanforderung in die Schieberegisterstufe ; übertragen wird, die der nächst niedrigeren Unterhrechungsprioritätsstufe augeordnet ist, wenn der Vergleich der unterbrechungsprioritätsstufe der ünterbrechungsanforderung\

mit der Schieberegisterstufe zugeordneten ünterbrechungs- j prioritätsstufe nicht übereinstimmt und außerdem die nach- ■;

folgende Schieberegisterstufe nicht mit einer anderen \ Unterbrechungsanforderung belegt ist und schließlich durch fünfte Tore, die am Ausgang des Instruktionsadressenregister (22) angeordnet sind und die Instruktionsadresse zum Steuerspeicher, in dem alle Unterbrechungsroutinen gespeichert sind, übertragen, wenn keine Blockierung durch andere, höhere Unterbrechungsprioritätsstufen vorliegt.

Verfahren zum Betrieb der Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

1. übertragung einer Unterbrechungsanforderung, die im wesentlichen die ihrer zugeordneten Unterbrechungsquelle zugehörige Unterbrechungsprioritätsstufe und Prioritätsunterstufe enthält, in die erste Stufe des Schieberegisters (8; Fig. 1), die Unterbrechungsanforderungen mit der höchsten Unterbrechungsprioritätsstufe zugeordnet sind,

2. überprüfen der Unterbrechungsprioritätsstufe der Unterbrechungsanforderung mit der der ersten Stufe des Schieberegisters zugeordneten höchsten Unterbrechungsprioritätsstufe und wenn keine Übereinstimmung festgestellt wird, dann

2a.Verschieben der Ünterbrechungsanforderung aus der ersten■ Stufe des Schieberegisters in die zweite, die der zweithöchsten Unterbrechungspriorität zugeordnet ist,

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falls diese Stufe frei ist oder

2b.falls eine Übereinstimmung in Schritt 2 festgestellt wird und außerdem der Stapelspeicher nicht voll ist, übertragung der Prioritätsunterstufe in den Stapelspeicher,

3. überprüfung ob der Stapelspeicher leer ist oder nicht, solange bis festgestellt wird, daß er nicht leer ist, dann

4. Überprüfung ob eine Blockierung durch eine Unterbrechungsanforderung mit einer höheren ünterbrechungsprioritatsstufe vorliegt, wenn ja, dann

4a.Warten, bis die Blockierung aufgehoben ist und falls keine Blockierung vorliegt, dann

4b.überprüfen, ob die alte Routine mit der gleichen ünterbrechungsprioritatsstufe abgearbeitet ist und falls
dieses nicht der Fall ist, dann

4c.Warten, bis die alte Routine abgearbeitet und eventuell neue Blockierungen durch Unterbrechungsanforderungen mit höherer ünterbrechungsprioritatsstufe aufgehoben sind, oder falls die alte Routine der gleichen Ünterbrechungsprioritatsstufe abgearbeitet ist, dann

5. Blockierung der Bearbeitung von Unterbrechungsanforderungen niedrigerer Unterbrechungsprioritätsstufen, übertragen der Basisadresse aus dem Basisregister
und der Prioritätsunterstufe aus der Ausgangsstufe
des Stapelspeichers in.das Instruktionsadressenregister übertragen aus Basisadresse und Prioritätsunterstufe gebildeten Instruktionsadresse aus dem Instruktionsadressenregister in den Steuerspeicher und

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Starten der Unterbrechungsroutine.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapelspeicher so betrieben wird, daß das erste in ihn eingegebene Informationswort auch das erste aus ihm für eine Bearbeitung ausgelesene Informationswort ist (FIFO).

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