Арифметическо-логическое устройство (АЛУ). Структура АЛУ. Регистровая АЛУ разрядно-модульного типа, страница 9

3 – арифметические операции с формированием признаков состояний.

          В структуру  микрокоманды вводятся дополнительные разряды, которые обеспечивают управление генератором ТИ, который формирует соответствующую временную диаграмму.

          Достоинства: повышение быстродействия на 15-20%

          Недостатки: наличие машинного цикла переменной длины.

При построении вычислительных систем обычно встречаются все 4 варианта структурных решений.

Технические средства организации прерываний

          Прерывание можно охарактеризовать как автоматическое изменение в программе, вызванное условием или совокупностью условий, возникающих в некоторой части вычислительной системы. Для организации прерываний необходимы 2 части:

-  аппаратная;

-  программная.

Система прерываний должна:

1.  реагировать на запросы прерывания (аппаратно).

2.  формировать код номера запроса прерывания (аппаратно)

3.  сравнивать поступающий запрос с уровнем текущего приоритета (аппаратно или программно)

4.  обеспечивать сохранение содержимого регистров прерванной программы (программно)

5.  обеспечивать переход к вызываемой программе (программно)

6.  по окончанию работы вызванной программы, вернуться к прерванной и продолжить её выполнение.

Основной характеристикой режима и является время реакции на прерывание – время между поступившим запросом на прерывание и выполнение первой полезной команды затребованной программы.

При прерывании информация сохраняется в стековой области памяти. В памяти храним номер следующей команды и РОН. Если попали во время выполнения программы, тогда уже необходимо сохранить промежуточные данные в стек. Поэтому лучше дождаться выполнения команды до конца.

Обобщённая структура микропроцессора (МП), обеспечивающего работу в режиме прерывания.

 

            Режимы:

1.  INT=0 – прерывание отсутствует. В этом случае по сигналу ЗМ (занесение микрокоманды) происходит считывание очередной команды из памяти, т.е. в данном случае функционирует последовательный режим работы.

2.  INT=1 – прерывание отсутствует. Считывается код КМП. Этот код является начальным адресом микропрограммы (мп) расположенной в памяти и обеспечивающей вход в прерывание.

Примечание: режим прерывания воспринимается только после завершения команды.

Системы с циклическим опросом.

     Схемы входа в прерывание должны обеспечивать режим 2-х вопросов:

1)  Сформировать сигнал общего запроса на прерывание;

2)  Сформировать код номера запроса на прерывание.

          По сигналу RESET триггер Т устанавливается в "0" и СТ2 (счётчик) – обнуляется. Сигнал INT=0, следовательно тактовые импульсы поступают на СТ2. Состояние СТ2 поступает на дешифратор (DC), на выходе которых присутствует один активный уровень. Последовательно происходит опрос наличия запросов на прерывание. Если запрос на прерывание и активный уровень с выхода CD совпадают, то триггер Т переключает в него "1". Прекращается подача ТИ на СТ2. На выходе схемы появляется активный уровень INT, а с выхода СТ2 формируется код номера запроса на прерывание.

          Достоинства: простота реализации при минимальных аппаратных затратах.

          Недостатки:

-  сравнительно большое время реакции на прерывание;

-  резко возрастают аппаратные затраты с увеличением входов прерывания;

-  в этой системе не представляется возможным проранжировать сигналы по уровням приоритета.

Пример: системы, которые не позволяют обеспечить прерывание с запросом с более высоким уровнем приоритета, называются одноуровневыми.

          Для устранения последнего недостатка используются Дейзи-цепочки.

 

“1” – для маскирования и не маскирования наличия прерывания. Эта структура позволяет обеспечивать приоритетность прерываниям.