Устройство для имитации неисправностей

Устройство для имитации неисправностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для имитации неисправностей в структурно-избыточных управляющих ВЫ числительных системах (УВС) при экспериментальном исследовании их надежности . Целью изобретения являет- .ся расширение области применения. Устройство для имитации неисправно- ; стей включает блок управления последовательностью введения неисправностей , содержащий узлы шинных формирователей и дешифратор адреса, коммутатор , схему сравнения, память, счетчик адреса, дешифратор, счетчик времени и модули имитации неисправностей , состоящие из блоков шинных формирователей, блоков памяти, счетчиков адреса, арифметико-логического блока, регистра данных,.дешифратора адреса, регистра управления и состояния, генератора тактовых импульсов , счетчика времени, шифратора управляющих сигналов, регистра управления, блока имитации отказов системы прерываний, блока управления магистрали. Модуль имитаи-ии неисправностей проводит имитацию отказов и сбоев различных компонентов ЭВМ, составлякищх ЗПВС. Устройство вьшолняет 12 различных команд имитации неисправностей.При этом иШтируются физические неисправности модулей ЭВМ (ОЗУ, ПЗУ, УЗО) с исполь- , зова.нием режима прямого доступа к памяти - искажением состояния эле- , ментов модулей и информации в них, или же непосредственным воздействием на информащюнные и управляющие шины магистрали .ЭВМ. 2 э.п. ф-лы, 6 ил. i СЛ 1 4 4;: N1 сд

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„ I 44775 А1 (51) 4 G 06 F 11/00

7 аикц»

g гс а

° у " П - ю.Ь.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

t (21) 4208844/24-24 (22) 10.03.87 (46) 15.12.88. Бюл. У 46 (7i) Омский политехнический институт (72) А.П.Панков и В.М.Танасейчук (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1265779,-кл. G 06 F 11/26, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1264185, кл. G 06 F 11/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ НЕИСП-, РАВНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для имитации неисправностей в структурно-избыточных управляющих вычислительных системах (УВС) при эк .спериментальном исследовании их надежности. Целью изобретения являет.ся расширение области применения.

Устройство для имитации неисправно-; стей включает блок управления после" довательностью введения неисправностей, содержащий узлы шинных формирователей и дешифратор адреса, коммутатор, схему сравнения, память, счетчик адреса, дешифратор, счетчик времени и модули имитации неисправностей, состоящие из блоков шинных формирователей, блоков памяти, счетчиков адреса, арифметико-логическо"

ro блока, регистра данных, дешифратора адреса, регистра управления и состояния, генератора тактовых импульсов, счетчика времени, шифратора управляющих сигналов, регистра управления, блока имитации отказов системы прерываний, блока управления магистрали. Модуль имитации неисправностей проводит имитацию отказов и сбоев различных компонентов

ЭВМ, составляющих УВС. Устройство выполняет 12 различных команд имита-, ции неисправностей.При этом имитируются физические неисправности модулей ЭВМ (ОЗУ, ПЗУ, УЗО} с исполь-, зованием режима прямого доступа к памяти — искажением состояния элементов модулей и информации в них, или же непосредственным воздействием на информационные и управляющие шины магистрали .ЭВМ. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1444775

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для имитации неисправностей в высоконадежных управляющих вычислительных системах (УВС) при экспериментальном исследовании их надежно сти.

Целью изобретения является расширение области применения устройства.

На фиг.1 показана блок-схема системы, в которой применяется устройство; на фиг.2 — схема блока управления последовательностью введения неисправностей; на фиг.3 — схема модуля имитации неисправностей; на фиг.4 — схема шифратора управления магистралью; на фиг.5 — схема блока захвата магистрали; на фиг.б — схе- ма блока имитации отказов системы прерываний.

На фиг.1 показана блок-схема комплекса 1 для исследования надежности избыточной управляющей вычислительной системы (УВС) 2, в состав которого входят устройство для имитации неисправностей 3 и управляющая микроЭВМ 4, объединенные общей маги» стралью 5. Устройство для имитации неисправностей включает в себя блок 6 управления последовательностью введения неисправностей и модули 7.1-7.К имитации неисправностей, количество которых в общем случае равно количеству ЭВМ в исследуемой системе. Показанная на фиг.1

3 исследуемая система состоит из микроЭВМ 8.1-8.К, каждая из которых включает в себя центральный процессор (ЦП) 9, оперативное запоминающее устройство 10, внешнее устройство 11, постоянное запоминающее устройство 12, и адаптеров межмашинной связи 13. ЭВМ 8 могут также включать любые другие устройства например, устройства связи с объек.том, цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи), которые будут. подключены к магистрали 14.1

14.К. Управляющая ЭВМ 4 включает центральный процессор (ЦП) 15 и. внешние и запоминающие устройства

16. Модули подключены к магистрали .5 ЭВМ 4 на правах внешних устройств, а также как и блок 6. Выходы моду лей (1-и) соединены с входами блока и необходимы для передачи номера имитируемой в настоящее время неисправности. Каждой ЭВМ 8 в исследуемой системе соответствует свой модуль, который соединен с ней дву. направленной магистралью.

МУП б предназначен для управления

5 последовательностью введения неисправностей в систему из нескольких

ЭВМ 8.1 8.К, образующих высоконадежный управляющий вычислительный комплекс. Блок 6 состоит (см. фиг,2) из

10 узла шинных формирователей (ШФ) 17, дешифратора 18 адреса, коммутатора

19, схемы 20 сравнения, памяти 21 счетчика 22, дешифратора (разрешения работы модулей имитации неисп15 равностей) 23, счетчика 24 времени и элемента 25 задержки.

Модуль имитации неисправностей служит для проведения физического мо делирования неисправностей, которые могут появляться в процессе эксплуатации ЭВМ. Показанный на фиг.3 модуль 7 включает элемент 26 задержки, два блока 27 и 28 памяти., имитатор 29 управляющих сигналов, арифметико-логический блок 30, регистр

31 данных, блоки 32 и ЗЗ шинных формирователей (ШФ), счетчики 34 и 35 адреса, дешифратор 36 адреса, регистр 37 управляющего слова, генера» тор 38 тактовых импульсов, счетчик

39 времени, регистр 40 управления (отключением шинных формирователей), блок 41 имитации отказов системы пре-. рываний, шифратор 42 управления магистралью, блок 43 захвата магистрали и группу 44 триггеров.

Группа триггеров состоит из 9 триггеров: "отключение шинных формирователей" 45, "эмуляция прерывания"

° 46, "потеря прерывания" 47, "запись в регистр данных" 48, "захват магистрали" 49, "Ввод" 50, "Вывод" 51, "эмуляция адреса" 52 и "эмуляция данных" 53. Для расширения функциональ ных возможностей модулей 7 к шинам,. имеюшимся в магистрали 14, добавле" ны две группы шин: 54 — шины управления отключением шинных формирователей в модулях ЭВМ 8.1-8.К (ЦП, ОЗУ, ПЗУ, ВУ) и 55 — шины управления от50 ключением прерываний (соединены с входами ЦП в ЭВМ 8.1 8.К. Шифратор 29 имеет выходы 56-91 и входы

92-102.

Шифратор 42 управления магистралью необходим для осуществления операции "Ввод" и "Вывод" после захва» та управления магистралью в соответствии с логикой работы интерфейса

ИУС, а также для эмуляции работы

3 14 внешнего устройства или оперативного запоминающего устройства при адресации к ним и приеме/выдачи дан— ных. Блок-схема шифратора показана на фиг.4. Шифратор 42 включает программируемую логическую матрицу (ПЛМ)

103, блок 104 триггеров начальных условий, блок 105 триггеров управления магистралью, блок 106 магистральных приемников и блок 107 магистральных передатчиков. Блок 104 состоит из 6 триггеров: "тип устройства"

108, "наличие синхронизации" 109, "признак внешнего устройства" 110, "блокировка сброса выборки" 111, "признак приемника" 112. Блок 105 включает 6 триггеров: "Признак адресации" 113, "Считывание регистра данных" 114, "Нали ие данных" 115, "Запрос данных" 116, "Запись регистра данных" 117, "Обращение к устройству" 118, "Нриемник/источник"

119. Блок 106 включает 6 магистральных приемников 120-125 для подключения следующих шин: шины подтверждения приема адреса (ШППА), шины запроса данных (ШЗД), шины наличия (ШНД), шины признака приема (ШППР), шины признака внешнего устройства (ШПВУ) и шины признака адресации (ШПРА) . Блок 107 состоит из 7 магистральных передатчиков 126-132 для подключения к следующим шинам маги страли — ШПВУ, ШППР, IJBCB, ШППА, шине признак адресации (ШПРА), ШНД, ШЗД.

Блок 43 захвата магистрали предназначен для захвата управления на магистрали ЭВМ 8.1-8.К. При захвате управления арбитр магистрали в соовтетствии с принятой системой приоритетов передаст управление задатчику, в качестве которого будет выступать модуль 7. Модулям 7 присваивается самый высокий приоритет,так что при первом требовании на управление интерфейсом происходит передача управления магистралью модулям 7.

Блок 3 включает (см; фиг ° 5) триггеры "Захват магистрали" 133, "Подтверждение выборки задатчика" 134, "Зайято" 135, блок магистральных пе-1 редатчиков (элементы 2И-НЕ), 136-139 для подключения к шинам Захват ма,гистрали (ШЗМ)", "Подтверждение выборки задатчика" (ЫПВЗ), "Занято" (ШЗАН) и "Разрешение захвата маги=страли — выход" (ШРЗМ ц„), блок ма44775

4 гистральных приемников 140-142 для подключения к шинам "Сброс" (LlCBP), "Разрешение захвата магистрали-вход" (ШРЗМ х) иШЗАН,элементы НЕ 143.1,143.2

5 элемент И-НЕ 144 и И-НЕ 145.

Блок 4 имитации отказов системы прерываний предназначен для имита- ции йеисправностей системы прерываний ЭВМ 8 и включает (см.фиг.6) регистр 146 выработки прерываний, регистр 147 отключения прерываний, регистр 148 синхронизации и схему сравнения 149. Информационные входы регистров 146, 147, 148 соединены с выходом блока 27 памяти. Инофрмационные выходы регистра 146 подключены к шинам прерываний (ШПРО-ШПР7) магистрали 3ВМ. Информационные выходы регистра 148 соединены с входом схемы 149, другой вход которой подключен к ЫПРО-ШПР7.

Блок 28 памяти необходим для запи» си команд имитации неисправностей.

По каждому адресу в блоке 28 записываются код команды имитации неисправности, код времени задержки перед ее выполнением и два разряда кода управления записью в счетчик 39.

Код команды (4 разряда) поступает на входы шифратора 29, код времени (12 разрядов) — на информационный вход счетчика 39.

Блок 27 памяти предназначен для записи информации, которая используется в процессе выполнения команды имитации неисправности. Команде имитации неисправности в зависимости от ее типа может соответствовать от 1 до 10 информационных слов следующих

40 типов.

1. Адрес синхронизации — 16- или

8-разрядное адресное слово, с появлением которого на магистрали 14

ЭВМ 8 связывается выполнение коман45 ды имитации неисправности.

2. Адрес ВУ, ЗУ вЂ” 16- или 8-разрядное адресное слово, котброе используется для обращения модуля к

BY или ЗУ, находящемуся на магист50 рали 14.

3. Инофрмационное слово — 16-раз: рядное слово данных или код команды для записи в ОЗУ или BY ЭВМ 8.

4. Код искажения — 16-разрядное

55: слово данных, содержащее информацию о том, какие разряды подлежат искажению в данных, принимаемых с магистрали 14. Искажению (инверсии) бу

1444775 дут подвергнуты те разряды слова данных, принимаемых с магистрали

14, для которых в коде искажения записаны 1.

5. Код отключенных устройств—

16-разрядное слово, записываемое в регистр 40 и несущее информацию об отключаемых от информационных шин магистрали 14 модулях ЭВМ 8 (ОЗУ, ПЗУ, ВУ и т.д.) .

6. Код вырабатываемых прерываний — 8-разрядное слово, записыва-: емое в регистр 146 и содержащее информацию о том, по каким иэ ШПРО—

ШПР7 будут выработаны прерывания.

7. Код отключаемых прерываний—

8-разрядное слово, записываемое в регистр 147 и несущее информацию об отключенных прерываниях в ЭВМ

8. Прерывания отключаются на процессоре, т.е. запрещается их прохождение на ЭВМ 8.

8. Код для синхронизации с прерываниями — 8-разрядное слово, записываемое в регистр 148 и содержащее ,информацию о прерывании, момент появления которого на ШПРО-ШПР7 необходимо выявить.

9. Код управления в блок 42 — 5разрядное слово, записываемое в блок

104 и несущее информацию. о режиме работы блока 42.

Арифметико-логический блок 30 необходим для работы в двух режимах — сумматора по модулю 2 и режиме сравнения. Блок 30 может быть выполнен на элементах К155ИПЗ . Режи мами работы блока 30 управляет вы-" ход имитатора 29, соединенный с входом блока 30, выход которого "Результат сравнения" подключен к Входу

Х имитатора 29.

Шифратор 29 может быть выполнен в виде программируемой логической матрицы (ПЛМ) служит для управления процессом выполнения команд имитации неисправностей. ПЛМ 29 имеет 28 входов Х,-Х и 36 выходов Y 1

Функций ПЛМ 29 могут быть реализованы также с помощью элементов И-HE.

Функциональное назначение входов

IIJIM 29 следующее.

Х1-Х4 — входы, на которые поступает код команды имитации неисправности с выхода блока 28.

Х -Х, — входы, подключенные к выходам триггеров 45-53 соответственно и наличие "1" на них свидетельствует об установке в "1" соответствующего триггера, Х „ — вход "Результат сравнения", 5

"1" — свидетельствует о равенстве операндов на входах блока 30.

Х - вход "Флаг готовности" ре гистра 31, установка в "1" его означает запись в регистр 31, в "О"

10 считывание.

Х вЂ” разряд регистра 37 — режим работы одиночный (О), системный (1).

Х, — разряд регистра 37 — разрешение работы (1).

15 X, Х, — Входы для подключения генератора 38.

Х z4 ВХОД соединен с ВЫХОДОМ Де» шифратора 23 и установка его в "1" означает разрешение работы МИН.

Х вЂ” вход "Результат сравнения прерываний", подключен к выходу бло» ка 41, "1" свидетельствует о равенстве сравниваемых кодов.

Х вЂ” Вход "Адрес" соединен с вы25 ходом шифратора 42, "1" означает начало выдачи адреса на магистраль 14 или транслируется сигнал ШПРА шины управления магистрали 14.

Х z . — вход "Считывание регистра

ЗО данных 1, появление "1 на нем озна. чает начало цикла считывания.

X — вход "Запись регистра дан ных", появление "1" на нем означает начало цикла. записи.

Х вЂ” вход "Захват" — "1" свидетельствует о захвате управления на магистрали 14 .

Х вЂ” Вход "Задержка времени", присутствие "1" означает задержку на" чала выполнения команды имитации неисправности.

Х g> — вход "Признак следующей команды", наличие "1" означает, что в блоке 28 имеется следующая (после считанной) команда.

X g8 — BXOp IIpHBMHHK HCTO IHHK дает информацию о режиме работы шифратора 42.

Функциональное назначение выходов

ПЛМ 29 следующее.

50 1у . 3 з 5 ю ° ° в - 17 ВЫХОДЫ ДЛЯ установки в "1" триггеров 45-53 соответственно.

Y < р У4 Ys ф ° ° у Y >8 — Выходы для установки в "0" триггеров 45-53 соответственно.

Y1,> — ВыхОД управления налраВлени» ем передачи ШФ 32; при Y = О—

ШФ 32 — на прием информацйи о маги1444

35 страли 14 в модуль 7, при Y, = 1 на передачу информации в магистраль

14 из модуля 7.

2 2 2 26 8 5 ляют записью соответственно в регистры 40, 146, 147, 143 и блок 104.

Запись в эти регистры осуществляется по переднему фронту положительного сигнала. 10

Yg, Y, У, Y f9 — выходы gJIH сброса регистров 40, 146, 147, 143 и блока 104 соответственно. Сброс осуществляетсяя при выдаче "1" . зо выход для управления режи 15 мом работы блока 30; при Y з, = 0 блок 30 — в режиме сравнения, при

Y = 1 — в режиме сумматора по модулю 2. з У з выходы для управления 20 режимами "Запись" и "Чтение" реги стра 31.

7, У вЂ” в.;ходы для управления чтением блоков 27 и 28. 3 - Y. з выходы для управления 25 приращением на "+1" текущего значения счетчиков 34 и 35 соответственно.

Устройство для имитации неисправностей предназначено для использования в составе комплекса 1 при экспериментальном исследовании надежности избыточных УВС. Перед началом проведения эксперимента на оценке (определению) или контролю (подтвержде-, нию) достигнутых показателей надежности УВС2 ЭВМ4 проводит статистическое моделирование, результатом которого явится получение для каждой из

ЭВМ 8.1-8.К количества имитируемых неисправностей, их типа, промежутков 40 времени между каждыми двумя неисправностями и общая последовательность имитации отказов и сбоев в

УВС .2.

Возможен также одиночный режим pal

1боты устройства при котором отказы

45 и сбои имитируются в одной из ЭВМ .

8.1-8.К. Блок 6 при работе в этом режиме неиспользуется, а модулю 7 режим работы задается с помощью двух разрядов регистра 37.

Блок 6 имеет два режима работы— подготовительный, в котором B память

21 записывается необходимая информация; и основной (режим имитации неисправностей в системе).

Запись информации в память 21 про+ изводится в два этапа: записывается значение в счетчик 22 — производит775 8 ся обращение к нему от ЦП15 ЭВМ 4 через дешифратор 13 и вырабатывается сигнал записи в счетчик 22; ЦП15

ЭВМ 4 обращается по адресу памяти

21 — при этом вырабатывается сигнал записи на выходе дешифратора 18 и в память 21 записывается значение по адресу, установленному в п.1 на счетчике 22.

Далее обе процедуры повторяются пока не Ьудет записана память 21 по всем необходимым номерам. По нулевому адресу в памяти 21 записываются все О. Для перевода блока 6 в основной режим работы необходимо задать на . счетчике 22 первый адрес. После окончания обращения к блоку 6 со стороны ЦП15 ЭВМ 4 (сигналы записи для счетчика 22 и памяти 21 сброшены) память 21 перейдет в режим считывания, а блок 6 — в основной режим работы. После считывания содержимого памяти 21 по первому адресу на выходе дешифратора 23 установится сигнал разрешения работы для модуля 1 (введение отказа в ЭВМ 1) на вход схемы 20 сравнения будет подан номер последней разрешенной неисправности, одновременно первый вход коммутатора 19 будет подключен к первому входу схемы 20.

При появлении переднего фронта сигнала на выходе "Результат сравнения" схемы 20 произойдет прибавле ние 1 к текущему содержимому счетчика 22, будет считано новое содержимое памяти 21. Задержанный элементом 25 (на время считывания памяти

21) передний фронт с выхода схемы 20 запишет время задержки с информационного выхода памяти 21 на счетчик

24. Далее все повторяется, пока не будут считаны все ячейки памяти 21.

Если УВС 2 обнаружила и устранила все вводимые неисправности, то проверяется устойчивость УВС 2 к сле" дующей последовательности. Если этого не произошло, анализируются причины. Значение счетчика 22 может быть считано ЦП 15 ЭВМ 4 в процессе испытаний через ШФ 17.

Модуль 7 иьалтации неисправностей используется для физического моделирования отказов и сбоев в ЭВМ 8.1

S.Ê. Имитация неисправностей заключается в искажении информации на различных шинах магистрали 14 ЭВМ 3 и посредством доступа к отдельным мо9 14 дулям ЭВИ через магистраль. Для доступа к модулям ЭВИ S используется режим внепроцессорной связи (захвата магистрали). В этом режиме модуль 7 захватывает управление магистралью и может считать, исказить и снова записать программно-доступные регистры и ячейки памяти модулей ЭВИ.

Искажение информации непосредственно на шинах магистрали используется для имитации отказов ПЗУ и системы прерываний 3ВМ. В модулях 7 используются также различные комбинации режимов внепроцессорной связи искажения информации на магистрали. С использованием этих двух основных механизмов имитации отказов и сбоев

ЭВМ возможны следующие режимы имитации неисправностей, реализованные в модулях 7.

1. Режим "Ввод — искажение — вывод" использует захват управления магистралью, после чего по заданным адресам в ЭВИ 8 вносятся искажения: используется для имитации сбоев, приводящих к одновременному искажению информации в разных модулях ЭВИ (например, сбоев по питанию).

2. Режим "Запись — вывод" заключается в том, что модуль параллельно с другим модулем записывает информацию, предназначенную этому модулю, искажает ее и, захватив управление на магистрали 14 ЭВИ 8, осуществляет перезапись в модуль искаженной информации.

3. Режим является модификацией (2) и отличается тем, что запись в модуль правильной информации блокируется; т.о. в модуль записывается сразу же искаженная информация.

4. Режим эмуляции работы модуля заключается в том, что устройство (модуль) отключается от информационных шин магистрали 14, а его работу с, э мулирует модуль 7, т.е. запись или считывание информации производится не с устройства (отключенного), а из модуля 7.

5. Режим является модификацией (4), отличается тем, что предварительно из отключаемого от информационных шин магистрали 14 модуля считывается информация, искажается в модуле 7 и далее по п.4 (используется для имитатди отказов ПЗУ) .

6. Режим имитации прерывания модуля заключается в том, что модуль 7

44775 1О вырабатывает на одной из ШПРО-ШПР7 (в зависимости от типа модуля) прерывание и затем имитирует работу

5 устройства.

7. Режим потери прерывания от модуля состоит в том, что модуль 7 от ключает на ЦП 8 магистральный приемник от одной из ШПРО-ШПР7 (в эави10 симости от типа модуля). После того, как на отключенной от ЦП 9 шине будет выработано прерывание, модуль

7 захватывает управление на магистрали, сбрасывает прерывание в модуле (путем обращения к нему) и после этого сбрасывается сигнал отключения магистрального приемника с ШПР на

ЦП 8 °

8,9. Режимы заключаются соответственно в постоянной выработке и --.о-" стоянном отключении сигналов на ШПРОШПР7, и с ШПРО-ШПР7.

10. Режим состоит в том, что один или несколько модулей ЭВМ S отключа25 ются от информационных шин магистра« ли 14.

Каждому режиму имитации неисправностей соответствует команда имитации, записываемая в блок 28.

Модуль 7 имеет два режима работы: запись кома щ имитации в блок 2S и запись информации, необходимой для выполнения каждой команды в блок 27; выполнение команды имитации неисправ. ностей, В первом режиме модуль 7 работает аналогично с блоком 6 (записыва= ется адрес на счетчик 34, затем данные в блок 27, аналогично адрес на

40 счетчик 35 - данные в блок 28) .

Во втором режиме работы модуль 7 выполняет одну из 12 команд имитации неисправностей.

Выполнение каждой из 12 команд

45 включает, в разных сочетаниях, вы полнение определенной последователь,ности элементарных операций (микроопераций) ИОП. Девяти ИОП соответствуют триггеры 45-53 из блока 44, их сокращенные названия являются названиями микроопераций. Установка в "1" триггеров 49-53 соответствует началу выполнения данной NOII. 45-48 триггеры используются кроме этого

55 для других целей (участвуют во вспомогательных функциях) . Для 3 микроопераций в блоке 44 нет соответствующих триггеров. Ниже приводится опи14447 сание ИОП и механизмов, с помощью которых они выполняются.

МОП 1 — отключение шинных формирователей (ОШФ) (триггер ОШФ 45). Вы5 полняется с помощью регистра 40 и магистрали 54. 16 выходов регистра

40, образующие магистраль 54, могут

1 быть подключены к 16 модулям на магистрали 14 ЭВИ 8. Сигнал с выхода регистра 40 переводит шинные формирователи модуля в третье состояние (отключены) . Т. о. модуль отключается от информационных шин магистрали

14 ЭВИ 8.

ИОП 2 — эмуляция прерывания (ЭПР) (триггер 46) . Выполняется с помощью регистра 146 и ШПРО-ШПР7 магистрали

14, к которым подключены выходы ре— гистра 146. При установке регистра

146 производится выработка прерывания по одной из ШПРΠ— ШПР7.

MOII 3 — пбтеря прерывания (ППР) (триггер 47). Выполняется с помощью регистра 147 и магистрали 55. 8 выходов регистра 147 через магистраль

55 подключены к первым входам элементов И на процессоре (магистральным приемником). Т.о. при установке на соответствующем выходе регистра

147 "1" будет запрещено прохождение сигнала прерывания на процессор.

МОП 4 — запись (ЗАП) (триггер 48) .

Выполняется с помощью ШФ 32, блока

30 и регистра 31, в который и производится запись информации с магистра- З5 ли 14 ЭВМ 8.

ИОП 5 — захват (ЗАХ) (триггер 49} .

Выполняется с помощью блока 43, который осуществляет захват управления па магистрали 14.

МОП 6 — ввод (ВВ) (триггер 50) .

Осуществляется с помощью шифратора

42, который выполняет цикл ввода информации в модуль 7.

ИОП 7 — вывод (ВЫВ) (тригг ер 51 ) — 45 отличается от NOII 6 только типом операции — вывод информации из модуля

7 (и запись в другой модуль) .

МОП 8 — эмуляция адресации (ЭА) (триггер 52) выполняется эмуляция работы внешнего (запоминающего) устройства при адресации к нему со стороны ЦП 9. Осуществляется с помощью шифратора 42.

МОП 9 — эмуляция данных (ЭД) (триггер 53) выполняется с помощью шифратора 42. Эмуляция данных заклю. чается в имитации работы внешнего

75 12 (запоминающего) устройства при выдаче/приеме данных на магистраль !4

ЭВИ 8.

МОП 10 — синхронизация (СИИ) выполняется с помощью блока 30 (в режиме сравнения) ШФ 32 и заключается в вьделении на магистрали 14 ЭВМ 8 нужного адреса.

МОП 11 — считывание блока 27 (С) и запись (3) одного из регистров:

40, 146, 147, 148, !04. Как правило, эти операции выполняются вместе, од на за другой.

МОП 12 — искажение (ИСК) выполняется с помощью блока 30 (в режиме сумматора по модулю 2) и заключается в суммировании по модулю 2 данного с магистрали 14 и кода искажения с выхода блока 27.

Блок 41 имитации отказов системы прерываний, шифратор 42 управления магистралью и блок 43 захвата магистрали разработаны для интерфейса

ИУС. Для,цругих типов интерфейсов возможно применение этих же блоков.

При этом изменится логика в ПХН! 103, число входов и выходов ПЛМ 103, и соответственно количество магистральных приемников в блоке 106 и магистральных передатчиков в блоке 107.

Блок 43 захвата магистрали (фиг.5) выполняет MOII 5. Работа блока начинается после установки в "1" триггера 49, сигнал с выхода которого поступает на вход 143.

Установка в "1" триггера 133, следующая после установки в "1" триггера 49 является причиной выработки сигнала ШЗМ (активный уровень — О), в ответ на который ЦП 9 вьдает

ШРЗМ „ (активный уровень — 1},следствием чего является сброс триггера

133 и установка в "1" триггера 134 вьдача сигнала ШПВЗ (активный уровень — О). После окончания операции ЦП 9 сбрасывает ШЗАЕ! (активпый уровень — О), следствием чего будет вьдача сигнала на эту шину с элемента 183. Т.о. завершается пятая ИОП.

Шифратор 42 управления магистралью служит для управления магистралью при выполнении операций "Ввод", "Вывод" (после захвата управления магистралью блоком 43) и для эмуляции работы ВУ (ЗУ) в адресной или информационной частях цикла магистрали 14 ЭВМ 8.1-8.К (без захвата управления магистралью). В соответ13 14447 ствии с этим шифратор 42 имеет 4 ре- жима работы: ввод (чтение информации иэ ЗУ (ВУ); вывод (запись информации в ВУ (ЗУ); эмуляция адреса (эмуляция работы ВУ (ЗУ) в адресной час5 ти цикла управления магистралью); эмуляция данных (эмуляция работы ВУ (ЗУ) в информационной части цикла управления магистралью) °

Каждому из режимов работы шифратора 42 соответствует триггер в блоке

44-50, 51, 52, 53 . Дополнительная информация о работе шифратора 42 в каждом из режимов записывается в бло-15 ке 104.

Триггер 108 указывает при выполнении операций "Ввод и Вывод", к какому типу устройства производится обращение — внешнему (1) или запо20 минающему (О) . Триггеры 109 — 112 используются в режимах эмуляции адреса и данных. Триггер 109 указывает, производится ли синхронизация в адресной части цикла, и если она про- 25 изводится (т.е. триггер 109 установцен в "1."), то тогда ПЛМ 103 анализируются значения триггеров 110—

112 при налчии "0" (активный уровень) сигнала ШПРА.

В исходном состоянии, т.е. триггер 50-53 установлены в "0" (на 1

6 и 8-12 входы ПЛМ 103 поступают О), шифратор 42 выдает сигнал АДР (с 1 выхода IIJIM 103). Сигнал АДР транслирует без изменения магистральный сиг нал ШПРА с 125 элемента. Если установлен в "1" триггер 109, то сигнал

АДР будет выдаваться только в том случае, если в момент действия ШПРА (активный уровень) значения сигналов

40,:

ШПВУ и ШППР с выходов 124 и 123 эле» ментов совпадут со значениями на триггерах 110 и 112. Логика сравнения реализована в ПЛМ 103.

B pezmMax "Ввод" и "Вывод" (триггер НС устанавливается в "0") на триггерах 110-1 12 устанавливаются сигналы, выдаваемые через 126, 128, 127 элементы соответственно,. в адресной части циклов магистрали.

Триггеры 113-117 используются в циклах "Ввод" и "Вывод", Триггер 118 устанавливается сигналом "Результат сравнения" (РС) с выхода блока 30.

Триггер 119 устанавливается в "1" по сигналам PC.ШППР=1 и в "0", если

РС.ШППР=О

Y" =X Х

/ I т

Y = Х ° Х „Х„

73 Х2 Х7

2. Y — Y Х

5 . Y, Х „X,„X X/, / / / /

6 ° /1 = Х/,/ Х г Х соответствуют временным диаграммам работы интерфейса ИУС (43) с точки зрения временных соотношений, логических условий и последовательности выдачи сигналов на управляющие шины интерфейса.

Последовательность и логические условия выработки выходных сигналов

ПЛМ 103 в режиме "Ввод" описываются следующими соотношениями:

=Х, Х

2 1 Х. г

3, Y7 — Х/9 Х /3 Xl!

4- „

5. Y

1Ф

Х/ Xgg Х1 Х/

/ /

6. „-Х,Х,Х,Х,, г

Х, Х,.Х, Х„

75 14

ПЛМ 103 имеет 26 входов Х„-Х z/; и 19 выходов, обозначенных как „-Y 9 °

Режим работы шифратора 42 задается с триггеров 50-53. Последовательность и логические условия выработки выходных сигналов IUIN 103 в режиме "Вывод" описываются следующими соотношениями:

16 !

1444775

В режиме эмуляции данных послеповательность выработки сигналов. будет следующей: ((, (1. УЕ Х4 Х (s X8

1, ((У»о Х4 Х»+ Хе (f (-(!

2. .Y»„Õ ° Х Х, Х

В режиме эмуляции адреса будут выдаваться следующие сигналы:

© Х11 ) ° (Х »(О+ Х» ) ((! !

У»е = Х у Х»9 Х Х (ь Х (Х»(» Ж

»7) (П Ч) ! !

У»6 Хз Х Х Х9 (Х! Е

»7 »2

Если были установлены два триггера 52 и 53 (режимы ЭА и ЭД), то после режима ЭА, т.е. установки триггера 118 в "1" следует режим

ЭД, причем если триггер 119 уста.— новлен в "1", то режим ЭД не отличается от описанного вышее, если 119 (в "0", то последовательность сигна- лов будет следующей:

K (-! (! (2, У», — Х 4.хг ° Х(.Х Х4 Х7 ! f (!

3. Y„— - X, x„x, x4 ! ((У(= Хе ° Х Хз Х4

Логика функционирования шифратора 42 и блока 43 описаны для интерфейса ИУС, однако возможно изменение логики функционирования данных блоков для других интерфейсов.

Перед началом работы модуля 7 (после включения питания в ЭВМ 4) производится сброс устройства в исходное состояние. Сигнал "Сброс" производит запись нулей в триггеры

45-53 из блока 44, в 108-112 из блока 104, в 113 — 119 из блока

105, 133 - 135 из блока 43 и осуществляет сброс регистров 31, 37 и счетчика 39.

В исходном состоянии (перед началом выполнения команды имитации неисправностей) на входы ПЛИ 29 Х

Х < будут поступать следующие сигналы (в дальнейшем приняты обозначения X i = 1, Х (= О);

Х, — Х4 — выходы блока 28 в состоянии "Отключено", команды с та-!

1ð ким кодом нет;

Х вЂ” Х вЂ” триггеры 45-43 сброшены;

Х вЂ” операнды на входах блока

30 не равны;

Х <+ — регистр 31 сброшен; . Х, Х i — регистр 37 сброшен;

Х (g, Х fg — тактовые частоты.

Х (— Х вЂ” установлены в "0" после сигнала "Сброс".

На входы Х и- Х поступают 2 .тактовые частоты.

После того, как произведена запись блоков 27 z» 28, на счетчики 34 и 35 записывается первый адрес

25 (Адрес = 1) и в регистр 37 записывается режим работы модуля 7.

Началом выполнения первой коман— ды служит появление сигналов Х << х х Х (,(= 1 (режим работы — систем3Q ный) или Х», Х, Х2о — 1 (Режим работы одиночный)

После выполнения первой команды в IIJIN 29 анализируется значение Х >Если установлен признак следующей

35, команды (Х,) . то производится наращивание значения счетчика 35 на +1.

Каждая из 12 описываемых ниже команд имитации включает выполнение в определенной последовательности

40 1нескольких МОП. Набор команд имитации при необходимости может быть легко расширен. Для этого потребуется изменить только логику функционирования IIJIN 29.

1. Команда (код команды — 0001) .

45 в соответствии с режимом имитации неисправности, описанном в п.1, включает девять MOII, выполняемых в такой последовательности

50 ЗАХ В — С -С вЂ” йСКЗАПВЫ — С сз

Для выполнения команды 1 в блок

55 27 записаны 4 информационных слова, которые последовательно будут считаны из олока 27 при выполнении команды: код управления шифратора 42;!

1444775 адрес ВУ (ЗУ) для ввода; код искажения; адрес ВУ(ЗУ) для вывода — при— чем тооое и четвертое совпадают, В регистре 37 записан системный режим работы устройства. При поступлении на вход имитатора 29, находящегося в исходном состоянии, сигнал Х (Х „ Х,(6 = 1) будет выдан сигнал Y и из блока 28 считан код

1 команды, который поступит на входы Х,-Х . После поступления кода

0001 на входы имитатора 29 при нали— чии 1 на входе Х,8 (в дальнейшем

"по X f ") будут выработаны сигналы

Уэ„и Уэ, т.е. считан блок 27 памяти и установлен в "1" триггер 49. По

X произойдет запись кода управле19 ния в шифратор 42 с выхода блока 27 в блок 104 будет выдан сигнал У> .

Запись в блок 104 происходит по переднему фронту Y < . Установка в "1" триггера 49 будет причиной начала работы блока 43, который после. захва" та управления магистралью 14 выдает сигнал Х 5. При получении Х zs no

Х „ IIJlN 29 выдаст сигналы: Y„(установка в "1" триггера 50), Y., (приращение "+1" на счетчике 34 — по переднему фронту Yэ ) и У1 (ШФ 32 на передачу адреса в магистраль 14 с выхода блока 27) . После установки в "1" триггера 50 на Х „вход имитатора 29 поступит "1" и по Х сигнал Y „будет сброшен в "0". Одновременно шифратор 42 начнет выполнять операцию."Ввод". В ходе ее выполнения он вьдает вначале сигнал

Х, затем Х z<. При получении Х z имитатора 29 по Х » будут выданы сигналы: Y „ (ШФ 32 — на прием информации с 14), У - (приращение на "+1" текущего содержимого счетчика 34) и

Уз (блок 30 — в режим сумматора по модулю 2) . Т.о. на первый вход блока

30 поступит код искажения с выхода блока 27, на второй — данные с магистрали 14, затем по Х,z имитатора

29 будет выдан сигнал Y, — произойдет запись искаженного кода данных с выхода блока 30 в регистр 31, который в результате этой операции установит сигнал Х,5 . При поступлении

Х,5 по Х, будет установлен триггер

48 (сигнал Y ) и сброшен триггер

50 (сигнал Y ). На входы имитатора

29 поступят сигналы Х и X после че:о по Л, будет сброшен Y q5 (выдан

Для выполнения команды в блоке 27

5

Y 35) и выдан У, „(установлен трнг

rep ВЫВ 51) . При поступлении Х,, на вход имитатора 29 по Х, будет выдан Yqq (приращение адреса на счетчик 34), одновременно шифратор 42 начнет операцию Вывод".На выходе блока 27 т.о. будет установлен ад— рес ВУ (ЗУ), в которое производится запись искаженной информации с регистра 31. В процессе выполнения операции "Вывод" шифратор 42 выдает сначала сигнал Х, при поступлении которого имитатор 29 выдает сигналы

Y (ШФ 32 — на передачу в магистраль 14 адреса с выхода блока 27), и Y (установка триггера 45, в данном случае используемого для сброса

ПЛМ 29 в исходное состояние), затем имитатор 29 сбросит Yq> (выдаст Y>> ) и установит У >з (сигнал считывания регистра 31). Т.о. выходы блока 27 будут переведены в третье состояние (отключены), а регистр 31 (также имеющий выходы на три состояния) будет считан через ШФ 32 в магистраль 14. Наличие сигналов Х -Х,„х х Xz Х . Х, = 1 будет причиной установки имитатор 29 в исходное состояние (если Х, — признак следующей команды не установлен) или при совпадении этих сигналов будет выдан сигнал Y з (приращение на счетчик

35 текущегo значения адреса блока

28 на "+1" — по переднему фронту

Y ) и Уз также блок 28 — в исходное состояние (если есть Х „). Т.о. во втором случае на выходах блока

28 появится код следующей команды, к выполнению которой перейдет модуль 7 .

2. Команда (код команды 0010) в соответствии с режимом имитации неисправностей, описанном в п.2, включает 9 микроопераций, выполняемых в такой последовательности:

СИН вЂ” С - ИСК вЂ” ЗАП вЂ” 3AX — ВЫ — С б

С СЗ записаны коды четырех информационных слов, которые будут считаны из блока

27 при выполнении команды в такой последовательности: адрес синхронизации (С); код искажения (С); код управления для шифратора 42 (СЗ); адрес вывода (С), причем адрес синхрониза ции и адрес вывода совпадают. и

1444775

После поступления кода 0010 на входы Х,-Х имитатора 29 будут вьданы сигналы по Х,e. .Уз — считан из блока 27 адрес синхронизации; Y блок 30 переведен в режим сравнения;

Y — ШФ 32 переведен в ре