Устройство для наблюдения за состоянием контролбных точек цифровой вб1числителбноймашинб1

Устройство для наблюдения за состоянием контролбных точек цифровой вб1числителбноймашинб1

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 257152

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О о1оз С оветски х

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 23.Ill.1967 (¹ 1142927/26-24) с присоединением заявки ¹

Кл. 42m:I, 11/ОО

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Приоритет

-111ПК G 06f ЛК 681 326 7(088 8) Опубликовано 11.Х!.1969. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 7.1 .1970

AB ОР изобретения

Б. Г. Сергеев

Институт электронных управляющих машин

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАБЛЮДЕНИЯ 3А СОСТОЯНИЕМ

КОНТРОЛЬНЬ!Х ТОЧЕК ЦИФРОВОЙ ВЬ!ЧИСЛИТЕЛЬНОЙ

МАШИНЫ

Известны устройства для наблюдения за состоянием контрольных точек цифровой вычислительной машины, содержащие блок выбора контрольных точек, счетчик адресов контрольных точек, связанный с блоком выбора, и блок управления.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что, с целью его упрощения и уменьшения числа связей с машиной, устройсгво содержит регистр управляющего слова, счетчик тактов, вторую и третью cxåìû сравнения, причем информационные входы схем сравнения связаны с выходами счетчика тактов и с группой разрядов регистра управляющего слова, выходы счетчика тактов подсоединены также к адресному регистру оперативного запоминающего устройства машины, выходы схем сравнения подключены ко входам блока управления устройства, связанного с блоком pllpBBsleHHH >ташины, а также c BbIxoдами схемы обнаружения ошибок, с выходами регистра команд и тактового генератора машины, с органами пульта управления устройства, а выходы блока управления подсоединены к управляющим входам счетчика адресов, первой схемы сравнения, к счетчику тактов, к управляющим входам третьей схемы сравнения, блока управления машины, тактового генератора машины, а также к блоку выбора, входы которого связаны с контрольными точками олоков машины, à выходы — с информационным регистром оперативной памяти машины и с индикаторами пульта.

Другим отличием предлагаемого устройства является то, что, с целью сокращения объема памяти; используемого для хранения промежуточной информации, в нем каждый из разрядов блока выбора, число которых соответствует разрядности слова машины, содержит

10 коммутатор первой ступени, ходы которого связаны с контрольными точками блока и с разрядами номера контрольной точки счетчика адресов, коммутатор второй ступени, Входы которого подключены и выходу коммутато15 ра первой ступени и к разрядам номера блока счетчика адресов, схему сложения по модулю два, выходы которой подключены к триггеру данного разряда блока выбора, а входы— к выходам блока yllpaBления, к выходу ком20 мутатора второй ступени данного разряда и через элемент задержки — к выходу триггера предыдущего разряда блока выбора, причем выход триггера самого старшего разряда блока выбора соединен через элемент задержки

25 со входом схемы сложения по модул1о два младшего разряда блока выбора.

1-1а фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — структурная схе30 ма блока выбора.

Регистр 1 управляющего слова служит для хранения управляющего слова, определяющего -порядок действий предлагаемого устроиства, Его информационные входы связаны с выходами 2 регистра команды машины, а управляющий вход — с выходом 8 триггера передачи из регистра команд в регистр управляющего слова. С этими же выходами, а также с выходами регистра 1 связан счетчик 4 адресов, предназначенный для образования и хранения адресов контрольных точек. Блок 5 служит для выбора кон pOJIbHblx точек в соответствии с адресом, указанным в счетчике адресов, запоминания их состояния и преобразования информации, отображающей это состояние в формат слова машины. Входы блока 5 связаны со счетчиком 4, с контрольными точками б, а выходы 7 — со входами информационного регистра оперативной памяти и индикаторами пульта машины. Первая схема сравнения 8 служит для сравнения текущего адреса в счетчике адресов 4 с верхним адресом, указанным в регистре управляющего слова или с константой, равной числу разрядов в слове машины. Информационные входы этой схемы связаны со счетчиком 4 и регистром 1.

Счетчик тактов 9 предназначен для образования и хранения номера такта в цикле команды, начиная с момента приема ее в регистр команды машины, а также используется для образования адресов ячеек оперативной памяти (I; пределах заданной ее области) при записи состояния контрольных точек. Выходы 10 счетчика 9 связаны с адресным регистром оперативной памяти, а также вместе с выходами регистра 1 поступают на входы второй схемы сравнения 11 и третьей схемы сравнения 12.

Схемы 11 и 12 служат для сравнения текущего номера такта соответственно с номером такта, с которого должна начаться фиксация состояния контрольных точек, и с номером такта, на котором она должна закончиться.

Блок 13 управляет работой остальных блоков и схем предлагаемого устройства и некоторых других блоков ма шины .в соответствии с управляющим словом и сигналами от схем предлагаемого устройства и других блоков машины, Для этого выходы блока 18 связаны с управляющими входами счетчика 4, блока 5, первой схемы сравнения 8, счетчика тактов 9, третьей схемы сравнения 12, тактового генератора 14, со входами 15 управления записью в оперативную память. Входы блока 18 соединены с выходами первой, второй и третьей схем сравнения, с выходами 2 регистра команды с выходами тактового генератора 14, с выходом 1б триггера приема команды в регистр команды машины, .с выходом 17 схемы обнаружения ошибок, с выходами 18 органов управления пульта.

Блок 5 разделен на п разрядов, где и— число разрядов в слове машины. Каждый разряд относится к какому-либо одному блоку машины и связан с контрольными точками этого блока. Разряд 1 блока 5 (i 1, 2, ..., и) 5

30 зь

65 включает в себя коммутатор 19 первой ступени, коммутатор 20 второй ступени, схему 21 сложения по модулю два, триггер 22 и элем ент з адер жки 28.

Коммутатор 19 первой ступени предназначен для выбора контрольной точки в пределах блока i машины в соответствии с ее номером, указанным в счетчике 4. Входы коммутатора 1& связаны с контрольными точками 6 и с выходами счетчика 4, а его выход — со входом ком мута "îðà 20, который предназначен для выбора блока i в соответствии с его номером, указанным в счетчике 4. Для этого другие входы коммутатора 20 подключены к выходам счетчика 4. Выход коммутатора 20 подключен ко входу схемы 21 сложения по модулю два, а выход этой схемы связан со входами триггера 22. Схема 21 разряда i блока 5 выполняет сложение по модулю два состояния выхода коммутатора 20 второй ступени разряда и состояния триггера 22 разряда — 1 (для i=2, 3, ..., и) или триггера 22 разряда и (для i=1). Для этого схема 21 разряда i связана с выходом триггера 22 разряда i — 1 через элемент задержки 28. Таким образом, триггеры 22 всех разрядов блока 5 образуют циклический сдвигающий регистр со связью между разрядами через схемы 21 сложения по модулю два и элементы задержки 28. Для управления приемом и сдвигом информации, а также для гашения этого регистра управляющие входы схемы 21 связаны с выходами блока 18.

Для использования предлагаемого устройства при контроле машины с помощью программ в системе команд машины должна быть предусмотрена команда засылки управляющего слова в предлагаемое устройство. В простейшем случае такая команда содержит код операции, а в адресной части — управляющее слово.

Операция, выполняемая машиной в соответствии с кодом этой команды, состоит в пересылке содержимого адресной части регистра команд в регистр управляющего слова предлагаемого устройства. Кроме указанной команды должна быть предусмотрена также команда записи информации с выходов 7 блока 5 в оперативную память, Управляющее слово делится на пять полей.

В первом поlе указывается номер блока машины, во втором поле — номер первой, а в третьем поле — номер последней из числа рассматриваемых контрольных точек в блоке машины. В четвертом поле указывается номер такча начала, а в пятом поле — номер такта конца интервала, в течение которого должна производиться фиксация состояния контрольных точек блока.

Если на протяжении нескольких тактов надо фиксировать состояние одной контрольной точки, то ее номер указывается дважды: во второ» поле и в третьем поле. Аналогично, если необходимо зафиксировать состояние нескол.кнх контрольных точек только в одноь|

257152 го такте цикла команды, номер этого такта указывается в четвертом поле и в пятом поле.

Работа предлагаемого устройства.

При программном контроле машины действие устройства в основном сводится к следующему. После того как в устройство передано угравляющее слово, оно изменяет цикл выполнения госледующих команд программы. 3;о изменение состоит в том, что синхроимпульсы тактового генератора, которые задают моменты выполнения всех действий машины по команде, раздвигаются по времени. В промежутках между синхроимпульсами машина не работает (т. е. состояние ее блоков и их контрольных точек не меняется), а работает предлагаемое устройство. Именно в этих промежутках оно обеспечивает съем информации с контрольных точек и запоминание и преобразование ее в блоке выбора. Управляющее слово задает интервал тактов в цикле команды (путем указания номеров тактов начала и конца интервала), в течение которого предлагаемое устройство должно фиксировать состояние контрольных точек, и область контрольHbIx точек в блоке (путем указания номеров первой и последней точки этой области), которые должны рассматриваться в каждом такте интервала. Устройство сравнивает текущий номер такта выполнения команды с границами интервала и для каждого такта, входящего в этот интервал, фиксирует состояние контрольных точек, относящихся к заданной обласз и.

Более подробно действия 1 предлагаемого устройства состоят в следующем.

После чого как в регистр команды машины посз упила команда засылки управляющего слова, по сигналу триггера передачи управляющее слово передается из адресной части регистра команды в устройство. В старшие разряды счетчика адресов 4 передается первое поле управляющего слова, а в регистр l— полл со второго по пятое. Одновременно с этим факт появления в регистре команды кода засылки управляющего слова запоминается в блоке 18. Далее в момент появления в регистре команд следующей команды программы сигнал с выхода 1б триггера приема воздействует на блок 18. По этому сигналу этот блок управления обрывает последовательность синхроимпульсов тактового генератора 14 на том такте, который соответствует приему команды в центральное управление машины. Одновременно с этим блок 18 гасит счетчик тактов 9 и оценивает результат сравнения. получаемый от второи схемы сравнения 11. Если содержимое счетчика тактов не равно номеру такта начала интервала фиксации (четвертое поле регистра 1), то блок 18 запускает тактовый генератор 14 на один период синхронизации.

Машина выполняет один такт работы. Одновременно с этим сигнал тактового генератора 14 воздействует на блок 18 и вызывает увеличение состояния счетчика тактов 9 на единицу, после чего блок 18 снова оценивает г зо

65 результат работы второй схемы сравнения 11

Цикл, состоящии из операций: оценка результата сравнения схемы 11 — запуск тактового генератора 14 на один период синхронизации — увеличение на единицу счетчика тактов 9, повторяется до тех пор, пока вторая схема сравнения 11 не обнаружит равенства.

Если равенство обнаружено, то цикл обрывается и блок 18 гасит триггеры 22 блока выбора 4 и передает номер первой контрольной гочки пз регистра 1 в младшие разряды счетчика адресов 4.

В старших разрядах счетчика 4 находится номер контролируемого блока машины. В соответствии с информацией в счетчике адресов

4 к 1-ой схеме 21 сложения по модулю два (здесь с — номер блока машины) подключается требуемая контрольная точка блока. Затем блок 18 выдает сигнал на схемы 21 сложения по модулю два блока выбора. По этому сигналу во всех разрядах регистра, образованного триггерами 22, кроме разряда с, произойдет циклический сдвиг информации на один разряд. В разряд i будет записана сумма по модулю два состояния выбранной контрольной точки блока i и состояния триггера 22 разряда

i — 1 блока выбора 5.

Далее блок 18 оценивает результат сравнения, выдаваемый первой схемой сравнения 8.

При неравенстве содержимого младших разрядов счетчика адресов 4 (текущий номер контрольной точки) номеру последней контрольной точки из заданной области содержимое счетчика 4 увеличивается на единицу и снова выдается сигнал на фиксацию состояния очеред ной контрольной точки в блоке выбора 5. Цикл, состоящий из операций: фиксация состояния контрольной точки — оценка результата сравнения схемы 8 в увеличение счетчика адресов 4 на единицу повторяется до тех пор, пока первая схема сравнения 8 не обнаружит равенства. При этом цикл обрывается и блок 18 оценивает результат, выдаваемый третьей схемой сравнения 12.

Если текущий номер такта iHB равен номеру такта конца интервала фиксации, то блок 18 запускает тактовый генератор 14 на один период синхронизации. При этом машина выполняет один такт, работы, а предлагаемое устройство увеличивает на единицу счетчик тактов 9. Затем устройство обеспечивает описанным выше способом фиксацию состояния заданной области контрольных точек.

Если текущий номер такта равен номеру такта конца интервала фиксации, то блок 18 возобновляет периодическую работу тактового генератора 14.

Все команды программы машины, следующие за командой засылки управляющего слова в устройство. будут выполняться описанным способом. Если необходимо изменить область рассматриваемых контрольных точек, интервал фиксации или перейти к контролю нового блока, требуется засылка нового управляющего слова в предлатаемое устройство.

257152

1О

Описанная структура и принцип дейс вия устройства позволяют сократить ч сло триггеров для хранения информации, принимаемой с контрольных точек в цикле команды, и упрощает преобразование ее в формат слова машины. Последо|вательность состояний контрольных точек, поступающая в тритгер 22

i-го разряда блока выбора 5, с кладывается по модулю два с содержимым сдвигающего регистра, образуемого триггерами всех разрядов.

При этом в большой части случаев отличающиеся друг от друга последовательности длины l состояний контрольных точек (l=p 1г, l)n,,ãäå р — число тактов, k — число рассматриваемых KQHTpoJIbHblx точек, n — число разрядов в блоке выбора 5) дадут отличающиеся друг от друга состояния сдвитающего регистра, т. е..последовательности состояний будут различимы. Именно это и важно для контроля и диагностики.

Для тех случаев, когда отличающиеся последовательности приведут к одинаковым состояниям сдви гающего регистра, остается возможность построить программу контроля блока машины так, чтобы р ° k l(n, При этом различным последовательностям состояний контрольных точек всегда будут соответствовать различные состояния сдвигающего регистра.

Из описания работы видно, что цикл выполнения команды при контроле машины удлиняется. Величлна этого удлинения существенно зависит от времени, необходимого для фиксации состояния контрольной точки. В свою очередь в|ремя фиксации определяется в основном временем распространения сигнала с выхода контрольной точки до .выхода коммутатора контрольных точек. С увеличением числа входов коммутатора обычно увеличиваются число ,последовательных каскадов элементов в нем и время фиксации.

С целью сокращения числа каскадов в коммутаторе и ускорения фиксации принята такая структура блока выбора 5, при которой коммутаторы контрольных точек разных блоков машины подключены не к одному разряду регистра, образованного триггерами 21, а к разным разрядам, так что t-му блоку соответствует i-ый разряд (i =I, 2, ..., и).

При фиксации состояния машины в момент ошиоки предлагаемое устройство работает следующим образом. Сигнал на выходе 17 схемы обнаружения ошибок, воздействует на блок управления 18, которьш прерывает последовательность синхроимпульсов тактового генератора 14, переключает первую схему сравнения 8 на сравнение состояния счетчика 4 адресов с константой и, равной числу разрядов в слове машины, и третью схему сравнения

12 — на сравнение сосгоя ния счетчика 9 тактов с константой, равной числу ячеек в области оперативной памяти, отводимой для записи состояния контрольных точек. Далее блок

18 гасит счетчики 4 и 9, триггеры 22 и вынолняет и циклов фиксации состояния и контроль30

65 ных точек. Цикл обрывается по сигналу схемы сравнения 8, и блок 18, воздействуя на управление машины, обеспечивает передачу счетчика 9 и константы, определяющей положение области записи в,памяти, в ее адресньш регистр, а триггеров 22 — в пнформационньш регистр памяти и выполнение операции записи.

Если текущее, значение счетчика 9 тактов равно числу ячеек оперативноп памяти, отводимых для записи состояния .конгрольных точек, то блок 18 возобновляет последовательность синхроимпульсов тактового генератора 14.

Для выведения состояния контрольных точек на индикаторы при контроле машины с пульта управляющее слово (точнее его первое, второе и третье поля) набирается на наборном регистре пульта и через регистр команды засылается в регистр 1. Далее по сигналу с выхода 18 кнопки ча пульте запускается блок 18. Блок 18 гасит триггеры 22 блока выбора 5, передает содержимое второго поля регистра 1 в счетчик 4 адресов и выполняет за. данное число описанных ранее циклов фикса. ции. Состояние контрольHbIx точек считывает. ся с индикаторов, связанных с выходами 7 блока выоора 5.

Предмет изобретения

1. Устройство для наблюдения за состоянием,контрольных точек цифровой .вычислительной машины, содержащее блок выбора ко прольных точек, счетчик адресов контрольных точек, связанный с блоком выбора, и блок управления, отлича>ощееся тем, что, с целью упрощения устройства и уменьшения числа связей с машиной, оно содержит регистр управляющего слова, счетчик тактов, вторую и третью схемы сравнения, причем информационные входы схем сравнения связаны с вы одами счетчика тактов и с группой разрядов регистра управляющего слова, выходы счетчика тактов |подсоединены также к адресному регистру оперативного запоминающего устройства машины, выходы схем сравнения подключены ко входам блока управления устройства, связанного с блоком управления машины, а также с выходами схемы обнаружения ошибок, с выходами регистра команд и тактового генератора машины, с органами пульта управления устройства, а выходы блока управления подсоединены к управляющим входам счетчика адресов, первой схемы сравнения, к счетчику тактов, к управляющим входам третьей схемы сравнения, блока управления машины, тактового генератора машины, а также к блоку выбора,:входы которого связаны с контрольными точками блоков машины, а выходы — с информационным регистром оперативной памяти машины и с индикаторами пульта.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью сокращения объема памяти, используемого для хранения промежуточной ин257152

7б

f7G формации, в нем каждый из разрядов блока выбора, число KOTopblx соответст вует разрядности слова машины, содержит коммутатор первой ступени, входы которого связаны с контрольными точками блока и с разрядами номера IKOHTpoJIbHOA точки счетчика адресов, коммутатор второй, ступени, входы которого подключены к выходу коммутатора первой ступени и к разрядам номера блока счетчика адресов, схему сложения по модулю два, выходы которой подключены к триггеру данного разряда блока выбора, а входы — к выходам блока управления, к выходу коммутатора второй ступени данного разряда и через элемент задержки — к выходу триггера предыдущего разряда блока выбора, причем выход триггера самого старшего разряда блока выбора соединен через элемент задержки со входом схемы сложения по модулю два младшего раз1о ряда блока выбора.

257152 о4(Ом О

Фиг г

Составитель В. А. Субботин

Редактор Н. П. Белявская Техред Т. П. Курилко Корректор Г. П. Шильмаи

Заказ 705/3 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и, открытий при Совете Министров СССР

Москва )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2