Всесоюзная iг}шнтно»т?хш1':?'-кд5^ виелио^г^'д f

Всесоюзная iг}шнтно»т?хш1':?'-кд5^ виелио^г^'д f

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 3324бЗ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соввтокик

Содиалистическиа

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 18.1Х.1968 (№ 1272918/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14.lll.1972, Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 25.IV.1972

М. Кл. G 061 11/04

Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете тйинистров

СССР

УДК 681,326.77 (088.8) Автор изобретения

Б. Г. Сергеев

Институт электронных управляющих машин

Заявитель

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ МАШИНЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ЦИФРОВЫХ СХЕМ

Изобретение относится к вычислительной технике. Устройство может быть использовано в вычислительных машинах и устройствах для автоматического контроля ЦВМ, отдельных устройств ЦВМ, блоков и модулей.

В известных устройствах управления»ашин для контроля цифровых схем отсутствует самоконтроль в процессе выполнения рабочих программ. Кроме того, известные устройства имеют невысокую эффективность диагностики при тестовом контроле, так как велик удельный вес отказов, прп которых возможность автоматического выполнения любых програ»м, в том числе контрольных, отсутствует.

Цель изобретения — обеспечение автоматического самоконтроля устройства управления и эффективной диагностики отказов, а также сокращение оборудования по сравнению с известными устройствами. Достигается она тем, что предлагаемое устройство содержит распределительный дешифратор и связанные с ним первый и второй распределительные регистры, коммутатор входов регистров и коммутатор выходов регистров, связанные соответственно со входами и выходами регистра кода, регистра адреса и регистра информации, а также с распределительным дешифратором, промежуточный регистр, сумматор и схему самоконтроля, причем входы промежуточного регистра связаны с выходами коммутатора выходов первого распределительного регистра и схемы перекодировки, ьходы сумматора соединены с выходами промсжуточного регистра, входы коммутатора входов регистров — с выходами сумматора, входы первого распределительного регистра подключены к выходам регистра кода и сумматора, входы второто распределительного регист10 ра — к выходам регистра кода, регистра адреса и регистра информации, входы схемы самоконтроля связаны с выходами промежуточного регистра, тактового генератора, схемы перекодировки, устройства ьвода прог15 раммы, а также с органами управления пульта, а выходы схемы самоконтроля подключены ко входам управления устройством ввода.

Схехта самоконтроля содержит дешифратор неиспользуемых символов, накапливающий

20 сумматор по модулю три, связанную с ним схему проверки контрольной суммы и дешифратор номера такта, выходы которого соединены со входами накапливающего сумматора по модулю трп.

25 На фиг. 1 приведена блок-схема машины для контроля цифровых схем; на фиг. 2— блок-схема устройства управления; на фиг. 3 — блок-схема схемы самоконтроля.

Машина содержит устройство 1 для ввода

30 программ с перфоленты, устройство управле332463 ния 2, устройства обработки 8, устройства вывода 4, устройства анализа реакции 5 и устройства воздействия 6, Связи в машине реализуются с помощью системы шин устройства управления, в которую входят шины синхронизации 7, кодовые шины 8, адресные шины 9, инфромационные шипы выдачи 10, информационные шины приема 11 и шины прерывания программы 12. Все устройства машины связаны с шинами устройства управления на основе стандартного сопряжения.

В состав устройства управления входят схема перекодировки 18, которая перекодирует принимаемые от устройства ввода символы с кода перфоленты в неизбыточный двоичный код; схема самоконтроля 14, осуществляющая следящий контроль устройства управления и у правляющая его тестовым контролем; блок 15 управления устройством ввода, .блок 16 управления тактовым генератором, тактовый генератор 17; блок дешифраторов и усилителей микрокоманд 18, которые обеспечивают вы полнение всех микроопераций в устройстве управления. В состав устройсгва управления входят также промежуточный реги стр 19, первый распределительный регистр 20, сумматор 21, который обеспечивает на его выходах получение числа на единицу большего, чем находящееся в промежуточном регистре 19; коммутатор 22 входов регистров, распределительный дешифратор 28, регистр кода 24 с выходом на кодовые шины 8, регистр адреса 25, связанный с адресными шинами 9, регистр информации

26, связанный с информационными шинами выдачи 10 и приема 11, коммутатор выходов регистров 27, второй распределительный регистр 28.,Промежуточный регистр 19 и связанный с ним сумматор 21 образуют обрабатывающую часть устройства у правления, выходы которой с помощью коммутатора 22входов регистров подключаются к любому из регистров 24, 25, 26. Входы обрабатывающей части с помощью коммутатора выходов регистров 27 подключаются к выходам любого из этих регистров. Управляет коммутаторами

22 и 27 связанный с ними распределительный дешифратор, входы которого подключены к распределительным регистрам 20 и 28. Обрабатывающая часть используется для изменения состояния первого распределительного регистра, а также для обеспечения работы регистров 24 — 26 в режиме счетчиков. Кроме того, через нее информация от схемы перекодирования 18 засылается в любой из регистров 24 26, а также передается из любого из них в схему самоконтроля 14. Пересылками управляет первый распределительный регистр

20, который служит для компоновки команды в регистрах 24 — 26 из символов, поступающих из схемы перекодировки 18. Второй распределительный регистр 28 управляет подключением регистров 24 26 и отдельных групп их разрядов к обрабатывающей части при использовании этих регистров в качестве счетчиков.

В устройство управления входит также регистр маски 29, используемый при выполнении циклических подпрограмм, В этих подпрограммах коды команд в каждом цикле формируются в регистре кода 24, работающего в режиме счетчика. Каждому коду (состоянию) регистра 24 соответствует один разряд регистра маски 29, который указывает, требуется ли вы полнять операцию, задаваемую этим кодом (состоянием). В качестве счетчика циклов подпрограммы используется регистр информации 26.

15 Схема самоконтроля 14 состоит из дешифр атор а неиспользуемых си мволов 80, который обнаруживает ввод в устройство управления недопустимого (неиспользуемого) символа, накапливающего сумматора 81 по мо20 дулю три, схемы 82 проверки контрольной суммы, полученной в сумматоре 81, и дешифратора номера такта 84, предназначенного для определения такта, в котором состояние промежуточного регистра 19 должно быть

25 при в накапливающий сумматор в режиме тестового контроля устройства управления.

Устройство управления 2 обеспечивает управление устройствами машины и обмен ин30 формацией между ними с использованием стандартных алгоритмов. При этом на кодовых шинах 8 оно устанавливает коды операций или коды обмена информацией, на адресных шинах 9 — адреса устройств или при35 смников и передатчиков информации в них, По информационным шинам 10 выдачи информация из устройства управления побайтно передается в устройства машины, а по информационным шинам приема 11 — принима40 ется в устройство управления. Шины 11 могут быть подключены к шинам 10 через регистр информации 26. Шины синхронизации

7 синхронизируют запуск операций в устройствах машины, а шины прерывания програм45 мы 12 используются для останова устройства ввода программы 1 на время продолжительных операций в любом из устройств 8 — б или при обнаружении ошибок.

Устройство упр авления использует четыре

50 формата команд переменной длины:

Формат А: метка начала команды — (код).

Формат В: метка начала команды — код— (адрес) .

Формат С: метка начала команды — код—

55 (байт информации) .

Формат D: метка начала команды — код— адрес — (байт информации).

Часть команды, указанная в скобках, может содержаться в команде и раз (n ) 1).

60 Код разделяется на две части: код формата и код операции.

Метка кодируется на перфоленте одним символом (строкой пробивок) . Каждая другая часть команды кодируется несколькими

65 символами.

332463

От устройства ввода 1 символ поступает на схему перекодировки 18 и схему самоконтроля 14. Если он оказывается недопустимым, схема 14 через блок 15 управления устройством ввода вызывает останов последнего и индицирует ошибку. Если символ допустимый, схема самоконтроля 14 через блок 16 запускает тактовый генератор 17. При этом генератор выдает пачку синхроимпульсов служебного цикла центрального управления.

Если принятый символ — метка, служебный цикл состоит из одного такта. В этом такте под действием тактового генератора 17 дешифраторы и усилители микрокоманд 18 передают символ от схемы перекодировки 18 в промежуточный регистр 19 и из него — в схему самоконтроля 14, где накапливается сумма но модулю три всех допустимых символов. Одновременно устанавливается в начальное состояние первый распределительный регистр 20. На этом работа устройства управления заканчивается.

Если принятый символ — не метка, служебный цикл состоит из четырех тактов.

В первом такте дешифраторы и усилители микрокоманд 18 передают символ из промежуточного регистра 19 через сумматор 21, который в этом такте передает информацию без изменения, на коммутатор 22 входов регистров.

Коммутатор 22 к этому моменту уже обеспечил подключение выходов сумматора 21 к той группе разрядов одного из регистров

24 — 26, которая соответствует состоянию первого распределительного регистра 20. Необходимая последовательность распределения символов, поступающих от устройства ввода, задается последовательностью состояний регистра 20, своей для каждого формата команды. Состояние этого регистра меняется в конце каждого служебного цикла и к приходу очередного символа от устройства ввода его место в одном из регистров 24 — 26 однозначно определено состоянием регистра 20.

Таким образом, в первом такте информация с выходов сумматора 21 поступает в один из регистров 24 — 26. Первый распределительный регистр 20 через распределительный дешифратор 28 управляет коммутатором 27 выходов регистров, который подключает ко входам промежуточного регистра 19 выходы той группы разрядов одного из регистров

24 — 26, в которую принималась информация в первом такте. Во втором такте служебного цикла информация из этой группы передается через промежуточный регистр 19 в схему самоконтроля 14. В третьем такте происходит передача из первого распределительного регистра 20 в промежуточный регистр 19 и в четвертом такте из регистра 19 через сумматор 21, который в этом такте добавляет единицу к проходящей через него информации,— в первый распределительный регистр 20.

На основе этой информации и кода в регистре кода 24 образуется новое состояние

65 первого распределительного регистра 20. На этом служебный цикл заканчивается.

Если принятый символ является последним символом кода в формате А, адреса в формате В, байта информации в форматах С и

D, то по окончании служебного цикла блок управления 16 снов", за ;екает тяктовьш генератор 17, который выдает на шины синхронизации 7 пачку спHxðoèìïóëüñoB рабочего цикла устройства управления.

Ес,чн длительность операции в каком-либо пз устройств машины в рабочем цикле превышает интервал между соседними символами от устройства ввода, то прп появлении очередного символа блок 15 управления устройством ввода опрашивает одну нз шпн 12 прерывания программы п, если на ней присутствует сигнал задержки операции, останавливает устройство ввода 1. Прп этом символ запоминается в схе»е перекодировки 18.

После снятия спгпа".а задержки операции блок управления 15 через блок управления

16 запускает тактовып генератор 17 и включает устройство ввода 1. В некоторых операциях, задаваемых кодямп команд формата А и Р, регистр адреса 25 используется как счетчик (это необходимо для передачи и обработки информации переменной длины в устройствах машины). Прн этом в одном пз тактов рабочего цикла во втором распределительном регистре 28 на основе состояния регистра 25 формируется код, который обеспечивает с помощью коммутаторов 22 п 27 подключение к обрабатывающей части той группы разрядов регистра 25, в которой находится разряд, изменяющий состояние с «0» на

«1» при прибавлении едпгнщы к содержимому этого регистра. В результате выбранная группа разрядов регистра 25 превращается в счетчик, который срабатывает за два следующих такта. Все младшие группы (по отношению к выбранной группе) при этом гасятся.

Аналогичным образом в режиме счетчика могут работать часть регистра кода 24 и регистр информации 26. Это используется в циклических подпрограммах. Один цикл подпрограммы состоит из операций, соответствующих последовательности кодов, образуемых в регистре 24 как в счетчике. Перед пуском подпрограммы одна из команд (формата С) засылает маску в регистр информации

25 и через него в регистр маски 29. Другая команда, также формата С, засылает в регистр 25 число циклов подпрограммы, представленное в обратном коде. Далее следует команда (формата А) пуска подпрограммы.

Рабочий цикл этой команды состоит пз чередующихся частей — вспомогательной и основной. Во вспомогательной части цикла к коду в регистре 24 добавляется единица (первый раз часть регистра 24, работающая как счетчик, просто гасится), н блок 16 управления тактовым генератором анализирует разряд маски, соответствующип полученному

332463

65 коду. Если в этом разряде находится «1», то в основной части рабочего цикла тактовый генератор 17 выдает пачку синхропмпульсов на шины синхронизации 7. Код в регистре ко. да 24, у которого в части регистра, работаюп.сй счетчиком, находится комбинация «все едипицы», соответствует операции проверки окончания подпрограммы. В этой операции блок 16 управления тактовым генератором анализирует регистр информации 26, который работает как счетчик циклов подпрограммы.

Если в нем содержится число 2 — 1, где К— число разрядов в регистре 26, то блок 16 останавливает тактовый генератор 17. На этом вь полпение подпрограммы заканчивается. Если число в регистре 26 не равно 2" — 1, то оно увеличивается на единицу указанным выше способом, а разряды регистра кода 24, работгиощие счетчиком, гасятся и начинается новый цикл подпрограммы.

Схема самоконтроля 14 обеспечивает следяп.нй контроль устройства управления и используется в качестве управления контролем при тестовом контроле.

Следящий контроль обеспечивается следующим образом. Каждый принятый от устройства ввода 1 символ проверяется дешифратор о ?.? «? е и си о. i b e lv? b? x символов 80. Е сл и c H ibfвол неиспользуемый, дешифратор 80 через блок 15 останавливает устройство ввода, и ошибка индицируется. Если символ используемый (допустимый), он суммируется с предыдущим содержимым накапливающего сумматора 81 по модулю три. В систему команд машины входит команда «Проверить сумму» (формат С). В этой команде в байте информации записывается число, дополняющее содержимое сумматора 81 до трех. B рабочем цикле этой команды состояние сумматора 81 опрашивается схемо; 82 проверки контрольной суммы. Если она не равна трем, схема

82 через блок 15 останавливает устройство ввода. В программах машины указанная команда чередуется с рабочими командами, обеспечивая проверку правильности ввода и засылки символов в регистры 24 — 26.

При тестовом контроле используются три специальные команды — «Сравнить сумму с единицей», «Сравнить сумму с двойкой», «Сравнить сумму с тройкой». Каждая из этих команд кодируется одним символом из числа не используемых в рабочих программах. При тестовом контроле с помощью органов управления пульта блокируется действие дешифратора неиспользуемых символов

80 и устанавливается номер такта служебного цикла, в котором накапливающий сумматор 81 должен принять число из промежуточного регистра 19 (этот такт обнаруживается дешифратором номера такта 84) . Затем, в зависимости от правильного значения суммы, используется одна из указанпь?х кома?!д, ?10 которой схема 82 проверки контрольной суммы опрашивает выходы накапливающего сумматора 81. Если его содержимое яе равно

40 числу, указанному в названии команды, то схема 82 через блок управления 15 останавливет устройство ввода. Поскольку контрольные команды кодируются неиспользуемыми символами, которые не вызывают запуска устройства управления (за исключением схемы самоконтроля), они могут вставляться между любыми рабочими командами и их отдельными символами. Как следует из описания служебного цикла в первом такте, таким образом может быть приведена правильность работы цепи: схема перекодировки 18 — промежуточный регистр 19; во втором такте — цепи: сумматор 21 на передачу— коммутатор входов регистров 22, любая группа разрядов регистра кода 24, или регистра адрсса 25, или регистра информации 26, коммутатор выходов регистров 27, в третьем и четвертом тактах — цепи: сумматор 21 на сложение — первый распределительный регистр.

В результате такой пространственно-временной локальности тестов обеспечивается высокая точность диагностики. Поскольку контрольные ко?чапды выполня?отся за один такт, работа схемы 82 проверки контрольной суммы синхропизируется не* тактовым генератором 17, а непос,:åäñòâå??ío маркерами устройства ввода 1. Для того чтобы тестовый контроль был возможен, требуется, чтобы были исправны накапливающий сумматор 81, схема проверки контрольной суммы 82, дешифратор номера такта 84, частично дешифратор неиспользуемых символов 80 и частично блок 15 управления устройством ввода, что составляет о — 10 /О всего оборудования устройства управления. Наряду с рассмотренным тестовым контролем устройства управления возможен обычный его тестовый контроль в составе машины, Предмет изобретения

Устройство управления машины для контроля цифровых схем, содержащее тактовый генератор, регистры кода, адреса и информации, коммутатор входов этих регистров, распределительные регистры и дешифраторы, схему перекодировки символов устройства ввода, блок управления устройством ввода и сумматор, отличающееся тем, что, с целью обеспечения следящего и тестового самоконтроля и экономии оборудования, оно содержит коммутатор выходов регистров, промежуточный регистр и схему самоконтроля, первые входы коммутатора выходов регистров соединены с выходами регистра кода, вторые входы — с выходами регистра адреса, третьи — с выходами регистра информации, выходы коммутатора выходов регистров соединены с первь ми входами промежу. точного регистра, вторые входы которого сосдинены с выходами первого распределительного регистра, треть", гходы промежуточного регистра саед?п ны с выходами распредели332463

12 тельного дешифратора, а четвертые входы— с выходами схемы перекодировки, выходы промежуточного регистр а соединены со входами сумматора, выходы которого соединены со входами первого распределительного регистра, первые входами схемы самоконтроля и первыми входами коммутатора входов регистров, вторые входы коммутатора входов регистров соединены с выходами распределительного дешифратора, первые выходы коммутатора входов регистров соединены со входами регистра кода, вторые — со входами регистра адреса, а третьи — со входами регистра информации, вторые входы схемы самоконтроля соединены с выходами схемы перекодировки, входы которой соединены с выходами устройства ввода, третьи входы схемы самоконтроля соединены с выходами устройства ввода, четвертые — с выходами органов управления пульта, пятые — с выходами тактового генератора, а выходы схемы самоконтроля соединены со входами блока управления устройством ввода.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения локальности тестов и сокращения оборудования в нем, схема самоконтроля содержит дешифратор неиспользуемых символов, накапливающий сумматор по модулю три, схему проверки контрольной суммы и дешифратор номера такта, первые входы дешифра ора неиспользуемых символов соединены с выходами схемы перекоди5 ровки, вторые входы дешифратора неиспользуемых символов соединены с выходами устройства ввода и с первыми входами схемы проверки контрольной суммы, третьи входы соединены с выходами органов управления

10 пульта, первыми входами дешифратора номера такта и вторымп входами схемы проверки контрольной суммы, а выходы дешифратор а неиспользуемых символов соединены со входа .п блока управления устройством

15 ввода, вторые входы дешифратора номера такта соединены с выходами тактового генератора, а выходы дешифратора номера такта соединены с первыми входами накапливающего сумматора по модулю три, вторые вхо20 ды которого соединены с выходами сумматора, а выход соединен с третьими входами схемы проверки контрольной суммы, четвертые входы схемы проверки контрольной суммы соединены с выходами блока дешифрато25 ров и усилителей микрокоманд, а выходы схемы проверки контрольной суммы соединены со входами блока управления устройством ввода.

332463

Ц 17

0л 6лоиа1 Яблокц1 А)

Фиг z

От блонды 1? От бо=на Е

Рт Ад

Нблону 15

gm &она 1Ä

Фиг, 8

Составитель В. Шумский

Техред А. Камышникова

Корректор Т. Китаева

Редактор Б. Федотов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1018/13 Изд. № 358 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5