Микропрограммное устройствоуправления c контролем

Микропрограммное устройствоуправления c контролем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»798836

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10. 01. 79 (21) 2711195/18-24 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.з

G F 9/22

G 06 F 11/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23,0181, Бюллетень № (53) УДК 681 325

--(088.8) Дата опубликования описания 26.0181 (72) Авторы изобретения

Г.Н.Тимонькин, В.С.Харченко, И.П.Барбаш и С.Н.Ткаченко (71) Заявитель (54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

С КОНТРОЛЕМ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполЬ= зовано при построении микропрограммных управляющих устройств ЭВМ и дру гих систем. 1

Известен самоконтролируемый микропрограммный автомат, содержащий регистры, дешифраторы (11 .

Недостатком такого устройства является низкая глубина диагностирования, обусловленная локализацией отказа на уровне блока или группы блоков.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положитель- 15 ному эффекту к предлагаемому является самоконтролируемый микропрограммный автомат, содержащий матрицы переходов и выходов, первый и второй регистры, дешифратор, узел. формиро- 20 вания признака четности, четыре сумматора по модулю два, узел сравнения, триггер признака, группу элементов И, три элемента ИЛИ, элемент НЕ.

В устройстве отказ обнаруживают точнос ью до контролируемого узла.

Это обуславливает низкую глубину диагностирования, которую оценивают числом классов неразличаемых между собой неисправных состояний устройства P),,ЗО

Однако низкая глубина диагностиро вания обуславливает большое время поиска, отказавшего элемента (группы элементов), при восстановлении работоспособности устройства путем заземления отдельных элементов(групп элементов).

Цель изобретения — повышение глубины диагностирования устройства.

Поставленная цель достигается тем, что микропрограммное устройство управления с контролем, содержащее дешифратор, первая группа выходов которого соединена с первыми группами входов кода микрокоманд первого и второго блоков памяти и с группой входов первого сумматора по модулю два, вторая группа выходов дешифратора соединена со вторыми группами входов кода микрокоманд первого и второго блоков памяти и с группой входов второго сумматора по модулю два, группа входов логических условий первого блока памяти соединена с группой входов логических условий устройства, первая группа выходов первого блока памяти соединена с группой .информационных входов первого регистра, группами входов узла формирования признака четности и

798836 третьего сумматора по модулю,цва, вход которого через первый элемент .ИЛИ соединен со второй группой первого блока памяти, а выход третьего сумматора по модулю два- с первым входом второго элемента. ИЛИ, второй вход которого через элемент НЕ соединен с выходом узла сравнения, . первый вход которого через триггер признака соединен с выходом узла формирования признака четности, вход которого соединен с первым входом синхронизации устройства и первыми входами элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами первого регистра, а выходы элементов

И первой группы соединены с соответствующими информационными входами второго регистра, группа разрядных выходов которого соединена с группой входов дешифратора,.выходы первого и второго сумматоров по модулю два соединены соответ-твенно со вторым и третьим входами узла сравнения, первая группа выходов второго блока памяти соединена с группой входов четвертого сумматора по модулю два, вход которого через третий элемент

ИЛИ соединен со второй группой выходов второго блока памяти, а выход четвертого сумматора по модулю два с третьим входом второго элемента

ИЛИ, содержит третий. блок памяти сдвигающий регистр, счетчики циклоВ узел дешифрации неисправностей, узел регистрации, вторую группу элементов И, триггер блокировки и элемент И, первый вход которого соединен со вторым входом синхронизации устройства„ а выход — с входами дешифратора, счетчика циклов и сдвигающего регистра, группа входов которого соединена с группой входов логических условий устройства, выходы сдвигающего регистра и счетчика циклов соединены соответственно с первым и вторым входами третьего блока памяти, выход которого соединен. с первым входом узла дешифрации неисправностей, второй вход которого соединен с выходом третьего сумматора по модулю два, третий вход узла дешифрации неисправностей соединен с выходом элемента НЕ, четвертый вход соединен с выходом четвертого .сумматора по модулю два, а выход узла дешифрации неисправностей соединен со входом узла регистрации, выход второго элемента ИЛИ соединен с единичным входом триггера блокировки, нулевой выход которого соединен со вторым входом элемента И и первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с первой. группой выходов второго блока памяти, а выходы — с группой выходов микроопераций устройства. Сущность изобретения состоит в повышении

О

ЗО глубины диагностирования путем сопоставления множества элементов микропрограммного автомата участвующих в каждом цикле его работы.

В предлагаемое устройство номер отказавшего узла определяется в за. вискмости от сигналов отказа, появляющихся на выходах средств контроля каждого из узлов.

Для определения номера цикла. и элементов, участвующих в его выполнении, в устройство введены сдвигающий регистр, счетчик циклов и третий блок памяти.

На фиг. 1 приведена функциональная схема самодиагностируемого микропрограммного устройства управления, на фиг.2 — пример определения отказавшего элемента (группы элементов).

Схема содержит первую группу выходов дешифратора, первую группу входов первого н второго блоков памяти, группу входов первого сумматора 1 и

2 по модулю два, вторую группу выходов дешифратора, вторую группу входов первого и второго блоков памяти, группу входов второго сумматора 3 и

4 по модулю два,группу входов логических условий устройства, группы входов сдвигающего регистра и первого блока 5 и б памяти, первый блок 7 памяти, первую группу выходов первого блока памяти, первые группы входов узла формирования признака четности третьего сумматора по модулю два и группы входов 8 и 9 первого регистра первый элемент ИЛИ 10, выход первого элемента ИЛИ и второй вход 11 третьего сумматора по модулю два, первый регистр 12, первую группу элементов И 13 и 14, первый вход

15 синхронизации устройства, узел

1б формирования признака четности, третий сумматор 17 по модулю два, второй регистр 18, триггер 19 призкака, дешифратор .20, первый и второй сумматоры 21 и 22 по модулю два соответственно, второй блок 23 памяти, узел 24 сравнения, третий элемент .ИЛИ 25, элемент HE 2б, первую группу выходов второго блока памяти, первую группу входов четвертого сумматора по модулю два и вторые входы второй группы элементов И 27 и 28, выход третьего элемента И и второй вход 29 четвертого сумматора по модулю, четвертый сумматор 30 по модулю два, вторую группу элементов И 31 и 32, группу выходов 33 и .34 микроопераций устройства, второй элемент

ИЛИ 35, триггер 3 блокировки, второй \ я вход 37 синхронизации устройс гва, элемент И 38, сдвигающий регистр 39, О,счетчик 40 циклов, третий блок 41 памяти, узел 42 дешифрации неисправностей, узел регистрации 43.

На фиг. 2 использованы следующие обозначения: М вЂ” множество элемен65 тов i-ro контролируемого узла

798836

Триггер 36 блокировки при поступлении сигналов отказа через второй элемент ИЛИ 35 блокирует выдачу сигналов микроопераций и работу автомата.

Средства диагностики отказов включают сдвигающий регистр 39, счетчик 40 циклов, блок 41, узлы 42 дешифрации неисправностей и регистрации 43.

По информации, записанной в сдвигающий регистр 39 и счетчик 40 цик- лов, блок 41 определяет номер выполняемого цикла и формирует на своем выходе коды элементов (групп элементов) соответствующих узлов автомата, участвующих в выполнении данного цикла. Узел 42 дешифрации неисправностей при появлении сигналов отказов на его втором- четвертом входах передает на узел 43 регистрации коды отказавших элементов соответствующих контролируемых узлов.

Микропрограммное устройство управления с контролем работает следующим

Образом.

По синхроимпульсу на первом вхоце 15 синхронизации код очередной операции переписывается из первого регистра 12 через первую группу элементов И 13 и 14 во второй регистр

18. По синхроимпульсу на втором входе 37 синхронизации, проходящему че(i=1 2 и 3),М„ — множество элементов, участвующих в выполнении -того цикла работы,- 3 — отказавший элемент (группа элементов) второго контро-, лируемого узла.

Микропрограммное устройство с контролем состоит из трех частей: микропрограммного устройства управления средств контроля, основных узлов и средст ™чагностики отказавших элементов.

Микропрограммное устройство управления состоит из трех контролируемых узлов, первого — первого блока

7, второго — первый 12, второй 18 регистры и дешифратор 26 и третьего— блока 23 памяти. Первый контролируемый узел формирует код очередной микрокоманды в зависимости от кода предыдущей микрокоманды, поступающего на входы 1-4, и значений логических условий, поступающих на входы 5 20 и 6.

Второй контролируемый узел предназначен для хранения и дешифрации кода очередной микрокоманды, который, поступает на входы 8 и 9 первого 25 регистра 12, а затем переписывается по первому синхроимпульсу через первую группу элементов И 13 и 14 во второй регистр 18 и дешифрируется дешифратором 20. 30

Третий контролируемый узел формирует сигналы микроопераций на выходах 27 и 28 в зависимости от кода микрокоманды, поступающего. с дешифратора 20 на входы 1-4.

Средства контроля состоят из перного элемента ИЛИ 10 и третьего сумматора 17 по модулю два †для первого контролируемого узла, узла

16 формирования признака четности, триггера 19 признака, первого 21 и 40 второго 22 сумматора по модулю два, узла 24 сравнения и элемента НЕ 26 для второго контролируемого узла, третьего элемента ИЛИ 25 и четвертого сумматора 30 по модулю два — 45 для третьего контролируемого узла, а также элементов управления — второго элемента HJIH 35, триггера 36блокировки элемента И 38 и второй группы элементов И 31 и 32. $0

Блок ? контролируется следующим образом.

Выходы блока 7, содержащие четное число единиц заводятся на первый элемент фИ 10, а выходы блока 7 и элемента ИЛИ 10 заводятся на третий сумматор 17 по модулю два. При правильной работе блока ? выходной сигнал и сигнал с первого элемента

ИЛИ 10 содержит нечетное число единиц. В противном случае на выходе 40 третьего сумматора 17 по модулю два появится сигнал отказа.

Аналогично контролируется блок 23 элементом ИЛИ 25 и сумматором 30.

На третий элемент ИЛИ 25 заводятся И выходы блока 23, содержащие четное число единиц. ,Для контроля второго контролируемого узла выходы дешиф",атора 20 делятся на две группы, соответствующие кодам микрокоманд с четным и нечетным числом единиц. Первая группа выходов 1 и 2 подключается ко входам первого сумматора 21 ло модулю два, а вторая 3 и 4 — ко входам второго сумматора 22 по модулю два.

Узел 16 формирования признака четности в зависимости от кода очередной микрокоманды, поступающего на входы 8 и 9, устанавливают по первому синхроимпульсу триггер 19 признака в единицу, если число единиц в коде микрокоманды нечетно, и в нуль, если число единиц четно. Выходы первого 21, второго 32 сумматоров по модулю два и триггера 19 признака заводятся .на узел 24 сравнения.

Работоспособному состоянию второго контролируемого узла соответствуют единичный сигнал на выходе узла 24 сравнения, который появляется при поступлении на его входы комбинаций сигналов 010 или 101, с выходов триггера 19 признака, первого 21 и второго 22 сумматоров по модулю два соответственно. В противном случае сигнал на выходе узла 24 сравнения отсутствует и элемент HE 26 формирует сигнал отказа второго контролируемого узла.

798836 рез открытый элемент И 38, на одном из выходов дешифратора 20 появляется сигнал. По этому сигналу блок 28 формирует на выходах 27 и 28 сигналы микроопераций, которые через вторую группу элементов И 31 и 32 поступают на выходы 33 34 устройства. Одно( временно блок 7 в зависимости от значений логических условий на входах

5 и 6 формирует на-выходах 8 и 9 код очередной микрокоманды, который запи-. сывается в первый регистр 12. Этот код по синхроимпульсу на входе 15 переписывается во второй регистр 18 и работа автомата продолжается аналогично описанному.

Параллельно с микропрограммным 15 устройством управления функционируют средства контроля и диагностики. По синхроимпульсам на втором входе 37 синхронизации проходящим через элемент И 38, н сдвигающий 20 регистр 39 записывается значение очередного проверяемого логического условия, а в счетчик циклов 40 добан" ляется единица. По информации, записанной в сдвигающем регистре 39 и счетчике 40 циклов, блок 41 формирует коды элементов (групп элементов), которые участвуют н выполнении данного цикла. При отсутствии сигналов отказа на выходе средств контроля информации из блока 41 узлом З0

42 дешифрации неисправностей не дешифрируется и на узел регистрации

43 не проходит.. При появлении сигнала отказа (например, на выходе элемента НЕ 26) через второй элемент

ИЛИ 35 триггер 36 блокировки устанавливается в единицу, блокируя выдачу сигналов микроопераций через BTOрую группу элементов И 31 и 32 и поступление синхроимпульсон оо вто- ф) рого входа 37 синхронизации устройства через элемент И 38 на дешифратор

20, сдвигающий регистр 39 и счетчик

40. Одновременно код элементов, участвовавших н выполнении цикла, поступает на узел 42 дешифрации неисправностей, который передает на регистрацию в узел 43 код отказавшего элемента (группа элементов) ( принадлежащего узлу, средства контроля которого сформировали сигнал отказа (в данном случае отказавший элемент (группа элементов) принадлежит второму контролируемому узлу)

На фиг. 2 иллюстрируется процесс определения отказавшего элемента.

Средства контроля второго контролируемого узла уменьшают множество подозреваемых элементов до множестна М . Блок 41 формирует код множества элементов МН . Узел 42 де- 40 шифрации неисправностей дешифрирует отказавший элемент (группу элементов)Э и передает его на регистрацию. Это позволяет однозначно определить .отказавший элемент (группу 45 элементов) и после устранения огказа продолжить выполнение микропрограммы, начиная из состояния, в котором возник отказ.

Таким образом, н предлагаемом микропрограммном устройстве управления отказ локализуется с точностью цо элемента (группы элементов) .

Это дает возможность сократить время и повысить эффективность восстановления работоспособности микропрограммного устройства управления с контролем и расширить область его применения.

Формула изобретения

Микропрограммное устройство управления с контролем, содержащее дешифратор, перная группа выходов которого соедийена с первыми группами входов кода микрокоманд первого и второго блоков памяти и с группой входов первого сумматора по модулю дна, вторая группа выходов дешифратора соединена со вторыми группами входов кода Микрокоманд первогО и второго блоков памяти и с группой входов второго сумматора по модулю дна, группа входон логических условий первого блока памяти соединена с группой нходов логических условий устройства, первая группа выходов первого блока памяти соединена с группой информационных входов первого регистра, группами входов узла формирования признака четности и третьего сумматора по модулю два, вход которого через первый элемент

ИЛИ соединен со второй группой выходов первого блока памяти, а выход третьего сумматора по модулю дна — с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого через элемент

НЕ соединен с выходом узла сравнения, первый вход которого через триггер признака соединен с выходом узла формирования признака четности, вход которого соединен с первым входом синхронизации устройства и первыми входами элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами первого регистра, а выходы элементов И первой группы соединены с соотнетстнующими информационными входами второго регистра, группа разрядных выходов которого соединена с группой входов дешифратора выходы первого и второР го сумматоров по модулю два соединены соответственно со вторым и третьим входами узла сравнения, первая группа выходов второго блока памяти соединена с группой входов четвертого сумматора по модулю два, вход которого через третий элемент

798836

Фиг.!

ИЛИ соединен со второй группой выходов второго блока памяти, а выход четвертого сумматора по модулю два . с третьим входом второго элемента

ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, / что, с целью повышения глубины диагностирования, оно дополнительно содержит третий блок памяти сдвигающий регистр, счетчик циклов, узел дешифрации неисправностей, узел регистрации, вторую группу элементов И, триггер блокировки и элемент И, причем первый вход элемента И соединен со вторым входом синхронизации устройства, а выход элемента И соединен со входами дешифратора, счетчика циклов и сдвигающего регистра, группа вхо- 15 цов которого соединена с группой входов логических условий устройства, выходы сдвигающего регистра и счетчика циклов соединены соответственно с первым и вторым входами третьего блока памяти, выход которого соединен с первым входом узла дешифрации неисправностей, второй вход которого соединен с выходом третьего сум» матора по модулю два, третий вход узла дешифрации неисправностей соединен с выходом элемента НЕ, четвертый вход соединен с выходом четвертого сумматора по модулю два, а выход узла дешифрации неисправностей соединен со входом .узла регистрации, выход второго элемента ИЛИ соединен с едиННЧНЫМ ВХОдам триггЕра блокировки, «флевой выход которого соединен со вторым входом элемента И и первыми входами элементов И второй группы, вторые входы которых соединены с первой груцпой выходов второго блока памяти, а выходы элементов И второй группы — с. группой выходов микроопераций устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

Р 598079, кл. G 06 F 11/00, 1978.

2.тюрин И.В. О построении самоконтролирующегося микропрограммного автомата специального вида. Сб.

"Современные проблемы управления"

М., "Наука", 1974, с. 132 рис. 4 (прототип). е 4

4 ° ° 4 Ф ° V

° Ф ф

798836

Фиаl

Составитель И. Иилокостный

Редактор В. Лазаренко Техред И.Голинка Корректор С.Щомак

Заказ 10056/67 Тираж 756; Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.;. д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4