Устройство для восстановления информации цифровых вычислительных машин

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТР:ЛЬНЫХ МАШИН, содержащее блок управления операциями, блок контроля, регистр отказов, блок дешифрации.отказов , узел формирования сигналов повторения программы, узел формирования сигнала повторения микрокоманды, причем информационные группы входов и выходов блока управления операциями являются группами входов и выходов устройства соответственно группа контролируемых выходов блока управления операциями соединена с входами блока контроля, выходы которого соединены-с информационными входами регистра отказов , выходы которого соединены с группой входов, блока дешифрации отказов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами узла формирования сигнала повторения микрокоманды, выход которого соединен с первым входом блока управления операциями, второй вход которого соединен с выходом узла формирования сигнала повторения программы, вход которого соединен с третьим входом блока дешифрации отказов, вход которого соединен с выходом блока управления операциями, отличающ ее с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства путем обеспечения возможности повторения выполнения команды, в Herd введены узел формирования сигнала восстановления и блок синхронизации, а состав которого входят генератор импульсов, кольцевой регистр сдвига и первый элемент ИЛИ, причем выход генератора импульсов соединен с входом синхронизации кольцевого регистра сдвига, выходы которого соединены с группами входов синхронизации регистра отказов и блока управления операциями, первый и третий входы которого соединены со§ ответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которо-V (Л го соединен с установочным входом кольцевого регистра сдвига и с входом нулевых установок регистра отказов , второй выход блока дешифрации отказов соединен с входом узла формирования сигнала восстановления, выход которого соединен с третьим входом блока управления операциями, чет вертый выход блока дешифрации отказов является выходом неисправности устройства. 2. Устройство по п. 1, отлича ю щ е 6 с я тем, что узел формирования сигнала повторения микрокоманды содержит ждущий мультивибратор и второй элемент ИЛИ, причем первый и второй входы узла формирования сигнала повторения микрокоманды соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого через ждущий мультивибратор соединён с выходом узла формирования сигнала повторения микрокоманды.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„Я0„„1 027728 у у G 06 F 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 34004?8/18-24 (22) 18.0?.82 (46) 07.07,83. Бюл. 25 (72) Л.И. Дрель и И.С. Мугинштейн (71) Кишиневский завод счетных машин им. 50-летия СССР (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ю 43?502, кл. 6 06 Р 11/00, 1972.

2. Авторское свидетельство ГССР и 586457, кл. G 06 F 11/00, 1976 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ 80ССТАН08ЛЕНИЯ ИНФОРИА!СИИ ЦИФРОВИХ ВИЧИСЛИТЕЛЬНИХ МАШИН, содержащее блок управления операциями, блок контроля, регистр отказов, блок дешифрации«отказов, узел Формирования сигналов повторения программы, узел Формирования сигнала повторения микрокоманды, причем информационные группы входов и выходов блока управления операциями являются группами входов и выходов устройства соответственно группа контролируемых выходов блока управления операциями соединена с входами блока контроля, выходы которого соединены-с информационными входами регистра отказов., выходы которого соединены с группой входов, блока дешифрации отказов, первый и второй выходы которого соеди" нены соответственно с первым и вторым входами узла Формирования сигнала повторения микрокоманды, выход которого соединен с первым входом блока управления операциями, второй вход которо. го соединен с выходом узла формирова ния сигнала повторения программы, вход которого соединен с третьим вхо" дом блока .дешифрации отказов, вход которого соединен с выходом блока- управления операциями, о т л и ч а ю щ е" е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства путем обеспечения возможности повторения выполнения команды, в него введены узел

Формирования сигнала восстановления и блок синхронизации, в состав которого входят генератор импульсов, кольцевой регистр сдвига и первый элемент ИЛИ, причем выход генератора импульсов соединен с входом синхронизации кольцевого регистра сдвига, выходы которого соединены с группами входов синхронизации регистра отказов и блока управления операциями, первый: и третий входы которого соединены со- д ответственно с первым и вторым входами первогоэлемента ИЛИ,выходкоторо- го соединен с установочным входом кольцевого регистра сдвига и с вхо- С дам нулевых установок регистра отказов, второй выход блока дешифрации отказов соединен с входом узла Фор" мирования сигнала восстановления, вы. ход которого соединен с третьим вхо" дом блока управления операциями, четвертый выход блока дешифрации .отказов является выходом неисправности устройства.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч ю щ е е с я тем, что узел Формирования сигнала повторения микрокоманды содержит ждущий мультивибратор и второй элемент ИЛИ, причем первый и вто" рой входы узла формирования сигнала В® повторения микрокоманды соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого через ждущий мультивибратор со" единен с выходом узла Формирования сигнала повторения микрокоманды.

28 2 никновении случайных сбоев, однако его недостатками, характерными при использовании в ЦВМ с микропрограммно-аппаратным управлением (no принципу, объединяющему. микропрограммное и аппаратное управление ), являются ограни" ченные функциональные возможности и низкое быстродействие процесса устранения последствий сбоев. Действительно, широкий класс неисправностей, носящих случайный характер, не могут быть устранены в прототипе простым повторением микрокоманды и требуют повторения участка программы, что ведет к уменьшению быстродействия восстановления информации.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства путем обеспечения возможности повторения выполнения микрокоманды.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для восстановления инФормации цифровых вычислительных ма-, шин, содержащее блок управления операциями, блок контроля, регистр отказов, блок дешифрации отказов, узел формирования сигналов повторения программы, узел .Формирования сигнала повторения микрокоманды, причем информационные группы входов и выходов блока управления операциями являютсл группами входов и выходов устройства соответственно, группа контролируемых выходов блока управления операциями соединена с входами Ьлока контроля, выходы которого соединены с информационными входами регистра отказов, выходы которого соединены с группой входов Ьлока дешифрации отказов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами узла Формирования сигнала повторения микрокоманды, выход которого соединен с первым входом блока управления операциями, второй вход кото- рого соединен с выходом узла формирования сигнала повторения программы, вход которого соединен с третьим выходом блока дешифрации отказов, вход которого соединен с выходом блока управления операциями, введены узел формирования сигнала восстановления и блок синхронизации, в состав которого входят генератор импульсов, кольцевой регистр сдвига и первый элемент ИЛи,причем выход генератора импульсов соединен с входом синхронизации кольцевого регистра сдвига, выходы которого соединены с группами

1 10277

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании цифровых вычислительных машин (ЦВИ ) повышенной надеж-. ности. 5

Известно устройство для диагностического контроля, содержащее блок управления операциями, три выхода и три входа которого соединены соответствен .:,о с первыми выходами и первыми входа- 10 ми регистра неустойчивых отказов, бло" ка повторения микрокоманд и регистра отказов, вторые вход и выход которого ссответственно подключены к выходу б. ока контроля и к второму входу регистра неустойчивых отказов, четвертый выход блока управления операциями свя зан с входом Ьлока контроля, а пятый выход и четвертый вход соответственно с выходом и входом устройства (1 1.

Недостатком этого устройства являютсл ог-раниченные возможности по устранению последствий сбоев.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройс--зо для восстановления информации

:>,ифровых вычислительных машин, содер-. жащее блок управления операциями, блок повторения никрокоманд, регистр отказов, регистр неустойчивых отказов, блок формирования сигнала повторения п;,îãpàììû и дешифратор. При этом первый и второй выходы дешифратора соотВсТсТНрННо подключены к второму входу блока повторения микрокоманд и первому входу блока формирования сигнала повторения программы, первый выход и второй вход которого соединены соответственно с блоком управления операциями, а выход регистра отказов под1 ключен к выходу дешифратора. В этом устройстве блок управления операциями, получив сигнал о наличии неисправности от регистра отказов, в соответствии с состоянием выходов дешифратора запускает лиЬо Ьлок повторения микро- 45 команд, если неисправность относится к классу неисправностей, которые при случайном проявлении (сбое 1могут быть устранены простым повторением микрокоманды, либо блок формирования сигна-50 ла повторения программы, если возникшая неисправность, даже Ьудучи случай; ным сбоем, не может Ьыть устранена простым повторением микрокоманды, а требует повторения участка програм- 55 мы (Ic::AñbHoå устройство обеспечивает восстановление информации ЦВИ при воз1 fl2772 входов синхронизации регистра отказов и блока управления операциями, первый и третий входы которого соединены со,ответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входом кольцевого регистра сдвига и с входом нулевых установок регистра отказов, второй выход блока дешифрации отказов соединен с входом узла формирования . 10 сигнала восстановления, выход которого соединен. с третьим входом блока управления операциями, четвертый выход, блока дешифрации отказов является вы ходом неисправности устройства.

Кроме того, узел формирования сигнала повторения микрокоманды устройства содержит ждущий мультивибратор и второй элемент ИЛИ, причем первый и второй входы узла формирования сигнала повторения микрокоманды соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход которого через ждущий мультивибратор соединен с выходом узла форми" рования сигнала повторения микрокоманды, .На фиг. 1 изображено устройство для восстановления информации вычислительных машин, структурная схема; на фиг. 2 - блок управления опе30 рациями, структурная схема; на фиг.3. блок дешифрации отказов, структурная схема.

Устройство для восстановления информации цифровых вычислительных машин содержит блок 1 управления операциями, блок 2 контроля, регистр 3 отказов, блок 4 дешифрации отказов, узел 5 Формирования сигнала повторе- 40 ния микрокоманды, содержащий второй элемент ИЛИ 6 и ждущий мультивибра" .тор 7, узел 8 формирования сигнала восстановления, блок 10 синхронизации, содержащий кольцевой регистр 11 сдви" 45 га, генератор- 12 импульсов и первый элемент ИЛИ 13.

Блок 1 управления операциями со". держит сумматор 14, регистры 15-17 данных, первый, второй и третий соот- 50 ветственно, мультиплексор 18, корректор 19, формирователь 2О адреса микрокоманды, микропрограммную память 21, регистр 22 микрокоманд, регистр 23 ад" реса числа, регистры 24 общего назначе-55 ния, регистр 25 адреса начала программы, элемент НЕ 76, группы 77 элементов И-ИЛИ, регистр 28 адреса команды, 8

4 группы 29 триггеров управления операциями, дешифратор 30 микроопераций.

Блок 4 дешифрации отказов содержит элемент ИЛИ 31, ждущий мультивибратор 37, счетчик 33, дешифратор 34.

Четвертый выход счетчика 33 является выходом устройства.

На вход сброса счетчика 33 заведен сигнал с первого выхода группы 29 триггеров управления блока 1 управления операциями.

Входы элемента ИЛИ 31 соединены с выходами регистра .3 отказов.

Устройство работает следующим образом.

Но магистрали адреса адрес команды или операнда формируемый на регистре ?8 адреса команды или на регистре 23 адреса числа (фиг. 2 ), поступает в запоминающие устройства ЦВИ, где осуществляется выборка команды или операнда, поступающих по информацион-. ной магистрали в блок 1 управления операциями (регистр 28 адреса команды и регистр 23 адреса числа является регистрами с третьим состоянием ).

Команды и числа из запоминающих.устройств ЦВИ выдаются в избыточных ко". дах, что позволяет при необходимости корректировать возникающие ошибки с помощью корректора 19 Команда через мультиплексор 18 поступает на первый регистр 15 данных, под воздей" ствием информации с которого осуществляется формирование адреса микрокоманды в формирователе 20 адреса микрокоманд и работает микропрограммная память 7.1. Полученная микрокоманда принимается на регистр 22 микрокоманд .

Часть разрядов этого регистра используется для Формирования адреса следующей микрокоманды.

Выходы регистра поступают также на дешифратор 30 микроопераций и на группу 29 триггеров управления операциями. При формировании адреса числа используется регистр 23, для хранения промежуточных результатов вычислений используются регистры 24 общего назначения, для записи информации e sa"" поминающие устройства используется третий регистр 17 данных. Регистр 25 адреса начала программ предназначен для.хранения начального адреса участка программы, с которого можно при необходимости начинать повторение программы.

Узел tfl синхронизации (фиг. 1) вырабатывает серию синхросигналов, за5 102772(6 дающих моменты времени исполнения мик- ра 22 микрокоманд для блокировки прироопераций. ема следующей микрокоманды. ОдновременВыполнение логических, арифмети- но сигналом с выхода узла 5 через ческих и других операций осуществля- первый элемент ИЛИ 13 производится ется на регистрах 15 и 16 данных и g сЬрос регистра 3 отказов и устанавлисумматоре 14. Правильность выполнения вается в исходное состояние для очеопераций определяется блоком 2 конт- редного такта исполнения микрокоманроля, в котором используется кант- ды кольцевой регистр 11 сдвига (перроль по модулю два. вый разряд устанавливается в единицу, Все передачи в блоке 1 управле- 10 остальные сбрасываются ). Таким обрания операциями осуществляются кода- зом осуществляется повторение микроми, дополненными, например, до не- команды, во время выполнения которой четности, Пюбое изменение четности произошел сбой (вырабатывается сигпри пересылках информации будет за- нал блокировки приема следующей микрофиксировано блоком 2 контроля, кото- 15 команды } без потерь времени на ожидарый представляет собой набор сверток ние ее окончания (регистр 11 сдвига по модулю два. Сигнал ошибки с выхо- установлен в исходное состояние ). да соответствующей свертки по моду- В том случае, если в результате лю два записывается в соответствую- повторного исполнения микрокоманды щий разряд регистра 3 отказов в момен- 0 блок 2 контроля не зафиксировал во ты времени, когда завершены переход- второй раз неисправности, происходит ные процессы., продолжение исполнения прерванной проСтробирование приема сигналов,граммы устройством,в частности с пер-, r. выхода блока 2 контроля на регистр 3 "во1о выхода группы 29 триггеров сиготказов осуществляется определенными 25 нал приема микрокоманды поступает на синхросигналами с выхода блока l0 синхровход регистра 22 микрокоманд синхронизации. дпя приема следующей микрокоманды и

Блок 4 дешифрации отказов пред- на вход сброса счетчика 33. Если же назначен pflR того, чтобы в зависимос- и при повторном исполнении микрокоти от характера и количества сбоев манды блок 2 контроля вновь зафиксипроизвести запуск одного или двух из ровал неисправность, производится трех узлов, узла 5 формирования сиг- . повторное приЬавление единицы в счетнала повторенйя микрокоманды, узла 8 чик 33. формирования сигнала повторения про- Дешифратор 34 выдает сигнал запусграммы или узла 9 формирования сигна- ка узла 5 формирования. сигнала повто.ла восстановления. При этом осущест" З5 рения микрокоманды повторому входу вляется повторное выполнение микроко- второго элемента ИЛИ 6 и узла 9 форманды или участка программы, мирования сигнала восстановления.

Узлы 8 и 9 формирования сигнала по- В большинстве случаев из-за значивторения команды и сигнала восстанов" тельных задержек.в блоке 2 контроля ления представляют собой ждущие муль- 40 сигнал неисправности вырабатывается тивибраторы. в момент времени, когда при выполнеПри возникновении сбоя в блоке 1 нии большинства микрокоманд завершеуправления операциями Ьлок 2 конт- ны процессы микрооперации, осущест« ролл выраЬатывает сигнал неисправнос- вляемые аппаратно (например, устати, который принимается на регистр 3 45 новки и сброса триггеров, сдвига реотказов. Сигнал с регистра 3 отказов гистров и т.п. ), которые не могут быть через элемент ИЛИ 31 запускает жду- однозначно определены при повторещий мультивибратор 32. На выходе жду" нии микрокоманды. щего мультивибратора 32 формируется импульс, поступающий на счетный вход 50 Узел 9 формирования сигнала воссуммирующего счетчика 33 и устанав- становления осуществляет аппаратную ливающий в единицу первый разряд счет- подготовку блока 1 управления операчика 33. Сигнал с первого выхода де- циями для повторения исполнения микрошифратора 34 через первый элемент команды: сЬрос одних и установку

ИЛИ 6 запускает ждущий мультивибра- у других триггеров управления группы"29, тор !, с выхода которого сформирован" переключение мультиплексора 18 в ре— ный импульс повторения микрокоманды жим передачи информации с корректопоступает на управляющий вход регист- ра 19.

7 1 027 7

Таким образом, производится повторное исполнение команды, с участием узла 9 Формирования сигнала восстановления.

Рассмотрим, например, каким образом осуществляется обработка неисправности, возникшей при выборке очередной команды из запоминающего устройст.аа ЦВИ. Пусть команда искажается, например, в запоминающем уст- 10 ройстае ЦВИ. Очевидно, что в этом случае простое поаторение.микрокоманды не дает никаких результатов, поскольку искаженная информация повторно принимается на первый регистр 15 данных. iS

При прояалении же дополнительного сигнала на выходе узга 9 осуществляется переключение мультиплексора 18 на прием информации с выхода корректора 19. На первый регистр 15 данных 20 производится прием исправной информации, блок 2. контроля не вырабаты" вает сигнала неисправности и продолжа ется выполнение программы.

Если при третьем исполнении микро"2g команды блок 2 контроля зафиксировал неисправность, производится прибаале" ние единицы в счетчик 33, девифратор выдает сигнал запуска узла 8 Формирования сигнала повторения программы.

Сигналом с выхода узла 8 разрешается передача с регистра 25 адреса начала программы и запрещается передача с сумматора 14 информации через группу

27 элементов И-ИЛИ на регистр 28 ад<

28 8 реса команды. Разреаенйая к приему на оегистр 28 адреса команды информация является адресом начала участка программы, с которого начинается ее повторение.

В том случае, если блок 2 контроля вновь зафиксировал неисправность, через элемент ИЛИ 31 запускается ждущий мультиаибратор 32 и к счетчику 33 прибавляется единица, при этом возникает переполнение счетчика 33 и на его четвертом выходе появляется сигнал неисправности, поступающий на выход неисправности устройства. Если же блок 2 контроля не зафиксировал неисправности, оаущесталяется продолжение исполнения программы.

В предлагаемом устройстве в тех случаях, когда последствия сбоя не устраняется простым повторением.микрокоманды, производится запуск узла

Формирования сигнала восстановления, осуществляющего аппаратную подготовку блока управления операциями для выполнения процесса повторения команды, что расщиряет Функциональные возможности устройства и снижает затраты времени на восстановление инФормации. Кроме того, узел синхронизации позволяет не ожидая окончания микрокоманды, на которой произошел сбой, организовать повторное исполнение микрокоманды, что снижает затраты времени работы устройства по сравнению с прототипом.

1027728

3 027728

АиР

l 027728

Составитель В. Гречнев

PegaK Top Е Папп Техреду С,Ииг нова Корректор 0 Тигоц

Заказ 7 2/5 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,