Устройство для контроля времени выполнения программ

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОГРАММ, содержащее два элемента И, триггер управления , рабочий и контрольный счетчики , причем первый вход первого элемента И соединен с входом меток врем мени устройства, выход первого эле мента И соединен со счетным входом рабочего счетчика, первый вход второго элемента И соединен с единичным выходом триггера управления, информационные входы рабочего и контрольного счетчиков и нулевой вход триггера управления соединены с установочным входом устройства, информационные выходы рабочего и контрольного счетчиков образуют первую информационную группу выходов устройства , выходы сигналов переполнения рабочего и контрольного счетчиков образуют группу выходов прерывания устройства,, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля быстродействия устройства, в него введены третий и четвертый элементы И, триггер обращений,, три группы информационных элементов И, группа адресных элементов И, синхронизатор и элемент ИЛИ, причем выход сигнала переполнения рабочего счетчика соединен с первым входом третьего элемента И, вход меток времени устройства соединен с единичным входом триггера обращений и вторлми входагли второго и третьего элементов И, выходы которых соединены с соответствующими вхо, дами элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом контрольного счетчика, установочный вход которого соединен с выходом четвертого элемента И и единичным входом триггера управления, нулевой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и первым входсни четвертого элемента И, нулевой выход триггера обращений соединен с разрешающим входом синхронизатора вход запуска и тактовый вход которого соединены соответственно с (О входом синхронизации и входом так товых имульсов устройства, единичcz ный выход триггера обращений является выходом готовности устройства, 2 нулевой вход триггера обращений и 5шравляющие входаа трех групп информационных элементов И и группы гшресных элементов И соединены с входом опроса устройства, выходы информасд ционных элементов И групп и.адресных СО элементов И группы образуют соответственно вторую информационную и адел ресную группы выходов устройства, информационные входы информационныхэлементов И первой группы соединены СП с информационным выходом рабочего счетчика, информационные входы информационных элементов И второй и третьей групп соединены с информационным выходом контрольного счетчика , информационные входы адресных элементов И группы соединены соответственно с нулевым и единичным выходами триггера управления и входом номера устройства, выход синхронизатора соединен с вторым входом четвертого элемента И,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSuÄÄ 1059575

3(5 ) G 06 Р 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕ ГЕЛЬСТВЪ(° °

Ф

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ (21) 3386250/18-24 (22) 29.01.82 (46) 07.12.83. Вюл. Р 45 (72) В.Э. Вершков, A.Ï. Афонский, В.П. Кошелев и Г.Д. Соснин (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 798851, кл. G 06 F 11/28, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 830389, кл. G 06 F 11/00, 1979 (прототип), (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОГРАММ, содержащее два элемента И, триггер управления, рабочий и контрольный счетчики, причем первый вход первого элемента И соединен с входом меток вреч мени устройства, выход первого элеи . мента И соединен со счетным входом рабочего счетчика, первый вход второго элемента И соединен с единичным выходом триггера управления, информационные входы рабочего и контрольного счетчиков и нулевой вход триггера управления соединены с установочным входом устройства, информационные выходь| рабочего и контрольного счетчиков образуют первую информационную группу выходов устройства, выходы сигналов ереполнения рабочего и контрольного счетчиков образуют группу выходов прерывания устройства,, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля быстродействия устройства, в него введены третий и четвертый элементы И, триггер обращений,, три группы информационных элементов И, группа адресных элементов И, синхронизатор и элемент

ИЛИ, причем выход сигнала переполнения рабочего счетчика соединен с первым входом третьего элемента И, вход меток времени устройства соединен с единичным входом триггера обращений и вторыми входами второго и третьего элементов И, выходы которых соединены с соответствующими вхо; дами элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом контрольного счетчика, установочный вход которого соединен с выходом четвертого элемента И и единичным входом триггера управления, нулевой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом четвертого элемента И, нулевой выход триггера обращений соединен с разрешающим входом синхронизатора, вход зайуска и тактовый вход которого соединены соответственно с входом синхронизации и входом тактовых имульсов устройства, единичный выход триггера обращений является выходом готовности устройства, нулевой вход триггера обращений и управляющие входы трех групп информационных элементов И и группы адресных элементов И соединены с входом опроса устройства, выходы информационных элементов И групп и адресных элементов И группы образуют соответственно вторую информационную и адресную группы выходов устройства, информационные входы информационных. элементов И первой группы соединены с информационным выходом рабочего счетчика, информационные входы информационных элементов И второй и третьей групп соединены с информационным восходом контрольного счетчика, информационные входы адресных элементов И группы соединены соответственно с нулевым и единичным выходами триггера управления и входом номера устройства, выход синхронизатора соединен с вторым входом четвертого элемента И.

1(! ) 9t.!

Изобрет!. II»» относится к нычисли тельной темнике и может быть использовано, например, в управляющих системах и перестраиваемой структурой, работающих в реальном масштабе времени.

Известно устройство для контроля времени выполнения программ, содержащее блок управления, блок приоритетов, счетчики времени, номеров команд и сбоев, шифратор и блок автоматического сброса, причем выход счетчика времени соединен с входами блока управления и блока приоритетов, выход которого соединен с первым входом шифратора, выход которого 15 соединен. с первым входом счетчика номеров команд, второй вход которого соединен с первым входом счетчика времени и первым выходом блока управления, второй, третий и четвертый 1О выходы которого соединены соответственно со вторым входом счетчика времени, первым входом счетчика сбоев и первым входом блока автоматического сброса, выход которого соединен с вторыми входами шифратора, счетчика сбоев и блока управления, третий вход которого соединен с выходом счетчика сбоев, вторые входы блока приоритетов и блока автоматического сброса соединены с входом меток времени устройства Г1 3.

Недостатком указанного устройства является невозможность формирования временных интервалов и потеря информации о текущем времени выполнения программы при сбоях.

Наиболее близким к предлагаемому является таймер приоритетного уровня устройства для контроля времени выполнения программ, содержащий два 40 элемента И, триггер и три счетчика, причем информационные входы счетчиков соединены с информационной шиной ЦВМ, информациойные выходы счетчиков соединены с соответствующими входами регистра контрольного слова

ЦВМ, управляющие входы счетчиков соединены с шиной управления ЦВМ, первый вход первого элемента И соединен со входом меток времени таймера, выход первого элемента И соединен со счетными входами первого и второго счетчиков и первым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, второй вход второго элеяента И соединен с единичным выходом триггера. входы которого соединены с шиной приоритета ЦВМ, выходы сигналов переполнения счетчиков соединены с соответствующими входами регист-бО ра контроля ЦВМ Е2 3.

Недостатками известйого устройства являются непроизводительные затраты времени на программную перепись содержимОго счет !икон Р !!амят! н! ! и! лительной ма!!ины и потеря информа!Иии о времени обработки программы при отказах устройства.

Цель изобретения — повышение достоверност1и и быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля времени выполнения программ, содержащее два элемента И, триггер управления, рабочий и контрольный счетчики, причем первый вход первого элемента И соединен с входом меток времени устройства, выход первого элемента И соединен со счетным входом рабочего счетчика, первый вход второго элемента И соединен с единичным выходом триггера управления, информационные входы рабочего и контрольного счетчиков и нулевой вход триггера управления соединены с установочным входом устройства, информационные выходы рабочего .и контрольного счетчиков образуют первую информаци<знную группу, выходов устройства, выходы сигналов переполнения рабочего и контрольного счетчиков образуют группу выходов прерывания устройства, введены третий и четвертый элементы И, триггер обращений, три группы информационных элементов И, группа адресных элементов И, синхронизатор и элемент ИЛИ, причем выход сигнала переполнения рабочего счетчика соединен с первым входом третьего элемента И, вход меток времени устройства соединен с единичным входом триггера обращений и вторыми входами второго и третьего элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со c÷åòíûì входом контрольного счетчика, установочный вход которого соединен с выходом четвертого элемента И и единичным входом триггера управления, нулевой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом четвертого элемента И, нулевой выход триггера обращений соединен с разрешающим входом синхронизатора, вход запуска и тактовый вход которого соединены соответственно с входом синхронизации и входом тактовых импульсов устройства, единичный выход триггера обращений является выходом готовности устройства, нулевой вход триггера обращений и управляющие входы трех групп информационных элементов И и группы адресных элементов И соединены с входом опроса устройства, выходы информационных элементов И групп и адресных элементов

И группы образуют соответствунно вторую информационную и адресную гf!vllll

На чертеже "приведена структур- 35 ная схема устройства для контроля времени выполнения программ.

Устройство содержит рабочий 1 и контрольный 2 счетчики, первый 3, второй 4, третий 5 и четвертый 6 элементы И, синхронизатор .7, триггер 8.управления, триггер 9 обращений, группу адресных элементов И 10, три группы информационных элементов

И 11-13, вход 14 тактовых импульсов, вход 15 сигналов меток времени и элемент ИЛИ 16. Устройство связано с процессором, его блоком 17 программ и блоком 18 приоритета.

Информационные входы и выходы счетчиков 1 и 2 соединены с информационными выходами и входами блока

17 программ процессора. Выходы сигналов переполнения счетчиков 1 и 2 соединены соответственно с входами прерывания "По времени" и "По неисправности" блока 17 программ процессора, выход сбоя которого соединен с вторым входом запуска синхронизатора 7, третий вход которого подключен к входу 14 тактовых импуль-40 сов, а первый вход — к нулевому выходу триггера 9 обращений. Выход синхронизатора 7 через четвертый элемент И 6, подключенный первым вхонулевому в ходу тРиггеРа 8 уп 45 равления, соединен с единичным входом этого же триггера 8 и установочным входом контрольного счетчика 2.

Единичный вход триггера 9 обращений, а также первый вход первого 3 и вторые входы второго 4 и третьего

5 элементов И подключены к входу 15 меток времени устройства, второй вход первого элемента И 3 и первый вход второго элемента И 4 соединен соответственно с нулевым и единичным 55 выходами триггера 8 управления. Выход первого элемента И 3 и выход элемента ИЛИ 16 соединены соответственно со счетными входами рабочего 1 и контрольного 2 счетчиков. Входы эле- 60 мента ИЛИ 16 соединены с выходами второго 4 и третьего.5 элементов И.

Нулевой вход триггера 8 управле.ния подключен к информационному выходу блока 17 программ процессора, его единичный и нулевой выходы соединены с соответствующими входами группы адресных элементов И 10, первый вход которой подключен к выходу номера устройства блока 17 программ

Информационные входы первой группы информационных элементов И 11 и соединенные между собой информационные входы второй 12 и третьей 13 групп элементов И подключены соответственно к информационным выходам рабочего 1 и контрольного 2 счетчиков.

Единичный выход триггера 9 обращений, а также его нулевой вход, соединенный с управляющими входами групп 10-13 элементов И, подключены соответственно к входу готовности и выходу опроса блока 18 приоритета процессора. Выходы групп адресных 10 и информационных 11-13 элементов И подключены к адресным и информационным входам блока 18 приоритета..

Устройство работает следующим образом.

Разрядность счетчиков 1 и 2 выбирается следующей: и „ — 16, 8. При такой разрядности и g p ч— максимально возможное время организации рабочего интервала составляет

Т„„„„ „6 = 2 "/ „„, где Е„, — частота следования меток времени старший п-ый разряд в состав рабочего счетчика 1 входит условно, он отводится для выработки сигнала прерывания при фиксации переполнения и-1 младших разрядов этого счетчика), а максимально возможное время организации контрольного интервала состав1т - ляет Т „ о„ р — 2 / < в . При мв = 250 Гц, Т,„„х рьян=131 с, Т =1 с. (Соответственно миничах кантрмальное время каждого из интервалов равно периоду сигналов МВ, т.е. 4 мс 1.

Такая разрядность счетчиков 1 и 2 соответствует широкому классу возможных задач и режимов, при этом она хорошо согласуется с байтовым представлением информации и удачно реализуется существующей и перспективной элементной базой.

После пуска процессора по установочному входу устройства в счетчики 1 и 2 устройства записываются коды констант организуемого рабочего и контрольного интервалов. При этом рабочий счетчик 1 через открытый элемент И 3 заполняется сигналами МВ. Каждый из этих сигналов вызывает в устройстве запись текущего содержимого счетчиков 1 и 2 в общее поле оперативной памяти системыа данная запись запускается при единичном состоянии триггера 9 обращений, в которое он переключается

1059575 каждым сигналом МВ. Это состояние триггера 9 инициирует выдачу готовности в блок 18 приоритета.

Укаэанная запись производится в фиксированную ячейку ОЗУ, адрес которой жестким монтажом сформирован в группе 10 адресных элементов И 10.

Причем для простоты реализации выбирается ячейка ОЗУ с нулевым адресом. Однако для дифференциации укаэанных ячеек при -многопроцессорной обработке информации в группе адресных элементов И 10 производится префиксация кода адреса в соответствии с математическим номером устройства. Код номера поступает 15 на первый вход группы 10 из блока

17 программ.

Состояние счетчиков 1 и 2 компонуется в записываемое информационное слово при помощи групп информа- 2() ционных элементов И 11-13. Первая группа элементов И 11 производит передачу содержимого рабочего счетчика 1 в первый и второй байты записываемого слова. Аналогично вторая 25

12 и третья 13 группы элементов И обеспечивают передачу состояния контрольного счетчика 2 в третий и четвертый байты записываемого слова. ЗО

Собственно запись информации осуществляется по сигналу опроса, поступающему на управляющие входы групп элементов И 10-13 с выхода разрешения блока 18 приоритета. Одновременно этот же сигнал сбрасывает в "0" триггер 9 обращений.

Такая работа продолжается до переполнения рабочего счетчика 1, сигнал переполнения которого, свидетельствуя об истечении заданного интервала времени, поступает на вход прерывания блока 17 программ. Одновременно этот же сигнал открывает третий элемент И 5, разрешая прохождение сигналов меток времени (NB> 45 на счетный вход контрольного счетчика 2. При этом независимо от фазы работы счетчиков 1 и 2 каждый сигнал МВ вызывает вышерассмотренную запись их содержимого в приданную Я) данному процессору ячейку ОЗУ.

Если по прерыванию включение диспетчерской программы (ведущей временной график режима ) происходит нормально, то она обновляет содержи- у мое счетчиков 1 и 2, записывая в них рабочую и контрольную константы очередного организуемого временного интервала.

Далее устройство продолжает рабо- 60 тать, как и при исходном состоянии.

Если же включение диспетчерской программы задерживается на время более, чем заданное, или она за это же время не производит обновления 65 содержимого счетчиков 1 и 2, то контрольный счетчик 2 переполняется, вырабатывая сигнал неисправности.

Этот сигнал поступает в блок 17 программ процессора, откуда через отдельный выход возвращается на вход запуска устройства и запускает синхронизатор 7. Последний при наличии разрушающего сигнала на выходе триггера 9 обращенный вырабатывает сигнал, который, пройдя через открытый элемент .И б, устанавливает в единичное состояние триггер 8 управления.

Триггер 8 фиксирует факт перехода данного процессора на выполнение программы анализа и нейтрализации неисправности, т.е. факт расхода времени на работу восстанавливающих программ. Причем сигнал с синхронизатора 7 одновременно с переключением триггера 8 сбрасывает контрольный счетчик 2, принудительно обновляя его содержимое путем схемной записи в него константы, соответствующей максимально допустимому времени выполнения восстанавливающей программы.

С этого момента устройство переходит в состояние контроля времени обработки неисправности, в связи с чем поступление сигналов МВ в рабочий счетчик 1 блокируется (элемент И 3 закрывается потенциалом с нулевого выхода триггера 8 1, а в контрольный счетчик 2 разрешается через второй элемент И 4 (он открывается потенциалом с единичного выхода триггера 8 . При этом необходимо отметить одну принципиальную особенность, связанную с записью информации счетчиков в этой ситуации.

Наличие связей выходов триггера 8 управления с информационными входами группы адресных элементов H 10 обеспечивает передачу туда состояния этого триггера, что позволяет управлять заданием номеров байтов операндного слова, которые должны быть выделены для записи в накопитель ОЗУ.

При сооответствующем признаке в адресном слове записываются в накопитель только указанные байты информационного слова, при этом в незаданных байтах в данной ячейке сохраняется их старое содержимое. При записи состояния счетчиков 1 и 2 данный режим используется следующим образом.

Если триггер 8 управления находится в нулевом состоянии, то при записи задаются байты 1-3, т.е.. через группу информационных элементов

И 11 в байты 1 и 2 записывается состояние рабочего счетчика 1, а через группу элементов И 12 в байт 3 состояние контрольного счетчика 2, 1059575

ВНИИПИ Заказ .9842/53 Тираж 706 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4 когда он хранит или отсчитывает контрольное время реакции на истечение рабочего интервала. При этом через группу элементов И 13 в байте 4 происходит холостая передача состояния контрольного счетчика 2. 5

Если же триггер 8 управления переходит в единичное состояние, то разрешается только запись четвертого байта, который. формируется группой элемейтов И 13, содержащей в этой 10 ситуации состояние контрольного счетчика 2, отсчитывающего время выполнения восстанавливающей программы.

Соответственно "холостые" передачи происходят в байтах 1-3. 15

Если работа восстанавливающей программы не завершается в отведенное ей время, то контрольный счет чик 2 вновь, переполняется.

Переполнение в этом случае выделяется процессором уже как- сигнал о необходимости реконфигурации.

При успешном исходе в нейтрализации неисправности производится программное восстановление информации счетчиков Со сбросом триггера 8 управления в нулевое состояние.

Аналогичным образом устройство дейстВует и при выработке любого чужого сигнала неисправности, поступившего в .блок 17 программ процессора.

При этом используется работа синхронизатора 7, который синхронизирует момент приема сигнала чужой неисправности с возможныМ моментом поступления в устройство сигнала МВ, вызывающего изменение состояния счетчиков и запись их содержимого.

Важным элементом контроля времени выполнения восстанавливающих программ является то, что в устройстве сброс контрольного счетчика 2 и схемная запись в нем фиксированной константы контрольного времени производится только по первичному сигналу неисправности, т.е. только при нулевом состоянии триггера 8 управления. При единичном состоянии этого триггера, в которое он переключается по любому первичному сигналу неисправности, четвертый. элемент И 6 закрыт, что блокирует дальнейшее прохождение сигналов с выхода синхронизатора 7. Такая блокировка исключает разрывы и схемные вклинивания в отсчет времени нейтрализации неисправности, даже при возникновении прерывания прерыванием по новой неисправности. Предлагаемое устройство имеет ряд технических преимуществ, основными из которых являются обеспечение дублирования текущего состояния рабочего и контрольного счетчиков каждого процессора в фиксированных ячейках общего поля оперативной памяти системы. Это в свою очередь исключает утрату информации счетчиков при отказах в цепях устройства или цепях содержащего его процессора, обеспечение аналогичного дублирования текущего времени, затраченного каждым процессором на выполнение восстанавливающих программ.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает сокращение непроизводительных временных затрат, связанных с программной записью сос» тояний счетчиков в общее поле памяти процессора. Кроме того, обеспечивается надежность отсчета времени при неисправностях, возникающих B процессоре.