Устройство для определения частотного спектра программ

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА ПРОГРАММ, содержащее kn блоков границ счета, где k - количество типов команд в анализируемой программе, an- требуемое количество разрядов для записи числа максимальных повторений команды , причем каждый блок границ счета содержит первый и второй триггеры, первый дешифратор, группу элементов И, первый элемент И, одноразрядный счетчик, первый, второй и третий элементы ШШ, вход начальной загрузки устройства соединен с тактовым входом первого триггера, первь&ш входами элементов И группы и первым входом первого элемента ИЛИ первого блока границ счета, выход первого элемента ИЛИ каждого i-ro блока границ счета (где ,nk) соединен с тактовьм входом первого триггера, перв ,ыми входами элементов И группы и первым входом первого элемента ИЛИ (i+1)-ro блока границ счета, вторые входы элементов И.группы и первые входы второго и третьего элементов ШШ первого блока границ счета соединены с линией нулевого потенциала. выходы элементов И группы каждого влока границ счета соединены с установочньми входами одноразрядного счетчика соответствующего блока гра-ниц счета, выход переноса, .ёдинич ный и нулевой выходы одноразрядного счетчика i-ro блока границ счета соединены соответственно с первым .входом второго элемента ИЛИ и вторыми входами элементов И группы (i+1)-ro блока грациц счета, единичный выход одноразрядного счетчика каждого блока границ счета соединен с первым входом первого элемента И и является информационным выходом соответствующего блока границ счета, D-вход первого триггера первого блока границ счета соединен с шиной единичного потенциала , единичный выход первого триггера i-ro блока границ счета соединен с D-BXO- . дом первого триггера

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (Я)4 G 06 F 11/30 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3632536/24-24 (22) 12.08.83 (46) 30.09..85. Бюл. У 36 (72) А.Г. Барсуков и С.Б. Титков

:(53) 681.3(088.8) (56) Драммонд М. Методы оценки и измерений дискретных вычислительных систем. — М.: Мир, 1977, с. 308.

Авторское свидетельство СССР .У 960829, кл. С 06 F 11/30, 27.02.81. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА ПРОГРАММ, содержащее Еп блоков границ счета, где

k — - количество типов команд в ана- .лизируемой программе, а и — требуемое количество разрядов для записи числа максимальных повторений команды, причем каждый блок границ счета содержит первый и второй триггеры, первый дешифратор, группу элементов

И, первый элемент И, одноразрядный счетчик, первый, второй и третий элементы ИЛИ, вход начальной загрузки устройства соединен с тактовым входом первого триггера, первыми входами элементов И группы и первым входом первого элемента ИЛИ первого блока границ счета, выход первого элемента ИЛИ каждого i-го блока границ счета (где 1 1,nk) соединен с тактовым входом первого триггера, первыми входами элементов И группы и первым входом первого элемента ИЛИ (i+1)-го блока границ счета, вторые входы элементов И, группы и первые входы второго и третьего элементов

ИЛИ первого блока границ счета соединены с линией нулевого потенциала, „„SU„„1182527 А выходы элементов И группы каждого блока границ счета соединены с установочными входами одноразрядного счетчика соответствующего блока гра-. ниц счета, выход переноса, .единичный и нулевой выходы одноразрядного счетчика i-ro блока границ счета соединены соответственно с первым .. входом второго элемента ИЛИ и вторыми входами элементов И группы (i+1)-го блока границ счета, единичный выход одноразрядного счетчика каждого блока границ счета соединен с первым входом первого элемента И и является информационным выходом соответствующего блока границ счета, D-вход первого триг. гера первого блока границ счета соединен с шиной единичного патенциr ала, единичный выход первого триггера

i-го блока границ счета соединен с D-вхо-. дом первого триггера (i+1)-го блока границ счета, выход первого элемента И i-го блока границ счета соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и первым информационным входом первого дешифратора (i+1)-ro Ю блока границ .счета, тактовый вход устройства соединен с вторыми информационными входами первых дешифраторов всех блоков границ счета, первый, второй выходы первого дешифратора и выход третьего элемента ИЛИ

i-го блока границ счета соединены с вторыми входами соответственно первого, третьего элементов ИЛИ и вторым входом первого элемента И

i-го блока границ счета, единичныйвыход первого триггера i-го блока границ счета соединен с вторым ин1182527 формационным входом первого дешифратора i-го блока границ счета, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения объема оборудования, в устройство введены блок вычитания, блок сравнения, группа элементов И, счетчик, генератор импульсов, первый, второй, третий и четвертый триггеры, семь элементов И, элемент

ИЛИ и "элемент задержки, а в каждый блок границ счета введены четвертый и пятый элементы ИЛИ, второй дешифратор, второй элемент И и элемент задержки, причем входы текущего и начального адресов программы устройства соединены с входами операндов блока вычитания, выход разности которого соединен с первым входом блока сравнения, вход длины программы устройства соединен с вторым. входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, единичным входом первого триггера и первыми входами элементов И группы, вход кода команды устройства соединен с вторыми входами элементов И группы, выходы которых соединены с информационными входами счетчика, тактовый вход устройства соединен с тактовым входом блока сравнения, информационный выход и.выход переполнения счетчика соединены соответственно с входами второго элемента И и элемента ИЛИ, выход которого соединен с R-входами первого и второго триггеров, вход начальной установки устройства соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и первым входом четвертого элемента

ИЛИ каждого блока границ счета, .с нулевым входом второго триггера каждого блока границ счета, выход генератора импульсов соединен с вторым входом первого элемента И, с первыми входами третьего и четвертого элементов И и через элемент заI держки с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И, выход первого элемента И соединен с единичным входом второго триггера, единичный и нулевой выходы которого соединены с вторыми входами соответственно седьмого и шестого элементов И, выходы шестого и седьмого элементов И соединены соответственно с нулевым и единичным входами третьего триггера, единичный и нулевой выходы которого соединены с в. орыми входами соответственно четвертого и третьего элементов .И, выходы которых соединены соответственно с единичным и нулевым входами четвертого триггера, выход четвертого элемента И соединен со счетным входом счетчика, единичный выходы первого и четвертого триггеров Соединены соответственно с вторым и третьим входами пятого элемента И, выход которого соединен с тактовым входом второго дешифратора первого блока границ счета, выход второго элемента И соединен с первым входом второго элемента И всех блоков границ счета, вход опроса состояния счетчика устройства соединен с третьим информационным входом первого дешифратора всех блоков границ счета, выход четвертого элемента ИЛИ i-го блока границ счета соединен с нулевым. входом первого триггера i-го блока. границ счета, первый выход первого дешифратора i-го блока границ счета через элемент задержки соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, первым входом пятого элемента ИЛИ, с входом сброса одноразрядного счетчика i-ro блока границ счета, выход второго элемента ИЛИ i-ro блока границ счета соединен со счетным входом одноразрядного счетчика, третий выход первого дешифратора каждого блока .границ счета соединен с единичным вхо-. дом второго триггера, информационный вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, единичный и нулевой выходы второго триггера д-го блока границ счета соединены соответственно с первым и вторым информационными входами второго дешифратора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым входом пятого элемента ИЛИ i-ro блока гра-. ниц счета и = тактовым входом второго дешифратора (1+1)-го блока границ счета, выход пятого элемента ИЛИ i-ro блока границ счета соединен с тактовым входом второго триггера i-го блока границ счета, первый выход второго дешифратора i-ro блока границ счета соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ i-rn блока границ счета.

1182527

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аппаратных и гибридных мониторах для определения статистических характеристик работы программ.

Целью изобретения является сокра.щение объема оборудования.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для определения частотного спектра программ; на фиг. 2 — функциональная схема блока границ счета.

Устройство содержит (фиг. 1) блок вычитания 1, блок сравнения 2, группу элементов И 3, счетчик 4, второй элемент И 5, элемент ИЛИ 6, первый триггер 7, пятый элемент И 8, генератор импульсов 9, первый элемент И 10, элемент задержки 11, второй триггер 12, шестой 13 и седьмой

14 элементы И, третий триггер 15, третий 16 и четвертый 17 элементы И, четвертый триггер 18 п Е блоков 19 границ счета, вход 20 кода команды, вход 21 текущего адреса программы, . вход 22 начального адреса программы, вход 23 длины программы, вход 24 начальной установки, тактовый вход 25 устройства, вход 26 опроса состояния у счетчика устройства, вход 27 30 начальной загрузки устройства, группу информационных выходов 28 устройства.

Блок 19 границ счета содержит (фиг. 2) четвертый элемент ИЛИ 29, первый триггер 30, первый дешифратор

31, второй триггер 32, элемент задержки 33, первый 34 и третий 35 элементы ИЛИ, группу элементов И 36, второй дешифратор 37, одноразрядный ф) счетчик 38, пятый элемент ИЛИ 39; второй элемент И 40, второй элемент

И 41, первый элемент И 42.

Блок 19 границ счета работает следующим образом. 15

На подготовительном этапе сигнал с входа 24 начальной установки устройства сбрасывает в ноль второй триггер 32, через четвертый элемент

ИЛИ 29 — первый триггер 30 и посту- g0 пает в следующий блок границ счета.

Затем сигнал с входа 27 начальной загрузки устройства, воздействуя на тактовый вход первого триггера 30, записывает в него состояние информа- у ционного входа. Этот же сигнал стробирует установку одноразрядного .счетчика 38 через группу элементов

И 36. Далее сигнал начальной загрузки через первый элемент ИЛИ 34 поступает в следующий блок границ счета на аналогичный вход.

На рабочем этапе по сигналу с тактового входа 2$ устройства, поступающему на второй информационный вход первого дешифратора 31, и при наличии единицы на его тактовом входе возбуждается третий выход дешифратора 31, что приводит к установке в единичное состояние второго триггера 32. Сигнал, поступающий на.тактовый вход второго дешифратора 37, расшифровывает .состояние второго триггера 32. Если он установлен в единицу, то сигнал с первого выхода второго дешифратора 37 . через пятый элемент ИЛИ 39 поступает на тактовый вход второго триггера 32 и переводит его в нулевое состояние. по своему заднему фронту. Этот же сигнал при наличии единицы на первом входе второго элемента И 40 проходит через второй элемент ИЛИ 41 на счетный вход одноразрядного счетчика 38. Эта ситуация в блоке границсчета возникает в том случае, если в нем хранится младший разряд математического счетчика обрабатываемой в данном такте команды. Иначе при нулевом состоянии второго триггера

32 возникает сигнал на втором выходе второго дешифратора 37, который поступает на соответствующий вход следующего блока границ счета. Таким образом, если данный блок не является границей математического счетчика или не принадлежит математическому счетчику обрабатываемой в дачном такте команды, то его состояние не меняется.

Сигнал с входа 26 опроса состояния счетчика устройства поступает на третий информационный вход первого дешифратора 31 и, при наличии единицы в первом триггере 30, возбуждает второй выход дешифратора. Этим сигналом через третий элемент ИЛИ 35 на первом элементе И 42 опрашивается ( состояние одноразрядного счетчика 38.

Если оно единичное, то сигнал с выхода первого элемента И 42 поступает в следующий блок границ счета на первый информационный вход первого дешиф ратора 31 и, пройдя третий элемент

ИЛИ 35, опрашивает состояние однораз" рядного счетчика 38. Если этот блок границ счета оказался младшей грани! 182 121 цей другого математического счетчика, то имеется возможность переполнения предыдущего. Поэтому сигнал с первого выхода первого дешифратора 31, пройдя первый элемент.ИЛИ 34, посту- 5 пает в последующие блоки для организации сдвига на один разряд всех математических счетчиков (аналогично процессу начальной загрузки), а че« рез элемент задержки 33, пятый элемент ИЛИ 39 и четвертый элемент

ИЛИ 29 сбрасывает соответственно одноразрядный счетчик 38, второй триггер 32 и первый триггер 30. Таким образом, математическому счетчику, которому грозило переполнение, будет выделен свободный старший разРяд.

Если первоначальный сигнал с выхода первого элемента И 42 не встретит 20 в следующем блоке границы математического счетчика и, пройдя третий элемент ИЛИ 35, обнаружит нулевое состояние одноразрядного счетчика

38, то он закончит свое распространение. Так как опрос состояния производится после такта обработки каждой команды, то угроза переполнения может возникнуть только в одном математическом счетчике всей совокупнос- 30 ти.

В процессе счета на выходе переноса одноразрядного счетчика 38 появляется сигнал, который поступает на первый вход второго элемента 35

ИЛИ 41 следующего блока границ счета и далее на счетный вход одноразрядного счетчика 38 этого блока.

Состояние одноразрядного счетчика 38 по группе информационных выходов пе- 40 редается в следующий блок границ счета через группу элементов И 36 этого блока. Причем единичный информационный выход одноразрядного счетчика является одним из выходов груп- 15 пы информационных выходов устройства 28.

Устройство для определения частотного спектра программ работает следующим образом. 50

Перед началом работы устройство по сигналу от вычислительной системы по входу 24 начальной установки устройства приводится в исходное состояние. При этом сбрасываются у . триггеры 7 и 12 через элемент ИЛИ 6, а также первый и второй триггеры всех блоков 19 границ счета. Первый же задержанный импульс Генерат<>ра импульсов 9 переписывает нулевое состояние триггера 12 через элемент

И 13 в триггер 15, а следующий основной импульс через элемент И 16 устанавливает в ноль триггер 18.

На подготовительном этапе по входу 27 начальной загрузки.устройства подается k импульсов. Под воздействием этих импульсов логическая единица с информационного входа первого триггера первого блока 19 границ счета распространяется в k блоков 19 границ счета; При этом каждому математическому счетчику отводится по одному разряду. Одновременно логический ноль записывается в k одноразрядных счетчиков.

На рабочем этапе текущий адрес программы по входу 21 поступает в блок вычитания 1, где определяется разность между этим адресом и начальным адресом программы с входа 22.

Далее поступает сигнал на текстовый вход 25 устройства, который стрсбирует работу блока сравнения 2 и, поступая в блоки 19 границ счета, устанавливает соответствующие вторые триггеры 32. Если текущая разность меньше длины программы, задаваемой постоянно с входа 23, то на выходе блока 2 сравнения формируется сигнал, разрешающий прием кода команды с входа 20 через группу элементов И 3 в счетчик 4, причем команда принимается на счетчик в обратном коде. Сигнал с выхода блока сравнения устанавливает в единицу триггер 7 устройства и разрешает прохождение импульсов через элемент И 10. Основной импульс с генератора 9, пройдя элемент И 10, устанавливает в единицу триггер 12, а задержанный переписывает единицу через элемент И 14 в триггер 15.

Следующий основной импульс генератора 9, пройдя через элемент И 17, устанавливает в единицу триггер 18 и поступает на счетный вход.счетчика 4 в качестве. первого импульса п, следовательности поиска входа соответствующего математического счетчика.

Единицы с выходов триггеров 7 и

18 создают условие прохождения задержанных импульсов последовательности поиска через элемент И 8 на тактовый вхЬд второго дешифратора 37 первого блока 1,9.1 границ счета.

Предположим, что поступивший код команды равен i. Тогда по i-му основному импульсу все разряды счетчика 4 устанавливаются в единичное состояние и появляется сигнал на выходе элемента И 5, свидетельствующий об окончании последовательности поиска.

В это время i-й задержанный импульс последовательности достигает 10 границы i-ro математического счетчика в соответствующем блоке 19 границ счета. Совпадение сигнала с выхода элемента И 5 с i-м задержанным импульсом последовательности в этом блоке на элементе И 40 дает счетный импульс в младший разряд i-го математического .счетчика.

Далее (i+1)-й основной импульс последовательности приводит к перепол- 20 нению счетчика и появлению сигнала переноса из этого счетчика. Сигнал переноса через элемент ИЛИ 6 сбрасывает в ноль триггеры 7 и 12, прекращая прохождение задержанных им- 25 пульсов последовательности поиска.

Триггеры 15 и 18 сбрасываются аналогично последовательности начальной установки.

Последним этапом обработки команды является опрос состояния математических счетчиков для предотвращения их переполнения. С этой целью на вход 26 опроса состояния счетчика устройства подается сигнал, действие которого изложено в описании работы блока 19 границ счета, Следующий такт обработки очередной команды начинается с приходом 40 нового текущего адреса программы.на вход 21, кода команды на вход 20, по тактовому входу 25 устройства.

Устройство завершает свою рабс1т" тогда, когда заканчивается выполнение анализируемой программы. В конце работы устройства группа информационных выходов 28 устройства содержит частотный спектр исследуемой программы. При этом количество выполнений команды с тем или иным кодом операции определяется показанием соответствующего математического счетчика, включающего необходимое количество разрядов одноразрядных счетчиков блоков 19 границ счета.

Младший разряд каждого математического счетчика определяется наличием единицы в первом триггере 30 соответствующего блока 19 границ счета.

Так, младшим разрядом первого математического счетчика является одноразрядный счетчик 38 первого блока

19.1 границ счета.

Таким образом, все множество одноразрядных счетчиков, предназначенных для хранения кодов математических счетчиков, динамически перераспределяется в процессе работы устройства. Для идентификации входов в математические счетчики используются в каждом блоке границ счета лишь два триггера: первый и второй. Первый триггер участвует в динамическом перераспределении одноразрядных счетчиков в процессе работы устройства. Второй триггер необходим для реализации поиска входа в требуемый математический счетчик. Отношение выполняемой команды к анализируемой программе обеспечивается блоком вычитания и сравнения. Это дает возможность получения частотного спектра программ при мультипрограммной работе вычислительной системы.

1182527

1182527

Составитель И, СигаловРедактор М. Циткина Техред С.Мигунова Корректор А. Тнско

Заказ Ь108/48 Тирал(709. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.. Проектная, 4