Устройство для контроля хода программы и перезапуска эвм

 

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано для контроля хода вычислительного процесса и перезапуска ЭВМ и является усовершенствованием изобретения по авт. св. 1337901. Цель изобретения - повышение устойчивости функционирования ЭВМ в условиях длительных помех по информационным и управляющим цепям. Устройство для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ содержит дешифратор адреса 8, элементы И, ИЛИ, счетчик 14, блок внутреннего прерывания 15, регистр состояния 16, включающий триггеры цикличности 17, внешнего устройства 18, останова 19, разрешения работы 20, блок перезапуска 24, блок магистральных приемопередатчиков 25, дешифратор ошибки команды 26, блок блокировки 27, содержащий триггер ошибки команды 28, одновибраторы 30, 31, 32. При нормальном ходе программы устройство для контроля и перезапуска ЭВМ не вызывает прерывания. При изменении в ходе программы устройство (блок блокировки 27) вырабатывает сигнал захвата магистрали длительностью 100 мс. На это время блокируется работа оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 7, возможность искажения информации ОЗУ исключается, а блок блокировки 27 позволяет выявить ошибки обращения к магистрали и ошибку команды. Длительность сигнала захвата магистрали, равная 100 мс, достаточная для прекращения действия помех. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (1% (11) 15Р4G 06 F 11 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

Я) ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (61) 1337901 (21) 4305847/24-24 (22) 14.09.87 (46) 15.08.89. Бюл. № 30 (71) Омский политехнический институт (72) В.M.Òàíàñåé÷óê, В.Н.Куряченко, С.В.Морозов и А.П.Панков (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1337901, кл. G 06 F 11/28, 1985.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ХОДА

ПРОГРАММЫ И ПЕРЕЗАПУСКА ЭВМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано для контроля хода вычислительного процесса и перезапуска ЭВМ и является усовершенствованием изобретения по авт.св. 1337901. Цель изобретения — повышение устойчивости функционирования ЭВМ в условиях дли3 1501066 блок блокировки 27 позволяет выявить ошибки обращения к магистрали и ошибку команды. Длительность сигнала захвата магистрали, равная 100 мс, досдешифратор 26 ошибки команды (ЛОК) и блок 27 блокировки (ББ), содержащий (фиг. 2) триггер 28 ошибки команды (ТОК), элемент И 29, формирователи

30-32 импульсов, которые представляют собой одновибраторы (ОВ), например, K155AI" jKII 3 по отношению к ЭВМ является внешним устройством.

Устройству не разрешается работа, если по программе TPP 20 не установлен в единичное состояние, если TPP

20 установлен в единицу, устройству разрешается работа.

Программа разбивается на контролируемые участки. Каждому участку присваивается имя и для него известно число выполняемых команд, а также число обращений к памяти, которое программно заносится в ТМ 14. Имя участка программы сохраняется в фико сированной ячейке ОЗУ 7.

Триггер TPP 20 установлен в ециничное состояние. Обращение ЦП 5 к памяти определено появлением синхроимпульса активного устройства (СИА) магистрали 4. Этот сигнал поступает на вычитающий вход счетчика ТМ 14 через элементы И 9 и 10, если ТЦ 17 находится в нулевом состоянии, это значит, что при каждом обращении ЦП

5 к памяти происходит вычитание единицы из кода, записаннбго в TM 14.

При нормальном ходе программы содержимое TM 14 для каждого участка программы.обновляется и сигнал переноса

TM 14 отсутствует, устройство УКП 3 не прерывает работу системы. тельных помех по информационным и управляющим цепям. Устройство для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ содержит дешифратор адреса 8, элементы И, ИЛИ, счетчик 14, блок внутреннего прерывания 15, регистр состояния 16, включающий триггеры цикличности 17, внешнего устройства

i8, останова 19, разрешения работы

20, блок перезапуска 24, блок магистральных приемопередатчиков 25, дешифратор ошибки команды 26, блок блокировки 27, содержащий триггер ошибки команды 28, одновибраторы 30, 31, 32. 15

При нормальном ходе программы устройИзобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для контроля хода вычислительного процесса и перезапуска ЭВМ.

Цель изобретения — повышение устойчивости функционирования ЭВМ в условиях длительных помех по информационным и управляющим цепям.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ в составе вычислительной системы; на фиг. 2— структурная схема блока блокировки; на фиг. 3 — временная диаграмма работы блока блокировки.

Вычислительная система содержит

ЭВМ 1, внешние устройства (BY) 2 и устройство 3 для контроля и перезапуска (УКП), соединенные магистралью 4, 40

ЭВМ 1 состоит из центрального процессора (ЦП) 5, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 6 и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 7. 45

Устройство 3 для контроля хода программы и перезапуска 3ВМ содержит дешифратор адреса (ДА) 8, первый 9, второй 10, третий 11 и четвертый 12 элементы И, элемент HJIH 13, счетчик ®0 (TM) 14, блок 15 внутреннего прерывания (БВП), регистр 16 состояния (РУС), триггер 17 цикличности (ТЦ), триггер

18 внешнего устройства (ТВУ), триггер

19 останова (TO), триггер 20 разрешения работы (ТРР), шестой 2.1, седьмой 22 и пятый 23 элементы И, блок

24 перезапуска (БПЗ), блок 25 магистральных приемопередатчиков (БМПП), ства для контроля и перезапуска ЭВМ не вызывает прерывания. При изменении в ходе программы устройство (блок блокировки 27) вырабатывает сигнал захвата магистрали длительностью

100 мс. На это время блокируется работа оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 7, возможность искажения информации ОЗУ исключается, а таточна для прекращения действия помех. 3 ил.

5 15010

Если происходит изменение в ходе программы, которое приводит к получению в TM 14 нулевого результата в случае увеличения количества циклов внутри участка программы, или происходит опрос флага готовности внешнего устройства, которое неисправно и не вырабатывает сигнала готовности, признак нулевого результата с управляющего выхода ТМ 14 переключает ТЦ

17 в единичное состояние и запускает

БВП 15, разрешает устройству фиксировать обращение ЦП 5 к BY 2 выработкой разрешающего сигнала на первом

15 управляющем выходе. За время деиствия этого сигнала устройство ждет появления в магистрали 4 управляющего сигнала "Выбор BY". Если управляющий сигнал ВУ магистрали 4 появляется, ЦП 5 обращается к внешнему устройству. Поскольку произошло зацикливание программы (в ТМ 14 нулевой результат), можно предположить, что причиной зацикливания является неисправность внешнего устройства. В этом случае по совпадению активных уровней сигналов СИА и BY на И 11 и при условии, что на втором входе И 12 присутствует разрешающий сигнал от БВП

15, управляющий сигнал с выхода И 12 через элемент ИЛИ 13 поступает на вход записи TM 14, т.е. информация, находящаяся на шине данных — адрес магистрали 4, записывается в TM 14, а это в данном случае является адре- 35 соМ внешнего устройства, к которому обращается ЦП 5. Сигнал с выхода И 12 также переключает триггер ТВУ 18 в единичное состояние. Если за время активного уровня разрешающего сигна- 40 ла на первом выходе БВП 15 сигнал BY не появляется в магистрали 4, то триггер ТВУ 18 не переключается в

"1". Активный уровень на выходе ТЦ

17 запрещает прохождение сигнала 45

СИА магистрали 4 через элемент И 10 на вычитающий вход TM 14 и запрещает установку ТО 19 через элемент И 21..

После выработки первого сигнала БВП

15, устройство ожидает сигнал СИА ма- 5О гистрали 4 и по его появлению вырабатывает сигнал, запрещающий прохождение сигнала СИП к ЦП 5 на 15 мкс, и при первом же обращении ЦП 5 к магистрали СИП от устройства, к которому обращается ЦП 5, не приходит. ЦП 5 вырабатывает сигнал внутреннего прерывания по ошибке обращения к магистрали 4, т.е. устройство имитирует

66 6 . ошибку по обращению к магистрали 4, вызывая прерывание программы по ошибке обращения к магистрали 4. Это прерывание выбрано потому, что оно вызывает прерывание программы независимо от значения разряда разрешения пре рывания в слове состояния процессора.

ЭВМ 1 выходит на подпрограмму обслуживания прерывания, опрашивает РУС

16 и устанавливает, что данное прерывание вызвало устройство контроля и ерезапуска, что произошло зациклиание, и если произошло зацикливание на опросе флага готовности внешнего устройства, то ТВУ 18 находится в еди ничном состоянии, а в TM 14 хранится адрес этого устройства. Имея также имя участка программы, где произошло зацикливание, программа, обслуживающая прерывание, может довольно точно устранить последствия ошибки, приведшей к зацикливанию, и если ТВУ 18 в единичном состоянии, то и проверить исправность устройства, адрес которого находится в TM

14 и продолжить выполнение прерванной программы, если необходимо, то продолжение можно начать и с начала участка, где произошло зацикливание.

Как показывает опыт использования

ЭВМ в системах реального времени, наиболее часто встречающейся причиной сбоев ЭВМ являются разнообразные наводки по информационным и управляющим цепям, а также цепям питания ЭВМ, причем действие таких наводок может исчисляться десятками миллисекунд, а реакция ЦП 5, например, на ошибку обращения магистрали или попытку выполнения несуществующей команды (как правило эти ошибки являются последствиями сбоев ЭВМ) составляет не более

50 мкс. Поэтому управляющая программа, которая начинает обрабатывать подобные ошибки ЭВМ, выполняется еще во время действия источников сбоев (разнообразных наводок), что приводит к появлению многократных ошибок, т.е. во время обработки программой одной ошибки могут появляться еще ошибки. Такие явления приводят к сильному искажению вычислительного процесса, что, в свою очередь, затрудняет его восстановление после сбоев. Таким образом, возникает потребность приостанавливать вычислительный процесс после появления ошибок (обращение по несуществующему адресу

1501066 или попытки выполнить несуществующую команду) на максималЬно возможное время действия источников ошибок.

Блок 27 блокировки производит захват магистрали с помощью сигнала Захват

11 5 магистрали", блокируя возможность передачи информации через магистраль, запрещает работу ОЗУ 7, исключая возможность искажения информации в ОЗУ 7 и приостанавливает работу БПЗ 24.

Длительность сигналов захвата магистрали, запрещения работы ОЗУ 7 и БПЗ

24 составляет 100 мс и определяется значением R < С. Так как обращение

ЦП 5 по адресу вектора прерывания по ошибке команды (несуществующий код) происходит в момент действия помех, то ЦП 5 может сосчитать искаженный адрес. Чтобы исключить воэможность выхода по неверному адресу программы обработки ошибки команды, после снятия сигналов захват, запрещения работы ОЗУ 7 и БПЗ 24 ББ 27 организуеT ожидание B течение 50 МКс сигнала обращения к РУС 16, свидетельствующего о правильном выходе на программу обработки ошибки команды, если в течение этого времени не происходит обращение к РУС 16, то ББ 27 формирует сигнал на второй вход за- 30 пуска БВП 16, прерывая- выполнение программы и передавая управление программе обработки ошибки обращения к магистрали.

Временные диаграммы, поясняющие работу ББ 27, представлены на фиг. 3.

Сигнал разрешения ввода ЭВМ (ВНВВ) появляется не только в случае ошибки обращения к магистрали, но и при останове и перезапуске 3ВМ 1. Сигнал 40

ВНВВ проходит на первый запускающий вход ОВ 30 ББ 27 лишь при условии, что сигнал перезапуск (ПИТН) пассивен, а ТЦ 17 находится в нулевом состоянии. Одновибратор 30 вырабаты- 45 вает сигнал "Запрещение работы (ЗР)

ОЗУ" длительностью 100 мс, который поступает на линию "Захват магистрали" (ЗМ), и через элемент И 29 сигнал БЛОК, поступающий на второй вход 50 разрешения работы БПЗ 24. Таким образом, на 100 мс запрещается работа магистрали, ПЗУ 6 м БПЗ 24, т.е. приостанавливается работа всей вычислительной системы. 55

После окончания действия сигналов

ЗМ, ЗР и БЛОК ЦП 5 обращается в память по адресу вектора обработки прерывания по ошибке обращения к магистрали и приступает к выполнению данной программы.

В случае ошибки команды ЦП 5 обращается к памяти по адресу вектора обработки прерывания по ошибке команды. Обращение по этому адресу фиксирует ДОК 26, сигнал с выхода которого переключает ТОК 28 в "1", которая поступает на второй запускающий вход ОВ 30. ОВ 30 вырабатывает сигналы ЗМ И ЗР, Высокий уровень с выхода

ТОК 28 разрешает работу ОВ 31, который по заднему фронту сигнала ЗМ вырабатывает сигнал ожидания (ОЖД) длительностью 50 мкс, если в течение этого времени не появляется сигнал обращения с второго выхода ДА 8 к

РУС 16 (ТОК 28 остается в единичном состоянии), то по заднему фронту сигнала ОЖД ОВ 32 вырабатывает сигнал

ОШ, который запускает БВП 15, т,е. прерывает выполнение текущей программы °

Одновременно с началом работы

ББ 27 сигнал ВНВВ с выхода элемента

И 22 устанавливает ТО 19 в единичное состояние, что свидетельствует о возможном останове хода выполнения программы. Выход ТО 19 подключен к входу запуска работы БПЗ 24, но так как в это время ББ 27 приостановил работу всей вычислительной системы, в том числе и БПЗ 24, то БПЗ 24 переходит в состояние ожидания снятия сигнала

БЛОК ББ 27 с второго входа разрешения работы БПЗ 24. Блок 27 блокировки разрешает работу БПЗ 24, организует ожидание в течение 50 мкс сброса fPP 20. Сброс TPP 20 происходит лишь в случае, если причиной появления сигнала ВНВВ была ошибка обращения к магистрали и ЦП 5 после приостановки блоком 27 блокировки вышел на программу обслуживания ошибки обращения к магистрали, которая сбрасывает TPP

20, Если в течение 50 мкс данный триггер не сброшен, то такая ситуация расценивается как останов и БПЗ

24 вырабатывает последовательность сигналов ПИТН и ПОСТН, после появления которой ЦП 5 производит перезапуск 3ВМ 1.

Формула изобрете ния

Устройство для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ по авт.св.

У 1337901, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчи—

1501066

10 вости функционирования. ЭВМ в условиях длительных помех по информационным и управляющим цепям, оно содержит дешифратор ошибки команды и блок блокировки, содержащий элемент И, первый, 5 второй и третий формирователи импульсов и триггер ошибки команды, причем информационные входы дешифратора ошибки команды подключены к группе информационных выходов блока магистральных приемопередатчиков, выход дешифратора ошибки команды подключен к входу установки в единичное состояние триггера ошибки команды блока блокировки, вход установки в нулевое состояние которого подключен к второму выходу дешифратора адреса, выход седьмого элемента И подключен к первому входу запуска перво о формирова- 2< теля импульсов блока блокировки, второй вход запуска которого и входы разрешения второго и третьего формирователей импульсов подключены к вы-. ходу триггера ошибки команды, инверсный выход которого подключен к первому входу элемента И блока блокировки, второй вход которого и выход устройства для подключения к входу запрещения работы оперативного запоминающего устройства ЭВМ соединены с выходом первого формирователя импульсов блока блокировки, инверсный выход которого подключен к выходу устройства для подключения к управляющему входу захвата магистрали ЭВИ и к входу запуска второго формирователя импульсов блока блокировки, выход которого подключен к входу запуска третьего формирователя импульсов, выход которого подключен к второму входу запуска блока внутреннего прерывания, выход элемента И блока блокировки подключен к входу разрешения блока перезапуска.

1501066 сия 3

Составитель Д.Ванюхин

Техред М.Дидык

Редактор Л.Пчолинская

Корр ек тор Т, Палий

Заказ 4869/45 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101