Устройство для отладки многомодульной цвм

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для отладки и оперативного контроля сложных цифровых устройств различного назначения. Цель изобретения - сокращение времени отладки и контроля, а также расширение функциональных возможностей по контролю ЦВМ с многомодульной структурой. Устройство для отладки многомодульной ЦВМ содержит отлаживающую ЦВМ, блок микропрограммного управления, блок регистров, регистр отлаживаемой ЦВМ режимов, блок прерывания, блоки сопряжения с функциональными модулями, блок имитации модуля. Устройство обеспечивает работу в следующих режимах: запись информации в функциональные модули, считывание информации из функциональных модулей отлаживаемой ЦВМ, имитацию работы ЦВМ. Порядок включения того или иного режима работы определяется программой контроля и отладки ЦВМ или же ручными действиями оператора на клавиатуре дисплея того же устройства. Построение блока на основе микропрограммируемости позволяет реализовать гибкий алгоритм управления системой, а использование ПЛМ в блоках прерываний и имитации модуля позволяет значительно повысить эффективность контроля и отладки. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК щ)5 G 06 P 11/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОВ ЕТЕНИЯЫ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4185888/24-24 (22) 26.01.87 (46) 15.05,90. Бюл. Р 18 (72) А.С.Кафидов, Г.И.Кузнецов, Г.Н.Полтавец, П.А.Шпаин, 3.Д.Алексеева и М.И.Тараров (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 911531, кл. G Об Г 11/16, !980, Авторское свидетельство СССР

У 1228108; кл. С 06 F 11/26, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДДЯ ОТЛАДКИ МНОГОМОДУЛЬНОЙ ЦВМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для отладки и оперативного контроля сложных цифровых устройств различного назначения. Цель изобретения — сокращение времени отладки и контроля, а также расширение функциональных возможностей по контролю

ЦВМ с многомодульной структурой. Устройство для отладки многомодульной

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для отладки и оперативного контроля сложных цифровых устройств различного назначения, а также в качестве пульта управления мультипроцессорной вычислительной машины.

Цель изобретения — сокращение времени отладки ЦВМ модульной структуры.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства для отладки многомодульной ЦВМ; на фиг.2 — функциональная схема блока управления; на ф;г.3

„.,Я0„„1564630 А 1

ЦВМ содержит отлаживающую ЦВМ, блок микропрограммного управления, блок регистров, регистр отлаживаемой ПВМ режимов, блок прерывания, блоки сопряжения с функциональными модулями, блок имитации модуля. Устройство обеспечивает работу в следующих режимах: запись информации в функциональные модули, считьвание информации из функциональных модулей отлаживаемой

ЦВМ, имитацию работы ЦВМ. Порядок включения того или иного режима -работы определяется программой контроля и отладки ЦВМ или же ручнымидействиями оператора на клавиатуре дисплея того же устройства. Построение блока на основе микропрограммируемости позволяет реализовать гибкий алгоритм управления системой, а использование ПЛМ в блоках прерываний и имитации модуля позволяет значительно повысить эффективность контроля и отладки. 7 ил. то же, блока регистров; на фиг.4— то же, блока прерьвания; на фиг.5 алгоритм работы блока управления по организации режимов записи и считыВания в Один из функциональных мо дулей контролируемой ЦВМ;.на фиг,б— алгоритм настройки и имитации (запись, считывание) внешнего устройства; на фиг.7 — алгоритм работы устройства выработки тестовых воздействий и анализа реакции .

Блочные символы алгоритмов на фиг.5, 6, 7 имеют позиционные обозначения от 1 до 41.

Устройство (фиг. 1) содержит о гла— живающую ЦВМ 1, блок 2 микропрограммного управления, блок 3 регистров, регистр 4 режимов, блок 5 поразрядно5 го сравнения, блоки 6.1...6.N сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ, блок

7 имитации модуля, информационный выход 8, информационный вход 9, группу

10 выходов поля управления, группу

ll выходов поля управления, вход 12 прерывания, выход 13 блока 7, группу

14 выходов, группу 15 выходов поля управления, выход 16, выход 17 синхронизации, информационные вход-выход 18 и 19, группу выходов 20 управления, группу выходов ?1, 2? и 23 поля управления, выход 24 блокировки, группу 25 выходов, группу 26 выходов„ „-0

Блок 6 связан с функциональными модулями и содержит регистр 27, двунаправленный шинный формирователь 28, элемент И 29, узел 30 памяти.

Блок 7 содержит приемный регистр

31, передающий регистр 32, регистр

33 настройки, узел 34 памяти, шинный формирователь 35, элемент И 36

Блок 2 содержит узел 37 выбора следующей микрокоманды, узел 38 хранения микрокоманд, регистр 30 микрокоманд, генератор 40 импульсов, элемент И 41, мультиплексор 42.

Блок 3 содержит регистр 43 считывания и регистр 44 записи.

Блок 5 содержит узел поразрядного сравнения, состояший из последовательно соединенных элементов ЗИ-2ИПИ

45, с подключенным к нему элементом

HE 46, элементов НЕ 47 и ИЛИ 48.и триггера 49.

Устройство для отладки многомодульной ЦВМ обеспечивает работу в следующих режимах: запись информации в функциональные устройства отлажи- 45 ваемой ЦВИ (на фиг.l не показано, на фиг.5 — блочные символы 1 †); считывание информации иэ функциональных устройств отлаживаемой ЦВИ (фиг,5, блочные символы 1-6, 13-17); имитацию работы отлаживаемой ЦВИ (фиг.5 и

6, блочные символы 1-6, 18-30).

Порядок включения того или иного режима работы определяется программой отладки отлаживаемой ЦВИ или же ручными действиями оператора на кла-.

55 виатуре дисплея того же устройства.

В режиме имитации устройство позволяет произвести настройку на за1564630 4 данный физический интерфейс внешней

ЦВМ, определяющую входные и выходные линии связи шин 18. Программа имитации отлаживающей ЦВМ может быть вызвана с определенной периодичностью или же по сигналам прерывания с блока

5 поразрядного сравнения.

Устройство 1 работает в режимах записи и чтения информации (информационные шины 8, 9, управляющче шины

11, 12).

В режиме записи для передачи каждого информационного слова ЦВМ 1 выработки тестовых воздействий и анализа реакций передает управляющее, а затем информационное слово (фиг.7, блочные символы 31-39).

В режиме чтения ЦВИ 1 передает управляющее слово, а затем производит считывание информационного слова (фиг.7, блочные символы 31-36, 40).

Устройство для отладки многомодульной ЦВИ работает следующим образом.

В исходном состоянии с выхода узла 38 и соответственно с выхода регистра 39 по шине 10 передается сигнал Готовность приемника (Г ).

ПР

ЦВИ l выставляет по шине 8 управляющее слово и передает по выходу

11 сигнал синхронизации передачи, который через мультиплексор 42 поступает на вход узла 37, в результате чего по очередному перепаду сигнала с генератора 40 импульсов на выходе узла 37 формируется и передается в узел 38 новый адрес, по которому выбирается другая микрокоманда (фиг.5, блочные симвопы 1-6).На выходе узла

38, а по сигналу с генератора 40 импульсов и на выходе регистра 39 формируется сигнал, который синхронизирует запись управляющего слова в регистр 4.

Управляющее слово содержит два значащих поля. Первое поле содержит признак записи (считывания) и двоичный код заданного регистра отлаживаемой

ЦВМ или код регистров 31, 32 и 33.

Второе поле содержит код начального адреса соответствующей микрокоманды блока 2.

Рассмотрим случай, когда в управляющем слове задан режим записи в один из регистров отлаживаемой ЦВМ.

Код адреса с признаком записи гередается с регистра 4 по выходу 14 в блоки 6 и 7 на входы узлов 30 и 34

5 15646 памяти, выполненных на программно-,логических матрицах. В данном случае задан регистр отлаживаемой ЦВМ, находящийся в i-м функциональном модуле. Соответственно узел 30 памяти

1-го блока 6 настроен на соответствующую группу кодов адреса, задающих регистры этого функционального модуля. Далее запускается микропрограмма, начальный адрес которой загружается из поля регистра 4 режимов.

Далее в соответствии с микропрограммой на выходе регистра 39 формируется и передается по шине 10 сигнал "Готовность приемника" Г„, одновременно мультиплексор 42 настраивается на прием сигнала синхронизации (фиг.5, блочные символы 7-12). Узел

37 при выполнении микропрограммы счи- 20 тывает каждый последующий адрес с регистра 39, катарьй в свою очередь принимает этот адрес в составе очередной микрокоманды с узла 38. ЦВМ

1 выставляет по выходу 8 информацион- 25 ное слово и передает сигнал синхронизации, по которому выбирается новая микрокоманда с узла 38 и передается на входы регистра 39.

В составе этой микрокоманды присутствует бит записи в регистр 44, в результате чего информационное слово записывается в указанный регистр. Код адреса регистра, принадлежащий к области адресов взаимодействия с i-м блоком 6 и записанньй ранее в регистр

4 передается по шине 14 на входы узлов 30 и 34 памяти. В соответствии с микропрограммой блок 2 и передает по шине 15 на входы узлов памяти 30 и 4О

34 сигналы, организующие запись информационного слова в заданный регистр отлаживаемой ЦВМ. По ходу выполнения этой операции на выходе узла

30 памяти i-го блока 6 формируется 45 сигнал, переключающий регистр 27 в режим последовательного сдвига, да" лее производится последовательная перезапись информации с регистра 44 в регистр 27 того же блока 6.

Последовательная передача производится следующим образом.

На вход элемента И 41 блока 2 подается потенциальный сигнал разрешения сдвига, на другой вход — тактовые импульсы с генератора 40. На выходе этого элемента формируются импульсы сдвига, которые поступают в сдвиговую цепь регистра 44, переключенного

6 в режим псследавательнага сдвига сигналом с регистра 39 блока 2. Кроме таго, сигналы сдвига поступают через шину 17 сдвига в сдвиговые цепи регистров 27.

Информация подается аднафазным кадом с выхода регистра 44 через шину 16 на входы регистров 27, запись же производится в тат блок 6, кото— рый задан диапазоном кодов адреса с регистра 4. Таким образом, происходит запись информации в регистр 27 блока

6. Па окончании последовательной передачи информации микропрограмма формирует сигнал, который в свою очередь вызывает появление сигнала на выходе узла 30, переключающего двунаправленный шинный формирователь 28, и передачу информации с выхода регистра 27 в информационные шины 191 (вхад-выход). Таким образом, информационное слово передается па этим шинам в функциональный модуль отлаживаемай ЦВМ, в котором имеются двунаправленные шины, подключенные к информационным входам регистров. Выходы регистров модуля через коммутаторы подключены на ту же шину. Затем с другого выхо" да того же узла памяти по шинам 20 ,передается сигнал записи, которьй поступает на вход синхронизации записи заданного регистра. Цепь записи с блока управления в функциональном модуле ЦВМ объединена с сигналом аналогичного назначения, поступающим из шин 20 монтажным ИЛИ. Таким образом, производится запись информации с регистра 27 в заданньй регистр функциональнага модуля отлаживаемай ЦВМ.

В режиме считывания управляющее слово также записывается в регистр 4.

В узел 37 загружается начальный адрес другой микропрограммы. Код адреса также передается на входы узлов

30, 34. Далее микропрограмма формирует и передает по шинам 15 сигнал, вызывающий на выходе узла 30 формирование сигнала опроса заданного регистра функционального устройства

ЦВМ, который передается по шинам 20 и вызывает подключение заданного регистра к входу-выходу 19 (фиг.5,блочные символы 13-17). Двунаправленный шинный формирователь 28 в исходном состоянии пропускает сигналы шин

19 на вход регистра 2?. Затем формируется сигнал записи в регистр 27 по сигналу с шин 15 и информация а са1564е30

-rоянии заданного реги тра параллельным кодом записывается в регистр 27.

Далее в соответствии с микропрограммой регистр 27 переводится в режим последовательного сдвига, за- 5 дается разрешающий уровень сигнала на вход элемента И 29, одновременно в режим последовательного сдвига устанавливается регистр 43 блока 3 и производится последовательная передача информации с регистра 27 через элемент И 29, шину 13 в регистр 43 блока 3. Сдвиг регистров осуществляется сигналами сдвига, формируемыми

«а выходе элемента И 41 блока 2 и передаваемыми в блок 3 по шине 17 в блоки 6. По окончании передачи слова на выходах регистра 43 и соответственно на входе 9 выставляется инфор20 мационное слово о состоянии заданного регистра отлаживаемой ЦВМ.

Микропрограмма формирует сигнал готовности и передачи информации Грд, который передается по выходу 10 в ЦВМ 25

1. Последняя организует считывание информации с входа 9, по окончании которого передается по выходу 11 сигнал подтверждения приема П, далее производит анализ и продолжает выполнение заданной программ»1.

-Рассмотрим работу устройства в

=асти выполнения режима имитации внешних ус.тройств.

В начале работы производится на35 стройка блока 7 на имитацию данного типа вычислительного устройства,при этом производится распределение линий связи в шине 18 на входные и выходные. Для этого ЦВМ I передает управляющее слово с адресным полем, в котором задан код работы с узлом 34 памяти блока 7. Затем передается информационное слово, которое через выход 8, регистр 44, выход 16 записывается в регистр 33 блока 7 (фиг.б, блочные сигналы 18-21) . Сдвиг регистра 33 осуществляется по шине 16, разрешение на работу в режиме последовательного сдвига вырабатывается на

50 выходе узла 34 под действием сигналов с шины 15,задаваемых блоком 2.

По окончании записи в регистр 33 блок 7 считается настроенным на имитацию заданного типа ВУ. Это опреде55 ляется наличием единичных и нулевых сигналов на отдельных разрядах этого регистра. Каждый разряд регистра 33 подключен к управляющему входу соответствующего элемента с тремя состояниями, входящего в состав шинного формирователя 35. Количество этих элементов в формирователе 35 соответствует разрядности регистров 32 и 33, а к информационным входам этих элементов подключены соответствующие выходы разрядов регистра 32. Таким образом, элементы (35), имеющие по управляющему входу разрешающий уровень сигнала, подключают выход соответствующего разряда регистра 32 к шине 18 и назначают выходнымилиниями... а элементы (35), имеющие эапрешающий уровень сигнала на том же входе, остаюгся по выходу в состоянии высокого импеданса. Так как шина 18 подключена

f к информационным входам регистра 31 то разряды, имеющие по входам без-. различное состояние, относятся к входным линиям связи.

Выдача сигналов по шине 18 производится аналогично описанному . При этом вместо регистра 33 задействуется регистр 32. Сигналы с выхода регистра 32 передаются через элементы (35) в шину 18 (фиг.б, блочные символы 22-26). Считывание информации с шины 18 производится по управляющему слову, при этом информация параллельным кодом записывается в ре-. гистр 31, затем передается последовательным кодом через эпемент И 36 по вьисоду 13 в регистр 43, с которого считывается в устройство 1 (фиг,б, блочные символы 27-30}. Управление регистрами, участвующими в последовательной передаче информации, осуществляется блоками 2 и 7, Рассмотрим работу устройства с формированием сигнала "Прерывание".

В регистр 31 блока 7 записывается из ЦВМ 1 константа, задающая парамет" ры ожидаемого входного сигнала. 3апись в регистр производится аналогично описанному. Регистр 31 подсоединен по выходам его раэрядрв на вход узла 5 поразрядного сравнения блока, где каждый из и-1 разрядов регистра подключен к входу соответствующего элемента ЗИ-2ИЛИ 45, а и-й разряд (знаковый) — к элементу НЕ 46 (и— общее количество разрядов регистра 31), Шина 18 подключена к входам элементов ЗИ-2ИХБ 45 и через элементы НЕ 47 к другим входам элементов ЗИ-2ИЛИ 45 (фиг.4), т.е. в отсутствии сигнала с заданными параметрами на выходах всех

9 15646 элементов ЗИ-2ИЛИ 45 и соответственно на выходе элемента ИЛИ 48 присутствуют сигналы нулевого уровня. При появлении сигнала с заданными параметрами (линия связи задается сигналом единичного уровня на одном из разрядов регистра 31) на выходе соответствующего элемента ЗИ-2ИЛИ 45 появляется сигнал единичного уровня, который че10 рез элемент ИЛИ 48 включает триггер

49. С выхода триггера сигнал передается в устройство 1 чта вызывает включение программы имитации (фиг.7, блочные символы 31-41). Вход установ15 ки в исходное состояние триггера 49 управляется с блока 2.

Таким образом, предложенное устройство позволяет вести отладку и контроль многомодульным ЦВМ, при этом блоки 6 и 7 могут размещаться на значительном удалении как друг от друга, так и от других блоков и устройств системы. Это качество достигнуто за счет одинаковой организации взаимодействия с каждым из этих блоков с использованием одного и того же. набора шин 13-17. Количество линий связи в канале, образованном шинами

13-17, незначительно за счет использования последовательных передач информации.

Формула из обретения

Устройство для отладки многомодульной ЦВМ, содержащее блок микропрограммного управления, блок поразрядного сравнения, блок регистров, регистр режимов, причем первый вход логическага условия блока микропрограммного управления подключен к входу устройства для подключения к шине управления отлаживающей ЦВМ, перВая группа выходов поля управления 45 блока микропрограммного управления соединена-с входом устройства для подключения к шине адреса отлаживающей ЦВМ, вторая и третья группы выходов поля управления блока микропрограммного управления соединены с первой и второй группами информационных входов блока регистров, первый выход поля синхронизации блока микропрограммного управления соединен с входом синхронизации блока регистров, четвертая группа выходов блока микропрограммного управления соединена с группой информационных входов ре30!

О гистра режима,. первая группа выходов которого соединена с второй группой входов логического условия блока микропрограммного управления, вторая группа информационных входов регистра режимов подключена к входам устройства для подключения к информационной атлаживающей ЦВМ и к третьей группе информационных входов блока регистров, группа выходов которого соединена с входом устройства для подключения к информационной шине отлаживающей IJBN, выход устройства для подключения к входу прерывания отлаживающей

ЦВМ соепинен с выходом блока поразряднагo сравнения, вход блокировки которого соединен с вторым выходом поля синхронизации блока микрапрог— раммного управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, чта, с целью сокращения времени отладки ЦБМ модульной структуры, в него введены блок имитации модуля, N блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ (где _#_ — число модулей в отлаживаемой ЦВМ), причем блок имитации модуля содержит приемный регистр, передающий регистр, регистр настройки, элемент И, шинный формирователь, узел памяти, а каждый i-й блок сопряжения с функциональными мод лями (1 = 1...N) содержит регистр, двунаправленный шинный формирователь, элемент И и узел памяти, причем группа выходов приемного регистра блока имитации модуля соединена с первой группой информационных входов блока поразрядного сравнения, вторая группа информационных входов которого является груп-.-ай входов устройства для соединения с группой информаиионных входов-выходов атлаживаемай ЦВМ, с первой группой информационных входов приемного регистра блока имитации модуля и с группой выходов шинного формирователя блока имитации модуля, адресные и информационные входы шинного формирователя блока имитации модуля соединены соответственно с выходами регистра настройки и передающего регистра блока имитации модуля, входы записи-считывания передающего регистра, регистра настройки и приемного регистра блока имитации модуля соединены с выходом блока регистров, а также с входами записи-считывания регистров У, блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемай

1564630!

ЦВМ, вход записи приемного регистра блока имитации модуля соединен с первым выходом поля синхронизации блока микропрограммного управления и с вхо5 дами записи считывания регистров N блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ, первая группа адресных входов узла памяти бпока имитации модуля соединена с вто-lo рой группой выходов регистра режимов и с первой группой выходов регис а режимов и с первыми группами адресных входов узлов памяти блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ, вторая группа адресных входов узла памяти блок=.и.:митацни модуля соединена с пятой группой выходов поля управления блока микропрограммного управления и с вторыми э0 группами адресных входов узлов паня ти N блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ, в блоке имитации модуля вторая группа иНформационных входов приемного регистра соединена с первой группой выходов узла памяти, вторая и третья группы выходов узла памяти соединены с группами информационных входов передающего регистра и регистра настройки соответственно, выход приемного регистра соединен с первым вхо- дом элемента И, выход узла памяти сое динен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с выходами элементов И N блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ и подключен к входу логического уровня блока регистров, в i-u блоке сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ группа выходов регистра соединена с группой информационных входов двунаправленного шинного формирователя, группа информационных входов выходов которого является группой информационных входов выходов устройства для подключения к i-му функциональному модулю отлаживаемой ЦВМ, группа выходов двунаправленного шинного формирователя соединена с группой информационных входов регистра, вход разрешения которсго соединен с первым выходом узла памяти, второй выход которого соединен с входом управления двунаправленного шинного формирователя, группа выходов узла памяти является группой выходов устройства для подключения к управляющим группам входов соответствующего функционального модуля отлаживаемой ЦВМ, третий выход узла памяти соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом регистра, 1564630

1564630

1564630

Составитель А.Сиротская

Редактор М.Келемеш Техред И.Ходанич Корректор О.Кравцова

Заказ 1161 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, 1"осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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