Устройство для автоматического анализа схем цифровых вычислительных машин

 

2I852I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советскиа

Социалистических

Республик

Жсео-- -- . ат6 ге

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 42m, 14

Заявлено 03.11.1966 (№ 1053654/26-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 17Х.1968. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 8Х1П.1968

МПК G 06f

УДК 681.327.17(088,8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Мииистров

СССР

Автор изобретения

Б. Г. Сергеев

Институт электронных управляющих машин

3 аявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СХЕМ

ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Известны устройства для автоматического анализа схем цифровых вычислительных машин, содержащие у стройство ввода, блок управления, регистр потенциального воздействия. При этом блок коммутации точек наблюдения состоит из коммутатора и счетчика точск наблюдения. Блок фиксации ответной реакции схемы содержит последовательный накопительный сумматор и коммутатор каналов синхронизации. Блок анализа реакции и индикации результатов анализа включает устройство сравнения, регистр эталона и регистр диагноза.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что блок управления содержит регистр ввода, регистр компановки, регистр командных усилителей, датчик синхроимпульсов, регистр инструкций, регистр хранения инфорс.ации микропрограммы, счетчик циклов, сравнивающее устройство. Регистр ввода соединен с устройством ввода, регистром компановки и регистром командных усилителей.

Выходы регистра компановки связаны с информационными входами регистра потенциального воздействия, регистра этало|а, регистра инструкции, регистра хранения ииформапии микропрограммы, регистра командных усилителей. Последний подключен к управляющим входам всех регистров, связаикь1х с выходами регистра ковьпановки, а также ко входам счетчика циклов, устройства сравнения, регистра диагноза, счетчика точек наблюдения, коммутатора каналов синхронизации, коммутатора точек наблюдения и выхода "I анализируемой схемы. Датчик синхроимпульсов связан с устройством ввода, а также со входами синхронизации регистра компановки регистра командных усилителей и счетчика циклов. Регистр инструкции соединен со вхо1р дами коммутатора каналов синхронизации и регистра командных усилителей. Выходы регистра хранения информации микропрограммы подсоединены ко входам регистра командных усилителей, сравнивающего устройс-ва и

15 счетчика точек наблюдения. Выходы счетчика циклов связаны со входами сравниваю;цего устройства, выход которого связан с регистром компановки. Выходы регистра потенциального воздействия соединены с коммутатором точек наблюдения. Устройство также содержит в блоке анализа реакции и индикации результата анализа регистр номера программы, ходы которого соединены с регисграм компановки и регистром командных усилитс25 лей, а выходы — с регистром диагноза.

Такое выполнение устройства позволяет достигнуть логической гибкости, увеличить число видов воздействия, число каналов свгзи с анализируемой схемой и ввести программиЗр русмый переход в режим самоанализа.

-la чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Функционально предлагаемое устройство содержит устройство 1 ввода информации. В блок управления 2 устройства входят регистр

Зввода,,регистр 4 компановки,,датчик 5 синхроимпульсов, регистр б инструкции, регистр

7 хранения информации микропрограммы, регистр 8 командных усилителей, счетчик 9циклов и сравнивающее устройство 10.

Блок 11 воздействуя на анализируемую схему имеет регистр 12 потенциального воздействия. В состав блока 13 фиксации ответной реакции схемы входят коммутатор 14 каналог синхронизации и последовательный накопительный сумматор 15. Блок 1б коммутации точек наблюдения содержит коммутатор 17 и счетчик 18 точек наблюдения.

Блок 19 анализа реакции и индикации результатов анализа содержит устройство 20 сравнения, регистр 21 эталона, регистр 22 номера программы и регистр 23 диагноза. Каналы 24 устройства соединяются со входами анализируемой схемы, каналы 25 — с ее выходами (контрольными точками), Устройство 1 ввода служит для ввода команд программы и другой информации, необходимой при анализе схемы.

В качестве носителя программы выбрана перфолента. Регистр 3 ввода связан с устройством 1 ввода, с регистром 4 компановки и предназначен для запоминания информации одной строки перфоленты. Регистр 4 компановки преобразует поступающие от устройства ввода через регистр ввода данные в формат, соответствующий разрядности регистров.

Регистр 4 компановки является буферным регистром, через который информация засылается в регистры б, 7, 12, 21, 22. Датчик 5 спнхроимпульсов служит для фиксации появления информации в регистре 3 ввода, выдачи синхронизирующих сигналов, которые обеспечивают выполнение команд программы и прием информации из регистра 3 в регистр 4, включая необходимые сдвиги в последнем регистре.

Регистр б инструкции служит для хранения инструкции, которая позволяет учитывать особенности конкретной анализируемой схемы, т. е. задает длительность импульсов воздействия на импульсные входы схемы (для это о регистр инструкции связан с регистром 8 командных усилителей) и номер канала синхронизации.

Регистр 7 микропрограммы служит для запоминания данных, определяющих вид микропрограммы и ее исходную информацию, В процессе выполнения микропрограммы эта информация используется счетчиком 18 точек наблюдения, сравнивающим устройством 10 и регистром 8 командных усилителей.

Регистр командных усилителей включает в себя все усилители (триггеры), обеспечивающие выполнение микроопераций, в том числе импульсное воздействие на входы анализируе218521 мой схемы. Выходы этого регистра связацы с управляющими входами регистра б, счетчиков

9 и 18, регистров 21, 22, 23 и устройстьа 20 сравнения.

По характеру выполняемых операций усилители разделяются на два типа. Для выбора усилителя первого типа его номер засылают в регистр 3 ввода, для второго типа — в четыре младших разряда регистра 4 компановl0 ки. В соответствии с этим регистр 8 связывается своими входами с регистром компаног,ки и регистром ввода, Синхронизация работы регистра 8 осуществляется сигналами дагчика 5. Счетчик 9 циклов служит для подсчеаа

15 выполненных циклов микропрограммы. Cp="âнение выполненного числа циклов с заданным (это число указывается в регистре 7 микропрограммы) производится сравнивающим устроиством 10, которое связано с выходами

20 счетчика 9 и регистра 7.

Сравнивающее устройство 10 управляет четырьмя младшими разрядами регистра к ампановки, которые в режиме микропрограммы работают как счетчик, а поэтому обеспечи25 вают не только запоминание номеров командных усилителей второго типа, но и формирование их.

Регистр 12 служит для задания па входы анализируемой схемы потенциальных сл наЗО лов.

Коммутатор 14 каналов синхронизации предназначен для выбора синхронизируюшего сигнала, задающего момент выполнения операции в сумматоре 15.

55 Входами коммутатора являются выходы анализируемой схемы (для внешней синхронизации) и импульсные каналы воздействия на схему (для внутренней синхронизации). Номер канала, используемого для синхронпза4О ции, указывается в инструкции, поэтому управляющие входы коммутатора 14 связаны с регистром 6 инструкций.

Последовательный накопительный сумматор 15 складывает цифру (двоичного разря45 да), появляющуюся на выходе коммутатора

17 точек наблюдения, с содержимым своего старшего разряда. Одновременно со сложением в регистре сумматора происходит циклический сдвиг в сторону старших разрядов

50 так, что результат сложения попадает в младшии разряд.

Коммутатор 17 точек наблюдения с.пужит для подключения к сумматору любого выхода анализируемой схемы или выходов регистра

55 12 потенциального воздействия и выходов регистра 8 командных усилителей в режиме:.àмоконтроля.

Управление коммутатором осуществляет счетчик 18 точек наблюдения, который до60 пускает прием информации из регистра 7 микропрограммы и может изменять свое состояние по сигналу регистра 8.

Устройство 20 сравнения предназначено для сопоставления результата, образовавшегося в

65 сумматоре 15, с эталоном, хранимым в ре218521

5 гистре 21 эталона. Результат сравнения записывается в регистр 28 диагноза, который служит для хранения и индикации результатов сравнения некоторого фиксированногG числа программ, по комбинации которых де- 5 лается вывод о наличии той или иной неисправности схемы (если в счетчике 18 образогался один из столбцов диагHîстической таблицы), либо о ее работоспособности (если в счетчике записан пуль). 10

Выбор разряда регистра 23, в когорыйдолжен быть записан результат сравнечия, ссуществляется с помощью регистра 22 номера программы, в который вводится номер программы перед ее выполнением. 15

В процессе проверки ЦВМ все дейст ия гредлагаемого устройства определяются программой. На ленте указывается информация, которая должна быть введена в регистры, омапды, обеспечивающие ее распределение, и 20 команды, задающие другие микроопер;цли.

При использовании стандартной пятидорожной ленты одна дорожка отводится для указания признака, отличающего команды от чисел, засылаемых в регистры. Остальные четы- 25 ре дорожки используются для записи кода команды либо тетрады разрядов числа.

Имеются команды двух типов. К первому типу относятся команды, указываемые одной строкой пробивок на ленте и являющиеся но- 30 мерами командных усилителей блока управления. К ним относятся команды:

Л 1. «Передать число из регистра компановки в регистр потенциального воздействия>, № 2. «Передать число из регистра компанов- 35 ки в регистр инструкции», № 3. «Передать число из регистра компановки в регистр эталона», № 4. «Передать число из регистра компановки в регистр микропрограммы», Мо 5. «Передать число из регистра компановки 40 в регистр номера программы», М 6. «Сзоп устройства ввода», Мо 7. «Вызвать срабатыванис усилителя, номер которого указан в четырех младших разрядах регистра компановки», № 8. «Пустить микропрограмму». 45

Первые пять команд служат для засылки в регистры требуемой программы проверки информации. Эта информация перфорируется на ленте непосредственно перед командой, выполняющей засылку. Команда одновремен- 50 но указывает конец числа. Команда М 6 служит для останова устройства ввода после окончания программы. .К командам второго типа относятся команды: 55 № 1. «Добавить единицу к счетчику циклов», № 2. «Выдать импульс по каналу Л», М 3: «Выдать импульс по каналу Б», № 4. «Выдать импульс по каналу В», № 5. «Выдать импульс по каналу Г», ¹ 6. «Выдать импульс по 60 каналу Я », № 7, «Выдать импульс по каналу

Е», № 8. «Выдать импульс по каналу .Ж», № 9. «Выдать импульс по каналу 3», М 10.

«Выдать импульс по каналу H», № 11. «Добавить единицу к счетчику точек наблюде- 65

6 ния», № 12. «Сравнить состояние регистра результата сумматора и регистра эталона. При неидентичности их содержимого записать в разряд регистра 28 диагноза, номер которого указан в регистре номера программы, «1», при идентичности — «О», № 13, «Погасить регистр результата сумматора». № 14. «Погасить счетчик циклов», № 15. «Передать номер точки наблюдения из регистра микропрограммы в счетчик точек наблюдения».

Команды второго типа указываются на ленте двумя строками пробивок. Первая строка служит для записи номера одной из пятнадцати команд. Во второй строке помещается команда первого типа № 7.

Команды второго типа Мо 2 — 10 обеспечивают выдачу импульсных сигналов на входы контролируемой схемы по девяти каналам (входам) схемы (длительность импульса указывается кодом инструкции). Эти же сигналы могут быть использованы для синхронизации регистра результата.

Принятая структура блока управления позволяет использовать в программах проверки схем не только отдельные микрооперации, но и целые микропрограммы, содержащие циклы. Микропрограмма имеет следующую структуру: цикл, повторяемый заданное число раз, и ряд микроопераций, выполняемых после завершения заданного числа циклов. В состав цикла могут входить микрооперации второго типа М 2 — 11 (каждая микропрограмма может использовать произвольный их набор).

Последовательность выполнения микроопераций, входящих в цикл, установлена в порядке возрастания их номеров. Операциями, которые выполняются после завершения заданного числа циклов, являются операции №12-—

15. Последовательность их выполнения выбрана так же в порядке возрастания их номеров.

Для каждой микропрограммы может быть выбран требуемый состав этих операций.

Включение любой из операций (№ 2 — 15) в микропрограмму осуществляется с помощью маски (двоичного числа). Каждой из этих операций соответствует определенный разряд маски. Включение какой-либо микрооперации в состав микропрограммы обеспечивается записью в ее разряд единицы.

Маска, число повторений цикла, а также номер наблюдаемой (или первой из числа наблюдаемых) точки контролируемой схемы является исходной информацией микропрограммы, которая вводится перед ее пуском в устройство автоматического анализа схем (в регистр микропрограммы). Пуск микропрограммы вызывается командой первого типа М 8.

Нетрудно убедиться, что если в микропрограмму входят операции второго типа № 13, 14, 15, то в конце ее выполнения будут восстановлены начальные условия и микропрограмма сможет выполняться многократно.

Используемый набор команд позволяет создать микропрограммы, которые при небольшом количестве информации на ленте обеспе218521

После пуска устройства 1 ввода в регистр 4 компановки через регистр 8 ввода начнут поступать тетрады, из которых будет составл и номер программы. Появление в регистре вво- 60 да очередной тетрады фиксируется датчиком синхроимпульсов, который задает сип|алы для ее передачи в регистр компановки и выполнения в нем требуемых сдвигов информации. (Тетрада принимается в регистр компа- 65

7 чивают многотактпое циклическое воздействие на схему, снятие временных диаграмм состояний контрольных точек схемы, фиксацию состояния многих точек за один или большее число I актов. И меется также возможность многократного повторения микропрограммы, что важно для обнаружения несистематических сбоев контролируемой схемы.

Рассмотрим порядок работы устройстза на примере выполнения одной из програ."Ам 10 теста.

Допустим, что требуется зафиксировать последовательность состояний некоторой контрольной точки анализируемой схемы при подаче на входы схемы последовательности сиг- 15 палов (длина последовательности — двадцать тактов). Допустим далее, что зафиксированное состояние требуется сравнить с эталоном и результат сравнения записать в регистр диагноза. Предположим, что импульсный (тактирующий) вход анализируемой схемы и вход гашения подключены к выходам регистра командных усилителей, сигнал на которых вызывается соответственно командами «Выдать импульс по каналу Б и «Выдать импульс по каналу А. Для синхронизации сумматора выбран выход регистра командных усилителей, срабатывание которого обеспечивается командой «Выдать импульс по каналу В. 30

Предполо>ким также, что всю исходную информацию для данной программы приходится вводить заново. Б этом случае программа будет следующей (информация указана и том порядке, в котором она записывается на ленте):

1. Номер программы.

2. Команда первого типа № 5.

3. Инструкция. (Длительность импульсов воздействия, канал синхронизации — В), 4. Команда первого типа № 2.

5. Исходная информация микропрограммы:

Маска (в разрядах операций ¹¹ 3, 4, 12— единицы), число циклов — двадцать, номер входа коммутатора точек наблюдения, к кото- 45 рому подключена исследуемая контрольная точка схемы.

6. Команда первого типа № 4, 7. Состояние потенциальных входов схем

8. Команда первого типа № 1. S0

9. Эталон.

10. Команда первого типа № 3.

11. Номер микрооперации второго типа № 1.

12. Команда первого типа № 7.

13. Команда первого типа № 8. 55 новки только при наличии признака числа и строке, принятой в регистр ввода).

Далее в регистр ввода попадает вторая команда программы. Она не передается в рсгистр компановки, так как не имеет признака числа. Датчик сипхроимпульсов запускает соответствующий данной команде усилитель, который передает номер программы в соответствующий регистр номера программы.

Аналогичным образом производится прием в регистр компановки и засылка информации в регистр б инструкций, регистр 7 микропрограммы, регистр 12 потенциального воздействия и регистр 21 эталона по четвертой, шестой, восьмой и десятой командам выполняемой программы. Далее от устройства ввода поступает номер микрооперации первого типа № 2, Так как номер имеет признак числа, о» поступает обычным порядком в регистр компановки. После этого в регистр ввода поступает двенадцатая команда программы. По этой команде датчик синхроимпульсов пускает в действие усилитель, номер которого указан в четырех младших разрядах регистра компановки, т. е. усилителя, производящего выдачу импульсов по каналу А на контролируемую схему. Длительность импульса определена «одержащимся в регистре инструкций кодом.

Затем устройство ввода дает команду «Пустить микропрограмму». По этой команде датчик б синхроимпульсов гасит счетчик 9 циклов, а также счетчик командных усилителей (четыре младших разряда регистра компановки), передает номер точки наблюдения из регистра 7 микропрограммы в счетчик 18 точек наблюдения. В соответствии с состоянием этого счетчика коммутатор 17 точек наблюдения подключает к сумматору 15 исследуемую контрольную точку схемы.

После этого датчик синхроимпульсов перейдет в режим генерации. Это необходимо для того, чтобы обеспечить работу устройства при отсутствии синхронизирующих сигналов от устройства ввода. Частота генератора ьыбирается достаточно высокой с тем, чтобы микропрограмма могла выполняться до прнхода следующей команды от устройства ввода.

Первым импульсом датчика синхроиь пульсов будет начата операция увеличения счетчика циклов на единицу, после чего к счетчику командных усилителей также будет добавлена единица.

Таким образом в регистре компановки будет сформирован номер следующей микрооперации. При появлении второго импульса датчика усилитель, выполняющий микрооперацию №2, сработать не сможет, так как в ег" разряде маски отсутствует единица. В счет |яке командных усилителей будет установлен номер следующей микрооперации. При появлении третьего импульса по каналу Б будет выдан импульс воздействия на контролируемую схему. Следующий импульс вызовет срабатывание импульсного канала В. Этот канал Bblбран в качестве синхронизирующего и в соот10 ветствии с кодом в регистре б инструкц.и . мутатор 14 каналов синхронизации под::лючает его к сумматору 15. Как только на канале В появится импульс, состояние контрольной точки схемы будет воспринято сум., ятором. Далее в регистре произойдет сдвиг Ia один разряд в сторону старших разрядов, а сумма цифр старшего разряда и точки наблюдения попадут в младший разряд. Так как оставшиеся операции, которые могут входить в цикл, в данной программе не используются, счетчик командных усилителей будет сброшен р. нуль, обеспечивая тем самым условия для начала следующего цикла. При следующем импульсе датчика синхроимпульсов состояние счетчика циклов снова увеличится на единицу и описанный процесс повторится снова.

Как только счетчик насчитает заданное !-сло циклов (об этом сообщит сравнивающее устройство 10) и будет выполнен последний цикл, цикл счетчика командных усилителей удлиняется. В нем будут последовательно образованы номера микроопераций № 12 — 15. Извсех этих операций выполняется лишь одна

¹12,,отмеченная единицей в маске. При г;оявлении номера этой операции в счетчике командных усилителей один из усилителей регистра командных усилителей опросит устройство 20 сравнения, которое сравнивает состояние регистра сумматора 15 и регистра 21 эталона. Если они не равны, то в разряд вегистра 28 диагноза, относящегося к данной программе (он зашифровывается номером г регистре 22 номера программы), будет записана единица.

После того как счетчик командных усилителей образует номер пятнадцатой микрооперяции, которая в данной микропрограмме не выполняется, датчик синхроимпульсов выйдет пз режима генерации, и выполнение микропрограммы будет закончено.

Таким образом, в результате выполнения рассмотренной программы теста будет сформирован один разряд столбца диагностической таблицы (кода неисправности).

Для обеспечения режима самоконтроля предлагаемого устройства с помощью комм.татора 17 точек наблюдения к сумматору 1б подключаются выходы регистра 12 потенциального воздействия, импульсные каналы воздействия, а также требуемые контрольные точки предлагаемого устройства. Проверка предлагаемого устройства производится отдельным тестом.

5 ю

З0

Предмет изобретения

Устройство для автоматического анализа схем цифровых вычислительных машин, содержащее устройство ввода, блок управления, регистр потенциального воздействия, блок коммутации точек наблюдения, состоящий из коммутатора и счетчика точек набл)сдения, блок фиксации ответной реакции схемы, содержащий последовательный накопительный сумматор и коммутатор каналов синхронизации, блок анализа реакции и индикации результатов анализа, включающий устройстго сравнения, регистр эталона и регистр диагноза, от.шча оцееся тем, что, с целью достижения логической гибкости, увеличения псла видов воздействий и числа каналов связи с анализируемой схемой и введения программируемого перехода в режим самоанализа, оно в блоке управления содержит регистр вводя. регистр компановки, регистр командных усилителей, датчик синхроимпульсов, регистр ин. струкций, регистр хранения информации микропрограммы, счетчик циклов, сравнигяющее устройство, причем регистр ввода соединен с устройством ввода, регистром компановки и регистром командных усилителей, выхо.(ы регистра компановки связаны с информяцио ными входами регистра потенциального воздействия, регистра эталона, регистра инструкции, регистра хранения информации, микропрограммы, регистра командных усилителей, регистр командных усилителей подкл;очен к управляющим входам всех регистров, связанных с выходами регистра компановки, а также ко входам счетчика циклов, устр>йства сравнения, регистра диагноза, счетчика точек наблюдения, коммутатора каналов син: ронизации, коммутатора точек наблюдения и входам анализируемой схемы, датчик син.,роимпульсов связан с устройством ввода, а также со входами синхронизации регистра компановки, регистра командных усилителей и счетчика циклов, регистр инструкции соединен со входами коммутатора каналов синхронизац«ч и регистра командных усилителей, выходы регистра хранения информации микропрограммы подсоединены ко входам регистра комачдных усилителей, сравнивающего устройства и счетчика точек наблюдения, выходы счетчика циклов связаны со входами сравнивяюш го устройства, выход которого связан с р -.гистром компановки, выходы регистра потенциального воздействия соединены с коммутатором точек наблюдения, входы регистра номера программы, блока анализа реакции и индикации результата анализа соединены с регистром компановки II регистром комацдчых усилителей, а выходы — с регистром дияг60„. 1ноза.

218521

Редактор Е. В. Семанова

Заказ 2105/19 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр, Серова, д. 4

Типография, пр, Сапунова, 2

I

1 !

I !

I !

I !

1! ! !

1 ! ! ! !

1 !

Составитель В. Субботин

Техред T. П. Курилко Корректоры: В, В, Крылова и С. А. Башлыкова