Микропрограммное устройство управления с исправлением ошибок

 

0 азы- q

ri б, о иете..а f,i g â

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Союз Советских

Социалистических

Республик

«i) i41267 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 14.03.78 (21) 2590327/18-24 (1) К„2 с присоединением заявки М

G 06 F 9/16

G 06 F 11/00 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1506.80. Бюллетень М 22

Дата публикования описания 1506.80 ((53) УДК 681.326 (088, 8) (72) Авторы изобретения

В. А. Колосков, Г. П. Денисова, Е. А. Бабкин и А.П. Типикин

Курский политехнический институт (7! ) Заявитель (54 ) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

С ИСПРАВЛЕНИЕМ ОШИБОК

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам программного и микропрограммного управления повышенной надежности °

Известно микропрограммное устройство управления с исправлением ошибок, содержащее блок операций, блок управления, блок контроля, блок повторения микрокоманд, блок прерывания, блок диагностики, блок сопряжения и регистры (1).

Повышение надежности устройства достигается путем исправления случайных ошибок на" основе повторных вычислений.

В устройстве отсутствует воэможность повтора нескольких микрокоманд, а вывод о типе ошибки (сбой или отказ) производится по результатам только одного повтора последней микрокоманды. Вследствие этого все сбои, длительность которых больше времени двухкратного выполнения микрокоманды, вызовут блокировку текущего выполнения команды и -включение блока диагностики.

Недостатки устройства — низкие способности устранения сбоя и лостоверность различия сбоя от отказа во время работы над основной программой, а также частные прекращения работы текущей программы, что приводит к соответствующему снижению надежности и нерациональным потерям машинного времени.

Известно также микропрограммное

10 устройство управления с исправлением ошибок, содержащее память микропрограмм, регистр адреса, регистр микрокоманд, запоминающий регистр адреса повтора, счетчик адреса, схема управления возвратом, устройство обработки данных, схема контроля и схема передачи (2) .

B устройстве отсутствует воэможность изменения числа повторений раз2р личных микрокоманд поэтому все. сбои, длительность которых превышает время повторных .выполйений микрокоманд, вызовут прекращение работы текущей микропрограммы.

25 Недостатки известного устройства— малая исправляющая способность и достоверность различения сбоя от отказа, а также частые прекращения работы основной программы, что также

3р снижает надежность.

741267

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является микропрограммное устройство управления с исправлением ошибок, содержащее арифметика-логический блок, блок угравления, блок регистров, память микрокоманд, регистр микрокоманд, регистр адреса микрокоманд, оперативное ЗУ, блок контроля, счетчик сбоев, регистр адреса повтора, входную и выходную магистрали, две группы элементов И (3).

Фиксация отказа в данном устройстве производится одинаково для всех ьыкрокоманд и определяется разрядностью счетчика сбоев. Отсутствует возможность изменить число повторений каких-либо микрокоманд в большую сторону, исходя из реального запаса времени на их обработку, а повторение вычислений осуществляется непосредственно с точки ошибки. При этом сбои, длительность которых гревышает время повторных вычислений, будет ложно зафиксированы как отказы и вызовут прекращение выполнения текущей программа ы, несмотря на н аличие в ряде случаев резерва времени, в течение которого можно было бы устранить их влияние.

Недостаток устройства — низкая исправляющая способность и высокая вероятность ложной интерпретации сбоев как отказов, что приводит к

cooòçетств «ющему снижению помехо устой : =-ости и надежно"ти.

Это объясняется тем, что н качеств= кри-.åðèÿ различия cáîÿ оò отказа в извести" .х устройствах используется бе:-ошибочное выполнение участка м..-1кроп.; огражу хотя бы один раз на за аннам числе авторов, а не ча за. данномм промежутке времени . IIpi= этом не используется резерв времени, ко-.oðû;l oc:àå:cÿ н ряде участков микропрограпюл даже после фиксированного числа повторов этих участков. В то же время имеется возможность за счет укаэанного резерва увеличить число повторных вычислений, исправлять ошибку и уменьшать вероятность ложной интерпретации сбоев, как отказов, Цель изобретения — повышение надежности п.тем увеличения количества исправляемых случайных ошибок и соответствующего увеличения достоверности различения сбоя от отказа и исправляющей способности микропрограммного устройства и тем самым достигается уменьшение потерь машинного времени на обработку ложных сигналов об отказах.

Цель достигается тем, что в микропрограммное устройство управления с исправлением ошибок, содержащее блох памяти микрокоманд, регистр адреса, регистр микрокоманд, блок контроля, регистр адреса повтора, 5

t5

ЗО

65 первый, второй и третий элементы И, причем выход регистра адреса соединен со входом блока памяти микрокоманд, выход которого соединен со входом регистра микрокоманд, выход регистра микрокоманд соединен с пердыми входами первого и второго элементов И, выход перного элемента И соединен со входом регистра адреса повтора, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом регистра адреса, первый и нторой выходы блока контроля соединены соответственна со вторым входом третьего элемента И, со вторьм входом второго элемента И, выход которого соединен со вторым входом регистра адреса, введены четвертый, пятый и шестой элементы И, счетчик времени, триггер и блок ассоциативной памяти, причем третий и четвертый вьгсоды блока контроля соединеHbl соответственно с первым входом четвертого и пятого элементов И, первый выход блока ассоциативной памяти соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с первым входом счетчика времени, выход регистра адреса соединен со входом блока ассоциативной памяти, второй выход которого соединен со вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выход четвертого элемента И соединен со вторьм входом шестого элемента И, нуленьм входом триггера и вторым входом первого элемента И, выход пятого элемента И соединен с единичньм входом триггера и вторым входом счетчика времени, первый и второй ныход счетчика времени соединены соответственно с третьим входом третьего элемента

И, с первым входом блока контроля, второй вход которого соединен с единичньм выходом триггера.

На чертеже приведена схема микропрограьзлного устройства управления с исправлением ошибок.

Устройство содержит блок 1 памяти микрокоманд; регистр 2 микрокоманд регистр 3 адреса, первый элемент И 4, второй элемент И 5, третий элемент

И 6, триггер 7, регистр 8 адреса повтора, ассоциативная память 9, счетчик 10 времени, блок 11 контроля, четвертый элемент И 12, пятый элемент И 13 и шестой элемент И 14.

Исходные микропрограммы, хранимые н блоке 1 памяти микропрограмм, предварительно разбиваются на участки, каждый из которых можно повторить при обнаружении ошибки. Величина повторяемых участков может изменяться от нескольких микрокоманд до целой микропрограммы.

Адрес последней михрокоманды каждого повторяемого участка яв",÷åòñÿ признаком, по которому выбирается

741267 информация из ассоциативной памяти 9.

Выбранная по признаку информация соответствует максимально допустимому времени обработки следующего повторяемого участка.

Блок 11 контроля осуществлять 5 контроль правильности работы блока 1 памяти микропрограммы и ассоциативной памяти 9. При этом на выходах блока 11 контроля вырабатываются сигналы отсутствия и наличия ошибки в блоке 1 памяти микропрограмм (выходы

15 и 1б соответственно) и отсутствия и наличия ошибки в ассоциативной памяти 9 (выходы 17 и 18 соответственно) .

При правильной работе основного блока памяти 1 микропрограмм сигнал отсутствия ошибки с вых . а 15 блока

11 разрешает передачу адоеса следующей микрокоманды из регистра 2 микрокоманд через второй элемент И 5 20 на регистр 3 адреса, Параллельно выполнению последней .микрокоманды каждого повторяемого участка на первом выходе ассоциативной памяти 9 появляется управляющий сигнал, свидетельствующий о наличии на ее втором выходе полезной информации, соответствующей допустимому времени обработки следующего повторяемого участка ° 30

Если в момент считывания полезной информации ассоциативная память работала правильно, о чем свидетельствует сигнал на выходе 17 блока 11 контроля, то сигнал с выхода четвер- 35 того элемента И 12 производит установку в 0 триггера 7, разрешает передачу адреса начала повторных вычислений из регистра микрокоманд

2 на регистр адреса повтора 8 и начальную установку счетчика 10 времени.

В противном случае (при наличии сигнала ошибки на выходе 18 блока

11 контроля) по сигналу с выхода И 1345 пятого элемента производится установка в 1 триггера 7 и устанавливается нулевой резерв времени в счетчике 10 времени. Таким образом, единичное состояние триггера 7 свидетельствует об исполнении очередного участка микропрограммы без записи адр зса повтора в" регистр 8 адреса повтора и без учета времени на его исполнение.

Если триггер 7 стоит в 0, и при выполнении некоторого участка микропрограммы до того, как будет исчерпан запас времени иа данный участок, зафиксируется ошибка, то по сигналам с выхода 16 блока 11 60 контроля и с первого выхода счетчика

10 времейи произ водит "я передача адреса начала данного участка из регистра 8 адреса повтора через третий элемент И б на ре истр 3 алреса. Да- б5 лее производится повторное выполнение данного участка микропрограммы, при чем может быть снова зафиксирована ошибка, которая повлечет возврат в начало участка. Максимальное число повторений какого-либо участка определяется в предлагаемом устройстве реальным запасом времени на каждый отдельный участок.

Повторные вычисления прекращаются, если повторяемый участок выполнится от начала до конца беэ ошибки,или при наличии сигнала на втором выходе счетчика 10 времени об окончании запаса. времени.

Если триггер 7 установлен перед выполнением какого-либо участка в 1, то при ошибке на этом участке повторные вычисления не проиэвоцятся.

Сигналы с единичного выхода триггера 7 и второго выхода счетчика 10 времени используются блоком 11 контроля при вырабатывании сигнала отказа.

Сигнал отказа вырабатывается в предлагаемом устройстве либо при исчерпании запаса времени на участок, выполняемый при нулевом состоянии триггера 7 либо при появлении ошибки на участке, выполняемом при единичном состоянии триггера 7 и нулевом резерве времени.

Если при выполнении некоторого участка триггер 7 стоял в 1, но участок микропрограммы был выполнен до конца беэ ошибки, то при переходе к следующему повторяемому фрагменту. триггер 7 снова устанавливается в 0 и устройство вновь приобретает восстанавливающие свойства.

Так как в общем случае запасы времени на обработку различных участков микропрограммы неодинаковы, то дифференцированный учет резервов времени различных участков позволил в предлагаемом устройстве изменять допустимое число повторов при переходе от участка к участку и сделать это число в каждом отдельном случае максимально возможным.

При этом число сбоев, ложно зафиксированных как отказы, уменьшится по сравнению с известными устройствами, следовательно, увеличится исправляющая способность и достоверность различения сбоя от отказа, а также эффективность работы над текущей програм..ой, так как в предлагаемом устройстве максимально использованы BQ3можности устра::.=-иия ошибки без прекращения основной задачи.

Следует заметить, что отмеченные выше поло::ительные свойства достигаются в предлагаемом устройстве без сниже:-:ия †.роизвсдительности основиой ми."-.одрограм.ы, так как информация,,=-о5ходимая для установки счетчика =-,:. =-ии, з=иесена в ассо"741267

Формула изобретения

ЦНИППИ Эаказ 3326/7

Тираж 751 Подписное

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул . Проектная,4 циативную помощь и считывается параллельно выполнению микропрограммы, Микропрограммное устройство управления с исправлением ошибок, .содержащее блок памяти микрокоманд, регистр адреса, регистр микрокоманд,блок контроля, .регистр адреса повтора,первый, второй и третий элементы И, причем выход регистра адреса соединен со входом блока памяти микрокоманд, вйход которого соединен со входом регистра микрокоманд, выход регистра микрокоманд соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен со входом регистра адреса повтора, выход которого соединен с первым входом третьего элемента и, выход которого соединен с первым входом регистра адреса, первый и второй выходы блока контроля соединены соответственно со вторым входом третьего элемента И, со вторым входом. второго элемента И, выход которого соединен со вторым входом регистра адреса, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения надежности, в устройство введены четвертый, пятый и шестой элементы И, счетчик времени, триггер и блок ассоциативной памяти, причем третий и ч .твертый выходы блока контроля соединены соответственно с первым входом четвертого и пятого элементов И, первый вход блока ассоциативной памяти соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с первым входом счетчика времени, выход регистра адреса соединен со входом блока ассоциативной памяти, второй выход которого соединен со вторыми входами четвертого и пятого элементов И, выход четвертого элемента И соединен со вторым входом шестого элемента И, нулевым входом триггера и вторым входом первого элемента И, выход пятого элемента И соединен с единичным входом триггера и вторым входом счетчика времени, первый и второй выход счетчика времени соединены соответственно с третьим входом третьего

20 элемента И, с первым входом блока контроля, второй вход которого соединен с единичным выходом триггера.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

25 - 1. Авторское свидетельство СССР

Р 432502, G 06 F 11/00, 15.06.74.

2, Патент Франции 9 206589, G 06 F 11/00, 10.09; °

3. Авторское свидетельство СССР

30 9. 470806, G 06 F il/00, 15.05.75.