Устройство для контроля микропрограммного автомата
Союз Советских
Социалистических
Реснублин
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 201279 (21)2855829/18-24 (51)М. Кл.
G 06 F 11/26 с присоединением заявки H9— (23) Приоритет—
Государственный LoMMTtt
СССР но делаю нзобретемнб н открытнй (53) УДК 681. 327 (088. 8) Опубликовано 2311,81. бюллетень Н9 43
Дата опубликования описамия 231181 (72) Авторы изобретения
Н.Д. Рябуха и А.P. Голубцов (71) Заявитель
Перед началом работы устанавливается в нулевое состояние триггер управления, сннхроннэирующий импульс через элемент И устанавливает триггер управления в единичное состояние и поступает на вход микропрограммного автомата. Микропрограммный автомат формирует сигнал микрооперации, котбрый по цепи обратной связи устанавливает в нулевое состояние триггер. управления. Нулевой выход триггера вновь разрешает синхроимпульсу поступить на вход микропрограммного автомата и запустить его, а также установить в единичное состояние триггер управления. Если сигнал микрооперации не поступит, то триггер управления останется в единичном состоянии и по синхроимпульсу выработается сигнал ошибки (21 .
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля обмена информацией между управляющим и микропрограммным автоматами или между источ5 ником (получателем ) информации и устройствами обработки.
Известно устройство для сопряжения электронной вычнслителъноймашины с каналами связи. Оно обеспечивает обмен информацией процессора с каналами связи, а также обнаружение отказов в каналах связи и в самом устройстве в перерывах между обменами информацией f1). 15
Однако аппаратура контроля устройства не обеспечивает обнаружение отказов устройства и каналов связи в процессе обмена информацией между процессором и абонентами.
Известно устройство для контроля временной диаграмьы микропрограммного автомата с постоянным периодом реакций на входные воздействия, содержащее элемЕнт ИЛИ, элемент задержки, триггер управления и два элемента Й..
Работа устройства заключается в .следующем.
Однако устройство йе обеспечивает контроль автомата с произвольным
:распределением времени следования входных воздействий и ответных реакций.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для контроля микропрограммного автомата, содержащее
30 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МИКРОПРОГРАММНОГО
ABTONATA
883911 элементы И, ИЛИ, счетчик, триггер блокировки и элемент задержки, шины входных воздействий и ответных реакций соединены со входами многовходового элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и входом элемента задержки, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ соединены с шиной "Конец работы". Выход первого элемента: ИЛИ соединен с единичным .входом триггера, выход элемента задержки и шина "Начало работы" соединены со входами третьего элемента
ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом триггера. Нулевой выход триггера и шина тактовых импульсов 15 соединены со входами элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом счетчика, а вход установки счетчика в исходное состояние соединен с выходом второго элемента gQ
ИЛИ.
Устройство работает следующим образом.
Сигнал "Начало работы" устанавливает триггер в нулевое состояние и сигнал с его нулевого выхода разрешает прохождение через элемент И тактовых импульсов на суммирующий вход счетчика. Счетчик начинает отсчитывать интервал времени Т, в течение которого из микропрограммно- о го автомата должен поступить .ответный сигнал реакции. Этот сигнал поступает по одной из шин ответных реакций и через элементы ИЛИ устанавливает триггер в единичное состояние, в реэул@тате чего блокируется выдача тактовых импульсов через элемент И.
Кроме того, через элемент ИЛИ он устанавливает счетчик в исходное ф) нулевое состояние и через элементы задержки и ИЛИ повторно устанавливает триггер в нулевое состояние. Счетчик начинает вновь отсчитывать интервал времени T. В течение этого интервала управляющий автомат по шинам входных воздействий должен выдать следующий сигнал, который произведет те же самые операции, что и сигнал, поступивший от микропрограммного автомата. Перед окончанием работы микропрограммный автомат выдает сигнал "Конец работы", Этот сигнал через элемент ИЛИ устанавливает в исходное состояние счетчик, а через другой элемент ИЛИ вЂ” в единичное 55 состояние триггер, после чего работа устройства заканчивается.
Если в результате отказа в течение интервала времени Т сигналы реакций от микропрограммного автома- що та не поступят, то счетчик переполнится и по шине будет выдан сигнал отказа. Таким образом, устройство осуществляет обнаружение отказов микропрограммного и управляющего ав- у томатов, приводящих или к пропаданию сигналов ответных реакций или входных воздействий, или же к выдаче их через интервал времени, больший,чем максимально допустимый интервал Т. Однако отказы, которые приводят к преждевременной выдаче сигналов ответных реакций и входных воздействий, а также отказы, которые приводят к выдаче укаэанных сигналов через интервалы времени больше допустимых,. но не превышающих максимального интервала Т, задаваемого счетчиком импульсов для всех сигналов, устройство не обнаруживает (3).
Недостатком известного устройства являются низкие воэможности по обна-. руживанию отказов.
Цель изобретения — увеличение глубины контроля по обнаружению отказов микропрограммного и управляющего автоматов.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля микропрограммного автомата, содержащее счетчик импульсов, триггер блокировки, первый элемент задержки, первый, второй и третий элементы ИЛИ и первый элемент И, причем входы-"входных воздействий" и "ответных реакций" устройства соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента
ИЛИ и со входом первого элемента задержки, нулевой выход триггера блокировки соединен с первым входом первого элемента И, вход синхроимпульсов устройства соединен со вторым входом первого элемента И, вход начало и конец работы устройства соединен соответственно с первым входом третьего элемента ИЛИ и со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход счетчика импульсов является первым выходом устройства, введены управляю щий счетчик, триггер управления, второй элемент задержки, формирователь кодов времени, второй, третий, четвертый и пятый элементы И, причем входы входных воздействий, ответных реакций и начала работы устройства соединены с соответствующими входами формирователя кодов времени, первая и вторая группы выходов которрго соединены с информационными входами счетчика импульсов и управляющего счетчика соответственно, выход переполнения управляющего счетчика соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом триггера управления, нулевой выход триггера управления соединен.с первыми входами второго и третьего элементов И, а единичный выход триггера управления — с первыми входами четвертого и пятого элементов И, выход первого элемента задержки соединен со вторыми входами
883911 третьего и пятого элементов И и со входом второго элемента задержки, выход которого соединен с нулевым входом триггера блокировки, выход первого элемента И соединен со вторыми входами второго и четвертого элемен.тов И, выходы которых соединены с суммирующими входами счетчика импульсов и управляющего счетчика соответственио, выход третьего элемента И соединен с единичным входом триггера уп- 10 равления и установочными входами счетчика импульсов и управляющего счетчика, выход пятого элемента И является вторым выходом устройства, вход начала работы устройства соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ.
Кроме того, формирователь кодов времени содержит два шифратора, входы которых являются соответствующими входами формирователя, а вы- 20 ходы являются соответственно первой и второй группами выходов формирователя..
На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; . 25 на фиг. 2 — временные диагравеы, поясняющие его работу; на фиг. 3 и
4 — схема Формирователя кодов времени.
Устройство содержит входы "Начало работы" 1, входных воздействий 2, ответный реакций 3, "Конец работы" 4, первый элемент ИЛИ 5, первый элемент б задержки, второй элемент 7 задержки, втоРой элемент ИЛИ 8, тре- 35 тий элемент ИЛИ 9, триггер 10 блокировки, первый элемент И 11, формирователь 12 кодов времени, счетчик
13 импульсов, управляющий счетчик 14 импульсов, триггер 15 управления, второй, третий, четвертый и пятый 4 0 элементы И 16-19 соответственно, выход 20 сигнала ошибки, вход тактовых импульсов 21 и выход 22 сигнала оыибки, 45
Два возможных варианта реализации формирователя 12 кодов времени. формирователь 12 представляет собой кодовый преобразователь комбинационного типа, структура которого зависит от способа представления сигналов входных воздействий и ответных реакций 3 (существуют два способа): а) сигналы, поступающие по входам "Начало работы 1, входных возIt 55 действий 2 и ответных реакций 3 являются одиночными, каждый из них поступает по отдельной шине; б) сигналы, поступающие по входам входных воздействий 2 — двоичные коды, например коды операции, а сигналы, поступа1ощие по шинам ответных реакций 3 и "Начало работы". 1— одиночные, поступающие по отдельным входам. 65
В первом случае формирователь представляет собой два шифратора 23 и 24, входы каждого из которых подключены к входам 1-3. Выходы шифратора 24 являются первыми, а выходы шифратора 23 — вторыми выходами формирователя, подключенными к информационным входам счетчиков 14 и 13, соответственно (фиг. 3).
Во втором случае (Фиг. 4) для преобразователя двоичных кодов в оди ночные сигналы применяются дополнительно дешифратор 25, выходы которого подключены ко входам шифраторов.
26 и 27.
Входы "Начало работы" 1, входных воздействий 2 и ответных реакций 3 соединены со входами первого элемента ИЛИ 5, выход которого соединен .со входом первого элемента задержки б, выход которого соединен со входом элемент 7 задержки, выход элемента
ИЛИ 5 и вход "Конец работы" 4 соединены со входаьы второго элемента
ИЛИ 8, выход второго элемента ИЛИ 8 и второго элемента задержки 7 соединены с нулевым и единичным входами триггера 10 соответственно, нулевой выход триггера 10 и выход тактовых импульсов 21 соединены со входами элемента И 11, входы 1-3 соединены со входами формирователя 12, первые и вторые выходы которого соединены с информационными входами счетчиков
13 и 14 соответственно, выход переполнения счетчика 14 и вход "Начало работы" 1 соединены со входами третьего элемента ИЛИ 9, выход которого соединен с нулевым входом триггера 15, единичный выход которого соединен с первыми входами элементов И 18 и
19, а нулевой выход — с первыми входами элементов И 18 и 17, вторые входы элементов И 17 и 19 соединены с выходом первого элемента б задержки, а вторые входы элементов И 16, 18 с выходом элемента И 11, выход элемента И 17 соединен с единичным входом триггера 15 и установочными входами счетчиков 13 и 14, выходы элементов И 16 и 18 соединены с суммирующими входами счетчиков 13 и 14 соответственно.
Устройство работает следующим образом.
При отсутствии отказов в .начале работы устройства от управляющего автомата по входу 1 поступает сигнал
" Начало работы", осуществляющий запуск микропрограммного автомата.
Микропрограммный автомат через установленное для данного сигнала время выдает по входам 3 сигнал ответной реакции, который поступает в управляющий автомат и для него является сигналом входного воздействия. В ответ на этот сигнал управляющий автомат через установленное для него вре мя выдает по входам 2 сигнал ответ883911 ной реакции, который для микропрограммного автомата является сигналом входного воздействия. Таким образом, после запуска микропрограммного автомата при поступлении на любой автомат сигнала i-го входного воздействия (В; )он через время Т„ выдает сигнал ответной реакции. Допустимый разброс времени ответа задается границами T; „,< T „„,а„(фи r. 2а) .
Обмен си гн алами продолжается до поступления из микропрограммного автомата сигнала "Конец работы". Проверяя с помощью устройства контроля наличие на каждое i-oe входное воздействие сигнала ответной реакции и выполнение для него условия 15 (1) можно осуществить контроль функционирования микропрограммного и управляющего автоматов. Выполнение условия (1) проверяется с помощью счетчиков 13 и 14, осуществляющих под-. счет количества (М„) тактовых импульсов, поступающих на их входы через фиксированные интервалы времени де. 25
Счетчик 14 обнаруживает отказы, связанные с преждевременной выдачей сигналов ответных реакций. В момент поступления сигнала входного воздействия В< в счетчик 14 записывается ЗО
m(n) — количество разрядов счетчиков 14 (13), равное 35 m= )log< (макс,М! и< i n)( п= 3 Род (мщ саМ < )L, где 2 х (— округление в большую сторону число. Коды А„;, А E вырабатываются в 40 формирователе 12, представляющем собой кодовый преобразователь комбинационного типа, структура которого зависит от способа представления сигналов входных воздействий 2 и ответных реакций 3 (существуют два спо- 45 co6a) . Работа устройства заключается в следующем. По входу 1 поступает сигнал "Нача- Sp ло работы" (Вл) и выполняет следующие действия: через элемент ИЛИ, 9 поступает на единичный вход триггера 15 и устанавливает его в нулевое состояние; SS через первый и второй элементы ИЛИ 5 и 8 поступает на единичный вход триггера 10 и устанавливают его в единичное состояние; через элементы ИЛИ 5, элемент задержки б, элемент И 17 поступает 40 на единичный вход триггера 15 и устанавливает его в единичное состояние, а также поступает на установочные входы счетчиков 13, 14 и обеспечива T :<àïèñü кодов Ag„и Ал,, кото- 65 рые формируются по этому же сигналу (В,) в формирователе 12 и поступают < на Информационные входы счетчиков. Через время, равное времени формирования и приема кодов А<„ и A „ на счетчики, сигнал с выхода элемента задержки б через элемент задержки 7, поступает на нулевой вход триггера 10 и устанавливает его в нулевое состояние. При этом открывается элемент И 11 и тактовые импульсы через эле-. менты И 11 и 18 начинают поступать на суммирующий вход счетчика 14. Спустя заданное время дТ„ из микропрограммного автомата по входу 3 поступает сигнал ответной реакции и через элементы ИЛИ 5 и 8 устанавливает в единичное состояние триггер 10, т.е. выполняет действия, отмеченные в пункте 2. В результате прекращается поступлениетактовых импульсов через элемент И 11 на суммирующий вход счетчика 13. Сигнал ответной реакции микропрограммного автомата является сигналом входного воздействия для управляющего автомата. По этому сигналу и по всем последующим, аналогично рассмотренным, выполняются те же действия (пункты 3-5) . Пункт 1 выполняется только по сигналу "Начало работы". Сигнал "Конец работы", поступающий на вход 4 иэ микропрограммного автомата, через элемент ИЛИ 8 устанавливает триггер 10 в единичное состояние. На этом работа устройства контроля автоматов прекращается до поступления очередного сигнала "Начало работы". При исправной работе автоматов счетчик 14 всегда переполняется, а счетчик 13 никогда не переполняется. Поэтому сигналы ошибки на выходах 20 и 22 не формируются. Если в результате отказа сигнал ответной реакции поступает раньше установленного времени Т„„„„п, то, как и ранее, он через элементы ИЛИ 5 и 8 устанавливает в единичное состояние триггер 10. В результате прекращается выдача по входу 21 тактовых импульсов через элементы И 11 и 18 на суммирующий вход счетчика 14. Поэтому в счетчике 14 ие вырабатывается сигнал переполнения, триггер 15 остается в единичном состоянии, поддерживая открытым элемент И 19. Сигнал ответной реакции через элемент ИЛИ 5, элемент б задержки поступает на второй вход элемента И 19 и на его выходе 22 формируется сигнал ошибки. Если в результате отказа сигнал ответной реакции поступает позже допустимого времени Т; „ или вообще не поступает,то подача тактовых импульсов на вход счетчика 14 не прекращается, в результате чего вырабатывается сигнал переполнения счетчи883911 10 ка 13, который поступает на выход 20 и является сигналом ошибки. Таким образом предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает обнаружение более широкого класса отказов микропрограммно го и управляющего автоматов, приводящих к пропаданию сигналов ответных реакций или поступлению их в момент времени, выходящих за допустимые границы. Формула изобретения 1. Устройство для контроля микропрограммного автомата, содержащее 35 счетчик импульсов, триггер блокировки, первый элемент задержки, первый, второй и третий элементы ИЛИ и первый элемент И, причем входы "входных воздействий" и "ответный щ реакций" устройства соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго эле мента ИЛИ и со входом первого элемен25 та задержки, нулевой выход триггера блокировки соединен с первым входом первого элемента И, вход синхроимпульсов устройства соединен со вторым входом первого элемента И, вход начало и конец работы устройства соединен соответственно с первым входом третьего элемента ИЛИ и со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход счетчика импульсов является первым входом устройства, о т л и ч а ю— ш е е с я тем, что, с целью увеличения глубины контроля, в устройство введены управляющий счетчик, триг-гер управления, второй элемент задержки, формирователь кодов времени, 4р второй, третий, четвертый и пятый элементы И, причем входы входных воздействий, ответных реакций и начала работы устройства соединены с соответствующими входами формирова- 4 теля кодов времени, первая и вторая группы выходов которого соединены с информационными входами счетчика импульсов и управляющего счетчика соответственно, выход переполнения управляющего счетчика соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом триггера управления, нулевой выход триггера управления соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, а единичный выход триггера управления — с первыми входами четвертого и пятого элементов И, выход первого элемента задержКи соединен со вторыми входами третьего и пятого элементов И и со входом второго элемента задержки„ выход которого соединен с нулевым входом триггера блокировки, выход первОго элемента И соединен со вторыми входами второго и четвертого элементов И, выходы которых соединены с суммирующими входами счетчика импульсов и управляющего счетчика соответственно, выход третьего элемента И сое-. динен с единичным входам триггера управления и установочными входами счетчика импульсов и управляющего счетчика, выход пятого элемента И является вторым выходом устройства, вход начала работы устройства соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ. 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь кодов времени содержит два шифратора, входы которых являются соответствующими входами формирователя, а выходы являются соответственно первой и второй группами выходов формирователя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 9 401996, кл. С 06 F 9/00, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР 9 391563, кл. G 06 F 11/00, 1973. 3. Авторское свидетельство СССР В 566248, кл. G 06 F 11/10, 1977 (прототип). 883911 "г Фиг. 3 A)i 4г Составитель И ° . Сигалов . Редактор Н. Рогулнч Техред A.Ñàâêà Корректор C. Шекмар Закаэ 10233/74 Тираж 748 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушскаи наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектнаяр 4
