Устройство для контроля времени выполнения программ Советский патент 1984 года по МПК G06F11/34 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быт использовано в автоматизированных управлякицих системах, работакхцих в реальном масштабе времени. Известно устройство для контроля времени выполнения программ, содержащее генератор импульсов, ре гистр уровня приоритета, регистр контрольного слова, элемент И, группу таймеров приоритетного уров . каждый из которых содержит три сче чика,, триггер и два элемента И СИ Недостатком устройства является невозможность получения точного времени выполнения программ при их отладке. Наиболее близким по технической С5пдности к предлагаекюму является устройство для контроля времени выполнения программ, содержащее четыре элемента И, два злемеита НЕ элемент запрета, элемент. ИЛИ, сче чик, группу элементов И, причем первый и второй управляшцие входы устройства соединены соответственно с первым входом элемента запрос и входом первого элемента НЕ, выхо которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, .вход останова устройства соединен с входом второго элемента НЕ и первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого является входом перезапус ка устройства, выход второго элекюнта НЕ соединен с первьам входом ч етвертого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и выходом элемента запрета, второй вход которого соединен с вторьм входом третьего элемента И и является входом синхроимпульсов устройства, выходы первого и второго элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика,выход переполнения которого является сигналом неисправности устройства первый второй информационные входы устрой ства соединены с соответствующими входами элементов И группы, выходы которых соединены с информационным входом счетчика и третьим входом элемента запрета С2Э. Недостатком данного устройства является нарушение соответствия между реальным и зафиксированным временем прохождения участков проrpeiMM при работе в наладочных режимах. Данные нарушения обусловлены тем, что при отладке состояния остановов и пусков в работе ЦВМ за даются оператором в случайные моменты интервала между двумя соседн ми сигналами метОк времени. Такая случайность не внося каких-либо разрывов в логику прохождения последовательностей команд, приводит к нарушению масштаба сигналов меток времени при заполнении счетчика, т.е. может вызывать потерю либо появление не в свое время сигнала метки времени- Причем такое искажение происходит практически, при каждом останове-пуске. Указанный недостаток приводит к различию в прохождении программ в,режимах отладки ив рабочих режимах, что снижает качество отла-дки, особенно в части факторов, существенных для систем реального времени. Цель изобретения - повышение достоверности контроля времени прохождения программ в отладочном режиме работы. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля времени выполнен ия программ, содержгицее счетчик времени, элемент ИЛИ и четыре элемента И, причем выход первого элемента И соединен с первым входом элекйнта И соединен с первым входом элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И соединен с выходом третьего элемента И, выход переполнения счетчика времени является выходом времени устройства, введены триггер уп$ а леиия, триггер блокировки и счетчик Тс1КТРВЫХ импульсов, причем единичный выход триггера блокировки соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого является входом меток времени устройства, выход первого элемента И соединен со счетным входом счетчика времени, информационный вход которого является установочным входом устройства, второй вход элемента ИЛИ является входом запуска устройства, выход элемента ИЛИ соединен с единичным входом триггера управления, единичный выход которого соединен с управляющим выходом устройства и первым входом четвертого элемента И, второй вход которого является входом тактовых импульсов устройства, выход четвертого элемента И соединен со счетным входом счетчика тактовых импульсов, вход сброса которого соединен с выходом первого И, входы третьего элемента И соединены с выходом четвертого элемента И и соответствующими выходами счетчика тактовых импульсов, нулевой выход триггера управления соединен с о-входом триггера управления, нулевой вйход триггера блокировки соединен с t -входом триггера блокировки и вторым входом второго элемента И, выход которого сое; 1инен, с входами

синхронизации триггеров блокировки иуправления, нулевые входы которых соединены с входом останова у стройства.

На/чертеже приведена функциональная схема устройства для контроля времени вьтолнения- программ.

Устройство содержит счетчик 1 времени/ счетчик 2 тактовых импульсов, триггер J блокировки, триггер управления, элемент ИЛИ 5, четыре элемента И 6-9, вход 10 запуска устройства, вход 11 останова устройства, вход 12 меток времени устройства, вход 13 тактовых импульсов усройства, управлякяций выход 14 устро ства, выход 15 времени устройства, установочный вход 16 устройства.

Счетный вход счетчика 1 времени и сброса счетчика 2 тактовых импульсов соединены с выходом первого элемента И 6, к которому также подключен первый вход элемента ИЛИ S, второй вход которого соеди.нен с входом 10 пуска устройства, а выход - с единичным входом триггера 4 управления, нулевой вход триггера 4 соединен с нулевым входо триггера 3 блокировки и входом 11 останова устройства, р-вход триггер 4 управления соединен с его нулевым вьЕкодсм, а вход синхронизации подключен .к выходу второго элемента И 7 и входу синхронизации триггера 3 блокировки. Т -вход триггера 3 соединен со своим нулевым выходО1у( и вторым входом второго элемента И 7, единичный выход триггера 3 соединен с первым входом первого элемента И 6, второй вход которого соединён с входом 12 меток времени устройства, второй вход четвертого элемента И 9 соединен с входом 13 тактовых импульсов устройства, первый вход соединен с единичным выходом триггера 4 управления,; а выход со счетным входом тактовых импульсов счетчика 2. Входы третьего элемента И 8 соединены с выходом четвертого элемента И 9 и содтйетствуюадими выходами счетчика 2 тактовых импульсов, а выход - с пер вым входом элемента И 7. Единичный выход триггера управления является управляющим выходом 14 устройства.

Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии счетчики 1, 2 и триггеры 3,4 установлены в D при этом прохождение в устройство сигналов меток времени с входа 12 и тактовых импульсов с входа 13 блокировано.

При поступлении на вход 10 устройства сигнала запуска, свидетельствующего о выполнении оператором пуска функционирования, этот

сигнал через элемент ИЛИ 5 проходитна единичный вход триггера 4 управления, устанавливая его в единичное состояние. Элемент И 9 нгъчинает пропускать тактовые импульсы на счетный вход счетчика 2, которые заполняют его. На управляющий выход 14 устройства подается сигнал, разрешакщий выполнение программы. В частности, одним из действий этой програгфы является занесение на счетчик 1 через установочный вход 16 кода временного интервала, организуемого прог| аммой на этом участке ее выполнения.

При подсчете N импульсов

( /где Т - период сигналов меU

ток времени, составляющий в данном случае 4 мс, t - период тактовых импульсов, составлякиций 1 мкс), т.е при подсчете 4000 импульсов тактовой частоты (м+1)-ый импульс проходит на выход элемента И 8 и далее через элемент И 7 на входы синхронизации триггеров блокировки 3 и управления 4, переключая первый из них в единичное состояние и сбрасывая второй в нулевое состояние. Такое переключение триггеров 3 и 4 разрешает прохождение через элемент И 6 сигналов меток времени и блокирует дальнейшее заполнение счетчика 2. Одновременно сброс триггера 4 в О снимает с управляющего выхода 14 разрешакидий сигнал, что приостанавливает выполнение ранее пущенной программы.

В указанном состоянии устройство находится до наступления ближайшего сигнала метки времени, который, пройдя через открытый элемент И 6, добавляется в счетчик 1 к ранее занесенной в него константе сбрасывает в О счетчик 2 и, пройдя через элемент ИЛИ 5, устанавливает триггер управления 4 в единичное состояние. Это разрешает возобновление выполнения приостановленной программы и новое заполнение служебного счетчика 2.

Далее в устройстве происходят периодические заполнения счетчика 2 до величины/ +1 и сброс его в О поступающими сигналами меток времени. Сигналы с выхода элемента И 8 в этом случае каких-либо действий не производят, так как элемент И 7 вследствие единичного состояния триггера 3 находится в закрытом состоянии. При этом счетчик 1 периодически (по мере отработки задаваемых временных интервалов) формирует сигнал переполнения, который поступает на выход 15 и внрвь записываетсй кодами временных констант последовательно выполняемых участков программ / .

При останове программы по заданию оператора (например, по адресу, условию, признаку) либо при непосредственном нажатии им кнопки останова (не показана) в устройство поступает сигнал останова, который по входу 11 останова устройства подается на нулевые входа триггеров 3 и 4, сбрасывая их в О. В результате блокируете } прохождение в устройство как сигналов .меток времен по 12, так и тактовых импуль сов по входу 13. При этом счетки 1 содержит отсчет времени, прошелаего от момента последнего обновления его содержимого, а счетчик 2 - от момента поступления последнего сигнала метки времени. Причем первый счетчик это время содержит с точностью периода сигналов меток времени (4 мс), а второй с точностью периода тактовых импульсов (1 мкс).

При пуске прог{ а Фал в устройство по входу 10 поступает сигнал запуска, который, пройдя,через элемент ИЛИ 5, переключает триггер управления 4 в единичное состояние, что разрешает продолжение выполнени программы и поступление тактовых импульсов в счетчик 2. Однако метки времени остаются в устройстве

заблокированными элементом И 6 до источника времени, равного оставшемуся при останове до прихода очередной (следующей) метки воемени. Как и при Первоначальном пуске, при срабатывании элемента И 8

триггер 4 управления вновь сбрасывается в О V, а триггер 3 блокировки устанавливается в 1. При этом происходит приостанов вылЬлнения программы, который длится до момента прихода ближайшего сигнала метки времени. Этот сигнал вновь переключает триггер управления 4 в единичное состояние, что снижает приостанов программы и обеспечивает продолжение работы устройства как указано.

Основньш преимущес.твом устройства является высокая достоверность (С на три порядка выше) отсчетов времени прохождения программ в. наладочных режимах, что обеспечивает тождественность их выполнения в рабочих режимах и режимах отладки. В свою очередь г исключение ошибок в фиксации вр ентлх отсчетов сокращает o6iiiee время и затраты на отладку программ и повышает их надежность при функционировании в рабочих режимах.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОГРАММ, содержащее .счетчик времени, элемент ИЛИ и четыре элемента И, причем выход первого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И соединен с выходом третьего элемента И, выход переполнения счетчика времени является выходом време.ни устройства, отличающееся тем, что, с целью повьииения достоверности контроля времени прохождения програют в отладочном режиме работы, в него введены триггер управления, триггер блокировки и счетчик тактовых импульсов, причем единичный выход триггера блокировки соединен с первьвл входом первого элемента И, второй вход которого является входом меток времени устройства, выход первого элемента И соединен со счетным входом счетчика времени, информационный вход которого является установочным входом устройства, второй вход элемента ИЛИ является входом запуска устройства, выход элемента ИЛИ соединен с единичным входом триггера управления, единичный выход которого соединен с управляющим выходом устройства и первым входом четвертого элемента И, второй, вход которого является входом тактовых импульсов устройства, выход четвертого элемента И соединен со счетным входом счетчика тактовых импульсов, вход сброса котоi рого соединен с выходом первого элемента И, входы третьего элемен(Л та и соединены с выходом четвертого элемента И и соответствующими выходами счетчика тактовых импульсов, нулевой выход триггера управления соединен с в-входом триггера управления, нулевой выход триггера блокировки соединег с и -входом триггера блокировки и вторым входом второго элемента И, выход которого динен с входами синхронизации триггеров блокировки и управления, нулевые В|Ходы которых соединены с входом останова устройства.