Устройство для прерывания при отладке программ Советский патент 1985 года по МПК G06F9/48 

1 .1 17 Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам для программного управления, и может быть использовано при разработке и отладке программ для .ЭВМ. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. -Устройство содержит первый регистр 1, первый блок 2 сравнения, второй блок 3 сравнения, первый элемент. И 4, второй регистр 5. Выходы первого 1 и второго 5 регистров соединены соответственно с первыми входами первого 2 и второго 3 узлов сравнения, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента И 4. Первый информационный вход 6 устройства соединен с вторым входом первого блока 2 сравнения. Устройство содержит также управляющий регистр 7, третий регистр 8, третий блок 9 сравнения, .первьш и второй элементы RTIM 10 и 11, второй, третий ичетвертьй элементы И 12-14, первую 15, вторую 16 и третью 17 группы элементов И, пятьй 18, шестой 19, седьмой 20 и восьмой 21 элементы И, элемент НЕ 22, группу элементов ИЛИ 23, девятьш элемент И 24, третий элемент ИЛИ 25, первьш 26, второй 27, третий 28 и четвертый 29 управляющие входы, второй 30 и третий 31 информационные входы, первый 32 и второй 33 управляющие входы. Кроме того, на чертеже показаны регистр 34 номера команды. регистр 35 адреса записи, регистр 36 номера регистра общего назначения (РОН) центрального процессора (ЦП), являющиеся частью центрального управления ЭВМ и не входящие в состав устройства для прерывания при отладке программ, а служащие лишь для пояснения его работы. В состав устройства также входят четвертьй элемент ИЛИ 37, десятый элемент.И 38, триггер 39 блокировки, переключатель 40 задания режима работы, одиннадцатьй элемент , четвертый регистр 42, пятьй регистр 43, четвертьй блок 44 сравнения, пятый элемент КШ 45, выход 46 блокировки счетчика времени устройства, пятьй в.ход 47 пуска устройства. Регистры 1, 5, 7 и 8 являются тумблерными регистрами. Регистр 1 слу жит для задания верхней границы адресов отлаживаемой программы, регистр 5 - для задания нижней границы адре9сов отлаживаемой программы, регистр 7- для задания отладочных режимов работы (останов или прерывание по совпадению текущего номера команды с заданным номером команды, по совпадению текущего адреса я.чейки с заданным адресом ячейки и т,д,), а регистр 8- для задания адреса.ячейки или номера команды в отладочных режимах. Устройство может работать в одном из четырех режимов, задаваемых с помощью тумблерного регистра 7 управления,. , В режиме I при записи в ячейку, адрес которой (содержимое регистра 35) совпадает с адресом, набранньм на тумблерном регистре.8, устройство вырабатывает сигнал на выходе 33, которьш поступает в. систему прерывания ЭВМ, программа которой подлежит отладке. Одновременно обеспечивается блокировка работы счетчиков времени ЭВМ (управляющий выход 46), тем самым достигается останов реального времени, В режиме у при совпадении адреса выполняемой команды (содержимое регистра 34) с содержимым регистра 8 вырабатываются управляющие сигналы 33 и 46, Режим III отличается от режима I тем, что сравнивается не содержимое регистра 35, а содержимое регистра 36, и сигнал прерывания вырабатывается не при записи в ячейку, а .при записи в регистр общего назначения, номер которого находится в регистре 36 .. В режиме W устройство вырабатывает сигнал на выходах 33 и 46 при выполнении команды перехода. Работа устройства во всех режимах отладки начинается с установки на регистрах 1 и 5 начала и конца зоны отладки (первьй и последний адреса программ, подлежащие отладке), При работе ЭВМ на регистре 34 номера команды присутствует номер выполняемой команды, которьй через первьй информационный вход 6 устройства поступает на вторые входы первого и второго блоков 2 и 3 сравнения. На выходе первого блока 2 сравнения присутствует положительньй потенциал только в случае, если номер команды больше номера, набранного на первом регистре 1, а на выходе второго блока 3 сравнения присутствует сигнал

положительной полярности только в случае, если номер команды меньше ; номера, набранного, на регистре 5.

Тем самым обеспечивается работа устройства в зоне программ, подлежапщх отладке. Вне этой зоны работа устройства блокируется нулевым потенциалом с выхода элемента И 4, которы поступает на входы элементов И 18 и 19, а нулевой потенциал выхода этих элементов блокирует элементы И 21, 24 и 20. Нулевой потенциал с выхода элемента И 24 блокирует элемент ИЛИ 37, а нулевой потенциал с выхода элемента ИЛИ 37 блокирует элемент И 28, тем самым обеспечивается нулевое состояние триггера 39 блокировки (триггер сбрасывается при начальном пуске ЭВМ по сигналу Пуск - вход 47 устройства, который через элемент ИЛИ 45 поступает на единичный вход триггера 39 блокировки При этом на первом 32, втором 33 и третьем 46 управляющих выходах устройства присутствует нулевой потенциал, который не оказьгаает никакого влияния наработу процессора и счетчиков времени ЭВМ, программа которой подлежит отладке. .

Работа устройства в режиме I проходит следующим образом.

Оператор, производящий отладку программ, устанавливает на регистре 7 управления режимы Г и Отладка и при этом на первом и пятом выходе регистра 7 появляются единичные потенциалы. При выполнении программы, подлежащей отладке, адреса вьтолняе,мых команд находятся между граничащими устройствами на регистрах 1 и 5, следовательно, на выходе первого элемента И 4 - положительный потенциал.

Каждая команда записи в ОЗУ ЭВМ сопровождается управлякицим потенциалом, который поступает из процессора через первый управляющий вход 26 устройства на второй вход элемента И 12, на первый вход которого поступает положительный потенциал с первого выхода управляющего регистра 7, С выхода второго элемента И 12 положительный потенциал через второй элемент ИЛИ 11 поступает на управлякяций вход третьего блока 9 сравнения, тем самым разрешается сравнение информации, набранной на третьем регистре 8, с содержимым регистра 35 адреса

записи,входящего в состав ЭВМ.Содержимое регистра 35 адреса записи через первую группу элементов И 15 и ИЛИ 23 поступает на второй информационньй-вход третьего блока 9 сравнения. При совпадении содержимого третьего регистра 8 с содержимым регистра 35 адреса записи на выходе блока 9 сравнения вырабатывается положительный потенциал, который поступает на второй вход пятого элемента И 18, на первый и третий входы поступают разрешающие потенциалы с выхода первых элементов ИЛИ 10 и И 4. Положительный потенциал с выхода пятого элемента И 18 и через восьмой элемент И 21, третий элемент ШШ 25 поступает на второй управляющий выход 33 устройства, который соединен с регистром прерывания ЭВМ. Одновременно положительный потенциал с выхода элемента И 24 поступает через элемент ИЛИ 37 на первый вход элемента И 38, при наличии разрешающего положительного потенциала (включение режима работы в реальном масштабе времени производит оператор перед началом отладки программы) путем установки переключателя 40 в положение Реальное время (РВ). Переключатель 40 подает положительный потенциал на вход элемента И 38, положительный потенциал с выхода ПО| следнего поступает на нулевой вход триггера 30 блокировки, на выходе 46 которого формируется управляющий положительный потенциал, блокирующий работу счетчиков времени ЭВМ. Таким образом, по выходному сигналу 33 ЭВМ, программы которой подлежат отладке, прерьшает свою работу и осуществляет вызов вклинивающейся (отладочной) программы, которая в зависимости от отладочного задания программиста производит заранее определенные им действия, одновременно обеспечивается останов реального времени для ЭВМ. При наличии разрешающего положительного потенциала с

выхода элемента И 38, который поступает на первый вход элемента И 41, и по приходу управляющего сигнапа с управляющего входа 27, который посту пает на второй вход элемента И 41,

формируется управляющий сигнал записи на регистр 42 информации, поступающей с информахщонного входа устройства 6. Тем самым обеспечивается

запоминание адреса команды в прерванной точке отлаживаемой программы. После ухода ЭВМ на отладочную программу, т.е. выхода за зону отладки, которая определяется тумблерными регистрами 1 и 5, на выходе элемента И 2А появляется .нулевой потенциал, которьм через элементы ИЛИ 37 и И 38 поступает на нулевой вход триггера 39 блокировки, тем самым обеспечивается сброс последнего при поступлении положительного потенциала на его единичный вход.

. После вьшолненяя прерывающей (отладочной) программы ЭВМ обеспечивается возврат в прерванную точку отлаживаемой программы, на регистре 43 обеспечивается запоминание текущего адреса программы по управляющему сигналу, поступающему с входа 27 устройства, информационный вход регистра 43 соединяется с информационным входом 6 устройства. При возврате в прерванную точку программы содер1жимое регистров 4 и 5 совпадает, на выходе блока 44 сравнения вырабатывается положительный потенциал, которьй через элемент ИЛИ 45 поступает на единичный вход триггера 39 блокировки и устанавливает его в нулевое состояние. На выходе 46 устройства появляется нулевой потенциал, который разрещает дальнейшую работу счетчиков времени ЭВМ.Аналогично устройство работает и в других режимах.

В режиме ij устройство вьфабатывает сигнал прерывания при совпадении номера команды, набранного на регистре 8, с номером на регистре 34 номера команды. Включение каждой команды сопровождается управляющим сигналом, поступающим на ЭВМ, в состав которог входит предлагаемое устройство, на вход 27. Этот управляющий сигнал проходит через элементы И 13 и ИЛИ 23 н

опрос третьего блока 9 сравнения.

.

В режиме i|i устройство вырабатывает сигнал прерывания при записи инфомации в один из регистров общего назначения ЭВМ, номер которого совпадает с номером, набранным на третьем регистре 8. Работа устройства в режиме Ш отличается от режима I тем, что при записи в регистр общего назначения ЭВМ вырабатьшает управлякядий сигнал на выходе 28, который через элементы И .14 и ИЛИ 11 поступает на опрос схемы сравнения, на второй вход которой с регистра 36 через вход 31, группу элементов И 17 и группу элементов ИЛИ 23 поступает номер регистра общего назначения. В режиме IV устройство должно выработать сигнал прерывания при исполнении команды перехода.

На четвертом и пятом выходах управляющего регистра 7 устанавливаются положительные потенциалы, с выхода первого элемента И 4 на первьй вход элемента И 19 поступает положительный потенциал, так как отладка происходит в определенных границах, заданных на регистрах 1 и 5. При выполнении команды перехода на .второй вход элемента И 19 с дешифратора команд ЭВМ, через четвертьй вход 29 устройства поступает положительный потенциал. Выходной положительньй потенциал через элементы И 20 и ИЛИ 25 поступает в систему прерывания ЭВМ. Если на пятом выходе управляющего регистра 7 установлен нулевой потенциал, то на выходе элемента НЕ 22 появляется единичньй потенциал, поступающий на вход элемента И 24. Если при этом на выходе управляющего регистра 7 установлен один из режимо I 5 u или Ш , то появление положительного потенциала на выходе элемента И 18 приводит к появлению сигнала на выходе элемента И 24 и на управляющем выходе 32 устройства. Сигнал с управляющего выхода 32 устройства поступает в управление ЭВМ и вызьгеает ее останов.

Одновременно положительньй потенциал с выхода 32 устройства поступает через элемент ИЛИ 37 на вход элемента И 38, при задании работы в реальном масштабе времени (положительньй потенциал на выходе ключа 40 задания режима работы в реальном маещтабе времени) происходит установка в единицу триггера 39 блокировки. На выходе 46 устройства появляется положительньй потенциал, которьй запрещает работу счетчиков времени ЭВМ.

Сброс триггера 39 блокировки осуществляется по сигналу Пуск, поступающему по управляющему входу 47 устройства от ЭВМ, после пуска ЭВМ оператором. После сброса триггера 39

.блокировки разрешается дальнейшая работа счетчиков времени ЭВМ.

Предлагаемое устройство представляет собой эффективное и-оперативное средство, обеспечивающее прерывание отлаживаемой программы при записи в определенную ячейку памяти, при выпол нении команды перехода, при вьтолнении команды, адрес которой заранее указан, при записи в один из регистров общего назначения, номер которого указан заранее. Тем самым обеспечиваются значительное повышение эффективности проведения отладки и сокращения сроков отладки программ.

Кроме того, возможен синхронньй останов работы счетчиков времени .ЭВМ с прерываниями (или остановами) процессора ЭВМ при реализации отладочных режимов, при этом устройство обеспечивает оперативную нейтрализацию прерываний или остановов, что важно при отработке программного обеспечения автоматизированных систем управления, работающих в реальном масштабе времени. Нейтрализация отладочных прерываний и остановов обеспечивает также запщту от ложных срабатываний (переполнений) счетчиков времени ЭВМ, ориентированньк на контроль времени

1.5 выполнения отдельных участков .программного комплекса, что позволяет повысить эффективность и достоверность процесса отладки сложных программных комплексов.

УСТРОЙСТВО ЛЛЯ ПРЕРЫВАНИЯ ПРИ ОТЛАДКЕ ПРОГРАММ по авт. св. № 962945, о тличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства для отладки программ, работающих в реальном масштабе времени, в устройство введены четвертый и пятый элементы ИЛИ, десятьй и одиннадцатьй элементы И, четвертый и пятый регистры, четвертый блок сравнения, триггер блокировки, переключатель задания режима работы, причем выход девятого элемента И и третьего элемента ИЛИ соединены соответственно с первым к вторым входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом десятого элемента И, выход тумблера задания режима работы соединен с вторым входом десятого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом триггера блокировки и первым входом одиннадцатого элемента И, вход признака команды устройства соединен с вторым входом одиннадцатого элемента И, входом синхронизации четвертого регистра, выход которого . соединен с первым входом четвертого блока сравнения, адресный вход устройства соединен с информационными входами четвертого и пятого регистров, выход одиннадцатого элемента-И соединен с входом синхронизации пятоs го регистра, вькод которого соединен (Л с вторым входом четвертого блока сравнения, вькод четвертого блока сравнения соединен с первьм входом пятого элемента РШИ, вькод которого соединен с единичным входом триггера блокировки, выход которого является выходом блокировки счетчика времени устройства, вход пуска устройства соединен с вторым входом пятого эле мента ИЛИ. со ;о