Устройство для управления и диагностирования Советский патент 1985 года по МПК G06F11/26 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техни- . ки и может быть использовано при разработке микропрограммных устройств управления и диагностирова- 5 ния ЭВМ и вычислительных систем, систем производствейного контроля и управления технологическими процессами.

Целью изобретения является повы- Ю шение достоверности.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Функциональная схема устройства |5 содержит память 1, регистр 2 адреса, регистр 3 микрокоманд, регистр 4 возврата, коммутатор 5 адреса,.первый 6 и второй 7 коммутаторы управления, коммутатор 8 модификации, 20 коммутатор 9 синхросигналов, коммутатор 10 логических условий, схему 11 сравнения, триггеры 12-14, генератор 15 импульсов, дешифратор 16, блок элементов И 1 7 ,; .элементы 25 И18-21, элементы ИЛИ 22-25, наборное поле 26,

Функционирование предлагаемого устройства.

В исходном состоянии все элементы , памяти устройства находятся в нулевом содтоянии за исключением разряда регистра 3, соответствующего выходу конца команды регистра. Цепи установки исходного состояния устройства условно не. показаны. Последний разрешает передачу через коммутатор 5 кода операции с входа устройства для его последующей записи в регистр 2.

Устройство работает в режиме (А), еализации рабочих микропрограмм с ериодическим опросом управляемого бъекта и в режиме (в) реализации икропрограмм диагностики и восста- 45 овления.

К работе в режиме Б устройство ереходит автоматически при появлеии отказа в управляющем объекте. Этот переход осуществляется сразу 50 ри появлении полного отказа или по окончании микропрограммы управления при появлении частичного отказа.

Работа устройства в режиме А. 55

По сигналу Пуск триггер 12 усI анавливается в единичное состояние и включает генератор 15, По заднему фронту первого тактового импульса с выхода генератора 15 в регистр 2 записывается код реализуемой микропрограммы, который определяет адрес первой ее микрокоманды. В результате на выходах Памяти 1 появляются адрес следующей микрокоманды кроме младшего разряда, младший разряд адреса следующей микрокоманды, код проверяемого логического условия, значение метки опроса, сигналы микроопераций.

По заднему фронту второго тактового импульса генератора 15 микроопрационная часть микрокоманды записьшается в регистр 3. В результате на его выходе появляются сигналы ; микроопераций, которые через блок элементов И 17 выдаются на выход, так как сигнал конца тестирования р вен нулю и принимает единичное значение только в последней микрокоманде диагностики. Единичный сигнал показа работы регистра 3 микроопераций появляется тольков конце работы устройстваили в случае определения причины отказа в последней микрокоманде диагностики. Сигнал конца команды регистра 3 во всех выполняемых микрокомандах как рабочей, так и диагностической микропрограмм, равен нулю и принимает ед ничное значение только в последней микрокоманде рабочей микропрограммы Сигнал регистра 3 микроопераций также равен нулю и принимает единичное значение только при выполнении устройством микропрограммы диагностики

Если считанная микрокоманда содержит нулевой код логических условий (не является микрокомандой ветвления), то значение младшего разряда адреса следующей микрокоманды с выхода памнти 1 проходит через коммутатор 8 без изменений, так как в этом случае значение выходного си нала коммутатора 10 равно нулю и сигнал с регистра 3 также равен нулю. Таким образом, по следующему тактовому импульсу генератора 15 в регистр 2 записывается адрес очередной микрокоманды и цикл работы устройства возобновляется.

Если описанная микрокоманда содержит ненулевой код логического условия, то на выходе коммутатора 10 появляется значение проверяемого логического условия. Если это значение равно нулю, то значение младшего разряда адреса очередной микрокоманды с выхода памяти 1-проходит на выход коммутатора 8 без изменений, если значение логическогоусловия равно единице, то в младший . разряд адреса очередной микрокоман ды принудительно запишется ноль (следовательно значение младшего разряда адреса о,чередной микрокоман ды при ветвлении должно быть равно единице). Таким образом осуществляется модификация адреса очередной микрокоманды значением проверяемого логического условия. Модифицированный адр.ес очередной микрокоманды по следующему тактовому импульсу с . генератора 15 записывается в регист 2 и цикл снова повторяется. Опрос управляемого объекта о появлении в нем отказов происходит пр единичном значении сигнала на. выходе памяти 1 микрокоманд, который разрешает прохождение сигналов с. с-оответствующих выходов через элемен ты И 19 и 20 на триггеры 13 и 14 соответственно,. Работа устройства в режиме реали зации диагностических микропрограмм т,е, в режиме Б. Опрос управляемо-го объекта о появлении в нем отказов п исходит в необходимых точках микропрограммы. При появлении любого из отказов, соответствующий триггер 13 и 1.4 переходит в единичное состояни (при появлении сразу отказов двух типов полный отказ пользуется приор тетом, т,е. устанавливается триггер 13) и устройство автоматически переходит в режим диагностирования. Если происходит полный отказ, то по переднему фронту первого тактово го импульса, поступившего с генератора 15 чер.ез коммутатор 9, триггер 13 переходит в единичное состояние. По заднему фронту первого тактового импульса в регистр 2 записывается начальный адрес микропрограммы диагностики, поступивший через коммутатор 5, информация из регистра 2, т.е. адрес микрокоманды, при отработке которой происходит полный отказ, переписьшается в регистр 4. Начальный адрес микропрограммы диаг ностики,- записанный в регистр 2, поступает в память 1. По заднему фронту второго тактового импульса с генератора 15 мик 304 рооперэ-.ионная часть микроком;и|ды записывается в регистр 3. В рочуль тате на его выходе появляются сигналы микроопераций, которые черен блок элементов И i7 выдаются на выход устройства. Если код, поступи ший с входа устройства, и эталокныГ) код результата, поступивший с вых1);а памяти .1 , равны, то на выходе CXOMI-I 11 присутствует единичный сигнал,и так как значение сигнала метки микропрограммы диагностики на соответствующем выходе регистра 3 равно единице, то младший разряд адреса очередной микрокоманды диагностической микропрограммы проходит на выход коммутатора 8 без изменений. Если коды не равны, то в младший разряд очередной микрокоманды диагностической микропрограммы принудительно заносится ноль. Таким образом осуществляется модификация адреса очередной микрокоманды. По следующему тактовому импульсу с выхода генератора адрес очередной микрокоманды, поступившей через коммутатор 5, записывается в регистр 2 и цикл повторяется. При установлении причит 1 отказа в результате выполнения микропро1-раммы диагностики, в случае возможноспи автоматического восстановления отказ, устройство реализует микроподпрограмму восстановления (т.е. выдает на соответствующий выход устройства команды, по которым в работу вместо отказавшего включается резервный б.пс1к которая является частью микропрограммы диагностики. При записи микроопераций последней микрокоманды диагностической микропрограммы в регистр 3 на его. соответствующем выходе появляется единичный сигнал, который открывает ешифратор 16. На одном из выходов ешифратора 16 появляется единичный сигнал, соответствующий коду, попупившему на его вход с выхода регистр. 3 микроопераций, и однозначно указывающий на отказавший блок управлямого объекта. Одновременно единичый сигнал на выходе регистра 3 мик оопераций закрывает блок эломентоь 17 и на выходе устройства присуттвует нулевой код. По задн«.му фрпцу следующего тактового импульса с енератйра 15 в регистр 2 черт коиутатор 5 записывается адр€м.:, хр.чюг П1Ийся в регистре f, т.е. адрес микрокоманды, при отработке которой происходит отказ, и возобновляется выполнение микропрограммы управления. По заднему фронту следующего .тактового импульса.с генератора 15 адрес микрокоманды поступает через коммутатор 9 в триггер 13. Если при выполнении диагностичес кой микропрограммы причины отказа не обнаружены, устройство микропрограмму восстановления не выполняет, а в последней микрокоманде микропрограммы диагностики ни выходах регистра 3 появляются сигналы, аналогичные предьздущему случаю, только на соответствующем выходе появляется, нулевой код и индикации о причине отказа на выходе дешифратора 16 не будет (соответствует, отсутствию отказа, т.е. сигнал о его появлении возникает в результате сбоя, Далее устройство функционирует так же, как и в предыдущем случае. Если обнаружен отказ, автоматическое устране.ние которого невозмож но, то микропрограмма восстановлени не вьшолняется., а в последней микро команде микропрограммы диагностики на соответствующих выходах регистра 3 появляется код причины отказа (на выходе дешифратора 16 появляется индикация). - единица, а появившийся единичн.ый сигнал выключает триггер 12, нулевой сигнал с выхода кот рого поступает на вход генератора 15, формирование тактовых импульсов прекращается и работа устройства з канчивается. При частичном отказе на выходе элемента И 20 будет единичный сигнал, который по.ступает н единичный вход триггера 14 и по переднему фронту тактового импуьса, поступившего с генератора 15, триг гер 14 переходит в единичное состояние. По заднему фронту тактового импульса, поступившего с генератора 15, в регистр 2 через коммутатор 5 записывается адрес очередной микрокоманды микропрограммы управления. По окончании микропрограммы управления по заднему фронту тактового импульса, поступившего с генератора 15, в регистр 2 через коммутатор 5 записьгаается начальный адрес микропрограммы диагностики. Расположение адреса микропрограммы диагностики в формате последней микрокоманды управляющей микропрограммы на месте адреса следующей микрокоманды управляющей микропрограммы (так как у микропрограммы управляющей микропрограммы нет последующей микрокоманды, то место в формате, отведенное под ее адрес, свободноj дает возможность на каждую микропрограмму управления иметь своюмикропрограмму диагностики, что позволяет сократить время диагностик.и (за счет исключения проверки неиспользуемого при работе данной микропрограммы оборудования) в случаечастичного отказа. . . I . / . Дальше- устройство функционирует так же, как и .в случае полного отказа, только после окончания микропрограммы диагностики по заднему фронту тактового импульса генератора 15 в регистр, 2 через .коммутатор 5 записывается начальный адрес следующей микрооперации микропрограммы управления с входа устройства. Обнуление триггера 14 осуществляется по переднему фронту тактового импульса., так как на его нулевой вход через элемент ИЛИ 25 поступает -единичньй сигнал, а триггер 13 переходит в единичное состояние, так как на его единичный вход поступает через элемент И 19 единичный сигнал. Далее устройство функционирует аналогично случаю полного отказа. Контроль за правильностью своего функционирования устройство осуществляет при любом режиме работы, и заключается он в том, что при появлении сбоя в функционировании элементов памяти устройства (в случае появления комбинаций сигналов, которое при нормальном функционировании невозможно на выходе устройствакоторый является выходом злемен-та И 21, появляется единичный сигнал, сигнализирующий 6 происшедшем сбое, в работе предлагаемого устройства;

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И ДИАГНОСТИРОВАНИЯ, содержащее генератор ийпуль сов, наборное поле, выход которого соединен с входом коммутатора адреса, выход которого через соединенные последовательно регистр адреса и память соединен с входом регистра микрокоманд, регистр возврата, три триггера, коммутатор модификации, четыре элемента И, четыре элемента ИЛИ, блок элементов И, дешифратор, отличающееся тем,что,с цельюповьшения достоверности, в него введены коммутатор синхросигналов, коммутатор логических условий, два коммутатора управления, схема сравнения, причем первый вход устройства через соединенные последовательно первый триггер и генератор импульсов соединен с входами регистра адреса первого элемента И, регистра микрокоманд и коммутатора синхросигналов, выход которого.соединен с входами второго и третьего триггеров, выходы второго триггеру соединены с входами первого элемента ШШ, первого элемента И, коммутатора адреса и первого коммутатора управления, выход регистра адреса через регистр возврата соединен с входом коммутатора адреса, выходы памяти соединены с входами коммутатора адреса, схемы сравнения, второго элемента ИЛИ, второго и третьего элементов И и через коммутатор модификации - с входом коммутатора адреса, выходы регистра микрокоманд соединены с входами первого три гера-, коммутатора синхроимпульсов, коммутатора адреса, дешифратора, пер вого, второго, третьего и четверто- . § го элементов ИЛИ, коммутатора модификации, коммутаторов управления и через первый элемент И - с входом регистра возврата, выходы коммутаторов управления и второй вход устройства соединены с входами коммутатора адреса, третий вход устройства соединен с входами второго и третье-. .О элементов И, четвертого элемента sJ ИЛИ и через схему сравнения и комму«till татор логических условий - с входами Ю коммутатора модификации, выходы треbo тьего элемента И и четвертого элемента ИЛИ соединены с входами третье го триггера, выход второго элемента И соединен, с входом второго триггера,выходы первого элемента ИЛИ и третьего триггера соединены с входами второго и первого коммутаторов управления, выходы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с входами четвертого элемента И, выходы которого, дешифратора и блока элементов И являются выходами устройства.