Устройство для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ Советский патент 1987 года по МПК G06F11/28 

регис:тр состояния (PC) 9, который содержит триггер цикличности 10, триггер внешнего устройства 11, триггер останова 12, триггер разрешения работы 13. По команде ЭВМ в счетчик 7 устройства заносится максимальное число обращений центрального процессора к памяти ЭВМ для данного участка программы, и если по ходу выполнения программы обнаруживается превы шение этого числа, то устройство в течение определенного интервала времени фиксирует обрап1ение центрально1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь- р качестве устройств для обнаружения сбоев и перезапуска ЭВМ,построенных на базе микропроцессоров.

Цель изобретения - уменьшение времени восстановления ЭВМ после сбоев.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для контро- ля хода программы и перезапуска ЭВМ.

Устройство содержит дешифратор 1 адреса, с первого по четвертый элементы И 2-5, элемент ИЛИ 6, счетчик 7 блок 8 внутреннего прерывания, ре- гистр 9 состояния, содержащий триггер 10 цикличности, триггер 11 внешнего усгройства, триггер 12 останова, Т1тиггер 13 разрешения работы, четвертый с пятого по седьмой элемент И 14-16, блок 17 перезапуска, блок 18 магис гральных приемопередатчиков, магистраль 19.

Входы - выходы блока 18 магист- рштьных приемопередатчиков информа- ци()нными входами - выходами устройства соединен с магистралью связи с ЭВМ. Информационный выход блока 18 магистральных приемопередатчиков соединен с информационными входами де- шифратора 1 адреса, счетчика 7 и D- входами триггеров регистра 9 состояния. Прямые выходы всех триггеров регистра 9 состояния и информационный выход счетчика 7 соединены с ин- формационным входом блока 18 магистральных приемопередатчиков, управляю37901

го процессора к внешнему устройству, фиксируя при этом адрес внешнего устройства в счетчике 7, переключая соответственно триггеры PC 9, затем прерывает программу, и ЭВМ переходит к выполнению управляющей программы, которая анализирует PC 9 и устанавливает причину Нарушения хода выполнения программы. В случае останова программы, который определяется по сигналам центрального процессора и магистрали ЭВМ, устройство вырабатывает сигнал перезапуска системы.1 ил.

щий выход которого соединен с входом управления режимом работы дешифратора 1 адреса. Первый, второй и третий управляющие выходы дешифратора 1 адреса соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ 6, с синхро- входом регистра 9 состояния и с входом управления магистралью блока 18 магистральных приемопередатчиков. Выход элемента ИЛИ 6 соединен с входом синхронизации счетчика 7, вычитающий вход которого соединен с выходами первого элемента И, первый инверсный вход последнего соединен с выходом второго элемента И 2, первый вход которого соединен с первым инверсным входом третьего элемента И 4 и с входом активной синхронизации устройства, который соединен с магистралью ЭВМ.

Второй инверсный вход третьего элемента И 4 соединен с входом сигнала выбора внешнего устройства,соединенно го с магистралью ЭВМ, Выход третьего элемента И 4 соединен с первым входом четвертого элемента И 5, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ бис S-вхо- дом триггера 11 внешнего устройства. Выход нулевого состояния счетчика 7 соединен с S-входом триггера 10 цикличности и с входом запуска блока 8 внутреннего прерывания.

Вход сигнала сброса устройства через пятый элемент И 16 соединен с

ты, прямой выход которого соединен с входом разрешения запуска блока 8 внутреннего прерывания, с первым входом блока 17 перезапуска и с. вторым входом второго элемента И2, Инверсный выход триггера 10 цикличности соединен с первым входом шестого элемента И 14, второй вход которого соединен с входом контроля питания устройства.

Выход шестого элемента И 14 соединен с первым входом седьмого элемента И 15, второй вход которого соеди - иен с входом сигнала внутреннего ввода устройства. Выход седьмого элемента И 1 5 соединен с S-входом триггера 12 останова, прямой выход которого соединен с вторым входом блока 17 перезапуска, первый и второй управляющие выходы которого соединены с выходами устройства и являются соответственно выходами нормы по постоянному и сетевому питанию устройства и соединены с магистралью ЭВМ,

IlepBbDi выход блока 8 внутреннего прерывания соединен с вторым входом второго элемента И 5, а второй выход соединен с выходом устройства и является выходом сигнала блокировки синх- росерии внешних устройств ЭВМ,

Блок 8 внутреннего прерывания, триггер 10 цикличности, счетчик 7, второй элемент И 2 и первый элемент И 3 обеспечивают быструю реакцию на сбои, связанные с превышением заданного числа, выполненных команд контролируемого участка программы.

Блок 18 магистральных приемопередатчиков, дешифратор 1 адреса, счетчик 7, третий элемент И 4 и четвертый элемент И 5 обеспечивают обнаружение неисправностей внешних устройств. Триггер 10 цикличности, пятый элемент Н 16, шестой элемент И 14 позволяют сохранить адреса внешнего устройства и тем самым уменьшить время поиска неисправности. Триггер 12 останова, дешифратор 1 адреса, блок 17 перезапуска, седьмой элемент И 15 и их связи позволяют производить автоматический перезапуск ЭВМ после сбоев, приводящих к останову,

Устройство для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ (организова- но как внешнее устройство) работает следующим образом.

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ния ЭВМ 1 сигнала Сброс первоначальной установки магистрали 4 через элемент И 16 поступает на вход сброса триггера 13 разрешения работы и устанавливает его в нулевое состояние. Нулевой уровень с выхода триггера 13 разрешения работы запрещает выработку сигналов блоком 17 перезапуска и блоком 8 внутреннего прерывания, а также прохождение сигнала синхронизации активного устройства (CliA) из ЭВМ через элемент И 2 на вычитающий вход счетчика 7, т.е. нулевой уровень на выходе триггера 13 разрешения работы запрещает работ.у устройства ,

При прохождении очередного контролируемого участка программы в счетчик 7 программно заносится максимальное число команд, выполняемых во время исполнения данного участка программы. Таким образом при правильном выполнении программы содержимое счетчика 7 всегда неравно нулю.

Программной установкой триггера 13 в единичное состояние разрешается работа устройства. Выборка очередной команды обнаруживается после появления управляющего сигнала СИА из ЭВМ, Этот сигнал через элементы Н 2 и 3, при условии, что триггер 13 разрешения работы находится в единичном состоянии, а триггер 10 цикличности - в нулевом, проходит на вычитающий вход счетчика 7, Это означает, что при каждой выборке команды из памяти ЭВМ происходит вычитание единицы из кода, который находится в счетчике 7. При нормальном ходе программы содержимое счетчика 14 периодически обновляется и в нем не появляется нулевой код.

Изменение в ходе программы приводит к получению в счетчике 7 нулевого результата, что может быть в случае увеличения количества циклов внутри участка программы или когда производится опрос флага готовности внешнего устройства с циклом выполнения команд ожидания, которое неисправно и не вырабатывает сигнала готовности. Признак нулевого результата с управляющего выхода счетчика 7 устанавливает триггер 10 цикличности в единичное состояние и запускает

блок 8 внутреннего прерывания, который разрешает устройству фиксировать обращение внешнего устройства выработкой разрешающего сигнала на первом управляющем выходе. За время действия этого сигнала устройство ждет управляющий сигнал из ЭВМ выбора внешнего устройства (ВУ). Если управляющий сигнал ВУ поступает из ЭВМ, то это значит, что ЭВМ в этот момент .времени обращается к внешнему устройству, но так как триггер 10 цикличности установлен в единичное состояние с выхода нуля счетчика 7, то можно предположить, что причиной зацикливания является неисправность ьпешнего устройства. После совпадения активных уровней сигналов СИА и ВУ на элементе И 4 и при условии, что на втором входе И 5 присутствует разрешающий сигнал от блока 8 внутреннего прерывания, управляющий сигнал с выхода элемента И 5 через эле20 может довольно точно устранить последствия ошибки, приведшей к зацикли ванию и, если триггер 11 внешнего устройства находится в единичном сос тоянии, то проверить и исправность

мент ИЛИ 6 поступает на вход разрепю- 25 устройства, адрес которого находитния записи счетчика 7. Информация, находящаяся на шине Данные (адрес) из ЭВМ записьшается в счетчик 7 и является адресом внешнего устройства, к которому обращается ЭВМ,

Сигнал с выхода элемента И 5 переключает триггер 11 внешнего устройства в единичное состояние. Если за время активного уровня разрешающего сигнала на первом выходе блока 8 внутреннего прерьшания сигнал ВУ не поступает в устройство по магистрали 19, то триггер 11 внешнего устройства не переключается в единицу, Урося в счетчике 7, и продолжить выполнение прерванной программы, а если необходимо, продолжить с начала участка программы, где произошло зацик30 ливание.

Пассивный уровень сигнала Постоянное питание нормально (ПИТН - ) в случаях сбоя питания запрещает про хождение сигнала Внутренний ввод

35 через элемент И 15 на установочный вход триггера 12 останова. Низкий уровень с инверсного выхода триггера 10 цикличности - признак ,того, что устройство само вызвало прерьшание

вень на выходе триггера 10 цикличное- 40 по ошибке обращения - запрещает на ти запрещает прохождение сигнала элементе И 15 прохождение сигнала

И

СИА из ЭВМ через элемент И 3 на вычитающий вход счетчика 7 и запрещает установку триггера 12 останова через элемент И 14,

После выработки первого сигнала блок 8 внутреннего прерьшания организует ожидание устройством сигнала СИА из ЭВМ и после его появления- вырабатьшает сигнал, запрещающий прохождение сигнала пассивного устройства (СИП) к ЭВМ на 15 мкс. Если при первом обращении ЭВМ к устройству СИП от устройства, к которому обращается ЭВМ, не приходит в ЭВМ, то вырабатывается сигнал внутреннего прерывания по ошибке обращения к устройству. Это прерывание не мас- кируется и не зависит от значения

Внутренний ввод на установочный вход триггера 12 останова. Если пр исходит останов или ошибка по обра

45 нию к ЭВМ, то сигнал Внутренний

ввод устанавливает триггер 10 ост нова в единичное состояние. С выхо да последнего активный уровень зап кает блок 17 перезапуска, который организует временную задержку на 50 МКС, достаточную для того, что ЭВМ выработала сигнал прерьюания п ошибке обращения к ЭВМ, Первой ком дой подпрограммы, обслуживающей эт

55 прерывание, должна быть команда, к торая обнуляет триггер 13 разрешен работы устройства. Если за время о дания не будет обнуления триггера 13 разрешения работы устройства, т

ра-эряда разрешения прерывания в слове состояния процессора.

ЭВМ выходит на подпрограмму обслуживания прерывания, опрашивает триггеры регистра 9 состояния и устанавливает, что данное прерывание вызывает устройство контроля хода программы и перезапуска. Если происходит

зацикливание на опросе флага готов- ности внешнего устройства, то триггер 11 внешнего устройства находится в единичном состоянии, а в счетчике 7 хранится адрес этого устройства.

Информация на триггере 1 1 внешнего устройства носит лишь рекомендательный характер. Имея адрес участка программы, где произошло зацикливание, программа, обслуживающая прерывание,

может довольно точно устранить последствия ошибки, приведшей к зацикливанию и, если триггер 11 внешнего устройства находится в единичном состоянии, то проверить и исправность

устройства, адрес которого находится в счетчике 7, и продолжить выполнение прерванной программы, а если необходимо, продолжить с начала участка программы, где произошло зацик30 ливание.

Пассивный уровень сигнала Постоянное питание нормально (ПИТН - ) в случаях сбоя питания запрещает прохождение сигнала Внутренний ввод

35 через элемент И 15 на установочный вход триггера 12 останова. Низкий уровень с инверсного выхода триггера 10 цикличности - признак ,того, что устройство само вызвало прерьшание

Внутренний ввод на установочный вход триггера 12 останова. Если происходит останов или ошибка по обраще5 нию к ЭВМ, то сигнал Внутренний

ввод устанавливает триггер 10 останова в единичное состояние. С выхода последнего активный уровень запускает блок 17 перезапуска, который организует временную задержку на 50 МКС, достаточную для того, что ЭВМ выработала сигнал прерьюания по ошибке обращения к ЭВМ, Первой командой подпрограммы, обслуживающей это

5 прерывание, должна быть команда, которая обнуляет триггер 13 разрешения работы устройства. Если за время ожидания не будет обнуления триггера 13 разрешения работы устройства, то

71

блок 17 перезапуска вырабатывает последовательность сигналов НИТИ и ПОСТ, имитируя работу схемы контроля питания ЭВМ при сбоях питания и осуществляя тем самым перезапуск ЭВМ Имея адрес участка программы, где произошел останов, можно производить частичный перезапуск.

При использовании программ, работающих в режиме прерываний или вложенных подпрограмм, при переходе из одной подпрограммы к другой необходимо адрес подпрограммы или участка подпрограммы и текущее содержимое счетчика 7 сохранять в области сохранения, а счетчик 7 и фиксированную ячейку памяти, хранящую начальный адрес контролируемого участка программы, загружать новыми значениями.

Формула изобретения

Устройство для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ, содержащее счетчик, блок перезапуска, отличающееся тем, что, с целью уменьшения времени восстановления ЭВМ после сбоев, в устройство введены блок магистральных приемопередатчиков, блок внутреннего прерывания, дешифратор адреса, регистр состояния содержащий триггер разрешения работы, триггер останова, триггер цикличности, триггер внешнего устройства, с первого по седьмой элементы И, элемент ИЛИ, причем группа входов- выходов блока магистральньЕХ приемопередатчиков является группой информационных входов-выходов устройства для подключения к группе информационных входов-выходов ЭВМ, группа информационных выходов блока магистральных приемопередатчиков соединена с группой информационных входов дешифратора адреса, с группой информа- ционньсх входов счетчика и D-входами триггеров регистра состояния, прямые выходы которых и группа информационных выходов счетчика соединены с группой информационных входов блока магистральных приемопередатчиков, управляюпщй выход которого соединен с входом разрешения дешифратора адреса, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ, с синхро входами всех триггеров регистра состояния и с входом управления направ

379018

лением передачи информации блока ма- гистральнь х приемопередатчикон, и.1ход элемента ИЛИ соединен с входом синх ронизации счетчика, вычитлющий вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый инверсный вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого сое10 динен с первым инверсньгм входом

третьего элемента И и является входом синхронизации устройства для подключения к выходу синхронизации ЭВМ, второй инверсный вход третьего

15 элемента И является входом устройства для подключения к выходу выбора внешнего устройства ЭВМ, выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И, выход

20 которого соединен с вторым входом

элемента ИЛИ и единичным входом триггера внешнего устройства регистра состояния, выход переполнения счетчика соединен с единичным входом триг25 гера цикличности регистра состояния и входом запуска блока внутреннего прерывания, вход начальной установки устройства соединен с первым и вторым инверсными входами пятого элемен30 та И, выход которого соединен с нулевым входом триггера разрешения работы регистра состояния, прямой выход которого соединен с входом разрешения запуска блока внутреннего прерываос ния, с входом запуска блока перезапуска и с вторым входом второго элемента И, инверсный выход триггера цикличности регистра состояния соединен с первым входом шестого эле40 мента И, второй вход которого является входом перезапуска устройства, выход шестого элемента И соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого является вхо45 дом устройства для подключения к выходу разрешения ввода ЭВМ, выход седьмого элемента И соединен с единичным входом триггера останова, прямой выход которого соединен с входом

gQ останова блока перезапуска, выходы которого являются выходами устройства для подключения к входам контроля питания ЭВМ, первый выход блока внутреннего прерывания соединен с вторым

55

входом четвертого элемента И, второй выход блока внутреннего прерьшания является выходом устройства для подключения к входу разрешения прерьгоа- ния ЭВМ.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в вычислительных системах реального времени. Цель изобретения состоит в повьппении быстродействия восстановления ЭВМ после сбоя. Устройство содержит блок магистральных приемопередатчиков 18, дешифратор адресов 1, элементы И 2,3,4,5, 14, 15,16, элемент ИЛИ 6, блок внутреннего прерьшания 8, блок перезапуска 17, 5 (Л со 00