Устройство для контроля и перезапуска ЭВМ Советский патент 1989 года по МПК G06F11/30 

содержит четь1ре одновибратора, блок контроля 2 магистрали, который со- ержит регистр состояния,, узел постоянной памяти закона функционирования, шифраторJ два элемента НЕ-И, триггер вектора, одновибратор, регистр адреса и узел постоянной памяти векторов, таймер 3, блок восстановления 4, которьй содерзшт шфратор, блок памяти восстанозления, регистр адреса, одновибратор и элемент НЕ-И, регистр управления и состояния 5, ко- торьш содержит триггер останова,триггер ouDiDKH магистрали, триггер ошибки прерывания, триггер цшсличности, триггер разрешения работы, два элемента ИЖ и два элемента И. Устройство осуществляет подсчет числа выполняемых команд,, слежение за функционированием магистрали ЭВМ и проверку правильности кода пере,цаваемого адреса вектора прерывания от внешнего устройства. В случае обнаружения ошибок в функционировании магистрали ЭВМ, искажения кода адреса вектора или зацикливания программы устройство прерьшает текущую программу и устанавливает соответствующий триггер регистра управления и состояния 5, В случае останова в ходе программы устройство перезапускает контролируемую ЭВМ. С целью уменьшения времени восстановления ЭВМ после сбоев устройство запоминает всю передаваемую информацию по магистрали. 10 шт., t табл.

Изобретение относится к вычисли- «тельной технике и может быть использовано в вычислительных системах реального времени. Цель изобретения состоит в повышении быстродействия восстановления контролируемой ЭВМ после сбоя. Устройство содержит блок прерывания и перезапуска 1, который

Изобретение относит«:я к вычислительной технике и может быть использовано рдя контроля ЭВМ, и,центифика- ции неисправностей и восстановления вычислительного процесса.

Цель изобретения - уменьшение вре- MeiiH восстановл.е1ния работослособнос- ти контролируемой ЭВМ после сбоев .

На фиг. 1 представлена структур- ная схема устройства; на. фиг. 2 - структурная схема, блока прерьтания программ (БШ); на фиг. 3 - структурная сх.ема блока коатро. магистрали (БШ); на фиг о 4 - структурная схема блока восстаноштенкя (БВ) на фиг.5 - структурная схема регистра управления и состояния (РУС)J на фиг.6 - графическая схема функщ- онирования магистрали; на фиг. 7 - временные диаграммы циклов переда чи информации из пассивного устройства в активное в обьшном режиме обмена (сигнал ПВ пассивен) и в режиме прямого доступа к памяти (сигнал ПВ активен); на фиг, 8 - временные диаграммы циклов передачи информации из активного устройства в пассивное, Е; обычном режим обмена (сигнал ПВ пассивен) и в режиме прямого доступа к KaiMHTH (сигнал ПВ активен); нл фиг. 9 - временные диаграммы прерьшания тфограмм внеш- устройством; на фиг. 10 - временные диаграммы предоставления прямого доступа к памяти.

Устройство для контроля и перезапуска (фиг.1) содержит БШ 1, БШ 2, блок 3 таймера (ТМ), ББ 4, РУС 5, блок 6 дешифрации адресов(ДАД) и блок 7 магистральных передатчиков (БМП). БПП 1 (фиг.2) содержит первьй 8, тре тйй 9, четвертый 10 и второй 11 одно- вибраторы. БШ 1 (фиг.З) содержит регистр 12 состояния (PC), узел 13 постоянной памяти закона функционирования (УППЗФ), шифратор 14, элемент НЕ-И 15, триггер 16 вектора (ТВ), одновибратор 17, регистр 18 адреса (РА) 18, узел 19 постоянной памяти вектора (УППВ) 19 и элемент НЕ-И 20. Блок БВЧ (фиг.4) содержит пшфра- тор 21, узел 22 памяти восстановления (УПВ), регистр 23 адреса (РА), одно- вибратор 24 и схему НЕ-И 25. РУС (фиг.З) содержит триггер 26 останова (ТО), триггер 27 ошибки магистрали (том), триггер 28 ошибки прерывания (ТОП), триггер 29 цикла (ТЦ), триггер 30 разрешения работы (ТРР), элементы ШШ 31 и 32 и элементы И 33 и 34.

Наименования сигналов управления и функциональных узлов в устройстве для контроля и перезапуска ЭВМ, имеющиеся на фиг. 1 и 3 - 5: разрешение работы работы 35, сигнал 36 с ДАД,

прерьгоаний 37, ошибка 38 магистрали, вектор 39, ошибка 40 гферываний, запись цикла 41, сигнал 42 с ДАД, зап- рет инициации пассивного устройства 43, внешнее устройство 44, -сигнал 45 с ДАД, команда. 46, сигнал 47 с ДАД, магистраль 48, ЭВМ 49, основная память (ОП) 50, центральный процессор (ЦП) 51, причем устройство для конт- роля и перезапуска ЭВМ связано с ЭВМ, внешними устройствам и основной памятью магистралью 48.

Характерные особенности блоков следующие.

БПП 1 служит для формирования сигналов запрещения прохождения .сигнала и шциации пассивного устройства, т.е. вырабатьшает сигналы прерывания хода выполнения программы и перезапуска ЭВМ 49. БКМ 2 служит для контроля процессов, протекающих в магистрали 48 и проверки правильности передачи адресов векторов прерьшания внешними устройствами 44. УППЗФ 13 может быть реализован на любом постоянном запоминающем устройстве с емкостью 256 шестиразрядных слов.

На адресные входы УППЗФ 13 подаются сигналы:

с выхода PC 12 , - код номера СОСТОЯШ1Я, в котором находится магистраль 48; с выхода шифратора 14 - код комбинации логических

УО У,

Уг У.

X9vX1-Х2-ХЗ-Х4-Х6-Х8-Х9;

Xj-X2-X3-X6-X8vXl- Х2 -ХЗ-Х5-Х6 X8.X9vX1 -XZ-ХЗ Х4 Х6-Х7-Х8-ХЭ; Х2 ХЗ-Хб-X8vX1 X2-X3 X&.X8-X9vX1 Х2-ХЗ-Х4-Х6-Х7-Х8-Х9; XI Х2 -ХЗ- Х4 Х6 X8yXj - XZ- X3-ia-X6 X2 -ХЗ X6 X8v VX1-X2-X3-X4-X6-X7-X8-X9

таз является программно-адресуемым регистром УКП и вьшопняет функцию подсчета числа вьшолг яемых команд. БВ 4 служит для, запоминания всей nepe- j даваемой в магистрали 48 кнформации во время вьшолнения программ. ШФ 21 служит дня формирования трехразрядного кода, характеризующего передаваемую в магистрали 48 информацию. сп

На вход Х1 ШФ 21 поступает управляющий сигнал центрального процессора Признак передачи адреса команды. На вход XI ШФ 21 через шину 39 с выхода БКМ 2 поступает сигнал признака . передачи в магистрали адреса вектора прерывания внешним устройством.

Из магистрали 48 на входы ШФ 21 поступают управлякяцие сигналы: ХЗ-ПВ,

состояний контролируемых управляющих сигналов магистрали 48.

На выходе УППЗФ 13 формируются сигналы: код номера сос тояния магистрали 48, в которое происходит переход под воздействием управляющих сигналов в магистрали 48; БО - сигнал, информирующей о правильности функционирования магистрата: 48| Bg - сигнал, информируюпцш о передаче внешним устройством адреса вектора прерывания.

УППЗФ 13 заполняется в соответствии с данными приведеншоми в таблице

Во все остальные ячейки УППЗФ 13 записаны нулевые коды.

Шифратор 14 может быть реализован на основе программируемой логической матрицы или ка элементах в соот- ветствш с приведенными ,.

На вход шифратора 14 из магистрали 48 подаются управляющие сигналы: Х1 -СИЛ, Х2 - ВВОД, ХЗ - ВЫВОД, Х4 - СИП, Х5 - ТПР, Х6 - Ш1Р,Х7 -ТПД, Х8 - ППД, Х9 - ПБ. На выходе шифратора 14 формируется четырехразрядньй код номера комбинаций логических состояний контролируемых управляющих сигналов в магистрали 48, предусмотренных правильным функцио- нироваш ем магистрали 48; причем входные и выходные сигналы связаны следукяциш соотношениями:

Х4 - Ввод, Х5 - Вывод, Х6 - C1L, причем входные и выходные сигналы связаны соотношеш1ями:

у, Х2- vX3;

Уг. X2-X6vX4.X6;

у X2-X6VX5-X6.

РУС 5 содержит разряды: признак останова, признак ошибки магистрали, признак ошибки прерьшания, признак зацикливания.и признак разрешения; работы. ДАД 6 служит для дешифрации адресов, вьфаботки сигналов обращени к адресуемым регистрам и выработки сигналов ответа в ЭВМ БМП 7 выполняет под управлением ДАД 6 передачу информации с выходов ТМ 3, УПВ 22, РА 23, РУС 5 в магистраль 48, JWI 6 и БМП 7, являющихся общепринятыми

блоками для устройстВр подключаемых магистрали ЭВМ.

Устройство для контроля и перезапуска ЭВМ (УКП) выполняет следующие I фз нкции; функщгю контрол51 ЭВМ, функцию прерывашш хода выполнения прог- : раммы, функцию перезапуска ЭВМ и I функцию сохранешгш информации, необходимой .для восстановления- вычислительного процесса (ВП) после нарушений в ходе выпол не шя программ.

Контроль ЭВМ осуществляется сразу по нескольким параметрам;: контроль хода выполнения программы по числу выполняемых комавд| кон ГЕ)оль правильности функциоиирова шя процессов, протекающих в магистрали,, соединяющей все модули вычислительной системы (ВС); контроль iipaBi-шьности передачи здресов векторов прерыва1шя от внешних устройств к центральному процессору; вьивление о)либочнь х остановов хода вьшолнения пpoгpaм ш„

Функционировакие устройства осуществляется под упрагшением операБ;и- онной системы свои функции УКП должно выполнять во де11ствия пользовательских програмь5„ Ре;жим работы УКП опреде пяется состоянием ТРР 30 |и РУС 5, Если в ТРР 30 записан ноль, I то это значит, что УВ;П нг.ходится в Системном режиме,. В этом случае низ- I кий уровень с вьзгода ТРР -30 через I элемент И 33 поступает нг; входы раз- :,решения работы одновибраторов 8 и 11 БШ1 1, одковибратора 17 БКМ 2, ТМ 3, одновибратора 24 БВ 4, Зс.прещая тем самым работу БШ1 1, БЮл 2, ТМ 3 и БВ 4, т.е, в системном рб;жиме запрещена ра ,бота УКП,

Если в БС используются: модули оперативной памяти динамичес;кого типа, и регенерацией памя ти занимается ЦП 51, то во время регенерации памяти, т,е. управляющий сигнал Регенерация (Регек) магистрали 48 1 аходится в активном состояш-ги, на вькоде элемента И 33 сигнал РР имеет низкий уровень, н значитэ работа УТЛ также запрещена.

Высокий потен:и;иал на ршверсном выходе ТРР 30 разрешает прохозвдение управляющего сигнала ВУ магистрали 48 на ДАД б. Схемы построешш и связи с магистралью 48 д/гя дешифраторов адресов устройств, по,цкхсючаемь х к магистрали, являются .общепринятыми.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Адреса регистров внешних устройств (УКП является также внешним устройством) обычно располагаются в старшей области ОП 50, поэтому три старших разряда адресного слова содержат всегда единицы, если адрес, по которому обращается ЦП 51, содержит в этих разрядах единицы, то ЦП 31 вырабатывает управляющий сигнал ВУ в магистрали 48. Дешифраторы адресов вместо трех старших разрядов адресного слова используют сигнал ВУ, ДАД 6 вырабатывает сигналы записи и считывания к РУС 5, УПВ 22, РА 23, БВ 4 и ТМ 3. ДАД 6 выполнен на основе двух дешифраторов адресов. Сигналы обращения к РУС 5 организует дешифратор адресов, который для идентификации адреса использует слова, а для организации сигналов обращения к УПВ 22 и РА 23, БВ 4 и ТМ 3 используется дешифратор адресов, которьй для идентификации адреса вместо трех старших разрядов использует управляющий сигнал ВУ магистрали 48. Таким образом, запрещение или разрешение прохождения сигнала ВУ на ДАД 6 позволяет запре- щать или разрешать возможность обращения ЦП 51 к УПВ 22, РА 23 и ТМ 3. Обращение к РУС 5 разрешено всегда. Это позволяет осуществлять защиту от несанкционированных обращений пользовательских программ к УПВ 22, РА 23 и ТМ 3. Системная программа может обращаться ко всем программно-адресуемым блокам УКП.

Одним из способов контроля хода выполнения программы в УКП является подсчет числа вьшолняемых команд. Пользовательские программы разбиваются на контролируемые участки, каж- дьй из .которых характеризуется максимальным числом выполняемых команд. Функцию подсчета числа выполняемых команд осуществляет ТМ 3, После прохождения каждого контролируемого участка пользовательской программы системная программа закорит в ТМ 3 код максимального числа команд очередного участка пользовательской программы, и после передачи управления пользовательской программе,т.е.ТРР 30 находится в единичном состоянии,и высокий уровень с его выхода через шину 35 разрешает работу ТМ 3, как только ЦП 51 будет считывать очередную команду из ОП 50, активизируется управляющий сигнал Команда ЦП 51, и по

переднему фронту этого сигнала проис- ходит вычитание единицы из кода, хранимого в ТМ 3. При нормальном ходе программы системная программа периодически обновляет содержимое та 3, и в последнем никогда не будет получен нулевой код, но если происходит на.- рушение в ходе вьтолнения программы, которое приводит к увеличению числа вьптолняемых команд на данном контролируемом участке пользовательской программы, то в ТМ 3 получается нуле10

(считается, что сигна.п, по фронту к торого происходит фиксация уровней контролируемых сигналов, находится активном состоянии). Если в момент перехода из какой-либо вершины граф (о,) комбинация логического состояния (.) контролируемых сигналов не соответствует какому-либо логическо му условию перехода из данной.верши или комбинация сигналов сама по себ является недопустимой, то можно сде лать заключение об ошибке в функцио нировании магистрали 48. Причиной т

вой код, и управляющий сигнал ства нулю ТМ 3 через шину 41 переклю- is ошибки является сбой или отказ чает в единичное состояние ТЦ 29, с самой магистрали 48 или какого-либо выхода которого единичный уровень через, элемент РШИ 31 поступает по шине 37 на вход прерывания БПП 1, которьй и совершает прерывание выполнения . пользовательской программы, передав тем самым управление системной прогиз блоков, подключенных к магистрал .48.

Слежение за соответствием функци 20 нирования магистрали 48 граф-схеме (фиг, 6) осуществляет БКМ 2.

На шифраторе 14 происходит шифра ция комбинации логических состояний сигналов СИЛ,,ВВОД,ВЬГООД,СШ,ТПР,ПОР,

рамме .

Практически все отказы и сбои ап-

На шифраторе 14 происходит шифра- ция комбинации логических состояний сигналов СИЛ,,ВВОД,ВЬГООД,СШ,ТПР,ПОР,

паратуры ВС проявляются на функциони- 25 ТГШ, ППД, ПВ в четырехразрядное ело- ровании магистрали 48, поэтому выяле- во, соответствующее номеру логических

ние ошибок в ходе ВП можно осуществлять путем слежения за функционированием магистрали 48. Анализ логики

Xj. граф-схемы алгоусловий Х|

ритма функционирования магистрали 48,

Запрещенной комбинации; логических

функционирования интерфейса Усечен- зо контролируемых сигналов ная общая шина позволяет вьзделить . (комбинация, непредусмотренная пра- правильные последовательности смены вильным функционированием магистрали управляющих сигналов.48, показанная на,-временных диафрагДля интерфейса выд елено двенадцать мах фиг. 7-10, является запрещен- .состояний управлянащх шин магистрали, ной) соответствует нулевой код на свидетельствующих о правильности . выходе шифратора 14.

функционирования магистрали 48. После- УППЗФ 13 является аппаратным пред- довательность смены этих двенадцати ставлением граф-схемы закона функдао- состояний, определ 1ющая правильное . ниоования магистрали 48 и реализован функционирование магистрали 48, пока- 40 постоянном запоминающем устройст зана в виде граф-схемы на фиг. 6.

Временные диаграммы, поясняющие функционирование магистрали 48, показаны на фиг. 7 - 10.

Контролируемые сигналы, не указан- 45 четырехразрядньй номер комбина- рые нз временных диаграммах (фиг.7 - Ч™ логических состоящей управляющих 10), находятся в пассивном состоянии. Сигнал ТИР на фиг. 7, 8 и 10 и. сигнал ТПД на фиг. 7-9 могут находиться в любом состоянии.gQ

Переход из одной вершины граф-схемы в другук осуществляется в моменты времени переходов в активное состояние любого из управляющих сигналов СИЛ, Ввод, Вывод, СИП, ШР, ПВ gg магистрали 48, а логическим условием перехода является комбинация логиче- ских состояний сигналов СИЛ, Ввод., Вывод, СИП, ТПР, ПНР, ТПД, Ш1Д, ПВ

.ве, где адрес ячейки памяти можно представить в, виде oi; Xj,- где сС; - че- тьфехразрядный номер вершины граф- схемы, из которой происходит переход;

сигналов в момент перехода. А содержимым ячейки УППЗФ 13 является четы- рехразрядньм номер верш11ны oi,, , куда осуществляется переход. Кроме того, информационное слово, хранящееся в ячейке Т1ПЗФ 13, содержит два дополнительных разряда BO и Bg. В свиде- 1;ельствует о том, что данный переход совершен в соответствии с граф-схемой. Если в Вд находится единица, то магистраль 4 функционирует верно, если нуль, то значит в магистрали 4 обнаружена ошибка. В является приз4162

10

(считается, что сигна.п, по фронту ко торого происходит фиксация уровней контролируемых сигналов, находится в активном состоянии). Если в момент перехода из какой-либо вершины графа (о,) комбинация логического состояния (.) контролируемых сигналов не соответствует какому-либо логическому условию перехода из данной.вершины или комбинация сигналов сама по себе является недопустимой, то можно сделать заключение об ошибке в функционировании магистрали 48. Причиной таis ошибки является сбой или отказ самой магистрали 48 или какого-либо ошибки является сбой или отказ самой магистрали 48 или какого-либо

из блоков, подключенных к магистрали 48.

Слежение за соответствием функцио- нирования магистрали 48 граф-схеме (фиг, 6) осуществляет БКМ 2.

На шифраторе 14 происходит шифра- , ция комбинации логических состояний сигналов СИЛ,,ВВОД,ВЬГООД,СШ,ТПР,ПОР,

ТГШ, ППД, ПВ в четырехразрядное ело- во, соответствующее номеру логических

Xj. граф-схемы алгоусловий Х|

ритма функционирования магистрали 48,

Запрещенной комбинации; логических

УППЗФ 13 является аппаратным пред- ставлением граф-схемы закона функдао- ниоования магистрали 48 и реализован постоянном запоминающем устройст

.ве, где адрес ячейки памяти можно представить в, виде oi; Xj,- где сС; - че- тьфехразрядный номер вершины граф- схемы, из которой происходит переход;

четырехразрядньй номер комбина- Ч™ логических состоящей управляющих

сигналов в момент перехода. А содержимым ячейки УППЗФ 13 является четы- рехразрядньм номер верш11ны oi,, , куда осуществляется переход. Кроме того, информационное слово, хранящееся в ячейке Т1ПЗФ 13, содержит два дополнительных разряда BO и Bg. В свиде- 1;ельствует о том, что данный переход совершен в соответствии с граф-схемой. Если в Вд находится единица, то магистраль 4 функционирует верно, если нуль, то значит в магистрали 4 обнаружена ошибка. В является приз

наком того, что в данньш момент времени происходит передача от внешнего устройства адреса вектора прерывания.

Ячейки памяти, адреса которых соответствуют переходам, предусмотренным граф-схемой правильного функцио- нировани магистрали 48, заполняются соответствующим образом;, все остапь- аые ячейки памяти во всех разрядах содержат нули, и если во время контроля работы магистрали 48 происходит обращение к ячейке УППЗФ 13 с нулевым содержимым, то это свидетельствует об ошибке,.обнаруженной в магистрали 48.

Кроме контроля -магистрали 48 ВКМ 2 осуществляет проверку правильности передаваемого внешнш 1 устройством адреса в€;ктора прерывания.

Если в момент передачи адреса век- тора прерываш-1я происходит искажение кода адреса вследствие сбоя магистрали 48 или сбоя или отказа элементов внешнего устройства., прерывающего ход выполнения програмг ы, которые участвуют в передаче адреса вектора прерывания, последствием этого может стать останов хода вьшолнения прог-.-. раммы, или обращение ЦП; 51 по несу- ществующему адресу вектора прерывания, что в свою очередь приводит к тому, что внешнее устройство, которое требует принятия с.него или вьгаода на него информации; не будет обслужено,т.е.его работа исключается из функционирования всей ВС,

Если же проверять пра)зш1ьность передаваемого кода j то можао продолжить функционирование ВС с внепшим устрой

ханизма передачи адреса, вектора прерывания , т.е. передается искаженный адрес вектора прерыванкш. Системная програг-ма, которой сообщается об ошибке при передаче адреса вектора прерывания, допол1штельно обращаясь к ВУ 44, может обнаружить источник прерывания и таким образом маскировать подобные отказы внешних уст,- ройств

ЕС.ПЯ разрешена работа УКП, т.е. ТРР 30 находится в единичном состоянии, вУэ1сокий потенщгал с выхода которого через элемент И 33 и шину 35 разрешает работу одновибратора 17, .который в свою очередь по передне1чу фронту любого из зшравлякщих сигналов СИД., Ввод, Вывод, СИП, ППР ПВ формирует прямоугольный сигнал

Сданный сигнал соответствует моменту времени перехода из одной вершины в другую граф-схемы функционирования магистрали 48), При этом на адресных входах УППЗФ 13 присутствует информация о соответствующей комбинации логических состояний контролируемых уп

равЛякнцих сигналов (Х,,...,Х

14

- логическое условие перехода) и о том состоянии, в котором сейчас находится магистраль (, , «1, - вершина граф-схемы на фиг. 6).

На вькоде УШТЗФ 13 будет содержимое соответствующей ячейки памяти, старшие разряды которого являются номером того состояния (do 0(L, ) ,

куда осуществляется переход. По переднему фронту сигнала на выходе одновибратора 17 содержимое старших информационных разрядов УШЗФ 13 фиксируется в первой ступени PC 12, а по заднему фронту - во второй ступени PC 12, который является двухступенча- тым регистром. Таким образом, за время действия сигнала на выходе одно- вибратора 17 на выходе УППЗФ 13 сохраняется информация об осуществленном переходе в граф-схеме функционирования магистрали 48.

Если осуществленный, переход не соответствует правильному функционированию, то на выходе УППЗФ 13 будут нули, низкий уровень на выходе Б разрешает прохождение сшгнала с ин-

версного выхода одновибратора 17 на вход установки в единичное состояние ТОМ 27, переключив тем самым последний в единичное состоягше, т.е. за- фиксировав ошибку в магистрали 48.

Если осуществлен переход в состоя

юш устройством адреса вектора прерывания, то по переднему фронту сиг- нала на выходе одновибратора 17 про- исходит запись единичного состояния с выхода Bg УППЗФ 13 в ТВ 16. Единичное состояние данного триггера свидетельствует о том, что произошла передача адреса вектора прерьшания и следующим будет цикл обращения 1Щ 51 к ОП 50 по avUpecy вектора прерывания.

В РА 18 по каждому переднему фронту СИЛ происходит фиксация содержимого вoc.ьми fflaдшиx разрядов информа- Щ1ОННОЙ шины ДА магистрали 48, что соответствует младшей части адреса, по которому обращается ЦП 51. УШ1В 19 является узлом постоянной памяти

n

векторов, в котором по адресу, соответствующему адресу вектора прерывания внешнего устройства, записана единица, во всех остальных ячейках памяти записан нуль.

Если ТВ 16 установлен в единичном состоянии и по переднему фронту СИЛ будет обращение к ячейке памяти УППВ 19, содержащей единицу, то значит ЦП 51 обращается по существукяце- му адресу вектора прерьшания, если же будет обращение к ячейке памяти УППВ 19, содержащей нуль, то значит ЦП 51 обращается по неверному адресу вектора прерьшания внешнего устройства, так как и на входе элемента НЕ-И 20 совпадают низкие уровни сигналов с выхода УППВ 19, СИЛ и с инверсного

выхода ТВ 16, то на выходе элемента НЕ-И 20 высокий потенциал через шину 40 переключает ТОП 28 в единичное состояние, зафиксировав таким образом ошибку при передаче адреса вектора прерывания внешнего устройства.

Для обеспечения правильности работы БКМ 2 необходимо, чтобы время задержки прохождения сигналов на одно- вибраторе 17 было больше времени за- держ1Ш на УШ13Ф 13. Длительность сиг- нала на выходе одновибратора Т7 определяется быстродействием PC 12 и ТОМ 27, а также ьетнимально допустимым временем между фронтами сигналов СИА .Ввод, ВывЪд, СИП, Ш1Р, ПВ.

Если в процессе работы УКП будет переклнзчен один из триггеров ТОМ 27, ТОП 28 и ТЦ 29 в единичное состояние то на выходе элемента ИЛИ 31 устанавливается единичный уровень, который по шине 37 поступает на первый вход разрешения работы одновибратора 11, и если на его втором входе разрешения работы присутствует единичный уровень, т.е. разрешена работа УКП, то по переднему фронту управляющего сигнала СИА магистрали 48 одновибра- тор 11 вырабатьшает сигнал запрещени прохождения к ЦП 51 управляющего сигнала СИП магистрали 48 на время, в течение которого отсутствие сигнала СИП Щ1 51 принимает как ошибку обращения к магистрали 48, прерьшает ход вьшолнения текущей программы и осу- , ществляет переход к специальной программе обработки ошибки обращения к магистрали 48, которая, опрашивая триггеры РУС 5, определяет причину, вызвавшую прерывание. Таким образом.

4162

1 2

10

20

35

30 ,

, я

УКП осуществляет прерывание программы в случав обнаружения ошибок. Данное прерывание имеет самый высокий приоритет среди других видов прерьшания.

В ВС могут появиться ошибки, которые приводят к остановам хода выпол-; нения программ, что является недопустимым. УКП выявляет случаи останова и осуществляет перезапуск ЭВМ 49.

Останов хода выполнения программы определяется по появлению управляющего сигнала ОСТ магистрали 48, который поступает на вход, запускающий рабо- c ту одновибратора 8 БПП 1. Если разрешена работа УКП, т.е. на входе разрешения работы одновибратора 8 присутствует высокий уровень, то одно- вибраторы 8-10 вь5)а§атьшают последовательность управляющих сигналов ПОСТП и ПИТЕ в магистраль 48. Данная последовательность сигналов ПИТН и ПОСТН сообщает ЦП 51, о нарушении , Питания, обнаруженному схемой конт- 25 роля питания ЭВМ 49, и ЦП 51 осуществляет перезапуск ЭВМ 49. Таким образом, осуществляется вызов УКП перезапуска ЭВМ 49 в случае останова хода выполнения програт«м. При этом сигналом ОСТ также устанавливается в единичное состояние ТО 26. Операционная система, которой отдается управление всегда после перезапуска ЭВМ 49 может опросить состояние ТО 26 и определить, что данный перезапуск вызван остановом хода вьшолнения программы.

УКП осуществляет контроль за функционированием магистрали 48, контроль правильности адреса вектора пре- .рывания внешнего устройства, контроль количества числа выполняемых команд программой и вызывает прерывание хода выполнения программы, если обнаруживает ошибки. УКП также осуществляет перезапуск ЭВМ 49 в случае остановов хода выполнения программы.

Как после перезапуска ЭВМ 49, так и после прерывания хода вьшолнения программы после обнаружения ошибок происходит передача управления вычислительной системой специальной управляющей программе, целью которой явля- ется восстановить с приемлемой точностью искаженный вычислительный процесс.

Для уменьшения времени восстановления вычислительного процесса после сбоев служит БВ 4. УПВ 22 является

40

45

50

55

оперативным запоминагщим узлом, в котором в процессе хода, зыполнения программы происходит заломинание всей информации5 переда.ваемой по информационной ишне Данн:ые/адрес. магистрали 48, Синхронизация записи в УПВ 22 передаваемой в кагистрали 48 информации осуществляется; по переднему фронту управляющего сигнала СИА магистрали 48 (фиг 7 и 8)| по пе- реднему фронту управляющего сигнала/ СИП магистрали 48 (фиг„7); по перед- нему фронту управляюше о «гигнаг-а Вывод магистрали 48 (. 8) „ Информационное слово УПВ 22 содержит три дополнительных разряда, в которых записывается коДэ характеризующий тип передаваемой информации«формирование данного кода осуш;ествляется на шифраторе 14, на вход которого посту™ пают управляющие сигналы Команда - с управляющего выхода ГД 51, ВекПВ,

с вьжода ТВ 16 EKli 2,

тор , Вывод, СИ/t - из магистрали 48, Вьщеляется. восемь тшюв ннформа- циИу передаваемой в магистрали 48. Дашй.м типам поставлень; зз соответствие коды на выходе шифратора 21; 000 адрес ОП 50; 001 - вводимые в ЦЦ 51 даншле| 010 ™ выводимые из Щ 51 дангше 011 - адрес очередной команды; 100 - адрес векто 5а прерывания внешнего устройства|. 101 - адрес ОП 50, передаваемый в резкиме прямого доступа к пам51ти| 110 - ;зводимые в ОП 50 данные в режиме ПДП| I11 - вьшоди- мые, из on 50 данные в ре;киме ПДП,

Адрес ячейки памяти внутри УПВ 22 определяется содержикьш РА 23, кото рый в режиме работы У1Ш наращивает .свое содержимое на един.чцу после каждого сигнала записи информации в УПВ 22, В системном режиме . 23 является программно aдpecye iьм регис рром., и управляющая программа. моя:е.т считывать его содержимое и запксыза.ть туда не- обходимьш код, так. как данный код является адресом внутри ЭТТЕ- 22,, то управляющая програ ша.з изменяя содер;1КИ мое РА 23, может просматривать ячейки памяти ШВ 22 о Последниз-т также явля- ется программно а.дресуемь1М узлом уп- равляю 1т.ая програн а может только считывать еодер)химое икформа.щюнных выходов УПВ 22 „ Обраш,ение к выходам УПВ 22 осуществляется. п:о цвум адресам, по одно1чу iis K;oTO pJ Ji. считьюается

тип информации, по другому - само ин- формационное Слово„

Если работа УКП разрешена, и высокий потенциал с выхода ТРР 30 через элемента И 33 и шину 35 поступает на вход разрешения работы одновибратора 24, то он по каждому переднему фронту управляющих сигналов СМ Вывод, СИП вьфабатывает сигнал, по пе)еднему фронту которого происходит запись содержимого информационной шины ДА магистрали 48 и типа данной информации в ячейке памяти УПВ 22, а по заднему 5 фронту происходит карасщвание адреса в РА 23,

В случае, если УКП обнаруживает ошибку в процессе выполнения программы, прерьюает ее выполнение или осуществляет перезапуск в случае останова, то управляющая прогт)амма5 адре- суясь к РА 23 и УПБ 22, может проследить путь вьтолняемой программы, точно определить место нарушения в ходе программы, восстановить искаженную информацию и осуществить перезапуск прерванной программы с нужного места.

При подготовке УКП к работе cиc- темная программа должна обнулять РА 23.

УКП позволяет контролировать функ- .(ционирование магистрали, производить дрерьшание хода выполнения программы при обиаружении ошибок в магистра-: ли ЭВМ и уменьшить время восстановления вычислительного процесса после сбоев.

0

5

0

5

Формула изобретения

Устройство для контроля и перезапуска ЭВМ, содержащее таймер, блок магистральных передатчиков, дешифратор адресов, бяок прерывания и перезапуска, содержащий первый, второй,,, третий и четвертый рдновибраторы, регистр управления и состояния, содер- жащий триггер разрешения работы, : триггер останова, триггер цикличности, причем информационный выход блока магистральных передатчиков являет- ся информационным выходом устройства для подключения к магистрали контролируемой ЭВМ, информационные выходы . триггера останова, триггера циклич- ности триггера разрешения работы и таймера подключены к первой и второй группам информационных входов блока магистрапьньпс передатчиков, выход

0

10

15

20

25

обнуления таймера подключен к входу установки в едиршчное состояние триггера цикличности, первый выход дешифратора адресов подключен к входу разрешения записи регистра управления и состояния,о тличающееся тем, что, с целью уменьшения времени восстановления работоспособности контролируемой ЭВМ после сбоев, в устройство введены блок контроля магистрали, содержащий регистр состояния, узел постоянной памяти закона функционирования, шифратор, однов 1братор, регистр адреса, триггер вектора, узел постоянной памяти векторов и первый и второй элементы НЕ-И, блок восстановления, содержаний шифратор, узел памяти восстановления, регистр адреса, элемент НЕ-И и одновибратор, в регистр управления и состояния введены триггер ошибки магистрали, триггер ошибки прёрьшания, первый и второй элементы ИЛИ и первый . и второй лементы И, причем выходы триггеров ошибки прерывания и ошибки магистрали подключены к первой группе информационных входов блока магистраль- ных передатчиков, входы-выходы дешифратора адресов подключены к информационным и управляиицим шинам магистрали контролируемой ЭВМ, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы дешифратора адресов подключены соответственно к входу разрешения записи таймера, к входу разрешения записи регистра адреса, к управляющему входу

Чтение-запись узла памяти восстановления, блока восстановления, перому, второму, третьему, четвертому пятому разрешающим входам блока магистральных передатчиков, выход Останов магистрали контролируемой ЭВМ подключен к входу запуска работы пер- g вого одновибратора блока прерывания перезапуска и к входу установки в единичное состояние триггера останова регистра управления и состояния, выход сигнала инициации активного устройства магистрали контролируемой ЭВМ подключен к инверсному входу запуска работы второго одновибратора блока прёрьшания и перезапуска, к первому входу шифратора, к первому нверсному входу запуска работы одно- вибратора, первому входу элемента НЕ-И блока восстановления, к первому входу шифратора, первому входу перво30

35

40

50

55

10

15

20

25

,

g

30

35

40

0

5

го элемента НЕ-И, первому,входу запуска работы одновибратора и входу разрешения записи регистра адреса блока контроля магистрали, выход сиг нала ввода магистрали контролируемой ЭВМ подключен к второму входу шифратора и второмл, входу элемента НЕ-И блока восстановления, к второ гу входу шифратора, инверсному управля сщему входу триггера вектора и второму инверсному входу запуска работы одновибратора блока контроля магистрали , выход сигнала вывода магистрали контролируемой ЭВМ подключен к третьему входу шифратора и второму ик- версному входу запуска работы одно- вибратора блока восстановления и к третьему входу шифратора, третьему инверсному входу запуска работы одно- вибратора блока контроля магистрали, выход сигнала инициации пассивного устройста магистрали контролируемой ЭВМ подключен к третьему входу элемента НЕ-И блока восстановления и к четвертому входу шифратора и четвертому инверсному входу запуска работы одновибратора блока контроля магистрали, выход сигнала требова1-гия прерывания магистрали контролируемой ЭВМ подключен к пятому входу шифратора блока контроля магистрали, выход сигнала подтверждения прерывания магистрали контролируемой ЭВМ подключен к шесто гу входу шифратора и пятому инверсному входу запуска .работы одно- вибратора блока контроля магистрали, выход сигнала требования прямого доступа к памяти магистрали контролируемой ЭВМ подключен к седьмому .входу шифратора блока контроля магистрали, выход сигнала подтверждения выбора магистрали контролируемой ЭВМ подключен к восьмому входу шифратора р шестому инверсному входу запуска работы одновибратора блока контроля .магистрали, а также к четвертому входу шифратора блока восстановления, выход сигнала Подтверждение прямого доступа к памяти магистрали контролируемой ЭВМ подключен к девятому входу шифратора блока контроля магистрали, выход сигнала Сетевое питание нормально магистрали контролируемой ЭВМ подключен к инверсно гу выходу первого одновибратора и инверсному входу запуска работы третьего одновибратора блока прёрьшания и перезапуска, выход сигнала Постоянное питание нормаль17146

но магистрали контролируемой ЭВРГ подключен к инверсному выходу четвертого одновибратора блов,а прерьтания и перезапуска, выход сигиапа Регенерация магистрали контролируемой ЭВМ подключен к первому входу первого элемента И регистра управления и состояния, выход сигнала - Первоначальная установка магистрали контроля- руемой ЭВМ подключен к первому входу первого элемента ИЛИ регистра управления и состояния, выход сигнала Выбор внешнего устройства магистрали контролируемой ЭВМ подгшючен к перво- му входу второго элемента И регистра управления и состояния,, прямые выходы триггера опибки магистрали, триггера ошибки прерывания и триггера цикличности подключены к первому, второму и третьему входам второго элемента ИЛИ регистра управления и состояния, вход разрешения записи триггера разрешения работы соединен

с входами установки в нулевое состоя- 25 дов подключена к информащ1онным вхо

ние триггера останова, триггера ошибки магистрали, триггера ошибки прерывания и триггера цикличности, информационный вход триггера разрешения работы подключен к нулевой линии инфор- мациокной шины Данные/ахдаес магистрали контролируемой ЭВМ, прямой выход триггера разрешения работы подключен к второму входу первого элемента И регистра управления и состояния, инверсный выход триггера разрешения работы подключен к втором входу второго элемента И регистра шравления и состояния, выход второго элемента И регистра управления и состояния подключен к управляющег у входу дешифратора адресов, выход второго элемента ИЛИ регистра управления и состояния подключен к первому входу разрешения работы второго Одновибратора блока .прерьшания и перезапуска, выход первого элемента И регистра управления и состояния подключен к входу разре- шенил работы первого одновибратора, к второму входу разрешения работы , второго одновибратора блока прерывания и перезапуска и к инверсному входу установки в нулевое состояние регистра состояния, к входу разрешения работы одновибратора блока контроля магистрали, к входу разрешения работы таймера и к входу разрешения рабо ты одновибратора блоке-, восстановления, информационные входы регистра

адреса блока контроля магистрали подключены к информационной шине Дан- ные/адрес магистрали контролируемой ЭВМ, информационные выходы регистра, адреса блока контроля магистрапи подключены к адресным входам узла постоянной памяти векторов, выход которого подключен к второму входу первого элемента НЕ-И блока контроля магистрали, инверсный выход одновибратора подключен к первому входу второго элемента НЕ-И блока контроля магистрали, прямой выход одновибратора подключен к входам разрешения записи регистра состояния и триггера вектора блока контроля магистрали, выходы шифратора блока контроля магистрали подключены к первой группе адресных входов узла постоянной памяти закона функционирования, вторая группа адресных входов которого подключена к информационным выходам регистра состояния, а группа информационных выхо5

0

о

5

0

5

дам регистра состояния, первьм управляющий выход узла постоянной памяти закона функционирования подключен к второму входу второго элемента НЕ-И блока контроля магистрали, второй уп- равляюш,ий выход узла постоянной памяти закона функционирования подключен к информационному входу триггера вектора, инверсный выход которого подключен к третьему входу первого элемента НЕ-И блока контроля магистрали, выход первого элемента НЕ-И блока контроля магистрали подключен к входу установки в единичное,состояние триггера ошибки-прерывания, прямой выход триггера вектора подключен к пятому входу пшфратора блока восстановления, выход второго элемента НЕ-И блока контроля магистрали подключен к входу установки в единичное состояние триггера ошибки магистрали. прямой выход третьего одновибратора подключен к инверсному входу запуска работы четвертого одновибратора блока прерывания и перезапуска, прямой выход второго одновибратора подключен к выходу устройства для подключения и входу запрета сигнал:а инициации пассивного устройства ЭВМ и второму входу первого элемента ИЛИ регистра управления и состояния:, управляющий вход вычитания единицы таймера подключен к шестому входу шифратора блока восстановления, входу устройства

19

для подключения и к выходу признака передачи адреса команды контролируемой ЭВМ, выход элемента НЕ-И подключен к третьему входу запуска работы одновибратора блока восстановления, выходы шифратора блока восстановления подключены к первой группе информационных входов узла памяти восстановления, вторая группа информационных входов которого подключена к информационной шине Данные/адрес магистрали контролируемой ЭВМ, информационные выходы регистра адреса блока восстановления подключены к третьей группе информационных входов блока магистральных передатчиков и к адресным входам узла памяти восстановления информационные выходы которого подключены к четвертой группе информа- ционных входов блока магистральных передатчиков, информационные входы регистра адреса блока восстановления подключены к информационной шине Данные/адрес магистрали контролиру- емой ЭВМ, прямой выход одновибратора блока восстановления подключен к входу разрешения записи узла памяти восстановления, инверсньм выход одновиб

4162

20

Q15, 20 , . 25 1 О Г О

ратора подключен к входу прибавления единицы регистра адреса блока восстановления.

Яялмво.

4Ъ.5

XIл Х5

Фиг.В

Фиг. 8

хГ/4

Фиг,10