Устройство для отладки микроЭВМ Советский патент 1989 года по МПК G06F11/28 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для контроля и отладки аппаратной части микроЭВМ и отладки программ.

Цель изобретения - увеличение производительности при отладке путем обеспечения контроля аппаратной части микроЭВМ за счет возможности зацикливания программы при неисправной аппаратуре и за счет возможности анализа ретроспективных адресов и данных и подсчета времени выполнения программы.

На чертеже приведена структурная схема устройства для отладки микро- ЭВМ.

Устройство содержит первый регистр 1, первую 2 и вторую 3 схемы сравнения, второй регистр 4, регистр 5 задания режима, первый 6 и второй 7 регистры индикации, блок 8 стековой памяти, регистр 9 адреса, счетчик

10 импульсов, третий элемент ИЛИ 11, триггер 12, первый 13, второй 14, третий 15, четвертый 16, пятый 17, шестой 18, седьмой 19, восьмой 20, девятый 21 и десятый 22 элементы И, первый 23, второй 24 и четвертый 25 элементы ИЛИ, адресный вход 26, вход 27 признака адреса, вход 28 признака данных, группу входов 29 управляющих сигналов, включающую в себя входы 27 и 28 сопровождения адреса и данных, выход 30 сигнала останова устройства, выход 31 сигнала прерывания устройства, вход 32 пуска устройства, тактовый вход 33 устройства, выход 34 синхронизации устройства, вход 35 чтения устройства, выход 36 начального пуска устройства.

Регистры 1 и 2. 5 и 9 являются тумблерными ре истрами устройства..

Устройство имеет режимы начального пуска, останова и прерывания и режим период, который используется только

(Я

4Ь

00

со

4ъ

сл 1

в комбинации с режимом начального пуска.

В режиме начального пуска устройство работает следующим образом. На выходе режима начального пуска регистра 5 присутствует 1. При появлении импульсного сигнала на входе 32 пуска устройства триггер 12 устанавливается в О, при этом на выходе 30 сигнала останова присутствует О, а на выходе 36 сигнала начального пуска через эл ементы И 15 и ИЛИ 23 появляется сигнал и микроЭВМ начинает выполнять программу началь- ного пуска. Кроме того, сигнал с входа 32 через элемент И 22 устанавливает в О счетчик 10, после чего, если на выходе признака отсчета времени регистра 5 присутствует 1, то на вход инкрементирования счетчика 10 через элементы И 17, ИЛИ 24 и И 18 поступает тактовая частота с тактового входа 33 и счетчик ведет отсчет времени выполнения программы. Если же ча выходе признака отсчета времени О, то на вход элемента ИЛИ 24 через элемент И 16 поступают сигналы признака адреса. 27 и счетчик 10 ведет отсчет количества циклов обмена на магистрали микроЭВМ. Содержимое счетчика 10 индицируется на регистре 7 индикации. Единичные сигналы с входов 27, 28 через элемент ИЛИ 11 поступает на вход 8 записи стековой памяти, записывая состояния входов 26 адрес-данные устройства.

В режиме останова устройство работает следующим образом.

Перед началом работы в регистр 4 заносится комбинация признаков состояния входов 26 и входов 29. На выходе режима останова регистра 5 1. При появлении на входах 26 и 29 за- данной на регистре 4 комбинации сигналов (пуск микроЭВМ может быть выполнен, например, в режиме начального пуска) на выходе схемы 3 срав- % нения появляется единичный сигнал, который через элемент ИЛИ 11 устанав- ливает в 1 триггер 12. На выходе 30 сигнала останова появляется единичный сигнал, вызывающий останов микро- ЭВМ. Нулевой сигнал с инверсного выхода триггера 12 запирает элемент И 18, прекращая работу счетчика 10.

После останова микроЭВМ трасса .программы может быть просмотрена пу- ,

JQ$ 5 5

0

0

40

5

тем лодачи единичных сигналов на вход 35 чтения устройства.

Далее контроль микроЭВМ может быть продолжен, т.е. назначена новая точка останова. При появлении единичного импульса на входе 32 устройства счетчик 10 обнуляется через элемент И 22, а триггер 12 устанавливается в О, снимая сигнал останова 30 и тем самым разрешая микроЭВМ продолжить работу, а единичный сигнал с инверсного выхода триггера 12 поступает на элемент И 18, разрешая работу счетчика 10.

В режиме прерывания на выходе режима останова присутствует О, в регистр 4 заносится информация о точке прерывания программы. Прерывающая программа должна быть предварительно занесена в память микроЭВМ.

При появлении сигнала пуска на входе 32 обнуляются счетчик 10 и триггер 12, снимая сигнал останова на выходе 30.

При достижении микроЭВМ заданного на регистре 4 состояния на выходе 31 элемент И 14 появляется сигнал, вызывающий прерывание микроЭВМ.

Возможна работа устройства со следующими совместными признаками отладки Начальный пуск-останов, Начальный пуск-прерывание, Начальный пуск-период, Начальный пуск-прерывание-период.

При работе устройства в режиме Начальный пуск-останов единичные сигналы присутствуют на выходах режима останова и режима начального пуска регистра 5. После пуска устройства микроЭВМ отрабатывает процедуру начального пуска и продолжает работу до появления условий, заданных на регистре 4, после чего оператор считывает содержимое стековой памяти 8. Работа устройства в этом режиме может производиться при задании на выходе признака отсчета времени регистра 5 как нулевого, так и единичного сигнала. При этом после появления сигнала останова на выходе 30 на регистре 7 индикации индицируется количество циклов обмена на магистрали микроЭВМ или время от момента пуска до момента останова соответственно. . С

В режиме Начальный пуск-прерывание на выходе режима останова задается нулевой сигнал, на выходе режима

начального пуска регистра 5 - единичный. При пуске микроэвм отрабатывается процедура начального пуска и при появлении на магистрали состояния, аданного на регистре 4, устройство выдает в микроЭВМ сигнал прерывания на выходе 31, который вызывает заданную оператором программу, которая может быть, например, первичной или программой подводящей микроЭВМ к какой-либо программе, прошитой в ПЗУ микроЭВМ.

В режиме Начальный пуск-период устройство работает следующим образом. На выходах режима начального пуска и режима период регистра 5 присутствуют 1 в регистр 9 заносится код времени выполнения программы или код количества циклов обмена на магистрали микроЭВМ (при наличии 1 или О соответственно на выходе признака отсчета времени регистра 5) В регистр 1 заносится код выдачи сигнала синхронизации.

При появлении сигнала Пуск на входе 32 на выходе элемента ИЛИ 25 через элемент И 20 появляется которая производит запись содержимог регистра 9 в счетчик 10. На выходе 36 устройства появляется сигнал, вызывающий пуск микроЭВМ. На вход декрементирования счетчика 10 через элемент И 19 с выхода элемента ИЛИ 2 поступают импульсы, которые представляют собой или сигналы сопровождения адреса с входа 27 (через элемент И 16) или тактовые сигналы с входа 33 (через элемент И 17) в зависимости от сигнала на выходе признака отсчета времени регистра 5.При выполнении микроЭВМ заданного числа циклов обмена или по истечении заданного времени на нулевом выходе счетчика 10 появляется единичный сигнал, который через элемент И 21 и элемент ИЛИ 25 вновь заносит в счетчик 10 содержимое регистра 9 и через элемен ИЛИ 23 производит перезапуск микро- ЭВМ. Далее процесс повторяется.

Предложенное устройство позволяет 45 вести отладку как программной, так и аппаратной части микроЭВМ, так как позволяет зациклировать работу устройства при неисправной аппаратной части и наблюдать ход функционирова- 5о ния в различных контрольных точках на экране осциллографа с необходимой разрешающей способностью. Необходимо отметить, что преобладающее количест- . во неисправностей аппаратной части

Кроме того, при появлении на входах 26 адреса данных устройства и входах 29 управляющих сигналов комбинации сигналов, заданной на регист- гс микроЭВМ проявляется при начальном ре 1, на выходе схемы 2 сравнения пуске, что не позволяет правильно вы- образуется единичный сигнал, кото- полнять команды, а значит не позво- рый поступает на выход 34 синхрониза- ляет зацикливать работу устройства ции устройства и может использовать- программным путем.

0

ся, например, для синхронизации осциллографа.

Информация о коде, заносимом в регистре 9 (точка возврата), и о коде, заносимом в регистр 1 (точка синхронизации) , выбирается оператором в результате анализа работы микроЭВМ (анализа стековый памяти 8) в режиме

0 Начальный пуск-останов. При этом точка возврата должна обеспечивать выход микроЭВМ на неверно выполняемую часть программы, а точка синхронизации может представлять собой,

5 например, код адреса последней правильно СЧИТАННОЙ команды.

Таким образом, на осциллографе могут быть просмотрены все внутренние сигналы микроЭВМ и выявлена причина, вызывающая неправильное функционирование.

Режим Начальный пуск-прерывание- период отличается от предыдущего режима тем, что в регистр 4 предварительно заносится код прерывания и при появлении на магистрали микро- ЭВМ комбинации сигналов, соответствующих коду в регистре 4, на выходе 31 прерывания устройства появляется единичный сигнал, вызывающий переход к программе, предварительно занесенной в ОЗУ. Эта прерывающая программа является подводящей к неправильно выполняемой части программы.

Этот режим применяется в том случае, если сбои фиксируются в той части программы, переход к которой совершается по каким-либо сложным устройствам, или если сбойная часть гфо- 0 граммы не располагается непосредственно за программой начального пуска микроЭВМ.

5

0

5

Предложенное устройство позволяет вести отладку как программной, так и аппаратной части микроЭВМ, так как позволяет зациклировать работу устройства при неисправной аппаратной части и наблюдать ход функционирова- ния в различных контрольных точках на экране осциллографа с необходимой разрешающей способностью. Необходимо отметить, что преобладающее количест- во неисправностей аппаратной части

микроЭВМ проявляется при начальном пуске, что не позволяет правильно вы- полнять команды, а значит не позво- ляет зацикливать работу устройства программным путем.

Кроме того, устройство позволяет по заданному событию определить ретроспективные- адреса и данные на магистрали микроЭВМ и производить конт- роль длительности выполнения заданной части программы, что увеличивает производительность при отладке.

Формула изобретения

Устройство для отладки микроЭВМ } содержащее первый и второй регистры, регистр числа команд, регистр задания режима, первую и вторую схемы срав- нения, счетчик импульсов, десять элементов И, четыре элемента ИЛИ, причем информационные выходы первого и второго регистров соединены с первыми входами соответственно первой и вто- рой схем сравнения, адресный вход устройства соединен с вторыми входами первой и второй схем сравнения, выход равенства второй схемы сравнения соединен с первым входом первого эле-1 мента И, выход признака останова регистра задания режима соединен с инверсным входом второго элемента И, выход третьего элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, отличаю, щееся тем, что, с целью повышения производительности при отладке, в него введены блок стековой памяти, первый и второй регистры индикации, причем адресный вход устройства соединен с информационным входом первого регистра инди- нации и с информационным входом блока стековой памяти, вход признака данных устройства соединен с тактовым входом второй схемы сравнения и с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом записи бло ка стековой памяти, вход признака адреса устройства соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, с тактовым входом первой схемы сравнения, с прямым входом четвертого элемента И, выход признака останова регистра задания режима соединен с вторым входом первого элемента И, выход которог соединен с единичным входом триггера, /выход равенства второй схемы сравне-

е

ю

15 20 25 30 ,Q

5

5

0

ния соединен с прямым входом второго элемента И, выход которого является выходом прерывания устройства, вход пуска устройства соединен с первым входом третьего элемента И и с первым входом триггера, прямой и инверсные выходы которого соединены соответственно с выходом останова устройства и с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом счетчика импульсов, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом шестого элемента И и с первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом счетчика импульсов, выходы регистра числа команд соединены с информационными входами счетчика импульсов, информационные выходы которого соединены с информационными входами второго регистра индикации, вход чтения устройства соединён с входом чтения блока стековой памяти, выход признака начального пуска регистра режима соединен с вторым входом третьего элемента И, выход признака периодического контроля регистра задания режима соединен с вторым входом седьмого элемента И, первыми входами восьмого и девятого элементов И и с инверсным входом десятого элемента И, выход которого соединен с входом сброса счетчика импульсов, выход переполнения которого соединен с вторым входом девятого элемента И, вход пуска устройства соединен с прямым входим десятого элемента И и с вторым входом восьмого элемента И, выходы восьмого и девятого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом счетчика импульсов и вторым входом первого элемента ИЛИ, выход признака контроля времени регистра задания режима соединен с первым входом пятого элемента И и инверсным входом четвертого элемента И, тактовый вход устройства соединен с вторым входом пятого элемента И, выход равенства первой схемы сравнения является выходом синхронизации устройства, выход первого элемента ИЛИ является выходом начального пуска устройства.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для контроля и отладки аппаратной части микроЭВМ и отладки программ. Цель изобретения - увеличение производительности при отладке путем контроля аппаратной части микроЭВМ-достигается за счет зацикливания программы при неисправной аппаратуре и за счет анализа ретроспективных адресов и данных и подсчета времени выполнения программы. 1 ил.