Устройство для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ Советский патент 1989 года по МПК G06F11/28 

тельных помех по информационным и управляющим цепям. Устройство для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ содержит дешифратор адреса 8, элементы И, ИЛИ, счетчик 14, блок внутреннего прерывания 15, регистр состояния 16, включающий триггеры цикличности 17, внешнего устройства 18, останова 19, разрешения работы 20, блок перезапуска 24, блок магистральных приемопередатчиков 25, дешифратор ошибки команды 26, блок блокировки 27, содержащий триггер ошибки команды 28, одновибраторы 30, 31, 32. При нормальном ходе программы устройства для контроля и перезапуска ЭВМ не вызывает прерывания. При изменении в ходе программы устройство (блок блокировки 27) вырабатывает сигнал захвата магистрали длительностью 100 мс. На это время блокируется работа оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 7, возможность искажения информации ОЗУ исключается, а блок блокировки 27 позволяет выявить ошибки обращения к магистрали и ошибку команды. Длительность сигнала захвата магистрали, равная 100 мс, достаточна для прекращения действия по- мех, 3 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано для контроля хода вычислительного процесса и перезапуска ЭВМ и является усовершенствованием изобретения по авт. св. 1337901. Цель изобретения - повышение устойчивости функционирования ЭВМ в условиях длительных помех по информационным и управляющим цепям. Устройство для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ содержит дешифратор адреса 8, элементы И, ИЛИ, счетчик 14, блок внутреннего прерывания 15, регистр состояния 16, включающий триггеры цикличности 17, внешнего устройства 18, останова 19, разрешения работы 20, блок перезапуска 24, блок магистральных приемопередатчиков 25, дешифратор ошибки команды 26, блок блокировки 27, содержащий триггер ошибки команды 28, одновибраторы 30, 31, 32. При нормальном ходе программы устройство для контроля и перезапуска ЭВМ не вызывает прерывания. При изменении в ходе программы устройство (блок блокировки 27) вырабатывает сигнал захвата магистрали длительностью 100 мс. На это время блокируется работа оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 7, возможность искажения информации ОЗУ исключается, а блок блокировки 27 позволяет выявить ошибки обращения к магистрали и ошибку команды. Длительность сигнала захвата магистрали, равная 100 мс, достаточная для прекращения действия помех. 3 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для контроля хода вычислительного процесса и перезапуска ЭВМ,

Цель изобретения - повышение устойчивости функционирования ЭВМ в условиях длительных помех по информационным и управляющим цепям.

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства для контроля хода дрограммы и перезапуска ЭВМ в составе вычислительной системы; на фиг, 2 структурная схема блока блокировки; на фиг, 3 временная диаграмма работы блока блокировки,

Вычислительная система содержит ЭВМ 1, внешние устройства (ВУ) 2 и устройство 3 для контроля и перезапуска (УКП), соединенные магистралью 4,

ЭВМ 1 состоит из центрального процессора (ЦП) 5, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 6 и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 7,

Устройство 3 для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ содержит дешифратор адреса (ДА) 8, первый 9, второй 10, третий 11 и четвертый 12 элементы И, элемент ИЛИ 13, счетчик (ТМ) 14,-блок 15 внутреннего прерывания (ВВП), регистр 16 состояния (РУС триггер 17 цикличности (ТЦ), триггер

18внешнего устройства (ТВУ), тригге

19останова (ТО), триггер 20 разре- шения работы (ТРР), шестой 2.1, седьмой 22 и пятый 23 элементы И, блок

24 перезапуска (БПЗ), блок 25 магистральных приемопередатчиков (ВМПП),

5

0

5

0

5

д

дешифратор 26 ошибки команды (ДОК) и блок 27 блокировки (ВБ), содержащий (фиг, 2) триггер 28 ошибки команды (ток), элемент И 29, формирователи 30-32 импульсов, которые представляют собой одновибраторы (ОВ), например, К155АГ1,

УКП 3 по отношению к ЭВМ является внешним устройством.

Устройству не разрешается работа, если по программе ТРР 20 не установлен в единичное состояние, если ТРР 20 установлен в единицу, устройству разрешается работа.

Программа разбивается на контролируемые участки. Каждому участку присваивается имя и для него известно число выполняемых команд, а также число обрсццений к памяти, которое программно заносится в ТМ 14, Имя участка программы сохраняется в фиксированной ячейке ОЗУ 7,

Триггер ТРР 20 установлен в единичное состояние. Обращение ЦП 5 к памяти определено появлением синхроимпульса активного устройства (СИЛ) магистрали 4, Этот сигнал поступает на вычитающий вход счетчика ТМ 14 через элементы И 9 и 10, если ТЦ 17 находится в нулевом состоянии, это значит, что при каждом обращении ЦП 5 к памяти происходит вычитание единицы из кода, записаннйго в ТМ 14, При нормальном ходе программы содержимое ТМ 14 для каждого участка программы, обновляется и сигнал переноса ТМ 14 отсутствует, устройство УКП 3 не прерывает работу системы.

Если происходит изменение в ходе программы, которое приводит к получению в ТМ 14 нулевого результата в случае увеличения количества циклов внутри участка программы, или происходит опрос флага готовности внешнег устройства, которое неисправно и не вырабатывает сигнала готовности, признак нулевого результата с управляющего выхода ТМ 14 переключает ТЦ 17 в единичное состояние и запускает ВВП 15, разрешает устройству фиксировать обращение 1Щ 5 к ВУ 2 вьфабот кой разрешающего сигнала на первом управляющем выходе. За время действия этого сигнала устройство ждет появления в магистрали 4 управляющег сигнала Выбор ВУ. Если управляющий сигнал ВУ магистрали 4 появляется, ЦП 5 обращается к внешнему устройству. Поскольку произошло зацикливание программы (в ТМ 14 нулевой результат) , можно предположить, что причиной зацикливания является неисправность внешнего устройства. В этом случае по совпадению активных уровне сигналов СИЛ и ВУ на И 11 и при условии, что на втором входе И 12 присутствует разрешающий сигнал от ВВП 15, управляющий сигнал с выхода И 12 через элемент ИЛИ 13 поступает на вход записи ТМ 14, т.е. информация, находящаяся на шине данных - адрес магистрали 4, записывается в ТМ 14, а это в данном случае является адресом внешнего устройства, к которому обращается ЦП 5..Сигнал с выхода И 12 также переключает триггер ТВУ 18 в единичное состояние. Если за время активного уровня разрешающего сигнала на первом выходе ВВП 15 сигнал ВУ не появляется в магистрали 4, то триггер ТВУ 18 не переключается в 1. Активный уровень на выходе ТЦ 17 запрещает прохождение сигнала СИЛ магистрали 4 через элемент И 10 на вычитающий вход ТМ 14 и запрещает установку ТО 19 через элемент И 21.. После выработки первого сигнала ВВП

15, устройство ожидает сигнал СИЛ ма- 50 т.е. во время обработки программой

гистрали 4 и по его появлению вырабатывает сигнал, запрещающий прохождение сигнала СИП к ЦП 5 на 15 мкс, и при первом же обращении ЦП 5 к магистрали СИП от устройства, к которо- 55 трудняет его восстановление после му обращается ЦП 5, не приходит. ЦП 5 сбоев. Таким образом, возникает потребность приостанавливать вычислительный процесс после появления ошибок (обращение по несуществующему адресу

вырабатывает сигнал внутреннего прерывания по ошибке обращения к магистрали 4, т.е. устройство имитирует

5

0

5

.ошибку по обращению к магистрали 4, вызывая прерывание программы по ошибке обращения к магистрали 4. Это прерывание выбрано потому, что оно вызывает прерывание программы независимо от значения разряда разрешения пре рывания в слове состояния процессора. ЭВМ 1 выходит на подпрограмму обслу- 0 живания прерывания, опрашивает РУС 16 и устанавливает, что данное прерывание вызвало устройство контроля и перезапуска, что произошло зацикливание, и если произошло зацикливание на опросе флага готовности внешнего устройства, то ТВУ 18 находится в еди ничном состоянии, а в ТМ 14 хранится адрес этого устройства. Имея также имя участка программы, где произошло зацикливание, программа, обслуживающая прерывание, может довольно точно устранить последствия ошибки, приведшей к зацикливанию, и если ТВУ 18 в единичном состоянии, то и проверить исправность устройства, адрес которого находится в ТМ 14 и продолжить вьтолнение прерванной прогр-аммы, если необходимо, то продолжение можно начать и с начала участка, где произошло зацикливание.

J {

Как показьтает опыт использования ЭВМ в системах реального времени, наиболее часто встречающейся причиной сбоев ЭВМ являются разнообразные на5 водки по информационным и управляющим цепям, а также цепям питания ЭВМ, причем действие таких наводок может исчисляться десятками миллисекунд, а реакция ЦП 5, например, на ошибку

0 обращения магистрали или попытку выполнения несуществующей команды (как правило эти ошибки являются последствиями сбоев ЭВМ) составляет не более 50 МКС. Поэтому управляющая програм5 ма, которая начинает обрабатывать подобные ошибки ЭВМ, вьтолняется еще во время действия источников сбоев (разнообразных наводок), что приводит к появлению многократных ошибок.

Ч

одной ошибки могут появляться еще ошибки. Такие явления приводят к сильному искажению вычислительного процесса, что, в свою очередь, заили попытки выполнить несуществующую команду) на максимально возможное время действия источников ошибок. Блок 27 блокировки производит захват магистрали с помощью сигнала Захват магистрали, блокируя возможность передачи информации через магистраль запрещает работу ОЗУ 7, исключая возможность искажения информации в ОЗУ 7 и приостанавливает работу БПЗ 24, Дпительность сигналов захвата магистрали, запрещения работы ОЗУ 7 и БПЗ 24 составляет 100 мс и определяется значением R«C, Так как обращение ЦП 5 по адресу вектора прерывания по ошибке команды (несуществующий код) происходит в момент действия помех, то ЦП 5 может сосчитать искаженный адрес. Чтобы исключить возможность выхода по неверному адресу программы обработки ошибки команды, после снятия сигналов захват, запре- 1щения работы ОЗУ 7 и БПЗ 24 ББ 27 организует ожидание в течение 50 мкс сигнала обращения к РУС 16, свидетельствующего о правильном выходе на программу обработки ошибки команды, если в течение этого времени не происходит обращение к РУС 16, то ББ 27 формирует сигнал на второй вход запуска ББП 16, прерывая- выполнение программы и передавая управление программе обработки ошибки обращения к магистрали.

Временные диаграммы, поясняющие работу ББ 27, представлены на фиг, 3 Сигнал разрешения ввода ЭВМ (ВНВВ) появляется не только в случае ошибки обращения к магистрали, но и при останове и перезапуске ЭВМ 1, Сигнал ВНВВ проходит на первый запускакщий вход ОВ 30 ББ 27 лишь при условии, что сигнал перезапуск (ПИТН) пассивен, а ТЦ 17 находится в нулевом состоянии, Одновибратор 30 вырабатывает сигнал Запрещение работы (ЗР) ОЗУ длительностью 100 мс, который поступает на линию Захват магистрали (ЗМ), и через элемент И 29 сигнал БЛОК, поступающий на второй вход разрешения работы БПЗ 24, Таким образом, на 100 мс запрещается работа магистрали, ПЗУ 6 м БПЗ 24, т,е, приостанавливается работа всей вычислительной системы.

После окончания действия сигналов ЗМ, ЗР и БЛОК ЦП 5 обращается в па- мять по адресу вектора обработки прерывания по ошибке обращения к магист

0

5

0

5

0

5

0

5

рапи и приступает к выполнению данной программы.

В случае ошибки команды ЦП 5 обращается к памяти по адресу вектора обработки прерывания по ошибке команды. Обращение по этому адресу фиксирует ДОК 26, сигнал с выхода которого переключает ТОК 28 в 1, которая пос гупает на второй запускающий вход ОВ 30, ОВ 30 вьфабатывает сигналы ЗМ И ЗР, Высокий уровень с выхода ТОК 28 разрешает работу ОВ 31, который по заднему фронту сигнала ЗМ вьфабатывает сигнал ожидания (ОВД) длительностью 50 мкс, если в течение этого времени не появляется сигнал обращения с второго выхода ДА 8 к РУС 16 (ток 28 остается в единичном состоянии), то по заднему фронту сигнала ОЖД ОВ 32 вырабатывает сигнал ОШ, который запускает БВП 15, т,е, прерывает выполнение текущей программы.

Одновременно с началом работы ББ 27 сигнал ВНВВ с выхода элемента И 22 устанавливает ТО 19 в единичное состояние, что свидетельствует о возможном останове хода выполнения программы. Выход ТО 19 подключен к входу запуска работы БПЗ 24, но так как в это время ББ 27 приостановил работу всей вычислительной системы, в том числе и БПЗ 24, то БПЗ 24 переходит в состояние ожидания снятия сигнала БЛОК ББ 27 с второго входа разрешения работы БПЗ 24, Блок 27 блокировки разрешает работу БПЗ 24, организует ожидание в течение 50 мкс сброса tPP 20, Сброс ТРР 20 происходит лишь в случае, если причиной появления сигнала ВНВВ бьша ошибка обращения к магистрали и ЦП 5 после приостановки блоком 27 блокировки вьш1ел на программу обслуживания ошибки обращения к магистрали, которая сбрасывает ТРР 20, Если в течение 50 мкс данный триггер не сброшен, то такая ситуация расценивается как останов и БПЗ 24 вырабатывает последовательность сигналов ПИТН и ПОСТН, после появления которой ЦП 5 производит перезапуск ЭВМ 1 ,

Формула изобретения

Устройство для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ по авт.св. № 1337901, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости функционирования ЭВМ в условиях длительных помех по информационным и управляющим цепям, оно содержит дешифратор ошибки команды и блок блокировки, содержащий элемент И, первый второй и третий формирователи импульсов и триггер ошибки команды, причем информационные входы дешифратора ошибки команды подключены к группе информационных выходов блока магистральных приемопередатчиков, выход дешифратора ошибки команды подключен к входу установки в единичное состояние триггера ошибки команды блока блокировки, вход установки в нулевое состояние которого подключен к второму выходу дешифратора адреса, выход седьмого элемента И подключен к первому входу запуска первого формирова- теля импульсов блока блокировки, второй вход запуска которого и входы разрешения второго и третьего формирователей импульсов подключены к выг- ходу триггера ошибки команды, инверсный выход которого подключен к первому входу элемента И блока блокировки, второй вход которого и выход устройства для подключения к входу запрещения работы оперативного запо- минакщего устройства ЭВМ соединены с выходом первого формирователя импульсов блока блокировки, инверсньй выход которого подключен к выходу устройства для подключения к управляющему входу захвата магистрали ЭВМ и к входу запуска второго формирователя импульсов блока блокировки, выход которого подключен к входу запуска третьего формирователя и myль- сов, выход которого подключен к второму входу запуска блока внутреннего прерывания, выход элемента И блока блокировки подключен к входу разрешения блока перезапуска.

фu.Z

/Г

ч

(fju,:5