Устройство для отладки многомодульной ЦВМ Советский патент 1990 года по МПК G06F11/28 

Устройство (фиг.1) содержит отлаживающую ЦВМ 1, блок 2 микропрограммного управления, блок 3 регистров, регистр 4 режимов, блок 5 поразрядного сравнения, блоки 6.1...6.N сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ, блок 7 имитации модуля, информационный выход 8, информационный вход 9, группу

10выходов поля управления, группу

11выходов поля управления, вход 12 прерывания, выход 13 блока 7, группу 4 выходов, группу 15 выходов поля управления, выход 16, выход 17 синхронизации, информационные вход-выход 18 и 19, группу выходов 20 управления, группу выходов 21, 22 и 23 поля управления, выход 2& бпокировки, группу 25 выходов, группу 2.6 выходов,,

Блок 6 связан с функциональными модулями и содержит регистр 27, двунаправленный шинный формирователь 28, элемент И 29, узел 30 памяти.

Блок 7 содержит приемный регистр 31, передающий регистр 32, регистр

33 настройки, узел 34 памяти, шинный формирователь 35, элемент И 36.

Блок 2 содержит узел 37 выбора следующей микрокоманды, узел 38 хра нения микрокоманд, регистр 30 микрокоманд, генератор 40 импульсов, элемент И 41, мультиплексор 42.

Блок 3 содержит регистр 43 считывания и регистр 44 записи.

Блок 5 содержит узел поразрядного сравнения, состоящий из последовательно соединенных элементов ЗК-2И 45, с подключенным к нему элементом НЕ 46, элементов НЕ 47 и ИЛИ 48 и триггера 49.

Устройство для отладки многомодульной ЦВМ обеспечивает работу в следующих режимах: запись информации в функциональные устройства отлажи- ваемой ЦВМ (на фиг,1 не показано, на фиг.5 - блочные символы 1-12); считывание информации из функциональных устройств отлаживаемой ЦВМ (фиг.

блочные символы 1-6, 13-17); имитацию работы отлаживаемой ЦВМ (фиг.5 и 6, блочные символы 1-6, 18-30).

Порядок включения того или иного режима работы определяется программой отладки отлаживаемой ЦВМ или же ручными действиями оператора на кла виатуре дисплея того же устройства.

В режиме имитации устройство позволяет произвести настройку на эа

10

JQ И4Q

д$ ,

646304

данный физический интерфейс внешней ЦВМ, определяющую вхюдные и выходные линии связи шин 18. Программа имитации отлаживающей ЦВМ может быть вызвана с определенной периодичностью или же по сигналам прерывания с блока 5 поразрядного сравнения.

Устройство 1 работает в режимах записи и чтения информации (информационные шины 8, 9, управляющие шины II, 12).

В режиме записи для передачи каждого информационного слова ЦВМ 1 выработки тестовых воздействий и анализа реакций передает управляющее, а затем информационное слово (фиг.7, блочные символы 31-39).

В режиме чтения ЦВМ 1 передает управляющее слово, а затем производит считывание информационного слова (фиг.7, блочные символы 31-36, 40).

Устройство для отладки многомодульной ЦВМ работает следующим образом.

В исходном состоянии с выхода узла 38 и соответственно с выхода регистра 39 по тине 10 передается сиг15

20

25

50

55

нал Готовность приемника (Г ).

ЦВМ 1 выставляет по шине 8 управляющее слово и передает по выходу 11 сигнал синхронизации передачи, который через мультиплексор 42 поступает на вход узла 37, в результате чего по очередному перепаду сигнала с генератора 40 импульсов на выходе узла 37 формируется и передается в узел 38 новый адрес, по которому выбирается другая микрокоманда (фиг.5, блочные симвопы 1-6).На выходе узла 38, а по сигналу с генератора 40 импульсов и на выходе регистра 39 формируется сигнал, который синхронизирует запись управляющего слова в регистр 4.

Управляющее слово содержит два значащих поля о Первое поле содержит признак записи (считывания) и двоичный код заданного регистра отлаживаемой ЦВМ или код регистров 31, 32 и 33. Второе поле содержит код начального адреса соответствующей микрокоманды блока 2.

Рассмотрим случай, когда в управляющем слове задан режим записи в один из регистров отлаживаемой ЦВМ.

Код адреса с признаком записи передается с регистра 4 по выходу 14 ь блоки 6 и 7 на входы узлов 30 и 34

памяти, выполненных на программно-логических матрицах. В данном случае задан регистр отлаживаемой ЦВМ, находящийся в i-м функциональном модуле. Соответственно узел 30 памяти 1-го блока 6 настроен на соответствующую группу кодов адреса, задающих регистры этого функционального модуля. Далее запускается микропрограмма, начальный адрес которой загружается из поля регистра 4 режимов.

Далее в соответствии с микропрограммой на выходе регистра 39 формируется и передается по шине 10 сиг- кал Готовность приемника Гпр , одновременно мультиплексор 42 настраивается на прием сигнала синхронизации (фиг.5, блочные символы 7-12). Узел 37 при выполнении микропрограммы считывает каждый последующий адрес с регистра 39, который в свою очередь принимает этот адрес в составе очередной микрокоманды с узла 38. ЦВМ 1 выставляет по выходу 8 информацией- ное слово и передает сигнал синхронизации, по которому выбирается новая микрокоманда с узла 38 и передается на входы регистра 39.

В составе этой микрокоманды присутствует бит записи в регистр 44, в результате чего информационное слово записывается в указанный регистр. Код адреса регистра, принадлежащий к области адресов взаимодействия с i-м блоком 6 и записанный ранее в регистр 4 передается по шине 14 на входы узлов 30 и 34 памяти. В соответствии с микропрограммой блок 2 к передает по шине 15 на входы узлов памяти 30 и 34 сигналы, организующие запись информационного слова в заданньй регистр отлаживаемой ЦВМ. По ходу выполнения этой операции на выходе узла 30 памяти 1-го блока 6 формируется сигнал, переключающий регистр 27 в режим последовательного сдвига, далее производится последовательная перезапись информации с регистра 44 в регистр 27 того же блока 6.

Последовательная передача производится следующим образом.

На вход элемента И 41 блока 2 подается потенциальный сигнал разрешения сдвига, на другой вход - тактовые импульсы с генератора 40. На выходе этого элемента формируются импульсы сдвига, которые поступают в сдвиговую цепь регистра 44, переключенного

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

в режим последовательного сдвига сигналом с регистра 39 блока 2. Кроме того, сигналы сдвига поступают через шину 17 сдвига в сдвиговые цепи регистров 27 .

Информация подается однофазным кодом с выхода регистра 44 через шину 16 на входы регистров 27, запись же производится в тот блок 6, который задан диапазоном кодов адреса с регистра 4. Таким образом, происходит запись информации в регистр 27 блока 6. По окончании последовательной передачи информации микропрограмма формирует сигнал, который в свою очередь вызывает появление сигнала на выходе узла 30, переключающего двунаправленный шинный формирователь 28, и передачу информации с выхода регистра 27 в информационные шикы 191 (вход-выход) . Таким образом, информационное слово передается по этим шинам в функциональный модуль отлаживаемой ЦВМ, в котором имеются двунаправленные шины, подключенные к информационным входам регистров. Выходы регистров модуля через коммутаторы подключены на ту же шину. Затем с другого выхода того же узла памяти по шинам 20 .передается сигнал записи, который поступает на вход синхронизации записи заданного регистра. Цепь записи с блока управления в функциональном модуле ЦВМ объединена с сигналом аналогичного назначения, поступающим из шин 2С монтажным ИЛИ. Таким образом, производится запись информации с регистра 27 в заданньй регистр функционального модуля отлаживаемой ЦВМ.

В режиме считывания управляющее слово также записывается в регистр 4. В узел 37 загружается начальный адрес другой микропрограммы. Код адреса также передается на входы узлов 30, 34. Далее микропрограмма формирует и передает по шинам 15 сигнал, вызывающий на выходе узла 30 формирование сигнала опроса заданного регистра функционального устройства ЦВМ, который передается по шинам 20 и вызывает подключение заданного регистра к входу-выходу 19 (фиг.5,блочные символы 13-17). Двунаправленный шинный формирователь 28 в исходном состоянии пропускает сигналы шин 19 на вход регистра 27. Затем формируется сигнал записи в регистр 27 по сигналу с шин 15 и информация о со

стоянии заданного регистра параллельным кодом записывается в регистр 27. Далее в соответствии с микропрограммой регистр 27 переводится в режим последовательного сдвига, задается разрешающий уровень сигнала на вход элемента И 29, одновременно в режим последовательного сдвига устанавливается регистр 43 блока 3 и производится последовательная передача информации с регистра 27 через элемент И 29, шину 13 в регистр 43 блока 3. Сдвиг регистров осуществляется сигналами сдвига, формируемыми на выходе элемента И 41 блока 2 и передаваемыми в блок 3 по шине 17 в блоки 6. По окончании передачи слова на выходах регистра 43 и соответственно на входе 9 выставляется информационное слово о состоянии заданного регистра отлаживаемой ЦВМ.

Микропрограмма формирует сигнал готовности иг передачи информации Гг,д, который передается по выходу 10 в ЦВМ 1, Последняя организует считывание информации с входа 9, по окончании которого передается по выходу 11 сигнал подтверждения приема II р, далее производит анализ и продолжает выполнение заданной программы.

Рассмотрим работу устройства в части выполнения режима имитации внешних устройств.

В начале работы производится настройка блока 7 на имитацию данного типа вычислительного устройства,при этом производится распределение линий связи в шине 18 на входные и выходные. Для этого ЦВМ 1 передает управляющее слово с адресным полем, в котором задан код работы с узлом 34 памяти блока 7. Затем передается информационное слово, которое через выход 8,регистр 44, выход 16 записывается в регистр 33 блока 7 (фиг.6, блочные сигналы 18-21). Сдвиг регистра 33 осуществляется по шине 16, разрешение на работу в режиме последовательного сдвига вырабатывается на выходе узла 34 под действием сигнало с шины 15,задаваемых блоком 2.

По окончании записи в регистр 33 блок 7 считается настроенным на имитацию заданного типа ВУ Это определяется наличием единичных и нулевых сигналов на отдельных разрядах этого регистра. Каждый разряд регистра 33 подключен к управляющему входу со

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ответствующего элемента с тремя состояниями, входящего в состав шинного формирователя 35. Количество этих элементов в формирователе 35 соответствует разрядности регистров 32 и 33, а к информационным входам этих элементов подключены соответствующие выходы разрядов регистра 32. Таким образом, элементы (35), имеющие по управляющему входу разрешающий уровень сигнала, подключают выход соответствующего разряда регистра 32 к / шине 18 и назначают выходными линиями, а элементы (35), имеющие запрещающий уровень сигнала на том же входе, остаются по выходу в состоянии высокого импеданса. Так как шина 18 подключена к информационным входам регистра 31, то разряды, имеющие по входам без-; различное состояние, относятся к входным линиям связи.

Выдача сигналов по шине 18 производится аналогично описанному. При этом вместо регистра 33 задействует- ся регистр 32„ Сигналы с выхода регистра 32 передаются через элементы (35) в шину 18 (фиг.6, блочные символы 22-26)о Считывание информации с шины 18 производится по управляющему слову, при этом информация параллельным кодом записывается в регистр 31, затем передается последовательным кодом через элемент И 36 по выходу 13 в регистр 43, с которого считывается в устройство I (фиг,6, блочные символы 27-30). Управление регистрами, участвующими в последовательной передаче информации, осуществляется блоками 2 и 7.

Рассмотрим работу устройства с формированием сигнала Прерывание.

В регистр 31 блока 7 записывается из ЦВМ 1 константа, задающая параметры ожидаемого входного сигнала. Запись в регистр производится аналогично описанному. Регистр 31 подсоединен по выходам его разрядрв на вход узла 5 поразрядного сравнения блока, где каждый из п-1 разрядов регистра подключен к входу соответствующего элемента ЗИ-2ИЛИ 45, а n-й разряд (знаковый) - к элементу НЕ 46 (п - общее количество разрядов регистра 3).

Шина 18 подключена к входам элементов ЗИ-2ИЛИ 45 и через элементы НЕ 47 к другим входам элементов ЗИ-2ИЛИ 45 (фиг.4), т.е. в отсутствии сигнала с заданными параметрами на выходах всех

элементов ЗИ-2ИЛИ 45 и соответственно на выходе элемента ИЛИ 48 присутствуют сигналы нулевого уровня. При появлении сигнала с заданными параметрами (линия связи задается сигналом еди- ничного уровня на одном из разрядов регистра 31) на выходе соответствующего элемента ЗИ-2ИЛИ 45 появляется сигнал единичного уровня, который через элемент ИЛИ 48 включает триггер 49. С выхода триггера сигнал передается в устройство 1, что вызывает включение программы имитации (фиг.7, блочные символы 31-41). Вход установки в исходное состояние триггера 49 управляется с блока 20

Таким образом, предложенное устройство позволяет вести отладку и контроль многомодульным ЦВМ, при этом блоки 6 и 7 могут размещаться на значительном удалении как друг от друга, так и от других блоков и устройств системы. Это качество достигнуто за счет одинаковой организации взаимо- действия с каждым из этих блоков с использованием одного и того же набора шин 13-17. Количество линий связи в канале, образованном шинами 13-17, незначительно за счет исполь- зования последовательных передач информации.

Формула изобретения

Устройство для отладки многомодульной ЦВМ, содержащее блок микропрограммного управления, блок поразрядного сравнения, блок регистров, регистр режимов, причем первый вход логического условия блока микропрограммного управления подключен к входу устройства для подключения к шине управления отлаживающей ЦВМ, первая группа выходов поля управления блока микропрограммного управления соединена-с входом устройства для подключения к шине адреса отлаживающей ЦВМ, вторая и третья группы выходов поля управления блока микропрограммного управления соединены с первой и второй группами информационных входов блока регистров, первый выход поля синхронизации блежа микропрограммного управления соединен с входом синхронизации блока регистров, четвертая группа выходов блока микропрограммного управления соединена с группой информационных входов ре10

15

25зо

20

35

,« 5

0

5

гистра режима,- первая группа выходов которого соединена с второй группой входов логического условия блока микропрограммного управления, вторая группа информационных входов регистра режимов подключена к входам устройства для подключения к информационной отлаживающей ЦВМ и к третьей группе инс юрмапионных входов блока регистров, группа выходов которого соединена с входом устройства для подключения к информационной шине отлаживающей ЦВМ, выход устройства для подключения к входу прерывания отлаживающей U3M соединен с выходом блока поразрядного сравнения, вход блокировки которого соединен с вторым выходом полл синхронизации блока микропрограммного управления, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что, с цапью сокращения времени отладки ЦВМ модульной структуры, в него введены блок имитации модуля, N блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ (где N - число модулей в отлаживаемой ЦВМ), причем блок имитации модуля содержит приемный регистр, передающий регистр, регистр настройки, элемент И, шинный формирователь, узел памяти, а каждый i-й блок сопряжения с функциональными модулями (i 1...N) содержит регистр, двунаправленный шинный формирователь, эле- мент И и узел памяти, причем группа выходов приемного регистра блока имитации модуля соединена с первой группой информационных входов блока поразрядного сравнения, вторая группа информационных входов которого является группой входов устройства для соединения с группой информационных входов-выходов отлаживаемой ЦВМ, с первой группой информационных входов приемного регистра блока имитации модуля i: с группой выходов шинного формирователя блока имитации модуля, адресные и информационные входы гаин- ного формирователя блока имитации модуля соединены соответственно с выходами регистра настройки и передающего регистра блока имитации модуля, входы записи-считывания передающего регистра, регистра настройки и приемного регистра блока имитации модуля соединены с выходом блока регистров, а также с входами записи-считывания регистров N блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой

ЦВМ, вход записи приемною регистра блока имитации модуля соединен с первым выходом поля синхронизации блока микропрограммного управления и с входами записи считывания регистров N блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ, первая группа адресных входов узла памяти блока имитации модуля соединена с BTO рой группой выходов регистра режимов и с первой группой выходов региона режимов и с первыми группами адресных входов узлов памяти блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ, вторая группа адресных входов узла памяти блока чмита- ции модуля соединена с пятой группой выходов поля управления блока микропрограммного управления и с вторыми группами адресных входов узлов памяти N блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ, в блоке имитации модуля вторая группа информационных входов приемного ро- гйстра соединена с первой группой выхрдов узла памяти, вторая и третья группы выходов узла памяти соединены с группами информационных входов передающего регистра и регистра настройки соответственно, выход прием- наго регистра соединен с первым дом элемента И, выход узль памяти со

0

5

динен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с выходами элементов И N блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ и подключен к входу логического уровня блока регистров, в i-м блоке сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ группа выходов регистра соединена с группой информационных входов двунаправленного шинного формирователя, группа информационных входов выходов которого является группой информационных входов выходов устройства для подключения к i-му функциональному модулю отлаживаемой ЦВМ, группа выходов двунаправленного шинного формирователя соединена с группой информационных входов регистра, вход разрешения которого соединен с первым выходом узла памяти, второй выход которого соединен с входом управления двунаправленного шинного формирователя, группа выходов узла памяти является группой выходов устройства для подключения к управляющим группам входов соответствующего функционального модуля отлаживаемой ЦВМ, третий выход узла памяти соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом регистра.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для отладки и оперативного контроля сложных цифровых устройств различного назначения. Цель изобретения - сокращение времени отладки и контроля, а также расширение функциональных возможностей по контролю ЦВМ с многомодульной структурой. Устройство для отладки многомодульной ЦВМ содержит отлаживающую ЦВМ, блок микропрограммного управления, блок регистров, регистр отлаживаемой ЦВМ режимов, блок прерывания, блоки сопряжения с функциональными модулями, блок имитации модуля. Устройство обеспечивает работу в следующих режимах: запись информации в функциональные модули, считывание информации из функциональных модулей отлаживаемой ЦВМ, имитацию работы ЦВМ. Порядок включения того или иного режима работы определяется программой контроля и отладки ЦВМ или же ручными действиями оператора на клавиатуре дисплея того же устройства. Построение блока на основе микропрограммируемости позволяет реализовать гибкий алгоритм управления системой, а использование ПЛМ в блоках прерываний и имитации модуля позволяет значительно повысить эффективность контроля и отладки. 7 ил.

t

24

4-

i

40

I

41

,17Ф15

Фиг.2

1564630

V0

21

ъс

23

9

8

21

44

22

k

13

17

16

Фиг.З

(3

CJED

JLILIIJL

Гг--«-

ШЮ

i.

KOnpt Ba2

W

г

№MXQti

Фа&5

ШШСчцт

№W - -Ргг7/

L. fl/tfr

Т Сдби №7i-4 s43

L

L/«WrJ

.//-Ж

f-ffjt.

§

r-tOИСШ8

r-4fСдбиг

Сдбиг Рг31- РгЬЗ

г-&

ИСШ8- Рг&4

Гпд Рг43- Ш9

-25.

Сдвиг

Рг44- Рг32

Рг32+Ш18

Фиг. 6

I/

Ш1

G ПУСК

зЈ

-я.

r-,

шдготУС

35

Фив. 7

Редактор М.Келемеш

Составитель А.Сиротская

Техред М.Ходанич Корректор О.Кравцова

Заказ 1161

Тираж 567

ВНИ1ШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

-J8-

Г прогр. I имитации

®

Подписное