Устройство для контроля обмена информацией Советский патент 1991 года по МПК G06F11/26 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля обмена информацией между источником информации и устройствами обработки.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг, 2 - алгоритм функционирования устройства.

Устройство (фиг. 1) содержит триггер 1 управления, триггер 2 блокировки, счетчик 3, элементы И 4 и 5, элементы ИЛИ 6-9, элементы 10 и 11 задержки, регистры 12 - 14, вход 15 синхроимпульсов устройства, вход сигналов 16 прерывания устройства, вход 17 сброса устройства, вход 18 сигналов Ввод устройства, вход 19 сигналов Вывод устройства, информационный вход 20 устройства, выход 21 сигнала превышения

заданного интервала времени контроля устройства, выход 22 сигнала ошибки устройства, триггер 23 задержки, элемент ИЛИ 24, блок 25 обнаружения ошибки, мультиплексор 26, регистр 27.

Сущность изобретения заключается в создании устройства для контроля обмена информацией по временному и информационному параметрам. В качестве контролируемых устройств рассматриваются два устройства: устройство управления (УУ) и операционное устройство (ОУ), которые, в частности, могут быть автоматами или более сложными устройствами, причем ЭВМ. которая может быть использована в качестве устройства управления, может выполнять контролируемый алгоритм управления периферийными устройствами наряду с решением других задач, возложенных на ЭВМ.

а

ioo

00

о

00

В начале работы устройство управления вырабатывает сигнал запуска, который поступает в операционное устройство, через некоторое время, отводимое на выполнение пераций, связанных с обработкой поступившего на него сигнала, формирует сигнал тветной реакции (вектор логических условий), поступающий на устройство управления, реализует алгоритм управления с четом поступившего на него сигнала от перационного устройства и через заданное время вырабатывает код управляющих сигналов, поступающий на операционное стройство. Последний через заданное для анного кода управляющих сигналов время выполнения операций формирует новый вектор логических условий, который поступает в устройство управления. Сигналы сопровождаются стробирующим сигналом Вывод, сигналы операционного устройства -стробирующим сигналом Ввод, обмен сигналами продолжается до поступления сигнала сброса.

Проверяя с помощью устройства для контроля наличие на каждый код управляющих сигналов устройства управления ответной реакции операционного устройства и наличие на этот сигнал нового кода управляющих сигналов и осуществляя при этом анализ как временного, так и информационного параметров этих сигналов, можно осуществить контроль функционирования устройства управления и операционного устройства.

В случае использования в качестве устройства управления микроЭВМ, обмен информацией можно представить следующим образом. МикроЭВМ осуществляет задачу кода управляющих сигналов на операционное устройство, стробируя его сигналом Вывод, получающимся в результате выработки соответствующего адреса и сигнала вывода, взятого непосредственно с процессорного модуля, после этого микроЭВМ может переключаться на выполнение другой задачи. После того, как операционное устройство выполнит команду, оно выдает запрос на обслуживание, используя прерывание, Через некоторое время реакции на прерывание, микроЭВМ осуществляет ввод с операционного устройства логических условий, характеризующих результат выполненной операции, стробируя его сигналом Ввод, получающимся в результате выработки соответствующего адреса и сигнала чтения. Затем микроЭВМ вырабатывает новый код управляющих сигналов и выдает его на операционное устройство.

Контроль по временному параметру производится следующим образом.

На формирование устройством управления кода управляющих сигналов, как и формирование операционным устройством логических условий отводится определенный временной диапазон, при этом контролю подлежат лишь те разряды кода, снимаемого со счетчика 3, которые определены. Например, если возможное время формирования операционных устройством

0 логических условий для данного кода управляющих сигналов составляет 12-15 мс (время срабатывания контактов реле), то при длительности синхроимпульсов, поступающих на вход 20 устройства и счетный вход

5 счетчика 3, равной 1 мс, на выходе счетчика 3 должен быть сформирован при нормальном функционировании операционного устройства любой из кодов 12, 13, 14, 15. В двоичном представлении: 1100, 1101, 1110,

0 1111. В этом случае определены лишь два старших разряда. В этом случае в соответствующей строке табл. 2 в колонке, где указаны времена формирования логических условий и кода управляющих сигналов, за5 писывается 11-ХХ.

При контроле устройства управления по информационному параметру осуществляется проверка на совпадение компонент вектора логических условий, под воздейст0 вием которого выработался данный код управляющих сигналов с логическими условиями, являющимися постоянными и однозначно определенными для всех векторов логических условий, под воздействием

5 которых мог выработаться в устройстве управления данный код управляющих сигналов, например устройство управления может перейти в состояние А1 и выработать код управляющих сигналов А1. В зависимо0 сти 07 предистории работы цифрового устройства под действием только и только реакторов логических условий: 10100, 111006, 10101. Для этих векторов первый, третий и четвертый (считая слева) всегда

Ь постоянны и равны соответственно 1, 1,0. Второй и пятый разряды в составе различных векторов логических условий принимают различные значения. Контролю подлежат заранее известные для данного

0 кода управляющих сигналов значения логических условий, При этом соответствующая строка в табл. 3 в колонке, где указаны ожидаемые значения логических условий, записывается код 1-Х-Ютг.

5Контроль операционного устройства по

информационному параметру осуществляется следующим образом.

Контролю подлежат постоянные и заранее определенные логические условия для всех векторов логических условий, которые

могут быть сформированы операционным устройством как реакция на один и тот же код управляющих сигналов. Различие в этих векторах логических условий обусловлено предысторией работы цифрового устройст- ва, кроме того, при контроле операционного устройства по информационному параметру дополнительно контролируются те логические условия, составляющие вектор логических условий для данного кода управ- ляющих сигналов, которые также инвариантны к этому (т.е. данный код не вызывает их изменения), однако в различных векторах логических условий они могут принимать (в зависимости от предыстории) различные значения, например, если известно (по табл. 1) распределение сдвигов, что среди пяти логических условий, составляющих вектор логических условий Р1 Р2 РЗ Р4 и Р5.

Код управляющих сигналов А1 вызы- вает изменение лишь первого, второго и пятого, то контролируя инвариантные относительно кода А1 логические условия РЗ Р4 до поступления этого кода на операционное устройство и после реакции операционного устройства, на него можно осуществить дополнительный контроль функционирования. Если код управляющих сигналов вызывает установку логического условия в конкретное состояние, то в соответствую- щей позиции указывается это значение (О или 1), если логическое значение сохраняется, то указывается , если инвертируется, то указывается Д,

Также при контроле устройства управ- ления по информационному параметру осуществляется проверка принадлежности кода предыдущего состояния, характеризующегося кодом управляющих сигналов, к группе состояния, которые могут предшест- вовать данному, вновь выработанному коду управляющих сигналов,

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии кратковремен- ным сигналом сброса с входа 17 устройства триггер 1 управления, триггер 2 блокировки и триггер 23 задержки устанавливаются в единичное состояние, счетчик 3 и регистры 12 - 14 и 27 - в нулевое.

Элемент И 4 закрыт сигналом с инверсного выхода триггера 2 блокировки для прохождения через него синхроимпульсов с входа 15 устройства на счетный вход счетчика 3.

На адресном входе мультиплексора присутствуют все нули. Поскольку на соответствующий вход данных заведена константа 1, то на инверсном выходе мультиплексора присутствует 0 и сигнал

ошибки на выходе 22 устройства ме nup.ih тывается.

При поступлении из устройства управления по входу 19 сигнала Вывод выпол няется следующее.

Триггер 1 управления переводится в нулевое состояние, при этом осуществляется запись в регистр 12 кода управляющих сигналов устройства управления, в регистр 14 записывается содержимое регистра 13.

Через элементы ИЛИ 6 в единичный сигнал поступает на счетный вход триггера 2 блокировки и устанавливает его в единичное состояние. Элемент И 4 закрывается для прохождения синхроимпульсов на счетчик 3.

Через время, определяемое элементом 10 задержки и необходимое для срзбртыпя- ния регистров 12 и 14, блока 25. и мультиплексора 26, т.е. тех элементов, на которых производится фиксация и формирование сигнала ошибки, сигнал выхода элемента 10 задержки через элемент ИЛИ 9 поступает на вход установки в нуль счетчика 3, обнуляя его. При этом разрешается прохождение через второй элемент ИЛИ 5 сформированного на выходе мультиплексора 26 признака ошибки, через время, определяемое элементом 11 задержки, сигнал с выхода элемента 10 задержки поступает на вход сброса триггера 2 блокировки. В результате этого сигналом с инверсного выхода триггера 3 блокировки открывается элемент И 4 и синхроимпульсы с входа 15 устройства начинают поступать на счетчик 3.

Спустя заданное время для выполнения операции в операционном устройстве в устройство по входу 20 поступает сигнал ответной реакции (вектор логических условий), сопровождаемый запросом на прерывание. Этот сигнал по входу 16 пере- водит триггер 23 задержки в нулевое состояние, запрещая тем самым прохождение синхроимпульсов через элемент И 4 на счетчик 3.

Спустя некоторое время, необходимое для того, чтобы начать обработку прерывания, устройство управления читает вектор логических условий, выдав сигнал Ввод, который поступает в устройство контроля по входу 18. При поступлении в устройство этого сигнала осуществляется следующее.

Сигнал Ввод поступает через элемент ИЛИ 7 на счетный вход триггера 1 управления, переводя его в единичное состояние также через элемент ИЛИ 24 на счетный вход триггера 23 задержки, переводя его в единичное состояние по сигналу с прямого выхода триггера 1 осуществляется запись в регистр 13 значения вектора логических условий и запись в регистр 27 содержимого регистра 12. При этом на адресные входы мультиплексора 26 подается значение кода, зафиксированного в регистре 12, и выход, мультиплексора 26 передается результат контроля, сформированный для данного кода управляющих сигналов, причем осуществляется анализ выходов регистров 13 и 14, а также разрядов счетчика 3, которые информируют о фактическом времени выполнения текущего кода. Далее выполняются действия, отмеченные в п.п. Б) и В) при поступлении сигнала Вывод,

Спустя заданное время для выработки устройством управления нового кода, соответствующего поступившему на него сектору логических услопий, устройство управления выдает по входу 20 код, сопровождаемый стробирующим си налом Вывод.

Спустя заданное время для выполнения операции в операционном устройстве под действием выработанного кода, из операционного устройства по входу 20 поступает новый вектор логических условий, сопровождаемый сигналом Ввод и осуществляются операции, аналогичные рассмотренным.

Сигнал сброса по входу 17 переводит устройство в исходное состояние.

При исправной работе контролируемых автоматов на входе мультиплексора 26, выбираемых по поступившему с регистра 12 адресу, соответствующему текущему коду управляющих сигналов, присутствует логическая 1 и сигнал ошибки на выходе не вырабатывается.

Если в результате сбоев или отказов при работе операционного устройства управления код управляющих сигналов или вектор логических условий не вырабатываются, то подача синхроимпульсов на счетчик 3 не прекращается. В результате на выходе переполнения счетчика появляется сигнал, поступающий на выход 21 превышения заданного интервала времени контроля устройства.

Если сбой в работе управляющего или операционного устройств привел к преждевременному формированию или задержке в выработке кода управляющих сигналов, или вектора логических условий, или ложному формированию вектора логических условий, или к ложному формированию кода управляющих сигналов, то это приводит к появлению на соответствующем входе мультиплексора 26 логического О, л при поступлении сигнала высокого уровня с элемента 10 задержки на выходе устройства появляется сигнал ошибки.

В табл. 1 приведено распределение сдвигов и времена выполнения операций операционным устройством. В табл. 2 представлены времена формирования кодов управляющих сигналов устройством управления, В табл. 3 показаны ожидаемые значения логических условий и состояние счетчика 3.

Формула изобретения

0 Устройство для контроля обмена информацией, содержащее триггер управления, триггер блокировки, счетчик, два элемента И, пять элементов ИЛИ, два элемента задержки, три регистра, причем вход сигнала

5 Ввод устройства соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ, вход сброса устройства соединен с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, с первыми входами четвертого

0 и пятого элементов ИЛИ, с входами сброса первого, второго и третьего регистров, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом первого элемента задержки и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход ко5 торого соединен со счетным входом триггера блокировки, вход сброса коюрого соединен с выходом второго элемента задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента задержки, с первым вхо0 дом первого элемента И и с вторым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход коюрого

5 соединен с инверсным выходом триггера блокировки, а второй вход является входом синхроимпульсов устройства, вход сигнала Вывод устройства соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с входом сбро0 са триггера управления, счетный вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, прямой выход триггера управления соединен с входом синхронизации второго регистра, а инзерсный выход - с

5 входами синхронизации первого и третьего регистров, группа информационных пходоз устройства соединена с группой информационных входов первого и второго регистров, группа выходов второго регистра

0 соединена с группой информационных входов третьего регистра, выход переноса счетчика является выходом сигнала превышения заданного интервала времени контроля устройства, выход первого элемента И

5 является выходом ошибки устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно содержит дополнительно триггер задержки, четвертый регистр, блок обнаружения ошибки и мультиплексор, причем вход сигнала прерывания устройства соединен с входом сброса триггера задержки, счетный вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а выход триггера задержки - с третьим входом второго элемента И, прямой выход триггера управления соединен с входом синхронизации четвертого регистра и с входом блока обнаружения ошибки, первая - четвертая группы входов которого соединены соответственно с группой информационных выходов счетчика, с группами выходов

0

второго, третьего и четвертого регистров, группа выходов первого регистра ссздине- на с группой информационных входов четвертого регистра и с группой адресных входов мультиплексора, группа информационных входов которого соединена с группой выходов блока обнаружения ошибки, инверсный выход мультиплексора соединен с вторым входом первого элемента И, вход сброса четвертого регистра соединен с входом сброса устройства.

Таблица 1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля обмена информацией между источником информации и устройствами обработки. Целью изобретения является повышение достоверности контроля.Устройство содержит триггер управления, триггер блокировки, счетчик, два элемента И, пять элементов ИЛИ, четыре регистра, триггер задержки, блок обнаружения ошибки и мультиплексор. Устройство обеспечивает возможность контроля обмена информацией по временному и информационному параметрам. Контроль по информационному параметру осуществляется путем определения принадлежности кодов, вырабатываемых источником информации и устройством обработки, множеству допустимых кодов. 2 ил., 3 табл.

Таблица 2

Таблица 3