УСТРОЙСТВО для АВТОМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СХЕМ ЦИФРОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН Советский патент 1968 года по МПК G06F11/36 

Известны устройства для автоматического анализа схем цифровых вычислительных машин, содержащие устройство ввода, блок управления, регистр потенциального воздействия. При этом блок коммутации точек наблюдения состоит из коммутатора и счетчика точек наблюдения. Блок фиксации ответной реакции схемы содержит последовательный накопительный сумматор и коммутатор каналов синхронизации. Блок анализа реакции и индикации результатов анализа включает устройство сравнения, регистр эталона и регистр диагноза.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что блок управления содержит регистр ввода, регистр компановки, регистр командных усилителей, датчик синхроимпульсов, регистр инструкций, регистр хранения информации микропрограммы, счетчик циклов, сравнивающее устройство. Регистр ввода соединен с устройством ввода, регистром компановки и регистром командных усилителей. Выходы регистра компановки связаны с информационными входами регистра потенциального воздействия, регистра эталона, регистра инструкции, регистра хранения информации микропрограммы, регистра командных усилителей. Последний подключен к управляющим входам всех регистров, связанных с 1 ыходами регистра компановки, а также ко

входам счетчика циклов, устройства сравнения, регистра диагноза, счетчика точек наблюдения, коммутатора каналов сннхронизаци, коммутатора точек наблюдения и выходам анализируемой схемы. Датчик синхроимпульсов связан с устройством ввода, а также со входами синхронизации регистра компановки, регистра командных усилителей и счетчика циклов. Регистр инструкции соединен со входами коммутатора каналов синхронизации и регистра командных усилителей. Выходы регистра хранения информации микропрограммы подсоединены ко входам регистра KOMaitaных усилителей, сравнивающего устройства и счетчика точек наблюдения. Выходы счетчика циклов связаны со входами сравнивающего устройства, выход которого связан с регистром компановки. Выходы регистра нотенццального воздействия соединены с коммутатором точек наблюдения. Устройство также содержит в блоке аналнза реакции и индикации результата аналнза регистр номера программы, ходы которого соединены с регистром компановки и регистром командных усилителей, а выходы - с регистром диагноза.

Такое выполнение устройства позволяет достигнуть логической гибкости, увеличить число видов воздействия, число каналов связи с анализируемой схемой и ввести программируемый переход в режим самоанализа.

Ыа чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Функционально предлагаемое устройство содержит устройство / ввода информации. В блок управления 2 устройства входят регистр 3 ввода, регистр 4 компановки, датчик 5 синхроимпульсов, регистр 6 инструкции, регистр 7 хранения информации микропрограммы, регистр 8 командных усилителей, счетчик 9 циклов и сравнивающее устройство 10.

Блок 11 воздействуя на анализируемую схему имеет регистр 12 потенциального воздействия. В состав блока 13 фиксации ответной реакции схемы входят коммутатор 14 каналов синхронизации и последовательный накопительный сумматор 15. Блок 16 коммутации точек наблюдения содержит коммутатор 17 и счетчик 18 точек наблюдения.

Блок 19 анализа реакции и индикации результатов анализа содержит устройство 20 сравнения, регистр 21 эталона, регистр 22 номера программы н регистр 23 диагноза. Каналы 24 устройства соединяются со входами анализируемой схемы, каналы 25 - с ее выходами (контрольными точками).

Устройство } ввода служит для ввода команд программы и другой информации, необходимой при анализе схемы.

В качестве носителя программы выбрана перфолента. Регистр 5 ввода связан с устройством / ввода, с регистром 4 компановки и предназначен для запоминания информации одной строки перфоленты. Регистр 4 компановки преобразует поступающие от устройства ввода через регистр ввода данные в формат, соответствующий разрядности регистров. Регистр 4 компановки является буферным регистром, через который информация засылается в регистры 6, 7, 12, 21, 22. Датчик 5 синхроимпульсов служит для фиксации появления инфюрмации в регистре 3 ввода, выдачи синхронизирующих сигналов, которые обеспечивают выполнение команд программы и прием информации из регистра 3 в регистр 4, включая необходимые сдвиги в последнем регистре.

Регистр 6 инструкции служит для хранения инструкции, которая позволяет учитывать особенности конкретной анализируемой схемы, т. е. задает длительность импульсов воздействия на импульсные входы схемы (для этого регистр инструкции связан с регистром 8 командных усилителей) и номер канала синхронизации.

Регистр 7 микропрограммы служит для запоминания данных, определяющих вид микропрограммы и ее исходную информацию. В процессе выполнения микропрограммы эта информация используется счетчиком 18 точек наблюдения, сравнивающим устройством 10 и регистром 8 командных усилителей.

Регистр командных усилителей включает в себя все усилители (триггеры), обеспечивающие выполнение микроопераций, в том числе импульсное воздействие на входы анализируемой схемы. Выходы этого регистра связаны с управляющими входами регистра 6, счетчиков 9 и 18, регистров 21, 22, 23 и устройства 20 сравнения.

По характеру выполняемых операций усилители разделяются на два типа. Для выбора усилителя первого типа его номер засылают в регистр 3 ввода, для второго типа - в четыре младших разряда регистра 4 компановки. В соответствии с этим регистр 8 связывается своими входами с регистром компановки и регистром ввода. Синхронизация работы регистра 8 осуществляется сигналами датчика 5. Счетчик 9 циклов служит для подсчета

выполненных циклов микропрограммы. Сравнение выполненного числа циклов с заданным (это число указывается в регистре 7 микропрограммы) производится сравнивающим устройством 10, которое связано с выходами

счетчика 9 и регистра 7.

Сравнивающее устройство 10 управляет четырьмя младшими разрядами регистра компановки, которые в режиме микропрограммы работают как счетчик, а поэтому обеспечивают не только запоминание номеров командных усилителей второго типа, но и формирование их.

Регистр 12 служит для задания иа входы анализируемой схемы потенциальных сигналов.

Коммутатор 14 каналов синхронизации предназначен для выбора синхронизируюнюго сигнала, задающего момент выполнения операции в сумматоре 15.

Входами коммутатора являются выходы анализируемой схемы (для внешней синхроттизации) и импульсные каналы воздействия на схему (для внутренней синхронизации). Номер канала, используемого для синхроннзации, указывается в инструкции, поэтому управляющие входы коммутатора 14 связаны с регистром 6 инструкций.

Последовательный накопительный сумматор 15 складывает цифру (двоичного разряда), появляющуюся на выходе коммутатора 17 точек наблюдения, с содержимым своего старшего разряда. Одновременно со сложением в регистре сумматора происходит циклический сдвиг в сторону старших разрядов

так, что результат сложения попадает в младщий разряд.

Коммутатор 17 точек наблюдения служит для подключения к сумматору любого выхода анализируемой схемы или выходов регистра

12 потенциального воздействия и выходов регистра 8 командных усилителей в режиме самоконтроля.

Управление коммутатором осуществляет счетчик 18 точек наблюдения, который допускает прием информации из регистра 7 микропрограммы и может изменять свое состояние по сигналу регистра 8.

Устройство 20 сравнения предназначено для сопоставления результата, образовавшегося в

гнстре 21 эталона. Результат сравкени ; записывается в регистр 23 диагноза, который служит для хранения и индикации результатов сравнения некоторого фиксированного числа программ, по комбинации которых делается вывод о наличии той или ииой неисправности схемы (если в счетчике 18 образовался один из столбцов диагностической таблицы), либо о ее работоспособпости (если в счетчике записан нуль).

Выбор разряда регистра 23, в который должен быть записей результат сравнения, осуществляется с помощью регистра 22 номер) программы, в который вводится номер программы перед ее выполнепием.

В процессе проверки ЦВМ все действия предлагаемого устройства определяются т юграммой. На лейте указывается информация, которая должна быть введена в регистры, команды, обеспечивающие ее распределение, и команды, задающие другие микрооперации. При использовании стандартной пятидорожной ленты одна дорол :ка отводится для указания признака, отличающего команды от чисел, засылаемых в регистры. Остальные четыре дорожки используются для записи кода команды либо тетрады разрядов числа.

Имеются команды двух типов. К первому типу относятся команды, указываемые одчой строкой пробивок на ленте и являющиеся номерами командных усилителей блока управления. К ним относятся команды:

1. «Передать число из регистра компановки в регистр потенциального воздействия. До 2. «Передать число из регистра компановки в регистр инструкции, № 3. «Передать число из регистра компановки в регистр эталона, № 4. «Передать число из регистра компановки в регистр микропрограммы, № 5. «Передать число из регистра компановки в регистр номера программы, № 6. «С/юп устройства ввода, № 7. «Вызвать срабатывание усилителя, номер которого указан в четырех младших разрядах регистра компановки, № 8. «Пустить микропрограмму.

Первые пять команд служат для засылки в регистры требуемой программы проверки информации. Эта информация перфорируется на ленте непосредственно перед командой, выполняющей засылку. Команда одновременно указывает конец числа. Команда № 6 служит для останова устройства ввода после окончания программы.

-К командам второго типа относятся команды:

№ 1. «Добавить единицу к счетчику циклов, № 2. «Выдать импульс по каналу .-1, № 3.- «Выдать импульс по каналу Б, № 4. «Выдать импульс по каналу В, № 5. «Выдать импульс по каналу Г, № 6. «Выдать импульс по каналу Д, № 7. «Выдать импульс по каналу Е, № 8. «Выдать импульс по каналу Ж, № 9. «Выдать импульс по каналу 3, № 10. «Выдать импульс по каналу И, № 11. «Добавить единицу к счетчику точек наблюдения, № 12. «Сравнить состояние регистра результата сумматора и регистра эталона. Пр.и неидентичности их содерл имого записать в разряд регистра 23 диагноза, номер которого указан в регистре номера программы, «1, при идентичности - «О, № 13. «Погасить регистр результата сумматора, № 14. «Погасить счетчик циклов, № 15. «Передать номер точки наблюдения из регистра микропрограммы в счетчик точек наблюдения.

Команды второго типа указываются на ленте двумя строками пробивок. Первая строка служит для записи номера одной из пятнадцати команд. Во второй строке помещается

команда первого типа N° 7.

Команды второго типа N° 2-10 обеспечивают выдачу импульсных сигналов на входы контролируемой схемы по девяти каналам (входам) схемы (длительность импульса указывается кодом инструкции). Эти же сигналы могут быть использованы для синхронизации регистра результата.

Принятая структура блока управления позволяет использовать в программах проверки

схем не только отдельные микрооперации, но и целые микропрограммы, содержащие циклы. Микропрограмма имеет следующую структуру: цикл, повторяемый заданное число раз, и ряд микроопераций, выполняемых после заверщения заданного числа циклов. В состав цикла могут входить микрооперации второго типа № 2-11 (каждая микропрограмма может использовать произвольный их набор). Последовательность выполнения микроонераций, входящих в цикл, установлена в порядке возрастания их номеров. Операциями, которые выполняются после заверщения заданного числа циклов, являются операции № 12- 15. Последовательность их выполнения выбрана так же в порядке возрастания их номеров. Для каждой микропрограммы быть выбран требуемый состав этих операций. Включение любой из операций (№ 2-15) с микропрограмму осуществляется с помощью

маски (двоичного числа). Каждой из этих операций соответствует определенный разряд маски. Включение какой-либо микрооперации в состав микропрограммы обеспечивается записью в ее разряд единицы.

Маска, число повторений цикла, а номер наблюдаемой (или первой из числа наблюдаемых) точки контролируемой схемы является исходной информацией микропрограммы, которая вводится перед ее пуском в устройство автоматического анализа схем (в регистр микропрограммы). Пуск микропрограммы вызывается командой первого типа ,j 8.

Нетрудно убедиться, что если в микропрограмму входят операции второго типа

N° 13, 14, 15, то в конце ее выполнения будут восстановлены начальные условия и микропрограмма сможет выполняться многократно. Используемый набор команд позволяет создать микропрограммы, которые при небольчивают многотактное циклическое воздействие на схему, снятие временных диаграмм состояний контрольных точек схемы, фиксацию состояния многих точек за один или больптее число тактов. Имеется также возможность многократного повторения микропрограммы, что важно для обнаружения несистематических сбоев контролируемой схемы.

Рассмотрим порядок работы устройства па примере вынолнения одной из программ теста.

Допустим, что требуется зафиксировать последовательность состояний некоторой контрольной точки анализируемой схемы при подаче на входы схемы последовательности сигналов (длина последовательности - двадцать тактов). Допустим далее, что зафиксированное состояние требуется сравнить с эталоном и результат сравнения записать в регистр диагноза. Предположим, что импульсный (тактирующий) вход анализируемой схемы и вход гашения подключены к выходам регистра командных усилителей, сигнал на которых вызывается соответственно командами «Выдать импульс по каналу Б и «Выдать импульс по каналу А. Для синхронизации суммятора выбран выход регистра командных усилителей, срабатывание которого обеспечивается командой «Выдать импульс но каналу В.

Предположим также, что всю исходную информацию для данной программы приходится вводить заново. В этом случае программа будет следующей (информация указана в том порядке, в котором она записывается на ленте):

1.Номер программы.

2.Команда первого типа № 5.

3.Инструкция. (Длительность импульсов возлтействия, канал синхронизации - В).

4.Команда первого типа № 2.

5.Исходная информация микропрограммы: Маска (в разрядах операций №№ 3, 4, 12-

единицы), число циклов - двадцать, номер входа коммутатора точек наблюдения, к которому подключена исследуемая контрольная точка схемы.

6.Команда первого типа № 4.

7.Состояние потенциальных входов схемы.

8.Команда первого типа № 1.

9.Эталон.

10.Команда первого типа № 3.

11.Номер микрооперации второго типа .Vol.

12.Команда первого типа № 7.

13.Команда первого типа № 8.

После пуска устройства / ввода в регистр 4 компановки через регистр 3 ввода начнут поступать тетрады, из которых будет составлен номер программы. Появление в регистре ввода очередной тетрады фиксируется датчиком i синхроимпульсов, который задает сигналы для ее передачи в регистр компановки и ьыполнения в нем требуемых сдвигов информации. (Тетрада принимается в регистр компановки только при наличии признака числа в строке, принятой в регистр ввода).

Далее в регистр ввода попадает вторая команда программы. Она не передается в регистр компановки, так как не имеет признака числа. Датчик синхроимпульсов запускает соответствующий данной команде усилитель, который передает номер программы в соответствyFoщий регистр номера программы.

Аналогичным образом производится прием в регистр компановки и засылка информ:1цки в регистр 6 инструкций, регистр 7 микропрограммы, регистр 12 потенциального воздействия и регистр 2} эталона по четвертой, шестой, восьмой и десятой командам выполняемой программы. Далее от устройства ввода поступает номер микрооперации первого типа N° 2. Так как помер имеет признак числа, он поступает обычным порядком в регистр

компаповки. После этого в регистр ввода поступает двенадцатая команда программы. По этой команде датчик синхроимпульсов пускает в действие усилитель, номер которого указан в четырех младших разрядах регистра компановки, т. е. усилителя, производящего выдачу импульсов по каналу Л на контролируемую схему. Длительность импульса определена содержащимся в регистре инструкций кодом. Затем устройство ввода дает команду «Пустить микропрограмму. По этой команде датчик 5 синхроимпульсов гасит счетчик 9 циклов, а также счетчик командных усилителей (четыре младших разряда регистра компановки), передает номер точки наблюдения из регистра 7 микропрограммы в счетчик 18 точек наблюдения. В соответствии с состоянием этого счетчика коммутатор 17 точек наблюдения нодключает к сумматору 15 исследуемую контрольную точку схемы.

После этого датчик синхроимпульсов перейдет в режим генерации. Это необходимо для того, чтобы обеспечить работу устройства при отсутствии синхронизирующих сигналов от устройства ввода. Частота генератора выбирается достаточно высокой с тем, чтобы микропрограмма могла выполняться до прпхода следующей команды от устройства вводя.

Первым импульсом датчика синхроимпульсов будет начата операция увеличения счетчика циклов на единицу, носле чего к счетчику командных усилителей также будет добавлена единица.

Таким образом в регистре компановки будет сформирован номер следующей микрооперации. При ноявлении второго импульса датчика усилитель, выполняющий микрооперацию №2, сработать не сможет, так как в его разряде маски отсутствует единица. В счетчике командных усилителей будет установлен номер следующей микрооперации. При появлении третьего импульса по каналу Б будет выдан импульс воздействия на контролируемую схему. Следующий импульс вызовет срабатывание импульсного канала В. Этот канал выветствии с кодом в регистре 6 инструки; Л г. .ммутатор 14 каналов синхронизации подключает его к сумматору 15. Как только на канале В появится импульс, состояние контрольной точки схемы будет воспринято сумматором. Далее в регистре произойдет сдвиг на один разряд в сторону старших разрядов, а сумма цифр старгиего разряда и точки наблюдения попадут в младший разряд. Так как оставшиеся операции, которые могут входить в цикл, в данной программе не используются, счетчик командных усилителей будет сброшен в нуль, обеспечивая тем самым условия для начала следуюш;его цикла. При следующем импульсе датчика синхроимпульсов состояние счетчика циклов снова увеличится на единиоу и описанный процесс повторится снова.

Как только счетчик насчитает заданное число циклов (об этом сообщит сравнивающее устройство 10) и будет выполнен последний цикл, цикл счетчика командных усилителей удлиняется. В нем будут последовательно образованы номера микроопераций № 12-15. Извсех этих операций выполняется лишь одна № 12, отмеченная единицей в маске. При появлении номера этой операции в счетчике командных усилителей один из усилителей регистра командных усилителей опросит устройство 20 сравпения, которое сравнивает состояние регистра сумматора 15 и регистра 21 эталона. Если они не равны, то в разряд регистра 23 диагноза, относящегося к данной программе (он зашифровывается номером р регистре 22 номера программы), будет записана единица.

После того как счетчик командных усилителей образует номер пятнадцатой микрооперации, которая в данной микропрограмме не выполняется, датчик синхроимпульсов выйдет из режима генерации, и выполнение микропрограммы будет закончено.

Таким образом, в результате выполнения рассмотренной программы теста будет сформирован один разряд столбца диагностической таблицы (кода неисправности).

Для обеспечения режима самоконтроля предлагаемого устройства с помощью коммутатора 17 точек наблюдения к сумматору 75 подключаются выходы регистра 12 потенциального воздействия, импульсные каналы воздействия, а также требуемые контрольные точки предлагаемого устройства. Проверка предлагаемого устройства производится отдельным тестом.

10 Предмет изобретения

Устройство для автоматического анализа схе.м цифровых вычислительных .машин, содержащее устройство ввода, блок управления, регистр потенциального воздействия, блок ком.мутацип точек наблюдения, состоящий из коммутатора и счетчика точек наблюдения, блок фиксации ответной реакции схемы, содержащий последовательный накопительный сумматор и коммутатор каналов син.хроиизацин, блок анализа реакции и индикации результатов анализа, включающий устройстго сравнения, регистр эталона и регистр диегноза, отличаюш.ееся тем, что, с целью достижения логической гибкости, увеличения числа видов воздействий и числа каналов связи с анализируемой схемой и введения программируемого перехода в режим самоанализа, оно

в блоке управления содержит регистр ввода, регистр компановки, регистр командных усилителей, датчик синхроимпульсов, регистр ийстрзкций, регистр хранения информации микропрограммы, счетчик циклов, сравнивающее

устройство, причем регистр ввода соединен с устройством ввода, регистром компано1 кч и регнстром командных усилителей, выходы регистра компановки связаны с информационными входами регистра нотенциальиого воздействия, регистра эталона, регистра инструкции, регистра хранения информации, микронрограммы, регистра командных усилителей, регистр командных усилителей подключен к управляющим входам всех регистров, связанных с выходами регистра компановки, а также ко входа- 1 счетчика циклов, устройства сравнения, регистра диагноза, счетчика точек наблюдения, коммутатора каналов синхронизации, коммутатора точек наблюдения и БХОдам анализируемой схемы, датчик синхроимпульсов связан с устройством ввода, а также со входами синхронизации регистра компановки, регистра командных усилителей и счетчика циклов, регистр ииструкции соединен со

входами коммутатора каналов синхронизаггии и регистра командных усилителей, выходы регистра хранения информацнн микропрограммы подсоединены ко входам регистра командных усилителей, сравнивающего устройства и

счетчика точек наблюдения, выходы счетчика циклов связаны со входами сравнивающего устройства, выход которого связан с регистром компановки, выходы регистра потенциального воздействия соединены с коммутатором точек наблюдения, входы регистра номера программы, блока анализа реакции и индикации результата анализа соединены с регистром компановкн и регистром командных усилителей, а выходы - с регистром диагиоза.

15

I