УСТРОЙСТВО для НАБЛЮДЕНИЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ КОНТРОЛБНЫХ ТОЧЕК ЦИФРОВОЙ ВБ1ЧИСЛИТЕЛБНОЙМАШИНБ1 Советский патент 1969 года по МПК G06F11/22 

Известны устройства для наблюдения за состоянием контрольных точек цифровой вычислительной машины, содержащие блок выбора контрольных точек, счетчик адресов контрольных точек, связанный с блоком выбора, и блок управления.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что, с целью его упрощения и уменьшения числа связей с машиной, устройство содержит регистр уиравляющего слова, счетчик тактов, вторую и третью схемы сравнения, причем информационные входы схем сравнения связаны с выходами счетчика тактов и с груииой разрядов регистра управляющего слова, выходы счетчика тактов подсоединены также к адресному регистру оперативного запоминающего устройства машины, выходы схем сравнения подключены ко входам блока управления устройства, связанного с блоком управления машины, а также с выходами схемы обнаружения ошибок, с выходами регистра команд и тактового генератора машины, с органами пульта управления устройства, а выходы блока управления подсоединены к управляющим входам счетчика адресов, первой схемы сравнения, к счетчику тактов, к уиравляющим входам третьей схемы сравнения, блока управления машины, тактового генератора машины, а также к блоку выбора, входы которого связаны с контрольными

точками блоков , а выходы - с информациониым регистром оперативной памяти машины и с индикаторами пульта. Другим отличием предлагаемого устройства

является то, что, с целью сокращения объема памяти; исиользуемого для хранення промежуточной информации, в нем каждый из разрядов блока выбора, число которых соответствует разрядности слова машины, содержит

коммутатор первой ступени, ходы которого связаны с контрольными точками блока и с разрядами номера контрольной точки счетчика адресов, коммутатор второй стуиени, входы которого иодключены к выходу коммутатора первой ступени п к разрядам номера блока счетчика адресов, схему сложеиия по модулю два, выходы которой подключены к триггеру данного разряда блока выбора, а входы- к выходам блока управления, к выходу ко мутатора второй ступени данного разряда и через элемент задержкн - к выходу триггера предыдуп1,его разряда блока выбора, причем выход триггера самого старшего разряда блока выбора соединен через элемент задержки

со входом схемы сложения ио модулю два младшего разряда блока выбора.

Па фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока выбора. Регистр / управляющего слова служит для храиения управляющего слова, апределяющего порядок действий предлагаемого устройства. Его информационные входы связаны с выходами 2 регистра команды машины, а управляющий вход - с выходом 3 триггера передачи из регистра команд в регистр управляющего слова. С этими же выходами, а также с выходами регистра I связан счетчик 4 адресов, предназначенный для образования и ю хранения адресов контрольных точек. Блок 5 служит для выбора контрольных точек в соответствии с адресом, указанным в счетчике адресоБ, запоминания их состояния и преобразования информации, отображающей это со- is стояние в формат слова машины. Входы блока 5 связаны со счетчиком 4, с контрольными точками б, а выходы 7-со входами информационного регистра оперативной памяти и индикаторами пульта машины. Первая схема 20 сравнения 8 служит для сравнения текущего адреса в счетчике адресов 4 с верхним адресом, указанным в регистре управляющего слова или с константой, равной числу разрядов в слове машины. Информационные входы этой25 схемы связаны со счетчиком 4 и регистром 1. Счетчик тактов 9 предназначен для образования и хранения номера такта в цикле команды, начиная с момента приема ее в регистр команды машины, а также используется длязо образования адресов ячеек оперативной памяти (в пределах заданной ее области) при записи состояния контрольных точек. Выходы 10 счетчика 9 связаны с адресным регистром oneративной памяти, а также вместе с выходами35 регистра / -поступают на входы второй схемы сравнения 11 и третьей схемы сравнения 12. Схемы 11 и 12 служат для сравнения текущего номера такта соответственно с номером такта, с которого должяа начаться фиксация40 состояния контрольных точек, и с номером такта, на котором она должна закончиться. Блак 13 управляет работой остальных блоков и схем нредлатаемаго устройства и некоторых других блоков машины в соответствии с управ-45 ляющим словом и сигналами от схем предлагаемого устройства и других блоков машины. Для этого выходы блока 13 связаны с управляющими входами счетчика 4, блока 5, первой схемы сравнения 8, счетчика тактов 9,50 третьей схемы сравнения 12, тактового генератора 14, со входами 15 управления записью в оперативную память. Входы блока 13 соединены с выходами первой, второй и третьей схем сравнения, с выходами 2 регистра коман-55 ды с выходами тактового генератора 14, с выходом 16 триггера приема команды в регистр команды машины, с выходом 17 схемы обнаружения ошибок, с выходами 18 органов управления пульта. Блок 5 разделен на п разрядов, где п - число разрядов в слове машины. Каждый разряд относится к какому-либо одному блоку машины и связан с контрольными точками 60 включает в себя коммутатор 19 первой ступени, коммутатор W второй ступени, схему 2/ сложения по модулю два, триггер 22 и элемент задержки 23. Коммутатор 19 первой ступеии предназначен для выбора контрольной точки в пределах блока ( машины в соответствии с ее номером, указанным в счетчике 4. Входы коммутатора 19 связаны с контрольными точками G и с выходами счетчика 4, а его выход - со входом коммутатора 20, который предназначен для выбора блока t в соответствии с его номером, указанным в счетчике 4. Для этого другие входы коммутатора 20 подключены к выходам счетчика 4. Выход коммутатора 20 иодключен ко входу схемы 2 сложения по модулю два, а выход этой схемы связан со входами триггера 22. Схема 21 разряда i блока 5 выполняет сложение по модулю два состояния выхода коммутатора 20 второй ступеии разряда i и состояния триггера 22 разряда i-1 (для г 2, 3, ..., я) или триггера 22 разряда л (для г 1). Для этого схема 21 разряда / связаиа с выходом триггера 22 разряда i-I через элемент задержки 23. Таким образом, триггеры 22 всех разрядов блока 5 образуют циклический сдвигающий регистр со связью между разрядами через схемы 21 сложения по модулю два и элементы задержки 23. Для управления приемом и сдвигом информации, а также для гашения этого регистра управляющие входы схемы 2 связаны с выходами блока 13. Для использования предлагаемого устройства при контроле машины с помощью программ в системе команд машины должна быть предусмотрена команда засылки управляющего слова в предлагаемое устройство. В простейшем случае такая команда содержит код операции, а в адресной части - управляющее слово. Операция, выполняемая машиной в соответствии с кодом этой команды, состоит в пересылке содержимого адресной части регистра команд в регистр управляющего слова предлагаемого устройства. Кроме указанной команды должна быть предусмотрена также команда записи информации с выходов 7 блока 5 в оперативную память. Управляющее слово делится на пять полей. В первом поле указывается номер блока машины, во втором поле - номер первой, а в третьем поле - номер последней из числа рассматриваемых контрольных точек в блоке машины. В четвертом поле указывается номер такта начала, а в пятом поле - номер такта конца интервала, в течение которого должна производиться фиксация состояния контроль-, ных точек блока. Если на протяжении нескольких тактов надо фиксировать состояние одной контрольной точки, то ее номер указывается дважды: во втором поле и в третьем поле. Аналогично, если необходимо зафиксировать состояние нетакте цикла команды, номер этого такта указывается в четвертом поле и в пятом поле. Работа предлагаемого устройства. При программном контроле машины действие устройства в основном сводится к следующему. После того как в устройство передано управляющее слово, оно изменяет цикл выполнения последующих команд программы. Зго изменение состоит в том, что синхроимпульсы тактового генератора, которые задают моменты выполнения всех действий машины по команде, раздвигаются по времени. В промежутках между синхроимпульсами мащина не работает (т. е. состояние ее блоков и их контрольных точек не меняется), а работает предлагаемое устройство. Именно в этих промежутках оно обеспечивает съем информации с контрольных точек ц запоминание и преобразование ее в блоке выбора. Управляющее слово задает интервал тактов в цикле команды (путем указания номеров тактов начала и конца интервала), в течение которого предлагаемое устройство должно фиксировать состояние контрольных точек, и область контрольных точек в блоке (путем указания номеров первой и последней точки этой области), которые должны рассматриваться в каждом такте интервала. Устройство сравнивает текущий номер такта выполнения команды с границами интервала и для каждого такта, входящего в этот интервал, фиксирует состояние контрольных точек, относящихся к заданной области. Более подробно действия I предлагаемого устройства состоят в следующем. После того как в регистр команды лгашины поступила команда засылки управляющего слова, по сигналу триггера передачи управляющее слово передается из адресной части регистра команды в устройство. В старшие разряды счетчика адресов 4 передается первое поле управляющего слова, а в регистр /- ПОЛЛ со второго по пятое. Одновременно с этим факт появления в регистре команды кода засылки управляющего слова запоминается в блоке 13. Далее в момент появления в регистре команд следующей команды программы сигнал с выхода 16 триггера приема воздействует на блок 13. По этому сигналу этот блок управления обрывает последовательность синхроимпульсов тактового генератора 14 на том такте, который соответствует приему команды в центральное управление машины. Одновременно с этим блок 13 гасит счетчик тактов 9 и оценивает результат сравнения, получаемый От второй схемы сравнения //. Если содержимое счетчика тактов не равно номеру такта начала интервала фиксации (четвертое поле регистра /), то блок 13 запускает тактовый генератор 14 на один период синхронизации. Мащина выполняет один такт работы. Одновременно с этим сигнал тактового генератора 14 воздействует на блок 13 и вызывает увеличение состояния счетчика тактов 9 на единицу, после чего блок IS снова оценивает результат работы второй схемы сравнения //. Цикл, состоящий из операций: оценка результата сравнения схемы 11--запуск тактового генератора 14 на один период синхронизаЦТП1 - увеличение на единицу счетчика тактов 9, повторяется до тех пор, пока вторая схема сравнения 11 не обнаружит равенства. Если равенство обнаружено, то цикл обрывается и блок 13 гасит триггеры 22 блока выбора 4 и передает номер первой контрольной гочки из регистра / в младщие разряды счетчика адресов 4. В старших разрядах счетчнка 4 находится номер контролируемого блока машины. В соответствии с информацией в счетчике адресов 4 к /-ой схеме 21 сложения по модулю два (здесь (- номер блока мащины) подключается требуемая контрольная точка блока. Затем блок 13 выдает сигнал на схемы 21 сложения по модулю два блока выбора. По этому ситналу во всех разрядах регистра, образованного триггерами 22, кроме разряда i, -произойдет циклический сдвиг ииформавдш -на один разряд. В разряд / будет записана сумма По модулю два состояния выбранной контрольной точки блока t и состояния триггера 22 разряда (-1 блока выбора 5. Далее 13 оценивает результат сравнения, выдаваемый первой схемой сравнения 8. При неравенстве содержимого младших разрядов счетчика адресов 4 (текущий номер контрольной точки) номеру последней контрольной точки из заданной области содержимое счетчика 4 увеличивается на единицу и снова выдается сигнал на фиксацию состояния очередной контрольной точки в блоке выбора 5. Цикл, состоящий из операций: фиксация состоялия контрольной точки - оценка результата сравнения с.хемы 8 - увеличение счетчика адресов 4 на единицу повторяется до тех пор, лока первая схема сравнения 5 не обнаружит равенства. При этом цикл обрывается и блок 13 оценивает результат, выдаваемый третьей схемой сравнения 12. Если текущий номер такта не равен номеру такта конца интервала фиксации, то блок 13 запускает тактовый генератор 14 на один период синхронизации. При этом машина выполняет один такт работы, а предлагаемое устройство увеличивает на единицу очетч.ик тактов 9. Затем устройство обеспечивает описанным выше способом фиксацию состояния заданной области контрольных точек, Если текущий номер такта равен номеру такта конца интервала фиксации, то блок 13 возобновляет периодическую работу тактового генератора 14. Все команды программы машины, следуюшие за командой засылки управляющего слона в устройство, будут выполняться описанным способом. Если необходимо изменить область рассматриваемых контрольных точек, интервал фиксации или перейти к контролю нового блока, требуется засылка новото управляющего слова в предлатаемое устройство.

Описанная структура и принцип дейс1вия устройства позволяют сократить число триггеров для хранения инфор1мации, принимаемой с контрольных точек в цикле команды, и упрощает преобразо1ваНие ее в формат слова машины. Последо1вателы-1ость состояний контрольных точек, поступающая в триггер 22 i-TO разряда блока выбора 5, складывается по модулю два с содержимым сдвигающего регистра, образуемого триггерами всех разрядов. При этом в больщой части случаев отличающиеся друг от друга последовательности длины /состояний контрольных точек (l p-k, , -где р - число тактО(В, k - число рассматриваемых контрольных точек, п - число разрядов в блоке выбора 5) дадут отличающиеся друг от друга состояния сдвигающего регистра, т. е. последовательности состояний будут различимы. Именно это и ъалшо для контроля и диагностики.

Для тех случаев, когда отличающиеся последовательности Приведут к одинаковым состояниям сдвигающего регистра, остается возможность построить программу 1контроля блока машины так, чтобы p-k . При этом различным последовательностям состояний контрольных точек всегда будут соответствовать различные состояния сдвигающего регистра.

Из описания работы видно, что цикл выполнения команды нри контроле мащины удлиняется. Величина этого удлинения существенно зависит от Бремени, необходимого для фиксации состояния контрольной точки. В свою очередь время фиксации определяется в основном временем распространения сигнала с выхода контрольной точки до выхода коммутатора контрольных точек. С звеличением числа входов коммутатора обычно увеличиваются число последовательных каскадов элементов в нем и время фкксации.

С щелью сокращения числа каскадов в коммутаторе и ускорения фиксации принята такая структура блока выбора 5, при которой коммутаторы контрольных точек разных блоков машины подключены не к одному разряду регистра, образованного триггерами 21, а к разным разрядам, так что г-му блоку соответствует i-ый разряд (, 2, ..., п).

При фикса1иии состояния мащины в момент ощибки предлагаемое устройство работает следующим образом. Сигнал на выходе 17 схемы обнаружения ошибок .воздействует ка блок управления 13, который прерывает последовательность синхроимпульсов тактового генератора 14, переключает первую схему сравнения 8 на сравнение состояния счетчика 4 адресов с константой п, равной числу разрядов в слове мащины, и третью схему сравнения 12 - на сравнение состояния счетчика 9 тактов с константой, равной числу ячеек в области оперативной памяти, отводимой для записи состояния контрольных точек. Далее блок /3 гасит счетчики 4 и 9, триггеры 22 и выполняет п циклов фиксации состояния п контрольных точек. Цикл обрывается но сигналу схемы сравнения 8, и блок 13, воздействуя на управление машины, обеспечивает передачу счетчика 9 и констаиты, определяющей положение

области записи в , в ее адресный регистр, а триггеров 22 - в информационный регистр памяти и выполнение операции записи. Если текущее .значение счетчика 9 тактов равно числу ячеек оперативной памяти, отводимых для записи состояния :контрольных точек, то блок 13 возобновляет последовательность синхроим пульсов тактового генератора 14. Для выведения состояния контрольных точек на индикаторы при контроле машины с пульта управляющее слово (точнее его первое, второе и третье поля) набирается на наборном регистре пульта и через регистр команды засылается в регистр /. Далее по сигналу

с выхода 18 кнопки на пульте запускается блок 13. Блок 13 гасит триггеры 22 блока выбора 5, передает содержимое второго поля регистра 1 в счетчик 4 адресов и вьтолняет заданное число описанных ранее циклов фиксации. Состояние контрольных точек считывается с индикаторов, связанных с выходами 7 блока выбора 5.

Предмет изобретения

1.Устройство для наблюдения за состоянием .контрольных точек цифровой вычислительной мащины, содержащее блок выбора контрольных точек, счетчик адресов контрольных точек, связанный с блоком выбора, и блок управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и уменьщения числа связей с 1машиной, оно содержит регистр управляющего слова, счетчик тактов, вторую и

третью схемы сравнения, причем информационные входы схем сравнения связаны с выходами счетчика тактов и с группой разрядов регистра управляющего слова, выходы счетчика тактов подсоединены также к адресному

регистру оперативного запоминающего устройства машины, выходы схем сравнения подключены ко входам блока управления устройства, связанного с блоком управления машины, а также с выходами схемы обнаружения ошибок, с выходами регистра команд и тактового генератора машины, с органами пульта управления устройства, а выходы блока управления .подсоединены к управляющим входам счетчика адресов, первой схемы сравнеиия, к

счетчику тактов, к управляющим входам третьей схемы сравнения, блока управления машины, тактового генератора мащины, а также к блоку выбора, .входы которого связаны с Контрольными точками блоков мащины, а

выходы - с информационным регистром опе.ративпой памяти машины и с индикаторами пульта.

формации, в нем каждый из разрядов блока выбора, число которых соответствует разрядности слова машины, содержит коммутатор первой ступени, входы которого связаны с контрольными точками блока и с разрядами номера контрольной точки счетчика адресов, коммутатор второй ступени, входы которого подключены к выходу коммутатора первой ступени и к разрядам «омера блока счетчика адресов, схему сложения по модулю два, выходы которой подключены IK триггеру данного разряда блока выбора, а входы - к выходам блока улравлеппя, к выходу коммутатора второй ступени данного разряда и через элемент задержки - к выходу триггера предыдущего разряда блока выбора, причем выход триггера самого старшего разряда блока .выбора соедииен через элемент задержки со входом схемы сложения по модулю два младшего разряда блока выбора.

от

От 13

Фиг 2