Устройство для программного контролявнешних устройств цвм Советский патент 1976 года по МПК G06F11/04 

предлагаемое устройство относится к вычислительной технике и средствам автоматического контроля устройств цифровых вычислительных систем и может быть использовано для автоматического контроля, наладки и ремонта внешних устройств цифровых вычислительных систем. Известны устройства для программного контроля, содержащие блок ввода, запоминающий блок, связанный с блоком ввода, блок дешифрации микропрограммы, вход которого соединен с выходом запоминающего блока, соединенные друг с другом блок цикличности и блок управления, первые входы которых объединены и подключены к первому выходу блока дешифрации микропрограммы, счетчик числа символов и блок фиксации сбоя. Вход счетчика числа символов подсоединен к второму выходу блока дешифрации микропрограммы, первый вход блока фиксации сбоя - к выходу счетчика и к второму входу блока управления, выход блока фиксации сбоя - к третьему входу блока управления. Однако такие устройства не обеспечивают зозможности организации обменов с контролируемым изделием по системе универсальной связи вычислителя с внешним устройством. Предлагаемое устройство отличается тем, что в него введены блок формирования номера внешнего устройства и блок обмена, первые входы которых объединены и соединены с входом счетчика числа символов и выходом блока дешифрации микропрограммы, вторые входы объединены и связаны с вторым выходом блока управления, а выход блока обмена подключен к второму входу блока фиксации сбоя. Блок обмена содержит регистр обмена, узел команд обращения, выход которого подсоединен к первому входу регистра обмена, узел сравнения, первый вход которого связан с выходом регистра обмена, узел символа, выход которого подключен к вторым входам узла сравнения и регистра обмена, узел контроля указателей, узел команд опроса указателей и узел сбойных ситуаций. Первый вход узла сбойных ситуаций соединен с первыми входами узлов контроля указателей, команд обращения, команд опроса указателей, символа и с третьим входом узла сравнения, второй вход узла сбойных ситуаций - с вторыми входами узлов контроля указателей, команд обращения, команд опроса указателей и символа. Выход узла сбойных ситуаций подключен к третьим входам регистра обмена и узл-а команд обращения, выход узла команд опроса указателей - к третьему входу узла контроля указателей и к четвертому входу регистра обмена.

Это позволяет осуществлять полную имитацию режимов обмена вычислителя с внешним устройством и отрабатывать произвольные последовательности испытательных тестов.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для программного контроля; на фиг. 2 - блоксхема блока обмена.

Предлагаемое устройство содержит блок 1 ввода программы с носителя, запоминающий блок 2, блок 3 дешифрации микропрограммы, блок 4 формирования номера внешнего устройства, блок 5 обмена, счетчик б числа символов, блок 7 управления, блок 8 цикличности, шины 9 номера устройства, кодовые шины 10 символа, блок 11 фиксации сбоя, шины 12 служебных команд,.блок 13 ручного ввода.

Блок 5 обмена включает в себя регистр 14 обмена, узел 15 команд обращения, узел 16 команд опроса указателей, узел 17 символа, узел 18 сравнения, узел 19 сбойных ситуаций и узел 20 контроля указателей.

Блок 1 ввода программы с носителя связан с запоминающим блоком 2. В запоминающем блоке информация, считываемая блоком ввода, контролируется, запоминается и выдается в блок 3 дешифрации микропрограммы отдельными микропрограммами по мере необходимости. Потенциальные управляющие выходы блока 3 дешифрации микропрограммы заведены на входы: блока 4 формирования номера внешнего устройства; блока 5 обмена; счетчика б числа символов; блока 7 управления; блока 8 цикличности.

Блок 4 формирования номера внешнего устройства воспринимает код-номера зстройства, запоминает, дешифрирует его и выдает во внешнее устройство управляющий потенциал по одной из щин 9 номера устройства. С помощью этого блока проводится смена адресации внешнего устройства (накопителя внешнего устройства) в процессе отработки программы, чем достигается организация режима параллельной работы нескольких устройств.

Блок 5 обмена, связанный с внешним устройством кодовыми шинами 10 символа, формирует и подает во внешнее устройство комарщы обращения или опроса указателей, выдает и принимает символы, составляющие информацию обмена, контролирует правильность отработки данных режимов.

Счетчик б числа символов позволяет сформировать массив выводимой во внещнее устройство информации с программозаданным числом символов и осуществляет контроль числа символов в массиве при вводе информации из внешнего устройства.

Блок 7 управления организует совместную работу всех блоков устройства.

Блок 8 цикличности предназначен для многократного запуска одной и той же микропрограммы или последовательности нескольких микропрограмм на заданное число повторений. Для зацикливания нескольких микропрограмм запоминающий блок 2 выполнен по

схеме чтения с восстановлением считанной информации (с регенерацией), так как необходимо многократное обращение к «памяти. Выход блока 8 цикличности подсоединен на вход блока управления для организации отработки режима зацикливания.

Выходы блока 5 обмена и счетчиков 6 числа символов подключены на входы блока 11 фиксации сбоя, служащего для запоминания причины и места обнаружения сбойной ситуации и помогающего наладчику быстро установить место возникновения сбоя. Выход блока

11соединен с входом блока 7 управления для осуществления прерывания отработки программы но сбою.

Входы блоков 6, 11 и выходы блока 5 обмена и блока 7 управления связаны с шинами

12служебных команд внешнего устройства (контролируемого объекта).

Блок 13 ручного ввода используется нри наладочных работах и обеспечивает с помощью клавиатуры (вручную) запись в запоминающий блок 2 небольших подпрограмм. Такие подпрограммы позволяют конкретизировать определенный режим работы внешнего устройства для более четкого выявления сбойных ситуаций, локализации их определенным сочетанием микропрограмм.

Регистр 14 обмена осуществляет непосредственный обмен командами или символами с внешним устройством с помощью шины 10. Узел-15 команд обращения формирует ту или иную команду обращения по внешнему устройству на языке машины. Узел 16 команд опроса указателей предусмотрен для последовательного формирования кодов команд опроса указателей внешнего устройства при отработке микропрограммы опроса указателей. Узел 17 символа формирует по заданной программе коды символов, из которых составляется массив информации, выводимый во внешнее устройство при отработке команды вывода, или с которыми сравниваются символы, получаемые из внешнего устройства при отработке команды ввода. Сравнение символов, получаемых в регистр 14 обмена из внешнего устройства по шине 10, с кодами символов, формируемых в узле 17, происходит в узле 18 сравнения.

Узел 19 сбойных ситуаций в соответствии с программой формирует сбойные ситуации (запрограммированные) и проводит анализ реакции внешнего устройства на ту или иную сбойную ситуацию. Узел 20 контроля указателей служит для срав-нения ответов внешнего устройства на команды опроса указателей со значениями, заданными в данной микропрограмме.

Выходы регистра 14 обмена и специальные входы его связаны с шинами 10, с помощью которых осуществляется связь с внешним устройством. К остальным входам регистра 14 подключены выходы узла 15 команд обращения, узла 16 команд опроса указателей, узла 17 символа и узла 1Я сбойных ситуаций. Другие выходы регистра 14 обмена заведены на входы узла 18 сравнения и блока 11 фиксации сбоя.

Входы узлов 15, 16, 17, 19 и 20 соединены с выходами блока 7 управления и блока 3 дешифрации микропрограммы. На другие входы узла 20 подсоединены выходы блока 16 команд опроса указателей и шины 12 служебных команд.

Выходы узла 19 сбойных ситуаций подключены к входам узла 15 команд обращения и к шинам 12 служебных команд, к входам узла 18 сравнения - выходы блока 7 управления и узла 17 символа. Выходы узла 18 сравнения и узла 20 контроля указателей соединены с блоком 11 фиксации сбоя.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В запоминающий блок 2 с помощью блока 1 ввода записывается часть программы. Величина записываемого участка программы ограничивается объемом памяти запоминающего блока 2 или особенностями построения программы. Программа работы устройства состоит из пятисимвольных микропрограмм, которые содержат информацию командносправочного характера: что сделать, когда, вид и величина массива выводимой или ожидаемой при вводе информации, какая будет реакция внешнего устройства на данное обращение или данную запрограммированную сбойную ситуацию и т. д.

По запросу блока 7 управления очередная микропрограмма выдается запоминающим блоком 2 в блок 3 дешифрации микропрограммы, где записывается в соответствующие регистры на время отработки. После окончания записи в блок 3 микропрограммы блок 7 управления меняет (при необходимости) код номера устройства в блоке 4 формирования номера внешнего устройства, управляющим потенциал которого выдается по одной из шин 9 во внешнее устройство, и перезаписывает в узел 15 команд обращения код необходимой команды или формирует в узле 16 код команды опроса указателей. Затем через регистр 14 обмена по шине 10 внешнему устройству передается соответствующий код команды обращения или опроса указателей.

Устройство программного контроля использует три типа микропрограмм: микропрограммы опроса указателей; микропрограммы команд обмена; микропрограммы команд управления.

В структуре связи вычислителя ЦВМ с внешним устройством команды опроса указателей применяются для анализа состояния данного внешнего устройства, команды управления- для поиска участка носителя информации внешнего устройства, куда будет зацисана информация в режиме вывода или откуда необходимо считать информатшю в режиме ввода, команды обмена - для организации обмена информанией у, режиме ввода вьтвода,

При отработке микропрограммы опроса указателей коды команд, выдаваемые последовательно по шинам 10, формируются аппаратио в узле 16 команд опроса указателей. Ответ внешнего устройства на опрос каждого конкретного указателя поступает по одной из шин 12 служебных команд в узел 20 контроля указателей, где сравнивается с программнозаланным. Если ответ верен, то выдается сигнал блоку 7 управления на организацию формирования кода команды опроса следующего указателя. Если же ответ неверен, то посылается сигнал в блок 11 фиксации сбоя. Происходит прерывание отработки программы с индикацией конкретной причины сбоя.

Код (во временном заполнении) команды обмена или управления формируется в узле 15 команд обращения. Сформированный код через регистр 14 обмена по шине 10 подается во внешнее устройство в сопровождении служебных сигналов блока 7 управления но шинам 12. Прием внешним устройством кода команды к отработке подтверждается «квитанцией.

При отработке микропрограмлты обмена тина «вывод в узле 17 символа формируются коды символов, которые передаются через регистр 14 обмена по шине 10 во внешнее устройство для записи на носитель. Коды символов, составляющие массив инфорлтации, выводимой во внешнее устройство, формируются аппаратно в одном из режимов («счетчик, «бегущий нуль и т. д.) в зависимости от признака в микропрограмме. Величина выводимого массива информации (число символов в массиве) задается микропоогоаммой и формируется блоком 7 управления с помощью счетчика 6 числа символов.

При отработке микропрограммы обмена типа «ввод массив информа1тии, выдаваемый внешним устройством на шине 10, принимается посимвольно в регистр 14 обмена. В дзле 17 программно формируются коды симяолог, ожидаемого вида. Символ, принятый в регистр 14 обмена из внептнего устройствя. и символ, сформированный в узле 17 символа, подвергаются в узле 18 поразрядному сравнению для определения достоверности информации.

В проверочных тестах электронной цифровой вычислительной машины встречаются участки с многократным повторением одной и той же команды (например, многократная запись массива информации) или многократное повторение серии различных команд (например, запись массива информапии, команда управления лдля выхода на начало участка носителя С данной записью и чтение информации с носителя, затем новое повторение данной серии и т. д.). Для отработки таких участков программы введен блок 8 цикличности. Этот блок 8 принимает из микропрограммы код, соответствуюн.1ий числу циклов отработки этой микропрограммы или серии микропрограммы, осушеств.ляет режим зацикливания и

выдает блоку 7 управления сигнал выхода из зацикливания по отработке заданного числа новторений.

При проверке внешнего устройства мало того, что контролируемый объект выдержал все испытания без сбоев, необходимо еще убедиться, правильно ли он ведет себя при возникновении сбойных ситуаций. Для этой цели в программу вводятся микропрограммы с заданием организации сбойных ситуаций: выдачи внешнему устройству несуш,ествуюш;его кода команды обращения; при выводе во внещнее устройство массива информации - выдачи сбойного символа; передачи несуществующего адреса; имитации сбойности вычислителя мащины и т. д. На каждую такую сбойную ситуацию внещнее устройство должно прореагировать конкретным образом, что и подвергается проверке. Все это осуществляет узел 19 сбойных ситуаций.

Программа проверки строится таким образом, что качественно отлаженное внещнее устройство отрабатывает все режимы без сбоев. Если же возникла незапрограммированная сбойная ситуация, вызвавщая прерывание отработки программы, то индикация состояния соответствующих блоков помогает выяснению места сбоя.

Индикацию имеют запоминающий блок 2- на случай обнаружения сбойного символа при вводе программы блоком I ввода или выводе микропрограммы в блок 3; блок 3 дешифрации микропрограммы, по которой можно в любой момент прочитать микропрограмму, выведенную в блок 3 для отработки; узел 17 символа и регистр 14 обмена - для индикации формируемого и выводимого или принятого символа; счетчик 6 числа символов - для выяснения, на каком этапе отработки микропрограммы возникла сбойная ситуация; блок 8 цикличности, показывающий число циклов, подлежащих отработке; узел 20 контроля указателей, по которому можно определить опрашиваемый указатель, какой должен быть ответ внешнего устройства на опрос данного указателя и какой ответ был получен на самом деле; блок 11 фиксации сбоя, индицирующий конкретную причину прерывания отработки программы; блок 7 управления, фиксирующий служебные сигналы внешнего устройства; блок 4 формирования номера внешнего устройства, индицирующий номер устройства, с которым осуществлялась связь.

При наладке внешнего устройства или конкретизации определенного режима работы (для выявления места возникновения сбойной ситуации) используются небольшие подпрограммы, создаваемые самим наладчиком. Такие подпрограммы записываются в блок 2 с помощью блока 13 ручного ввода. В последней микропрограмме данной подпрограммы ставится признак наладочного зацикливания. В этом слунае данная подпрограмма отраба тывается (повтор5}рсь вновь и вновь) неопределенное число раз, до прерывания, сформированного при возникновении незапрогра.ммированной сбойной ситуации (если работа ведется без блокировки сбоя) или до вмешательства оператора (нажатием кнопки «Прерывание программы). Такой режим работы является зацикливанием без автоматического выхода из зацикливания, поэтому данный признак (наладочное зацикливание) в проверочных тестах не используется.

Формула изобретения

1.Устройство для программного контроля внещних устройств ЦВМ, содержащее блок ввода, запоминающий блок, связанный с блоком ввода, блок дещифрации микропрограммы, вход которого соединен с выходом запоминающего блока, блок цикличности и блок управления, соединенные двусторонней связью, первые входы которых подключены к первому выходу блока дешифрации микропрограммы, счетчик числа символов, вход которого соединен с вторым выходом блока дешифрации микропрограммы, блок фиксации сбоя, первый вход которого соединен с выходом счетчика числа символов и с вторым входом блока управления, выход блока фиксации сбоя соединен с третьим входом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повыщения достоверности контроля, оно содержит блок формирования номера внещнего .устройства и блок обмена, первые входы которых объединены и соединены с входом счетчика числа символов и выходом блока дешифрации микропрограммы, вторые входы объединены и соединены с вторым выходом блока управления, а выход блока обмена соединен с вторым входом блока фиксации сбоя.

2.Устройство по п. I, отличающееся тем, что блок обмена содержит регистр обмена, узел команд обращения, выход которого соединен с первым входом регистра обмена, узел сравнения, первый вход которого соединен с выходом регистра обмена, узел символа, выход которого соединен с вторым входом узла сравнения и регистра обмена, узел контроля указателей, узел команд опроса указателей и ззел сбойных ситуаций, первый вход которого соединен с первыми входами узлов контроля указателей, команд обращения, команд опроса указателей, символа и с третьим входом узла сравнения, второй вход узла сбойных ситуаций соединен с вторыми входами узла контроля указателей, узла команд обращения, узла команд опроса указателей и узла символа, а выход узла сбойных ситуаций соединен с третьими входами регистра обмена и узла команд обращения, выход узла команд опроса указателей соединен с третьим входом узла контроля указателей р с четвертым в {одом регистра обмена,

К 5л оку 11

От 5локо8

фцг. 7 J

; SjiOKSf 7 11