Устройство управления с контролем Советский патент 1977 года по МПК G06F11/20 

щенном объёме, составляет порядок 1О мпс то при частоте главных импульсов, составляющей сотни тысяч и даже миллионы Герц, разрядность счетчика длительности сбоя, при условии допущения как минимум двух попыток прохождения тест-программы, должна составлять 14-15 разрядов, .соответственно при устойчивом отказе время ожидания сигнала переполнения {сигнала отказа} счетчика такой разрядности велико, что практически делает недопустимым применение этого устройства в ЦВМ, которьге ра ботают в составе управляющих систем, функционирующих в реальном масигтабе аре мени. Обычно такие системы строятся с применением резервирования, поэтому быстрейшее выявление отказа является необходимым условием быстрейшего переключения на резерв, что обеспечивает продолжение выполнения режима управлегшя до конца.

В известном устройстве невозможна выработка сигнала отказа ЦВМ при отказах ее аппаратуры, приводящих к генерированию в устройстве управления операциями сигналов, устанавливающих в положение О счетчик длительности сбоя, что препятствуе его переполнению. Кроме того, при выполнении собственно программы анализа ошибок и ЦВМ оказьтаются заблокированными все имеющиеся в ней схемы контроля, т.е. любое возникновение (повторение) неисправности в это время переводит ЦВМ в неопределенное состояние. Аналогично в этом устройстве отсутствует соответствующая реакция на отказы, которые устойчиво вьфабатьшают сигнал блокировки вызова программы анализа ощибок, что одновременно блокирует поступление главных импульсов в счетчик длительности сбоя и, следовательно, препятствует выработке сигнала его переполнения. Понятно, что сложным ситуациям в работе таких; ЦВМ приводит и отсутствие возможности вы.работки сигнала отказа в случа51х отказа аппаратуры в цепях выработки главных импульсов.

В данном устройстве отсутствует временной контроль хода выполнения программ , который выявляет ощибки, приводящие к заклиниванию и остановам, хотя оборудование счетчика длительности сбоя, используемого эпизодически, простаивает практически в течение всего времени функционирования ЦВМ. Отсутствует возможность многократного использования счетчика длительности сбоя (т.е. возможности его включения при независимых неисправностях, возникших в течение одного режима, но в разное время) ввиду того, что в блок пуска не заведен сигнал разблокировки, который мог бы перед началом повторения участка программы (после окончания работы программы анализа ошибок) снимать зап рет на поступление главных импульсов, устанавливаемый по сигналу блокировки в начале выполнения программы анализа ошибок. Не ясна также реакция на возможные неисправности, при которых во время

выполнения тест-лрограммы логический

контроль прохождения теста выявляет ощиб.ки, а устройство обнаружения ошибок не срабатывает.

Целью изобретения является повышение

быстродействия и надежности.

Это достигается тем, что в устройство введены генератог стабильных сигналов, блок контроля частоты, блок стробирования, второй элемент И, причем выход генератора стабильных сигналов соединен с третьим входом блока пуска и с первым входом блока контроля частоты, второй вход и выход которого соединены соответственно с входом устройства и первым входом блока выработки

сигналов отказа, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым выходом счетчика сбоев и со вторым выходом блока пуска, третий вЫход которгого соединен с первыми входами второго элемента И и блока стробирования, выходы которого соединены с первым входом счетчика сбоев и первым управляющим входом счетчика длительности сбоев, выход которого соединен с четвертым входом блока пуска, четвертый выход которого- соединен с третьим входом блока анализа ошибок, второй выход которого соединен со вторыми входами блока стро- бирования и счетчика сбоев, второй выход которого соединен с входом первого элемента И, пятый выход блока местного управления через второй элемент /И соединен со Вторым управляющим входом счетчика длительности сбоев, четвертый, шестой и седьмой выходы блока местного управления соединены соответственно с третьими входами блока стробирования, счетчика «усбоев и пятым входом блока пуска.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит счетчик .1 команд, блок 2 формирования и запоминания меток, блок 3 местного управления , блок 4 обнаружения ошибок, блок 5 анализа ошибок, блок 6 пуска, счетчик 7 длительности сбоя, элементы И 8 и 9, блок 1О выработки сигнала откасза, счетчик 11 сбоев, блок 12 стробирования, генератор 13 стабильных сигналов, блок 14 контроля частоты. Устройство работает следующим образо В процессе выполнения программ блок 2 участием счетчика 1 и блока 3 производи формирование и запоминание меток ( сов), к которым производится возврат программы в случае обнаружения ошибки при ее выполнении. Помимо контроля работы ЦВМ, осуществляемого блоком 4, в устройстве действует временной контроль прохождения участков программы между двумя соседними метками. Контроль построен с использованием счетчика 7 и ге нератора 13. При нормальной работе ЦВМ на блоки 6 и 14 постоянно поступают главные импульс1з1 и высокостабильные сигналы низкой частоты, при этом блок 6 находится в выключенном состоянии и на счетчик 7 пропускаются высокостабильные сигналы низкой частоты, стремящиеся вызвать его переполнение. Однако если нарушений в хо де программы нет, то одновременно с фор мированием каждой новой метки блок 3 че рез элемент И 9 заносит в счетчик 7 код константы, которая определяет время Выполнения программы до момента формиро вания следующей метки, что обновляет состояние счетчика 7, препятствуя его переполнению. Если в процессе функционирования ЦВМ блок 4 обнаруживает ошибку, то сигнал с него поступает на блоки 5 и 6. Сигнал , поступивший в бпок 5, передается на счетчик 11, в котором запоминается, и на блок 12, который при выключенном состоянии блока 6 пропускае этот сигнап на счетчик 7, сбрасывая его в нулевое состояние. Сигнал ошибки, поступивший на блок 6 включает его, в результате чего на блок и элемент И 9 поступает сигнал, -запрещающий прохождение сигналов, при этом на счетчик 7 прекращается поступление высокостабильных сигналов низкой частоты и начинается поступление главных импульсов. С этого момента времени счетчик 7 начинает счет времени обработки сигнала ошибки. По сигналу ошибки блок 5 прерывает выполняемую программу и коммутирует на счетчик 1 адрес первой команды программы анализа, ошибок. В начале программы анализа ошибок блок 3 по цепи пуска тесг-прог раммы производит коммутацию на счетчик 1 адреса,первой команды тест-программы. назначение которой состоит в проверке исп равности аппаратуры ЦВМ. Выполнение тест-41рограммы на ЦВМ, в которой имеет место отказ какого-либо ее элемента, в подавляюшем большинстве случаев приво- дит к возникновению новых ошибок, которые ° вызывают новое срабатывание блока 4. При этом каждый нсжый сигнал ошибки прерывает выполняемую тест-программу с новым ее запуском по тем же цепям. Одновременно каждый из выработанных сигналов ошибки поступает на счетчик 11, заполняя его. Указанный процесс продолжается до тех пор, пока счетчик 11 не переполнится, в .результате чего на блок 1О поступает сигнал отказа. Блокировка установки в положение О счетчика 7 по сигналам ошибки, выработанным в течение выполнения тест-программы, сохраняет в устройстве .режл: t счета длительности возможного сбоя. Если выполнение тест-программы проходит успешно, т.е. она доходит до конца, не вызывая переполнения счетчика 11, то далее включается собственно программа анализа ошибок, по первой команде которой блок 3 производит блокировку прерывания и выключение блока 6. Сигнал блокировки прерывания поступает на блок 5, при этом соответственно исключается как возможность включения тест-программы, так и прохождение сигналов ошибок на счетчик 11. Поступление на счетчик 7 главных импульсов прекращается и возобновляется поступление туда высокостабильных сигналов низкой частоты. Непосредственно перед возвратом метки программы анализа ошибок блок 3 вьфабатывает сигнал, который поступает на блок 5, производя разблоки ровку прерывания, т.е. осуществляет снятие блокировки вызова программы анализа -. ошибок. В последней команде программы анализа ошибок блок 3 посылает сигнал в цепь управления возвратом. сигнал поступает на блок 2, в результате чего хранимая в этом блоке метка (адрес) по цепи возврата заносится в счетчик 1. После этого начинается повторение участка программы, на котором первоначально была обнаружена ошибка. Весь этап выполнения собственно программы анализа ошибок, несмотря на то, что он происходит при блокированном состоянии прерывания контролируется во времени за счет работы счетчика 7. Если о какой-либо причине.нарушается ход ыполнения программы анализа ошибок, то ыход на ветку возврата метки не происодит, а следовательлю, не произввдится обновление кода в счетчике 7. В этом лучае происходит его перепопнение, что свидетельствует об обнаружении ошибки. Сигнал переполнения счетчика 7 поступает на блок 6,включает его и одновременно, пропускаемый еще выключенным состоянием блока6, поступает на бпок 5, где срабатывает как сигнал ошибки от временного контроля. Реакция блока 5 на сигналы ошибки, вьфаботанные счетчиком 7, аналогична описанной при обработке сигналов, выработанных блоком 4. Отличие состоит только в том, что сигнал ошибки от временного контроля является неблокируемым, т.е. он вызывает прерывание программы и поступает на счетчик 11, даже при наличии блокировки в блоке 5. Так как в таких ситуациях блокированное состояние прерывания препятствует прохождению на счетчик il сигналов ошибки, выработанных блоком 4, то для повышения эффективности и оперативности обработки неисправности в первой команде тест - программы независимо от причины ее включения, всегда производится упредительное снятие блмс ровки вызова программы анализа ошибок (т.е. разблокировка возможности прерывания в блоке 5).

Работа устройства при обработке сигналов ошибок, выявленных временным контролем при выполнении рабочих программ, аналогична описанной выше. Как правило, к срабатыванию временного контроля приводят групповые ошибки либо ошибки управления, которые нарушают ход выполнения рабочей :программы,, но блоком 4 могут быть не обнаружены. Включенная в этом слуг1ае тест-программа выявляет такие неисправности за счет срабатывания логического контроля, заложенного в ней самой. Если при работе ЦВМ происходит отказ аппаратуры в цепи главных импульсов, то происходит полный останов в работе схем, что в свою очередь полностью блокирует работу блока 4. и.Такие отказы обнаруживаются блоком 14, который оперативно выявляет факт пропадания главных импульсов. Сигнал с блока 14 поступает H блок 10, свидетельствуя об отказе.

- Устройство управления имеет ряд технических преимуществ, из которых важнейшим является повышение оперативности установления факта отказа в аппаратуре ЦВЛ

Сокращение времени выработки сигнала отказа|)ДВМ обеспечивается за счет работы счетчика 11, в который поступают первичный, а также все последующие сигналы ошибок, вызывающие прерывание выполняемой программы. Превышение количества сигналов ошибок за допустимую величину в течение ограниченного времени (за время выполнения тест-программы) расценивается как отказ ЦВМ. Ввиду того, что отказ практически любого элемента ЦВМ порождает на фоне выполнения тест-программы устойчивый поток сигналов ошибки, переполнение счетчика 11, разрядность которого составляет 3-4 разряда, привоз-, никновении отказа происходит Зйдолго до возможного момен,та переполнения счетчика 7.

Использование счетчика 11 позволяет также сократить время выработки сигнала отказа и в тех случаях, когда неисправность приводит к срабатыванию логического контроля, заложенного в самой тест-программе, а блок 4 не срабатывает. В этом случае программно выработанные сигналы ошибок (т.е. результаты программного контроля ) также поступают в счетчик 11, вызывая его переполнение.

Существенным преимуществом данного устройства является возможность выработки сигнала отказа ЦВМ в случаях, когда неисправность возникает в цепи главных импульсов, что ранее в принципе не допускало выработки сигнала отказа.

Введенные в устройство блок 14 и генератор 13 позволяют вьфабатывать сигнал отказа ЦВМ в случаях, когда имеет место полный останов в функционировании как рабочего, так и контрольного оборудования, при этом скорость выработки сигнала отказа имеет тот же порядок, что и при срабатывании счетчика 11.

Повышенная оперативность выявления отказа расширяет возможности применения ЦВМ в системах различного назначения. В частности, такие ЦВМ могут работать в составе управляющих систем, построенных с применением резервирования, в которых процессы управления протекают в реальном времени.;

Предлагаемо ус г||1 йсгв6 повышает функциональную надежности -ЦВ.М и уменьшает вероятность пропискаошибок, возникающих при выполнении программ. Улучшение указанных параметров обеспечивается введением временного контроля этих этапов работы ЦВМ, в том числе и при блоки|эованном состоянии возможности прерывания, которое полностью отключает устройство обнаружения ошибок. В частности, этот контроль действует при выполнении собственно программы анализа ошибок,когда возможны срабатывания неисправностей, являющихся последствием первичных неисправностей. Таким образом, введение новых блоков, задействование.счетчика сбоев, организация нового режима работы счетчика длительности сбоя, введение блокировки в цепи установки в положение О диагностирующих схем, а также снятие сигнала блокировки с блока пуска резко повышают эфг юктнвность устройства, что позволяет правильно и оперативно реагировать практич(:кн на любыв одиночные

и групповые отказы в аппа-ратуре ЦВМ.

Формула изобретения

Устройство управления с контролем, содержащее блок обнаружения ошибок, выход которого соединен с первыми входами блока пуска и блока анализа ошибок, первый выход которого соединен с первым входом счетчика команд, второй и третий входы которого соответственно соединены с первым выходом блока местного управления и через блок формирования и запоминания меток - со вторым выходом блока Mectного управления, выход счетчика команд соединен с входом блока формирования и запоминания меток Г третий и четвертый выходы блока местного управления соединены соответственно со вторым входом блока анализа ошибок и с входом первого элемента И, первый выход блока пуска через последовательно соединенные счетч1й длительности сбоя и первый элемент сое .динен с выходом устройства, второй вход бло пуска соединен с входом устройства, счетчик сбоев и блок выработки сигналов отказа,отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в него введены генератор стабильных сигналов, блок контроля частоты, блок стробирования, второй элемент И, причем выход генератора стабильных сигналов соединен с третьим входом блока пуска и

с первым входом блока контроля частотьг, второй вход и выход которого соединены соответственно с входом устройства и первым входом блока выработки сигналов отказа, второй и третий входы которого соединены срответственно с первым выходом счетчика сбоев и со вторым выходом блока пуска, третий выход которого соединен с первыми входами второго элемента И и

блока стробирования, выходы которого соединены с nepBbn i входом счетчика сбоев и первым управляющим входом счетчика длительности сбоев, выход которого соединен с четвертым входом блока пуска, четвертый выход которого соединен с третьим входом блока анализа ошибок, второй выход которого соединен со вторыми входами блока стробирования и счетчика сбоев, второй выход которого соединен с входом

первого элемента И, пятый выход блока местного управления через второй элемент И соединен со вторым управляющим входом счетчика длительности сбоев, четвертый, шестой и седьмой выходы блока местного

управления соединены соответственно с третьими входами блока стробирования, счетчика сбоев и пятым входом блока пуска.

Источники информации, принятые во впимание при экспертизе,

1,Авторское свидетельство СССР

.№ 435526, М,Кл°. еО(Г1Л/ОО, 17,10,7.1

2,Авторское свидетельство СССР

№ 37885О, M.Kл ООвГГ /О8, 30.04,71 (прототип).