Устройство для контроля микро-пРОгРАММНОгО ABTOMATA Советский патент 1981 года по МПК G06F11/28 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля функционирования микропрограммных устройств управления.

Известно устройство для контроля цепей управления операциями, способное определить правильность формирования одного управляющего импульса в каждой шине управленияШОднако если за время выполнения команды в шине должно сформироваться несколько управляющих импульсов, а из-за ошибок сформировалось больше или меньше (но по крайней мере один) импульсов, то такого рода ошибки устройство не обнаруживает.

Известно также устройство для контроля выполнения последовательности микрокоманд, которое контролирует последовательность поступления на регистры вычислительной машинь сигналов чтения и записи 2.

Однако в ситуациях, когда с одного и того же регистра необходимо считывать информацию несколько раз, т. е. подавать подряд несколько сигналов чтения, не чередуя их с сигналами записи, устройство ложно формирует сигнал ошибки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля работы микропрограммного автомата, содержащее микропрограммный автомат и элемент ИЛИ 3. Работа этого устройства базируется на том принципе, что если на вход микропрограммного автомата пришел сигнал, то на вы.ходе должен быть сформирован хотя бы один сигнал микрооперации.

Недостаток устройства - небольшая полнота контроля из-за того, что в современной вычислительной технике на вход микропрограммного автомата поступают сигналы с подлежащих выполнению команд, а на выходах - в щинах микроопераций формируется последовательность управляющих сигналов, соответствующая микропрограмме выполнения заданной команды. Такое устройство обнаруживает ошибки при выполнении одной микрокоманды и при этом предполагается, что возбуждается лищь одна шина микрооперации.

Цель изобретения - увеличение полноты контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля микропрограммного автомата, содержащее элемент ИЛИ, выход которого является первым выходом устройства, введены уз1пы анализа последовательности управля1Ьщих сигналов по числу выходов контролируемого микропрограммного автомата и второй элемент ИЛИ, причем выход второго элемента ИЛИ является вторым выходом устройства, кроме того, узел анализа последовательности управляющих сигналов содержит счетчик, элемент И, элемент ИЛИ и щифратор, причем группа входов кoнтpoл pyeмoгo микропрограммного автомата со|единена с группой входоц щифратора, выходы которого соединены с установочными входами счетчика, счетный вход которого Соединен с соответствующим выходом ко тролируемого автомата, информационные выходы счетчика соединены с соответствующим входом элемента ИЛИ узла, выхоД которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого является тактоэым входом устройства, выход элемента И соединен с входом первого элемента ИЛИ выход переполнения счетчиком соединен |с соответствующим входом второго элемент ИЛИ.

Команда, Г1оступающ1ая на вход микропрограммного автомата преобразуется на его выходных щинах в последовательность сигналов микроопераций. Пропуск хотя бы одного управляющего и1|/1пульса, хотя бы в одной тине микроопераг ий или формирование лищенего импульса|приводят к неправильному выполнению ко|манды. Характеристикой последовательности формируемых в тине микроопераций сигналов является число сигналов. За каждой щиной микрооперации закрепляется узел Анализа последовательности управляющих сигналов, сформированных в шине. До начала выполнения микропрограммы каждому узлу анализа последовательности управляющих сигналов задается число подлежащих формированию

в щине сигналов. В ходе

выполнения микропрограм.мы каждый узе.1 подсчитывает число сформированных в ссответствующей щине сигналов. Если до окончания выполнения микропрограммы число сфор.мироваиных в шине импульсов превышает заданное то на одном из выходов устройства формируется сигнал ошибки. На другом выходе устройства сигнал ощифки формируется в том случае, если при вы|1олнении микропрограмм будет пропущ.ен хЬтя бы один управляющий сигнал.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для контроля микропрограммного автомата; на фиг. 2 - узел для анализа послед,овательности управляющих сигналов;

Устройство содержит группу 1 входов контролируемого микрог рограммного автомата, группу 2 входов узлов- анализа последовательности управляю1|Цих сигналов, контролируемый микропрограммный автомг т 3,

и узлы 4 анализа последовательности управляющих сигналов, группу 5 выходов,контролируемого микропрограммного автомата, первый вход 6 узла 4, выход 7 узла 4, первый элемент ИЛИ 8 и первый выход 9 устройства, тактовый вход 10 устройства, тактовый вход 11 блока 4, выход 12 переполнения, второй элемент ИЛИ 13, второй выход 14 устройства, шифратор 15, счетчик 16, элемент ИЛИ 17, элемент И 18.

Устройство работает следующим образом. На вход 1 .микропрограммного автома- та 3 поступают сигналы с подлежащей выполнению команде с дещифратора кода операций вычислительной машины, задавая микропрограмму работы. Эти же сигналы

поступают на входы 2 узлов 4 анализа последовательности управляющих сигналов, задавая число подлежащих формированию в каждой из выходных щин 5 микропрограм.много автомата 4 управляющих сигналов. При выполнении микропрограммы на. входы 6 узлов 4 анализа последовательности управляющ,их сигналов поступают импульсы, сформированные в шинах 5 импульсов и сравниваются с числом подлежащих формированию импульсов. Если в ходе микропрограммы формируется лищний импульс, то единичный сигнал с выхода 12 одного из узлов 4 анализа последовательности управляющих сигналов поступает на вход второго элемента ИЛИ 13 и формирует единичный сигнал на выходе 14 устройства. После

0 окончания выполнения микропрограммы на вход 10 устройства подается единичный сигнал, который поступает на входы 11 узлов 4 анализа последовательности управляющих сигналов. По этому сигналу на выходах 7 узлов 4 анализа последовательности управляющих сигналов формируется единичный сигнал, если при выполнении микропрограммы был пропущен хотя бы один управляющий импульс. С выхода 7 узлов 4 анализа последовательности управляющих сигналов единичные сигналы поступают на входы первого элемента ИЛИ 8 и формируют на его выходе 9 сигнал ошибки, свидетельствующий о пропуске в ходе микропрограммы хотя бы одного управляющего импульса. Узел анализа последовательности управляющих Сигналов работает следующим образой.

Перед выполнением команды через щифратор 15 на вычитающий счетчик 16 заносится число подлежащих формированию 50 в шине микроопераций признаков. При этом знаковый разряд находится в нулевом состоянии. В ходе микропрограммы с шины микроопераций на вход 6 узла поступают сформированные управляющие сигналы. Каждый поступающий на вход 6 сигнал 55 уйеньщает содержимое вычитающего счетчика 16 на единицу. Если в ходе микропрограммы ошибок не было, то к окончанию ее выполнения все разряды вычитающего счетчика 16 находятся в нулевом состоянии, с выхода элемента ИЛИ 17 на первый вход элемента И 18 поступает нулевой сигнал. При приходе по окончании выполнения микропрограммы единичного сигнала на второй вход элемента и 18 со входа 11 узла, на выходе 7 не формируется сигнал ошибки. Если при выполнении микропрограммы был пропущен хотя бы один управляющий сигнал в шине микроопераций, то по окончании выполнения микропрограммы хотя бы один из разрядов вычитающего счетчика находится в единичном состоянии, на выходе элемента ИЛИ 17 при приходе единичного сигнала на вход 11 узла будет, также единичный сигнал, а на выходе элемента И 18 формируется единичный сигнал, свидетельствующий об ошибке в ходе микропрограммы, который поступит на выход 7 узла. Если при выполнении микропрограммы в шине микроопераций формируется лишний сигнал, то до окончания выполнения микропрограммы знаковый разряд вычитающего счетчика 16 переходит в единичное состояние, и на выходе 12 узла формируется единичный сигнал. Таким образом, предлагаемое устройство способно обнаруживать ошибки в работе микропрограммного автомата, вызванные пропуском сигнала и формированием лиш него сигнала в шинах микроопераций. Тем самым, увеличивается полнота контроля. Формула изобретения Устройство для контроля микропрограммного автомата, содержащее элемент ИЛИ, выход которого является первым выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью увеличения полноты контроля, в него введены узлы анализа последовательности управляющих сигналов по числу выходов контролируемого микропрограммного автомата и второй элемент ИЛИ, причем выход, второго элемента ИЛИ является вторым выходом устройства, а узел анализа последовательности управляющих си-гналов содержит счетчик, элемент И, элемент ИЛИ и щифратор, причем группа входов контролируемого микропрограммного автомата соединена с группой входов шифратора, выходы которого соединены с установочными входами счетчика, счетный вход счетчика соединен с соответствующим выходом контролируемого автомата, информационные выходы счетчика соединены с соответствующим входом элемента ИЛИ узла, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого является тактовым входом устройства, выход элемента И соединен с входом первого элемента ИЛИ, выхОд переполнения счетчиком соединен с соответствующим входом второго элемента ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 401998, кл. G 06 F 11/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 598080, кл. G 06 F Ц/ОО, 1978. 3.Авторское свидетельство СССР № 391563, кл. G 06 F , 1973 (прототип).

11

I /

Й/г./

И ТТ „ 14

11

13

Фи2.1