Устройство для контроля времени выпол-НЕНия пРОгРАММ Советский патент 1981 года по МПК G06F11/34 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, например, в автоматизированных .системах управления технологическими процессагда, -работающих в реальном масштабе времени.

Известны устройства для контроля времени выполнения программ, содержащие счетчик времени, счетчик номеров команд/ счетчик сбоев, блок управления, блок приоритетов, блок автономного сброса, включающий триггер, два элемента. И и элемент задержки/и шифратор адреса прерывания, две входные шины сигналов меток времени D-l

Однако область применения этих устройств ограничена, поскольку они не позволяют осуществлять контроль .времени нескольких одновременно работающих программ различных приоритетов.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство для контролявремени.выполнения программ в вычислительной системе ре.ального времени, содержащее последовательно соединенные генератор и первый элемент и, цифровую вычислительную машину (ЦВМ)/

первая выходная шина которой соединена со вторым входом первого эл емента И, регистр уровня приоритета, регистр контрольного слова, выходы которого соединены со входом ЦВМ, и по числу уровней приоритетов, таймеры приоритетных уровней, в состав каходого из которых входят последоивательно соединенные второй элемент

0 и счетчик приоритетного уровня, а также по числу секторов программ и подпрограмм данного уровня приоритета последовательно соединенные триггер, третий элемент И и счетчик времени отработки подпрогрс1мм, при5чем вторая выходная шина ЦВМ соединена с установочными входами регистра уровня приоритета, к каждому выходу которого подключен первый вход второго элемента И, и вторые входы

0 третьих элементов И соответствующего таймера приоритетного уровня,третья выходная шина ЦВМ соединена со стробирующим входом регистра уровня при5оритета, с установочными входами счетчиков приоритетного уровня и счет чиков времени отработки подпрограмм, а также с обнуляющими входами триггеров и регистра контрольного слова, четвертая выходная шина ЦВМ соедине0на с установочными входами триггеров, к выходу первого элемента И подключены вторые входы вторых элементов И и третьи входы третьих элементов И, а первые и вторые выходы счетчиков приоритетных уровней и счетчиков времени отработки подпрограмм соединены с установочными входами регистра контрольного слова. Это устройство обеспечивает обнаружение ненормального протекания вычислительного процесса и диагностику причин.нарушения с точносты до подпрограм№11 С2 J. Недостатком устройства является большой объем оборудования вследстви жесткого закрепления за каждым приор тетным уровнем, каждой программой и подпрограммой счетчиков, отсчитыва щих раз и навсегда заданные предель и допустимые времена выполнения. Это не позволяет гибко в зависимости от изменений состава выполняемых прогр и подпрограмм, перераспределять программы по приоритетным уровням. Кро ме того, на практике одни и те же . подпрограммы могут использоваться программами различных приоритетных уровней, что предполагает закрепление за такими подпрограммами счетчиков на каждом приоритетном уровне Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее управляющий элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами генератора и вход ной шиной запуска устройства, регист уровня приоритета, установочный и стробирующий входы которого соединены соответственно с информационной и управляющей входными шинами устрой ства, и М таймеров приоритетного ур ня, каждый из которых включает первый элемент И, соединенный выходом со счетным входом счетчика приорите ного уровня, второй элемент И, соеди ненный выходом со счетным входом счетчика времени отработки подпрограмм, а первым входом - с выходом триггера, установочные входы которо подключены ко входной шине задания приоритета, причем первый вход первого элемента И т -го таймера приор тетного уровня соединен с i -тым выходом регистра уровня приоритета /i -гТ I г а второй вход - с выходом управляющего элемента И, выходы счетчиков приоритетного уровня и сч чинов времени отработки подпрограмм всех таймеров приоритетного уровня подключены к соответствующим установочным входам регистра контролького слова, обнуляющий вход которого соединен с информационной входной шиной устройства, а выход - с выход ной шиной устройства, в ка;кдый i айм приоритет ного уровня введен счетчик времени отработки программ, причем в каждом узле таймера приоритетного уровня установочные и стробирующиа входы счетчика времени отработки программ соединены соответственно с установочными и стробирующими входами счетчика приоритетного уровня, счетчика времени отработки подпр-ограмм и регистра уровня приоритета/ выходы - с соответствующими установочными входами регистра контрольного слова, а счетный вход - с выходом первого элемента И и вторым входом второго элемента И, обнуляющий вход триггера подключен ко входной шине задания приоритета устройства. На чертех е представлена блок-схема устройства. Устройство содержит генератор 1, управляющий элемент 2 И, цифровую вычислительную машину (ЦВМ) 3, регистр 4 уровня приоритета, регистр 5 контрольного слова и М таймеров б приоритетного уровня, в состав каждого из, которых входят первый элемент 7 И, счетчик 8 приоритетного уровня, счетчик 9 в земени отработки программ, триггер 10, второй элемент 11 И и счетчик 12 времени отработки подпрограмм, входная щина 13 запуска устройства, информационная 14 и управляющая 15 входные шины, входная, шина 16 задания приоритета и выходнаяшина 17 устройства. Устройство работает следующим обр аз ом, При переходе к решению задач второго приоритета уровня ЦВМ 3 запрещает по шине 13 поступление импульсов от генератора 1 через элемент 2 И на счетчики 8,9 и 12, заносит по шине 14 в регистр 4 код второго приоритета и в счетчики В и 9 таймера б второго приоритетного уровня соответственно начальный код времени отработки всех задач второго приоритета и начальный код времени отработки первой выполняемой программы второго приоритета. Указанные пересылки синхронизируются стробирующим сигналом по шине 15. По окончании пересылок на выходной шине 17 регистра 5 формируется сигнал, который открывает элемент 7 И таймера 6 второго приоритетного уровня для прохождения импульсов от генератора 1, а ЦВМ 3 по шине 13 формирует сигнал, открывающий элемент 2 И. При этом импульсы от генератора-1 поступают на счетчики 8 и 9 таймера б второго уровня приоритета. Если выполняемая программа обращается к подпрограмме, ЦВМ 3 по шине 14 заносит в счетчик 12 соответствующий этой подпрограмме начальный код, стробируя занесение его по шине 15. При передаче управления подпрограмме ЦВМ 3 взводит по шине 16 триггер 10 таймера 6 второго приоритетного уровня, при этом сигнал на выходе триггера 10 подготавливает элемент и 11 для прохождения импульсов от генератора 1 на счетчик 12. По окончании отработки подпрограммы триггер 10 сбрасывается. При пере ходе к выполнению следующей лрограм мы данного приоритета ЦВМ 3 устанавливает на счетчике 9 новый соответствующий этой программе начальный код без изменения содержимого счетчика 8. Сигналы о превышении допустимого и предельного времени отработ ки снимаются с определенных разрядов счетчиков 8 и 9 или 12 (например, с предпоследнего и последнего) в тот момент, когда соответствующие разряды счетчика переходят из единичного состояния в нулевое. Указанные сигна лы поступают на вход регистра 5 конт рольного слова, каждый разряд которо го соответствует одному из указанных сигналов (в частности для трехприори тетной системы регистр контрольного слова должен содержать 18 разрядов). В дальнейшем инициативный сигнал с регистра 5 передается в ЦВМ 3 для обработки, а ЦВГ4 3 по шине 15 сбрасы вает регистр 5 контрольного слова. Если во время решения задачи второго приоритета пришел запрос от задач более высокого (первого) приоритета, счетчик 8 приоритетного уровня таймера 6 второго приоритетного уров ня сбрасывается, а счетчики 9 и 12 остаются без изменений и продолжают счет импульсов времени после возвращ ния управления задачи второго приори тета. Последовательность действия в случае прерывания аналогична рассмотренной. Варьирование допустимыми и предельными временами осуществляется путем задания различных начальных кодов счетчикам 8,9 и 12 таймера 6 . Таким -образом, устройство обеспечивает гибкое варьирование допустимыми предельными временами отработ ки подпрограмм, программ и всех задач определенного приоритетного уровня, что приводит к его упрощению и позволяет сократить объем оборудования. Формула изобретения Устройство для контроля времени выполнения программ, содержащее управляющий элемент И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом генератора и входной шиной запуска устройства, регистр уровня приоритета, установочный и стробирующий входы которого соединены соответственно с информационной и управляющей входными шинами устройства, и М таймеров приоритетного уровня, каждый из которых включает первый элемент И, соединенный выходом со счетным входом счетчика приоритетного уровня, второй элемент И, соединенный выходом со счетным входом,счетчика времени отработки подпрограмм, а первым входом - с выходом триггера, установочные входы которого подключены ко входной шине задания приоритета, причемпервый вход первого элемента И i -го таймера приоритетного уровня соединен с -тым выходом регистра уровня приоритета(-гз-лгл) , второй входс выходом управляющего элемента и, выходы счетчиков приоритетного уровня и счётчиков времени отработки подпрограмм всех таймеров приоритетного уровня подключены к соответствующим установочным входам регистра контрольного слова, обнуляющий вход которого соединен с информационной входной шиной устройства, а выход - с выходной . шиной устройства,, о т л ичающееся тем, что, с целью сокращения аппаратурных затрат, в устройство в каждый таймер приоритетного уровня введен счетчик времени отработки .программ, причем в каждом таймере приоритетного уровня установочные и стробирующие входы .счетчика времени отработки программ соеди- , нены соответственно с установочными и стробирующими входами счетчика приоритетного уровня, счетчика времени отработки подпрограмм и регистра уровня приоритета, выходы - с соответствующими установочными входами регистра контрольного слова, а счетный вход - с выходом первого элемента И и вторым входом второго элемента И, .обнуляющий вход триггера подключен ко входной шине задания приоритета устройства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР rto заявке № 2649135/. 8-24, кл. G 06 F 11/00, 1978. 2.Патент США № 3996567, кл. 340-172,5, 1976 (прототип).