Устройство для контроля микропрограммного автомата Советский патент 1981 года по МПК G06F11/26 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МИКРОПРОГРАММНОГО Изобретение относится к вычислительной технике и может бы:Гь исполь зовано для контроля обмена информацией между управляющим и микропрограммным автоматами или между источником получателем) информации и устройствами обработки. Известно устройство для сопряжения электронной вычислительной машин с кансшакн связи. Оно обеспечивает обмен информацией процессора с кана ми связи, а также обнаружение отказов в каналах связи и в сгибом устро стве в перерывах между обменами информацией til. Однако аппаратура контроля устро ства не обеспечивает обнаружение от казов устройства и канёшов связи в процессе обмена информещией между процессором и абонентами. Известно устройство для контроля временной диаграммы микропрограммно го автомата с постоянным периодом реакций на входные воздействия, содержащее элемент ИЛИ, элемент задержки, триггер управления и два эл мента И. Работа устройства заключается в .следующем.

АВТОМАТА Перед началом работы устанавливается в нулевое состояние триггер управления, синхронизирующий импульс через элемент И устанавливает триггер управления в единичное состояние и поступает на вход микропрограммного автомата. Микропрограммный автомат формирует сигнал микрооперации, который по цепи обратной связи устанавливает в нулевое состояние триггер. управления. Нулевой выход триггера . вновь разрешает синхроимпульсу поступить на вход микропрограммного автомата и запустить его, а также установить в единичное состояние триггер управления. Если сигнал микрооперации не поступит, то триггер управления останется в единичном состоянии и по синхроимпульсу выработается сигнал ошибки 2 . Однако устройство не обеспечивает контроль едатомата с произвольным распределением времени следования входных воздействий и ответных реакций. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для контроля микропрограммного автомата, содержащее

элементы И, ИЛИ, счетчик, триггер блокировки и элемент задержки, шины входных воздействий и ответных реакций соединены со входами многовходового элемента ИЛИ, выход которого содинен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ и входом элемента задержки, вторые входы первого и второго элементов ИЛИ соединены с шиной Конец работы. Выход первого элемента ИЛИ соединен с единичным входом триггера, выход элемента задержки и шина Начало работы соединены со входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом триггера. Нулевой выход триггера и шина тактовых импульсов соединены со входами элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом счетчика, а вход установки счетчика в исходное состояние соединен с выходом второго элемента ИЛИ.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал Начало работы устанавливает триггер в нулевое состояние и сигнал с его нулевого выхода разрешает прохождение через элемент И тактовых импульсов на суммирующий вход счетчика. Счетчик начинает отсчитывать интервал времени Т, в течение которого из микропрограммного автомата должен поступить .ответный сигнал реакции. Этот сигнал поступает по одной из шин ответных реакций и через элементы ИЛИ устанавливает триггер в единичное состояние, в результате чего блокируется Выдача тактовых импульсов через элемент И.

Кроме того, через элемент ИЛИ он устанавливает счетчик в исходное нулевое состояние и через элементы задержки и ИЛИ повторно устанавливае триггер в нулевое состояние. Счетчик начинает вновь отсчитывать интервал времени Т. В течение этого интервала управляющий автомат по шинам входных воздействий должен выдать следующий сигнал, который произведет те же самые операции, что и сигнал,поступивший от микропрограммного автомата. Перед окончанием работы микропрограммный автомат выдает сигнал Конец работы. Этот сигнал через элемент ИЛИ устанавливает в исходное состояние счетчик, а через другой элемент ИЛИ - в единичное состояние триггер, после чего работа устройства заканчивается.

Если в результате отказа в течение интервала времени Т сигналы реакций от микропрограммного автомата не поступят то счетчик переполнится и по шине будет валан сигнал отказа. Таким образом, устройство осуществляет обнаружение отк.азов микропрограммного и управлянядего автоматов, приводявшх или к пропаданию сигналов ответных реакций или входных воздействий, или же к вьщаче их через интервал времени, больший, чем максимально допустимый интервал Т. Однако отказы, которые приводят к преждевременной выдаче сигналов ответных реакций и входных воздействий, а также отказы, которые приводят к выдаче указанных сигналов через интервалы времени больше допустимых,но не превышакадих максимального интервала Т, задаваемого счетчиком импульсов для всех сигналов, устройство не обнаруживает 3.

Недостатком известного устройства

5 являются низкие возможности по обнаруживанию отказов.

Цель изобретения - увеличение глубины контроля по обнаружению отказов микропрограммного и управляющего

0 автоматов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля микропрог-. раммного автомата, содержащее счетчик импульсов, триггер блокировки,

J первый элемент задержки, первый, второй и третий элементы ИЛИ и первый элемент И, причем входы входных воздействий и ответных реакций устройства соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и со входом первого элемента задержки, нулевой выход триггера блокировки соединен с первым входом

первого элемента И, вход синхроимпульсов устройства соединен со вторым входом первого элемента И, вход начало и конец работы устройства соединен соответственно с первым входом

0 третьего элемента ИЛИ и со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход счетчика импульсов является первым выходом устройства, введены управляющий счетчик, триггер управления, втоf рой элемент задержки, форг рователь кодов времени, второй, -третий, четвертый и пятый элементы И, причем входы входных воздействий, ответных реакций и начала работы устройства соединены с соответствующими входами формирователя кодов времени, первая и вторая группы выходов которрго соединены с информационными входами счетчика импульсов и управляющего счетчика соответственно, выход пере5 полнеиия управлякяцего счетчика соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом триггера управления, нулевой выход триггера управления

Q соединен.с первыми входами второго и третьего элементов И, а единичный выход триггера управления - с первыми входами четвертого и пятого элементов И, выход первого элемента задержки соединен со вторыми входами

третьего и пятого элементов И и со входом второго элемента задержки, выход которого соединен с нулевым вхдом триггера блокировки, выход первого элемента И соединен со вторыми входами второго и четвертого элементов И, выходы которых соединены с сумирующими входами счетчика импульсов и управляющего счетчика соответствен«о/ выход третьего элемента И соединен с единичным входом триггера управления и установочными входами счетчика импульсов и управляющего счетчика, выход пятого элемента И является вторым выходом устройства, вход начала работы устройства соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ.

Кроме того, формирователь кодов времени содержит два шифратора, входы которых являются соответствующими входами формирователя, а выходы являются соответственно первой и второй группами выходов формирователя.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, пояснякхцие его- работу; на фиг. 3 и 4 - схема формирователя кодов времени .

Устройство содержит входы Начало ра1боты 1, входных воздействий 2, ответный реакций 3, Конец работы 4 первый элемент ИЛИ 5, первый элемент 6 задержки, второй элемент 7 задержки, второй элемент ИЛИ 8, третий элемент ИЛИ 9, триггер 10 блокировки, первый элемент И 11, формирователь 12 кодов времени, счетчик 13 импульсов, управляющий счетчик 14 импульсов, триггер 15 управлеиия, второй, третий, четвертый и пятый элементы И 16-19 соответственно, выход 20 сигнала ошибки, вход тактовых импульсов 21 и выход 22 сигнала оиэтбкн,-.

Два возможных варианта регшизации формирователя 12 кодов времени.

Формирователь 12 представляет собой кодовый преобразователь комбинащионного типа, структура которого зависит от способа представления сигналов входных воздействий и ответных реакций 3 (существуют два способа) : .

а)сигналы, поступающие по входг1М Начало работы 1, входных воздействий 2 и ответных реакций 3 явл}|ются одиночными, каждый из них поступает по отдельной шине;

б)сигналы, поступающие по входам входных воздействий 2 - двоичные коды, например коды операции, а сигналы, поступа|ощие по шинам ответных реакций 3 и Начало работы 1 одиночные, поступающие по отдельным/ входам.

в первом случае формирователь представляет собой два шифратора 23 и 24, входы каждого из которых подключены к входам 1-3. Выходы шифратора 24 являются первыми, а выходы шифратора 23 - вторыми выходами формирователя, подключенными к информационным входам счетчиков 14 и 13, соответственно (фиг. 3).

Во втором случае (фиг. 4 для преобразователя двоичных кодов в оди0ночные сигналы применяются дополнительно дешифратор 25, выходы которого подключены ко входам шифраторов. 26 и 27.

Входы Начало работы 1, входных

S воздействий 2 и ответных реакций 3 соединены со входами первого элемента ИЛИ 5, выход которого соединен со входом первого элемента задержки б, выход которого соединен со входом элемент 7 задержки, выход элемента

0 ИЛИ 5 и вход Конец работы 4 соединены со входаьш второго элемента ИЛИ В, выход второго элемента ИЛИ 8 и второго элемента задержки 7 соединены с нулевым и единичным входами

5 триггера 10 соответственно, нулевой выход триггера 10 и выход тактовых импульсов 21 соединены со входами элемента И 11, входы 1-3 соединены, со входами фop ФIpoвaтeля 12, первые

0 и вторые выходы которого соединены с информационными входами счетчиков 13 и 14 соответственно, выход переполнения счетчика 14 и вход Начало работы 1 соединены со входами третьего

5 элемента ИЛИ 9, выход которого соединен с нулевым входом триггера 15, единичный выход которого соединен с первы1ли входами элементов И 18 и 19, а нулевой выход - с первыми вхо0дами элементов И 18 и 17, вторые входы элементов И 17 и 19 соединены с выходом первого элемента б задержки, а вторые входы элементов И 16, 18 с выходом элемента И 11, выход элемента И 17 соединен с единичным вхо5дом триггера 15 и установочными входами счетчиков 13 и 14, выходы элементов И 16 и 18 соединены с суммирукнци-ми входами счетчиков 13 и 14 соответственно.

0

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии отказов в начале работы устройства от управляющего автомата по входу 1 поступает сигнал

5 Начало работы, осуществляющий запуск микропрограммного автомата. Микропрограммный автомат через установленное для данного сигнала время вьщаетпо входам 3 сигнал ответной реакции который поступает в управля0ющий автомат и для него является сигналом входного воздействия. В ответ на .этот сигнал управляющий автомат через установленное для него вре мя выдает по вxoдa л 2 сигнал ответ5ной реакции, который для микропрограммного автомата является сигналом входного воздействия. Таким образом после запуска микропрограммного автомата при поступлении на любой автомат сигнала i-го входного воздействия (В,)он через время Т выдает сигнал ответной реакции. Допустимый разброс времени ответа задается границами (фиг. 2а) . Обмен сигналами продолжается до поступления из микропрограммного ав томата сигнала Конец работы. Проверяя с помощью устройства контроля наличие на каждое i-ое входное воздействие сигнала ответной реакции и выполнение для него условия Т..(1) можно осуществить контроль функционирования г-шкропрограммного и управ ляющего автоматов. Выполнение условия (1) проверяется с помощью счетчиков 13 и 14, осуществляющих под-: счет количества (N) тактовых импул сов, поступающих на их входы через фиксированные интервалы времени ut. Счетчик 14 обнаруживает отказы, связанные с преждевременной выдачей сигналов ответных реакций. В момент поступления сигнала входного воздей ствия В; в счетчик 14 записывается двоичный код AI 2 l inrin Сче чик 13 двоичный код Aj; 2 -ДМ; -1 , где ,„,си ,„(фиг. 2б) ; m(n) - количество разрядов счетчико 14 (13), равное т Fogo (мокоН i minlC, n И Bogrj(MdiicuN i ) , где D X С - округление в большую стор ну число. Коды Л , АИ вырабатываются в формирователе 12, представляющем со бой кодовый преобразователь комбина ционного типа, структура которого з висит от способа представления сигналов входных воздействий 2 и ответ ных реакций 3 (существуют два способа) . Работа устройства заключается в следующем. По входу 1 поступает сигнал Нач ло работы (в,() и выполняет следующие действия: через элемент ИЛИ,9 поступает на единичный вход триггера 15 и устана ливает его в нулевое состояние; через первый и второй элементы ИЛИ 5 и 8 поступает на единичный вход триггера 10 и устанавливают его в единичное состояние; через элементы ИЛИ 5, элемент задержки 6, элемент И 17 поступает на единичный вход триггера 15 и устанавливает его в единичное состояние, а также поступает на установоч ные входы счетчиков 13, 14 и обеспе чивает :1апись кодов A-jii - ч- рые формируются tio этому же сигналу (В) в формирователе 12 и поступают , на Информационные входы счетчиков. Через время, равное времени формирования и приема кодов А j и А на счетчики, сигнал с выхода элемента задержки б через элемент задержки 7. поступает на нулевой вход триггера 10 и устанавливает его в нулевое состояние. При этом открывается элемент И 41 и тактовые импульсы через элет менты И 11 и 18 начинают поступать на суммирующий вход счетчика 14. Спустя заданное время ДТ из микропрограммного автомата по входу 3 поступает сигнал ответной реакции и через элементы ИЛИ 5 и 8 устанавливает в единичное состояние триггер 10, т.е. выполняет действия, отмеченные в пункте 2. В результате прекращается поступлениетактовых импульсов через элемент И 11 на суммирунщий вход счетчика 13. Сигнал ответной реакции микропрограммного автомата является сигналом входного воздействия для управляющего автомата. По этому сигналу и по всем последующим, аналогично рассмотренным, выполняются те же действия (пункты 3-5. Пункт 1 выполняется только по сигналу Начало работы. Сигнал Конец работы, поступающий на вход 4 из микропрограммного автомата, через элемент ИЛИ 8 устанавливает триггер 10 в единичное состояние. На этом работа устройства контроля автоматов прекращается до поступления очередного сигнала Начало работы. При исправной работе автоматов счетчик 14 всегда переполняется, а счетчик 13 никогда не переполняется. Поэтому сигналы ошибки на выходах 20 и 22 не формируются. Если в результате отказа сигнал ответной реакции поступает раньше установленного времени Т ,,, , то, как и ранее, он через элементы ИЛИ 5 и 8 устанавливает в единичное состояние триггер 10. В результате прекргицается выдача по входу 21 тактовых импульсов через элементы И 11 и 18 на суммирующий вход счетчика 14. Поэтому в счетчике 14 не вырабатывается сигнал переполнения, триггер 15 остается в единичном состоянии, поддерживая открытым элемент И 19. Сигнал ответной реакции через элемент ИЛИ 5, элемент 6 задержки поступает на второй вход элемента И 19 и на его выходе 22 формируется сигнал ошибки. Если в результате отказа сигнал ответной реакции поступает позже допустимого времени .ои ™ вообще не подступает,то подача тактовых импульсов на вход счетчика 14 не прекращается, в результате чего вырабатывается сигнал переполнения счетчика 13, который поступает на выход 20 и является сигналом ошибки. Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным обеспечивает обнаружение более широкого класса отказов микропрограммно1го и управляющего автоматов, приводящих к пропаданию сигналов ответных реакций или поступлению их в момент времени, выходящих за допустиьме гра ницы. Формула изобретения 1, Устройство для контроля микропрограммного, автомата, содержащее счетчик импульсов, триггер блокировки, первый элемент задержки, первый, второй и третий элементы ИЛИ и первый элемент И, причем входы входных воздействий и ответный реакций устройства соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго эле мента ИЛИ и со входом первого элеме та задержки, нулевой выход триггера блокировки соединен с первым входом первого элемента И, вход синхроимпульсов устройства соединен со вторы входом первого элемента И, вход нач ло и конец работы устройства соединен соответственно с первым входом третьего элемента ИЛИ и со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход счетчика импульсов является первым входом устройства, отличающ е е с я тем, что, с целью увеличения глубины контроля, в устройств введены управляющий счетчик, триггер управления, второй элемент заде жки , формирователь кодов времени, второй, третий, четвертый и пятый элементы И, причем входы входных воздействий, ответных реакций и нач ла работы устройства соединены с соответствукяцими входами формирова7 теля кодов времени, первая и вторая группы выходов которого соединены с информационными входами счетчика импульсов и управляющего счетчика соответственно, выход переполнения управляющего счетчика соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом триггера управления, нулевой выход триггера управления соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, а единичный выход триг гера управления - с перчыми входами четвертого и пятого элементов И, выход первого элемента задержки соединен со вторыми входами третьего и пятого элементов И и со входом второго элемента защержки, выход которого соединен с нулевым входом триггера блокировки, выход первого элемента И соединен со вторыми входами второго и четвертого элементов И, выходы которых соединены с суммирующими входами счетчика импульсов и управляющего счетчика соответственно, выход третьего элемента И сое-, динен с единичным входом триггера управления и установочными входами счетчика импульсов и управляющего счетчика, выход пятого элемента И является вторым выходом устройства, вход начала работы устройства соедииен с третьим входом первого элемента ИЛИ. 2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что формиро- i ватель кодов времени содержит два шифратора, входы которых являются соответствующими входами формирователя, а выходы являются соответственно первой и второй группами выходов формирователя. Источники информации, принятые во внимание.при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 401996, кл. G 06 F 9/00, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 391563, кл. G 06 F 11/00, 1973. 3.Авторское свидетельство СССР №566248, кл. G 06 F 11/10, 1977 (прототип).

Л o«

fcwtrt. i- Tfr/nffx

OH

Hi

4wi

Фмг.З