Устройство для контроля микропрограмм

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН,(19) 1111 1 Я 1 6 06 Р 11/ УДАРСТВЕННЫЙ НОМИДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИ РЕТ ИЯ,ПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСНОЫУСЗИЙПВЛЬС(56) 1. Авторское свидетельство СССР.Ф 705452, кл. 6 06- Г 15/ОО;6 06 Р 11/ОО, 1980.2. Авторское свидетельство СССРВ 814109, кл. 6 Об Р 15/00;6 06 Г 11/ОО, 1982 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯИИКРОПРОГРИ 1 И, содержащее счетчик,первый и второй регистры логическихусловий, первый регистр микрокоманд,генератор импульсов, блок анализа,схему сравйения, триггер пуска, триг-,гер управления, первый коммутатор,первый элемент задержки, первый и вто"рой элементы ИЛИ, первый, второй,. третий, четвертый, пятый, шестой,седьмой, восьмой и девятый элемен"ты И, причем вход пуска устройствасоединен с единичным входом триггерапуска, единичный выход которого соединен с управляющим входом генератора импульсов, первый выход генератора импульсов соединен с первым входом Первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счете чика, вход логических условий устройства соединен с информационнымвходом первого коммутатора, выход которого соединен с информационным входом первого регистра логических условий, первый информационный вход устройства соединен с входом первогорегистра микрокоманд, выходы кода логических условий и йризнак ветвлеюя которого соединены соответственно с управляющим входом первого ком,мутатора и первым входом второго элемента И, выход которого соединен суправляющим входом первого регистралогических условий, выходы схемы сравнения и первого элемента задержкисоединены с первым и вторым входамитретьего элемента И соответственно,выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства,о т л и,ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения области примене-.ния, в устройство введены второйрегистр микрокоманд, регистр результата, второй коммутатор, третий элемент ИЛИ, второй, третий, четвер 1 ыйи пятый элементы задержки, причемвторой информационный вход устройствасоединен с входом. второго регистрамикрокоманд, выход кода логическихусловий которого соединен с управляющим входом второго коммутатора,вход логических условий устройства соединен с информационным вхо-дом второго коммутатора, выход которого соединен с информационным,входом второго регистра логическихусловий, единичный выход триггерапуска соединен с вторым входом второго элемента И и первым входом четвертого элемента И, выход которогосоединен с управляющим входом второ.го регистра логических условий, выход признака ветвления второго регистра микрокоманд соединен с вторым входом четвертого элемента И,выход признака конца микропрограм1056202 г оставитель И,Сигаловехред М, Гергель Коррект зр А. Зимокосов Редакто и Заказ 9308/4 го комийиот н ени РК тент",оектная, 4 жгород, ул Филиал ПП 3 Тираж 70ВБИИПИ Государствпо делам иэобре 13035, Москва, ЖПодписиета СССРтийаб., д, 4/51056202 контроля,мы первого регистра микрокомдид соединен с первыми нходдми пятого и шестого элементов И и второго элементаИЛИ, выход которого соединен с единичным входом триггерд управления,выход признака конца микропрограммывторого регистра микрокоманд соединен со вторыми входами второго элемента ИЛИ и пятого элемента И, а так-,же с первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ,и через второй элемент задержки спервым входом восьмого элемента И,единичный выход триггера управлениясоединен с вторым входом первого элемента И и через третий элемент задержки соединен с вторыми входамкседьмого и шестого элементов И, выходкоторого соединен с вторым входомтретьего элемента ИЛИ, через четвертый элемент задержки соединен с первым входом девятого элемента И, выход пятого элемента И соединен с инверсными входами первого, шестого иседьмого элементов И, а также с третьим входом третьего элемента ИЛИ,выход которого соединен с нулевым Изобретение относится к цифровой ,вычислительной технике и может быть использовано при разработке средств функционального диагностирования мультимикропрограммных систем, 5Известно устройство для контроля микропрограмм, содержащее регистры схему сравнения, элемент задержкии логические элементы И, ИЛИ 1Недостатком известного устройства 10 является низкая достоверность контроля, которая обусловлена тем, что устройство обеспечивает обнаружение только одного класса субъектив. ных ошибок типа "тупик". 151 Известно устройство для контроля микропрограммного автомата, содержащее регистры, триггер, элементы И, ИЛИ и схему сравнения /.20Недостатком известного устройства является также низкая достоверность входом триггера пуска, упрдвляющимвходом регистра результата и входомпервого элемента задержки, выход первого элемента задержки через пятыйэлемент задержки соединен с нулевымвходом триггера управления и установочными входами первого и второгорегистров логических условий, регистра результата и счетчика, выходкоторого соединен с первым входомсхемы сравнения, выходы первого ивторого регистров логических условийсоединены соответственно с первым ивторым входами блока анализа, выходкоторого соединен с информационнымвходом регистра результата, информационный выход, единичный и нулевойвыход триггера первого разряда регистра результата соединены соответственно с вторыми входами схемы сравнения и вторыми входами восьмогои девятого элементов И, выходы которых соединены соответственно свторым и третьим входами первого эле.мента ИЛИ, второй выход генератораимпульсов соединен с установочнымивходами первого и второго регистров микрокоманд. Известен также микропрограммный процессор, в состав которого входит устройство для контроля микропрограмм, содержащее счетчик, схему сравнения, регистр, триггер и элементы И,ИЛ 4 1.Недостатками известного устройства являются низкая достоверность контроля и узкая область применения. Это обусловлено тем, что оно контролирует ход выполнения микропрограммы путем подсчета числа микрокоманд только в линейной неразветвленной ее части. Кроме того, это устройство не позволяет контролировать микропрограммы.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является устройство для контроля микропрограммного процессора, содержащее счетчик, первый и второи регистры логических условий, первый регистр микрокоманд, генератор импульсов, блок105анализа, схему сравнения, триггеры пуска и управления, первый коммутатор, первый элемент задержки, первый и второй элементы ИЛИ; первый - девятый элементы И, причем вход пуска устройства соединен с единичным входом триггера пуска, единичный выход которого соединен с управляющим входом генератораимпульсов,первый выход генератора импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, вход логических условий устройства соединен с инфор,мационным входом первого коммутатора, выход которого соединен с информационным входом первого регистра логических условий, первый информационный вход устройства соединен с входом первого регистра микрокомаид. выходы кода логических условий и метка ветвления которого соединены соответственно с управляющим входом первого коммутатора и первым входом второго элемента И, выход которого соединен с управляющим входом первого регистра логических условий, выходы схемы сравнения и первого элемента задержки соединены с первым и вторым входами третьего элемента И соответственно, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства с 1 .Недостатком известного устроиства является узкая область применения, которая обусловлена тем, что в нем реализуется контроль последовательных микропрограмм путем подсчета числа реализованных микрокоманд к зависимости от выполняемой ветви (кортежа значений логических условий) и анализа соответствия индексов, изменяющихся в течение микротакта логических условий заданному распределению сдвигов, Это устройство ориентировано только на одновременный контроль одной (последовательной) микропрограммы, что существенно сужает область его применения. Для того, чтобы реализовать контроль параллельных микропрограмм, необходимо одновременно использовать два устройства, аналогичных известному, и специальную схему анализа. Такое техническое решение потребует больших затрат оборудования и приводит к снижению надежности устройства.6202 4Цель изобретения - расширение об.ласти применения устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для контролямикропрограмм, содержащее счетчик,йервый и второй регистр логических условий, первый регистр микрокоманд, генератор импульсов, блок анализа, схему сравнения, триггер пус ка, триггер управления, первый кбммутатор, первый элемент задержки,первый и второй элементы ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И, причем вход пускаустройства соединен с единичным входдом триггера пуска, единичный выход которого . соединен с упраВляющим входом генератора импульсов,первый выход генератора импульсов 20соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен сосчетным входом счетчика, вход логических условий устройства соединенс информационным входом первогокоммутатора, выход которого соединенс информационным входом первого регистра логических условий, первыйинформационный вход устройства соединен с входом первого регистра микрокоманд, выходы кода логических условий и метка ветвления которого соединены соответственно с управляющимвходом первого коммутатора и первымвходом второго элемента И, выход ко торого соединен с управляющим входом первого регистра логических условий, выходы схемы сравнения и первого элемента задержки соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элементаИ, выход которого соединен с первым входом первогоэлемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства, введены второй регистр микрокоманд, регистр ре эультата, второй коммутатор, третийэлемент ИЛИ, второй, третий, четвертый и пятый элементы задержки, причем второй информационный вход устройства соединен с входом второгорегистра микрокоманд, выход кодалогических условий которого соединенс управляющим входом второго коммутатора, вход логических условий устройства соединен с информационным 55 входом второго коммутатора, выходкоторого соединен с.информационнымвходом второго регистра логическихусловий, единичный выход триггерапуска соединен с вторым входом вто рого элемента И и первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с управляющим входом второ. го регистра логических условий, выход метки ветвления второго регистра микрокоманд соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход метки конца микропрограмм первого регистра микрокоманд соединен с перными входами пятого, шестого эле" ментов И и второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом триггера управления, выход метки конца микропрограммы второго регистра микрокоманд соединен с вторыми входами второго элемента ИЛИ и пятого. элемента И, а также с первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, а через второй элемент задержки-с первым, входом восьмого элементз И, единичный выход триггера управления соединен с вторым входом первого элемента И, а через третий элемент задержки соединен с вторыми входами седьмого и шестого элементов И, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, а через четвертый элемент задержки соединен . с первым входом девятого элемента И, выход пятого элемента И соединен с инверсными входами первого, шестого и седьмого элементов И, а также с третьим входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом триггера пуска, управляющим,входом регистра результатаи входом первого элемента задержки, выход первого элемента задержки через пятый элемент задержки соединен с нулевым входом триггера управления и установочными входами первоо и второго регистров логических условий, регистра результата и счетчика, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, выходы первого и второго регистров логических условий соединены соответственно с первым и вторым входами блока анализа, выход которого соединен с информационным входам регистра результата, информационный выход, единичный и нулевой выход триггера первого разряда регистра результата соединены соответственно с вторыми входами схемы сравнения50 55 повий 141, метки ветвления 14,2, информационным 14.3, метки конца второй микропрограммы 14.4, второй коммутатор 15, второй регистр 6 логических условий, генератор 17 импульсов с первым 171 и вторым 17,2 выходами триггер 18 управления, первый элемент И 19, счетчик 20, пятый элемейт И 21, второй элементИЛИ 22, третий 23, второй 24 и четвертый 25 элементы задержки соответ. ственно, шестой 26 и седьмой 27 и вторыми входами восьмого и девятого элементов И, выходы которых сое",динены соответственно с вторым и третьим входами первого элемента ИЛИ,второй выход генератора импульсовсоединен с установочными входамипервого и второго регистров микрокоманд.Сущность изобретения состоит в 1 О расширении области применения устройства на основе организации одновременного контроля двух параллельно выполняемых микропрограмм.Контроль параллельных микропро грамм осуществляется путем сравяе"ния действительного и требуемого .значений. контрольного признака, получаемого путем модификации кода разности числа микрокоманд, содержа щихся в ветвях реализуемых параллельных микропрограмм, кодом значений логических условий.На Фиг, 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства;25 на Фиг, 2 - .временная диаграмма работы устройства; на Фиг, 3 - Функциональная схема первого и второгокоммутаторов; на фиг. 4 - фрагментпараллельной микропрограммы; наФиг. 5 - Фрагмент таблицы соответствия, описывающей работу блока ана-.лиза.Устройство содержит триггерпуска, первый регистр 2 микрокоманд,содержащий поля кода логических условий 2.1 метки ветвления 2.2, инФормационное 2.3 и метки конца первой микропрограммы 2.4, первый коммутатор 3, первый регистр 4 логических условий блок 5 анализа реУ Эгистр 6 результата, восьмой 7 и девя-,тый 8 элементы И соответственно;,первый элемент ИЛИ 9, второй 10 ичетвертый 11 элементы И соответственно, схем% 12 сравнения, третий элемент И 13, второй регистр 14 микрокоманд с полями кода логических ус10562 20 7элементы И соответственно, третий элемент ИЛИ 28, первый 29 и пятый 30 .элементы задержки соответственно, входы пуска 31, логических условий 32, первый 33 и второй 34 информационные входы устройства соответственно, выход 35 устройства.Первый (второй) коммутатор 3 (15) (фиг. 3) содержит группу элементов И 36;1-36.11 и элемент ИЛИ 37.На фиг. 4 и. 5 приняты следующиеж Р Р обозначения; АА,А 1,..,А 7 - микрокоманды первой и второй,параллельной микропрограмму хухе ы 1 логические условия; М,М - количест. во микрокоманд в микропрограммах при фиксированных значениях логи- . ческих условий;.Ь МР- требуемое значение контрольного признака, - маркерный разряд.Поясним назначение основных узлов устройства.Регистры 2 и 14 микрокоманд предназначены для хранения микрокоманд параллельных микропрограмм. Эти регистры имеют в соответствии с форматом микрокоманд чСтыре поля: поле кода логических условий 2,1 (141), в котором указывается код (номер) проверяемого в данной точке ветвления логического условия; поле метки ветвления 2,2 (14.2), в котором эанисывается единица только в точках ветвления; информационное поле 2,3 (14.3), в котором записываются операционные и адресные части микрокоманд (адресные части посту-, пают на формирователь адреса, а операционные на выход устройства; выходы:этого поля условно не показа 40 . ны); поле метки конца микропрограм.мы 2.4 (14.4), в котором записывается единица только в последней микрокоманде микропрограммы. Триггер 1 предназначен для фик сации сигнала начала параллельного участка, который является пусковым сигналом для данного устройства.Элементы И 10 и 11 предназначены для разрешения записи значений ло гических условий в регистры логичес-, ких условий по меткам ветвлений в процессе выполнения параллельных микропрограмм. Регистры 4 и 16 логических условий предназначены для 55 записи кода значений логических условий. Запись информации в эти ре, гистры осуществляется через комму 02 8 таторы 3 и 15 (фиг. 3). С помощьюэлементов И 36136.1 иэ кодазначений логических условий, поступающих на входы 32, выделяется одинразряд (код на входах 2.1 (14)унитарный) и значение проверяемогологического условия через элементИЛИ 37 записывается в регистры4 н 6Блок 5 анализа предназлачен дпяформирования кода знакового разрядатр1 дп(ВМ ) этого числа в зависимостиот кодов значений логических условийи является комбинационным кодовымпреобразователем. Алгоритм функционирования блока 5 анализа поясняется примером, представленным нафиг. 4 и 5. Для данной параллельноймикропрограммы (фиг. 4) таблица соответствия входных наборов представлена на фнг. 5.Регистр 6 результата предназначендля записи и хранения кодадМ сформированного в блоке 5 анализа, элементы И 7 и 8 - дпя сравнения знаков,схема 12 сравнения - для сравненияабсолютных значений кодовэлементИ 13 - для разрешения выдачи резуль.татасравнения после Формированиякода 6 Мр в регистре 6. Элемент ИЛИ 9предназначен для выдачи сигнала ошибки в случае несовпадения 5 дп(ьМ )%ри Б 1 дп (М 6) или кодовЬ 1 Чи / Ъ Ч/ .Элемент ИЛИ 22 предназначен для формирования сигнала об окончании любой нли обеих параллельных микропрограмм, Генератор 7 тактовых импульсов обеспечивает синхронизацию работы. По импульсам с выхода 17.1производится считывание микрокоманд в регистры 2 и,14, а с выхода17.2 - их обнуление. Триггер 18 предназначен для фиксации сигнала окончания одной из параллельных микропрограмм. Элемент И 19 предназначендля разрешения подсчета счетчиком20 кода разности микрокоманд ь М вслучае, если выполнение одной микропрограммы уже закончено, а второйеще нет, Элемент 23 задержки предназначен дпя исключения формированиярезультата контроля по сигналу обокончании выполнения первой микропрограммы,Элемент И 21 предназначен для обеспечения сравнения кодов А М р/ и/ЬМ 9тр блокировки сравнения знаков 5 доХМ г)1 и 51 дп(ЬФ) и запрещения записи ини запрещает запись логических условий в регистры 4 и б логических условий. Код Ь ,1 записывается в регистр,тД6 результата. С задержкой, равнойвремени записи кода Ь Ч н регистр 6,тросуществляемой элементом 24 (25) задержки, сигнал поступает на вход элемента И 7 (8) и свидетельствует о том,что знак разности Ь М отрицательный(положительный). На другой вход это Ого элемента поступает сигнал со знакового разряда регистра 6. Этот сигнал равен единице, если знак.у;М положительный, и нулю, если знак 4 Иотрицательный.15Таким образом, при несовпадении 5 19 п(ЬМ ) и 59 пЬМф) на выходе элемента И 7 (8) появится единичныйсигнал, который через первый элементИЛИ 9 пройдет на выход 35 устройства. 20Одновременно со сравнением знака,единичный сигнал с выхода элементаИЛИ 28 с задержкой на элементе 29задержки поступает на вход элемента , И 13 и разрешает прохождение на выход устройства 34 сигнала результатасравнения кодов( Ь М г иЬ МИ(, Этикоды снимаются соответственно с выходов регистра 6 и счетчика 20 и посту,пают на входы схемы 12 сравнения. Если коды не совпадают, то единичный сигнал ошибки с выхода схемы12 сравнения через элементы И 13 и ИЛИ 9 поступа т на выход устройства 35.35 С задержкой на элементе 30 задержки равной времени сравнения кодов Ь Ми Ь М, сигнал поступит затем на Й-входы триггерови 15, регистра 6, 01-входы регистров 4 и 16 логических условий, При этом триггеры 1 и 5 и регистр 6 обнуляются, а в первые разряды регистров 4 и 16 логических условий записываются единицы.Если выполнение обеих микропрограмм закончится одновременно, то с выходов полей 2.4 и 14,4 одновременно поступят сигналы, триггер 18 установится в единичное состояние, но подсчет кода Ь М б в счетчике 20 не произведется, так как инверсный вход элемента И 19 запирается сигналом высокого уровня, поступающим с выхода элемента И 21, этим же сигналом запираются элеменчы И 26 и 27, Единичный сигнал, снимаемый с выхода шестого элемента И 21, поступает на вход элемента ИЛИ 28, что влечет эа собой окончание формирования ко, тРда Ь М и запись его в регистр 6тр результата, сравнение кода ( Ь М ( с ) Ь МИ, автоматическую установку схемы висходное положение аналогично вышеописанномуТаким образом, предлагаемое устройство позволяет осуществлять в отличие от известных контроль как последовательных, так и параллельных микропрограмм.