Устройство для отладки многомодульной цвм

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 6 А Я)5 С 06 Р 11/28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕТЕНИЯ(56) Авторское свидетельство СССР 9 911531, кл. С Об Г 11/16, 1980,Авторское свидетельство СССР 9 1228108; кл, С 06 Р 11/26, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ДДЯ ОТЛАДКИ МНОГОМОДУЛЬНОЙ ЦВМ(57) Изобретение Относится к вычисли тельной технике и может быть использовано для отладки и оперативного контроля сложных цифровых устройств различного назначения. Цель изобретения - сокращение времени отладки и контроля, а также расширение функциональных возможностей по контролю ЦВМ с многомодульной структурой, Уст ройство для отладки многомодульной г.4 -иг.5ния по числииспольНОГО КОН ОТНОСИТСЯ К ВЫе и может бытьадки и оперативцифровых устройения, а также в Изобретенельной техн зовано для от троля сложных личного назна читыств рканых моа фиг,б -ии (заустройстчестве пульта управления мульти цессорной вычислительной машины Цель изобретения - сокращение времени отладки ЦВМ модульной структуры.На фиг.1 представлена блок-схема устройства для отладки многомодульной ЦВМ; на фиг.2 - функциональная схема блока управления; на й;г,3 оты уст- воздейст ов на)е обознаН АВТОРСКОМУ 2ЦВМ содержит отлаживающую ЦВМ, блок микропрограммного управления, блок регистров, регистр отлаживаемой ПВМ режимов, блок прерывания, блоки сопряжения с функциональными модулями, блок имитации модуля. Устройство обеспечивает работу в следующих режимах: запись информации в функциональные модули, считьвание информации из функциональных модулей отлаживаемой ЦВМ, имитацию работы ЦВМ. Порядок включения того или иного режима работы определяется программой контроля и отладки ЦВМ или же ручнымидействиями оператора на клавиатуре дисплея того же устройства, Построение блока на основе микропрограммируемости позволяет реализовать гибкий алгоритм управления системой, а использование ПЛМ в блоках прерьваний и имитации модуля позволяет значительно повысить эффективность контроля и отладки. 7 ил. то же, блока регистров; на фто же, блока прерьвания; наалгоритм работы блока управлорганизации режимов записи и Вания в Один из функциональ дулей контролируемой ЦВМ;.н алгоритм настройки и имитац пись, считывание) внешнего ва; на фиг.7 - алгоритм раб ройства выработки тестовыхвий и анализа реакции.Блочные символы алгоритфиг.5, 6, 7 имеют позициончения От 1 до 41,.Келемеш Техред И.Ходанич Корректор О.Кравцова еда ельский комбинат Патент , г. Уж Производственно агарина, 10 ул,Заказ 1161 Тираж 567 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, РаУшская наб., д, 4/5Устройство (фиг. 1) содержит отла -живающую ЦВМ 1, блок 2 микропрограммного управления, блок 3 регистров,регистр 4 режимов, блок 5 поразрядного сравнения, блоки 6.16.Исопряжения с функциональнымимодулями отлаживаемой ЦВМ, блок7 имитации модуля, информационный выход 8, информационный вход 9, группу10 выходов поля управления, группу1 выходов поля управления, вход 12прерывания, выход 13 блока 7, группу14 выходов, группу 15 выходов поляуправления, выход 16, выход 17 синхронизации, информационные вход-выход 18 и 19, группу выходов 20 управления, группу выходов 1, 22 и 23 поля управления, выход 24 блокировки,группу 25 выходов, группу 26 выходов 20Блок 6 связан с Функциональнымимодулями и содержит регистр 27, двунаправленный шинный формирователь 28,элемент И 29, узел 30 памяти,Блок 7 содержит приемный регистр31, передающий регистр 32, регистр33 настройки, узел 34 памяти, шинныйформирователь 35, элемент И 36.Блок 2 содержит узел 37 выбораследующей микрокоманды, узел 38 хранения микрокоманд, регистр 30 микрокоманд, генератор 40 импульсов, элемент И 41, мультиплексор 42.Блок 3 содержит регистр 43 считывания и регистр 44 записи.Блок 5 содержит узел поразрядного сравнения, состояший из последовательно соединенных элементов ЗИИПИ45, с подключенным к нему элементомНЕ 46, элементов НЕ 47 и ИЛИ 48.итриггера 49,Устройство для отладки многомодульной ЦВМ обеспечивает работу вследующих режимах: запись информациив функциональные устРойства отлаживаемой ЦВМ (на Фиг.1 не показано, нафиг.5 - блочные символы 1 - 12); считывание информации иэ Функциональных устрбйств отлаживаемой ЦВИ (Фиг,5,блочные символы 1-6, 13-17); имитацию работы отлаживаемой ЦВИ (фиг.5 иб, блочные символы 1-6, 18-30),Порядок включения того или иногорежима работы определяется программой отладки отлаживаемой ЦВИ или жеручными действиями оператора на кла-.55виатуре дисплея того же устройства.В режиме имитации устройство позволяет произвести настройку на за 1564630 4данный физический интерфейс внешнейЦВМ, определяющую входные и выходныелинии связи шин 18, Программа имитации отлаживающей ЦВМ может бытьвызвана с определенной периодичностьюили же по сигналам прерывания с блока5 поразрядного сравнения.Устройство 1 работает в режимахзаписи и чтения информации (информационные шины 8, 9, управляющче шины11, 12),В режиме записи для передачи каждого информационного слова ЦВМ 1 выработки тестовых воздействий и анализа реакций передает управляющее, азатем информационное слово (фиг.7,блочные символы 31-39).В режиме чтения ЦВМ 1 передаетуправляющее слово, а затем производитсчитывание информационного слова(Фиг.7, блочные символы 31-36, 40).Устройство для отладки многомодульной ЦВИ работает следующим образом.В исходном состоянии с выхода узла 38 и соответственно с выхода регистра 39 по шине 10 передается сигнал Готовность приемника (Г ).РЦВИ 1 выставляет по шине 8 управляющее слово и передает по выходу11 сигнал синхронизации передачи, который через мультиплексор 42 поступает на вход узла 37, в результатечего по очередному перепаду сигналас генератора 40 импульсов на выходеузла 37 формируется и передается вузел 38 новый адрес, по которому выбирается другая микрокоманда (фиг,5,блочные символы 1-6),На выходе узла38, а по сигналу с генератора 40 импульсов и на выходе регистра 39 формируется сигнал, который синхронизирует запись управляющего слова в регистр 4,Управляющее слово содержит два значащих поля. Первое поле содержит признак записи (считывания) и двоичныйкод заданного регистра отлаживаемойЦВМ или код регистров 31, 32 и 33,Второе поле содержит код начальногоадреса соответствующей микрокомандыблока 2.Рассмотрим случай, когда в управляющем слове задан режим записи водин из регистров отлаживаемой ЦВМ.Код адреса с признаком записи гередается с регистра 4 по выходу 14 вблоки 6 и 7 на входы узлов 30 и 345 15646 памяти, выполненных на программно-,логических матрицах. В данном случае задан регистр отлаживаемой ЦВМ, находящийся в 1-м функциональном модуле. Соответственно узел 30 памяти д-го блока 6 настроен на соответствующую группу кодов адреса, задающих регистры этого функционального модуля. Далее запускается микропрограмма, начальный адрес которой загружается из поля регистра 4 режимов.Далее в соответствии с микропрограммой на выходе регистра 39 формируется и передается по шине 10 сигнал 1 отовность приемника 1 р у одно временно мультиплексор 42 настраивается на прием сигнала синхронизации (фиг.5, блочные символы 7-12). Узел 37 при выполнении микропрограммы счи тывает каждый последующий адрес с регистра 39, катарьй в свою очередь принимает этот адрес в составе очередной микрокоманды с узла 38. ЦВМ 1 выставляет по выходу 8 информацион ное слово и передает сигнал синхронизации, по которому выбирается новая микрокоманда с узла 38 и передается на входы регистра 39.В составе этой микрокоманды присутствует бит записи в регистр 44, в Результате чего информационное слово записывается в указанный регистр. Код адреса регистра, принадлежащий к области адресов взаимодействия с д-м блоком 6 и записанньй ранее в регистр 4 передается по шине 14 на входы узлов 30 и 34 памяти. В соответствии с микропрограммой блок 2 и передает по шине 15 на входы узлов памяти 30 и 4 О 34 сигналы, организующие запись информационного слова в заданный регистр отлаживаемой ЦВМ. По ходу выполнения этой операции на выходе узла 30 памяти д-го блока 6 формируется 45 сигнал, переключающий регистр 27 в режим последовательного сдвига, да" лее производится последовательная перезапись информации с регистра 44 в регистр 27 того же блока 6.Последовательная передача производится следующим образом,На вход элемента И 41 блока 2 подается потенциальный сигнал разрешения сдвига, на другой вход - тактовые импульсы с генератора 40. На выходе этого элемента формируются импульсы сдвига, которые поступают в сдвиговую цепь регистра 44, переключенного 306в режим псследавательнага сдвига сигналом с регистра 39 блока 2. Кроме того, сигналы сдвига поступают через шину 17 сдвига в сдвиговые цеби регистров 27.Информация подается аднафазным кадом с выхода регистра 44 через шину 16 на входы регистров 27, запись же производится в тат блок 6, который задан диапазоном кодов адреса с регистра 4. Таким образом, происходит запись информации в регистр 27 блока 6. Па окончании последовательной передачи информации микропрограмма формирует сигнал, который в свою очередь вызывает появление сигнала на выходе узла 30, переключающего двунаправленный шинный формирователь 28, и передачу информации с вьхада регистра 27 в информационные шины 191 (вход-выход). Таким образом, информационное слово передается па этим шинам в функциональный модуль отлаживаемай ЦВМ, в котором имеются двунаправленные шины, подключенные к информационным входам регистров, Выходы регистров модуля через коммутаторы подключены на ту же шину. Затем с другого выхо" да того же узла памяти по шинам 20 ,передается сигнал записи, которьй поступает на вход синхронизации записи заданного регистра. Цепь записи с блока управления в функциональном модуле ЦВМ объединена с сигналом аналогичного назначения, поступающим из шин 20 монтажным ИЛИ. Таким образом, производится запись информации с регистра 27 в заданньй регистр функциональнага модуля отлаживаемай ЦВМ.В режиме считывания управляющее слово также записывается в регистр 4, В узел 37 загружается начальный адрес другой микропрограммы, Код адреса также передается на входы узлов 30, 34. Далее микропрограмма формирует и передает по шинам 15 сигнал, вызывающий на выходе узла 30 форьиравание сигнала опроса заданного регистра функционального устройства ЦВМ, который передается по шинам 20 и вызывает подключение заданного регистра к входу-выходу 19 (фиг.5,блочные символы 13-17). Двунаправленный шинный формирователь 28 в исходном состоянии пропускает сигналы шин 19 на вход регистра 27. Затем формируется сигнал записи в регистр 27 посигналу с шин 15 и информация а са 1564630стоянии заданного регистра параллельным кодом записывается в регистр 27.Далее в соответствии с микропрограммой регистр 27 переводится в режим последовательного сдвига, задается разрешающий уровень сигналана вход элемента И 29, одновременнов режим последовательного сдвига устанавливается регистр 43 блока 3 ипроизводится последовательная передача информации с регистра 27 черезэлемент И 29, шину 13 в регистр 43блока 3. Сдвиг регистров осуществляется сигналами сдвига, формируемыми15на выходе элемента И 41 блока 2 и передаваемыми в блок 3 по шине 17 вблоки б. По окончании передачи слована выходах регистра 43 и соответственно на входе 9 выставляется инфор 20мационное слово о состоянии заданного регистра отлаживаемой ЦВМ.Микропрограмма формирует сигналготовности и передачи информации Гд,который передается по выходу 10 в ЦВМ 25, Последняя организует считываниеинформации с входа 9, по окончаниикоторого передается по выходу 11 сигнал подтверждения приема П, далеепроизводит анализ и продолжает выполнение заданной программы,Рассмотрим работу устройства вчасти выполнения режима имитациивнешних устройств,В начале работы производится на 35стройка блока 7 на имитацию данноготипа вычислительного устройства,приэтом производится распределение линийсвязи в шине 18 на входные и выходные. Для этого ЦВМ 1 передает управляющее слово с адресным полем, вкотором задан код работы с узлом 34памяти блока 7. Затем передается информационное слово, которое через выод 8 регистр 44, выход 16 записывется в регистр 33 блока 7 .(фиг.б,блочные сигналы 18-21) . Сдвиг регистра 33 осуществляется по шине 16, разрешение на работу в режиме последовательного сдвига вырабатывается на50выходе узла 34 под действием сигналовс шины 15,задаваемых блоком 2.По окончании записи в регистр 33блок 7 считается настроенным на ими-.тацию заданного типа ВУ, Это опреде 55ляется наличием единичных и нулевыхсигналов на отдельных разрядах этогорегистра. Каждый разряд регистра 33подключен к управляющему входу соответствующего элемента с тремя состояниями, входящего в состав шинного формирователя 35. Количество этихэлементов в формирователе 35 соответствует разрядности регистров 32и 33, а к информационным входам этихэлементов подключены соответствующиевыходы разрядов регистра 32. Такимобразом, элементы (35), имеющие поуправляющему входу разрешающий уровень сигнала, подключают выход соответствукпцего разряда регистра 32 кшине 18 и назначают выходнымилиниямиа элементы (35), имеющие эапрешающийуровень сигнала на том же входе, остаюгся по выходу в состоянии высокогоимпеданса, Так как шина 18 подключенак информационным входам регистра 31,то разряды, имеющие по входам без-,различное состояние, относятся квходным линиям связи.Выдача сигналов по шине 18 производится аналогично описанному . Приэтом вместо регистра 33 задействуется регистр 32. Сигналы с выхода регистра 32 передаются через элементы(35) в шину 18 (фиг.б, блочные символы 22-26). Считывание информациис шины 18 производится по управляющему слову, при этом информация параллельным кодом записывается в регистр 31, затем передается последовательным кодом через эпемент И Збпо вьисоду 13 в регистр 43, с которого считывается в устройство 1 (фиг,б,блочные символы 27-30). Управлениерегистрами, участвующими в последовательной передаче информации, осуществляется блоками 2 и 7,Рассмотрим работу устройства сформированием сигнала "Прерывание",В регистр 31 блока 7 записываетсяиз ЦВМ 1 константа, задающая парамет"ры ожидаемого входного сигнала. Запись в регистр производится аналогично описанному. Регистр 31 подсоединен по выходам его разрядов на входузла 5 поразрядного сравнения блока,где каждый из иразрядов регистраподключен к входу соответствующегоэлемента ЗИИЛИ 45, а и-й разряд(знаковый) - к элементу НЕ 46 (и -общее количество разрядов регистра 31),Шина 18 подключена к входам элементов ЗИИГЯ 45 и через элементы НЕ 47к другим входам элементов ЗИИЛИ 45(фиг,4), т.е. в отсутствии сигнала сзаданными параметрами на выходах всех9 15646 элементов ЗИИЛИ 45 и соответственно на выходе элемента ИЛИ 48 присутствуют сигналы нулевого уровня. При появлении сигнала с заданными параметрами (линия связи задается сигналом единичного уровня на одном из разрядов регистра 31) на выходе соответствующего элемента ЗИИЛИ 45 появляется сигнал единичного уровня, который че 10 рез элемент ИЛИ 48 включает триггер 49, С выхода триггера сигнал передается в устройство 1, чта вызывает включение программы имитации (фиг.7, блочные символы 31-41). Вход установ 15 ки в исходное состояние триггера 49 управляется с блока 2.Таким образам, предложенное устройство позволяет вести отладку и контроль многомодульным ЦВМ, при этом блоки 6 и 7 могут размещаться на значительном удалении как друг от друга, так и от других блоков и устройств системы. Это качество достигнуто за счет одинаковой организации взаимо действия с каждым из этих блоков с использованием одного и того же. набора шин 13-17. Количество линий связи в канале, образованном шинами 13-17, незначительно за счет использования последоватальных передач информации.Формула из обретения35Устройство для отладки многомодульной ЦВМ, содержащее блок микропрограммного управления, блок поразрядного сравнения, блок регистров, регистр режимов, причем первый вход логическага условия блока микропрограммного управления подключен к входу устройства для подключения к шине управления отлаживающей ЦВМ, перВая группа ВыхОдОВ пОля упраВления 45 блока микропрограммного управления соединена с входом устройства для подключения к шине адреса отлаживающей ЦВМ, вторая и третья группы выходов поля управления блока микропрограммного управления соединены с первой и второй группами информационных входов блока регистров, первый выход поля синхронизации блока микропрограммного управления соединен с входом синхронизации блока регистров, четвертая группа выходов блока микропрограммного управления соединена с группой информационных входов ре 30 1 О гистра режима, первая группа выходовкоторого соединена с второй группойвходов логического условия блока микропрограммного управления, вторая группа инФормационных входов регистра режимов подключена к входам устройства для подключения к информационной стлаживающей ЦВМ и к третьей группе информационных входов блока регистров, группа выходов которого соединена с входом устройства для подключения к информационной шине отлаживающей ЦВМ, выходустройства для подключения к входу прерывания отлаживающей ЦВМ соепинен с выходом блока поразрядного сравнения,. вход блокировки которого соединен с вторым выходом поля синхронизации блока микропрограммного управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, чта, с целью сокращения Времени отладки ЦБМ модульной структуры, в него введены блок имитации модуля, 11 блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ (где 1 ч - число модулей в отлаживаемой ЦВМ), причем блок имитации модуля содержит приемный регистр, передающий регистр, регистр настройки, элемент И, шинный формирователь, узел памяти, а каждый 1-й блок сопряжения с функциональными мсдлями (1 = 1 Б) содержит регистр, двунаправленный шинный формирователь, элемент И и узел памяти, причем группа выходов приемного регистра блока имитации модуля соединена с первой группой информационных входов блока поразрядного сравнения, вторая группа информационных входов которого является группой входов устройства для соединения с группой информационных входов-выходов атлаживаемай ЦВМ, с первой группой информационных входов приемного регистра блока имитации модуля и с группой Выходов шиннсгс формирователя блока имитации модуля, адресные и информационные входы шинного формирователя блока имитации модуля соединены соответственно с выходами регистра настройки и передающего регистра блока имитации модуля, входы записи-считывания передающего регистра, регистра настройки и приемного регистра блока имитации модуля соединены с выходом блока регистров, а также с входами записи-считывания регистров Е блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемайЦВМ, вход записи приемного регистра блока имитации модуля соединен с первым выходом поля синхронизации блока микропрограммного управления и с вхо 5 дами записи считывания регистров Ю блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ, первая группа адресных входов узла памяти бпока имитации модуля соединена с вто-О рой группой выходов регистра режимов и с первой группой выходов регист ра режимов и с первыми группами адресных входов узлов памяти блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ, вторая группа адресных входов узла памяти блока имитации модуля соединена с пятой группой выходов поля управления блока микро" программного управления и с вторыми э 0 группами адресных входов узлов паня ти Н блоков сопряжения с функциональными модулями отлаживаемой ЦВМ, в блоке имитации модуля вторая группа информационных входов приемного ре гистра соединена с первой группой выходов узла памяти, вторая и третья группы выходов узла памяти соединены с группами информационных входов передающего регистра и регистра настройки соответственно, выход приемного регистра соединен с первым вхо дом элемента И, выход узла памяти сое динен с вторым входом элемента И,выход которого соединен с выходамиэлементов И Б блоков сопряжения сфункциональными модулями отлаживаемой ЦВМ и подключен к входу логического уровня блока регистров, в -иблоке сопряжения с функциональнымимодулями отлаживаемой ЦВМ группа выходов регистра соединена с группойинформационных входов двунаправленного шинного формирователя, группаинформационных входов. выходов которого является группой информационных входов выходов устройства дляподключения к -му функциональномумодулю отлаживаемой ЦВМ, группа выходов двунаправленного шинного фор"мирователя соединена с группой информационных входов регистра, входразрешения которсго соединен с первым выходом узла памяти, второй выходкоторого соединен с входом управления двунаправленного шинного формирователя, группа выходов узла памятиявляется группой выходов устройствадля подключения к управляющим группам входов соответствующего функционального модуля отлаживаемой ЦВМ, третий выход узла памяти соединен с первым входом элемента И, второй входкоторого соединен с выходом регистра,