Устройство для отладки микроэвм

)5 6 06 Г 11/2 ОБРЕТЕНИЯ АНИ ИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМ 4 В 31ститут электронной йлов,А. Ми Рафик О.В.Ьлинко ин, А.Г я ов, А,В. Алилуйко в и Г.А. Овидетельство СССР06 Р 11/26, 19етельство СССР06 Г 11/26, 198 ЛАДКИ МИКРОЭВМ относится к вычислиможет быть испольйке и проверке рабо- кроЭВМ, отладке и аммного обеспечения. Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при настройке и проверке работы управляющих микроЭВМ, отладке и контроле их программного обеспечения.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения дополнительных режимов отладки при выполнении программ и обмене информацией.На фиг, 1 представлена блок-схема устройства для отладки микроЭВМ:, на кг. 2 - структурная схема блока выел я адресов режимов контроля; на ета ени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретениетельной технике изовано при кастроты управляющих миконтроле их прогр Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства засчет обеспечения дополнительных режимов отладки при выполнении программ иобмене информацией. Устройство содержит блок вьщеления адресов режимаконтроля, блок задания режима, блокуправления, блок анализа режимов,блок счета времени, блок замыкания ши"ны адреса и шины данных на шину данных, блок программируемой задержки,блок хранения кодов прерываний, блокуправления отображением контрольнойинформации, блок выдачи режимов работы микроЭВМ, блок индикации состояний,блок индикации. Устройство позволяетповысить эффективность и качествоконтроля управляющих микроЭВМ н отладки их программного обеспечения засчет реализации режимов контроля иотладки с имитацией работы управляющей микроЭВМ в реальных условиях.3 з.п, ф-лы, 10 ил. фиг. 3 - структурная схема блока счвремени; на Фиг. 4 - структурная схема блока управления; на Фиг. 5структурная схема блока анализа режимов; на фиг6 - структурная схемаблока хранения кодов прерываний; нафиг. 7 - структурная схема блока замыкания,шины адреса и шины данных на шину данных; на фиг 8 - структурнаясхема блока программируемой задержкина фиг. 9 - структурная схема блокавыдачи режимов работы микроЭВМ; нафиг. 10 - структурная схема блока управления отображением контрольной информации.1587514 гс Вг Составитель И, Хазоваедактор Н. Яцола Техред Л.Сердюкова Корре Поа писное город, ул. Гагарина, 101 аз 2421 Тирах 575НИИПИ Государственного комитета по изобретения 113035, Москва, Ж, Раушская изводственно-издательский комбинат "Патент открытиям при ГКНТ ССР д. 4/5Предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность и качествоконтроля управляющих микроЭВМ и отладки их программного обеспечения за счет реализации режимов контроля и отладки с имитацией работы управляющей микроЭВМ в реальных условиях, с учетом особенностей управляющих программ и обмена с внешними устройствами. 1 ОУстройство содержит блок 1 вьщеления адресов режима контроля, блок 2 задания режимов, блок 3 управления, блок 4 анализа режимов, блок 5 счета времени, блок .6 замыкания шины адреса 15 и шины данных на шину данных, блок 7 программируемой задержки, блок 8 хранения кодов прерываний, блок 9 управления отображением контрольной информации блок 10 выдачи режимов работы щ микроЭВМ, блок 11 индикации состояний, блок 12 индикации, вход 13 синхросигналов, вход 14 первого сигнала обмена, вход 15 сигнала загрузки команды, , вход сигнала 16 запись-считывание, 25 вход 17 импульсов частоты 4 МГц, выход 18 второго сигнала обмена, выход 19 сигнала блокировки синхроимпульсов, выход 20 на шину прерываний, выход 21 сигнала начальной установки микроЭВМ, З 0 шину адреса (ША) и шину данных (ЩЦ).Блок выделения адресов режима контроля (фиг, 2) содержит регистр 22, селектор 23 адреса и дешифратор 24. Блок счета времени (фиг. 3) содержит триэлемента НЕ 25-27, счетчик 28, два35 элемента И-НЕ 29 и 30, два элемента НЕ 31 и 32 и счетчик 33. Блок управления (фиг. 4) содержит элемент НЕ 34, элемент И 35, при элемента И-НЕ 36-38три элемента И 39-41, триггер 42 и элемент НЕ 43. Блок анализа режимов (фиг. 5) содержит элемент 44 задержки, два элемента И-НЕ 45 и 46, три триггера 47 - 49, элемент НЕ 50, два элемен 45 та И-НЕ 51 и 52, триггер 53, два элемента НЕ 54 и 55, элемент И-НЕ 56 и триггер 57.Блок хранения кодов прерываний(фиг. 6) содержит регистр 58 и элемент И-НЕ 59. Блок замыкания шины адреса и шины данных на шину данных(фиг. 7) содержит два регистра 60 и 61, и элемент И-НЕ 62. Блок программируемый задержки (фиг. 8) содержит эле-. мент ЯЕ 63, регистр 64, счетчик 65,)5 элемент И-НЕ 66, элемент И 67 и элемент НЕ 68. Блок выдачи режимов работы микроЭВМ (фиг,. 9) содержит элемент И-НЕ 69, регистр 70, элемент И-НЕ 71,усилитель 72 иэлемент И-НЕ 73. Блокчпоавления отображением контрольнойинформации (фиг. 10) содержит регистр74, генератор 75 импульсов, счетчик76, два мультиплексора 77 и 78, пваэлемента НЕ 79 и 80, коммутатор 81,шифратор 82 и дешифратор 83.Блок 1 выделения адресов режимаконтроля служит для приема адреснойинформации и выделения группы адресов, обеспечивающих работу устройства,Блок 3 управления служит для выработки сигналов, управляющих работойдругих блоков устройства. Выходнымисигналами блока являются сигналы сблока выделения адресов режима контроля и внешние входные сигналы загрузки команды и запись-считьвание. Блок2 задания режимов представляет собойпульт управления устройством, на котором размещены органы управления инаборное поле в виде тумблеров и кнопок,Блок 4 анализа режимов служит длявыработки сигналов, обеспечивающихреализацию соответствующих режимов работы устройства. Блок 5 счета временипредназначен для .счета времени выполнения программы в микросекундах илисчета машинных тактов при выполнениипрограммы. Блок б замыкания шины адреса и шины данных на шину данныхобеспечивает контроль информации нашинах.Блок 7 программируемой задержкислужит для приема и хранения программно устанавливаемого времени задержкисигнала квитирования обмена (второгосигнала обмена) Блок 8 хранения кодов прерываний служит для приема информации прерывании, задаваемой сблока задания режимов или программнои выдачи ее в блок управления отображением контрольной информации и на шину данных прерываний микроЭВМ, Блок 9управления отображением контрольнойинформации предназначен для коммутации входной информации и выработкисигналов, обеспечивающих индикацию информации на первом блоке индикации.Блок 10 выдачи режимов работы микроЭВМ служит для приема кодов режимаработы микроЭВМ, включая вызов определенных программ и тестовых процедур,задаваемых с блока задания режимов ивыдачи на шину данных и блок индикации состояний,15875устройство работает следующим образом.При подаче питания на устройство в блоке 2 задания режимов вырабатыва 5 ются сигналы начального установа (фиг. 1), которые поступают в блок 4 анализа режимов, в блок 10 выдачи режимов работы микроЭВМ и в блок 8 хранения кодов прерываний, По этим сигна лам вырабатываются команды на сброс режима блокировки синхроимпульсов (выход 19), на установку в исходное состояние счетчика 28 блока 5 счета времени (фиг. 3), регистра 64 и блока 7 программируемой задержки (фиг. 8), регистра 70 блока 10 выдачи режимов Работы микроЭВМ (фиг, 9), а также возбуждение соответствующих установленному режиму работы светодиодов блока 11 20 индикации состояний.С шины адреса по синхроимпульсу СИ в регистр 22 адреса (фиг. 2) заносится код адреса. Селектор 23 адреса выделяет комбинации адресов в заданных 25 пределах. По команде ввода или вывода из микроЭВМ в устройство на вход 14 поступает первый сигнал, обмена, в результате выделенные комбинации адреса дешифрируются в дешифраторе 24. На входе 16 устройства микроЭВМ устанавливает сигнал запись-считывание в состояние "1" при выполнении команды ввода информации в микроЭВМ и в состояние 10 при выполнении команды вывода информации из микроЭВМ.Замыкание шины адреса и шины данных на шину,цанных для обеспечения контроля каналов обмена микроЭВМ осуществляется следующим образом. 40В регистр 60 адреса и регистр 61 данных блока замыкания шины адреса и шины данных на шину данных 6 (фиг. 7) постоянно с ША и ИД заносится информация по сигналу с элемента И-НЕ 62, по ступающему на синхровходы регистров. По соответствующим командам с блока 3 управления информация с регистра 60, адреса или с регистра 61 данных поступает на ЩЦ. Одновременно информация подается на вход регистра 74 блока 9 управления отображением контрольной информации (фиг. 10), что обеспечивает возможность визуального контроля информации на блоке 12 индикации. В остальное время выходы регистров 60 и 61 находятся в третьем состоянии.Программная установка задержки сигнала кватирования обмена (второго сиг 14 .6нала обмена) осуществляется следующимобразом. По команде вывода по определенному адресу в блоке 3 управлениявырабатывается сигнал, поступающий насинхровход регистра 64 блока 7 программируемой задержки (фиг. 8) и с шины данных в регистр 64 заносится .кодзадержки. По первому сигналу обмена,поступающему с входа 14 устройства,код заносится в счетчик 65. С частотой синхроимпульсов величина кода задержки в счетчике 65 начинает уменьшаться, При обнулении счетчика 65 навыходе 18 устройства выдается второйсигнал обмена,В устройстве реализуется два режима контроля хода программ: подсчетомвремени выполнения программы в микросекундах и подсчетом машинных тактов.Соответствующий режим задается блоком2 задания режимов, При этом для счетавремени с блока 2 задания режимов наблок 4 анализа режимов поступает нулевой сигнал, а для счета машинныхтактов - единичный. В случае выборарежима счета машинных тактов. блок 4анализа режимов вырабатывает сигнална блок 5 счета времени, при которомна вход счетчика 33 (фиг. 3) .блока 5начинают поступать синхроимпульсы. Врежиме счета времени входная частота4 МГц пересчитывается в счетчике 28блока 5 счета времени в частоту1 МГц и подается на вход счетчика 33.В результате последний считает времяв микросекундах. Моменты начала и конца счета в обоих режимах определяются сигналами, вырабатываемыми блокамиуправления 3 и анализа режимов 4.Код информации по прерываниямможет быть записан в блок 8 хранениякодов прерываний с наборного поля блока 2 задания Режимов или занесен программно с шины данных по команде сблока 3 управления, Выдача кода преры.ваний с блока 8 хранения кодов прерываний 8 осуществляется через элементИ-НЕ 59 блока 8 (фиг. 6) по сигналамс блока 4 анализа режимов на шинупрерываний и на вход блока 9 управления отображением контрольной информации 9.Код информации по режимам работымикроЭВМ устанавливается на наборномполе блока 2 задания режимов в видедвухбайтного слова и поступает нарегистр 70 блока 10 выдачи режимовработы микроЭВМ (фиг. 9) ко команде сЪблока 4 анализа режимов (фиг. 5). При . этом устройство работает в режиме счета времени, Управление выдачей информации с регистра 70 блока 10 выдачи режимов работы микроЭВМ на ШД и на второй вход блока 11 индикации состояий осуществляется с блока 2 заданияежимов и с блока 3 управления. В устройстве предусмотрен режим считывания 1 О состояния кнопок наборного поля бло" ка 2 задания режимов. В этом режиме микроЭВМ выполняет команду вывода по определенному адресу, управляющий сигнал с блока 3 управления поступает 15 на элемент И-НЕ 73 блока выдачи режимов работы микроЭВМ 10, и информация о .состоянии кнопок поступает на ШД.1 Уск микро-ЗВМ с блока 2 задания режимов осуществляется следующим .образом. На пульте управления блока 2 заданкя режимов нажимается. соответствуютцая кнопка ГПуск"), и сигнал поступает в блок 4 анализа режимов че" рез элемент И-НЕ 45 на триггер 53,ф 25 который переходит в нулевое состояние, По сигналу занесения команды триггер 57 устанавливается в нулевое состояние, в этом случае на выходе триггера 57 появляется единичный сиг нал блокировки синхроимпульсов (выход 19). МикроЭВМ начинает вырабатывать синхроимпульсы,Останов микроЭВМ с пульта управления блока 2 задания режимов происхо дит следующим образом. На пульте нажимается соответствующая кнопка, и сигнал поступает на установочный вход триггера 53 блока 4 анализа. режимов. Триггер 53 устанавливается в единичное 40 состояние, в этом случае по сигналу загрузки команды (вход 15) триггер 57 переходит в единичное состояние и на его выходе появляется сигнал блохи РОВки синхроимпульсОВ низкого УРОВняр 45 который блокирует в микроЭВМ выработку синхроимпульсов, Предусмотрен также программный останов микроВМ, при этом микроЭВМ выполняет команду вывода единиЦы на ШД по определенному ад ресу, и с блока 3 управления на блок 4 анализа режимов приходят управляющие сигналы.Начальный установ микроЭВМ (переход к начальной пРОграмме) ОсущестВля тся по нажатию соответствующей кнопи на пульте управления блока 2 задания режимов, Сигнал прокодит в блок 3 анализа режимов на вход сброса триггера 49 (фиг. 5), который переходит в нулевое состояние. Сигнал с единичного триггера 49 поступает через элемент НЕ 55 на выход 21 низким уровнем как сигнал начального установа.Наличие блока 9 управления отображением контрольной информации позволяет осуществить отображение на первом блоке 12 индикации всей необходимой информации. Информация с блока замыкаЙия шины адреса и шины данных на шину данных через последнюЮ поступает на регистр 74 блока 9 управления отображением информации 9 (фиг, 10). Далее информация проходит на первый мультиплексор 77, на этот же мультиплексор 77 поступает информация с блока 8 хранения кодов прерываний. Информация о времени выполнения программ поступает на второй мультиплексор 78 с блока 5 счета времени. Блок 9 управления отображением контрольной информации принимает, коммутирует входные данные и управляет выдачей информации на первый блок 12 индикации.Формула изобретения1. Устройство для отладки микроЭВМ, содержащее блок уцравления, блок задания режимов, блок анализа режимов, блок счета времени, блок индикации, причем Выходы задания режимов счета останова, первой и второй начальных установок блока задания режимов соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока анализа режимов, пятый и шестой входы которого соединены соответственно с входом устройства для подключения к выходу синхроимпульсов и к выходу загрузки команды отлаживаемой микроЭВМ, первый выход блока анализа режимов соединен с первым входом сброса блока счета времени, первый вход блока управления соединен с входомтустройства для подключения к выходу записи чтения микроЭВМ, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей эа счет обеспечения дополнительных режимов отладки, устройство содержит блок выделения группы адресов режима контроля, блок замыкания шины адреса и шины данных на шину данных, блок управления отображением контрольной информации, блок программируемой задержки, блок хранения кодов прерыва14 10хрониэации и сброса которого соединены соответственно с восьмым выходок блока управления и третьим выходом блока анализа режимов, четвертый выход которого соединен с входом блокировки блока счета времени и является выходом устройства для подключения к входу блокировки синхроимпульсов отлаживаемой микроЭВМ, пятый выход блока анализа режимов соединен с входом разрешения выдачи блока хранения кодов прерываний и в совокупности с третьим выходом начальной установки блока задания режимов образуют выход устройства для подключения к входу начальной установки отлаживаемой микроЭВМ, шестой выход блока анализа режимов соединен с первым информационным входом блоха индикации состояний, второй информационный вход которого соединен с выходом блока выдачи режимов работы микроЭВМ, седьмой и восьмой выходы блока анализа режимов являются выходами устройст ва для подключения к шине данных мик- роЭВМ, девятый выход блока анализа режимов соединен с входом сброса блока программируемой задержки, информационный вход, вход разрешения и первый и второй синхровходы которого сое" динены соответственно с информационным выходом блока замыкания шины адреса и шины данных на шину данных, с шестым выходом блока управления и входом устройства для подключения к синхровйходу и выходу признака обмена отлаживающей микроЭВМ, соединенным с первым входом разрешения блока замыкания шины адреса и шины данных на шину данных выход блока программируемой задержки является выходом устройства для подключения к входу признака обмена отлаживающей микроЭВМ, второй вход разрешения блока замыкания швы адреса и шины данных на шину данных соединен с входом устройства для подключения выхода записи чтения отлаживающей микроЭВМ, второй информационный вход блока хранения кодов прерыва" ний является входом устройства для подключения к шине данных отлаживаю" щей микроЭВМ, а выход - к второму информационному входу блока управления отображением контрольной информации и является выходом устройства для подключения к входу прерывания отлаживаемой микроЭВМ, третий информационныйвход блока управления отображением контрольной информации соединен с вы 15875 ний, блок выдачи режимов работы мик- роЭВМ, блок индикации состояний, причем информационный вход, входы синхроимпульсов и признака обмена блока выделения группы адресов режима контро 5 ля являются входами устройства для подключения к адресной и управляющей шинам отлаживаемой микроЭВМ второй вход блока управления является входом загрузки устройства, выходы блока выделения группы адресов режима контроля соединены соответственно с входом строба адреса и строба данных блока замыкания шины адреса и шины данных на шину данных и с группой входов блока управления, первый выход которого соединен с входом режима блока замыкания шины адреса и шины данных на ши" ну данных, первый и второй информаци онные входы которого соединены с входами устройства для подключения к шинам адреса и данных отлаживаемой мик- роЭВМ, а выходы - с первым информационньи входом блока управления отобра жением контрольной информации и являются выходами устройства для подключения к шине данных микроЭВМ, выход и вход записи блока управления отображением контрольной информации соеди- ЗО , иены соответственно с входами блока индикации и вторым выходом блока управления, третий и четвертый выходы которого соединены с разрешающими входами блока выдачи режимов работы микроЭВМ, информационные выходы и входы которого соединены с выходами устройства для подключения к шине данных отлаживаемой микроЭВМ и выходами кодов режимов работы ЭВМ блока задания 40 режимов, выходы пуска сброса и начального пуска ЭВМ которого соединены с одноименными входами блока анализа режимов, десятый вход которого соединен с входом устройства для подключе ния к шине данных микроЭВМ, а одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый и четырнадцатый входы - с пятым, шестым, седьмым и восьмым выходами блока.ми управления, второй выход блока ана 50 лиза режимов соединен с вторым входом разрешения блока счета времени и разрешающим входом блока выдачи режимов работы микроЭВМ, установочный вход которого соединен с выходом ос танова блока задания режимов, выход кода прерывания которого соединен с первым информационным входом блока хранения кодов прерываний, входы син 11158751ходом блока счета времени, вход опорной частоты и синхровход которого соединены соответственно с входами устройства для подключения к выходам метоквремени и синхроимпульсов отлаживающей микроЭВМ,2. Устройство по п, 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок управления отображением контрольной информации содержит регистр, два мультип- .лексора, генератор импульсов, счетчик,дешифратор, два элемента НЕ, шифратори коммутатор, причем информационный исинхронизирукщий входы регистра являются соответственно первым информационным входом и входом записи блока,выход регистра и второй информационный вход блока подключены соответственно к первому и второму информацион Оным входам первого мультиплексора, уп-,равляющий вхоц которого, первый управляющий вход коммутатора, вход первогоэлемента НЕ группа входов дешифрато-ра и управляющие вход второго муль- , 25типлексора соединены с выходами счет-чика, вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выходы первого мультиплексора, выходы второгои первого элементов НЕ соединены со- ЗОответственно с первым и вторым информационными и вторым управляющимвходами коммутатора, выходы которогосоединены с входами шифратора, выхьды которого и выходы дешифратора явля- Зются выходами блока, информационныйвход второго мультиплексора является тре.тьим информационным входом блока, а выходсоединен с входом второго элемента НЕ.Зв 1 стройство по пе 1 у О т л и 40ч а ю щ е е с я тем, что блок замыкания вины адреса и шины данных на шинуданных содержит регистр адреса, регистр данных и элемент И-НЕ, причеминформационные входы регистра адресаи регистра данных являются информационными входами блока, а установочныеи объединенные входы записи являютсясоответственно входами строба адреса,строба данных и входом режима блока,синхровходы регистра адреса и регистра данных соединены с выходом элемента И-НК, входы которого являются первым и вторым разрешающими вхОдами бло"кя, ВыхОды Регистра адреса и Регистра 55данных являются информационными выходами блока.4, Устройство по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что блок ана 12 лиза режимов содержит пять элементовИ-НЕ, три элемента НЕ, пять триггеровЪй элемент задержки, причем первые входы первого и второго элементов И-НЕи вход элемента задержки объединены иявляются седьмым входом блока, входысброса и синхронизации первого триггера являются соответственно третьим ипервым входами блока, вход данных первого триггера соединен с его инверснымвыходом и с шестым выходом блока, прямой выход первого триггера через первый элемент НЕ соединен с вторым,выхо"дом блока, выход .элемента задержки соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен свходами сброса второго и третьего триггерон,синхровход и установочный входвторого триггера являются соответственно четырнадцатым и вторым входамиблока, выход первого элемента И-НЕ соединен с входом данных второго триггера и с восьмым выходом блока, выход третьего элемента И-НЕ являетсяседьмым выходом блока, а его первыйвход соединен с выходом четвертогоэлемента И-НЕ и первым входом пятогоэлемента И-НЕ, выход которого является девятым выходом блока, выходчетвертого элемента И-НЕ соединен стретьим выходом блока и через второй элемент НЕ - с первым выходом блока, вторые входы первого и третьегоэлементов И-НЕ объединены и являютсядвенадцатым входом блока, установочный вход третьего триггера, вход сбро,са четвертого триггера и первый входчетвертого элемента И-НЕ объединены иявляются четвертым входом блока, второй вход четвертого элемента И-НЕ соединен с восьмым и одиннадцатым входами блока, вход данных и синхровходчетвертого триггера являются соответственно десятым и тринадцатым входамиблока, а инверсный выход - с вторымвходом пятого элемента И-НЕ, прямойвыход второго триггера соединен с входом данных третьего триггера и шестымвыходом блока, синхровход третьеготриггера является шестым входом блока, а выход соединен с четвертым выходом блока, вход сброса пятого триггера является девятым входом блока,сиыхровход является пятым входом блока, прямой выход пятого триггера непосредственно, а инверсный через третий элемент НЕ соединены с пятым выходом блока,