Устройство для отладки программ

моноло бреюто Ом онжГМж .мзч УежаваАюм сю доч ем,и:еяе йфа дреенстр состою нид арпа адресу Пбlб немалом Пзоонсыйюжюдаеее нас /+7 Хбгцетццн обноса б адресу лба опнолом у 2 юлцсмбоютсю донные, юблюющиесю но ным обресои длоноб пеооlпоеноа оомюпннйи 1 нн лнохобб дЖюэаюераевбмято доннмюенобблооФау/Ю Еае.ломо И, Ф жюиъФседонйые.йте как.оброщеннюндлонуоаерющЬалгюлиюоцнберсиомугоеноюу несостоюнне сиетаяоодресоб нннременпаруеоВЮ 7 Деррнн Офегю деелмюСЬад 1 б 6.1 771 Уймою Щ дЦ 3 юСйкз формнродоннесогналасланаб Ремом нсследодон Д 7Я каз 2125 Тираж 413 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 В ри роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, ГагарЭлемент НЕ 19 обеспечивает наращива.ние значения счетчика 2 адреса по заданному фронту сигнала У 4 в режимеподготовки блоков оперативной памяти.5Блок 10 микропрограммного управления (6 иг. 2) содержит блок 20 постоянНой памяти, регистр 21 микрокоманд,регистр 22 текущего адреса, триггер23 базового адреса, мультиплексор 24условий, генератор 25 тактовых импульсов, селектор 26 адреса, регистр27 и 28 адреса.Блок 12 синхронизации (Лиг. 3) содержит блок 29 постоянной памяти,регистр 30 микрокоманд, регистр 31текущего адреса, триггер 32 базовогоадреса, мультиплексор 33 условий,генератор 34 тактовых импульсов.Устройство для отладки программ ра-,0.ботает в двух режимах: в режиме подготовки данных (загрузка блоков оперативной памяти) и в режиме исследования РП.В режиме подготовки данных коммута торы адреса 6 и данных. 7 переключаются на прием информации от управляющеймагистрали. В качестве устройства управления может быть использована управляющая ЦВМ или пульт оператора,обеспечивающий загрузку блоков оперативной памяти данных 1 и признаков 5.Переключение коммутаторов 6 и 7 наприем от соответствующего входа производится сигналами соответственно Х 1и Х 2, Аормируемыми от регистра 13состояния.Состав и назначение, а также интерпретация битов регистра 13 состоянияприведены в табл. 1.40Загрузка регистра 13 состояния про-.изводится данными, поступающими отуправляющей магистрали при помощи ипод управлением блока 10 жкропрограммного управления (фиг.2),45Назначение микрокоманд блока 10микропрограммного управления, интерпретация и соответствие адресномупространству на управляющей магистралиприведено в табл. 2.Подпрограмма записи информации врегистр 13 состояния приведена втабл, 3,Работу блока 10 рассмотрим напримере операции загрузки информациив регистр 13 состояния.Из табл. 2 и Миг. 2 следует, чтоадрес 176166, соответствующий этойоперации, сигналом ОБИ фиксируется на регистре 28 адреса и поступаетна вход селектора 26 адреса, откудасчитывается код 01, который поступает на информационный вход регистра27 адреса подпрограмм.Далее выполнение операции рассмотрим в объеме ее выполнения на каждомшаге оператора (Лиг.4).Оператор 1. Селектор 26 адреса,получив иэ управляющей ЭВИ адрес176166, выдает код 01 на регистр 27адреса подпрограмм. При наличии текущего адреса, равного нулю, и базового адреса, равного нулю, организуется адрес (табл. 3) блока 20.постоянной памяти, где по текущему адресу А 2=001 подпрограмма переходитк выполнению второго оператора.Операторы 2 и 3. Формируется кодА 1=10 на мультиплексор 24 условий дляанализа сигнала ДЗП с управляющей магистрали. При условии наличия этогосигнала, т .е. лог, "1", на базовомвходе и текущего адреса 001 подпрограмма переходит к выполнению четвертого оператора, При условии отсутствия сигнала на базовом входе подпрограмма повторяет второй и третий операторы,Оператор 4. Формируется стробирующий сигнал Л записи в регистр 13 состояния. По текущему адресу А 2=010 подпррграмма переходит к выполнению пятого оператора.1Оператор 5. Формируется сигнал У 7в управляющую магистраль ОТВ о приемеинформации. Одновременно формируетсякод А 1=10 для анализа сигнала ДЗПс управляющей магистрали . По текущемуадресу 011 подпрограмма переходит квыполнению шестого оператора.Операторы 6 и 7. При условии наличия лог. "1" на базовом входе подпрограмма повторяет действие пятого оператора, так как происходит подготовкаожидания сброса сигнАла ДЗП. При условии сброса этого сигнала, т.е. наличии на базовом входе лог. "0", подпрограмма переходит к выполнению восьмого оператора.Операторы 8 и 9. Формируется кодА 1 01 для анализа сигнала ОБМ с уп-.равляющей магистрали. При условии наличия этого сигнала (базовый адрес равей единице) через оператор 10 происходит .зацикливание ожидания сбросасигнала ОБИ,1661771При появлении на магистрали адреса176164 блоков 1 и 5 оперативной памяти блок 1) управления формирует последовательно сигнал УЗ, переключающийблоки 1 и 5 из режима считывания врежим записи, а в следующем такте кроме сигнала УЗ формирует стробирующийсигнал У 4 записи данных (3) в блок 1оперативной памяти данных к записиданных (1) в блок 5 оперативной памяти признаков. После записи информации в блоки 1 и 5 по заднему фронтусигнала у 4 значение счетчика 2 адресаинкрементируется.Алгоритм работы устройства в реа- жиме подготовки блоков оперативнойпамяти представлен на Фиг. 5.Возможные операции (идентификация20 функций обслуживания устройства, подпрограмм микропрограммного управленияи адресного пространства управляющеймагистрали), выполняемые устройствомв режиме подготовки блоков оператив 25 ной памяти, приведены в табл.4.После окончания режима подготовкиблоков оперативной памяти устройствоготово к режиму исследования рабочихпрограмм. В этом режиме устройством30 управляет блок 12 синхронизации(Фиг. 3). Кодом А 1 с регистра 30 микрокоманд мультиплексор 33 условийнастроен на прием синхросигнала СИот исследуемой магистрали. В счетчик т 2 адреса по сигналу СИ заноситсяадрес исследуемой РП, являющийся ад"ресом блоков 1 и 5 оперативной памя-.ти. Одновременно по сигналу СИ запускается блок 12 синхронизации. Вре 40 менная диаграмма работы блока 12 синхронизации представлена на Фиг. 6. При условии сброса сигнала ОБМ(базовый адрес равен нулю) подпрограмма переходит к выполнению 11 опратора.Оператор 11, формируется сигнал Усброса, устанавливающий регистры 2722 и триггер 23 в нулевое исходноеположение.Таким образом, после установки регистра 13 состояния в соответствующсостояние выполняется режим подготовки устройства к работе.Устройство в режиме исследованиярабочих программ может выполнять дваподрежима: определение частотностиопераций при реализации РП; формировние сигнала "Останов" на выходе уст-.ройства после прохождения заданногочисла раз через исследуемую командупоэтому подготовка устройства, заключающаяся в заполнении блоков 1 и 5оперативной памяти, для этих режимовтоже ведется по разному,Подготовка блоков 1 и 5 оперативной памяти для выполнения подрежимаопределения частотности заключаетсяв обнулении всех ячеек блока 1 оперативной памяти данных и записи единицво все ячейки блока 5 оперативной памяти признаков из управляющей магистрали, т.е. от управляющей ЦВМ,Подготовка блоков 1 и 5 оперативной памяти для выполнения режима формирования сигнала "Останов" заключаеся в занесении в блок 1 оперативнойпамяти данных информации, соответствующей числу прохождения РП через исследуемый адрес. В эти же адреса вблоке 5 оперативной памяти признаковзаносятся единицы.В качестве примера рассмотрим заполнение блоков 1 и 5 оперативной памяти для режима Формирования сигнала"Останов" по любому, допустим 13218, 45адресу из всего адресного пространства, допустим от О до 4 К, после прохождения по этом адресу И, допустим 3,число раз.В этом случае в регистр 13 состояния по адресу 176166 и по сигналу Узаписываются данные Х 1:=1, Х 2:=1,ХЗ:=1, переключающие коммутаторы адреса 6 и данных 7 на прием информацииот управляющей магистрали. 55В счетчик 2 адреса по адресу 176162по сигналу У 2 записываются данные(1321 р), являющиеся адресом блоков 1и 5 оперативной памяти ОЗУ,Стробирующий сигнал СИ по тактовым импульсам от генератора 34 тактовых импульсов записывается в триггер 32 базового адреса, начиная, тем самым, Формирование последовательности стробирующих сигналов ИЕ/ЧТ, СЕ/ЧТ, СЕ/ЗП. Переход к новым адревам блока 29 постоянной памяти осуществляется по коду А 2 через регистр 31 текущего адреса.Алгоритм работы блока 12 синхронизации приведен на Фиг. 7..Операторы 1 и 2. Получив синхросигнал СИ исследуемой магистрали, блок 12 синхронизации Формирует сигнал ИЕ/ЧТ, переключающий блоки 1 и 5 из режима записи в режим считывания.Операторы 3 - 5. Одновременно ссигналом ЯЕ/ЧТ формируется стробирующий сигнал СЕ/ЧТ считывания из блоков 1 и 5 оперативной памяти, мульти-,плексор 24 условий также переключается на передачу анализа сигнала "Признак"Оператор 6. При наличии единицы вблоке 5 операторной памяти признаков10данные из блока 1 оперативной памятиданных записываются в регистр 3 попризнаку из блока 5 оперативной памя-.ти признаков через элемент 14 задержки. В том случае, если сигнал 15Признака в блоке 5 .оперативной памятипризнаков отсутствует, блок 12 син 1 ронизации вновь ожидает синхросигнаЛы. Одновременно сброс сигнала Е/ЧТвозвращает блоки 1 и 5 оперативнойпамяти в режим записи. Данные с выхода регистра 3 поступают на адресныевходы блока 8 постоянной памяти, настроенного регистром 13 состояния наинкрементирование иноформации, 25Оператор 7. Таким образом, еслив ячейке, блока 1 оперативной памятиданньм предварительно была записананулевая инйормация, то на выходе блока 8 постоянной памяти появится единица, которая сигналом СЕ/ЗП запишется в блок 1 оперативной памяти данньмпо адресу РП, хранящемуся в счетчике 2 адреса.Оператор 8. Собственным сигналом"Сброс" блок 12 синхронизации уста 35навливается в исходное положение,Алгоритм будет повторяться до окончания рабочей программы.Из описания видно, что адреса блоков. оперативной памяти представляютсобой множество счетчиков, каждый иэкоторых осуществляет подсчет числаследования команд с соответствующимиадресами,45Таким образом, после выполнения РПв ячейках блока 1 оперативной памятиданных, адреса.которьм идентиФицируются кодом исследуемых операций, эаФиксируется количество их прохождений50на исследуемой магистрали в процессевыполнения РП.Далее они могут быть считаны средствами управляющей ЭВМ. Причем, еслисчитывание производится с нулевогоадреса блоков оперативной памяти по55конечным, автоматически производитсяранжирование иноформации по частотности операций в РП,Считывание информации из блока 1оперативной памяти данных производится под управлением блока 12 синхронизации. При выполнении этой операциина управляющей магистрали выставляется адрес 176164. Селектор 26 адресадешифрует этот адрес и на информационный вход регистра 27 адреса подпрограмм записывается код, соответствующий операции считывания иноформации.При этом блок 1 О формирует сигналыУ 5 и У 6, коммутирующие шйнйый Формирователь 4 на передачу инФормации вуправляющую ЦВИ, а также сигнал У 4,стробирующий считывание иноформациииэ блока 1 оперативной памяти данных,а также увеличивающий на единицу состояние счетчика 2 адреса после каждого обращения к блокам оперативной памяти.Если (табл . 4, и. 1) устройство настроено на выполнение Функции Ьормирования сигнала "Останов", то после соответствующей загрузки регистра 13состояния устройство начинает выполнять укаэанный режим, Блок-схема алготритма устройства при АормированииФункции "Останов" приведена нафиг. 10,В счетчик 2 адреса по сигналу отисследуемой магистрали СН заноситсятекущий адрес исследуемой РП, являющийся адресом блоков 1 и 5 оперативной памяти. Одновременно по сигналуСИ запускается блок 12 синхронизации. Блок сийхронизации вырабатываетуправляющие сигналы (Лиг.8).Оператор 4, Формируется сигналЧЕ/ЧТ, переключающий блоки 1 и 5из режима записи в режим чтения.Оператор 5. Формируется сигналЯЕ/ЧТ и сигнал СЕ/ЧТ - стробирующийсигнал считывания из блоков 1 и 5оперативной памяти,Оператор 6. В случае наличия единицы в разряде признака блока 5 оперативной памяти признаков, диаграммапереходит к выполнению седьмого оператора, в случае отсутствия единицыв разряде признака блока 5, блок 12синхронизации устанавливается в исходное положение и ожидает нового запуска по сигналу СН от исследуемоймагистрали.Оператор 7. Формируются сигналыЧЕ/ЧТ и СЕ/ЧТ и инбормация с выхода блока 1 оперативной памяти данньизаписывается в регистр 3 по сигналупризнака иэ блока 5 оперативной памяти признаков через элемент 14 задержкиОператор 8. Сбрасываются сигналы ИЕ/ЧТ и СЕ/ЧТ, чем блок 1 оперативной памяти данных подготовлен к режиму записи новых данных. Сами данные с выхода регистра 3 поступают на адресные входы блока 8 постоянной памяти, настроенного на декрементирование. Та 10 ким образом, если в ячейке блока 1 оперативной памяти находились данные, равные 6, то с выхода блока 8 посто. - янной памяти поступают данные, равные 5. Данные. с выхода блока 8 постоянной памяти поступают на дешидратор 9 нуля и через коммутатор 7 данных - на входы данных блока 1 оперативной памяти данных.20Операторы 9 - 11. В случае равенства данных нулю, по сигналу ХЗ разрешения от регистра 13 состояния дешиФратор 9 нуля формирует сигнал "Останов" на выход устройства. В случае неравенства нулю данных, блок 12 синхронизации формирует стробирующий сигнал СЕ/ЗП в блок 1 оперативной памяти данных.Оператор 12Формируется сигнал "Сброс", устанавливающий блок 12 синхронизации в исходное состояние.В соответствии с рассмотренным ал-. горитмом видно, что сигнал "Останов" на выходе устройства будет сАормиро 35 ван после прохождения И числа раз по. адресу, отмеченному в блоке 5 оперативной памяти признаков.Устройство может Аормировать сиг". нал "Останов" по нескольким адресам РП. Для этого в блоке 5 оперативной памяти признаков исследуемые адреса помечаются единицами, а в соответствующие ячейки блока 1 оперативной памяти данных заносится необходимое 45 число проходов. Сигнал "Останов" будет сформирован тогда, когда один из помеченных признаков адрес повторится в РП то число раз, которое занесено в блок 1 оперативной памяти50 данных.Рассмотрим пример Аормирования сигнала "Останов" по адресу 1321 после прохождения его в РП три раза.В этом случае в режиме подготовки в блоке 5 по адресу 1321 записывает 55 ся признак, соответствующий единице,а в блоке 1 по адресу 1321 - число "3". Регистр 13 состояния заполняется в соответс гвин с .алгоритмом на Лиг. 10,.настраивая устройство на режим исследования РП в режиме Ьормирования сигнала "Останов".После запуска РП каждый раэ при появлении стробирующего сигнала СИ запускается блок 12 синхронизации, формирующий сигнал 1 Е/ЧТ. При появлении на исследуемой магистрали адреса 1321- по сигналу СЕ/ЧТ из блока 1 считывается число "3", а из блока 5 считывается сигнал, по которому через элемент 14 задержки в регистр 3 записывается число "3".С выхода регистра 3 число "3" поступает на адресные входы блока 8 постоянной памяти, настроенного на декреминтирование информации, следовательно, с выхода блока 8 через коммутатор 7 данных на информационные входы блока 1 оперативной памяти данных приходит число "2", В это время блок 12 синхронизации сбрасывает сигнал ИЕ/ЧТ, переключив при этом блок оперативной памяти данных из режима считывания в режим записи. По сигналу СЕ/ЗП число "2" запишется по адресу 1321 . В заключение по сигналу "Сброс" триггер 32 базового адреса и регистр 31 текущего адреса устанавливаются в нулевое исходное состояние. Устройство ожидает следующий сигнал СИ.При втором появлении на исследуемой магистрали адреса 13218 в блок 1 оперативной памяти данных запишется число "1", а при третьем появлении адреса 1321 - число "О", при этом дешифратор 9 выдает на выход устройства сигнал "Останов".Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яУстройство для отладки программ, содержащее счетчик адреса, блок оперативной памяти данных, четыре элемента ИИ, элемент задержки, дешифратор, нуля, регистр, блок микропрограммного управления, причем выход первого элемента ИЛИ соединен с тактовым входом счетчика адреса, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет Аормирования сигнала "Оста" нов" по заданной команде на заданном цикле ее выполнения, в устройство введены элемент НЕ, регистр состояния, коммутатор данных, коммутатор адреса,1661771 12 Т а б л и ц а 1 я РП бит ра татор 6 адр нас ма ии от н а п ервый и второй шинные формирователи,блок постоянной памяти, блок оперативной памяти признаков, блок синхронизации, причем выходы с первого по восьмой блока микропрограммного управления соединены соответственно с входм записи регистра состояния, с первм входом первого элемента ЮП 1, вторЬго и третьего элементов ИЛИ, входом 1 О р зрешения и входом управления наавлекшен передачи информации первогэ шинного фор 3 е 1 рователя, входом разршения и эходон управления направленем передачи информации второго шин ного формирователя, первый, второй и третий выходы регистра состояния соедИнены соответственно с управляющими водами коннутаторов адреса и данных и входом обращения блока постоянной памяти, третий выход регистра состояния соединен с тактовым входом дешифратора нуля, выход которого является нйходом останова устройства, первые группы входов-выходов первого и вто рого шинных формирователей через двустороннюю магистраль соединены с управляющей магистралью, выход блокаперативной памяти данных соединен с нформационным входом регистра и с ЗО вторым информационным входом первого шинного формирователя, выход которого соединен с первьм информационным входом регистра состояняя, с первыми информационными входами коннутаторов данных и адреса и первым входом логических условий блока никропрограммного управления, иоход второго шинного формирователя соединен с вторым входом логических условий блока микропрограмО много управления информационный вход одготовка адреса Х 1 устройства соединен с вторым информационным входом коммутатора адреса,выход которого соединен с инйормационньм входом счетчика адреса, выходы которого соединены с адресными входамиблоков оперативной памяти признакови данных, выход блока оперативной памяти признаков соединен с входом запуска блока синхронизации и через элемент задержки - с входом записи регистра, тактовый вход устройства соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с тактовым входом блока синхронизации, вход начальной установкиустройства соединен с входом начальной установки блока синхронизации,первый, второй и третий выходы которого соединены с вторьм входами соответственно второго, третьего и четвертого,элементов ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с входомобращения блока оперативной памятиданных, выход второго элемента ИЛИсоединен с входами записи блоков оперативной памяти данных и признаков,выход третьего элемента ИЛИ соединенс входом обращения блока оперативнойпамяти признаков и первым входом четвертого элемента ИЛИ, четвертый выходблока микропрограммного управлениячерез элемент НЕ соединен со счетнымвходом счетчика адреса, выход коммутатора данных соединен с информационными входами блоков оперативной памяти данных и признаков, выход регистрасоединен с адресным входом блока постоянной памяти, ньмод которого соединен с входом дешифратора и с вторыминформационным входом коммутатораданных. В режиме исследовани ве нулю, при этом коммуес настроен на прием и . р ц ис следуемой магистрали на вход счетчика 2 адреса.В режиме подготовки бит равен единице, при этом коммутатор 6 адреса настроен на прием информации от уп равляющей магистрали на вход счетчика 2 адреса.1661771 4 В режиме исследования РП бит равеннулю, при этом коммутатор 7 данныхнастроен на прием информации с выхода блока 8 на информационные входы блоков 1 и 5.В режиме подготовки бит равен единице, при этом коммутатор 7 данныхнастроен на прием информации от управляющей магистрали на входы блоков 1 и 5.В режиме определения частотностиопераций бит равен нулю, при этом вблоке 8 выбирается адресное пространство, в котором выполняетсяинкрементирование входной информации.3 режиме Лормирования сигнала Останов" бит равен единице, при этомв блоке 8 постоянной памяти выбиРежим работы блока 8. постоянной памяти идешидратора 9 ХЗ рается адресное пространство, в котором выполняется декрементирование входной инАормации. Наличиеединицы в этом бите также являетсяразрешением для работыдешиФратора9, выделяющего нулевой код из вы -ходной информации блока 8 постоянной памяти,Т а б л и 6.1 6 записи инющей маги- состояния мации из али в 76162 2 761 щии блоки 1 яти из .ре- считывания жима запис ежи их подготовк 761 У 4 записи оперативв 5 и данобирующии сигнал чтения в блоках ои памяти призна ации шиннь адрес-данн инАормации гистрали в 156 У 6 нс Аорх из от Сигналы комму мирователей 4 режима приема управляющей м режим правсчитывани ляющую ЭВ ормации в Подготовка данных Х 2 Стробирующий сигналформации из управлстрали в регистр 1Сигнал записи ин 6 оуправляющей магистсчетчик 2 адресаСигнал, переключаюи 5 оперативной пам Продолжение табл.16 1661771 Продолжение табл, 2 У 7, Ув Сигналы, управляющие работойуправляющей магистрали, соответственно "Ответ" (ОТВ), "Запрос на прерывание" (ЗПР, ПРЕР)Сигнал, обеспечивающич сбросадресных регистров блока постоянной памяти на нульГруппа разрядов блока постоянной -памяти, осуществляющая адресациювнутри подпрограммы (текущий адрес накопителя микропрограмм)Группа разрядов, обеспечивающаякоммутацию условий через мультиплексор 24 А 2 А 1 ТаоппцаЗ р и/и Алрес пол Алпрограим лп лв кол л5 4 икроконавли АЛрес ба- РРО 1вова с теку 2 УЗ У 4 . У 5 У 6 8 У 9 У 10 А 1 А в.кол кол 001 10 001 010 10 011 01 100 1 О 0100 0 И 0 О 0 1 0 0 0 1 1 0 1 О 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0О 0 1 э о 4 0 5 0 6 0 22 25 24 1 01 Т и ц Адрес подпро- Выполняемые Функцииграммы восьм.код Адрес на управ яющей магистали восьм. ко Производится загрузка регистра 13 состояния данными (0-2) из управляющей ЭВИПроизводится загрузка счетчика 2 адреса данными (0-11) из управляющей ЭИ 1Производится загрузка блоков 5 (0) и 1 (1-9) оперативной, памяти данньки из управляющей ЭВМПроизводииэ блоковляющую ма 176166 76162 17616 4 176 тся вывод инормации 5 и 1 (0-9) на управ гистраль уравля 10 щей магистрали приведены условнопь изменены пользователем устройства. а н Адреси мог и