Устройство для контроля схем управления

10 15 20 25 30 40 45 50 55 Иэобрс гение относится к вычислительной технике и может быть ис нользовано для контроля правильногти Функционирования элементов ицепей выработки управляющих сигналови различных устройствах цифровых вычислитгльпых машин и других дискретных автоматов, а также для автоматической локализации мест появленияошибок,Цель иэобретения - повышениебыстродействия.На чертеже приведена Функциональная схема устройства.Устройство содержит сдвиговыйрегистр 1, регистр 2, группу 3 элементовн И, блок 4 формирования контрольного кода, блок 5 сравнения,элемент И 6, элемент ИЛИ 7, элементы 8 и 9 задержки, вход 10 сброса устройства, вход 11 конца операции, вход 12 тактовых импульсов,входы 13 контролируемых управляющихсигналов, входы 14 контролируемыхопераций, вход 15 записи, выход 16сигнала ошибки, информационный выход 17 устройства,Одним из основных устройств ЭВМявляется устройство управления, вырабатывающее управляющие сигналы,под действием которых происходитпреобразование информации в другихустройствах и блоках машины, Каждой,выполняемой устройством управления,операции соответствует определенный набор управляющих сигналов,распределенных по времени (такту выполнения операции) в соответствии свременной диаграммой,Устройство работает следующимобразом.По команде Пуск" устройство уп -равления Формирует управляющие сигналы, под действием которых происходит обработка команды решаемой задачи. В соответствии с адресом команды запоминающего устройства выбирается команда, код операции которойпоступает на дешифратор кода операции устройства управления и дешифрируется . Сигнал с одного из выходов дешифратора, соответствующий коду операции, подготавливает к работесхему управления соответствующейоперации, Устройство управления вырабатывает сигналЗапуск , которыйзапускает ту схему управления операцией, на вход которой подается сигпал с выхода дешифратора кода операций,Схема управления операцией в определенные, соответствующие тактовым сигналам, моменты времени вырабатывает управляющие сигналы, которые поступают в другие узлы и блокн машины, где производится преобразование информации в соответствии с правилами выполнения операции. По окончании выполнения операции схема управления вырабатывает сигнал Окончание операции , по которому запускается схема обработки следующей команды программы и процесс повторяется до тех пор, пока не поступит команда с кодом операции Останов" . По данной команде ЭВМ прекращает работу.Наличие сбоев или отказов в цепях устройства управления приводит к неправильному функционированию узлов и блоков ЭВМ, а также объектов управляемых ЭВМ. Обнаружение сбоев и отказов в момент их воэникновения позволяет исключить неправильное функционирование устройств.Так как каждому такту выполняемой операции соответствует определенный набор управляющих сигналов, то его можно представить в виде и разрядного двоичного числа, где количество вырабатываемых устройством управления управляющих сигналов. Следовательно, каждому такту выполняемых операций соответствует определенный двоичный код. Тогда для контроля правильности выработки управляющих сигналов на каждом такте операции можно испольэовать контрольный эталонный код.Однако применение в качестве контрольных эталонных кодов П -разрядных двоичных чисел требует создания устройства для их хранения и сравнения с вырабатываемыми управляющими сигналами.Для контроля правильности выработ. ки управляющих сигналов целесообразно использовать не весь контрольный эталонный код, а остаток от деления его на определенное число 1 т.е. испольэовать контроль по модулю. В этом случае контроль правильности выработки управляющих сигналов происходит следующим образом. 11 ри поступлении тактового сигнала вырабатывае,мые управляющие сигналы погтупают1252785 свертки первого такта операции,поступает на входы блока 5.Тактовый сигнал по входу 12,задержанный ( элементом 8 задержки навремя срабатывания блока 4, опрашивает блок 5 и поступает на вход элемента 9 задержки, Так как ошибки нет,то сигнала на выходе блока 5 не будет, На второй вход элемента И 610 поступает тактовый сигнал с выходаэлемента 9 задержки и инвентированный сигнал с выхода блока 5. Сигналс выхода элемента И 6 производитсдвиг регистра 1 на М разрядов и15 установку разрядов регистра 2 в нулевое состояние. В старших разрядахрегистра 1 будет записан код эталонной свертки следующего такта операции, следовательно, устройство10 подготовлено к контролю выработкиуправляющих сигналов в следующемтакте и весь процесс повторяется.Если в цепиуправления не будет выработан ложный управляющийсигнал, то блок 4 преобразует наборсигналов в код, не соответствующий эталонному коду, занесенному нарегистр 1. На выходе блока 5 будетвыработан сигнал Ошибка". Он поступает на схему останова ЭВМ, и выполнение операции прекращается. Крометого, инвертированный сигнал поступает на вход элемента И 6 и запрещаетпрохождение сигнала с выхода элемента 1 задержки, Сдвиг регистра 1 иустановка в ноль разрядов регистра2 осуществлен не будет. Анализируякоды эталонной свертки и получаемойсвертки, определяется цепь, в кото"рой возникла ошибка,Устройство работает следующим образом.После дешифрации кода операции,2 которую необходимо выполнить ЭВМ, сигнал операции с дешифратора кода операции устройства управления подается по одному из входов 14 на один из элементов И группы 3, При подаче сигнала Запуск запускается выбранная схема управления операцией, Сигнал "Запуск" поступает также в устройство обнаружения отказа по шине записи эталонных кодов свертки. Сигнал с выхода выбранного 35 элемента И 3 поступает на входы установки в единичное состояние тех разрядов регистра 1, которые соответствуют единичным состояниям последовательно записанных кодов 40 свертки выполняемой операции.Таким образом, в регистре 1 оказываются записанные коды сверток каждого. такта операции, последовательно по в разрядов справа налево.При выполнении операции схема управления операцией вырабатывает в каждый такт управляющие сигналы, которые поступают в другие узлы и блоки ЭВМ, а также в устройство обнаружения неисправности по входам 13. Сигналы первого такта операции поступают на блок 4, где образуется код по шой.0. Образованный блоком 4 код свертки поступает на вход блока 55 5 и записывается на регистр 2. С щ старших разрядов регистра 1, код, соответствующий коду эталонной После выработки необходимых сигналов в каждом такте операций схема управления операциями вырабатывает сигнал "Окончание операции , который 45 поступает по входу 11 на элементИЛИ 7 устройства. По этому сигналу все блоки устройства устанавливаются в исходное состояние. Контроль пра вильности выполнения следующих опе раций аналогичен. на схему свертки, где формируется свертка по модулю. Код полученной свертки по модулю сравнивается с эталонным кодом свертки. Если они совпадают, то управляющие сигналы выработаны правильно, в противном случае - нет. Сравнивая коды попучаемой и эталонной свертки, при соответствуюшем выборе модуля числа можно определить цепь, которая не выработала ложный управляющий сигнал.В качестве блока 4 формирования контрольного кода может быть использована любая известная схем:. свертки кода по шод.Перед началом работы регистры 1 и 2 устанавливаются в нулевое состояние за счет подачи сигнала на вход 1 О с выхода схемы установки в нуль ЭВМ. Формула изобретения Устройство для контроля схем управления, содержащее регистр, группу элементов И, элемент И, элемент ИЛИ, причем первые входы элементов И гоуппы соединены с шинами соответ12527 В 5 12 Ю 1 Стремин СоставитеТехред В. ректор 11,Пожо та ктор аж 67 Заказ ч 62/4 одписн НИИПИ тета СС открытаб., д. Государственного ком по делам изобретений сква, Ж, Раушская 113035 о-полиграфическое предприятие, г.Ужгород ул.Проектная,Производств стнующих контролируемых операций устройства, вт.рые входы элементов Игруппы соединены с входом сигналазаписи у тройства, выходы регистраобразуют информационный выход устройства, отличающеесятем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены(г,е щ - число разрядов в эталонномкоде; и - максимальное число тактов,необходимое для выполнения любойконтролируемой операции), блоксравнения, первый и второй элементызадержки, блок формирования контрольного кода, причем выходы элементовИ группы соединены с установочнымивходами соответствующих разрядовсднигового регистра, сбросовые входы которых соединены с первым сбросовым входом регистра и выходомэлемента ИЛИ, первый и второй входыкоторого являются входом сбросаи входом конца операции устройствасоответственно, входи контролируемых управляющих сигналов устройства соединены с информационными входамиблока формирования контрольного кода, выходы контрогьного кода которого соединены с информационными входами регистра и первой группой информационных входов блока сравнения,вторая группа информационных входовкоторого соединена с выходами п стар ших разрядов сдвигового регистра,вход строба блока сравнения соединенс выходом первого элемента задержки и входом второго элемента задержки, выход неравнества блока срав нения соединен с первым входом элемента И и является выходом сигналаошибки устройства, второй вход элемента И соединен с выходов второгоэлемента задержки, выход элемента И 20 соединен с вторым сбросовым входомрегистра и тактовым входом сдвигового регистра, вход первого элемента задержки является входомтактовых импульсов устройст - 25 ва.