Устройство для контроля времени выполнения программ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1/00 Е) 0 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ГЕЛЬСТВ ВТОРСНО 5 Афонскинин тельство СССР(56) 1. А Р 798851,2. Авт Р 830389, (п ототип торское свид кл. О 06 г 1 рское свидет кл. О 06 Р 1 ответ- ыхоомни- четОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОГРАММ, содержащее два элемента И, триггер управления, рабочий и контрольный счетчики, причем первый вход первого элемента И соединен с входом меток вречмени устройства, выход первого элеюмента И соединен со счетным входомрабочего счетчика, первый вход второго элемента И соединен с единичным выходом триггера управления,информационные входы рабочего и конт.рольного счетчиков и нулевой входтриггера управления соединены с установочным входом устройства, информационные выходь рабочего и контрольного счетчиков образуют первуюинформационную группу выходов устройства, выходы сигналов переполнения рабочего и контрольного счетчиков образуют группу выходов прерывания устройства о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля быстродействия устройства, в него введенытретий и четвертый элементы И, триггер обращений три группы информационных элементов И, группа адресныхэлементов И, синхронизатор и элементИЛИ, причем выход сигнала переполнения рабочего счетчика соединен спервым входом третьего элемента И,ЯО 1059575 вход меток времени устройства соединен с единичным входом триггера обращений и вторыми входами второго и третьего элементов И, выходи которых соединены с соответствующими вхо; дами элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом контрольного счетчика, установочный вход которого соединен с выходом четвертого элемента И и единичным входом триггера управления, нулевой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом четвертого элемента И, нулевой выход триггера обращений соединен с разрешающим входом синхронизатора, вход зайуска и тактовый вход которого соединены соответственно с входом синхронизации и входом тактовых имульсов устройства, единичный выход триггера обращений является выходом готовности устройства, нулевой вход триггера обращений и управляющие входы трех групп информационных элементов И и группы адресных элементов И соединены с входом опроса устройства, выходы информационных элементов И групп и адресных элементов И группы образуют соответственно вторую информационную и адресную группы выходов устройства, информационные входы информационных. элементов И первой группы соединены с информационным выходом рабочего счетчика, информационные входы информационных элементов И второй и третьей групп соединены с информационным выходом контрольного счетчика, информационные входы адресных элементов И группы соединены со ственно с нулевым и единичным в дами триггера управления и вход номера устройства, выход синхро затора соединен с вторым входом вертого элемента И.Изобретине относится к вычислительной технике и может быть исполь. зовано, например, в управляющих сис. темах и перестраиваемой структурой, работающих в реальном масштабе времени.5Известно устройство для контроля времени выполнения программ, содержащее блок управления, блок приоритетов, счетчики времени, номеров команд и сбоев, шифратор и блок автоматического сброса, причем выход счетчика времени соединен с входами блока управления и блока приоритетов, выход которого соединен с первым входом шифратора, выход которого 15 соединен. с первым входом счетчика номеров команд, второй вход которого соединен с первым входом счетчика времени и первым выходом блока управления, второй, третий и четвертый 2 О выходы которого соединены соответственно со вторым входом счетчика времени, первым входом счетчика сбоев и первым входом блока автоматического сброса, выход которого соединен с вторыми входами шифратора, счетчика сбоев и блока управления, третий вход которого соединен с выходом счетчика сбоев, вторые входы блока приоритетов Й блока автоматического сброса соединены с входом меток времени устройства .1 3.Недостатком указанного устройства является невозможность формирования временных интервалов и потеря информации о текущем времени З 5 выполнения программы при сбоях.Наиболее близким к предлагаемому является таймер приоритетного уровня устройства для контроля времени выполнения программ, содержащий два 40 элемента И, триггер и три счетчика, причем информационные входы счетчиков соединены с информационной шиной ЦВМ, информационные выходы счетчиков соединены с соответствующими 45 входами регистра контрольного слова ЦВМ, управляющие входы счетчиков соединены с шиной управления ЦВМ, первый вход первого элемента И соединен со входом меток времени таймера, выход первого элемента И соединен со счетными входами первого и второго счетчиков и первым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, второй вход второго эле 5555 ента И соединен с единичным выходом триггера, входы которого соединены с шиной приоритета ЦВМ, выходы сигналов переполнения счетчиков соединены с соответствующими входами регистра контроля ЦВМ 2 3. Недостатками известйого устройства являются непроизводительные затраты времени на программную перепись содержимого счетикон Р дм 54 т в 11 и лительной машины и потеря информа 5 сии о времени обработки программы при отказах устройства.Цель изобретения - повышение достоверности и быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля времени выполнения программ, содержащее два элемента И, триггер управления, рабочий и контрольный счетчики, причем первый вход первого элемента И соединен с входом меток времени устройства,. выход первого элемента И соединен со счетным входом рабочего счетчика, первый вход второго элемента И соединен с единичным выходом триггера управления, информационные входы рабочего и контрольного счетчиков и нулевой вход триггера управления соединены с установочным входом устройства, информационные выходы рабочего .и контрольного счетчиков образуют первую информацибнную группу, выходов устройства, выходы сигналов переполнения рабочего и контрольного счетчиков образуют группу выходов прерывания устройства, введены третий и четвертый элементы И, триггер обращений, три группы информационных элементов И, группа адресных элементов И, синхронизатор и элемент ИЛИ, причем выход сигнала переполнения рабочего счетчика соединен с первым входом третьего элемента И, вход меток времени устройства соединен с единичным входом триггера обращений и вторыми входами второго и третьего элементов И, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом контрольного счетчика, установочный вход которого соединен с выходом четвертого элемента И и единичным входом триггера управления, нулевой выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и первым входом четвертого элемента И, нулевой выход триггера обращений соединен с разрешающим входом синхронизатора, вход запуска и тактовый вход которого соединены соответственно с входом синхронизации и входом тактовых импульсов устройства, единичный выход триггера обращений является выходом готовности устройства, нулевой вход триггера обращений и управляющие входы трех групп информационных элементов И и группы адресных элементов И соединены с входом опроса устройства, выходы информационных элементов И групп и адресных элементов И группы образуют соответствунно вторую информационную и адреснуюг 1.эппл выходов устроя; на, информационные входы информационных элементов И первой группы соединены синформационным выходом рабочего счетчика, информационные входы информационных элементов И второй,и третьейгрупп соединены с информационнымвыходом контрольного счетчика, информационные входы адресных элементов И соединены соответственно с нулевым и единичным выходами триггера управления и входом номера устройства, выход синхронизатора соединен с вторым входом четвертого элемента И.На чертеже приведена структурная схема устройства для контроля времени выполнения программ.Устройство содержит рабочий 1 и контрольный 2 счетчики, первый 3, второй 4, третий 5 и четвертый 620 элементы И, синхронизатор .7, триггер 8.управления, триггер 9 обращений, группу адресных элементов И 10, три группы информационных элементов И 11-13, вход 14 тактовых импульсов, вход 15 сигналов меток времени и элемент ИЛИ 16. Устройство связано с процессором, его блоком 17 программ и блоком 18 приоритета.Информационные входы и выходы счетчиков 1 и 2 соединены с информационными выходами и входами блока 17 программ процессора. Выходы сигналов переполнения счетчиков 1 и 2 соединены соответственно с входами прерывания "По времени" и "По неисправности" блока 17 программ процессора, выход сбоя которого соединен с вторым входом запуска синхронизатора 7, третий вход которого подключен к входу 14 тактовых импульсов, а первый вход - к нулевому выходу триггера 9 обращений, Выход синхронизатора 7 через четвертый элемент И б, подключенный первым входом к нулевому выходу триггера 8 уп равления, соединен с единичным входом этого же триггера 8 и установочным входом контрольного счетчика 2,Единичный вход триггера 9 обращений, а также первый вход первого 3 и вторые входы второго 4 и третьего 5 элементов И подключены к входу 15 меток времени устройства, второй вход первого элемента И 3 и первый вход второго элемента И 4 соединен соответственно с нулевым и единичным 55 выходами триггера 8 управления. Выход первого элемента И 3 и выход элемента ИЛИ 16 соединены соответственно со счетными входами рабочего 1 и контрольного 2 счетчиков. Входы эле мента ИЛИ 16 соединены с выходами второго 4 и третьего.5 элементов И. Нулевой вход триггера 8 управле.ния подключен к информационному выходу блока 17 программ процессора,его единичный и нулевой выходы соединены с соответствующими входамигруппы адресных элементов И 10, первый вход которой подключен к выходуномера устройства блока 17 программИнформационные входы первой группыинформационных элементов И 11 и соединенные между собой информационныевходы второй 12 и третьей 13 группэлементов И подключены соответственно к информационным выходам рабочего 1 и контрольного 2 счетчиков.Единичный выход триггера 9 обращений, а также его нулевой вход,соединенный с управляющими входамигрупп 10-13 элементов И, подключенысоответственно к входу готовностии выходу опроса блока 18 приоритетапроцессора. Выходы групп адресных 10и информационных 11-13 элементов Иподключены к адресным и информационным входам блока 18 приоритета.,Устройство работает следующимобразом.Разрядность счетчиков 1 и 2 выбирается следующей; и 6= 168. При такой разрядностииКонт р. сч -максимально возможное время организации рабочего интервала составляетТрс,6: 2 Г, , где Е - частота следования меток времени 1 старший п-ый разряд в состав рабочегосчетчика 1 входит условно, он отводится для выработки сигнала прерывания при фиксации переполнения и младших разрядов этого счетчика), амаксимально возможное время организации контрольного интервала составляет Т,р: 2 "/ . При250 Гц, Т р 6-131 с,Т:1 с. (Соответственно миничах Контрмальное время каждого из интервалов равно периоду сигналов МВ,т.е. 4 мс 1.Такая разрядность счетчиков 1и 2 соответствует широкому классувозможных задач и режимов, при этомона хорошо согласуется с байтовымпредставлением информации и удачнореализуется существующей и перспективной элементной базой.После пуска процессора по установочному входу устройства в счетчики 1 и 2 устройства записываютсякоды констант организуемого рабочего и контрольного интервалов. Приэтом рабочий счетчик 1 через открытый элемент И 3 заполняется сигналами МВ. Каждый из этих сигналоввызывает в устройстве запись текущего содержимого счетчиков 1 и 2 вобщее поле оперативной памяти системыаданная запись запускается при единичном состоянии триггера 9 обращений, в которое он переключаетсякаждым сигналом МВ. Это состояние триггера 9 инициирует выдачу готовности в блок 18 приоритета.Укаэанная запись производится в фиксированную ячейку ОЗУ, адрес которой жестким монтажом сформирован в группе 10 адресных элементов И 10. Причем для простоты реализации выбирается ячейка ОЗУ с нулевым адресом, Однако для дифференциации укаэанных ячеек при многопроцессорной обработке информации в группе адресных элементов И 10 производится префиксация кода адреса в соответствии с математическим номером устройства. Код номера поступает 15 на первый вход группы 10 из блока 17 программ.Состояние счетчиков 1 и 2 компонуется в записываемое информационное слово при помощи групп информа О ционных элементов И 11-13. Первая группа элементов И 11 производит передачу содержимого рабочего счетчика 1 в первый и второй байты записываемого слова. Аналогично вторая д 12 и третья 13 группы элементов И обеспечивают передачу состояния контрольного счетчика 2 в третий и четвертый байты записываемого слова. ЗОСобственно запись информации осуществляется по сигналу опроса, поступающему на управляющие входы групп элементов И 10-13 с выхода разрешения блока 18 приоритета. Одновременно этот же сигнал сбрасывает в "0" триггер 9 обращений.Такая работа продолжается до переполнения рабочего счетчика 1, сигнал переполнения которого, свидетельствуя об истечении заданного интер О вала времени, поступает на вход прерывания блока 17 программ. Одновременно этот же сигнал открывает третий элемент И 5, разрешая прохождение сигналов меток времени МВ 1 45 на счетный вход контрольного счетчика 2. При этом независимо от фазы работы счетчиков 1 и 2 каждый сигнал МВ вызывает вышерассмотренную запись их содержимого в приданную Я данному процессору ячейку ОЗУ.Если по прерыванию включение диспетчерской программы (ведущей временной график режима ) происходит нормально, то она обновляет содержи- у мое счетчиков 1 и 2, записывая в них рабочую и контрольную константы очередного организуемого временного интервала.Далее устройство продолжает работать, как и при исходном состоянии.Если же включение диспетчерскойпрограьпчы задерживается на времяболее, чем заданное, или она за этоже время не производит обновления у содержимого счетчиков 1 и 2, то контрольный счетчик 2 переполняется, вырабатывая сигнал неисправности. Этот сигнал поступает в блок 17 программ процессора, откуда через отдельный выход возвращается на вход запуска устройства и запускает синхронизатор 7. Последний при наличии разрушающего сигнала на выходе триггера 9 обращенный вырабатывает сигнал, который, пройдя через открытый элемент И б, устанавливает в единичное состояние триггер 8 управления.Триггер 8 фиксирует факт перехода данного процессора на выполнение программы анализа и нейтрализации неисправности, т.е, факт расхода времени на работу восстанавливающих программ, Причем сигнал с синхронизатора 7 одновременно с переключением триггера 8 сбрасывает контрольный счетчик 2, принудительно обновляя его содержимое путем схмной записи в него константы, соответствующей максимально допустимому времени выполнения восстанавливающей программы.С этого момента устройство переходит в состояние контроля времени обработки неисправности, в связи с чем поступление сигналов МВ в рабочий счетчик 1 блокируется элемент И 3 закрывается потенциалом с нулевого выхода триггера 8 1, а в контрольный счетчик 2 разрешается через второй элемент И 4 (он открывается потенциалом с единичного выхода триггера 8. При этом необходимо отметить одну принципиальную особенность связанную с записью информации счетчиков в этой ситуации.Наличие связей выходов триггера 8 управления с информационными входами группы адресных элементов И 10 обеспечивает передачу туда состояния этого триггера, что позволяет управлять заданием номеров байтов операндного слова, которые должны быть выделены для записи в накопитель ОЗУ. При сооответствующем признаке в адресном слове записываются в накопитель только указанные байты информационного слова, при этом в незаданных байтах в данной ячейке сохраняется их старое содержимое.При записи состояния счетчиков 1 и 2 данный режим используется следующим образом.Если триггер 8 управления находится в нулевом состоянии, то при записи задаются байты 1-3, т.е. через группу информационных элементов И 11 в байты 1 и 2 записывается состояние рабочего счетчика 1, а через группу элементов И 12 в байт 3 состояние контрольного счетчика 2,1059575 НИИПИ Заказ .9842/53 Тираж 706 Подписное лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,4 когда он хранит или отсчитывает контрольное время реакции на истечение рабочего интервала. При этом через группу элементов И 13 в байте 4 происходит холостая передача состояния контрольного счетчика 2. 5Если же триггер 8 управления переходит в единичное состояние, то разрешается только запись четвертого байта, который формируется группой элемейтов И 13, содержащей в этой 10 ситуации состояние контрольного счетчика 2, отсчитывающего время выполнения восстанавливающей программы. Соответственно "холостые" передачи происходят в байтах 1-3. 15Если работа восстанавливающей программы не завершается в отведенное ей время, то контрольный счет чик 2 вновь, переполняется.Переполнение в этом случае выделяется процессором уже как. сигнал о необходимости реконфигурации. При успешном исходе в нейтрализации неисправности производится программное восстановление информации 25 счетчиков Со сбросом триггера 8 управления в нулевое состояние.Аналогичным образом устройство дейстВует и при выработке любого чужого сигнала неисправности, поступившего в блок 17 программ процессора. При этом используется работа синхронизатора 7, который синхронизирует момент приема сигнала чужой неисправности с возможныМ моментом поступления в устройство сигнала МВ, вызывающего изменение состояния счетчиков и запись их содержимого.Важным элементом контроля временивыполнения восстанавливающих программ является то, что в устройстве сброс контрольного счетчика 2 и схемная запись в нем фиксированной константы контрольйого времени производится только по первичному сигналу неисправности, т.е. только при нулевом состоянии триггера 8 управления. При единичном состоянии этого триггера, в которое он переключается по любому первичному сигналу неисправности, четвертый. элемент И б закрыт, что блокирует дальнейшее прохождение сигналов с выхода синхронизатора 7. Такая блокировка исключает разрывы и схемные вклинивания в отсчет времени нейтрализации неисправности, даже при возникновении прерывания прерыванием по новой неисправности.Предлагаемое устройство имеет ряд технических преимуществ, основными из которых являются обеспечение дублирования текущего состояния рабочего и контрольного счетчиков каждого процессора в фиксированных ячейках общего поля оперативной памяти системы. Это в свою очередь исключает утрату информации счетчиков при отказах в цепях устройства или цепях содержащего его процессора, обеспечение аналогичного дублирования текущего времени, затраченного каждым процессором на выполнение восстанавливающих программ.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает сокращение непроизводительных временных затрат, связанных с программной записью сосц тояний счетчиков в общее поле памяти процессора. Кроме того, обеспечивается надежность отсчета времени при неисправностях, возникающих в процессоре.