Устройство для контроля хода микропрограммы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 51)4 С 0 28 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ф лфеу "1 уу ОПИСА Н АВТОРСКО ЭОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТ 2 электронной крещено ство СССР 22 1982. во СССР /12, 1980,(54) УСТРОЙСТВО МИКРОПРОГРАИМБ (57) Изобретени автоматики и вы в частности к .у ДЛЯ КОНТРОЛ относится к областиислительной техники,тройствам контроля. Об Об(46) 15.06.8 б, Бюл. У 2 (71) Московский институт техники,ЯУ 1238 О 87 ЭВМ, и может быть использовайо припостроении устройств программногои микропрограммного управления с высокой достоверностью Функционирования. Целью изобретения является повышение быстродействия. Устройство содержит блок памяти, коммутатор, сумматор, регистр, элемент И-НЕ, дваэлемента И, элемент ИЛИ, триггер,элемент задержки, схему сравнения.Проверка правильности хода программы осуществляется в процессе выполнения основных рабочих микрокоманди не требует выполнения контрольныхмикрокоманд, а также позволяет обнаруживать зацикливание и любой микрокоманде. 3 ил.Ф 12Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике, в частности к устройствам контроля ЭВМ, и может быть использовано при построенииустройств программного и микропрограммного управления с высокой достоверностью функционирования,Цель изобретения - повьппение быстродействия.На фиг. 1 приведена функциональ-.ная схема устройства для контроляхода микропрограммы; на фиг. 2 -структура контрольной части микрокоманды; на фиг. 3 - структурная схемамикропрограммы.Устройство для контроля хода микропрограммы (фиг. 1) содержит блок1 памяти, коммутатор 2, сумматор 3,регистр 4, элемент И-НЕ 5, первыйэлемент И 6, элемент ИЛИ 7, триггер8, элемент 9 задержки, схему 10 сравнения, второй элемент И 11, вход 12кода микропрограммы устройства, вход13 признака кода микропрограммы устройства, вход 14 кода поправки устройства, вход 15 тактовых импульсовустройства, вход 16 признака концаконтроля устройства, вход 17 условияперехода устройства, вход 18 признака условия перехода устройства, вход19 признака контроля перехода устройства, выход 20 сигнала ошибки уст.ройства, вход 21 начальной установки устройства.1(онтрольная часть микрокоманды(фиг. 2) содержит поле 22, в которомзаписывается "1", если необходимоконтролировать правильность условного перехода при ветвлениях в микропрограмме, и "О", если правильностьусловного перехода не контролируется,поле 23, в котором записывается значение признака условного перехода,по которому при ветвлениях в микропрограмме должен осуществляться переход, поле 24, в котором записываетсякод поправки, численное значение которого для каждой микрокоманды определяется следующим образом,Максимальное число тактов, за которое может быть выполнена микропрограмма, - контрольное число тактов. Так, для микропрограммы (фиг.З) контрольное число тактов равно семи.Тогда для микрокоманд 25-31 код поправки равен единице, а для микрокоманды 32 - трем,. Таким образом, для . любого пути в микропрограмме суммар 38087 2ное значение кодов поправок должноравняться контрольному числу тактовдля данной микропрограммы; При этомминимальное значениекода поправкилюбой микрокоманды не должно бытьравно нулю,В микропрограмме (фиг, 3) микрокоманды 25 и 31 являются соответственной первой и последней микрокоман 1 О дами, микрокоманда 26 - микрокомандой условного перехода, после выполнения которой происходит переход навыполнение микрокоманды 27, если значение сигнала условия перехода равно15 "1", или переход на выполнениемикрокоманды 32, если значение сигнала условия перехода равно "0". Приэтом в поле 22 контрольной части микрокоманд 27 и 32 должна быть записа 20 на "1", а в поле 23 контрольной части микрокоманд 27 и 32 - "1" и Офсоответственно, В поле 22 контрольной части остальных микрокоманд микпропрограммы (фиг. 3) записывается25 "0",так как правильность условногоперехода здесь не контролируется.Устройство для контроля хода микропрограммы работает следующим образом.З 0 В исходном положении триггер 8находится в нулевом состоянии, в которое он устанавливается в началеработы устройства по входу 21 устройства. В запоминающем .устройстве 1 поадресам, определяемым кодами микропрограмм, находятся контрольные числа тактов соответствующих микрокоманд, записанные в обратном коде,После выполнения последней микро 40 команды микропрограммы на вход 16устройства поступает единичный сигналпризнака конца контроля, который открывает по второму входу элементИ 6. Если ход микропрограммы не на 45рушен, т,е. не пропущена ни одна микрокоманда, и не выполнено ни однойлишней микрокоманды., то все выходырегистра 4 должны находиться в единичном состоянии, а единичный выходтриггера 8 - в нулевом, С выхода эле 50мента И-НЕ 5 на первый вход элемента И 6 поступает нулевой сигнал, ана его выходе единичный сигнал отсутствует. Если при выполнении микропрограммы была пропущена хотя бы од 55на микрокоманда, то после выполненияпоследней микрокоманды микропрограммы не все выходы регистра 4 находятся в единичном состоянии, на выходе3 1238087элемента И-НЕ 5 присутствует единич- так как на входе 13 устройства единый сигнал. После выполнения послед- ничный сигнал отсутствует.неи микрокоманды микропрограммы еди- Проверка правильности условногочничныи сигнал, поступающий на вход . перехода при ветвлениях в микропро 16 устройства сформирует на выходе 5 грамме осуществляется следующим обэлемента И 6 также единичный сигнал, разом.которыи поступает на первый вход При выполнении микрокоманды условэлемента ИЛИ 7, На выходе элемента ного перехода на вход 17 устройстваИЛИ 7 ф7 формируется единичныи сигнал,поступает фактический сигнал условиячкоторыи поступает на вход 20 устрой О перехода, сформированный в машине.ства и свидетельствует об ошибке в При выполнении следующей микрокоман-.ходе микропрограммы, Если при выпол- ды на вход 19 устройства поступаетнении микропрограммы выполнена лишняя единичный сигнал, записанный в полемикрокоманда, то после выполнения . 22 контрольной части этой микрокоманпоследней микрокоманды или еще до вы ды, который открывает по второму входуполнения последней микрокоманды мик- элемента И 11. На первый вход элеменропрограммы единичный сигнал с выхода та И 11 поступает сигнал с выходапереноса из старшего разряда сумма- схемы 10 сравнения, на первый входтора 3 по переднему Фронту тактового которой с выхода элемента задержки 9импульса заносится на триггер 8,2 О поступает задержанный на один тактединичного выхода которого он посту- Фактический сигнал условия перехода.пает на второй вход элемента ИЛИ 7, . На второй вход схемы сравнения 1 Ои на выходе 20 устройства Формирует-. с входа 18 устройства из поля 23чся единичныи сигнал, свидетельствую- контрольной части выполняющейся микщий об ошибке в хо е микод микропрограммы. 25 рокоманды поступает эталонное значение сигнала признака условия переПри выполнении последней микро- хода. Если условный переход осуществкоманды текущей микропрограммы нав, 12лен правильно, то на первый и второйвход устройства поступает код оче- входы схемы 10 сравнения поступаютреднои микропрограммы. По заднемуфронтодинаковые сигналы, с выхода схемыронту тактового импульса, соответ сравнения на первый вход элеменствующего последней микрокоманде та И 11 поступает нулевой сигналустройства поступает единичный сиг.нал При этом при этом по первому информационному входу коммутатора 2 из блока 1 ,35мы сравнения поступаютразные сигналы, с выхода схемы 10памяти на первый вход сумматора 3 свыхода коммутатора 2 поступает обсравнения на первый вход элементаратный код контрольногвыхода элемента И 11 единичный сигвторои вход сумматора при выполнении 4 ОЪнал поступает на третий вхо элеменР " од элеменпервои микрокоманды выбранной микрочта ИЛИ 7. На выхо е 20 ст сту тройствапрограммы поступаепоступает код поправки,сформируется единичный сигнал, свисанный в поле контрольной часдетельствующий об ошибке в ходе микропрограммы.ти первой микрокоманды. По заднемуФронту тактового импульса соответ- ф 5 Если правильность уР льность условного перествующему первой микрокоманде, едичничныи сигнал на входе 13 устройства команды контролировать не требуется,сбрасывается, в регистр 4 с выхода то в поле 22 контро ьтрольнои части вынолсуммы сумматора 3 заносится резуль- няющейся микрокоманды записываетсяи этом на вход устройстватат операции сложения, а в триггер 50 "0", При этом н 198 - значение сигнала переноса из не поступает еоступает единичный сигнал признароля перехода, элемент Истаршего разряда сумматора 3. При вы- ка контроля перполнении последующих микрокоман стройство аботаетд у - закрыт и анализ правильности условУро ство работает аналогичным образом ного переходаерехода не производится,только на первый вход сумматора 3 чеТ аким образом, предлагаемое устрез коммутатор 2 по второму информа- ройство превосходит известное поционному входу коммутатора 2 посту- быстродействиюйс вию, так как проверка прапает информация с выхода регист а 4р , вильности хода микропрограммы осуще 1238087ствляется в процессе выполнения основных рабочих микрокоманд и не требует выполнения контрольных микро- команд.Кроме того, предлагаемое устройство позволяет обнаруживать зацикливание в любой микрокоманде микропрограммы, в то время как известное уст О ройство не обладает способностью кон-. тролировать зацикливание на командах условного перехода. Так, код поправки, записанной в поле 24 контрольной части любой микрокоманды, не равен нулю, Тогда при зацикливании в микрокоманде на выходе переноса изстаршего разряда сумматора 3 появится единичный сигнал, который по заднему фронту тактового импульса .записывается в триггер 8, с единичного выхода которого он поступает на второй вход элемента ИЛИ 7, и на выходе 20 устройства формируется единичный сигнал, свидетельствующий об ошибке. Таким образом, предлагаемое устройство обнаруживает ошибки типа зацикливаннев любой микрокоманде.Предлагаемое устройство позволяеттакже контролировать команды микропрограмм на запрещенные комбинации.При этом в блок 1 памяти по адресам,соответствующим запрещенным комбинациям, записывается минус единица:111112, Тогда при поступлении на35вход 12 устройства запрещенной комбинации на первый вход сумматора 3 изблока 1 памяти по первому информационному входу коммутатора 2 поступаеткод ми%ус единицы. На второй входсумматора 3 поступает не нулевой код.поправки, записанный в поле 24 контрольной части выбранной микрокоманды.После выполнения операции сложения45на выходе переноса из старшего разряда. сумматора 3 появится единичныйсигнал, который по заднему фронтутактового импульса записывается натриггер 8, с единичного выхода кото 50рого он поступает на второй вход элемента ИЛИ 7, и на выходе 20 устройства формируется единичный сигнал,свидетельствующий об ошибке,Формула изобретения Устройство для контроля хода микропрограммы, содержащее два элемента И, элемент И-НЕ, элемент ИЛИ и схемусравнения, причем первый и второйвходы первого элемента И подключенысоответственно к выходу элементаИ-НЕ и к входу признака конца контроля устройства, выход первого элемента И соединен с первым входомэлемента ИЛИ, второй вход которогосоединен с выходом второго элементаИ, первый и второй входы которогоподключены соответственно к выходунесравнения схемы сравнения и входупризнака контроля перехода устройства, выход элемента ИЛИ является выходом ошибки устройства, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения быстродействия, в устройство введены блок памяти, сумматор, регистр, коммутатор и элемент задержки, причем вход блока памяти является входом кода микропрограммы устройства, выход блока памяти соединен с информационным входом коммутатора, группа информационных входов которого соединена с группой разрядных выходов регистра, управляющий вход коммутатора является входом признака кода микропрограммы устройства, первый .и второй входы сумматора соединены соответственно с выходом коммутатора и входом кода поправки устройства, информационный выход и и выход переноса сумматора соединены соответственно с ннформационнь 1 м входом регистра и Р-входом триггера,синхровход регистра подключен к тактовому входу устройства, группа разрядных выходов регистра соединена с группой входов элемента И-НЕ, К и С-входы. триггера подключены соответственно к входу начальной установки и тактовому входу устройства, выход триггера соединен с третьим входом элемента ИЛИ, вход условного перехода устройства подключен через элемент задержки к первому входу схемы сравнения, второй вход которой подключен к входу 1 ризнака условного перехода устройства.1238087 оставитель И, Сафроновехред Л.Сердюкова Решетн едактор М,Недолуж орр аказ 3293/5 одписно Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 671 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 3035, Москва, Ж, Рауш