Устройство для контроля хода микропрограммы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ПУБЛИН 1 28 1) 4 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОР ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский институт электронной техники(56) Авторское свидетельство СССР У 920727, кл. С 06 Р 9/22, 1982.Авторское свидетельство СССР У 1238087, 20.11.84.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ХОДА МИКРОПРОГРАММЫ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств программного и микропрограммного управления. Цель изобретения - упрощение устройства при сохранении его функциональных возможностей, Устройство для контроля ходамикропрограммы содержит блок памяти1, коммутатор 2, сумматор 3, регистр4, элемент И-НЕ 5, элемент И 6, элемент ИЛИ 7, триггер 8. Устройствореализует аппаратно микропрограммныйспособ контроля, основанный на проверке правильности переходов с одного участка микропрограммы на другойпри ветвлениях в микропрограмме. Кроме того, при выборке кода очередноймикропрограммы задается число тактов,за которое выбранная микропрограммавыполняется. 1 ил. Я13056Изобретение относится к автоматике и Вычислительной технике, в частности к устройствам контроля ЗВМ, и может бьть использовано при построении устройств программного и микропрог 5 раммного управления с высокой достоверностью функционирования.Целью изобретения является упрощение устройства при,сохранении его функциональньгх возможностей. 1 О Устройство для контроля хода микропрограммы реализует аппаратно микропрограммный способ контроля, основанный на проверке правильности переходов с одного участка микропрограммы на другой при ветвлениях в микропрограмме, Кроме того, при выборке кода очередной микропрограммы задается число тактов, за которое выбранная микропрограмма выполняется. При выполнении микропрограммы производится счет числа выполненных тактов (микрокоманд) и сравнение подСчитанного числа тактов с заданным 25 после выполнения последней микрокоманды микропрограммы. Сигнал ошибки формируется, если неправильно осуществлен переход при ветвлениях в микропрограмме, если число тактов, эа которое микропрограмма выполняется, превышает заданное или меньше заданного. При этом проверка правильности переходов с одного участка микропрограммы на другой при ветвлениях в микропрограмме за счет введения новой связи осуществляется путем суммирования действительного значения сигнала-условия перехода, сформированного в машине, по которому осу- гО ществлен переход, с числом тактов, за которое выбранная микропрограмма выполняется. В результате уменьшается разрядность контрольной части микрокоманд, поскольку теперь контрольная часть микрокоманд содержит только код поправки. Это, в свою очередь, приводит к сокращению объема памяти микропрограмм в ЭВМ и упрощает процедуру кодирования микро- команд при составлении микропрограммы. Кроме того, уменьшается число внешних входов устройства и число логических элементов так как отпадает необходимость в логических ментах, осуществляющих в известном устройстве контроль правильности переходов при ветвлениях в микропрограмме. 90 2На фиг,1 приведена функциональнаясхема устройства для контроля ходамикропрограммы; на фиг.2 - структурная схема микропрограммы.Устройство для контроля хода микропрограммы (фиг.1) содержит блок 1памяти, коммутатор 2, сумматор 3,регистр 4, элемент И-НЕ 5, элементИ 6, элемент ИЛИ 7, триггер 8, причем вход блока 1 памяти соединен свходом 9 кода микропрограммы устройства, выход блока 1 памяти соединенс информационным входом коммутатора2, группа информационных входов корого соединена с группой разрядныхвыходов регистра 4, управляющий входкоммутатора 2 является входом 1 Опризнака кода микропрограммы устройства. Первый, второй и третий входысумматора 3 соединены соответственнос выходом коммутатора 2, входом 11кода поправки и входом 12 условногоперехода устройства. Информационныйвыход суммы и выход переноса сумматора 3 соединены соответственно с информационным входом регистра 4 и Рвходом триггера 8, синхровход регистра 4 подключен к тактовому входу 13устройства, группа разрядных выходоврегистра 4 соединена с группой входов элемента И-НЕ 5, К и С-входытриггера 8 подключены соответственнок входу 14 начальной установки и тактовому входу 13 устройства, вьгходтриггера 8 соединен с вторым входомэлемента ИЛИ 7, первый вход которогосоединен с выходом элемента И 6, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу элементаИ-НЕ .5 и к входу 15 признака концаконтроля устройства, выход элементаИЛИ 7 является выходом 16 ошибки устройства. Б микропрограмме (фиг.2) позициями 17-24 обозначены микрокоманды, причем микрокоманды 17 и 24 являются соответственно первой и последней микрокомандой, микрокоманда 18 - микрокомандой условного перехода, после выполнения которой происходит переход на выполнение микрокоманды 19, если значение сигнала условного перехода равно 1 , или переход на выполнение микрокоманды 22, если значение условного перехода равно "0".Каждая микрокоманда микропрограммы содержит контрольную часть, где записывается только код поправки, 3 13056 численное значение которого для каждой микрокоманды определяется следующим образом,Контрольным числом тактов микропрограммы назовем максимальное число тактов, за которое может быть выполнена микропрограмма по самому "длинному пути, плюс значения всех сигналов-условий перехода для данного пути. Так для микропрограммы (фиг.2), О для пути, образованного микрокомандами 17-21, 23 и 24, с учетом единичного значения сигнала условного перехода при ветвлении из микрокоманды 18 к микрокоманде 19, контрольное число 5 тактов равно восьми. Тогда для микро- команд 17-21, 23 и 24 код поправки равен единице, а для микрокоманды 22- четырем. Таким образом, для любого пути в микропрограмме суммарное зна чение кодов поправок и значений соответствующих сигналов условных переходов должно равняться контрольному числу тактов для данной микропрограммы. При этом минимальное значение ко дов поправок любых микрокоманд не должно быть равно нулю.Контрольная часть микрокоманды содержит только код поправки, чем также достигается упрощение устройства ЗО для контроля хода микропрограммы по сравнению с известным устройством.Устройство для контроля хода микропрограммы работает следующим образом. 35В исходном положении триггер 8 находится в нулевом состоянии, в которое он устанавливается в начале работы устройства по входу 14 устройства. В блоке 1 памяти по адресам, опреде ляемым кодами микропрограмм, находятся контрольные числа тактов соответветствующих микропрограмм, записанные в обратном коде.45После выполнения последней микро- команды микропрограммы на вход 15 устройства поступает единичный сигнал признака конца контроля, который открывает по второму входу элемент 50 И 6. Если ход микропрограммы не нарушен, т.е. не пропущена ни одна микро- команда, не выполнено ни одной лишней микрокоманды и правильно осуществлены условные переходы при ветвле ниях в микропрограмме, то все выходы регистра 4 должны находиться в единичном состоянии, а единичный выход триггера 8 - в нулевом состоянии. С 90 4выхода элемента И-НЕ 5 на первый входэлемента И 6 поступает нулевой сигнал, на его выходе единичный сигналотсутствует. Если при выполнении микропрограммы пропущена хотя бы однамикрокоманда или после выполнениямикрокоманды условного перехода понулевому значению сигнала условногоперехода, сформированного в машине ипоступающего на вход 12 устройства, происходит ошибочная передача управления на микрокоманду, на которую перехоц должен произойти при единичном значении сигнала условного перехода (так, для микропрограммы, изображенной на фиг.2, этот случай соответствует ошибочному переходу на микрокоманду 19 по нулевому значению сигнала условного перехода после выполнения микрокоманды 18), то после выполнения последней микрокоманды микропрограммы не все выходы регистра 4 находятся в единичном состоянии,на выходе элемента И-НЕ 5 присутствует единичный сигнал. После выполнения последней микрокоманды микропрограммы единичный сигнал, поступающий на вход 15 устройства, формирует на выходе элемента И 6 также единичный сигнал, который поступает на первыйвход элемента ИЛИ 7. На выходе элемента ИЛИ 7 формируется единичный сигнал, который поступает на выход 16 устройства и свидетельствует об ошибке в ходе микропрограммы, Еслипри выполнении микропрограммы выполнена лишняя микрокоманда или после выполнения микрокоманды условного перехода по единичному значению сигнала условного перехода, сформированного в машине и поступающего на вход12 устройства, происходит ошибочнаяпередача управления на микрокоманду,на которую переход должен произойтипри нулевом значении сигнала условного перехода (так, для микропрограммы, изображенной на фиг.2, этот случай соответствует ошибочному переходу на микрокоманду 22 по единичному значению сигнала условного перехода после выполнения микрокоманды 18), то после выполнения последней микрокоманды или еще до выполнения последней микрокоманды микропрограммы единичный сигнал с выхода переноса из старшего разряда сумматора 3 по заднему фронту тактового импульса заносится на триггер 8, с единичного выхода которого он поступает на второй вход эле 1305690мента ИЛИ 7, и на выходе 16 устройства формируется единичный сигнал, свидетельствующий об ошибке в ходе микропрограммы.Таким образом, предлагаемое устройство обнаруживает ошибки в ходемикропрограммы типа: пропуск микрокоманд, выполнение лишних микрокоманд,контролирует правильность условногоперехода при ветвлениях в микропрограмме,При выполнении последней микрокоманды текущей микропрограммы на вход9 устройства поступает код очередноймикропрограммы. По заднему фронтутактового импульса, соответствующегопоследней микрокоманде текущей микропрограммы, на вход 10 устройства поступает единичный сигнал. При этом поинформационному входу коммутатора 2из блока памяти 1 на первый вход сумматора 3 с выхода коммутатора 2 поступает обратный код контрольного числа тактов для очередной микропрограммы. На второй вход сумматора 3 привыполнении первой микрокоманды выбранной микропрограммы поступает кодпоправки, записанный в контрольнойчасти первой микрокоманды. На третийвход переноса младшего разряда сумматора 3 с входа 12 устройства привыполнении микрокоманд условного перехода поступает значение сигнала условного перехода, сформированного вмашине, а при выполнении микрокоманд,не являющихся микрокомандами условного перехода, нулевой сигнал, формируемый в машине. По эадчему фронтутактового импульса, соответствующемупервой микрокоманде, единичный сигнал на входе 10 устройства сбрасывается, в регистр 4 с выхода суммысумматора 3 заносится результат операции сложения, а в триггер 8 - значение сигнала переносаиз старшегоразряда сумматора 3. При выполнениипоследующих микрокоманд устройствоработает аналогичным образом толькона первый вход сумматора 3 через коммутатор 2, через группу информационных входов коммутатора 2 поступаетинформация с группы разрядных выходов регистра 4, так как на входе 1 Оустройства единичный сигнал отсутствует. Обнаружение зацикливаний в любой микрокоманде микропрограммы осуществляется следующим образом.5 10 40 45 Формула изобретения 50 5 с 15 20 25 30 35 Код поправки, записанныйрольной части любой микрокома;,ь.не равен нулю, Тогда при зацикливании в микрокоманде на выходе переноса из старшего разряда сумматора 3появляется единичный сигнал, который по заднему фронту тактового импульса записывается в триггер 8, сединичного выхода которого он поступает на второй вход элемента ИЛИ 7,и на выходе 16 устройства формируется единичный сигнал, свидетельствующий об ошибке,устройство для контроля хода микропрограммы обнаруживает ошибки типа зацикливание в любой микрокоманде.Изобретение позволяет также контролировать коды микропрограмм на запрещенные комбинации. При этом в блоке 1 памяти по адресам, соответствующим запрещенным комбинациям, записывается минус единица: 11111. Тогда при поступлении на вход 9 устройства запрещенной комбинации на первый вход сумматора 3 из блока 1 памяти по информационному входу коммутатора 2 поступает код минус единицы. На второй вход сумматора 3 поступает не нулевой код поправки, записанный в контрольной части выбранной микрокоманды, Независимо от значения сигнала на третьем входе сумматора 3 после выполнения операции сложения на выходе переноса из старшего разряда сумматора 3 появляется единичный сигнал, который по заднему фронту тактового импульсазаписывается на. триггер 8, с единичного выхода которого он поступает навторой вход элемента ИЛИ 7, и на выходе б устройства формируется единичный сигнал, свидетельствующий обошибке. Устройство для контроля хода микропрограммы, содержащее элемент И, элемент И-НЕ, элемент ИЛИ, блок памяти, коммутатор, сумматор, регистр и триггер, причем вход кода микропрограммы устройства соединен с адресным входом блока памяти, выход которого соединен с первым управляющим входом коммутатора, признак кода микропрограммы устройства соединен с управляющим входом коммутатора, выход которого соединен с входом первого операнда сумматора, вход кода поправки уст1305 б 90 Фи 2 оставитель И.Сигалоехред Н.Глушенко ектор Н.Коро Редактор Г.Гербе Тираж 6 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, МосквПодписное ого комитета СС ний и открытий Раушская наб, аз 2528 рстве зобре дтвенно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул.Проектна Произ 7ройства соединен с входом второго операнда сумматора, выход результата и выход переноса которого соединены с информационными входами соответственно регистра и триггера, тактовый вход устройства соединен с тактовым входом триггера и входом записи регистра, группа разрядных выходов которого соединена с второй группой информационных входов коммутатора и 10 с группой входов элемента И-НЕ, входы начальной установки и признака конца контроля устройства соединены соответственно с нулевым входом триггера и первым входом элемента И, выход элемента И-НЕ и прямой выходтриггера соединены соответственно свторым входом элемента И и первымвходом элемента ИЛИ, выход элементаИ соединен с вторым входом элементаИЛИ, выход которого является выходомошибки устройства, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, вход условного перехода устройства соединен с входом переноса сумматора.