Устройство для контроля хода программы и перезапуска эвм

(57) Изобретение олительной технике КОНТРОЛЯУСКА ЭВМ носится к вычи может быть ис еский инстильзовано в вычис ных систе ител Цель быс В.Монко,Танасейчук, ов и В,Н,Куря ,3 (088 .8) реального времени, состоит в повышени осстановления по ок 18И 2 6, б трение ска 17 ок переза ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(21) 39 (22) 23 (46) 15 (71) Ом тут (72) В. А,П.Пан (53) 68 роиство содержит приемопередатчико адресов 1, элемен 15,16, элемент ИЛИ го прерывания 8,изобретения родействия сбоя, Устгистральных ешифратор 3,4,5, 14,13 регистр состояния (РС)9, который содержит триггер цикличности О, триггер внешнего устройства 11, триггер останова 12, триггер разрешения работы 13, По команде ЭВМ в счетчик 7ус тройства заносится максимальное число обращений центрального процессора к памяти ЭВГ 1 для данного участка программы, и если по ходу выполнения программы обнаруживается превышение этого числа, то устройство в течение определенного интервала времени фиксирует обращение центрально 37901го процессора к внешнему устройству, фиксируя при этом адрес внешнего устройства в счетчике 7, переключая соответственно триггеры РС 9, затем прерывает программу, и ЭВМ переходит к выполнению управляющей программы, которая анализирует РС 9 и устанавливает причину нарушения хода выполнения программы, В случае остановапрограммы, который определяется по сигналам центрального процессора имагистрали ЭВМ, устройство вырабатывает сигнал перезапуска системы. ил, Изобретение относится к вычислитепьной технике и может быть использовано в качестве устройств для обнаружения сбоев и перезапуска ЭВМ,построенных на базе микропроцессоров.1 е.пь изобретения - уменьшение времени восстановления ЭВМ после сбоев.На чертеже представлена функциональная схема устройства для контро О ля хода программы и перезапуска ЭВМ,Устройства содержит дешифратор 1 преса, с первого по четвертый элечен гы И 2-5, элемент ИЛИ 6 счетчик 7, бпок 8 внутреннего прерывания, ре гпстр 9 состояния, содержащий триггер 10 пикпичности, триггер 11 внешнего ус гройства, триггер 12 останова, григгер 3 разрешения работы, четвертый с пятого по седьмой элемент 20 11 14-16, блок 17 перезапуска, блок 18 магистрагп ных приемопередатчиков, магистраль 19.Входы - выходы блока 18 магистрапьных приемопередатчиков информа циопнымп входами - выходами устройств соединены с магистралью связи с 3 Б.1, Информационный выход блока 18 магистральных приемопередатчиков соединен с информационными входами де шифратора 1 адреса, счетчика 7 и Р- входами триггеров регистра 9 состояния. Прямые выходы всех триггеров регистра 9 состояния и информационный выход счетчика 7 соединены с информационным входом блока 18 магистральных приемопередатчиков, управляющий выход которого соединен с входомуправления режимом работы дешифратора 1 адреса. Первый, второй и третийуправляющие выходы дешифратора 1 адреса соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ 6, с синхровходом регистра 9 состояния и с входом управления магистралью блока 18магистральных приемопередатчиков. Выход элемента ИЛИ 6 соединен с входомсинхронизации счетчика 7, вычитающийвход которого соединен с выходамипервого элемента И, первый инверсныйвход последнего соединен с выходомвторого элемента И 2, первый вход которого соединен с первым инверснымвходом третьего элемента И 4 и с входом активной синхронизации устройства, который соединен с магистральюЭВГ 1. Второй инверсный вход третьего элемента И 4 соединен с входом сигнала выбора внешнего устройства,соединенного с магистралью ЭВМ, Выход третьего элемента И 4 соединен с первым входом четвертого элемента И 5, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 6 и с Б-входом триггера 11 внешнего устройства, Выход нулевого состояния счетчика 7 соединен с Б-входом триггера 1 О цикличности и с входом запуска блока 8 внутреннего прерывания.Вход сигнала сброса устройства через пятый элемент И 16 соединен с3 13379 К-входом триггера 13 разрешения работы, прямой выход которого соединен с входом разрешения запуска блока 8 внутреннего прерывания, с первым входом блока 17 перезапуска и с вторым входом второго элемента И 2, Инверсный выход триггера 1 О цикличности соединен с первым входом шестого элемента И 14, второй вход которого сое- О динен с входом контроля питания устройства,Выход шестого элемента И 14 соедиО ответственновыходами нормы по постоянному и сетевому питанию устрой б ства и соединены с магистралью ЭВМ.Первый выход блока 8 внутреннего прерывания соединен с вторым входом второго элемента И 5, а второй выход соединен с выходом устройства и является выходом сигнала блокировки синхросерии внешних устройств ЭВМ. 45 Изменение в ходе программы приводит к получению в счетчике 7 нулевого результата, что может быть в случае увеличения количества циклов внутри участка программы или когда производится опрос флага готовности внешнего устройства с циклом выполнения команд ожидания, которое неисправно и не вырабатывает сигнала готовности, Признак нулевого результата с управляющего выхода счетчика 7 устанавливает триггер 10 цикличности в единичное состояние и запускает нен с первым входом седьмого элемента И 15, второй вход которого соединен с входом сигнала внутреннего ввоДа устройства, Выход седьмого элемента И 15 соединен с Я-входом триггера 12 останова, прямой выход которого соединен с вторым входом блока17 перезапуска, первый и второй управляющие выходы которого соединеныс выходами устройства и являются соБлок 8 внутреннего прерывания, триггер 1 О цикличности, счетчик 7, второй элемент И 2 и первый элемент И 3 обеспечивают быструю реакцию на сбои, связанные с превьппением заданного числа, выполненных команд контролируемого участка программы, 40Блок 18 магистральных приемопередатчиков, дешифратор 1 адреса, счетчик 7, третий элемент И 4 и четвертый элемент И 5 обеспечивают обнаружение неисправностей внешних устройств. Триггер 10 цикличности, пятый элемент И 16, шестой элемент И 14позволяют сохранить адреса внешнегоустройства и тем самым уменьшитьвремя поиска неисправности, Триггер12 остднова, дешифратор 1 адреса,блок 17 перезапуска, седьмой элементИ 15 и их связи позволяют производить автоматический перезапуск ЭВМпосле сбоев, приводящих к останову,Устройство для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ (организовано как внешнее устройство) работаетследующим образом,При первоначальном включении питания ЭБМ 1 сигнала "Сброс" первоначальной установки магистрали 4 черезэлемент И 16 поступает на вход сброса триггера 13 разрешения работы иустанавливает его в нулевое состояние,Нулевой уровень с выхода триггера 13разрешения работы запрещает выработку сигналов блоком 7 перезапускди блоком 8 внутреннего прерывания,а также прохождение сигнала синхронизации активного устройства ("СИА")из ЭВМ через элемент И 2 на вычитающий вход счетчика 7, т,е, нулевойуровень на выходе триггера 13 разрешения работы запрещает работу устройства,При прохождении очередного контролируемого участка программы всчетчик 7 программно заносится максимальное число команд, выполняемыхво время исполнения данного участкапрограммы. Таким образом при правильном выполнении программы содержимое счетчика 7 всегда неравно нуЛЮ еПрограммной установкой триггера13 в единичное состояние разрешаетсяработа устройстваБыборка очереднойкоманды обнаруживается после появления управляющего сигнала "СИА" изЭВМ, Этот сигнал через элементы И 2и 3, при условии, что триггер 13разрешения работы находится в единичном состоянии, а триггер 1 О цикличности - в нулевом, проходит на вычитающий вход счетчика 7, Это означает,что при каждой выборке команды изпамяти ЭВМ происходит вычитание единицы из кода, который находится всчетчике 7. При нормальном ходе программы содержимое счетчика 14 периодически обновляется и в нем не появляется нулевой код.5 10 15 20 блок 8 внутреннего прерывания, который разрешает устройству фиксировать обращение внешнего устройства выработкой разрешающего сигнала на первом управляющем выходе, За время действия этого сигнала устройство ндет управляющий сигнал из ЭВМ выбора внешнего устройства (ВУ), Если управляющий сигнал ВУ поступает из ЭВМ, то это значит, что ЭВМ в этот момент времени обращается к внешнему устройству, но так как триггер 10 цикличности установлен в единичное состояние с выхода нуля счетчика 7, то можно предположить, что причиной зацикливания является неисправность внешнего устройства, После совпадения активных уровней сигналов СИА и ВУ на элементе И 4 и при условии, что на втором входе И 5 присутствует разрешающий сигнал от блока 8 внутреннего прерывания, управляющий сигнал с выхода элемента И 5 через элемент ИЛИ 6 поступает на вход разрешения записи счетчика 7. Информация, находящаяся на шине "Данные" (адрес) иэ ЭВМ записывается в счетчик 7 и является адресом внешнего устройства, к которому обращается ЭВМ,Сигнал с выхода элемента И 5 переключает триггер 11 внешнего устройства в единичное состояние, Если за время активного уровня разрешающего сигнала на первом выходе блока 8 внутреннего прерывания сигнал ВУ не поступает в устройство по магистрали 19, то триггер 11 внешнего устройства не переключается в единицу, Уровень на выходе триггера 10 цикличности запрещает прохождение сигнала"СИА" из ЭВМ через элемент И 3 навычитающий вход счетчика 7 и запрещает установку триггера 12 остановачерез элемент И 14,После выработки первого сигнала блок 8 внутреннего прерывания организует ожидание устройством сигнала "СИА" из ЭВМ и после его появления вырабатывает сигнал, запрещающий прохождение сигнала пассивного устройства ("СИП") к ЭВМ на 15 мкс, Если при первом обращении ЭВМ к устройству "СИП" от устройства, к которому обращается ЭВМ, не приходит в ЭВМ, то вырабатывается сигнал внутреннего прерывания по ошибке обращения к устройству. Это прерывание не маскируется и не зависит.от значения 25 ЭО Э 5 40 45 55 разряда разрешения прерывания в слове состояния процессора.ЭВМ выходит на подпрограмму обслуживания прерывания, опрашивает триггеры регистра 9 состояния и устанавливает, что данное прерывание вызывает устройство контроля хода программы и перезапуска. Если происходит зацикливание на опросе флага готовности внешнего устройства, то триггер 11 внешнего устройства находится в единичном состоянии, а в счетчике 7 хранится адрес этого устройства, Информация на триггере 11 внешнего устройства носит лишь рекомендательный характер, Имея адрес участка программы, где произошло зацикливание, программа, обслуживающая прерывание, может довольно точно устранить последствия ошибки, приведшей к зацикливанию и, если триггер 11 внешнего устройства находится в единичном состоянии, то проверить и исправность устройства, адрес которого находится в счетчике 7, и продолжить выполнение прерванной программы, а если необходимо, продолжить с начала участка программы, где произошло зацикливание,Пассивный уровень сигнала "Постоянное питание нормально" ("ПИТН") в случаях сбоя питания запрещает прохождение сигнала "Внутренний вводп через элемент И 15 на установочный вход триггера 12 останова, Низкий уровень с инверсного выхода триггера 10 цикличности - признак того, что устройство само вызвало прерывание по ошибке обращения - запрещает на элементе И 15 прохождение сигнала "Внутренний ввод" на установочный вход триггера 12 останова. Если происходит останов или ошибка по обращению к ЭВМ, то сигнал "Внутренний ввод" устанавливает триггер 10 оста- нова в единичное состояние. С выхода последнего активный уровень запускает блок 7 перезапуска, который организует временную задержку на 50 мкс, достаточную для того, что ЭВМ выработала сигнал прерывания по ошибке обращения к ЭВМ. Первой командой подпрограммы, обслуживающей это прерывание, должна быть команда, которая обнуляет триггер 13 разрешения работы устройства, Если за время ожидания не будет обнуления триггера 3 разрешения работы устройства, то7 1 З блок 17 перезапуска вырабатывает последовательность сигналон "ПИТИ" и "ПОСТ"имитируя работу схемы контроля питания ЭВМ при сбоях питания и осущестнляя тем самым перезапуск ЭВМ. Имея адрес участка программы где произошел останов, можно произнодить частичный перезапуск.При использовании программ, работающих в режиме прерываний или вложенных подпрограмм, при переходе из одной подпрограммы к другой необходимо адрес подпрограммы или участкаподпрограммы и текущее содержимое счетчика 7 сохранять в области сохранения, а счетчик 7 и фиксированную ячейку памяти, хранящую начальный адрес контролируемого участка программы, загружать новыми значениями,Формула и з о б р е т е н и яУстройство для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ, содержащее счетчик, блок перезапуска, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюуменьшения времени восстановления ЭВМ после сбоев, в устройство введены блок магистральных приемопередатчиков, блок внутреннего прерывания, дешифратор адреса, регистр состояния, содержащий триггер разрешения работы триггер останова, триггер цикличности, триггер внешнего устройства, с первого по седьмой элементы И, элемент ИЛИ, причем группа входов- выходов блока магистральных приемо- передатчиков является группой информационных входов-выходов устройства для подключения к группе информационных входов-выходов ЭВМ, группа информационных выходов блока магистральных приемопередатчиков соединена с группой информационных входов дешифратора адреса, с группой информационных входов счетчика и Р-входамитриггеров регистра состояния, прямые выходы которых и группа информационных выходов счетчика соединены с группой информационных входов блока магистральных приемопередатчиков, управляющий выход которого соединен с нходом разрешения дешифратора адреса, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым входом элемента ИЛИ, с синхровходами всех триггеров регистра состояния и с входом управления направ 37901лением передачи информации блока магистральных приемоперепатчикон, выход элемента ИЛИ соединен с входом синх 5 10 15 20 25 303540 45 50 55 ронизации счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом первого элемента И, первый инверсный вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого сое - динен с первым инверсным входом третьего элемента И и является входом синхронизации устройства для подключения к выходу синхронизации ЭВМ, второй инверсный вход третьего элемента И является входом устройства для подключения к выходу выбора внешнего устройства ЭВ,"1, выход третьего элемента И соединен с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ и единичным входом триггера внешнего устройства регистра состояния, выход переполнения счетчика соединен с единичным входом триггера цикличности регистра состояния и входом запуска блока внутреннего прерывания, вход начальной установки устройства соединен с первым и вторым инверсными входами пятого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом триггера разрешения работы регистра состояния, прямой выходкоторого соединен с входом разрешения запуска блока внутреннего прерывания, с входом запуска блока перезапуска и с нторым входам второго элемента И, инверсный выход триггера цикличности регистра состояния соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого является входом перезапуска устройства, выход шестого элемента И соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого является входом устройства для подключения к выходу разрешения ввода ЭВМ, выход седьмого элемента И соединен с единичным входом триггера останова, прямой выход которого соединен с входом останова блока перезапуска выходы которого являются выходами устройства для подключения к входам контроля питания ЭВМ, первый ныход блока внутреннего прерывания соединен с вторым нходом четвертого элемента И, второй выход блока внутреннего прерывания является выходом устройства для подключения к входу разрешения прерывания ЭВМ.