Устройство для отладки микроэвм

союз советсйихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) И 1 4 С 06 Г 11 2 ИТЕТ РЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГННТ СССР ИСАНИЕ .ИЗОБРЕТЕНИЯТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Оетельст Р 11/28 ельство Р 11/2 оситс может 3 ыи ре схемырегист и второй8 стекоа, счетч Изобретение отн я к вычислительной технике и быть применено для контроля и отладки аппаратной части микроЭВМ и отладки программ.Цель изобретения - увеличение производительности при отладке путем обеспечения контроля аппаратной части микроЭВМ за счет возможности зацикливания программы при неисправной аппаратуре и за счет возможности анализа ретроспективных адресов и данных и подсчета времени выполнения программы. На чертеже приведена структурна схема устройства для отладки микроЭВМ.Устройство содержит пер гистр 1, первую 2 и вторую сравнения, второй регистр 5 задания режима, первый 6 7 регистры индикации, блок вой памяти, регистр 9 адре(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТЛАДКИ МИКРОЭВМ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для контроля и отладки аппаратной части микроЭВМ и отладки программЦель изобретения - увеличение производительности при отладке путем контроля аппаратной части микроЭВМ - достигается .за счет зацикливания программы при неисправной аппаратуре иза счет анализа ретроспективных адресов и данных и подсчета времени выполнения программы. 1 ил, а 10 импульсов, третий элемент ИЛИ 11,триггер 12, первый 13, второй 14,третий 15, четвертый 16, пятый 17,шестой 18, седьмой 19, восьмой 20,девятый 21 и десятый 22 элементы И,первый 23, второй 24 и четвертый 25элементы ИЛИ, адресный вход 26, вход27 признака адреса, вход 28 признакаданных, группу входов 29 управляющихсигналов, включающую в себя входы27 и 28 сопровождения адреса и данных, выход 30 сигнала останова устройства, выход 3 1 сигнала прерыванияустройства, вход 32 пуска устройстватактовый вход 33 устройства, выход4 синхронизации устройства, вход 35чтения устройства, выход 36 начального пуска устройства,Регистры 1 и 2 5 и 9 являютсятумблерными ре 1 истрами устройства.,Устройство имеет режимы начальногпуска, останова и прерывания и режимпериод, который используется тольков комбинации с режимом начального пуска.В режиме начального пуска устройство работает следующим образом.На выходе режима начального пуска регистра 5 присутствует "1". При появлении импульсного сигнала на вхо,де 32 пуска устройства триггер 12 устанавливается в "0", при этом на выходе 30 сигнала останова присутствует "0", а на выходе 36 сигнала начального пуска через элементы И 15 и ИЛИ 23 появляется сигнал и микроЭВМ начинает выполнять программу начального пуска, Кроме того, сигнал с входа 32 через элемент И 22 устанавливает в "0" счетчик 10, после чего, если на выходе признака отсчета времени регистра 5 присутствует "1", то на вход инкрементирования счетчика 10 через элементы И 17, ИЛИ 24 и И 18 поступает тактовая частота с тактового входа 33 и счетчик ведет отсчет времени выполнения программы. Если же 25 ча выходе признака отсчета времени "0", то на вход элемента ИЛИ 24 через элемент И 16 поступают сигналы признака адреса. 27 и счетчик 10 ведет отсчет количества циклов обмена на магистрали микроЭВМ. Содержимое счетчика 10 индицируется на регистре7 индикации. Единичные сигналы с входов 27, 28 через элемент ИЛИ 11 поступает на вход 8 записи стековой памяти, записывая состояния входов 26 адрес-данные устройства,: В режиме останова устройство работает следующим образом.Перед началом работы в регистр 4 заносится комбинация признаков состояния входов 26 и входов 29. На выходе режима останова регистра 5 "1". При появлении на входах 26 и 29 заданной на регистре 4,комбинации сигналов (пуск микроЭВМ может быть вьг полнен, например, в режиме начального пуска) на выходе схемы 3 сравнения появляется единичный сигнал, который через элемент ИЛИ 11 устанав ливает в "1" триггер 12. На выходе 30 сигнала останова появляется единичный сигнал, вызывающий останов микро- ЭВМ. Нулевой сигнал с инверсного вьг хода триггера 12 запирает элемент 55 И 18, прекращая работу счетчика 10.После останова микроЭВМ трасса ,программы может быть просмотрена пу-,тем подачи единичных сигналов на вход35 чтения устройства.Далее контроль микроЭВМ может бытьпродолжен, т.е. назначена новая точка останова, При появлении единичногоимпульса на входе 32 устройства счетчик 10 обнуляется через элемент И 22,а триггер 12 устанавливается в "0",снимая сигнал останова 30 и тем самымразрешая микроЭВМ продолжить работу,а единичный сигнал с инверсного выхода триггера 12 поступает на элемент И 18, разрешая работу счетчика10.В режиме прерывания на выходе режима останова присутствует "0", врегистр 4 заносится информация о точке прерывания программы. Прерывающаяпрограмма должна быть предварительнозанесена в память микроЭВМ,При появлении, сигнала пуска навходе 32 обнуляются счетчик 10 итриггер 12, снимая сигнал останована выходе 30.При достижении микроЭВМ заданногона регистре 4 состояния на выходе 31элемент И 14 появляется сигнал, вызывающий прерывание микроЭВМ,Возможна работа устройства соследующими совместными признакамиотладки "Начальный пуск-останов","Начальный пуск-останов" единичныесигналы присутствуют на выходах режима останова и режима начальногопуска регистра 5, После пуска устройства микроЭВМ отрабатывает процедуру начального пуска и продолжаетработу до появления условий, заданныхна регистре 4, после чего операторсчитывает содержимое стековой памяти8. Работа устройства в этом режимеможет производиться при задании навыходе признака отсчета времени регистра 5 как нулевого, так и единичного сигнала. При этом после появления сигнала останова на выходе 30на регистре 7 индикации индицируется количество циклов обмена на магистрали микроЭВМ или время от момента пуска до момента останова соответственно. . СВ режиме "Начальный пуск-прерывание" на выходе режима останова задается нулевой сигнал, на выходе режима5 1483начального пуска регистра 5 - единич-.ный. При пуске микроЭВМ отрабатывается процедура начального пуска и припоявленйи на магистрали состояния,.5заданного на регистре 4, устройствовыдает в микроЭВМ сигнал, прерыванияна выходе 31, которьп вызывает заданную оператором программу, котораяможет быть, например, первичной или 10программой "подводящей" микроЭВМ ккакой-либо программе, прошитой в, ПЗУмикроЭВМ.В режиме "Начальньп пуск-период"устройство работает следующим образом. На выходах режима начальногопуска и режима период регистра 5 присутствута "1" в регистр 9 заноситсякод времени выполнения программы иликод количества циклов обмена на магистрали микроЭВМ (при наличии "1"или "0" соответственно на выходепризнака отсчета времени регистра 5),В регистр 1 заносится код выдачисигнала синхронизации, 25При появлении сигнала "Пуск" навходе 32, на выходе элемента ИЛИ 25через элемент И 20 появляется "1";которая производит запись содержимогорегистра 9 в счетчик 10. На выходе З 036 устройства появляется сигнал,вызывающий пуск микроЭВМ. На входдекрементирования счетчика 10 черезэомент И 19 с выхода элемента ИЛИ 24поступают импульсы, которые представ 35ляют собой или сигналы сопровожденияадреса с входа 27 (через элементИ 16) или тактовые сигналы с входа33 (через элемент И 17) в зависимо-сти от сигнала на выходе признакаотсчета времени регистра 5.При выполнении микроЭВМ заданного числа циклов обмена или по истечении заданного времени на нулевом выходе счетчика 10 появляется единичный сигнал, 4который через элемент И 21 и элементИЛИ 25 вновь заносит в счетчик 10содержимое регистра 9 и через элементИЛИ 23 производит перезапуск микроЭВМ. Далее процесс повторяется.50 Кроме того, при появлении на входах 26 адреса данных устройства и входах 29 управляющих сигналов комбинации сигналов, заданной на регист ре 1, на выходе схемы 2 сравнения образуется единичный сигнал, который поступает на выход 34 синхронизации устройства и может использоваться, например, для синхронизации осциллографа.Информация о коде, заносимом врегистре 9 (точка возврата), и о коде, заносимом в регистр 1 (точка синхронизации), выбирается оператором врезультате анализа работы микроЭВМ"Начальньо пуск-останов". При этомточка возврата должна обеспечиватьвыход микроЭВМ на неверно выполняемую часть программы, а точка синхронизации может представлять собой,например, код адреса последней правильйЬ считанной команды,Таким образом, на осциллографе могут быть просмотрены все внутренние сигналы микроЭВМ и выявлена причина, вызывающая неправильное функционирование.Режим "Начальный пуск-прерывание- период" отличается от предыдущего режима тем, что в регистр 4 предварительно заносится код прерывания и при появлении на магистрали микро- ЭВМ комбинации сигналов, соответствующих ходу в регистре 4, на выходе 31 прерывания устройства появляется еди" ничный сигнал, вызывающий переход к программе, предварительно занесенной в ОЗУ. Эта прерывающая программа является "подводящей" к неправильно выполняемой части программы.Этот режим применяется в том случае, если сбои фиксируются в той части программы, переход к которой совершается по каким-либо сложным устройствам, или если сбойная часть программы не располагается непосредственно за программой начального пуска микроЭВМ. Предложенное устройство позволяет вести отладку как программной, так и аппаратной части микроЭВМ, так как позволяет зациклировать работу устройства при неисправной аппаратной части и наблюдать ход функционирования в различных контрольных точках на экране осциллографа с необходимой разрешающей способностью, Необходимо отметить, что преобладающее количество неисправностей аппаратной части микроЭВМ проявляется при начальном пуске, что не позволяет правильно выполнять команды, а значит не позволяет зацикливать работу устройства программным путем.Кроме того, устройство позволяет по заданному событию определить ретроспективные адреса и данные на магистрали микроЭВМ и производить конт"5 роль длительности выполнения заданной части программы, что увеличивает производительность при отладке.Формула изобретенияУстройство для отладки микроЭВМсодержащее первый и второй регистры, регистр числа команд, регистр задания режима, первую и вторую схемы срав кения, счетчик импульсов, десять элементов И, четыре элемента ИЛИ, причем информационные выходы первого и второго регистров соединены с первыми входами соответственно первой и второй схем сравнения, адресный вход устройства соединен с вторыми входами первой и второй схем сравнения, выход равенства второй схемы сравнения соединен с первым входом первого эле 25 мента И, выход признака останова регистра задания режима соединен с ин версным входом второго элемента И, выход третьего элемента И соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, 30 выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности при отладке, в него введены35 блок стековой памяти, первый и второй регистры индикации, причем адресный вход устройства соединен с информационным входом первого регистра индикации и с информационным входом блока стековой памяти, вход признака данных устройства соединен с тактовым входом второй схемы сравнения и с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом записи блока стековой памяти, вход признака адреса устройства соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, с тактовым входом первой схемы сравнения, с прямым входом четвертого элемента 50 И, выход признака останова регистра задания режима соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с единичным входом триггера, ,выход равенства второй схемысравнения соединен с прямым входом второгоэлемента И, выход которого являетсявыходом прерывания устройства, входпуска устройства соединен с первымвходом третьего элемента И и с первым входом триггера, прямой и инверсные выходы которого соединены соответственно с выходом останова устройства и с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с суммирующим входом счетчика импульсов, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом шестого элемента И и с первым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом счетчика импульсов, выходы регистра числа команд соединены с информационными входами счетчика импульсов, информационные выходы которого соединены с информационными входами второго регистра индикации, вход чтения устройства соединен с входом чтения блока стековой памяти, выход признака начального пуска регистра режима соединен с вторым входом третьего элемента И, выход признака периодического контроля регистра задания режима соединен с вторым входом седьмого элемента И, первыми входами восьмого и девятого элементов И и с инверсным входом десятого элемента И, выход которого соединен с входом сброса счетчика импульсов, выход переполнения которого соединен с вторым входом девятого элемента И, вход пуска устройства соединен с прямым входом десятого элемента И и с вторым входом восьмого элемента И, выходы восьмого и девятого элементов И соединены соответственно с первым.и вторым входами четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом счетчикаимпульсов и вторым входом первогоэлемента ИЛИ, выход признака контроля времени регистра задания режима соединен с первым входом пятого элемента И и инверсным. входом четвертого элемента И, тактовый вход устройства соединен с вторым входом пятого элемента И, выход равенства первой схемы сравнения является выходом синхронизации устройства, выход первого элемента ИЛИ является выходом начального пуска устройства.Редак Заказ 2834/46 Тираж 668ВНИИПИ Государственного комитета по изобр113035, Москва, Ж, Рауш ГКНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент Ужгород, ул. Гагарина, 101 гг /27 Л 1 28 Подписноеениям и открытиямкая наб., д. 4/5