Устройство для контроля времени выполнения программы

ОП ИСАНИЕ И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ Союз Советских Социалистических республик(51) М. КлЬ 06 Р 9 Г 20.Ст 06 Р 11/ОО Гасударственный квинтет СССР ае делам нзеаретеннй и еткрютий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИ ПРОГРАММЫ 1Изобретение относится к области вычислительной техники,в частности к устройсгвам для контроля времени выполнения программы и может быть использовано в цифровых вычислительных машинах.Известно устройство для контроля вре 5мени выполнения программы, содержащееблоки вычислительной машины, блок обнаружения ошибок, буферную память, схемусравнения, триггеры, логические элементы 1. В атеем устройстве, в случае сра 10батывания блока обнаружения ошибок, за-пускается повторное выполнение команды,при выполнении которой возникаег сбой.При этом в устройстве блокируется возможность повторной записи тех сосгавных:15частей операнда, которые успели сформироваться еще до возникновения сбоя, иобеспечивается запись информации, которая вырабатывается при повторном выполненни команды после такта, на когором . фвозник сбой,Недостатком данного усгройсгва явля,ется го, что нейтрализуя сбои, искажающие операидную часть команды, оно необеспечивает нейтрализации сбоев, искажающих командную информацию, в частности сбоев, приводящих к останову функционирования,Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля временивыполнения программы, содержащее элемент ИЛИ, выход которого соединен сосчетным входом счетчика, группу элементов И, выход которой соединен с информационным входом счетчика, первый элемент НЕ, причем выход счетчика, первый,второй входы груплы элементов И и входпервого элемента НЕ соединены соответственно с выходом устройства, с первым,вторым и третьим входами устройства 21.Недостатком данного устройства является, го,.что, выявляя зацикливания программы, оно не обеспечиваег зашиты отбстановов в ее выполнении, В частности,при работе ЦВМ в нормальных режимахтакое нарушение функционирования можег3происходить прн ошибочных попаданиях на.команды программных остановов, выбираемых либо при случайных сбоях в переда),сбоем), либо при логических нарушенияхв ходе выполнения программы, что снижает надежность устройства.Кроме того, данное устройство имеетограниченные функциональныв возможности, обусловленные отсутствием останова 10" -поступления в счетчик пересчетных импульсов, который должен производиться син- -хронно с остановами программы, задаваемыми ойератором при работе ЦВМ в наладочных и профилактических режимах (на" " прймер,"останов"по номеру команды, адресу записи, условию и т.д.),Отсутствие возможности управленияблокировкой поступдения пвресчетных импульсов приводит к ложному срабатыванию 20счетчика" в ситуациях, когда в соответствйи с внешним сигналом выполнение какого-либо участка программы необходимо"растянуть" во времени (например, для фотографйрования сигналов, выдаваемых наисподнительныв устройства).Целью изобретения является повышение .,надежности й расширение функциональныхвозможностей устройства путем уйравле ния длительностью контроля и синхрониза- .З 0ции момента блокировкиконтроля и синхро-низации момента блокировки контроля сзаданнымй остановами программы.Цель достигается тем, что устройствосодержит первый, второй, третий, четвер- З 5тый элементы И, второй элемент НЕ иэлемент ЗАПРЕТ, причем четьертый ьходустройства соединен с информациойным , "входом элемента ЗАПРЕТ и с первым вхо .дом первого элемента И, второй вход и 40выход которого соединены соответственнос третьим входом устройства и с первымвходом второго элемента И, первый ивто рой управляющие входы элемента ЗАПРЕТсоединень 1 соответственно с пятым входом 45устройства и с выходоМ группй"Ълементов И, выход элемента ЗАПРЕТ соединен," с йейьиИ"входами третьего и" четвертогоэлементов И, шестой вход устройстваче- рез второй элемент НЕ соединен со вторймивхддами" третьего" и второго элементов И, выход первого элемента НЕ соединен со вторым входом четвертого элемента И; вЫход которого и выход третьегоэлемента И соединены соответственно с 55первым и вторым входами элемента ИЛИ,а выход второго элемента И соедйнен соВторым выходом устройствае 4На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство для контроля времени выполнения программы содержит входы 1-3, счетчик 4, элементы НЕ 5,6, элементы И 7-10, элемент ЗАПРЕТ 11, элемент ИПИ 1 2, группу 13 элементов И, входы 14-16, выходы 17, 18ЦВМ 19 содержит блок 20 контроля и блок управления 21.Устройство работает следующим образом.При обычной работе ЦВМ органы управления пульта, обеспечивающие выполнение режимов работы с остановами, отключены, при этом со входа 15 на вход элемента НЕ 6 поступает закрывающий потен пиал. Если программа выполняется нормально, т.е, блок управления 21 ЦВМ 19 не вырабатывает сигнала о программном оотанове, то на входе элемента НЕ 5 и на втором входе элемента И 9 удерживается закрывающий потенциал. Соответственно на выходах элементов НЕ 6 и 5 и на подключенных к ним входщ, элементов И 7, 8, 10 имеет место открывающий потенциал. При этом, если помимо обычной работы ЦВМ задано также и обычное выполнение программ, то по входу 14 в элемент ЗАПРЕТ 11 поступает сигнал, который независимо от информации, поступающей с выхода группы 13 элементов И на первый вход элемента ЗАПРЕТ 11, удерживает его в отключенном состоянии, Выключенцов состояние элемента ЗАПРЕТ 11, а также открытые элементы И 7 и 8 обеспечивают непрерывное прохождение пере- счетных импульсов со входа 16 на входы элемента ИЛИ 12 и далее на счетный вход счетчика 4, где каждый из них прибавляет "1" к содержимому счетчика 4,Непрерывное поступление пвресчетных импульсов стремится вызвать переполнение счетчика 4,.однако при исправной ра ботепри "вкЗпочении каждого очередного участка прсграммы в счетчик 4 через группу 13 элементов И из блока управления 21 ЦВМ 19 заносится код константы, незначительно превышающей время выполнения этого участка, что повышает мкопденную в счетчике 4 информацию, препятствуя его переполнению.Если происходит зацикливание какого дибо участка программы, то очередное обновление содержимого счетчика 4 не произойдет, вследствие чего он переполняется, вырабатывая сигнал прерывания, который поступает в блок контроля 20,674024 6НЕ 6 закрывает элементы И 10 и 8, что блокирует автоматическую выработку сит- нала перезапуска и делает цепь поступ- пения пересчетных импульсов в счетчик 4управляемой, В частности, при любом программном останове на щаходе останова блока управления 21 ЦВМ 19 вырабатывается открывающий потенциап, который, будучи проинвертирован эпементом НЕ 5, закрывает элемент И 7, блокируя на время останова поступление пересчетных импульсов на вход счетчика 4. При этом закрытое .состояние элемента И 10 блокирует выработку сигяапа перезапуска, При пуске, производимом оператором, потенциал на выходе останова блока управления 21 ЦВМ 19 становится закрывающим, в результате чего. поступпение пересчетных импульсов в счетчик 4 возобновляется.Если выполнение какого либо участка программы в зависимости от условий включения необходимо растянуть во времени,то синхронный приостаяов в поступпениипересчетных импульсов в счетчик 4 осуществляет элемент ЗАПРЕТ 11. Если та кой режим задан, то навходе эпемента ЗАПРЕТ 11 со входа 14 удерживается сигнал, разрешающий работу этого элемен та, Перед выходом на участок программы,выполнение которого может быть растянуто" во времени одновременно с занесением кода константы в счетчик 4 блок управпения 21 ЦВМ 19 через группу 1 Ээлементов И подает на первый вход эпемента. ЗАПРЕТ 11 программный сигнапразрешения его включения. Совпадениесигнала разрешения с пупьта и программного сигнала выключает эпемент ЗАПРЕТ 11, что блокирует поступпение пересчетиых импупьсов яа вход счетчика 4.При выходе на выпопяеяие участков программ, которые не требуют изменения временного масштаба, одновременно с за несением константы в счетчик 4 блок уп равления 21 ЦБМ 19 через группу 13 эпементов И снимает программный сигнап разрешения вкпючеяия элемента ЗАПРЕТ 11. Балее устройство работает с прежнем режиме.Таким образом, изобретение позволяет повысить надежность за стет автоматического предотвращения остановов в работе ЦВМ, когда сама ЦВМ расценивает возникший останов как нормальную (ио-. правную) ситуацию. Такие остановы вызываются ложными попаданиями на команды программных остановов. 5Если происходит останов в функционировании, который не явпяется следствиемпожного попадания на команды программных остановов (нацример, при сбое ввыработке какого-либо ключевого сигналав операционном блоке ЦВМ 1 9) и этотостанов не выявлен средствами временного контроля самой ЦВМ 19, то как и впредыдущем случае происходит переполне.ние счетчика 4 с выработкой сигнапа не 1 Оисправности. Таккак в этом случае вЦВМ 1 9 отсутствует логический сигнало факте останова, то выработанный счетчиком 4 сигнал неисправности запускаетрежим прерывания.15Если же возникшая неисправность (какв работе аппаратуры, так и логике прохождения программ) приводит к ложному поцаданию на команды программных остановов, то в ЦВМ 19 вырабатывается сигнал 0о факте останова, что блокирует действиевременного контропя ЦВМ 19 и аппаратапрерывания до снятия этого .сигнапа, которое может быть осуществлено тольковнешним пуском. Аналогичная картина ыблюдается и в случае, еспи сигнап о фак-.те останова вырабатывается вследствиесбоя в работе самой аппаратуры, вырабатывающей сигнап о факте программногоостанова.Сигнал о факте останова поступаетна выход останава блока 21 управпенияЦВМ 19, где происходит смена закрывающего потекциапа на открывающий, в результатечего элемент И 7 через зпемент З 5НЕ б закрывается, а элемент И 9 открывается. Так как элемент И 8 не изменяет своего состояния, то блокировка эпемента И 7 не приводит к прекращению4 Опоступлений пересчетных импульсов в счеть.чик 4,При этом первый же пересчетный импупьс, прошедший через открытый эпементИ 9, поступает на вход эпемента И 10,который потенциапом . с выхода элемента45НЕ 6 также удерживается в открытом состоянии, В резупьтате этого на выходеэлемента И 10 аойвпяется сигнал, который поступает в блок управпения 21 ЦВМ19, вызывая перемпуск функционирования. 5 ОПри работе ЦВМ 19 в наладочных режимах выполнение команд программныхостановов допустимо, законными явпяются также и режимы остановов, задаваемыеоператором с пульта. О подключении пупь55та сообщается открывающим потенциалом,поступатощим по входу 15 на вход эпемвята НЕ 6, Потенциап с выхода эпемента7Автоматическая нейтрализация срабатывания этих команд, адреса которых мо гут образоваться даже вследствие одиночного сбоя, являются важнейшей задачей при построении высоконадежных систем, управляющих процессами, протекающими в реальном времени. Изобретение, исполь зуя сигнал об отключенном состоянии пульта БВМ, (что свидетельствует о рабочем режиме функционирования системы ), обесйечивает оперативную нейтрализацию таких остановов, при этом в устройстве полностью сохраняетсй действие временнбго контроля.другим преимуществом изобретения яв ляется воэможность синхронного останова временного контроля с остановами выпол нения программы, когда эти остановы возникают при наладочных или профилактичес . ких работах (например, заданы операто 10 ром ). С одной стороны такой останов иск; ключает выработку ложных сигналов перЬ полнения счетчика, с другой стороны, ео-. ли данный останов не санкционирован, то синхронный останов временного контроля позволяет сохранить картину, при которой возник несанкционированный останов.Преимушеством изобретения является простота управления временным контролем при выполнении участков программ, вре . зО мя выполнения которых в зависимости от режима включения может изменяться (на пример, "растягиваться", для обеспечений фотографирования сигналов, выдаваемых системой на исполнительные устройства). Простота состоит в том, что для таких участков программа подготовки обновле ния временного интервала остаетсй неизменной как при выполнении в нормальном,40 так и в растянутом" режиме. Эта программа всегда содержит команду разре щения включения элемента ЗАПРЕТ.Однако срабатывание этой команды происходит только при условии, если аналогичное разрешение задано в этот элемент 4 и спульта.формула изобретенийУстройство для контроля времени выполнения программы,.содержащее элементс 8ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, группу элементов И, выход которой соединен с информационным входом счетчика, первый элемент НЕ, причем выход счетчика, первый, вто рой входы группы элементов И и вход первого элемента НЕ соединены соответственно с выходом устройства, с первым, вторым и третьим входами устройства,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей за счет управления длительностью контроля и син-, хронизации момента блокировки контроля с заданными остановами программы,оно содержит первый, второй, третий, четвертый элементы И, второй элемент НЕ и элемент ЗАПРЕТ, причем четвертый входустройства соединен с информационнымвходом элемента .ЗАПРЕТ и с первым входом первого элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с третьим входом устройства и с первЫм входом второго элемента И, первыйи второй управляющие входы элементаЗАПРЕТ соединены соответственно с пятым входом устройства и с выходом группы элементов И, выход элемента ЗАПРЕТ соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, шестой вход уст ройства через второй элемент НЕ соединен.со вторыми входами третьего и второго элементов И, выход первого элемента НЕ соединен со вторым входом чет вертого элемента И, выход которого и выход третьего элемента И соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ, а выход второго элемента И соединен со вторым выходом устройства,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССРМ 424149, кл. С 06 Г 9/20, 11/00,1 973.2. Авторское свидетельство СССР139813, кл, б 06 Г 11/00, 1974,674024 атонорректор А лаР оставитель Ф. Шагехред М. Петко Редактор Л. Багла Поднисноеомитета СССРоткрытийшскаи набд. 4/ Заказ 4080/ 46 Тираж 779ЦНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 3035, Москва, Ж, Рау тнаи,Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул.