Микропрограммное устройство управления с восстановлением при сбоях

яентель итехнический ин РОПРОГРАММНОЕ УСТРОИСТВО УПРАВЛЕНИЯ С ВОССТАНОВЛЕНИЕМ ПРИ СБОЯХ доваИзобретение относится к вычислител ной технике, а именно к устройствам программного и микропрограммного управ ления повышенной надежности.Известно устройство обнаружения ошибки и повторного выполнения команды в информационных системах, содержашее локальную память, ПЗУ, регистры адреса и регистры данных для каждого блока памяти соответственно, регистры А и В, регистры замка, сумматор, регистр очистки адреса, регистр контроля, схемы обнаружения ошибок Я . Общаги для предлагаемого устройства и известного являются блок постоянной памяти, используемый для хранения микропрограммы управления с регистром адреса и регистром данных, и схемы обнаружения ошибки.В етом известном устройстве регистр контроля, соединенный с регистром микро- команд, выполняет функцию определения тогодолжно ли в случае ошибки повторное выполнение производиться для одной мнкрокоманды, для нескольких микро команд илн оно невозможно, Установкарегистра производится в соответствии скаждой считанной кз ВУ иикрокомандой.Применяемые средства обнаружения ошибок высокой сложности устройств не 5могут с высокой вероятностью выявитьвсе возможные отклонения в ходе программы, нли ошибки в хранении и считыванииинформации иэ ПЗУ, в результате которых 10регистр контроля получает непраюшьщноинформацию. Неправильная иврормациа врегистре контроля делает невозможнымпроцесс восстановления системы послесбоя. Повышение надежности .хранения, 35считывания и передачи информации необ1ходимой для восстановленияу потребовалобы в известном устройстве значительныхзатрат оборудовании, Таким образом, недостатком рассматриваемого устройства 20является ненадежное хранение и формирьванне информации, необходимой для организации повторных вычислений, а слетельно, низкая восстанавливаюпвя способность устройства.3 0324Известно микропрограммное устройство управления с восстановлением присбоях, в состав которого входят ЦВМ,блок контроля, счетчик сбоев, регистр адреса повтора 21.5Общими для рассматриваемого аналогаи данного устройства являются блок микропрограммного управления (которыйвходит в аналоге в состав ЦВМ) и блокконтроля , 1 ОВ эти устройства для организации повторных вычислений при ошибке в составкоманд ЦВМ введена специальная команда, разделяющая соседние повторяемые участки программы, При выполненииэтой команды на специальном регистре(или в ОЗУ) запоминается адрес переэапуска, а счетчик сбоев устанавливается вв ,исходное положение, Так как фиксацияадреса перезапуска производится при вы- ополнении основной программы, то пропущенная блоком контроля ошибка в ходеее выполнения может стать причинойнеправильной организации точки перезапуска. 25Следовательно, недостатком данногоустройства является низкая надежностьорганизации точки перезапуска, снижаю 1 цая восстанавливающую способность устройства.ЭОНаиболее близким по технической сущ;ности к предлагаемому является микропрограммное устройство управления свосстановлением при сбоях, содержащеемикропрограммное ЗУ, регистр адреса,35регистр микрокоманд, регистр адресаповтора, схему для подсчета повторов,устройство обработки, блок контроля исчетчик адреса 3,С целью восстановления работы уст 4 Оройства на регистре адреса повтора запоминается адрес начала поворота вычислений. Запоминание адреса повтора производится в определенных местах микропрограммы, на которые указывает специальный разряд считываемых микрокоманд.Следует отметить, что несмотря наналичие блока контроля, часть ошибокв порядке следования микрокоманд, а также их хранения, считывания и передачибудет не обнаружена. Невыявленные ошиб 5 Оки могут привести к записи неверной информации в регистр адреса повтора. Кэтому может привести несвоевременноепоявление сигнала, разрешающего запоминание адреса повтора, либо искажениеадреса повтора или записи или храненияна регистре адреса повтора. Это делает невозможным процесс восстановле.05 4ния при обнаружении ошибки. Следовательно, недостатком рассмотренного устройства является низкая надежность храненияи передачи адреса повтора, уменьшающаявероятность правильного восстановленияпосле сбоя.Цель изобретения - повышение надежности восстановления работоспособностипри ошибке,Поставленная цель достигается тем,что в микропрограммное устройство управления с восстановлением при сбоях,содержащее блок памяти микропрограммрегистр адреса, регистр микрокоманд,блок опроса логических условий, блокввода логических переменных, блок контроля, первый, второй и третий элементыИ и регистр адреса повтора, причем выход регистра адреса соединен с входомблока памяти микропрограмм, выход которого соединен с входом регистра микрокоманд, первый, и второй выходы регистра микрокоманд соединены соответственно с первыми входами блока опросалогических условий и первого элемента .И, выход которого соединен с первымвходом регистра адреса, выход блока ввсда логических переменных соединен свторым входом блока опроса логическихусловий, выход которого соединен с вторым входом регистра адреса, выход регистра адреса повтора соединен с первым входом второго элемента И, выходкоторого соединен с третьим входом регистра адреса, первый и второй выходыблока контроля соединены соответственнос вторыми входами первого и второгоэлементов И, выход третьего элемента Исоединен с входом регистра адреса повтора, введены блок ассоциативной памяти,регистр состояний, четвертый и пятый,элементы И, причем выход блока ввода лологических переменных соединен с первымвходом блока ассоциативной памяти, второй вход которого соединен с выходомрегистра адреса повтора, первый :выход блока контроля соединен с первымвходом четвертого элемента И, третийвыход регистра микрокоманд соединен свторым входом четвертого элемента И,выход которого соединен с первыми входеми блока контроля и пятого элементаИ, выход которого соединен с вторымвходом блока контроля и первым входомтретьего элемента И, первый и второйвыходы блока ассоциативной памяти соединены соответственно с вторым входом пятого элемента И и с входом регистра состояний, выход которого сое9324 динен с вторым входом третьего элемен-, та И.На чертеже приведена схема микропрограммного устройства управления с восстановлением при сбоях, 5В устройство входят блок 1 памяти микропрограмм, регистр 2 адреса, регистр 3 микрокоманд, блок 4 опроса логических условий 4, блок 5 ввода логеческих переменных, блок 6 контроля, Ото ой 8 т етий 9 элементы первый 7, в рРИ, блок 10 ассоциативной памяти, регистр 11 адреса повтора и регистр 12 состояния, четвертый 13 и пятый 14 элементы И. 15Схема контроля осуществляет контроль работы блока 1 памяти микр кома цс и блока 4 опроса логических условий . При этом на его выходах вырабатываются сигналы отсутствия (выход 15) и наличиями (выход 16) ошибки в ходе выполнения микропрограммы.При правильной работе микропрограммного устройства (сигнал на выходе 15 блока 6) адрес следующей микрокоманды а передается через первый элемент И 7 и модифицируется с помощью блока 4 опроса логических условий, в зависимости от значения обрабатываемого логического условия. 30В случае ошибки с целью устранения ее последствий производится перезапуск рабочей микропрограммы с вполне опреде. ленных точек - точек перезапуска, опре деление которых производится заранее. Для предлагаемой реализапии в качестве точек перезапуска выступают некоторые микрокоманды, отделяющие один переэапускаемый участок микропрограммы от другого.40Следует заметить, что выполнению каждого переэапускаемого участка от начала до конца соответствует вполне определенное состояние датчиков объекта управления - определенный набор значений логических условий.Блок 10 совместно с регистрами 11 и 12 образует автомат, функционирующий независимо и параллельно с основными блохами, выполняющими управляющие микрокоманды, Текущее состояние этого ав. томата позволяет в любой момент времени при ошибке в выполнении рабочей микропрограммы ,сигнал 16 на выходе блсм ка 6) получить для блока 1 памяти мик 55 ропрограмм информацию об адресе точки перезапуска, которая из регистра 11 ч рез второй элемент И 8 передается на егистр 2 адреса. При этом на первый 95 Ьвход блока 10 постоянно подается входюй набор, соответствующий значениям 1 обрабатываемых микропрограммой иэ блока 1 логических условий (набор, соответствующий состоянию управляемого объекта), а на второй вход поступает иэ регистра 11 значение предыдущего сооояния .данного автомата. Блок 1 1 запрограммирован таким образом, что определенным входным наборам соответствуют вполне определенные состояния,которые используются в качестве адресов точек перезапуска,Текущее состояние, соответствующеепоступающему на первый вход блока 10входному набору, хранится на регистре12. В качестве адреса точки перезапускаиспользуется состояние, зафиксированноев момент начала выполнения конкретного участка микропрограммы на регистре 11. фиксация нового адреса точкиперезапуска в регистре 11 производитсяпрн наличии сигнала о моменте переходана новый повторяемый участок, поступающего с третьего выхода регистра 3микрокоманд, н отсутствии ошибки привыполнении текущей микрокоманды. Кроме того, учить 1 вается сигнал с второговыхода блока 10, свидетельствующий оналичии в блоке 10 набора, соответствующего перезапускаемому участку.Учет в автомате перезапуска сигнала с выхода 15 блока 6 контроля позволяет прн ошибке, обнаруженной в моментперехода на новый участок, запретитьпереход в новое состояние и возвратиться в начало только что пройденного участка с целью его поворота,Учет сигнала с второго выхода блока 10 позволяет выявить ряд ошибок,пропускаемых блоком 6 контроля. Такаявозможность появляется благодаря независимому функционированию автоматаперезапуска от микропрограммного устройства управпешщ н это дает возможность изменить начальный адрес перезапускаемого участка по сигналу от мюропрограммного устройства только в слуьчае выполнения функции перехода в автсмате на блоке 10.Предположим, что на третьем выходерегистра 3 ошибочно появляется сигналразрешения перехода на новый участок,хотя условия для такого перехода ешене появляются, т. е. набор значений логических условий, необходимый для перехода автомата на блоке 10 в новое сосьтояние, не соответствует реально зафиксированному в устройстве 5 ввода, Тог 932495да в регистре 11 не записывается новое состояние, так как признаковые части всех ячеек блока 10 отличны от входного набора значений логических условий, а на выходе пятого элемента И 14 от, сутствует сигнал, разрешающий переход,Значения выходов элементов И 13 и 14 анализируются блоком 6 контроля. При ошибочно появившейся метке (наличие сигнала на выходе четвертого элеменО та И 13 и отсутствие сигнала на выходе пятого элемента И 3.4) блок 6 контроля вырабатывает сигнал ошибки (выход 16) и производится повтор микопро.- граммы с предыдущей правильно зафикси,- 15 рованной на регистре 11 точки переза пуска.Таким образом, если в известных устройствах ошибочное появление сигнала о моменте записи адреса повтора, 20 пропущенное блоком контроля, приводит к неправильной организации точки перезапуска и делает процесс восстановления невозможным то в предлагаемом устройстве этого не происходит, т. е. изоб ретение позволяет выявить и восстановить описанный выше класс ошибок, которые не обнаруживаются блоксм контроля. Благодаря этому вероятность появления ложной информации в автомате пере- Зэ запуска уменьшается, а восстанавливающая способность устройства увеличивается.Следует заметить, что если в известных устройствах надежность формирования адреса повтора определяется надежностью восстанавливаемого устройства, то в предлагаемом изобретении она зависит от надежности автомата на блоке 10, служащего для перезапуска.46В связи с этим в микропрограммном устройстве управления повышение восстанавливающей способности достигаетсй, кроме отмеченных вьппе факторов, также вследствие более высокой надежности автомата, служащего для перезапуска, по сравнению с восстанавливаемым микропрограммным устройством. Это объяс няется тем, что по сравнению с микропрограммным управляющим устройством36он оказывается значительно меньшим, . а, следовательно, сам автомат более надежным, чем основной.Формула из обретенияМикропрограммное устройство управле5 ния с восстановлением при сбоях, содержащее блок памятИ микропрограммы, реГЧйр адреса, регистр микрокоманд, блок опроса логических условий, блок ввода логических переменных, блок контроля,первый, второй и третий элменты И ирегистр адреса повтора, причем выходрегистра адреса соединен с входом блокапамяти микропрограмм, выход которогосоединен с входом регистра микрокоманд,первый и второй выходы регистра микрокоманд соединены соответственно спервыми входами блока :опроса логических условий и первого элемента И, выход которого соединен с первым входомрегистра адреса, выход блока ввода логических переменных соединен с вторымвходом блока опроса логических условий,выход которого соединен с вторым входом регистра адреса, выход регистраадреса повтора соединен с первым входом второго элемента И, выход которогосоединен с третьим входом регистра адреса, первый и второй выходы блока конт,роля соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементовИ, выход третьего элемента И соединен сс входом регистра адреса повтора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности восстановления, вустройство введены блок ассоциативнойпамяти, оегистр состояний, четвертый ипятый элементы И, причем выход блокаввода логических переменных соединенс первым входом блока ассоциативной памяти, второй вход. которого соединен с выходом регистра адреса повтора,первый выход блока контроля соединенс первым входом четвертого элемента И,третий выход регистра микрокоманд соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен спервыми входами блока контроля и пятого элемента И, выход которого соединенс вторым входом блока контроля и первым входом третьего элемента И, первый и второй выходы блока ассоциативной памяти соединены соответственнос вторым входом пятого элемента И ис входом регистра состояний, выход которого соединен с вторым входом третье.го элемента И. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США % 3618042,кл. 340 172, 5, онубпкк, 02,11.71.2. Зенкин В.Д, и цо. Методы исключениявлияния случайных сбоев в ЦВМ. Техническая диагностика. М."Наука", 1972.3, Заявка Великобритании932498 Подписноа СССР 85/69 Тираж 732 ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений 11 ЗОЗ 5, Мо ква, Ж-З 5,а мит, д.4/ аушск Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проект Составитель И. СигаловРедактор Е. Папп Техред М, Рейвес Корректор С. Шек