Устройство для контроля микропрограмм

ОЮЭ СОВЕТСНИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИХЕСПУБЛИН с У ОСУДАРСТВЕННЦЙ НОМИТЕТ СССРДО ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНий И ОТНРЫТИй Е ИЗОБРЕТЕНИЯСВИДЕТЕЛЬСТВУ ПИ АВТОРСК Л.929ко, Г.Н. тН. ТкаченкОстроумо 21 ) 3412079/18-24 введены триггер пуска, одновибратор,223 26.03.82 ,счетчик, второйи третий блоки памя- (46) 07.08.83. Бю ти, коммутатор, пятый," шестой. и седь- (72) Н.ф, Сндорен имонькин, мой элементы И, второй и третий В.С. Харченко, С, о : элементы задержки, причем вход синх- А.Н, Першин и Б.В в .:Роимпудьссв устройства и единичнЬФ(53) 681,3(088,8)выход триггера пуска соединены со- (56) 1. Авторское свидетельство СССР :ответственно с первым и вторым вхо-, Р 391563,.кл 606 Р 11/02, 1971.:Лами: пятого элемента И, выход кото 2. Авторское свидетельство СССР Рого соединен с первыми входами йер-, Р 842823, кл. 506 11/30, 1981, вого и шестого элементов И и через3. Авторское свидетельство СССР - первый ивторой:,элементы,:задержки по заявке У 3224689/18-24, ао счетным входом счетчика, выход кл. б 06 Г 11/30, 26.12.1980 . :переполнения счетчика соединен со (,прототип. , счетным входом триггера управления,. (54)(57.) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ; ииФормацианные выходы счетчика соеди- МИКРОПРОГРАММ , содержащее первый,.нены с.адресными входами второго бло-Я блок памяти, регистр микрокоманд, : ка памяти, первыми инФормационными . первый и второй триггеры. результата," входами ксмутатора и первыми входа-. И триггер управления, первый, второй, :.-.,мй блока элементов И; выходы которо- файф третий и четвертый элементы и,.пер- : го соединены с инФормационными входа" С : вый и второй элементы ИЛИ, элемент . мн первого блока памяти, единичный задержки и блок элементов И, причем выход тРиГГера управленйя соединен я, выход первого .элемента И соединен . :с первым управляющйм входом .коммутас входом считывания первого блока тораи. ВтО 9 ым входом шестого элемен. памяти, выход которого соединен та И,ВЫХОД КотОрого соединен с вХо.- с входом регистра микрокоманд, вы- . лами считывания второго и третьего, ходы поля микроопераций и адресного блоков:намяти.и с входами синхройиполя регистра микрокоманд соединены зации триггеров результата и через, с входами первого элемента .ИЛИ, вы- : тРетий элемент задержки с третвимн ход первого элемента задержки и нуле- входами третьего и четвертого элемен-вой выход триггера управления сое-. .тов И, нулевой выход триггера-управдннены соответственнос первым и .: ления соединен с вторыми входами вторым входами второго элемента И, :блока. элементов И, вторым входом.пер-единичные выходы первого и второго . :Всгб ЭЛемеыта И, вторым управляЮщим триггеров результата соединены с . .:Входои коммутатора и через одновйб-первыми входами третьего и четвер-, . ратер + с третвим входом второгоэле. того элементов И соответственнб, мента ИЛИ,.выход адресного поля:ре- Ъ нулевые выходы первого. и Второго гистра мнк 9 окоманд соединен с втррьаа аЖ триггеров результата соединены инФормацнонным входом коммутатора, с вторыми входами четвертого и тра- выход:которого соединен с адресным тьего элементов И соответСтвеннб, входом третьего блока памяти, выВыходы которых соединены с цервымход Второго элемента и соединен с пери вторым входами второго элемента вым входом седьмого элемента и и о ;или соответственно, о т л и ч а ю Входами записи второго и третьего д е е с я тем, что, с целью новы- блоков памяти, выходы которых сое-. ,шения надежности контроля в него :динены соответственно с З-входами103404 2 первого и второго триггеров результата, выход первого элемента ИЛИ соеди.нен с информационным входом второгоблока памяти и вторым входом седьмогоэлемента И, выход которого соединенс информационным входом третьего блока памяти, выход второго элемента Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть . использовано при разработке аппаратуры систем контроля программного обеспечения, 5Известно устройство для контроля микропрограмм, содержащее контролируемый микропрограммный автомат, элементы И, ИЛИ, триггер, элемент ЗаДержи 1, 1 ОНедостатком указанного устройства является низкая полнота контроля, вызванная отсутствием средств контроля субъективных ошибок.Известно устройство для контроля выполнения программ, содержащее триг ", геры, элементы И, ИЛИ, элементы за" держки, блок оперативной (динамической) памяти 21.Недостатком данного Устройства является большой объем средств контроля, обусловленный тем, что в устрой стве должна храниться информация о всех разрешенных последовательностях модулей программы.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является устройство, содержащее блок памя" ти микропрограмм, регистр микрокоманд, регистр результата, триггер 30 управления, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, элемент задерж ки и блок элементов И, причем выход первого элемента И соединен с входом 35 считывания блока памяти микропрограмм, выход которого соединен с входом регистра микрокоманд, выходы поля микроопераций и адресного поля регист ра микрокоманд соединены с входами пер40 вого элемента ИЛИ, выход первого эле мента задержки и нулевой выход триггера управления .соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента И, единичные выходы . 45 первого и.второго триггера результа- . та соединены с первыми входами третьего и четвертого элементов И соответственно, нулевые выходы первого и второго триггера регистра результата соединены с вторыми входами ИЛИ соединен с нулевым входом триггера пуска, единичный вход которогоявляется входом запуска устройства,выходы третьего и чЕтвертого элементов И являются соответственно первыми вторым выходами ошибки устройства. четвертого и третьего элементов И соответственно, выходы которых соединены с первым и вторым входом второго элемента ИЛИ соответственно 3.Недостатком устройства является узкая область применения вследствие низкой полноты контроля, субъективных ошибок.В указанном устройстве осуществляется контроль субъективнйх,ошибок типа "тупик", т.е. ошибок, допущенных на этапе проектирования и приво 1 дящих к тому, что в микропрограмме (программе) существуют микрокомандыкоманды), не имеющие последователей.Таким образом, низкая полнота контроля обусловлена ограниченным классом обнаруживаемых ошибок, Кроме гого, указанное устройство ориентировано на использование в режиме основного функционирования контролируемого микропрограммного программного автомата, т.е. в режиме оперативного Контроля, что снижает надежность контроля автомата.Цель изобретения - повышение надежности контроля.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля микропрограмм;. содержащее первый блок памяти, регистр микрокоманд, первый и второй триггеры результата, триггер;управления, первый, второй, третий и четвертый элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, элемент задержки и блок элементов И, причем выход перВого элемента И соединен 1с входом считывания. первого блока памяти микропрограмм, выход которого соединен с входом регистра микрокоманд, выходы поля микроопераций и адресного поля регистра мик,рокоманд соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход первого элемента задержки и нулевой выход триггера управления соединены соответственна с первым и вторым входами второго элемента И, единичные выходы первого и второго триггеров результата соединены с первыми входами третьего и1034042 Каждому слову (линейкеДхранимов блоке памяти, ставится в соотетствие двухразрядный признак 7=(Р 1111 -),причем четвертого элементов И соответственно, нулевые выходы первого и второго мутриггеров результата соединены с ввторыми входами четвертого и третье-.го элементов И соответственно, выходы которых соединены с первым и вторым входами второго элемента ИЛИсоответственно, введены триггер. пуска, одновибратор, счетчик, второй итретий блоки памяти, коммутатор,. пятый, шестой и седьмой элементы И,0второй и третий элементы задержки,причем вход синхроимпульсов устройства и единичный выход триггера пускасоединены соответственно с первыми вторым входами пятого элемента 35И, выход которого соединен с первымивходами первого и шестого элементовИ и через первый и второй элементызадержки со счетным входом счетчика,выход переполнения счетчика соединен 20со счетным входом триггера управления, информационные выходы счетчикасоединены с адресными входами второгоблока памяти, первыми информационнымивходами коммутатора и первыми входами блока элементов И, выходы которого соединены с информационными входами первого блока памяти, единичныйвыход триггера управления соединенспе вым а О, если в линейке 5; информацияР = отсутствует;1 1, если в линейке 5: записананенулевая информация,бло" 1т 181;Й,М - число линеек в блоке памяти.Тогда справедливо, следующее выра- жение Признаки Т формируются путем последовательного считывания информациииз блока памяти и анализа адресныхчастей.Если 7 Г 6 01,10, то это свидетеЛьствует о некорректности микропрограммы, т.е, наличии в ней ошибок типа"тупик" или "недостижимая вершина 1.Комбинации % Е 00,11 являются разрешенными.Введение в устройство счетчика иобусловленных им связей позволяетформировать адреса линеек блоков памяти а при выходе на последнюю линейку формировать сигнал управлениярежимом работы,Введение коммутатора и обусловленных им связей позволяет управлятьадресными цепями третьего блока памяти,Введение второго и третьего блоковпамяти и обусловленных щли связей. необходимо для хранения признаков РиР .Введение триггера пуска, пятогоэлемента И и обусловленных ими связей позволяет управлять подачей синхроимпульсов в устройство. Введение шестого элемента И и обусловленных им связей необходимо для управления подачей импульсов считывания во второй и третий блоки памя-ф ти.Введение седьмого элемента И и обусловленных им связей позволяет управлять записью признака Р. в третий блок памяти. 60 65 р упр вляющим входом коммута тора и вторым. входом шестого элемента И, выход которого соединен с вхо- дами считывания второго и третьего блоков памяти, с входами синхронизации триггеров результата и через третий элемент задержки с третьими входами третьего и четвертого элементов И, нулевой выход триггера управления соединен с вторыми входами блока элементов И, вторым входом первого элемента И, вторым управляющим 40 входом коммутатора, и через одновибратор - с третьим входом второго эле- . мента ИЛИ, выход адресного поля ре гистра микрокоманд соединен.с вторым информационным входом коммутатора, выход которого соединен с адресным входом третьего блока памяти, выход второго элемента И соединен с первым входом седьмого элемента И и с входами записи второго и третьего бло ков памяти, выходы которых соединены соответственно,с Э -входами первого и второго триггеров результата, выход первого элемента ИЛИ соединен с информационным входом второго блока памяти и вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с информационным входом третьего блока памяти, выход второго элемента ИЛИ соединен с нулевым входом тригге:ра пуска, единичный вход которогоявляется входом запуска устройства,выходы третьего и четвертого элементов И являются соответственно первым и вторым выходами ошибки уотройства. 1, если в адресной зонека памяти записан адреслинейки 5;О, в противном случае. 00, если линейкане используется в микропрограммах, для записи микрокоманд;101 если в линейке 5 записана недостижимая микрокоманда, . Ц) 0, если в линейке 5 записана тупиковая микрокоманда, адресная часть которой является адресом линейки 5,11, если в линейке С,; записана: микрокоманда, которая не является недостижимой и не является конечной микрокомандой "тупико-. вого" участка.Блоки 16 и 23 памяти преднаэначе" ны для хранения признаков 1 и Р;,55 Триггеры 17 и 18 осуществляют их за.- поминание после считывания из блоков 16 и 23 памяти. 60 Элементы И 22,14 и 15 управляют записью, считыванием информации из этих блоков. КОМмутатор 13 адреса в зависимости от режима работы осуществляет коммутацию адресных цепей блока 16 памяти.65 Введение одновибратора и обуслойленных им связей позволяет Формировать сигнал останова устройства после окончания проверки.Соединение выходов третьего и четвертого элементов И с выходами ошно ки устройства, а выхода второго эле. - мента ИЛИ с нулевым входом триггера пуска. позволяет Формировать сигналы ошибки и блокировать при их появлении работу устройства, 0Введение второго элемента задержки и обусловленных им связей необходимо для задержки импульса на время записи информации во второй и третий блоки памяти. 15Введение третьего элемента Задерж-" ки и обусловленных им связей позволя- ет задержать импульс опроса триггеров результата на время считывания информации из второго итретьего блоО ков памяти.На чертеже представлена Функцио-. нальная схема устройства для контроля микропрограммУстройство содержит триггер 1 пуска, пятый элемент И 2,.первый 3 и,второй 4 элементы задержки, счетчик 5, блок б элементов И, первый элемент .И 7, первый блок 8 памяти микроко-манд и регистр 9 микрокомаид с Поля- ми адресным 9,1 и микроонераций Ф,2, образующие контролируемый автомат .10, первый элемент. ИЛИ 11, триггер 12 управления, коммутатор 13, второй элемент И 14, седьмой элемент И 15, второй блок 16 памяти, первый триггер 17 результата и второй триггер 18 результата, третий 19 и четвертый 20 элементы И, второй 21 и шестой 22 элементы И, третий блок 23 памяти,.третий элемент"24 задержки и одйо.= 40 вибратор 25. Кроме того, символами 26-29 обозначены соответственно вход пуска и синхроимпульаов, первый и второй выходы ошибки Устройства.В блоке 8 памяти хранится инфор мация о микропрограммах (программах), которая считывается в региотр 9.Счетчик 5 осуществляет формирование адреса при считывании информации из блоков 8,16 и 23 памяти.Триггер 12 управляет режимом работы устройства, а триггер 1 - его .пуском и остановом. Элемент ИЛИ 11 фиксирует ненулевой код, записанный в регистр 9. Элементы И 19 и 20 формируют сигналыошибки на основе кода в триггерах17 и 18,Элемент ИЛИ 21 при появлениисигналов ошибки или окончании ра"боты подает сигнал останова на триг"гер 1Предлагаемое устройство функционирует. в двух режимах: режиме формирования признакови режиме анализа признаков 7 Г =1,И.Режим формирования признаков Х;.В исходном состоянии все триггерыи счетчик обнулены, в блоках 16 и 23памяти записана нулевая, информация.В блоке 8 памяти записаны контролируемые микропрограммы (программы).В поле адреса последних микрокомандзаписаны начальные адреса соответст"вующих микропрограмм.После прихода на выход.: 26 сигнала "Пуск" триггер 1 устанавливаетсяв единичное состояние и первый импульс с входа 27 устройства проходитна. выход элемента И 2. По этому импульсу происходит считывание информации, хранимой в нулевой ( начальной)линейке блока 8 памяти. С задержкой,равной времени считывания информациииз блока 8, импульс появляется навыходе элемента 3 и разрешает записьинформации в блоки 16 и 23. Адресв блок 16 подается с выхода поля 9.2через коммутатор 13, а в блок 23непосредственно с выходов счетчика13, Если по начальному адресу вблоке 8 записан ненулевой код, тов блоки 16 и 23 по соответствующимадресам запишется единица, в противном случае в .нуль,ПОСле записи информации в блоки16 и 23 импульс с выхода элемента4 задержки увеличиваетна единицусодержимое счетчика 5 формируя внеМ адрес следующей линейки. С приходом очередного синхроимпульса навход 27 цикл функционирования повторяется в соответствии с ойисаннымалгоритмом.С появлением на выходе счетчика5 сигнала переполнения триггер 12устанавливается в единичное состояние и устройство переходит во второйрежим.Режим анализа признаков.Исходное состояние устройства перед началом работы в этом режиме следующее:;триггеры 1 и 12 находятся в единичном состоянии, счетчик 5 и триггеры 17 и 18 обнулены, в блоках 16 и 23 памяти записаны признаки Т;, По первому импульсу, проходящему через элементы И 2 и ИЛИ, 22, происходит считывание информации из бло.ков 16 и 23 в триггеры 17 и 18. Адрес1034042 7ячейки, иэ которой считывается инФор мация из обоих блоков, определяется ;кодом,в счетчике 5, Посколькуфв нем записан нулевой код, то из блоков 16 и 23 считывается признак Т . Тогда в соответствии с выражением 4) осуществляется его дешиФрация если т : =ООЧ 11, то сигналы, стробируемые за" держанным на время считывания информации сигналом с выхода элемента. 24 задержки,на выходах элементов И 19 10 и И 20 отсутствуют, и разрешается прохождение следующего аинхроимпульса, если Ф=01 Ч 10,.то появляется сигнал на выходе 28 или .29, который проходит через элемент ЙЛИ 21 и обну 15 ляет триггер пуска, информируя одновременно о типе ошибки.При Т =ООЧ 11 очередной импульс осуществляет, считывание из блоков 16 и 23 признака Ц, анализ которого осуществляется аналогично описанномувыше алгоритму.Если после считывания последнегопризнака.Вй ошибка не обнаруживается,то по сигналу переполнения счетчика5 триггер 12 устанавливается в нулевое состояние, а одновибратор 25 формирует. импульс обнуления триггера1 пуска,ТаКим образом, технические.преи-:мущества предлагаемого. устройства посравнению с прототипом и базовым обьектом состоят в более высокой полнотеконтроля в 2-3 раза) и более низкойнзбыточнастипрограмм и микропрограммза счет выявления и удаленця нереализуемых участков.Использование предлагаемого изобретения позволяет сократить срокиразработки,повысить надежность и каюестЪо программного обеспечения.