Устройство для синтаксического контроля программ микропроцессорной системы

,ВТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ЭТНРЫТ(56) Дзс. Коффрон. Технические средс ва микропроцессорных систем. М.: Мир, 1983.Авторское свидетельство СССР У 807299; кл. С 06 Г 11/00, 1978801 0960 А 1(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНТАКСИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ПРОГРАММ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и мошет быть ис-пользовано при построении надехных микропроцессорных систем. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет выявления синтак" сически некоррективных процедур. Устройство содераит блок постоянной памяти, выходной регистр, дешиФратор, блок злементов индикации, шиФратор, мультиплексор и ЙЬ -триггер. устройство подключено к шинам адреса и уп. равления контролируемой микропроцессорной системы, выход сигнала синтаксической ошибки устройства подключен к входу запроса прерывания контролируемой микропроцессорной системы. 1 ил., 3 табл.Типовая микропроцессорная система с тремя шинами имеет следующие сигналы в составе шины управления: чтение памяти ЧТ, запись в память ЗП; ввод ВВ, вывод ВЫВ, загрузка в стек ЗСТ; извлечение иэ стека ИСТ; чтение первого байта команды М 1.При этом предполагается, что эти сигналы стробированы соответствующими строб-сигналами микропроцессора "Прием" (ВВ 1 И) тли "Запись" (ИК).В общем случае микропроцессорная система содержит постоянную память (ПЗУ), оперативную память (ОЗУ) и устройства ввода-вывода (УВВ). На 50 55 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении надежных микропроцессорных систем.Цель изобретения - повышение до стоверности контроля программ в процессе их выполнения.На чертеже представлена функциональная схема устройства для синтаксического контроля программ микропроцессорной системы.Устройство для синтаксического контроля программ микропроцессорной системы содержит (фиг. 1) блок постоянной памяти 1, вьуодной регистр 2, дешифратор 3, блок 4 элементов индикации, шифратор 5, й 5 -триггер 6, мультиплексор 7, выход ошибки 8 устройства, шину управления 9 контролируемой микропроцессорной системы, шину адреса 10 контролируемой микропроцессорной системы, вход сброса 11 устройства.Все блоки предлагаемого устройства являются стандартными и легко реализуются на интегральных микросхемах, например серии К 155.Устройство работает следующим образом.Устройство обеспечивает синтак- ЗО сический контроль программ наиболее распространенной микропроцессорной системы с тремя шинами: шиной адреса, шиной данных и шиной управления. В процессе работы входы ад реса 10 устройства подключаются к старшим разрядам адресной шины ми,кропроцессорной системы, входы управления 9 - к шине управления, выход сигнала синтаксической ошибки 8- к входу за О проса прерывания микропроцессора,а вход сброса 11 - к цепи сброса микропроцессора. стадии программирования программистраспределяет зону адресного простран.ства микропроцессора и закрепляетэа каждым из устройств системы определенную адресную зону.Для обращения к конкретному устройству микропроцессор формируетна шине адреса соответствующий код,обеспечивающий активацию выбранногоустройства. При этом, для упрощенияселекции выбираемого устройства распределение адресов осуществляетсятаким образом, чтобы по старшим разрядам адреса можно. было бы определить устройство, к которому осуществляется обращение. Пусть, например,для идентификации выбираемого устройства системы использовано 5 разрядов адреса А , А А,А и зоны адресного пространства11распределены в соответствии с табл.1. При таком составе контролируемой микропроцессорной системы устройство, к которому осуществляется обращение, может быть указано двухразрядным кодом. Перекодирование входного многоразрядного кода на старших разрядах шины адреса в код, указывающий тип выбираемого устройства, осуществляется блоком постоянной памяти 1. Для этого в нем по соответствующим адресам хранятся коды устройства микро процессорной системы. Пусть код ПЗУ, код ОЗУ, код УВВ, а код неиспользованной зоны - 00. Тогда в блоке постоянной памяти 1 долж" ны храниться коды в соответствии с табл. 2.Таким образом, при обращении микропроцессора Ю какому-либо конкретному устройству системы на выходах блока постоянной памяти 1 формируется соответствующий код и мультиплексор 7 выбирает соответствующий информационный вход, подключенный к одному из выходов шифратора 5. Шифратор 5 должен обеспечивать кодирование синтаксически некорректных ситуаций, например, в соответствии с табл, 3.Каждый разряд выходного кода шифратора 5 соответствует устройству микропроцессорной системы, г единицы в нем соответствуют некорректным вход. ным сигналам для этого устройства. Например, разряд У, соответствует ПЗУ и некорректными входными сигналами для него являются ЗП, ВВ, ВЫВ, ЗСТ,12 бОо 60ИСТ. Для неиспользованной зоны адресного пространства любой управляющий сигнал будет некорректным. При нормальной работе микропроцессорной системы исполняемые команды синтакси чески корректны, поэтому на выходе шифратора 5 и на выходе мультиплексора 7 будет постоянный уровень логического нуля. Это связано с тем, что на управляющих входах мультиплексора 7 блок постоянной памяти 1 устанавливает код устройства, к которому идет обращение, и выбирается соответствующий информационный вход мультиплексора 7. Последний подключен к соответствующему выходу шифратора 5 (табл. 2), где закодированы только некорректные обращения (табл. 3). Поскольку на выход мультиплексора 7 сигнал не наступает, выходной регистр 2 О 2 остается в обнуленном состоянии, которое было установлено при сбросе микропроцессорной системы через вход сброса 11 устройства. Нулевой код с выхода выходного регистра 2 поступает на вход дешифратора 3, в результате чего на его выходе 0 устанавливается активный потенциал. Этоприводит к засветке соответствующего элемента индикации блока элементов ЗО 1 индикации 4, свидетельствующего о синтаксически правильной работе процессора (например, зеленого цвета). При исполнении процессором микропроцессорной системы программы, врезультате сбоя или отказа его элементов возможны выборка или исполнение синтаксически некорректных команд. К таким ситуациям относится 40попытка извлечения команды из эоныоперативной памяти в результате сбояпрограммного счетчика процессора,попытка записи числа в зону ПЗУ в результате отказа одного из разрядов 45шины данных и искажения адреса в коканде с прямой адресацией и т.п.Некорректным является также любоеобращение к неиспользуемой,зоне адресного пространства. 50В случае появления указанных синтаксических искажений работа устройства описывается следующей последовФтельностью событий,Блок постоянной памяти 1 устанав,ливает на управляющих входах мультиплексора 7 код соответствующего устройства микропроцессорной системы,к которому должно производиться обращение. Благодаря этому, среди информационных входов мультиплексора 7 выбирается тот, который связан с соответствующим выходом шифратора 5. Принекорректной ситуации, т.е, когдаадресу не соответствует состояниевходов управления 9, на соответствующем выходе шифратора 5 и выбранномвходе мультиплексора 7 появится импульс и он пройдет на 5 .вход йБ "триггера б. Последний перейдет в состояние логической единицы, сигнал которой поступит на выход синтаксической ошибки устройства 8. Одновременно этот импульс поступит на входсинхронизации выходного регистра 2.Благодаря этому в него будет записан код устройства микропроцессорной системы, к которому произошлонекорректное обращение. Этот код будет декодирован дешифратором 3, ив блоке элементов индикации будетвысвечен соответствующий элемент,свидетельствующий о том, что произошла синтаксическая ошибка определенного типа (например, красногоцвета).Так например, при попытке извлечения команды из зоны ОЗУ на выходеблока постоянной памяти 1 будст согласно табл. 2, установлен код 10и, соответственно, будет выбран входмультиплексора 7, связанный с выходом У .шифратора 5 (2 О = 10), Согласно табл. 3 сигнал М 1, поступивший на вход шифратора 5, при извлечении команды пройдет на выход шифратора У и через мультиплексор 7поступит на Я -вход -триггера б,что приведет к установке его в состояние логической единицы и выдаче активного сигнала на выход синтатической ошибки устройства 8. Этотже сигнал с выхода мультиплексора 7запишет в выходной регистр 2 код 10,и дешифратор 3 выберет и засветиттретий сверху элемент индикации блока элементов индикации 4. Этот элемент можно назвать "Синтаксическаяошибка при обращении к ОЗУ",Кроме световой индикации, благодаря связи выхода синтаксическойошибки 8 со входом запроса прерывания микропрессорной ситемы, возникает прерывание текущей программы иуход микропроцессорной системы напрограмму обработки прерывания по синТаблица 1 Распределение адресного пространства Адрес ПЗУ 0 ОЗУ Не использовано О УВВ 5 12609таксической ошибке. Программа обработки прерывания по синтаксическойошибке может предусматривать восстановление процесса, нарушенного сбоемможет иметь диагностический характер (выявление причин ошибок) или,в простейшем случае, обеспечиватьостанов нарушенного процесса. В силуаппаратурных отказов или сбоя триггера разрешения прерывания микропроцессорная система может и не среагировать на запрос прерывания, однако и в этом случае свечение индикаторов блока элементов индикации 4подскажет оператору причину синтаксических ошибок,После устранения причин, вызвавших синтаксическую ошибку, оператормикропроцессорной системы может, нажав кнопку сброс, вновь запустить . 20программу сначала, при этом выходнойрегистр 2 и 85 -триггер 6 будут установлены в нулевое исходное состояние. 1. о р м у л а и э о б р е т е н и я 5 Устройство для синтаксическогоконтроля программ микропроцессорнойсистемы, содержащее блок постояннойпамяти, выходной регистр, дешифратор З 0 АА, А, А 60 Ьи блок элементов индикации, причемвыход блока постоянной памяти соединен с информационным входом выходногорегистра, выход которого соединен свходом дешифратора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля программв процессе их выполнения, оно содержит шифратор, мультиплексор и ЙЗ - ,триггер, причем вход шифратора подключен к управляющей шине контролируемой микропроцессорной системы,выход шифратора соединен с информационным входом мультиплексора, управляющий вход которого соединен с выходом блока постоянной памяти, входкоторого подключен к адресной шинеконтролируемой микропроцессорной системы, выход мультиплексора соединен с 5 -входом 83 -триггера и входомсинхронизации выходного регистра, входсброса устройства соединен с Й -входом Я 5 -триггера и входом сброса выходного регистра, группа выходов дешифратора соединена с группой входовблока элементов индикации, выходЙБ-триггера является выходом ошибкиустройства и подключен к входу запроса прерывания контролируемой микропроцессорной системы. Устройства микропроцессорной системы,Таблица 2 Кодовые соотношения устройства Тип.устройствасистемы Код на входахадреса 10 Код на выходепостоянногозапоминающегоустройства 1 0 1 0 О 0 0 О ПЗУ 0 1 1 1 11. 0 О О 0 ОЗУ 0,1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 О 0 0 1 0 1 1 О 0 0 1 1 1 1 01 1 1 1 1 УВВ Таблица 3 Таблица истинности шифратора 5 Выходные сигналы шифратора 51 Входные сигналы шифратора 5Т 11 ЧТ ЗП ВВ ВЫВ ЗСТ ИСТ М 1 О О О О 0 О 0 0 0 0 О 0 1 О 0 О О 0 1 0 О О О О О О О О О 0 0 О 0 О 0 1 О О 1 О О 0 0 0 О О 0 0 О 1 О О 1 О О 0 О 0 0 0 О 0 0 Выбираемый информационныйвход мультиплексора 7