Устройство для формирования сигнала идентификации начала команды эвм

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 524 09 ТЕНИЯ У 42 онстру с опь кибер рско сным прои етики АН Голови сенко ство СС 4, 1981 во СССР 4, 1982 идет ел Р 1/ тельс Р 1/ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свВ 798773, кл. С 06Авторское свидеУ 920688, кл, С 06 4 С 06 Р 11/30 11/2 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯИГНАЛА ИДЕНТИФИКАЦИИ НАЧАЛА КОМАВМ(57) Изобретение относится к импуль ной технике и может быть использова.но в,устройствах отладки программ вычислительной системы. Цель - повь ние точности. Устройство содержит триггер 1, узел 2 блокировки счетчи ка, три элемента И 3,5,8, счетчик 6 элемент ИЛИ 4, элемент задержки 7,шифратор 9. Устройство позволяет пр наименьших затратах отлаживать трас су программы тестируемой мини-ЭВМ. 2 ил1 135249Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах отладки программ вычислительной системы.5Целью изобретения является повышение точности формирования сигнала.На фиг, 1 представлена структурнаясхема предлагаемого устройстваф нафиг. 2 - структурная схема узла блокировки счетчика.Устройство содержит триггер 1,узел 2 блокировки счетчика, первыйэлемент И 3, элемент ИЛИ 4, второйэлемент И 5, счетчик 6, элемент 7 15задержки, третий элемент И 8, шифратор 9, вход 10 обращения, вход 11разрешения прямого доступа, вход 12занятости магистрали данных, вход 13начальной установки, вход 14 признака прямого обращения к памяти, вход15 признака прерывания, вход 16 признака информации, группу информационных входов 17, выход 18 признака начала команды. 25Узел 2 блокировки счетчика содержит первый триггер 19, второй триггер 20, элемент И 21, элемент 22 задержки, Узел 2 блокировки счетчикаобеспечивает сохранение. значения счет-З 0чика 6 при реализации процедуры внепроцессорной передачи данных по магистрали данных мини-ЭВМ, 1 Цифратор 9устанавливает заданное соответствиемежду кодом входного информационно 35го сигнала, уровнем сигнала на тактовом входе и кодом, заносимым в счетчик 6.Для выполнения своих функций устройство подключается к мини-ЭВМ следующим образом.Магистраль мини-ЭВМ подсоединяет"ся к группе информационных входов 1,7устройства,Сигнальные шины: ПВБ (Подтверждение выборки устройства");,РПД(" Указатель использования магистрали данных"); ПОДГ (" Сброс системы висходное состояние"); СХЗ (Синхронизация задатчика ); ПРЕР ( Запростт и50ТТпрерывания программы процессора );СХИ (" Синхронизация исполнителя");мини-ЭВМ подсоединяются к входам10-16 устройства соответственно,В начальный момент времени сигналсброса системы в исходное состояние(ПОДГ), поступающий с входа устройства 13 на четвертый вход узла 2 32блокировки счетчика и на первый вход счетчика 6, сбрасывает устройство в исходное состояние, При этом с выхода узла блокировки счетчика на первые входы элементов И 3,5 и 8 подается высокий потенциал, а с выхода счетчика 6 на информационный вход триггера 1 подается низкий потенциал.После этого мини-ЭВМ производит чтение первого слова инструкции, подлежащей выполнению.Мини-ЭВМ выдает сигнал СХИ ("Синхронизация исполнителя"), который через вход 16 устройства поступает на вход элемента И 8. При этом элемент И 8 открывается, т,е. на его первый вход подается высокий потенциал с выхода узла 2 блокировки счетчика и по переднему фронту импульса с выхода элемента И 8 происходит суммирование единицы в счетчик 6. Одновременно сигнал СХИ с задержкой, обусловленной наличием элемента 7 задержки, поступает на третий вход элемента И 5. Он открывается, так как на первый и второй его входы поступают высокие потенциалы соответственно с выхода узла 2 блокировки счетчика и выхода элемента ИЛИ 4. При этом производится уставка дополнительного количества импульсов в счетчик 6.Надо отметить, что сигнал СХИ, соответствующий моменту прохождения по магистрали данных мини-ЭВМ кода первого слова подлежащей выполнению инструкции, используется в устройстве как строб записи в счетчик кода количества импульсов, Во всех ;стальных случаях (когда информация на магистрали данных мини-ЭВМ не дОлжна . идентифицироваться как код первого слова подлежащей выполнению инструкции) сигнал СХИ выступает в качестве счетного импульса устройства.При выполнении мини-ЭВМ инструкции, считанной в первом цикле обмена данными по магистрали данных мини- ЭВМ, последовательность выдачи управляющих сигналов, определяющих обмен и используемых в устройстве, такая же, а именно; выдача сигналов СХЗ; прием исполнителям СХЗ, выдача на магистраль данных определенной информации, установка СХИ; прием информации, сброс СХЗ; сброс СХИ.После чтения первого слова инструкци с выхода счетчика 6, в которой5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 5 с была произведена уставка дополнительного кода количества импульсов, на информационный вход триггера 1 подается высокий потенциал. Поэтому первым же сигналом СХЗ (первым после чтения кода инструкции) триггер 1 установится в единичное состояние и низкий потенциал с его инверсного выхода закроет элемент И 5. Тем самым будет осуществлена установка в счетчик 6 нового кода количества импульсов. Одновременно низкий потенциал с инверсного выхода триггера 1 поступает на второй вход элемента И 3, который закрывается и низкий потенциал на его выходе (который соединен с выходом устройства 18) говорит о том, что информация на магистрали данных мини-ЭВМ не должна идентифицироваться как первое слово подлежащей выпол нению инструкции (мини-ЭВМ приступила к выполнению инструкции и обмену информацией, ею определенной).В процессе обмена данными по магистрали данных мини-ЭВМ счетчик 6 заполняется (по сигналам СХИ, которые в данном случае являются счетными для устройства). По переполнению счетчика, что является признаком того, что мини-ЭВМ закончила выполнение инструк ции, низкий потенциал с его выхода поступает на информационный вход триггера 1. И первым же сигналом СХЗ, который является начальным в процедуре чтения первого слова следующей, подлежащей выполнению инструкции, триггер 1 сбрасывается в нулевое состояние.Высокий потенциал с инверсного выхода через элемент ИЛИ 4 поступает на второй вход элемента И 5. По приходу сигнала СХИ (на магистрали данных мини-ЭВМ присутствует код инструк ции) происходит уставка в счетчик 6 нового дополнительного кода количества импульсов, определяемого кодом первого слова подлежащей выполнению инструкции. В дальнейшем работа устройства происходит аналогично описанному способу.Рассмотрим работу устройства на конкретном примере выполнения определенной инструкции. При этом допустим, что устройство находится в исходном состоянии (счетчик 6 сброшен в нулевое состояние с выхода узла 2 блокировки счетчика 2, на первые входы элементов И 3,5 и 8,подается высокий потенциал), подлежащей выполнению инструкцией будет инструкция пересылки слова Мо 7 Р 4 Х, (К 2), машинный код 013712. В данном случае имеет место абсолютная адресация источника и косвенная адресация (через регистр) приемника операнда.Инструкция пересылает содержимое ячейки памяти, адрес которой указан символом Х и хранится во втором слове инструкции в ячейке памяти, адрес которой указан в В.2, Выполнение инструкции включает в себя следующие шаги: чтение первого слова инструкции, содержащего код операции, режимы адресации и приемника; чтение второго слова инструкции, являющегося адресом ячейки памяти - источника операнда; чтение операнда из ячейки памяти, адрес которой был указан во втором слове инструкции; пересылка операнда в ячейку памяти - приемник операнда. Так как моменту чтения первого слова подлежащей выполнению инструкции соответствует уставка нового кода количества импульсов в устройстве, т.е. не учитывается один счетный импульс устройства (СХИ), то при поступлении с группы информационных входов 17 устройств на группу информационных входов шифратора 9 кода 013712 с его группы на информацион 6ные входы счетчика 6 должен быть подан код 1101 (три цикла обмена дан-,ными по магистрали данных мини-ЭВМ,т.е. исключая чтение первого словаинструкции в дополнительном коде).При этом в счетчик 6 будет произведена уставка кода 1102. Это обеспечит отсчет трех циклов обмена информацией по магистрали данных мини-ЭВМ.По приходу третьего после окончанияпроцедуры чтения первого слова подлежащей выполнению инструкции (сигналаСХИ) счетчик 6 переполнится. С еговыхода на вход триггера 1 будет подаваться низкий потенциал. И первый(после переполнения) сигнал СХЗ,который является начальным в процедуре чтения первого слова следующей,Гподлежащей выполнению инструкции, сбросит триггер 1 в нулевое состояние. В последующем работа устройства происходит аналогично описанному способу (изменяется только код, заносимый в счетчик 6, в зависимости93 6 45 5 13524от кода первого слова подлежащей выполнению инструкции),Шифратор работает следующим образом.В случае перехода. мини-ЭВМ к процедуре обслуживания внешних прерываний алгоритм перехода к подпрограмме обслуживания прерывания следующий:после арбитража поступивших запросовна прерывание устройство, получившее 1 Одоступ к магистрали данных мини-ЭВМ,выставляет на нее свой вектор прерывания и выдает сигнал ПРЕР, векторпрерывания является адресом словапамяти, в котором хранится новое РС 15процессора; чтение из памяти новогоРС процессора; чтение из памяти следующего слова (А=А(РС)+2), являющегося новым РБ процессора, запись в стекстарого РС процессора; запись в стек 20старого РБ процессора переход к чтению первого слова первой инструкцииподпрограмм обработки прерывания.Моменту чтения мини-ЭВМ векторапрерывания соответствует уставка всчетчик 6 нового кода количества импульсов. Поэтому первый в процедуреперехода к подпрограмме обслуживанияпрерывания счетный импульс устройства (СХИ) производит запись новой ус- ЗОтавки в счетчик 6, появление на магистрали данных мини-ЭВМ первого словапервой, подлежащей выполнению инструкции подпрограммы обслуживания прерывания должно произойти после отсчета 35четырех счетных имйульсов устройства(СХИ) (код уставки 1100) . Причемуставка, заносимая в счетчик 6, недолжна зависеть от кода вектора прерывания, поступающего с шины данных 40мини-ЭВМ на группу информационныхвходов 17 устройства. Поэтому при поступлении сигнала ПРЕР на вход 15 устройства он устанавливает триггер 1в единичное состояние. Низкий потенциал с инверсного выхода триггера1 поступает на второй вход элементаИ 3, элемент закрывается. Низкийпотенциал с его выхода поступает навыход 18 устройства, а это говорит о 50том, что информация, появляющаяся намагистрали данных мини-ЭВМ в,процедуре перехода к обслуживанию подпрограммы прерывания, не должна идентифицироваться как первое слово подлежащей выполнению инструкции.Одновременно сигнал ПРЕР через элемент ИЛИ 4 поступает на второй вход элемента И 5, подготавливая. тем самым устройство к уставке в счетчик 6 нового кода количества импульсов. Однако уже говорилось,что уставка, заносимая в счетчик 6, не должна зависеть от входного информационного сигнала. Поэтому сигнал ПРЕР подается на тактовый вход шифратора 9, при этом вне зависимости от кода вектора прерывания, поступающего с шины данных мини-ЭВМ на группу информационных входов 17 устройства, с выхода шифратора 9 на группу информационных входов счетчика 6 подается код 1100. При приходе сигнала СХИ, следующего за ПРЕР, происходит уставка этого кода в счетчик 6. Устройство, выставившее запрос и получившее в результате арбитража запросов на прерывание доступ к магистрали данных мини-ЭВМ, получает установку СХИ, убирает свой вектор прерывания с магистрали данных, затем сбрасывает ПРЕР. По сбросу сигнала ПРЕР происходит снятие кода 1100 с выхода шифратора 9.Установка кода 1100 в счетчик 6 обеспечивает отсчет четырех циклов обмена информацией по магистрали данных мини-ЭВМ (исключая цикл передачи вектора прерывания) в процедуре перехода к обслуживанию подпрограммы прерывания. По четвертому счетному сигналу устройства (СХИ) произойдет переполнение счетчика 6. С его выхода на информационный вход триггера 1 будет подаваться низкий по- тенциал. Поэтому по приказу сигнала СХЗ (следующего за последним, четвертым, сигналом СХИ), который является начальным в процедуре чтения первого слова подлежащей выполнению первой инструкции подпрограммы обработки прерывания, триггер 1 сбросится в нулевое состояние. В дальнейшем работа устройства происходит аналогичным образом, как при выполнении прерванной программы.Работа узла блокировки счетчика осуществляется следующим образом.Узел 2 блокировки счетчика обеспечивает сохранение значения счетчика 6 при реализации процедуры внепроцессорной передачи данных и одновременно на время этой процедуры устанавливает на выходе 18 устройства низкий потенциал. Это связано с тем, что ни одно слово из передавае7 135249 мых по магистрали данных мини-ЭВМ во время прямого доступа не может быть идентифицировано как первое слово подлежащей выполнению в данный момент времени инструкции.5В начальный момент времени сигнал ЗАН не установлен. Поэтому низкий потенциал с входа 12 устройства подается на инверсный установочный (Р) вход 10 триггера 20. Триггер 20 сброшен в нулевое состояние. Сигнал начальной подготовки, который с входа 13 устройства подается на установочный (К) вход триггера 19, также сбрасывает его в нулевое состояние. Инверсный выход триггера 20 является выходом узла 2 блокировки счетчика. Поэтому в начальный момент времени с выхода узла блокировки счетчика на первые вхо ды элементов И 3,5 и 8 подается высокий потенциал, что обеспечивает работу устройства аналогичным способом, В случае реализации процедуры внепроцессорной передачи данных после довательность выдачи управляющих сигналов, регламентирующих процедуру внепроцессорной передачи данных и используемых в устройстве, следующие: установка арбитром сигнала РПД (раз- З 0 решение прямого доступа); выдача сигнала ПВВ (подтверждение выборки запрашивающего устройства); установка запрашивающим устройством сигнала ЗПН, с этого момента запрашивающее устройство становится задатчиком шины и начинает циклы передачи информации; арбитр, получив установку ПВБ, сбрасывает РЦД, незадолго до заверше- ния передачи информации задатчик сбрасывает ПВБ; завершив передачу данных, задатчик сбрасывает ЗАН.В соответствии с описанной после-довательностью узел 2 блокировки счетчика работает следующим образом 4 (фиг. 2).Сигналы ПВБ и РПД, поступающие соответственно с входов 10 и 11 устройства на первый и второй входы соответственно элемента 21, открывают его и производится установка триггера 19 в единичное состояние, При установке сигнала ЗАН его передний фронт приходит на тактовый (С) вход триггера 20 с задержкой (обусловленной элементом 22 задержки) по отношению к установке высокого потенциала на инверсном установочном (К) входе триггера 20. Это обеспечивает установку триггера 20 в единичное состояние, так как на его информационный вход подается высокий потенциал с выхода триггера 19. Низкий потенциал с инверсного выхода триггера 20, который является выходом узла 2 блокировки счетчика, подается на первые входы элементов И 3,5 и 8. Тем самым они закрываются, что исключает как изменение записанного в счетчик 6кода количества импульсов, так и запись в него нового кода количества импульсов. Низкий потенциал на выхо - де элемента И 3 говорит о том, что вся информация, которая передается по магистрали данных мини-ЭВМ во время процедуры внепроцессорной передачи данных, не должна идентифицироваться как первое слово подлежащей выполнению инструкции.По окончании процедуры внепроцессорной передачи данных по магистрали данных мини-ЭВМ запрашивающее устройство сбрасывает ЗАН, Триггер 20 сбрасывается в нулевое состояние. При этом открываются элементы И 3,5 и 8, т.е, работа устройства на выделение первого слова подлежащей выполнению инструкции продолжается с момента, когда выполнение про- граммы мини-ЭВМ было прервано запросом на внепроцессорную передачу, данных. Одновременно положительный фронт сигнала, который образуется при перебрасывании триггера 20 из единичного состояния в нулевое, с инверсного выхода подается на тактовый вход триггера 19, так как к этому времени на установочный вход триггера 19 с выхода. элемента И 21 подается низкий потенциал,(сигналы ПВБ и РПД сброшены), то триггер 19 также сбрасывается в нулевое состояние, тем самым узел 2 блокировки счетчика переходит в исходное состояние.Формула изобретенияУстройство для формирования сигнала идентификации начала команды ЭВМ, содержащее триггер, счетчик и шифратор, причем группа информационных входов устройства соединена с группой входов шифратора, выход переполнения счетчика соединен с информационным входом триггера, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью10 2493 тавитель И.Сед М.Ходанич ов рректор А, Обруча едакт Сер е 71го комитета СССй и открытий аказ 5567/49 Тираж ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ждписно ушская наб., д,оиэводственно-полиграфическое предприятие, гУжгород,.ул, Проектная,9 135 повышения точности формирования сигнала, в устройство введены три элемента И, элемент ИЛИ, элемент задержки, узел блокировки счетчика, содержащий первый и второй триггеры, элемент И и элемент задержки, причем входы обращения, разрешения прямого доступа и начальной установки устройства соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И узла блокировки счетчика и входом установки нуля первого триггера узла блокировки счетчика, вход занятости магистрали данных устройства соединен с входом установки нуля второго триггера и через элемент задержки - с тактовым входом второго триггера узла блокировки счетчика, выход элемента И узла блокировки счетчика соединен с единичным входом первого триггера узла блокировки счетчика, выход первого триггера узла блокировки с счетчика соединен с информационным входом второго триггера узла блокировки счетчика, информационный вход первого триггера узла блокировки У счетчика соединен с шиной нулевого потенциала, инверсный выход второго триггера узла блокировки счетчика соединен с тактовым входом первоготриггера узла блокировки счетчика ис первыми входами первого, второгои третьего элементов И, вход начальной установки устройства соединен снулевым входом счетчика, вход признака обращения к памяти устройствасоединен с тактовым входом триггера 10 устройства, вход признака прерыванияустройства соединен с единичным входом триггера устройства, с первымвходом элемента ИЛИ и с тактовым входом шифратора, группа выходов кото рого соединена с группой информационных входов счетчика, вход признака,информации устройства соединен с вторым входом третьего элемента И и через элемент задержки - с вторым вхо дом второго элемента И, выход которого соединен с тактовым входом счетчика, инверсный выход триггера устройства соединен с вторыми входамиэлемента ИЛИ и первого элемента И, 25 выход которого является выходом признака начала команды устройства, выходы элемента ИЛИ и третьего элемента И соединены соответственно с третьим входом второго элемента И и 30 счетным входом счетчика.