Устройство для контроля хода программы и перезапуска эвм

СОЮЗ СОВЕТСНИКСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН А 04 6 06 Г 11 28 НОМИТЕТ ОТНРЫТИ ОСУДАРСТВЕННЫ ИЗОБРЕТЕНИЯМ ПРИ ГКНТ СССР-2 У 3 ниче В, ии инстит Куряченко анко тво СС 28, 19 тел(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ХОДАПРОГРАММЫ И ПЕРЕЗАПУСКА ЭВМ(57) Изобретение относится к вычислительной технике , может быть использовано для контроля хода вычислительного процесса и перезапуска ЭВМ иявляется усовершенствованием изобретения по авт.св. 1337901. Цель изобретения - повышение устойчивостифункционирования ЭВМ в условиях дли3 1501066 блок блокировки 27 позволяет выявитьошибки обращения к магистрали и ошибку команды. Длительность сигнала захвата магистрали, равная 100 мс, досдешифратор 26 ошибки команды (ЛОК)и блок 27 блокировки (ББ), содержащий(ТОК), элемент И 29, формирователи30-32 импульсов, которые представляют собой одновибраторы (ОВ), например,К 155 АГ 1,УКП 3 по отношению к ЭВМ являетсявнешним устройством,Устройству не разрешается работа,если по программе ТРР 20 не установлен в единичное состояние, если ТРР20 установлен в единицу, устройствуразрешается работа,Программа разбивается на контролируемые участки. Каждому участкуприсваивается имя и для него известно число выполняемых команд, а такжечисло обращений к памяти, котороепрограммно заносится в ТМ 14. Имяучастка программы сохраняется в фик.осированной ячейке ОЗУ 7,35 Триггер ТРР 20 установлен в ециничное состояние, Обращение ЦП 5 к памяти определено появлением синхроимпульса активного устройства (СИА) магистрали 4. Этот сигнал поступает на вычитающий вход счетчика ТМ 14 через элементы И 9 и 10, если ТЦ 17 находится в нулевом состоянии, это значит, что при каждом обращении ЦП 5 к памяти происходит вычитание единицы из кода, записаннбго в ТМ 14, При нормальном ходе программы содержимое ТМ 14 для каждого участка программы,обновляется и сигнал переноса ТМ 14 отсутствует, устройство УКП 3 не прерывает работу системы. тельных помех по информационным иуправляющим цепям. Устройство дляконтроля хода программы и перезапуска ЭВМ содержит дешифратор адреса 8,элементы И, ИЛИ, счетчик 14, блоквнутреннего прерывания 15, регистрсостояния 16, включающий триггерыцикличности 17, внешнего устройства 18, останова 19, разрешения работы 20, блок перезапуска 24, блок магистральных приемопередатчиков 25, дешифратор ошибки команды 26, блок блокировки 27, содержащий триггер ошибки команды 28, одновибраторы 30, 31, 32. 15При нормальном ходе программы устройИзобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для контроля хода вычислительного процесса и перезапуска ЭВМ.Цель изобретения - повышение устойчивости функционирования ЭВМ в условиях длительных помех по информационным и управляющим цепям.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства дляконтроля хода программы и перезапуска ЭВМ в составе вычислительной системы; на фиг. 2 - структурная схема блока блокировки; на фиг. 3 - временная диаграмма работы блока блокировки.Вычислительная система содержит ЭВМ 1, внешние устройства (ВУ) 2 и устройство 3 для контроля и перезапуска (УКП), соединенные магистралью 4, 40ЭВМ 1 состоит из центрального процессора (ЦП) 5, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 6 и оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 7. 45Устройство 3 для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ содержит дешифратор адреса (ДА) 8, первый 9, второй 10, третий 11 и четвертый 12 элементы И, элемент ИЛИ 13, счетчик 50 (ТМ) 14, блок 15 внутреннего прерывания (БВП), регистр 16 состояния (РУС), триггер 17 цикличности (ТЦ), триггер 18 внешнего устройства (ТВУ), триггер 19 останова (ТО), триггер 20 разрешения работы (ТРР), шестой 2.1, седьмой 22 и пятый 23 элементы И, блок 24 перезапуска (БПЗ), блок 25 магистральных приемопередатчиков (БМПП),ства для контроля и перезапуска ЭВМне вызывает прерывания. При изменении в ходе программы устройство (блокблокировки 27) вырабатывает сигналзахвата магистрали длительностью100 мс. На это время блокируется работа оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 7, возможность искажения информации ОЗУ исключается, а таточна для прекращения действия помех. 3 ил.5 15010Если происходит изменение в ходепрограммы, которое приводит к получению в ТМ 14 нулевого результата вслучае увеличения количества цикловучастка программы или рходит опрос флага готовности внешнегоустройства, которое неисправно и невырабатывает сигнала готовности,признак нулевого результата с управляющего выхода ТМ 14 переключает ТЦ17 в единичное состояние и запускаетБВП 15, разрешает устройству фиксировать обращение ЦП 5 к ВУ 2 выработкой разрешающего сигнала на первом15управляющем выходе. За время деиствия этого сигнала устройство ждетпоявления в магистрали 4 управляющегосигнала "Выбор ВУ", Если управляющийсигнал ВУ магистрали 4 появляется,ЦП 5 обращается к внешнему устройству, Поскольку произошло зацикливаниепрограммы (в ТМ 14 нулевой результат), можно предположить, что причиной зацикливания является неисправность внешнего устройства. В этомслучае по совпадению активных уровнейсигналов СИА и ВУ на И 11 и при условии, что на втором входе И 12 присутствует разрешающий сигнал от БВП15, управляющий сигнал с выхода И 12через элемент ИЛИ 13 поступает навход записи ТМ 14, т,е, информация,находящаяся на шине данных - адресмагистрали 4, записывается в ТМ 14,а это в данном случае является адресом внешнего устройства, к которомуобращается ЦП 5. Сигнал с выхода И 12также переключает триггер ТВУ 18в единичное состояние, Если за времяактивного уровня разрешающего сигнала на первом выходе БВП 15 сигнал ВУне появляется в магистрали 4, тотриггер ТВУ 18 не переключается в"1". Активный уровень на выходе ТЦ17 запрещает прохождение сигнала 45СИА магистрали 4 через элемент И 10на вычитающий вход ТМ 14 и запрещаетустановку ТО 19 через элемент И 21,.После выработки первого сигнала БВП15, устройство ожидает сигнал СИА магистрали 4 и по его появлению вырабатывает сигнал, запрещающий прохождение сигнала СИП к ЦП 5 на 15 мкс,и при первом же обращении ЦП 5 к магистрали СИП от устройства, к которому обращается ЦП 5, не приходит, ЦП 5вырабатывает сигнал внутреннего прерывания по ошибке обращения к магистрали 4, т.е, устройство имитирует 66 6. ошибку по обращению к магистрали 4, вызывая прерывание программы по ошибке обращения к магистрали 4. Это прерывание выбрано потому, что оно вызывает прерывание программы независимо от значения разряда разрешения пре рывания в слове состояния процессора, ЭВМ 1 выходит на подпрограмму обслуживания прерывания, опрашивает РУС 16 и устанавливает, что данное прерывание вызвало устройство контроля иерезапуска, что произошло зациклиание, и если произошло зацикливание на опросе флага готовности внешнего устройства, то ТВУ 18 находится в еди ничном состоянии, а в ТМ 14 хранится адрес этого устройства, Имея также имя участка программы, где произошло зацикливание, программа, обслуживающая прерывание, может довольно точно устранить последствия ошибки, приведшей к зацикливанию, и если ТВУ 18 в единичном состоянии, то и проверить исправность устройства, адрес которого находится в ТМ 14 и продолжить выполнение прерванной программы, если необходимо, то продолжение можно начать и с начала участка, где произошло зацикливание,Как показывает опыт использования ЭВМ в системах реального времени, наиболее часто встречающейся причиной сбоев ЭВМ являются разнообразные наводки по информационным и управляющим цепям, а также цепям питания ЭВМ, причем действие таких наводок может исчисляться десятками миллисекунд, а реакция ЦП 5, например, на ошибку обращения магистрали или попытку выполнения несуществующей команды (как правило эти ошибки являются последствиями сбоев ЭВМ) составляет не более 50 мкс, Поэтому управляющая программа, которая начинает обрабатывать подобные ошибки ЭВМ, выполняется еще во время действия источников сбоев (разнообразных наводок), что приводит к появлению многократных ошибок, т.е. во время обработки программой одной ошибки могут появляться еще ошибки. Такие явления приводят к сильному искажению вычислительного процесса, что, в свою очередь, затрудняет его восстановление после сбоев. Таким образом, возникает потребность приостанавливать вычислительный процесс после появления ошибок (обращение по несуществующему адресуили попытки выполнить несуществующую команду) на максималЬно возможное время действия источников ошибок.Блок 27 блокировки производит захват магистрали с помощью сигнала Захват11 5 магистрали", блокируя возможность передачи информации через магистраль, запрещает работу ОЗУ 7, исключая возможность искажения информации в ОЗУ 7 и приостанавливает работу БПЗ 24.Длительность сигналов захвата магистрали, запрещения работы ОЗУ 7 и БПЗ 24 составляет 100 мс и определяется значением К к С. Так как обращение ЦП 5 по адресу вектора прерывания по ошибке команды (несуществующий код) происходит в момент действия помех, то ЦП 5 может сосчитать искаженный адрес. Чтобы исключить воэможность выхода по неверному адресу программь обработки ошибки команды, после снятия сигналов захват, запрещения работы ОЗУ 7 и БПЗ 24 ББ 27 организует ожидание в течение 50 мкс сигнала обращения к РУС 16, свидетельствующего о правильном выходе на программу обработки ошибки команды, если в течение этого времени не происходит обращение к РУС 16, то ББ 27 формирует сигнал на второй вход за пуска БВП 16, прерывая выполнение программы и передавая управлениепрограмме обработки ошибки обращения к магистрали.Временные диаграммы, поясняющие работу ББ 27, представлены на фиг. 3. Сигнал разрешения ввода ЭВМ (ВНВВ)появляется не только в случае ошибки обращения к магистрали, но и при останове и перезапуске ЭВМ 1, Сигнал 40 ВНВВ проходит на первый запускающий вход ОВ 30 ББ 27 лишь при условии, что сигнал перезапуск (ПИТН) пассивен, а ТЦ 17 находится в нулевом состоянии. Одновибратор 30 вырабаты вает сигнал "Запрещение работы (ЗР) ОЗУ" длительностью 100 мс, который поступает на линию "Захват магистрали" (ЗМ), и через элемент И 29 сигнал БЛОК, поступающий на второй вход 50 разрешения работы БПЗ 24. Таким образом, на 100 мс запрещается работа магистрали, ПЗУ 6 м БПЗ 24, т,е.приостанавливается работа всей вычислительной системы. 55После окончания действия сигналов ЗМ, ЗР и БЛОК ЦП 5 обращается в память по адресу вектора обработки прерывания по ошибке обращения к магистрали и приступает к выполнению данной программы.В случае ошибки команды ЦП 5 обращается к памяти по адресу вектора обработки прерывания по ошибке команды. Обращение по этому адресу фиксирует ДОК 26, сигнал с выхода которого переключает ТОК 28 в "1", которая пос 1 гупает на второй запускающий вход ОВ 30. ОВ 30 вырабатывает сигналы ЗМ И ЗР, Высокий уровень с выхода ТОК 28 разрешает работу ОВ 31, который по заднему фронту сигнала ЗМ вырабатывает сигнал ожидания (ОЖД) длительностью 50 мкс, если в течение этого времени не появляется сигнал обращения с второго выхода ДА 8 к РУС 16 (ТОК 28 остается в единичном состоянии), то по заднему фронту сигнала ОЖД ОВ 32 вырабатывает сигнал ОШ, который запускает БВП 15, т,е. прерывает выполнение текущей программывОдновременно с началом работы ББ 27 сигнал ВНВВ с выхода элемента И 22 устанавливает ТО 19 в единичное состояние, что свидетельствует о возможном останове хода выполнения программы, Выход ТО 19 подключен к входу запуска работы БПЗ 24, но так как в это время ББ 27 приостановилработу всей вычислительной системы, в том числе и БПЗ 24, то БПЗ 24 переходит в состояние ожидания снятия сигнала БЛОК ББ 27 с второго входа разрешения работы БПЗ 24. Блок 27 блокировки разрешает работу БПЗ 24, организует ожидание в течение 50 мкс сброса ТРР 20, Сброс ТРР 20 происходит лишь в случае, если причиной появления сигнала ВНВВ была ошибка обращения к магистрали и ЦП 5 после приостановки блоком 27 блокировки вышел на программу обслуживания ошибки обращения к магистрали, которая сбрасывает ТРР 20, Если в течение 50 мкс данный триггер не сброшен, то такая ситуация расценивается как останов и БПЗ 24 вырабатывает последовательность сигналов ПИТН и ПОСТН, после появления которой ЦП 5 производит перезапуск ЭВМ 1.Формула изобрете нияУстройство для контроля хода программы и перезапуска ЭВМ по авт.св. У 1337901, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчи 1501066вости функционирования.ЭВМ в условиях длительных помех по информационным и управляющим цепям, оно содержит дешифратор ошибки команды и блок блокировки, содержащий элемент И, первый,5 второй и третий формирователи импульсов и триггер ошибки команды, причем информационные входы дешифратора ошибки команды подключены к группе информационных выходов блока магистральных приемопередатчиков, выход дешифратора ошибки команды подключен к входу установки в единичное состояние триггера ошибки команды блока блокировки, вход установки в нулевое состояние которого подключен к второму выходу дешифратора адреса, выход седьмого элемента И подключен к первому входу запуска первого формирова теля импульсов блока блокировки, второй вход запуска которого и входы разрешения второго и третьего формирователей импульсов подключены к вы-.ходу триггера ошибки команды, инверсный выход которого подключен кпервому входу элемента И блока блокировки, второй вход которого и выходустройства для подключения к входузапрещения работы оперативного запоминающего устройства ЭВМ соединены свыходом первого формирователя импульсов блока блокировки, инверсный выход которого подключен к выходу устройства для подключения к управляющему входу захвата магистрали ЭВИи к входу запуска второго формирователя импульсов блока блокировки, выход которого подключен к входу запуска третьего формирователя импульсов, выход которого подключен к второму входу запуска блока внутреннегопрерывания, выход элемента И блокаблокировки подключен к входу разрешения блока перезапуска.1501066фияЗ Составитель Д.ВанюхинТехред М.Дидык Редактор Л,ПчолинскаяКорректор Т.Палий Заказ 4869/45 Тираж 668 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101