Микропрограммное устройство управления с контролем

(51)5 С 06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬЗТИЯПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯьмюзю(54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОРСтВО УПРАВЛЕНИЯ С КОНТРОЛЕМ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в контроллерах систем с резервированием, Цельизобретения - повышение отказоустойчивости за счет выполнения последовательности микрокоманд завершенияпосле обнаружения ошибок в работе,за счет изменения режимов формирования адреса и декодирования выходногослова памяти без увеличения его длины. Устройство содержит узел 1 формирования следующего адреса, счетчик 2 (регистр адреса), блок 3 посто гянной памяти, узел 4 контроля, триг гер 5 ошибки, триггер 11 пуска и генератор 10 тактовых импуиьсон, В устройстве обеспечивается Формирование на выходах 18 кодов микрокоманд, выборка следуюпп 1 х адресов икрокоманд ио коду мпкрокомацды,полям адреса в зависимости от возпействий на входах 17, а также обнаружение и фиксация факта обнаружения ошибки н слове микрокомаццы. Триггер 7 строба, шифратор 6 и элемент П 9 обеспечивают после фиксации опцбки в триггере 5 переход к последовательному выполнению микрокомацд программы аварийного завершения, цачицая с нулевого адреса. Причем помехоустойчивое кодирование этих команд обеспечивается без увеличения длины слова памяти за счет устранения функциональных полей обычных микро- команд, не используемых при анарийном завершении работы, Устройство дополнительно имеет вход 12 оста - нова и выходы аварийного упранления 1(1 и синхронизации 14. 4 ил,ЯИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетнайти применение в контроллерах ввода-вывода систем с резервированием,5например мультипроцессорных.Цель изобретения - повышение отказоустойчивости за счет выполненияпоследовательности микрокоманд завершения после обнаружения ошибок вработе, эа счет изменения режимовформирования адреса и декодированиявыходного слова памяти без увеличенияего длины.Эффект повышения надежности работы 15достигается путем изменения режимовформирования адреса и декодированиявыходного слова памяти. Возможностьдостижения указанного эффекта без .увеличения длины выходного слова памяти объясняется различием принциповиспользования информации в выходномслове памяти на различных этапахработы. Если в основном режиме работы выходное слово памяти должно нести 25информацию об использовании управляющих сигналов, правилах. выбора следующего адреса обращения, изменениивыходных сигналов на данном шаге ииметь небольшую избыточность дляобеспечения текущего контроля, топосле обнаружения ошибки с переходомв режм аварийного завершенияприкотором внешние управляющие сигналыне анализируются,. а адреса изменяются по жесткому закону, вся длина выходного слова памяти используетсядля помехоустойчивого кодированиякоманды об изменении выходных сигналов аварийного управления на данном 40шаге.На фиг, 1 приведена структурнаясхема микропрограммного устройствауправления с контролем; на Фиг, 2 -временные диаграммы работы устройства.Устройство (фиг, 1) содержит узел1 формирования следующего адреса,счетчик 2, блок. 3 постоянной памяти, узел 4 контроля, первый 1 К-триггер 550ошибки, шифратор 6, второй 1 К-триггер7 строба, демультиплексор 8, элемент И 9, генератор 10 тактовых импульсов, триггер 11 пуска, вход 12 оста- нона устройства, вход 13 пуска устройства, выход 14 синхронизации уст 55 ройства, выход 15 ошибки устройства, выход 16 аварийного управления уст, ройства, вход 17 кода операции устройства, выход 18 микрокоманд устройстваУстройство работает следующим образом.После прихода пускового импульса на вход 13 пуска устройства триггеры 5 ошибки истроба устанавливаются в нулевое состояние, а триггер 11 пуска - в единичное, при этом на вход разрешения генератора 10 тактовых импульсов поступает разрешающий потенциал, и он начинает Формировать на своих выходах две последовательности сдвинутых импульсов (Фиг-4). Поскольку с выхода триггера ошибки на управляющий вход демультиплексора 8 поступает нулевой сигнал, то импульсы с второго выхода генератора 10 тактовых импульсов через демультиплексор 8 будут поступать на вход записи счетчика 2, и по первому переднему фронту в него будет занесен адрес, сформированный узлом 1 Формирования следующего адреса на основании кода операции, внешних условий и других управляющих сигналов, поступающих на вход 17 Слово микрокоманды, соответствующее выбранному адресу, появится на выходе блока 3 постоянной памяти, Контроль микрокоманды выполняется с целью повышения достоверности функционирования на каждом шаге, Для этого узлом контроля может быть, например, простая схема контроля на четность выходного слова памяти или более сложная схема, определяющая принадлежность выходного слова памяти к множеству допустимых кодов микрокоманд. Если к моменту прихода с первого выхода генератора 10 тактовых импульсов заднего фронта импульса единичный сигнал ошибки на выходе узла 4 контроля не сформирован, то комбинация выходного слова микрокоманды безошибочна и внешние исполнительные устройства могут фиксировать и обрабатывать код микрокоманды,.поступающий с выходов 18 микрокоманд устройства по заднему фронту импульса на выходе 14 синхронизации, Признаком безошибочности комбинации для этих устройств является нулевой сигнал на выходе 15 ошибки устройства. По следующему переднему фронту импульса на втором выходе генератора 10 тактовых импуль" сов в счетчик 2 будет записан следующий адрес фвкрокоманды, которыйк этому моменту сформирует узел 1 формирования следующего адреса по результатам выполнения мик 1 окомягды, поступившей на ее всторую группу входов, с учетом значений управллюпп 1 х сигналов на входах 17 управления Этот процесс формирования последующих адресов и выполнения соответст" вующих им микрокомацд будет продолжаться до поступления на вход 12 останова сигнала останова, который, в частности, может бьть сформирован самим устройством по завершеггии сггкла работы.Если узел 4 контроля сформирует на выходе единичный сигнал опИбки к моменту прихода заднего фронта импульса с первого выхода генератор л 10 тактовых импульсов, то триггер 5 ошибки переключится в единичное состояние, Единичный сигнал нл выходе триггера 5 ои)ибки разрешает работу шифратора 6, переключает тактовые импульсы с второго выхоча генератора 10 тактовых импульсоР нл вход прибавления единицы в счетчике 2 с помошью демультиплексора 8 и, поступая на выход 15 ошибки устройства сигнализирует исполнительным устройствам, что ои с момента получецил единичного сигнала на этом выход не имеют права пользоватьсл выходами 18 микрокоманд усгройствя, а до,жцы использовать выходы 16 аварийного управления, фиксируя и обрабатывая сигналы на них по залнему фро 1- ту импульсов на выходе 14 сицхроци.)яцик устройства. Причем с момента переключения в единичное состояние триггера 5 ошибки по заднему 1 ронту импульса на первом выходе генератора 10 импульсов до заднего фронта импульса на его втором выходе, по которому в единичное состояние переключится триггер 7 строба, на вьгходе элемента И 9 будет формироваться стробирующий импульс,. который очистит (сбросит в "0") содержимое счетчика 2, С этого момента микропрограммное устройство управления начнет Р.полнение программы аварийного заверыения работы, которая записана в блоке 3 постоянной памяти последовательно, начиная с нулевой ячейки,. Структура слов микрокоманд программь 1 аварийного завершения, отличается от обычной Оси представляют собой закодированнье избыточным кодом, позволяющимО5 20 30 3540 45 50 55 с с исправлять ошибки, команды устанОРки выходных сигцалов, последовятел -ность изменения которых обеспечиваетаварийное завершение работы. Возможность применения ри кодированиимикрокоманц аварийного завершенияизбыточного кода, цсправ)яюшего оппсбки без увеличеьц)я длцы выходногослова памяти, обеспечивается исключением ня этом этае из микрскомяцдполей адреса перехода ц управ 1 ециля нали з ом входи ьх усл о Рий, я тл кке,возможно, сокряшенем набора Выходных сигналогз управления, которые неОбходимо фсрмировать ця этапе яцярийного завершения. 1 л)с 1 м Образом, ест;ипереход к прс)1 рямме лвярийцогн завершения выявя ц отка зо;1 црситор хвыходов блока 3 постоянной пямлтп,то последствия таких откя РОР будутустрянятьсл )п 1)ратсро.;1 6, 1 спряР)11 юпим Оп)ибси, и цессажеье кодымикрОкомлнд с РыхсггОР 111)1)рс ГОРЛ Обудут г Ос ту 13 т ь цл Рь:Огс16 я РаРийцОгй У 1)ЯЯ е 1 Я УсчРОйства, .Пллее импульс 1, остул)п 10 с РТО 1) Огс)ньгходя е 10 ря)сря 10 тлктовьгг цмпульсоц че 1 ез лему:1 ьтцлексор 8 навход прибавясия 0,111 Р счетчике2 будут ця кл 1 дсм п)л 0 осеспечивлтуве 1 гч сгнив сл Р 1 е О 1/1) 1 с;л п 1 ср 0кома 1 цы цл един 1 110 01 е Р сГ)У с)1 О"ту импульсов, О)Ос сп 1)ля тем самьп 1последогател),1 у 1) выборку мцс 1)окоманд11 р Огра ммы я Рл)1 й 01 с) 3" Рспп)л)цяВнешние испо)1 цитеп 11 с ус:тройстцяпри этом 11 я каждом пглг е могут обрабатыватгоис.клжеый кс)д очередсймикрскОмлцдыа гцьхс 1 лх 16 авлрийцо 10 упрлвгения О задему фроту импульсал Рьх 1 е 121 сицхропзяцгп 1устройствл. 110 ледоцг 1.сс 1 ьцое выполнение микроксмлц ллр йцого завершения прогслжлется дс) прихода навход 12 устаоя устрогетца сигналаосталова, котс рый, Р частности, может быть сфор 11.рочлн слпсм устройством по осс,нчл 111: программы аварийного зяверпсн 11, Сигял остановасбрасывает т 1 ипер 11 пуска, сигналс выхода которого запрещает работугенератора 10 тактовых импульсов,ОстанавлиВая тем самь 1 М работу устройства,В простейшем с;учае шифратор 6,ксправляющ;гй 1 оппгбки, москет бытьпостроен, например, на мажоритарныхэлементах, использющкх тройное ре 1 б 21026зервирование выходов блока 3 постоянной памяти для разрядов микрокоманд аварийного завершения.Суть работы устройства заключает 5 ся в обеспечении выполнения устройством последовательности микрокоманд аварийного завершения работы даже после обнаружения ошибок, вызванных отказом узла 1 формирования следующего адреса, отказами отдельных выходов блока 3 постоянной памяти или цепей записи информации в счетчик 2, а.также нарушением логики обмена с управляемыми устройствами, Корректное завершение работы при отказах повышает живучесть муль" типроцессорных систем и систем с резервированием при использовании в них предлагаемого устройства, повышая таким образом их надежность эа счет снижения возможности записаний и взаимных блокировок при отказах.Формула изобретения 25Микропрограммное устройство управления с контролем, содержащее блок постоянной памяти, узел формирования следующего адреса, счетчик, триг гер пуска генератор тактовых импульсов, узел контроля, первый 1 К-триггер, причем вход пуска устройства соединен с входом установки в "1" триггера пуска и с входом установки в "О" первого 1 К-триггера, К-вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, вход останова устройства соединен с входом установки в "О" триггера пускаф выход которого сое динен с входом запуска генератора тактовых импульсов, первый выход которого соединен с входом синхронизации первого 1 К-триггера, 1-вход второго соединен с выходом узла 45 контроля, вход кода операции устройства, соединен с первым информационным входом узла формирования следующего адреса, выход которого соединен с информационным входом счетчика,информационный выход которого соединен с адресным входом блока постоян"ной памяти, выход которого соединенс входом узла контроля, выходом микрокоманд устройства и с вторым информационным входом узла формирования следующего адреса, о т л и ч а -ю щ е е с я тем, что, с целью повышения отказоустойчивости за счетвыполнения последовательности микрокоманд завершения после обнаруженияошибок в работе, она дополнительносодержит второй 1 К-триггер, демультиплексор, шифратор, элемент И, причем вход пуска устройства соединенс входом установки в "0" второго1 К-триггера, К-вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, второй выход генератора тактовых импульсов соединен с выходом синхронизации устройства, информационным входом демультиплексора, с входом синхронизации второго 1 К-триггера,инверсный выход которого соединенс первым входом элемента И, выходкоторого соединен. с входом установки в 0" счетчика, выход первого1 К-триггера соединен с управляющимвходом шифратора, выходом ошибкиустройства, 1 К-входом второго 1 Ктриггера, вторым входом элемента И,с управляющим входом демультиплексора, первый и второй выходы которогосоединены соответственно с входамизаписи и счета счетчика, выход блокапостоянной памяти соединен с информационным входом шифратора, выход которого соединен с выходом аварийногоуправления устройства,вхИСтг 8 х 27 дх. А РЖОВ Ь/У Й/х Сх ФЮ/77 дк.Ю СГ Жг.+1 С Йи.ЗСБ Рпювл щы 8 аюя ЫХ Вх.А РВОМюы,юомрг дихСхкантФЙи ОШ(1 Ю Вю Тр Стрдх.8 С 77Ш. +1 с 77 йюО Аи тр ЯОЛ(18) срайВР 16210261621026 Составитель А, СошкинТехред Л.Сердюкова Коррект едактор аковская Подписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Раушская наб., д. 4/5 твенног 1303 ьскиц комбинат "Патент оизводственно-изд аказ 4247 НИИПИ Госу Тиражкомитета и Москва Ж