Устройство для контроля блоков памяти

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Горьковский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1316053, кл, 6 11 С 29/00, 1985,Горшков В.Н. Надежность оперативныхзапоминающих устройств ЭВМ. Л.: Энергоатомиздат, 1987, с, 138-142,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ БЛОКОВ ПАМЯТИ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля блоков памяти.Цель изобретения - сокращение времени контроля блоков памяти и получение информации о наличии сбоев и неисправностей, возникающих при решении задачи,На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг, 2 - блок-схема блока управления; на фиг, 3 геометрическая интерпретация процесса накопления суммарного веса 6 , который принимает целочисленные значения.Устройство для контроля блоков памяти (фиг, 1) содержит информационные входы 1 и 2, блок 3 управления (БУ), мультиплексор 4, преобразователь 5 кода (ПК), преобразователь 6 в дополнительный код, сумматор 7, регистр 8, элемент ИЛИ 9, входы 10-13 блока управления (являются входами устройства), выходы 14-19 блока управления (являются выходами устройства), управляющий вход 20 мультиплексора, вход 21 знака(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения наличия постоянных и перемежающихся неисправностей, возникающих в процессе работы ЗУ. Цель изобретения - сокращение времени контроля блоков памяти. Устройство использует сравнение сигнатуры с нулем после решения задачи на ЭВМ. Новизна устройства заключается в том, что в него введены преобразователи кодов и сумматор, которые обеспечивают автоматическое формирование сигнатуры в процессе работы блоков памяти. 3 ил,преобразователя в дополнительныи код ивход 22 записи регистра.бУ 3 (фиг. 2) включает элемент ИЛИ 23,первый триггер 24, многовходовый элемент 25 с тремя состояниями, элемент И 26,генератор 27 импульсов, счетчик 28 адресов, многовходовый элемент 29 с тремя состояниями, второй триггер 30, элементы И31-33, формирователь 34 импульсов(ФИ), элемент ИЛИ 35 и управляющие входы 36-38,ФИ 34 формирует импульсы необходимой длительности по каждому фронту сигнала чтения/записи, т.е. два импульса длякаждого цикла записи.Генератор 27 импУльсов генерирует импульсы лишь при управляющем сигнале навходе 37, равном единице.Счетчик адресов 28 обеспечивает полный перебор адресов ячеек ЗУ и вырабатывает сигнал переполнения при достижениимаксимального адреса, затем переходит внулевое состояние. В нулевое состояниесчетчик адресов 28 можно установить, подав единичный импульс на вход установки нулевого состояния (й). Многовходовый элемент 25 с тремя состояниями передает информацию со своих входов на выход при единичном сигнале на управляющем входе 36. При нулевом сигнале на управляющем входе 36 выходы многовходового элемента 25 с тремя состояниями находятся в высокоимпедансном состоянии, которое можно представить как разрыв цепей, т.е. выходы многовходового элемента с тремя состояниями не оказывают никакого влияния на подключенные цепи. Многовходовый элемент 29 с тремя состояниями работает аналогично.БУ 3 работает в трех режимах: режим установки исходного состояния, режим чтения-записи, режим контроля,БУ 3 в режиме установки исходного состояния работает следующим образом. По сигналу установки нуля с входа 10 счетчик 28 устанавливается в нулевое состояние, а триггеры 24 и ЗО переключаются в единичное состояние, С инверсного выхода триггера 30 сигнал, равный нулю, проходит через элемент И 32 и поступает на выход 16 Чт/Зап, Триггер 24 выставляет запрос прямаго доступа к памяти на выход 18, При подтверждении прямого доступа к памяти единичный сигнал ПДП с входа 13 поступает на управляющие входы 36 - 38, Сигнал ПДП (вход 13) проходит через элемент И 26, только если БУ 3 выставлял запрос прямого доступа, Происходит перебор адресов счетчиком 28 и запись нулевого кода во все ячейки ЗУ. При записи кода нуля в ячейку памяти с максимальным адресом вырабатываемый сигнал переноса со счетчика 28 сбрасывает триггеры 24 и 30 в нулевое. состояние, снимая сигнал чтения и ЗПДП. Сигналы съема (выход 15) и приема в регистр 8 (выход 14) не вырабатываются из-за блокировки элементов И 31 и 33 сигналом, равным нулю.,с инверсного выхода триггера 30,БУ 3 в режиме чтения-записи работает следующим образом, С входа 11 сигнал чтения, равный единице, проходит через элемент И 32, на второй вход которого от Т триггера 30 подается единица. При записи сигнал с выхода 11, равный нулю, проходит через И 32 на выход 16, при этом ФИ.34 формирует импульсы приема для регистра 8, снимаемые с выхода 14.БУ 3 в режиме контроля работает следующим образом. Начало режима контроля инициирует единичный сигнал на входе 12. Триггер 24 устанавливается в единичное состояние, выставляя сигнал ЗПДП на выходе510 15 20 25 35 40 45 50 55 18. При подтверждении прямого доступа к памяти сигнала ПДП с входа 13 поступает на управляющие входы 36 - 38.Выход 16 сигнала Чт/Зап в режиме контроля равен единице, что соответствует чтению. Происходит полный перебор адресов ЗУ и считывание своего объема памяти, причем на каждый адрес вырабатывается сигнал приема в регистр 8 на выходе 14. При выработке сигнала переноса со счетчика 28 снимается сигнал ЗПДП с выхода 18 и вырабатывается импульс на выходе 15 сигнала съема.Многоразрядный мультиплексор 4 передает на свои выходы либо слово с шины "Слово к записи" (вхад ОО) при сигнале на адресном входе А 20, равном нулю, либо слово с шины "Слово от ЗУ" (вход 01) при А =1.ПК 5 преобразует щ-разрядные двоичные слова, поступающие на его входы, в двоичный эквивалент веса, определенным образом присвоенного соответствующему слову, причем слову, которому соответствует нулевой код, необходимо присвоить нуле-. вой вес.Преобразователь 6 в дополнительный код в зависимости от значения входа Зн 21 представляет вес слова в виде дополнительного кода положительного или отрицательного числа. Число считается положительным, если на вход Зн 21 от БУ 3 поступает сигнал, равный нулю, и отрицательным в противном случае (Зн = 1).Регистр 8 служит для хранения накапливаемого суммарного веса 62 Запись в регистр 8 происходит при единичном сигнале на входе 22. Регистр 8 сбрасывается в нулевое состояние при подаче сигнала на вход установки нуля (В). Многоразрядный двоичный сумматор 7 позволяет суммировать слова, поступающие от регистра 8 на первые входы В, и слова, поступающие на вторые входы С сумматора,Устройство для контроля блоков памяти использует записываемые и считываемые слова в процессе функционирования ЗУ в качестве тестовых воздействий на контролируемое ЗУ, т,е. необходимый для контроля суммарный вес 6 накапливается в процессе работы ЗУ.В этом случае накопление 62. можно представить в виде движения по прямому лучу, каждое деление которого равно "единице суммы". Суммарный вес 6представляет собой расстояние в "единицах суммы", пройденное за время контроля от точки О. При выполнении операции сложения происходит движение Овправо по лучу, а при45 50 выполнении операции вычитания - влево. Пусть к 1-му моменту суммарный вес 6 находится в точке 6 . Если в 1-й момент на вход сумматора пришел вес 4, то при сложении 6 и Ь суммарный вес 6 ; переходит в точку 62)11. Ввиду ограниченности разрядной сетки регистра 8 суммарный вес 6 ; не может принимать значение, большее 6;накс = 2" - 1, где п - разрядность регистра 8, поэтому значения 6 принадлежат ограниченному отрезку на луче. Если к )-му моменту суммарный вес достигает 6 , то при сложении 6; и Ь формируемый суммарный вес может превысить 6 цакс, определяемый разрядностью регистра 8, при этом вырабатывается сигнал переполнения, который теряется. Поэтому содержимое регистра 8 равно значению 6 2; = 4 - (6 Хмакс -- 6;, которое откладывается в точке 6 )+1, т.е, совершается переход вновь к началу отрезка. Аналогичный процесс возникает при переходе через нуль при вычитании. Этот переход через 6 макс и 0 с учетом потери переносов или заемов легко представить, если концы отрезка совместить. В этом случае процесс накопления 6можно изобразить как движение вдоль окружности по часовой стрелке при выполнении операции сложения и против часовой стрелки при выполнении операции вычитания, Если ЗУ работоспособно, то количество шагов и их величины по часовой стрелке и против при выполнении операции сложения, а затем операции вычитания к моменту завершения контроля совпадают. После окончания решения задачи и считывания всего обьема ОЗУ, т.е. вычитания из 6;гсоответствующих кодов, этот процесс должен привести в исходнуюточку О. При наличии неисправности шаги при выполнении операции сложения и последующем выполнении операции вычитания не совпадают, поэтому после считывания всего ЗУ по окончании контроля 6;. не будет равен нулю. Устройство для контроля блоков памяти работает следующим образом,БУ 3 координирует работу всех блоков устройства для контроля блоков памяти между собой и с внешними сигналами, Устройство для контроля блоков памяти, как и БУ 3, работает в трех режимах. режим установки исходного состояния, режим чтения- записи, режим контроля.Устройство для контродя блоков памяти в режиме установки исходного состояния 5 10 15 20 25 30 35 40 работает следующим образом, При подаче единичного сигнала на вход 10 блока управления происходит установка в нулевое состояние регистра 8 и блока памяти, т.е. во все ячейки записывается нулевой код, которому присвоен нулевой вес. Работа устройства в этом режиме происходит в режиме прямого доступа к памяти, которому соответствуют единичные сигналы на выходе 18 запроса прямого доступа к памяти и входе 13 подтверждения прямого доступа к памяти. При окончании режима установки исходного состояния сигнал запроса прямого доступа к памяти (выход 18) снимается и устройство контроля ЗУ готово к работе в режиме чтения-записи.Устройство для контроля блоков памяти в режиме чтения-записи работает следующим образом. В процессе решения задачи, если производится чтение слова из блоков памяти, устройство не изменяет своего состояния.Если производится запись слова в блок памяти, то устройство работает в соответствии с алгоритмом;а) Из содержимого регистра 8 вычитается вес слова, хранящегося в ячейке блока памяти до момента записи,б) Производится запись поступившего слова,в) К содержимому регистра 8 приплюсовывается вес записанного слова.При установке кода адреса записываемого слова на адресные шины блока памяти БУ 3 вырабатывает сигнал чтения, равный единице, на выходе 16 Код слова от выбираемой ячейки, поступая на входы 01 мультиплексора 4, проходит через него на ПК 5, преобразующий код слова в код присвоенного ему веса. С 1 К 5 вес слова подается на преобразователь 6 кода в дополнительный код, в котором представляется в виде дополнительного кода отрицательного числа, Многоразрядный сумматор 7 формирует разность между кодами на входах В и С, которая записывается в регистр 8 при сигнале приема на входе 22,При поступлении сигнала записи на внешний вход 11 БУ 3 выдает сигналы приема (выход 14) и записи (выход 16). Мультиплексор 4 переключается на шину "Слово к записи" (вход ОО). После распространения сигналов через ПК 5, преобразователь 6, мультиплексор 4 и при наличии сигнала приема на входе 22 к содержимому регистра 8 приплюсовывается вес записанного слова,Удлинения цикла записи не происходит, так как основное время при работе с ЗУ затрачивается на выбор ячейки и отработку дешифратора адресов.Устройство для контроля блоков памяти в режиме контроля работает следующим образом. При поступлении сигнала "Начало контроля" на вход 10 происходит захват устройством контроля шин для прямого доступа памяти, БУ 3 выполняет полный перебор всех адресов блоков памяти с выработкой сигналов приема на выходе 14 при сигнале чтения-записи на выходе 16, равном единице, т.е. происходит вычитание из содержимого регистра 8 весов всех слов, хранимых в ЗУ.Если контролируемые блоки памяти работоспособны, то в момент выработки сигнала результата контроля (выход 15) состояние регистра 8 равно нулю и, соответственно, значение сигнала на выходе многовходового элемента ИЛИ 8 также равно нулю. В противном случае блоки памяти неработоспособны.Сигнал с выхода многовходового элемента ИЛИ 9 не имеет самостоятельного смысла, как при сигнатурном анализе. Пользователь лишь имеет информацию, равен или нет суммарный вес 6;г нулю, т,е, были или нет сбои при работе блоков памяти.Локализация производится другими способами, например тестовыми.Таким образом, применение предлагаемого устройства для контроля блоков памяти обеспечивает сокращение времени контроля ЗУ и аппаратурных затрат, а также получение информации о наличии сбоев и постоянных неисправностей ЗУ, возникающих при решении задачи.Формула изобретения Устройство для контроля блоков памяти, содержащее регистр и блок управления,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени контроля блоков памяти и получения информации о наличии сбоев и неисправностей, возникающих при 5 решении задачи, в устройство введены преобразователь кода, преобразователь в дополнительный код, сумматор, мультиплексор, элемент ИЛИ, причем установочные входы регистра и блока управления являют ся соответствующими входами устройства,информационные входы мультиплексора являются информационными входами устройства, выход мультиплексора соединен с входом преобразователя кодов, выходы ко торого соединены с информационными входами преобразователя в дополнительный код, выход которого соединен с первым входом сумматора, выходы которого подключены к информационным входам регистра, 20 выходы которого соединены с вторым входом сумматора и входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом "Наличие сбоя" устройства, выходы чтения-записи, прямого доступа к памяти и начала контроля 25 блока управления являются соответствующими входами устройства, первый выход блока управления соединен с входом записи регистра, второй выход блока управления является выходом выдачи результата конт роля устройства, третий выход блока управления соединен с управляющим входом мультиплексора и входом знака преобразователя в дополнительный код и является выходом записи-чтения устройства, выходы 35 с четвертого по шестой блока управленияявляются соответственно выходами сигнала нужного кода запроса прямого доступа к памяти и адресными выходами устройства./миР Составитель В. Фокин ех ед М.Моргентал, Заказ 550 Тираж 342 ПодписноеВНИИПИ ГосуДарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ113035, Москва, Ж, Раушская наб 45 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гага