Устройство для автоматического анализа схем цифровых вычислительных машин

218521 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Секта Советских Социалистических Республик. 42 Заявлено 03,11,1966 с присоединением за1053654/26-2 киМ 1 ПК 6 061ДК 681.327.17(088 риоритетпубликовано 17 Х.1968, Бюллетень17ата опубликования описания 8 ХП 1,1968 Комитет по делам обретений и открытийСовете Мииистро СССР второбретения Б. Г. Сергеев титут электронных управляющих машЗаявите УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА СХ ЦИФРОВЪХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН 2 Известны устроиства для автоматическогоанализа схем цифровых вычислительных машин, содержащие устройство ввода, блок уп.равления, регистр потенциального воздействия. При этом блок коммутации точек наблюдения состоит из коммутатора и счетчика точск наблюдения, Блок фиксации ответной реакции схемы содержит последовательный накопительный сумматор и коммутатор каналов синхронизации. Блок анализа реакции и индикации результатов анализа включает устройство сравнения, регистр эталона и регистр диагноза,Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что блок управления содержит регистр ввода, регистр компановки, регистр командных усилителей, датчик синхроимпульсов, регистр инструкций, регистр хранения информации микропрограммы, счетчик циклов, сравнивающее устройство. Регистр ввода соединен с устройством ввода, регистром компановки и регистром командных усилителеп, Выходы регистра компановки связаны с информационными входами регистра потенциального воздействия, регистра эталона, регистра инструкции, регистра хранения ипформавии микропрограммы, регистра комапдных усилителей. Последний подключен к управляющим входам всех регистров, связаикых с выходами регистра компановки, а также ко входам счетчика циклов, устроиства сравнения, регистра диагноза, счетчика точек наблюдения, коммутатора каналов синхронизации, коммутатора точек наблюдения и выходам 5 анализируемой схемы. Датчик синхроимпульсов связан с устройством ввода, а также со входами синхронизации регистра компановки, регистра командных усилителей и счетчика циклов. Регистр инструкции соединен со вхо дами коммутатора каналов синхронизации ирегистра командных усилителей, Выходы регистра хранения информации микропрограммы подсоединены ко входам регистра командных усилителей, сравнивающего устройства и 5 счетчика точек наблюдения. Выходы счетчикациклов связаны со входами сравниваю;цего устройства, выход которого связан с регистром компановки. Выходы регистра потенциального воздействия соединены с коммута тором точек наблюдения. Устройство такжесодержит В блоке анализа реакции и индикации результата анализа регистр номера программы, холы которого соединены с регисгром компановки и регистром командных усилится лей, а выходы - с регистром диагноза.Такое выполнение устройства позволяет достигнуть логической гибкости, увеличить число видов воздействия, число каналов свгзи с анализируемой схемой и ввести программи русмый переход в режим самоанализа.31-1 а чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.Функционально предлагаемое устройство содержит устройство 1 ввода информации. В блок управления 2 устройства входят регистр 3 ввода, регистр 4 компановки, датчик 5 синхроимпульсов, регистр б инструкции, регистр 7 хранения информации микропрограммы, регистр 8 командных усилителей, счетчик 9 циклов и сравнивающее устройство 10,Блок 11 воздействуя на анализируемую схему имеет регистр 12 потенциального воздействия. В состав блока 13 фиксации ответной реакции схемы входят коммутатор 14 каналов синхронизации и последовательный накопительный сумматор 15. Блок 1 б коммутации точек наблюдения содержит коммутатор 17 и счетчик 18 точек наблюдения.Блок 19 анализа реакции и индикации результатов анализа содержит устройство 20 сравнения, регистр 21 эталона, регистр 22 номера программы и регистр 23 диагноза. Каналы 24 устройства соединяются со входами анализируемой схемы, каналы 25 - с ее выходами (контрольными точками),Устройство 1 ввода служит для ввода команд программы и другой информации, необходимой при анализе схемы,В качестве носителя программы выбрана перфолента. Регистр 3 ввода связан с устройством 1 ввода, с регистром 4 компановки и предназначен для запоминания информации одной строки перфоленты. Регистр 4 компановки преобразует поступающие от устройства ввода через регистр ввода данные в формат, соответствующий разрядности регис гров. Регистр 4 компановки является буферным регистром, через который информация засылается в регистры б, 7, 12, 21, 22. Датчик 5 спнхроимпульсов служит для фиксации появления информации в регистре 3 ввода, выдачи синхронизирующих сигналов, которые обеспе. чивают выполнение команд программы и прием информации из регистра 3 в регистр 4, включая необходимые сдвиги в последнем регистре.Регистр б инструкции служит для хранения инструкции, которая позволяет учитывать особенности конкретной анализируемой схемы, т, е, задает длительность импульсов воздейст вия на импульсные входы схемы (для этоо регистр инструкции связан с регистром 8 командных усилителей) и номер канала синхронизации.Регистр 7 микропрограммы служит для запоминания данных, определяющих вид микропрограммы и ее исходную информацию, В процессе выполнения микропрограммы эта информация используется счетчиком 18 точек наблюдения, сравнивающим устройством 10 и регистром 8 командных усилителей.Регистр командных усилителей включает в себя все усилители (триггеры), обеспечивающие выполнение микроопераций, в том числе Импульсное воздействие на входы анализируе 218521 мой схемы, Выходы этого регистра связацы суправляющими входами регистра б, счетчиков9 и 18, регистров 21, 22, 23 и устройстьа 20сравнения.5 По характеру выполняемых операций усилители разделяются на два типа. Для выбораусилителя первого типа его номер засылаютв регистр 3 ввода, для второго типа - в четыре младших разряда регистра 4 компанов 10 ки. В соответствии с этим регистр 8 связывается своими входами с регистром компаног,- ки и регистром ввода, Синхронизация работырегистра 8 осуществляется сигналами дагчика 5. Счетчик 9 циклов служит для подсчета15 выполненных циклов микропрограммы. Сравнение выполненного числа циклов с заданным(это число указывается в регистре 7 микропрограммы) производится сравнивающим устройством 10, которое связано с выходами20 счетчика 9 и регистра 7.Сравнивающее устройство 10 управляет четырьмя младшими разрядами регистра компановки, которые в режиме микропрограммыработают как счетчик, а поэтому обеспечи 25 вают не только запоминание номеров командных усилителей второго типа, но и формирование их,Регистр 12 служит для задания па входыанализируемой схемы потенциальных слна 30 лов.Коммутатор 14 каналов синхронизациипредназначен для выбора синхронизируюшегосигнала, задающего момент выполнения операции в сумматоре 15.35 Входами коммутатора являются выходыанализируемой схемы (для внешней синхронизации) и импульсные каналы воздействия насхему (для внутренней синхронизации). Номер канала, используемого для синхронпза 40 ции, указывается в инструкции, поэтому управляющие входы коммутатора 14 связаны срегистром б инструкций.Последовательный накопительный сумматор 15 складывает цифру (двоичного разря 45 да), появляющуюся на выходе коммутатора17 точек наблюдения, с содержимым своегостаршего разряда. Одновременно со сложением в регистре сумматора происходит циклический сдвиг в сторону старших разрядов50 так, что результат сложения попадает вмладшии разряд.Коммутатор 17 точек наблюдения служитдля подключения к сумматору любого выходаанализируемой схемы или выходов регистра55 12 потенциального воздействия и выходов регистра 8 командных усилителей в режиме самоконтроля,Управление коммутатором осуществляетсчетчик 18 точек наблюдения, который до 60 пускает прием информации из регистра 7микропрограммы и может изменять свое состояние по сигналу регистра 8.Устройство 20 сравнения предназначено длясопоставления результата, образовавшегося в65 сумматоре 15, с эталоном, хранимым в ре 2185215гистре 21 эталона. Результат сравнения записывается в регистр 23 диагноза, который служит для хранения и индикации результатов сравнения некоторого фиксированного числа программ, по комбинации которых де лается вывод о наличии той или иной неисправности схемы (если в счетчике 18 образогался олин из столбцов диагностической таблицы), либо о ее работоспособности (если в счетчике записан пуль). 10Выбор разряда регистра 23, в когорыйлолжен быть записан результат сравнечия, ссуществляется с помощью регистра 22 номера программы, в который вводится номер про.граммы перед ее выполнением. 15В процессе проверки ЦВМ все дейст ия гредлагаемого устройства определяются программой. На ленте указывается информация, которая должна быть введена в регистры, команды, обеспечивающие ее распределение, и 20 команды, задающие другие микроопер;цли.При использовании стандартной пятидорожной ленты одна дорожка отводится для указания признака, отличающего команды от чисел, засылаемых в регистры. Остальные четы ре дорожки используются для записи кода команды либо тетрады разрядов числа.Имеются команды двух типов. К первому типу относятся команды, указываемые одной строкой пробивок на ленте и являющиеся но мерами командных усилителей блока управления. К ним относятся команды:1. Передать число из регистра компановки в регистр потенциального воздействия,2. Передать число из регистра компанов ки в регистр инструкции,3. Перелать число из регистра компановки в регистр эталона,4. Передать число из регистра компановки в регистр микропрограммы,5. Передать число из регистра компановки 40 в регистр номера программы,6, Сгоп устройства ввода,7. Вызвать срабатьшанис усилителя, номер которого указан в четырех младших разрядах регистра компановки,8. Пустить микропрограмму, 45Первые пять команд служат для засылки в регистры требуемой программы проверки информации. Эта информация перфорируется на ленте непосредственно перед командой, выполняющей засылку. Команда одновремен но указывает конец числа. Команда6 слу.жит для останова устройства ввода после окончания программы..К командам второго типа относятся команды: 551. Добавить единицу к счетчику циклов,2. Выдать импульс по каналу Л,3: Выдать импульс по каналу Б,4.Выдать импульс по каналу В,5. Выдать импульс по каналу Г,6. Выдать импульс по 60 каналу Д,7, Выдать импульс по каналу Е,8, Выдать импульс по каналу,Ж,9. Выдать импульс по каналу 3,10.Выдать импульс по каналу и,11. Добавить единицу к счетчику точек наблюде 6ния,12. Сравнить состояние регистоа результата сумматора и регистра эталона. Принеидентичности их содержимого записать вразряд регистра 23 диагноза, номер которогоуказан в регистре номера программы, 1,при идентичности - О,13, Погаситьрегистр результата сумматора.14. Погасить счетчик циклов,15. Передать номерточки наблюдения из регистра микропрограммы в счетчик точек наблюдения.Команды второго типа указываются на ленте двумя строками пробивок. Первая строкаслужит для записи номера одной из пятнадцати команд. Во второй строке помещаетсякоманда первого типа7.Команды второго типа2 - 10 обеспечивают выдачу импульсных сигналов на входыконтролируемой схемы по девяти каналам(входам) схемы (длительность импульса указывается кодом инструкции). Эти же сигналымогут быть использованы для синхронизациирегистра результата,Принятая структура блока управления позволяет использовать в программах проверкисхем не только отдельные микрооперацни, нои целые микропрограммы, содержащие циклы. Микропрограмма имеет следующую структуру: цикл, повторяемый заданное число раз,и ряд микроопераций, выполняемых после завершения заданного числа циклов. В составцикла могут входить микрооперации второготипа2 - 11 (каждая микропрограмма может использовать произвольный их набор).Последовательность выполнения микроопераций, входящих в цикл, установлена в порядке возрастания их номеров. Операциями, которые выполняются после завершения заданного числа циклов, являются операции 12- -15, Последовательность их выполнения выбрана так же в порядке возрастания их номеров.Для каждой микропрограммы может бытьвыбран требуемый состав этих операций.Включение любой из операций ( 2 - 15) вмикропрограмму осуществляется с помощьюмаски (двоичного числа). Каждой из этихопераций соответствует определенный разрядмаски. Включение какой-либо микрооперациив состав микропрограммы обеспечивается записью в ее разряд единицы.Маска, число повторений цикла, а такженомер наблюдаемой (или первой из числа наблюдаемых) точки контролируемой схемы является исходной информацией микропрограммы, которая вводится перед ее пуском в уст.ройство автоматического анализа схем (в ре.гистр микропрограммы). Пуск микропрограммы вызывается командой первого типаЙ.Нетрудно убедиться, что если в микропрограмму входят операции второго типа13, 14, 15, то в конце ее выполнения будутвосстановлены начальные условия и микропрограмма сможет выполняться многократно.Используемый набор команд позволяет создать микропрограммы, которые при небольшом количестве информации на ленте обеспе40 После пуска устройства 1 ввода в регистр 4 компановки через регистр 3 ввода начнут поступать тетрады, из которых будет составл и номер программы. Появление в регистре вво да очередной тетрады фиксируется датчикомсинхроимпульсов, который задает сигналы для ее передачи в регистр компановки и выполнения в нем требуемых сдвигов информации. (Тетрада принимается в регистр компа 7чивают многотактпое циклическое воздействиена схему, снятие временных диаграмм состояний контрольных точек схемы, фиксацию состояния многих точек за один или большеечислоактов. И меется также возможностьмногократного повторения микропрограммы,что важно для обнаружения несистематических сбоев контролируемой схемы.Рассмотрим порядок работы устройстза напримере выполнения одной из программ 10теста.Допустим, что требуется зафиксировать последовательность состояний некоторой контрольной точки анализируемой схемы при подаче на входы схемы последовательности сигпалов (длина последовательности - двадцать тактов). Допустим далее, что зафиксированное состояние требуется сравнить с эталоном и результат сравнения записать в регистрдиагноза. Предположим, что импульсный (тактирующий) вход анализируемой схемы и входгашения подключены к выходам регистракомандных усилителей, сигнал на которыхвызывается соответственно командами Выдать импульс по каналу Б и Выдать импульс по каналу А. Для синхронизации сумматора выбран выход регистра командныхусилителей, срабатывание которого обеспечивается командой Выдать импульс по каналу В, 30Предположим также, что всю исходную информацию для данной программы приходитсявводить заново, В этом случае программа будет следующей (информация указана и томпорядке, в котором она записывается на лен- ч 5те):1, 1-1 омер программы.2. Команда первого типа5.3, Инструкция. (Длительность импульсоввоздействия, канал синхронизации - В),4. Команда первого типа2.5. Исходная информация микропрограммы:Маска (в разрядах операций3, 4, 12 -единицы), число циклов - двадцать, номервхода коммутатора точек наблюдения, к которому подключена исследуемая контрольнаяточка схемы.6. Команда первого типа4,7. СостОяние потенциальных входов схемь8. Команда первого типа1. 509. Эталон.10, Команда первого типа3.11, Номер микрооперации второго типа 1.12. Команда первого типа7.13. Команда первого типа8. 55 новки только при наличии признака числа г, строке, принятой в регистр ввода).Далее в регистр ввода попадает вторая команда программы. Она не передается в рсгистр компановки, так как не имеет признака числа. Датчик сипхроимпульсов запускает соответствующий данной команде усилитель, который передает номер программы в соответствующий регистр номера программы.Аналогичным образом производится прием в регистр компановки и засылка информации в регистр б инструкций, регистр 7 микропрограммы, регистр 12 потенциального воздействия и регистр 21 эталона по четвертой, шестой, восьмой и десятой командам выполняемой программы. Далее от устройства ввода поступает номер микрооперации первого тп па2, Так как номер имеет признак числа, он поступает обычным порядком в регистр компановки, После этого в регистр ввода поступает двенадцатая команда программы. По этой команде датчик синхроимпульсов пускает в действие усилитель, номер которого указан в четырех младших разрядах регистра компановки, т. е. усилителя, производящего выдачу импульсов по каналу А на контролируемую схему. Длительность импульса определена со. держащимся в регистре инструкций кодом,Затем устройство ввода дает команду Пу. стить микропрограмму. По этой команде датчик б синхроимпульсов гасит счетчик 9 циклов, а также счетчик командных усилителей (четыре младших разряда регистра компановки), передает номер точки наблюдения из регистра 7 микропрограммы в счетчик 18 точек наблюдения. В соответствии с состоянием этого счетчика коммутатор 17 точек наблюдения подключает к сумматору 15 исследуемую контрольную точку схемы,После этого датчик синхроимпульсов перейдет в режим генерации. Это необходимо для того, чтобы обеспечить работу устройства при отсутствии синхронизирующих сигналов от устройства ввода. Частота генератора ьыбирается достаточно высокой с тем, чтобы микропрограмма могла выполняться до прихода следующей команды от устройства ввода,Первым импульсом датчика синхроиь пульсов будет начата операция увеличения счетчика циклов на единицу, после чего к счетчику командных усилителей также будет добавлена единица.Таким образом в регистре компановки будет сформирован номер следующей микрооперации, При появлении второго импульса датчика усилитель, выполняющий микрооперацию 2, сработать не сможет, так как в ег. разряде маски отсутствует единица. В счетчике командных усилителей будет установлен номер следующей микрооперации. При появлении третьего импульса по каналу Б будет выдан импульс воздействия на контролируемую схему. Следующий импульс вызовет срабатывание импульсного канала В. Этот канал выбран в качестве синхронизирующего и в соот510 15 2025 30 35 40 45 50 55 Как только счетчик насчитает заданное число циклов (об этом сообщит сравнивающее устройство 10) и будет выполнен последний цикл, цикл счетчика командных усилителей удлиняется. В нем будут последовательно образованы номера микроопераций12 - 15.Извсех этих операций выполняется лиань одна12, отмеченная единицей в маске. При г;оявлении номера этой операции в счетчике командных усилителей один из усилителец регистра командных усилителей опросит устройство 20 сравнения, которое сравнивает состояние регистра сумматора 15 и регистра 21 эталона. Если они не равны, то в разряд вегистра 23 диагноза, относящегося к данной программе (он зашифровывается номером г регистре 22 номера программы), будет записана единица. После того как счетчик командных усилителей образует номер пятнадцатой микрооперации, которая в данной микропрограмме не выполняется, датчик синхроимпульсов выйдет цз режима генерации, и выполнение микропрограммы будет закончено. Таким образом, в результате выполнения рассмотренной программы теста будет сформирован один разряд столбца диагностической таблицы (кода неисправности). Для обеспечения режима самоконтроля предлагаемого устройства с помощью коммутатора 17 точек наблюдения к сумматору 1 б подключаются выходы регистра 12 потенциального воздействия, импульсные каналы воздействия, а также требуемые контрольные точки предлагаемого устройства. Проверка предлагаемого устройства производится отдельным тестом,ветствии с кодом в регистре б инструкц.ц и мутатор 14 каналов синхронизации подключает его к сумматору 15. Как только на канале В появится импульс, состояние контрольной точки схемы будет воспринято сумматором. Далее в регистре произойдет сдвиг ца один разряд в сторону старших разрядов, а сумма цифр старшего разряда и точки наблюдения попадут в младший разряд. Так как оставшиеся операции, которые могут входить в цикл, в данной программе не используются, счетчик командных усилителей будет сброшен в нуль, обеспечивая тем самым условия для начала следующего цикла. При следующем импульсе датчика сицхроимпульсов состояние счетчика циклов снова увеличится на единицу и описанный процесс повторится снова. 10Предмет изобретения Устройство для автоматического ацалцза схем цифровых вычцслцтельцых малин, содержащее устройство ввода, блок управления, регистр потенциального воздействия, блок коммутации точек наблюдения, состоящий цз коммутатора и счетчика точек наблюдения, блок фиксации ответной реакции схемы, содержащий последовательный накопительный сумматор и коммутатор каналов синхронизации, блок анализа реакции ц ццдцкашш результатов анализа, включающий устройстго сравнения, регистр эталона ц регистр диагноза, от.шчаоцееся тем, что, с целью достцже. ния логической гибкости, увеличения .псла вцдов воздействий ц числа каналов связи с анализируемой схемой ц введения программцруемого перехода в режим самоанализа, оцо в блоке управления содержит регистр ввода, регистр компановки, регистр командных усилителей, датчик синхроимпульсов, регистр ин струкций, регистр хранения информации микропрограммы, счетчик ццклов, сравнцгающее устройство, причем регистр ввода соединен с устройством ввода, регистром компановки ц регистром командных усилителей, выходы регистра компановки связаны с информационными входамц регистра потенциального воздействия, регистра эталона, регистра инструкции, регистра хранения цнформациц, микропрограммы, регистра командных усилителей, регистр командных усилителей подкл;очен к управляющим входам всех регистров, связанных с выходами регистра компановкц, а также ко входам счетчика циклов, устройства сравнения, регистра диагноза, счетчика точек наблюдения, коммутатора каналов синхронизации, коммутатора точек наблюдения ц в;одам анализируемой схемы, датчик син.,роцмпульсов связан с устройством ввода, а также со входами синхронизации регистра компановки, регистра командных усилителей ц счетчика циклов, регистр инструкции соединен со входами коммутатора каналов синхронцзацч и регистра командных усилителей, выходы регистра хранения информации микропрограммы подсоединены ко входам регистра комачдных усилителей, сравнивающего устройства и счетчика точек наблюдения, выходы счетчика циклов связаны со входамц сравнивающего устройства, выход которого связан с регистром компановки, выходы регистра потенциального воздействия соединены с коммутатором точек наблюдения, входы регистра номера программы, блока анализа реакции и индикации результата анализа соединены с регцстром компановки ц регистром командных усилителей, а выходы - с регистром дцаг.218521 Семанов орре ьтор Заказ 2105/19ЦНИИПИ Комитета по де остаеитель В. Субботиехред Т. П. Курилко Тираж 530изобретений и открытий приква, Центр, пр, Серова, д. 4 Типография, пр, Сапунова, 2 В, В. КрыловС. А. Башлыков Подписцо те Министров СССР