Устройство для определения частотного спектра программ

Э СОВЕТСНИХЕСНИХУБЛИК ЯО 1182 ОЮ 7 А Я)4 606 Р 11 ОМИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ НОМУ ДЕТЕЛЬСТ(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯЧАСТОТНОГО СПЕКТРА ПРОГРАММ, содержащее Еп блоков границ счета, гдеЫ - количество типов команд в ана-.лизируемой программе, а и - требуемое количество разрядов для записичисла максимальных повторений команды, причем каждый блок границ счетасодержит первый и второй триггеры,первый дешифратор, группу элементовИ, первый элемент И, одноразрядныйсчетчик, первый, второй и третийэлементы ИЛИ, вход начальной загрузки устройства соединен с тактовымвходом первого триггера, первымивходами элементов И группы и первымвходом первого элемента ИЛИ первогоблока границ счета, выход первогоэлемента ИЛИ каждого д-го блока границ счета (где 1 1,пЕ) соединен стактовым входом первого триггераными входами элементов И группывым входом первого элемента ИЛИ(1+1)-го блока границ счета, вторыевходы элементов И, группы и первыевходы второго и третьего элементовИЛИ первого блока границ счета соединены с линией нулевого потенциала,выходы элементов И группы каждого блока границ счета соединены с уста- новочными входами одноразрядного счетчика соответствующего блока гра-. ниц счета, выход переноса, .единичный и нулевой выходы одноразрядного счетчика 1-го блока границ счета соединены соответственно с первым .входом второго элемента ИЛИ и вторымивходами элементов И группы (1+1)-го блока границ счета, единичный выход одноразрядного счетчика каждого блока границ счета соединен с первымвходом первого элемента И и является информационным выходом соответствующего блока границ счета, Р-вход первого триг. гера первого блока границ счета соединен с шиной единичного потенциала, единичный выход первого триггераФ ь-го блока границ счета соединен с Э-вхо-, дом первого триггера (+1)-го блока границ счета, выход первого элемен- Мфаф та И -го блока границ счета соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и первым информационным входом первого дешифратора (+1)-го Ю блока границ .счета, тактовый вход устройства соединен с вторыми информационными входами первых дешифраторов всех блоков границ счета, пер" вый, второй выходы первого дешифратора и выход третьего элемента ИЛИ -го блока границ счета соединены с вторыми входами соответственно . первого, третьего элементов ИЛИ и вторым входом первого элемента И 1-го блока границ счета, единичный . выход первого триггера д-го блока границ счета соединен с вторым ин 1182527Формационным входом первого дешифратора -го блока границ счета, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью сокращения объема оборудования,в устройство введены блок вычитания,блок сравнения, группа элементов И,счетчик, генератор импульсов, первый, второй, третий и четвертыйтриггеры, семь элементов И, элементИЛИ и "элемент задержки, а в каждыйблок границ счета введены четвертыйи пятый элементы ИЛИ, второй дешифратор, второй элемент И и элементзадержки, причем входы текущего и начального адресов программы устройства соединены с входами операндовблока вычитания, выход разности которого соединен с первым входом блока сравнения, вход длины программыустройства соединен с вторым входомблока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, единичным входом первого триггера и первыми входами элементов Игруппы, вход кода команды устройствасоединен с вторыми входами элементов И группы, выходы которых соединены с информационными входами счетчика, тактовый вход устройства соединен с тактовым входом блока сравнения, информационный выход и выходпереполнения счетчика соединенысоответственно с входами второго элемента И и элемента ИЛИ, выход которого соединен с К-входами первого ивторого триггеров, вход начальнойустановки устройства соединен свторым входом первого элемента ИЛИи первым входом четвертого элементаИЛИ каждого блока границ счета, .снулевым входом второго триггеракаждого блока границ счета, выходгенератора импульсов соединен с вторым входом первого элемента И, спервыми входами третьего и четвертого элементов И и через элемент задержки с первыми входами пятого,шестого и седьмого элементов И, выход первого элемента И соединен сединичным входом второго триггера,единичный и нулевой выходы которогосоединены с вторыми входами соответственно седьмого и шестого элементов И, выходы шестого и седьмогоэлементов И соединены соответственно с нулевым и единичным входамитретьего триггера, единичный и нулевой выходы которого соединены с в.орыми входами соответственно четвертого и третьего элементов .И, выходы которых соединены соответственно с единичным и нулевым входами четвертого триггера, выход четвертого элемента И соединен со счетным входом счетчика, единичный выходы первого и четвертого триггеров Соединены соотГветственно с вторым и третьим входами пятого элемента И, выход которого соединен с тактовым входом второго дешифратора первого блока границ счета, выход второго элемента И соединен с первым входом второго элемента И всех блоков границ счета, вход опроса состояния счетчика устройства соединен с третьим информационным входом первого дешифратора всех блоков границ счета, выход четвертого элемента ИЛИ 1-го блока границ счета соединен с нулевым. входом первого триггера -го блока. границ счета,первый выход первого дешифратора д-го блока границ счета через элемент задержки соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, первым входом пятого элемента ИЛИ, с входом сброса одноразрядного счетчика 1-го блока границ счета, выход второго элемента ИЛИ 1-го блока границ счета соединен со счетным входом одноразрядного счетчика, третий выход первого дешифратора каждого блока .границ счета соединен с единичным вхо-. дом второго триггера, информационный вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, единичный и нулевой выходывторого триггера д-го блока границ счета соединены соответственно с первым и вторым информационными входами второго дешифратора, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым входом пятого элемента ИЛИ 1-го блока гра ниц счета и : тактовым входом второго дешифратора (1+1)-го блока границ счета, выход пятого элемента ИЛИ 1-го блока границ счета соединен с тактовым входом второго триггера -го блока границ счета, первый выход второго дешифратора -го блока границ счета соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ а-го блока границ счета.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аппаратных и гибридных мониторах для определения статистических характеристик работы программ.Целью изобретения является сокра.щение объема оборудования.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для определения частотного спектра программ; на фиг. 2 - функциональная схема блока границ счета.Устройство содержит (фиг. 1) блок вычитания 1, блок сравнения 2, группу элементов И 3, счетчик 4, второй элемент И 5, элемент ИЛИ 6, первый триггер 7, пятый элемент И 8, генератор импульсов 9, первый элемент И 10, элемент задержки 11, второй триггер 12, шестой 13 и седьмой 14 элементы И, третий триггер 15, третий 16 и четвертый 17 элементы И, четвертый триггер 18 п Е блоков 19 границ счета, вход 20 кода команды, вход 21 текущего адреса программы, , вход 22 начального адреса программы, вход 23 длины программы, вход 24 начальной установки, тактовый вход 25 устройства, вход 26 опроса состояния у счетчика устройства, вход 2 30 начальной загрузки устройства, группу информационных выходов 28 устройства.Блок 19 границ счета содержит(фиг. 2) четвертый элемент ИЛИ 29, 35 первый триггер 30, первый дешифратор 31, второй триггер 32, элемент задержки 33, первый 34 и третий 35 элементы ИЛИ, группу элементов И 36, второй дешифратор 37, одноразрядный 40 счетчик 38, пятый элемент ИЛИ 39; второй элемент И 40, второй элемент И 41, первый элемент И 42.Блок 19 границ счета работает следующим образом. 15На подготовительном этапе сигнал с входа 24 начальной установки устройства сбрасывает в ноль второй триггер 32, через четвертый элементИЛИ 29 - первый триггер 30 и посту пает в следующий блок границ счета. Затем сигнал с входа 27 начальной загрузки устройства, воздействуя на тактовый вход первого триггера 30, записывает в него состояние информационного входа, Этот же сигнал стробирует установку одноразрядного .счетчика 38 через группу элементов И 36, Далее сигнал начальной загрузки через первый элемент ИЛИ 34 поступает в следующий блок границ счета на аналогичный вход.На рабочем этапе по сигналу с тактового входа 25 устройства, поступающему на второй информационный вход первого дешифратора 31, и при наличии единицы на его тактовом входе возбуждается третий выход дешифратора 31, что приводит к установке в единичное состояние второго триггера 32, Сигнал, поступающий на.тактовый вход второго дешифратора 37, расшифровывает .состояние второго триггера 32, Если он установлен в единицу, то сигнал с первого выхода второго дешифратора 37 через пятый элемент ИЛИ 39 поступает на тактовый вход второго триггера 32 и переводит его в нулевое состояние. по своему заднему фронту. Этот же сигнал при наличии единицы на первом входе второго элемента И 40 проходит через второй элемент ИЛИ 41 на счетный вход одноразрядного счетчика 38. Эта ситуация в блоке границ. счета возникает в том случае, если в нем хранится младший разряд математического счетчика обрабатываемой в данном такте команды. Иначе при нулевом состоянии второго триггера 32 возникает сигнал на втором выходе второго дешифратора 37, который поступает на соответствующий вход следующего блока границ счета. Таким образом, если данный блок не является границей математического счетчика или не принадлежит математическому счетчику обрабатываемой в дачном такте команды, то его состояние не меняется.Сигнал с входа 26 опроса состояния счетчика устройства поступает на третий информационный вход первого дешифратора 31 и, при наличии единицы в первом триггере 30, возбуждает второй выход дешифратора. Этим сигналом через третий элемент ИЛИ 35 на первом элементе И 42 опрашиваетсясостояние одноразрядного счетчика 38. Если оно единичное, то сигнал с выхода первого элемента И 42 поступает в следующий блок границ счета на первый информационный вход первого дешифратора 31 и, пройдя третий элемент ИЛИ 35, опрашивает состояние однораз" рядного счетчика 38. Если этот блок границ счета оказался младшей грани"цей другого математического счетчика, то имеется возможность переполнения предыдущего. Поэтому сигнал с первого выхода первого дешифратора 31,пройдя первый элемент ИЛИ 34, поступает в последующие блоки для организации сдвига на один разряд всех математических счетчиков (аналогичнопроцессу начальной загрузки), а через элемент задержки 33, пятый элемент ИЛИ 39 и четвертый элементИЛИ 29 сбрасывает соответственно одноразрядный счетчик 38, второй триггер 32 и первый триггер 30. Такимобразом, математическому счетчику,которому грозило переполнение, будет выделен свободный старший разРядеЕсли первоначальный сигнал с выхода первого элемента И 42 не встретит 20в следующем блоке границы математического счетчика и, пройдя третийэлемент ИЛИ 35, обнаружит нулевоесостояние одноразрядного счетчика38, то он закончит свое распространение. Так как опрос состояния производится после такта обработки каждой команды, то угроза переполненияможет возникнуть только в одном математическом счетчике всейсовокупности.В процессе счета на выходе переноса одноразрядного счетчика 38 появляется сигнал, который поступаетна первый вход второго элемента 35ИЛИ 41 следующего блока границ счета и далее на счетный вход одноразрядного счетчика 38 этого блока.Состояние одноразрядного счетчика 38по группе информационных выходов передается в следующий блок границсчета через группу элементов И 36этого блока. Причем единичный информационный выход одноразрядного счетчика является одним из выходов группы информационных выходов устройства 28,Устройство для определения частотного спектра программ работаетследующим образом, 50Перед началом работы устройствопо сигналу от вычислительной системы по входу 24 начальной установкиустройства приводится в исходноесостояние. При этом сбрасываются у 5.триггеры 7 и 12 через элемент ИЛИ 6,а также первый и второй триггерывсех блоков 19 границ счета. Первый же задержанный импульс Генерат(ря импульсов 9 переписывает нулевое состояние триггера 12 через элемент И 13 в триггер 15, а следующий основ. ной импульс через элемент И 16 устанавливает в ноль триггер 18.На подготовительном этапе по входу 27 начальной загрузки.устройства подается Ы импульсов. Под воздействием этих импульсов логическая единица с информационного входа первого триггера первого блока 19 границ счета распространяется вблоков 19 границ счета 1 При этом каждому математическому счетчику отводится по одному разряду. Одновременно логический ноль записывается в 1 одноразрядных счетчиков.На рабочем этапе текущий адрес программы по входу 21 поступает в блок вычитания 1, где определяется разность между этим адресом и начальным адресом программы с входа 22.Далее поступает сигнал на текстовый вход 25 устройства, который стрсбирует работу блока сравнения 2 и, поступая в блоки 19 границ счета, устанавливает соответствующие вторые триггеры 32, Если текущая разность меньше длины программы, задаваемой постоянно с входа 23, то на выходе блока 2 сравнения формируется сигнал, разрешающий прием кода команды с входа 20 через группу элементов И 3 в счетчик 4, причем команда принимается на счетчик в обратном коде. Сигнал с выхода блока сравнения устанавливает в единицу триггер 7 устройства и разрешает прохождение импульсов через элемент И 10. Основной импульс с генератора 9, пройдя элемент И 10, устанавливает в единицу триггер 12, а задержанный переписывает единицу через элемент И 14 в триггер 15. Следующий основной импульс генератора 9, пройдя через элемент И 17, устанавливает в единицу триггер 18 и поступает на счетный вход счетчика 4 в качестве первого импульса п,следовательности поиска входа соответствующего математического счетчика.Единицы с выходов триггеров 7 и 18 создают условие прохождения задержанных импульсов последовательности поиска через элемент И 8 на тактовый вхЬд второго дешифратора 37 первого блока 1,9.1 границ счета.Предположим, что поступивший код команды равен . Тогда по -му основному импульсувсе разряды счетчика 4 устанавливаются в единичное состояние и появляется сигнал на выходе элемента И 5, свидетельствующий об окончании последовательности поиска.В это время д-й задержанный импульс последовательности достигает 1 О границы -го математического счетчика в соответствующемблоке 19 границ счета. Совпадение сигнала с выхода элемента И 5 с д-м задержанным импульсом последовательности в этом блоке на элементе И 40 дает счетный импульс в младший разряд д-го математического .счетчика.Далее (д+1)-й основной импульс последовательности приводит к перепол нению счетчика и появлению сигнала переноса из этого счетчика. Сигнал переноса через элемент ИЛИ 6 сбрасывает о ноль триггеры 1 и 12, прекращая прохождение задержанных им пульсов последовательности поиска, Триггеры 15 и 18 сбрасываются аналогично последовательности начальной установки.30Последним этапом обработки команды является опрос состояния математических счетчиков для предотвращения их переполнения, С этой целью на вход 26 опроса состояния счетчика устройства подается сигнал, действие которого изложено в описании работы блока 19 границ счета,Следующий такт обработки очередной команды начинается с приходом нового текущего адреса программы.на вход 21, кода команды на вход 20, по тактовому входу 25 устройства. Устройство завершает свою работ" тогда, когда заканчивается выполнение анализируемой программы, В конце работы устройства группа информационных выходов 28 устройства содержит частотный спектр исследуемой программы. При этом количество выполнений команды с тем или иным кодом операции определяется показанием соответствующего математического счетчика, включающего необходимое количество разрядов одноразрядных счетчиков блоков 19 границ счета.Младший разряд каждого математического счетчика определяется наличием единицы в первом триггере 30 соответствующего блока 19 границ счета.Так, младшим разрядом первого математического счетчика является одноразрядный счетчик 38 первого блока 19,1 границ счета.Таким образом, все множество одноразрядных счетчиков, предназначенных для хранения кодов математических счетчиков, динамически перераспределяется в процессе работы устройства. Для идентификации входов в математические счетчики используются в каждом блоке границ счета лишь два триггера: первый и второй, Первый триггер участвует в динамическом перераспределении одноразрядных .счетчиков в процессе работыустройства. Второй триггер необходим для реализации поиска входа в требуемый математический счетчик. Отношение выполняемой команды к анализируемой программе обеспечивается блоком вычитания и сравнения. Это дает возможность получения частотного спектра программ при мультипрограммной работе вычислительной системы.1182527 Составитель И, СигаловЦиткина Техред С.Мигунова Корректор .А. Тяско акто акаэ Ь 108 сн ВНИИПИ 1130 Патент" л Проектн ород Тирам 709. Государственно елам иэобретени осква, Ж, Ра Подпикомитета СССРи открытийская наб., д. 4/