Устройство для отладки программ

/28 1)5 со ВЮЮ СЛ Ю мульт трети гистр вател ры 10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБ ОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТЛАДКИ ПРОГРАММ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться для контроля за выполнением про 3грамм в ЭВМ. Цель изобретения - раСширение функциональных возможностей Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля за выполнениемпрограмм в ЭВМ и при создании специализированных устройств, предназначенных для отладки программ.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства за счет обеспечения прерыванияпо заданному адресу, запоминаниязначения данных по этому адресу иопределения типа обмена,На фиг.1 приведена структурнаясхема устройства для отладки программ; на фиг.2 - структурная схемаформирователя сигналов прерывания;на фиг.3 - временные диаграммы чтения и записи регистров устройства;на фиг.4 - временные диаграммы выдачи сигналов прерывания,2устройства за счет обеспечения преры-.вания по заданному адресу, запомина-:ния значения данных по этому адресуи определения типа обмена. Устройств.во содержит три регистра; блок срав-.нения, мультиплексор, одиннадцатьэлементов И, дешифратор, регистрвектора прерывания, формировательсигналов прерывания, семь триггеров,два элемента ИЛИ, элементы ИЛИ-НЕ,И-НЕ, элемент задержки. Устройствопозволяет прерывать вычислительныйпроцесс по заданному адресу, запомнить данные по этому адресу, опреде-,.лить тип обмена, провести отладкупрограмм в режиме реального времени.1 з.п. ф-лы, 4 ил,Устройство содержит первый 1 и второй 2 регистры, блок 3 сравнения,иплексор 4, первый элемент И 5,й регистр 6, дешифратор 7, ре 8 вектора прерывания, формироь 9 сигналов прерывания, тригге, элементы И 17-26, элементы ИЛИ 27 и 28, элемент И-НЕ 29, элемент ИЛИ-НЕ 30, элемент 31 задержки, информационный вход 32 устройства, вход 33 синхронизации устройства, вход 34 записи устройства, вход 35 чтения устройства, вход 36 выбора типа прерываний устройства, вход 37 разрешения прерывания устройства, вход 38 разрешения останова устройства, выход 39 сброса признака адреса устройства, выход 40 идентификации данных устройства, выход 4 1 идентификации адреса прерыванияустройства, выход 42 запроса на прерывание устройства, выход 43 оста- нова устройства, выход 44 разрешения прерывания устройства. Формиро-ватель 9 сигналов прерывания (фиг.2) содержит триггеры 45 и 46, элементы И 47-51, элементы ИЛИ 52 и 53, элементы И-НЕ 54 и 55, вход 56 идентификации адреса прерывания формирователя, вход 57 синхронизации обмена Формирователя, вход 58 маскирования прерывания формирователя, вход 59 выбора типа прерывания формирователя, вход б 0 разрешения прерывания Формирователя, вход 61 разрешения останова Формирователя, вход 62 установки формирователя, выход 63 Идентификации прерывания формирователя, выход 64 запроса на прерывания формирователя, выход 65 сигнаЛа останова формирователя, выход 66 идентификации данных формировате. - ля, выход 67 разрешения прерывания Формирователя. 25Устройство работает следующимобразом.Информационное взаимодействие между устройством для отладки программ и ЗВМ осуществляется по магист рали адрес/данные (информационный вход-выход 32 устройства). Магистраль работает ь режиме разделения времени: сначала передаются адреса, затем данные. Возможны следующие Процедуры обмена: чтение регистра устройства; запись в регистр устройСтва; чтение вектора прерывания (безадресный обмен). Для процессора ЭВМ программно доступны следующие40 регистры: первый регистр 1, второй регистр 2, триггеры 0-13 управления.В первый регистр .1 заносится адрес, по которому необходимо прервать выполнение программы. Второй регистр 2 служит для записи данных, которые были на магистрали при обмене по адресу, занесенному в первый регистр. Триггеры 10-13 служат для управления устройствам.50Адрес каждого обмена запомвнаетсн на время обмена в регистре б по сигналу синхронизации обмена (вход 33 устройства) . Дешифратор 7 опознает адреса регистров контроля и выдает сигнал выборки высоким уровнем на55 соответствующем выходе. Сигнал синхронизации чтения (вход 35 устройства поступает на элементы И 18-20, на вторые входы этих элементов поступают сигналы выборки регистров с дешиф" ратора 7. На выходах элементов 1820 вырабатываются сигналы для управления мультиплексором 4, который юкеет четы ре информационных и четыре управляющих входа. Информация на выходе мультиплексора появляется с одного иэ ин-. формационных каналов при подаче на соответствующий ему управляющий вход и цСигнал синхронизации записи с входа 34 поступает на элементы И 17 и21, на вторые входы этих элементов поступают сигналы с первого и третьего выходов дешифратора 7. На выходах этих элементов формируются сигналы записи в первый регистр 1 (триггеры 10-13 соответственно).Таким образом, первый регистр 1 и триггеры 10-13 управления доступны по чтению и записи, а второй регистр только по чтению. Сигналы выборки с . выхода дешифратора 7 собираются на элементе ИЛИ 27 и поступают на информационный вход триггера 14. По сиг налу синхронизации обмена входа 33 устройства триггер 14 (если обращение к регистрам устройства контроля) выдает сигнал ответа на выходе 39 устройства, который сбрасываетсясигиалами чтенияипи записичераз элемент И-НЕ 29. Сигнал с выхода триггера 1 4 устанавливает в "0" триггер 15, осво божденный на время обмена по входу установки "1" сигналом синхронизации обмена. Таким образом разрешается выдача сигнала ответа по данным при обращении к регистрам устройства. элементу И 25. На элементе И 26 вырабатывается сигнал ответа по данным при чтении вектора прерывания. Результирующий сигнал идентификации данных с элемента ИЛИ-НЕ 30 выдается на выходе 40 устройства. Триггер 16 и эле мент ИЛИ 28 формируют строб записи во второй регистр 2, чтобы обеспечить достоверность записываемых данных, запись производится по началу сигнала записи и по концу сигнала чтения.По начальной установке сигнал с выхода триггера 10 блокирует работу - ; триггеров 11 -13 и формирователя 9 сигналов прерывания. В триггерзаносится информация о срабатывании устройства. Триггер 12 используется для управления маскированием выдачи прерываний. В триггер 13 заносится4546 30 35 40 45 50 55 5 159 информация о типе обмена на магистра= ли прн срабатывании устройства кант- роля. Программная запись "1" в триггеры 10-12 разрешает работу устройства контроля. В этом случае на выходе элемента И 23, а следовательно, на третьем входе первого элемента И будет " ". Блок 3 сравнения в каждом обмене сравнивает информацию в первом регистре 1 и адрес, запомненный в регистре 6. При их совпадении на выходе блока 3 сравнения появляется сигнал высокого уровня и, таким образом, по стробу на выходе элемента ИЛИ 28 производится, запись данных во второй регистр 2, сбрасывается триггер 12, а в триггер 13 записывается сос. тояние сигнала синхронизации записи (т.е.,фактически записывается информация о типе обмена на магистрали).Если триггеры 1 О и 11 находятся в состоянии "1", то на входе 62 установки формирователя 9 и, следовательно, на инверсном входе элемента ИЛИ 52 будет "1". Таким образом триггер 45 будет отпущен по входу установки "0" (на других входах элемента 52 "0"). По сигналу: синхронизации обмена, поступающему на вход 57 формирователя 9, триггер 45 записывает поступающий на вход 56 формирователя сигнал идентификации адреса прерывания с выхода элемента И 24, Если блок 3 сравнения опознает адрес, по которому необходимо прервать выполнение программы, то на входе 57 формирователя 9 будет "1" и триггер 45 установится в "1", элемент И 47 отключит ему вход синхронизации и триггер 45 останется в этом состоянии, пока его не сбросят сигналами обработки прерывания или записью в триггер 10 "0". Сигнал с выхода триггера появится также на информационном выходе 41 идентификации адреса прерывания устройства.Если триггер 12 находится в состоянии "1", т.е. выдача сигналов преры-. вания разрешена, то через элемент. И 48 сигнал с выхода триггера 45 появится на первых входах элементов И-НЕ 54 и 55. В зависимости от сигнала на входе 59 выбора типа пре-. , рывания формирователя 9, который поступает на вторые входы элементов И-НЕ, будет выдан сигнал запроса нд преоывание на выходе 64 или сигнал . на выходе 65 останова процессора.Если выбран режим выдачи запроса на прерывание, .то сигнал с выхода элемента 54 установит в "1 " триггер 46,а сигнал с входа 37 разрешения прерывания устройства не будет транслироваться на выход 44 разрешения прерывания устройства. Теперь сигнал О разрешения прерывания через элемент И 49, с выхода 66 идентификацииданных при чтении вектора прерывания формирователя 9 поступит начетвертый управляющий вход мультиплексора 4 для выдачи вектора прерывания и на второй вход элемента И 26для выдачи сигнала ответа по данным.Кроме того, этот сигнал через элементИЛИ 52 сбросит триггер 45. Если выбран режим выдачи сигнала останова, то триггер 45 будет сброшен сигналом с входа 61 формирователя сигналов прерывания.На .диаграммах (фиг.4) выдачи сигналов прерывания в левой части показана выдача сигнала останова в цикле чтения, в правой - сигнала запроса на прерывание в цикле записи.Предлагаемое устройство позволяет прерывать вычислительный процесс позаданному адресу, запоминать данныепо этому адресу, определять тип обмена (запись или чтение), Устройствоконтроля может выдать ЭВИ два типауправляющих сигналов: сигнал останова и сигнал запроса на прерывание,Имеется возможность замаскироватьвыдачу этих сигналов н, таким образом, производить отладку программ в режиме реального времени. Формула изобретения 1.Устройство для отладки программ, содержащее первый и второй регистры, блок сравнения, мультиплексор, первый элемент И, причем информационный вы ход первого регистра соединен с первым входом блока сравнения, первым информационным входом мультиплексора,выход равенства блока сравнения соединен с первым входом первого элементаИ, выход которого соединен с входом записи второго регистра, выход которого соединен с вторым информационнымвходом мультиплексора, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью расшире-. ния функциональных возможностей устройства за счет обеспечения прерыва 1594546ния по заданному адресу, запоминание значения данных по этому адресу и определения типа обмена, в устройство введены третий регистр, дешифратор, регистр вектора прерьвания, семь триггеров, формирователь сигналов прерывания, десять элементов И, два элемента ИЛИ, элемент И-НЕ, элемент ИЛИ-НЕ и элемент задержки, причем10 информационные входы"выходы устройства через двустороннюю магистраль соединены с информационными входами первого, второго и третьего регист ров и первого; второго и третьего триггеров, выход третьего регистра. соединен с вторым входом схемы сравнения и входом дешифратора, первый выход которого соецинен с прямыми входами второго и третьего элементов И и с первым входом пер" ваго элемента ИЛИ прямые выходы первого, второго, третьего и четвертого триггеров соединены с третьим информационным входом муль типлексора, вход синхронизации устройства соединен с входом записи третьего регистра, с входом синхронизации формирователя сигналов прерывания, с тактовым входом пятого триггера, с единичным входом шестого триггера и с нулевым и информационным входами седьмого триггера, второй выход дешифратора соединен с прямым входом четвертого элемента И и с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом пятого триггера, третий выход дешифратора соединен с прямыми входами пятого и шестого эле О ментов И и с третьим входом первого элемента ИЛИ, вход сигнала записи устройства соединен с инверсными входами второго и шестого элементов И, с информациониы входом четвертого 45 триггера, с первым вхсдом элемента И-НЕ и с инверсным входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым вхо О дом седьмого элемента И и через элемент задержки - с тактовым входом четвертого триггера, вход сигнала чтения устройства соединен с инверсными входами третьего, четвертого и пятого элементов И, с вторым входом элемента И-НЕ и с тактовым входом седьмого триггера, инверсный выход которого соединен с прямым входом второго элемента ИЛИ, прямой выходпервого триггера соединен с первымвходом восьмого элемента И и с входом установки формирователя сигналовпрерывания, прямой выход второготриггера соединен с вторым входомвосьмого элемента И и с первым входом девятого элемента И, выход которого соединен с входом идентификацииадреса формирователя сигналов прерывания, выход элемента И-НЕ соединенс входом установки нуля пятого триггера и с первым входом десятого элемента И, выход которого соединен спервым входом элемента ИЛИ-НЕ, входпризнака чтения устройства соединенс инверсным входом одиннадцатого элемента И, выход которого соединен свторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выходкоторого является выходом данныхидентификации данных устройства, инверсный выход пятого триггера соединен с нулевым входом шестого триггераи является выходом сброса устройства,выход равенства блока сравнениясоединен с вторым входом девятогоэлемента И, выход восьмого элементаИ соединен с третьим входом первогоэлемента И, выход шестого элемента Исоединен с тактовыми входами первого,второго и третьего триггеров, выходрегистра вектора прерывания соединенс четвертым информационным входоммультиплексора, выход которого черездвустороннюю магистраль соединен синформационным выходом устройства,выходы второго, третьего, четвертогои пятого элементов И соединены соответственно с входом записи первогорегистра, с первым, вторым и третьимуправляющими входами мультиплексора,инверсный выход первого триггерасоединен с нулевыми входами третьегои четвертого триггеров и с вторым "входом седьмого элемента И, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, прямой выход третьеготриггера соединен с входом маскирования формирователя сигналов прерьвания, выход идентификации данных которого соединен с прямым входом один-:надцатого, элемента И и с четвертымуправляющим входом мультиплексора,выход шестого триггера соединен свторым входом десятого элемента И,входы выбора типа прерывания, разрешения прерьвания и разрешения останова устройства соединены с соответ"ствующими входами формирователя сигналов прерывания, выходы признака идентификации прерывания, запроса на прерывание, останова и разрешения прерывания формирователя сигналов прерывания являются соответствующими выходами устройства.12.Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что формироватепь сигналов прерывания содержит первый и второй триггеры, пять элементов И, два элемента ИЛИ и два элемента И-НЕ, причем входы идентификации адреса, синхронизации обмена, маскирования прерывания, выбора типа прерывания, разрешения прерывания, разрешения останова, установки формирователя соединены соответственнос информационным входом первого триггера, с прямым входом первого элемента И, с первым входом второго элемента И, с первым прямым входом третьего элемента И, с инверсным входом третье го элемента И, с первым инверсным входом четвертого элемента И, с инверсным входом первого элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен с тактовым входом первого триггера, 3 р прямой выход которого соединен с инверсным входом первого элемента И и с вторым входом второго элементаИ и является выходом признака идентификации прерывания формирователя,выход второго элемента И соединенс первым входом первого элементаИ-НЕ, с прямым входом второго элемента И-НЕ, с вторым прямым входомтретьего элемента И и с вторым входомпятого элемента И, выход которогосоединен с единичным входом второготриггера, вход разрешения прерыванияформирователя соединен с инверснымвходом третьего элемента И, с нулевым входом второго триггера и прямымвходом второго элемента ИЛИ, инверсный выход второго триггера соединенс инверсным входом второго элементаИЛИ, выход которого является выходомразрешения прерывания устройства,вход выброса типа прерывания формирователя соединен с вторым входом пер-.вого элемента И-НЕ, с инверсным входом второго элемента И-НЕ, с вторыминверсным входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым прямым входом первого элементаИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, выходтретьего элемента И соединен с вторымвходом первого элемента ИЛИ и является выходом идентификации данных формирователя, выходы первого и второгоэлементов И-НЕ являются соответственно выходами запроса на прерывание иостанова формирователя.1594546 Я Фг 43 Редактор Н.Тупица Заказ 283 Тирак 570, ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Е, Рауаская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уигород, ул. Гагарина, 101 33 35 Я ВаюсвУ ЭЛ.2ЗУ Ч 32ЗЗ Вихор дйЗ З 5 М Вехами м.28 Составитель И. СигаловТехред М,Дидык Корректор С.Шевкун