Устройство для контроля микропрограммного автомата

Союз СоветскихСоциалистическихРесвубаин ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ 11883911(51)М. Кл. С 06 Г 11/26 с присоединением заявки йо(23 Приоритет -Государственный коиитет СССР но яеааи изобретений н открытий(71) Заявитель Перед началом работы устанавливается в нулевое состояние триггер управления, сннхроннэирующий импульс через элемент И устанавливает триггер управления в единичное состояние и поступает на вход микропрограммного автомата. Микропрограммный автомат формирует сигнал микрооперации, котбрый по цепи обратной связи устанавливает в нулевое состояние триггер. управления. Нулевой выход триггера вновь разрешает синхроимпульсу поступить на вход микропрограммного автомата и запустить его, а также установить в единичное состояние триггер управления. Если сигнал микро- операции не поступит, то триггер управления останется в единичном состоянии и по синхроимпульсу выработается сигнал ошибки 21 . Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля обмена информацией между управляющим и микропрограммным автоматами или между источ 5 ником получателем) информации и устройствами обработки.Известно устройство для сопряжения электронной вычислителъноймашины с каналами связи. Оно обеспечивает обмен информацией процессора с каналами связи, а также обнаружение отказов в каналах связи и в самом устройстве в перерывах между обменами информацией 1. 15 Однако аппаратура контроля устройства не обеспечивает обнаружение отказов устройства и каналов связи в процессе обмена информацией между процессором и абонентами.Известно устройство для контроля временной диаграмьы микропрограммного автомата с постоянным периодом реакций на входные воздействия, содержащее элемент ИЛИ, элемент.задержки, триггер управления и два элемента ЙРабота устройства заключается в .следующем. Однако устройство йе обеспечивает контроль автомата с произвольным :распределением времени следования входных воздействий и ответных реакций.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для контроля микропрограммного автомата, содержащее 25 30(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МИКРОПРОГРАММНОГО АВТОМАТАэлементы И, ИЛИ, счетчик, триггерблокировки и элемент задержки, шинывходных воздействий и ответных реакций соединены со входами многовходового элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами первого ивторого элементов ИЛИ и входом элемента задержки, вторые входы первогои второго элементов ИЛИ соединены сшиной "Конец работы". Выход первогоэлемента: ИЛИ соединен с единичным ,входом триггера, выход элемента за Одержки и шина "Начало работы" соединены со входами третьего элементаИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом триггера. Нулевой выход триггера и шина тактовых импульсов 15соединены со входами элемента И,выход которого соединен с суммирующим входом счетчика, а вход установки счетчика в исходное состояние соединен с выходом второго элемента 2 О ИЛИ.Устройство работает следующим образом.Сигнал "Начало работы" устанавливает триггер в нулевое состояние и сигнал с его нулевого выхода разрешает прохождение через элемент И тактовых импульсов на суммирующий вход счетчика. Счетчик начинает отсчитывать интервал времени Т, в течение которого из микропрограммного автомата должен поступить .ответный сигнал реакции. Этот сигнал поступает по одной из шин ответных реакций и через элементы ИЛИ устанавливает триггер в единичное состоя- ЗЗ ние, в реэультате чего блокируется выдача тактовых импульсов через элемент И.Кроме того, через элемент ИЛИ он устанавливает счетчик в исходное Щ нулевое состояние и через элементы задержки и ИЛИ повторно устанавливает триггер в нулевое состояние. Счетчик начинает вновь отсчитывать интервал времени Т. В течение этого интервала управляющий автомат по шинам входных воздействий должен выдать следующий сигнал, который произведет те же савве операции, что и сигнал,поступивший от микропрограммного автомата. Перед окончанием работы микропрограммный автомат выдает сигнал "Конец работы", Этот сигнал через элемент ИЛИ устанавливает в исходное состояние счетчик, а через другой элемент ИЛИ в .в единичное 55 состояние триггер, после чего работа устройства заканчивается.Если в результате отказа в течение интервала времени Т сигналы реакций от микропрограммного автома- що та не поступят, то счетчик переполнится и по шине будет выдан сигнал отказа. Таким образом, устройство осуществляет обнаружение отказов микропрограммного и управляющего ав- у томатов, приводящих или к пропаданию сигналов ответных реакций или входных воздействий, или же к выдаче их через интервал времени, больший,чем максимально допустимый интервал Т. Однако отказы, которые приводят к преждевременной выдаче сигналовответных реакций и входных воздействий, а также отказы, которые приводятк выдаче укаэанных сигналов через интервалы времени больше допустимых, но не превышающих максимального интервала Т, задаваемого счетчиком импульсов для всех сигналов, устройство не обнаруживает 33.Недостатком известного устройстваявляются низкие воэможности по обнаруживанию отказов.Цель изобретения - увеличение глубины контроля по обнаружению отказовмикропрограммного и управляющегоавтоматов.Поставленная цель достигается тем,что в устройство контроля микропрограммного автомата, содержащее счетчик импульсов, триггер блокировки,первый элемент задержки, первый, второй и третий элементы ИЛИ и первый элемент И, причем входы "входных воздействий" и "ответных реакцийф устройства соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и со входом первого элемента задержки, нулевой выход триггера блокировки соединен с первым входом первого элемента И, вход синхроимпульсов устройства соединен со вторым входом первого элемента И, входначало и конец работы устройства соединен соответственно с первым входомтретьего элемента ИЛИ и со вторым входом второгоэлемента ИЛИ, выход счетчика импульсов является первымвыходом устройства, введены управляющий счетчик, триггер управления, второй элемент задержки, формирователь кодов времени, второй, третий, четвертый и пятый элементы И, причем входы входных воздействий, ответных реакций и начала работы устройства соединены с соответствующими входамиформирователя кодов времени, перваяи вторая группы выходов которрго соединены с информационными входами счетчика импульсов и управляющего счетчика соответственно, выход переполнения управляющего счетчика соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом триггера управления,нулевой выход триггера управлениясоединен.с первыми входами второго итретьего элементов И, а единичныйвыход триггера управления - с первыми входами четвертого и пятого элементов И, выход первого элемента задержки соединен со вторыми входамитретьего и пятого элементов И и совходом второго элемента задержки,выход которого соединен с нулевым входом триггера блокировки, выход первого элемента И соединен со вторымивходами второго и четвертого элемен.тов И, выходы которых соединены с суммирующимивходами счетчика импульсови управляющего счетчика соответственио, выход третьего элемента И соединен с единичным входом триггера управления и установочными входамисчетчика импульсов и управляющегосчетчика, выход пятого элемента Иявляется вторым выходом устройства,вход начала работы устройства соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ.Кроме того, Формирователь кодоввремени содержит два шифратора,входы которых являются соответствующими входами формирователя, а выходы являются соответственно первойи второй группами выходов формирователя.На фиг. 1 приведена структурнаясхема предлагаемого устройства; . 25на Фиг. 2 - временные диаграввы,поясняющие его работу; на фиг. 3 и4 - схема Формирователя кодов времени,Устройство содержит входы "Началоработы" 1, входных воздействий 2,ответный реакций 3, "Конец работыф 4,первый элемент ИЛИ 5, первый элемент б задержки, второй элемент 7 задержки, второй элемент ИЛИ 8, третий элемент ИЛИ 9, триггер 10 блокировки, первый элемент И 11, формирователь 12 кодов времени, счетчик13 импульсов, управляющий счетчик 14импульсов, триггер 15 управления,второй, третий, четвертый и пятый 40элементы И 16-19 соответственно, выход 20 сигнала ошибки, вход тактовыхимпульсов 21 и выход 22 сигнала обабки,45Два возможных варианта реализации формирователя 12 кодов времени.Формирователь 12 представляет собой кодовый преобразователь комбинационного типа, структура котоРого зависит от способа представления сигналов входных воздействий и ответных реакций 3 существуют два способа):а) сигналы, поступающие по входам фНачало работы 1, входных воз 1 55 действий 2 и ответных реакций 3 являются одиночными, каждый из них поступает по отдельной шине;б) сигналы, поступающие по входам входных воздействий 2 - двоичные коды, например коды операции, а сигналы, поступа 1 ощие по шинам ответных реакций 3 и "Начало работы". 1 - одиночные, поступающие по отдельныщ входам. 6 В первом случае формирователь представляет собой два шифратора 23 и 24, входы каждого из которых подключены к входам 1-3. Выходы шифратора 24 являются первыми, а выходы шифратора 23 - вторыми выходами формирователя, подключенными к информационным входам счетчиков 14 и 13, соответственно ( Фиг. 3).Во втором случае (Фиг. 4) для преобразователя двоичных кьдов в оди ночные сигналы применяются дополнительно дешифратор 25, выходы которого подключены ко входам шифраторов.26 и 27.Входы "Начало работы" 1, входных воздействий 2 и ответных реакций 3 соединены со входами первого элемента ИЛИ 5, выход которого соединен .со входом первого элемента задержки б, выход которого соединен со входом элемент 7 задержки, выход элемента ИЛИ 5 и вход "Конец работы" 4 соединены со входаьщ второго элемента ИЛИ 8, выход второго элемента ИЛИ 8 и второго элемента задержки 7 соединены с нулевым и единичным входами триггера 10 соответственно, нулевой выход триггера 10 и выход тактовых импульсов 21 соединены со входами элемента И 11, входы 1-3 соединены со входами формирователя 12, первые и вторые выходы которого соединены с информационными входами счетчиков 13 и 14 соответственно, выход переполнения счетчика 14 и вход "Начало работы" 1 соединены со входами третьего элемента ИЛИ 9, выход которого соединен с нулевым входом триггера 15, единичный выход которого соединен с первыми входами элементов И 18 и 19, а нулевой выход - с первыми входами элементов И 18 и 17, вторые входы элементов И 17 и 19 соединены с выходом первого элемента б задержки, а вторые входы элементов И 16, 18 с выходом элемента И 11, выход элемента И 17 соединен с единичным входом триггера 15 и установочными входами счетчиков 13 и 14, выходы элементов И 16 и 18 соединены с суммирующими входами счетчиков 13 и 14 соответственно.Устройство работает следующим образом.При отсутствии отказов в .начале работы устройства от управляющего автомата по входу 1 поступает сигнал Начало работы", осуществляющий запуск микропрограммного автомата. Микропрограммныйавтомат через установленное для данного сигнала время выдаетпо входам 3 сигнал ответной реакции, который поступает в управляющий автомат и для него является сигналом входного воздействия. Вответ на этот сигнал управляющий автомат через установленное для него вре мя выдает по входам 2 сигнал ответ 883911ной реакции, который для микропрограммного автомата является сигналом входного воздействия. Таким образом, после запуска микропрограммного автомата при поступлении на любой автомат сигнала -го входного воздействия (В; )он через время Т выдает сигнал ответной реакции. Допустимый разброс времени ответа задается границами Т; , Т ,а( фи г. 2 а) .Обмен сигналами продолжается до поступления из микропрограммного автомата сигнала "Конец работы". Проверяя с помощью устройства контроля наличие на каждое -ое входное воздействие сигнала ответной реакции и выполнение для него условия 15(1) можно осуществить контроль функционирования микропрограммного и управляющего автоматов. Выполнение условия (1) проверяется с помощью счетчиков 13 и 14, осуществляющих под-. счет количества (М) тактовых импульсов, поступающих на их входы через фиксированные интервалы времени д, 25 Счетчик 14 обнаруживает отказы, связанные с преждевременной выдачей сигналов ответных реакций. В момент поступления сигнала входного воздействия В в счетчик 14 записывается ЗОТдвоичный код А = 2 -Ма в счетчик 13 двоичный код А 1, =2" -ЬМ; -1Ь М; = М 1 ах - М 1 й( фи г2 б )в(п) - количество разрядов счетчиков 14 (13), равное 35п 1= 1 Ро 9 (макоМ 1 ии)(и: 3 Род (мщсьМ)где 2 х- округление в большую сторону число.Коды А;, А а; вырабатываются в формирователе 12, представляющем собой кодовый преобразователь комбинационного типа, структура которого зависит от способа представления сигналов входных воздействий 2 и ответных реакций 3 (существуют два спо соба) .Работа устройства заключается вследующем.По входу 1 поступает сигнал "Нача О ло работы" (В 1) и выполняет следующие действия:через элемент ИЛИ, 9 поступает на единичный вход триггера 15 и устанавливает его в нулевое состояние;55через первый и второй элементы ИЛИ 5 и 8 поступает на единичный вход триггера 10 и устанавливают его в единичное состояние;через элементы ИЛИ 5, элемент задержки 6 элемент И 17 поступает 40 на единичный вход триггера 15 и устанавливает его в единичное состояние, а также поступает на установочные входы счетчиков 13, 14 и обеспечивает запись кодов Аи Ал кото рые формируются по этому же сигналу (В,) в Формирователе 12 и поступаютна Информационные входы счетчиков. Через время, равное времени Формирования и приема кодов А и Ана счетчики, сигнал с выхода элемента задержки б через элемент задержки 7, поступает на нулевой вход триггера 10 и устанавливает его в нулевое состояние. При этом открывается элемент И 11 и тактовые импульсы через эле-. менты И 11 и 18 начинают поступать на суммирующий вход счетчика 14.Спустя заданное время ьТ из микропрограммного автомата по входу 3 поступает сигнал ответной реакции и через элементы ИЛИ 5 и 8 устанавливает в единичное состояние триггер 10, т.е. выполняет действия, отмеченные в пункте 2. В результате прекращается поступлениетактовых импульсов через элемент И 11 на суммирующий вход счетчика 13. Сигнал ответной реакции микропрограммного автомата является сигналом входного воздействия для управляющего автомата. По этому сигналу и по всем последующим, аналогично рассмотренным, выполняются те же действия (пункты 3-5) . Пункт 1 выполняется только по сигналу "Начало работы".Сигнал "Конец работы", поступающий на вход 4 иэ микропрограммного автомата, через элемент ИЛИ 8 устанавливает триггер 10 в единичное состояние. На этом работа устройства контроля автоматов прекращается до поступления очередного сигнала "Начало работы".При исправной работе автоматов счетчик 14 всегда переполняется, а счетчик 13 никогда не переполняется. Поэтому сигналы ошибки на выходах 20 и 22 не формируются. Если в результате отказа сигнал ответной реакции поступает раньше установленного времени Тп, то, как и ранее, он через элементы ИЛИ 5 и 8 устанавливает в единичное состояние триггер 10, В результате прекращается выдача по входу 21 тактовых импульсов через элементы И 11 и 18 на суммирующий вход счетчика 14. Поэтому в счетчике 14 ие вырабатывается сигнал переполнения, триггер 15 остается в единичном состоянии, поддерживая открытым элемент И 19. Сигнал ответной реакции через элемент ИЛИ 5, элемент б задержки поступает на второй вход элемента И 19 и на его выходе 22 формируется сигнал ошибки.Если в результате отказа сигнал ответной реакции поступает позже допустимого времени Т;или вообще не поступает,то подача тактовых импульсов на вход счетчика 14 не прекращается, в результате чего вырабатывается сигнал переполнения счетчика 13, который поступает на выход 20 и является сигналом ошибки.Таким образом предлагаемоеустройство по сравнению с известным обеспечивает обнаружение более широкого класса отказов микропрограммного и управляющего автоматов, приводящих к пропаданию сигналов ответных реакций или поступлению их в момент времени, выходящих за допустимые границы.10Формула изобретения1. Устройство для контроля микропрограммного автомата, содержащее 35 счетчик импульсов, триггер блокировки, первый элемент задержки, первый, второй и третий элементы ИЛИ и первый элемент И, причем входы"входных воздействий" и "ответный 20 реакций" устройства соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и со входом первого элемен 25 та задержки, нулевой выход триггера блокировки соединен с первым входом первого элемента И, вход синхроимпульсов устройства соединен со вторым входом первого элемента И, вход начало и конец работы устройства соединен соответственно с первым входом третьего элемента ИЛИ и со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход счетчика импульсов является первым входом устройства, о т л и ч а ю - З 5 ш е е с я тем, что, с целью увеличения глубины контроля, в устройство введены управляющий счетчик, триг- .гер управления, второй элемент задержки, Формирователь кодов времени, 40 второй, третий, четвертый и пятый элементы И, причем входы входных воздействий, ответных реакций и начала работы устройства соединены с соответствующими вхОдами ФОРмирова теля кодов времени, первая и вторая группы выходов которого соединены с информационными входами счетчика импульсов и управляющего счетчика соответственно, выход переполнения управляющего счетчика соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом триггера управления, нулевой выход триггера управления соединен с первыми входами второго и третьего элементов И, а единичный выход триггера управления - с первыми входами четвертого и пятого элементов И, выход первого элемента задержКи соединен со вторыми входами третьего и пятого элементов И и со входом второго элемента задержки выход которого соединен с нулевым входом триггера блокировки, выход перваго элемента И соединен со вторыми входами второго и четвертого элементов И, выходы которых соединены с суммирующими входами счетчика импульсов и управляющего счетчика соответственно, выход третьего элемента И сое-. динен с единичным входам триггера управления и установочными входами счетчика импульсов и управляющего счетчика, выход пятого элемента И является вторым выходом устройства, вход начала работы устройства соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что Формирователь кодов времени содержит два шифратора, входы которых являются соответствующими входами формирователя, а выходы являются соответственно первой и второй группами выходов формирователя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 401996, кл, С 06 Г 9/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССРР 391563, кл, С 06 Г 11/00, 1973.3 Авторское свидетельство СССР9 566248, кл. С 06 Г 11/10, 1977883911 Фи ктор каэ 1023 ираж 748 дарственного комиам нэобретений и от а, Ж, Раушская Подпнснота СССР ВНИИПИ Го по дел 13035, Мос