Устройство для диагностики двухмашинного вычислительного комплекса

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, сеид-ву(22) Заявлено 160780 (21) 2963525/18-24с присоединением заявки Нов(51) М.Кп з. 6 06 Р 11/22 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявител 54) УС ЯСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ДВУХИУЙИННОГО ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ельа нкО Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при создании вычислительных комплексов повышенной надежности.Известны двухмашинные вычислит ные комплексы, содержащие средств взаимной диагностики 1.Однако такие системы не обеспечивают требуемой надежности комплекса и не позволяют выполнять микродиагно тику неисправной ЭВМ с помощью исп" равной одновременно с выполнением в исправной ЭВМ рабочей программы. Это понижает надежность комплекса, поскольку исправная ЭВМ при диагностике неисправной прекращает выполвение своих обычных функций. Программйая же диагностика, которая возможна с одновременным выполнением исправной ЭВМ своих функций, не позволяет получать требуемую точност локализации, и следовательно, при-. емлемого времени восстановления.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для диагностики двух- машинного вычислительно комплекса, содержащее два однотипных блока, каждый из которых состоит из двух регистров сдвига, соединенных с первым входом и первым выходом устройства, дешифратора и буферной памяти,причем вход второго регистра сдвигасоединен с выходом буфеоной памяти,вход которой соединен с выходомсоответствующей блоку ЭВМ, а выходвторого регистра сдвига соединен совходом дешифратора, выход котооогосоединен со входом ЭВМ 2 Д.Недостаток данного устройствазаключается в том., что для диагностики неисправной ЭВМоно монополизирует исправную ЭВМ для выполнения процедуры диагностики. Это резко снижаетнадежность двухмашинного комплекса,фактически приводя к отказу двухмашинного комплекса на время диагностики неисправной ЭВМ,Цель изббретения - повышение надежости двухмашинного вычислительногоомплекса,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для диагности 25 ки двухмашинного вычислительногокомплекса, содержащем два блока связи ЭВМ., каждый из которых содержитпервый и второй регистры сдвига, первый и второй переключатели, пер 3 вый дешифратор, блок буФерной памяти,причем первый и второй выходы первого переключателя соединены соответственно с информационным и синхрониэационным входами первого регистра сдвига, первый и второй входыпервого переключателя являются .состветственно первым информационным иринхронизационным входами блока, первый информационный выход первогорегистра сдвига соединен со входом .первого дешифратора, первый выход 10которого является первым управляющим выходом блока, выход блока буферной памяти соединен с информационным входом второго регистра сдвига,последовательный выход которого соединен с первым входом второго пере"ключателя, первый и второй выходывторого переключателя соединены спервым информационным и синхронизационным выходами блока, информационный и синхронизационный выходы первого блока связи ЭВИ соединены соответственно с информационным и синхронизационным входами второго блока связи ЗВИ, в каждый блок связиЗВИ введены первый и второй счетчики, второй дешифратор, первый ивторой блоки синхронизации, первыйи второй блоки сравнения, регистрдиагностики; регистр адреса, первый,второй, третий и четвертый триггеры, первый:и второй элементы ИЛИ,первый и второй элементо И, коммутатор, узел контроля по модулю дваи входной регистр, причем первыйвторой и третий информационные вьпсоды первого регистра сдвига соединенысоответственно с информационнымвходом регистра диагностики, с первым входом первой схеьы- сравнения,с информационным входом узла конт- щроля по модулю два, выход которого.соединен с третьим входом первогопереключателя, третий выход первогопереключателя является первым контрольным выходом блока, первый управ" 5ляющий выход первого регистра сдвигасоединен с первыми входами первогои второго элементов И и со входомзапуска первого блока синхронизации,перйый, второй, третий, четвертыйи пятый выходы котороо соединенысоответственно с синхронизационнымивходами узла контроля по модулю два,первого регистра сдвига, второго элемента и, первого и второго дешифраторов, второй управляющий выходпервого регистра сдвига соединенсо вторыми входами первого и второгоэлементов И, а выходы соединенысоответственно со счетным и установочным входами первого счетчика, 69информационный выход первого счетчика соединен со входом второго дешифратора, выход которого соединен .с управляющим входом регистра диагностики, первый, второй и третий выходы которого соединены соответственно со вторым информационным выходом устройства, со входом регистра адреса, с первым входом второй схемы сравнения, выходы первой и второй схем сравнения соединены с единичными входами первого и второго триггеров соответственно, выходы которых через первый элемент ИЛИ соединены с четвертым входом первого переключателя, выход которого является вторым контрольным выходом блока, первый, второй., третий и четвертый выходы первого дешифратора соединены соответственно с первым управляющим выходом блока, с управляющим входом входного регистра и управляющими входами первой и второй схем сравнения, выходрегистра адреса соединен с адреснымвходом коммутатора, выход которогосоединен с инФормационным входом входного регистра, второй информационный вход блока соединен с информационным вхОдом коммутатора третий информационный вход блока соединен со вторым входом первой схемы сравнения, выход входного регистра соединен со вторым входом второй схемы сравнения, вхоц запуска блока соединен с установочным входом второго счетчика и с первым входом запуска второго блока синхронизации, первый и второй выходы которого соединены соответственно с синхронизационным и управляющим входами второго регистра сдвига, управляющий выход второго регистра сдвига соединен со счетным входом второго счетчика, со вторым входом запуска второго блока синхронизации, первый выход которого соединен со вторым входом второго переключателя, информационный выход второго счетчика соединен с адресным входом блока буферной памяти и является третьим информационным выходом блока, зы. - ход переполнения счетчика является вторым управляющим выходом блока, первый и вторсй контрольные входы . блока соответственно соединены с третьим и четвертым входами второго переключателя, соответствующие выходы которого соединены с единичными входами третьего и четвертого триггеров соответственно, единичные выходы которых через второй элемент ИЛИ соединены со стоповым входом второго счетчика и являются соответственно третьим и четвертым контрольными выходами блока, первый и второй контрольные выходы первого блока связи с ЭБМ соединены соответственно с первым и вторым контрольными входами второго блока связи с ЭВМ, первый и второй управляющие, второй и третий информационные, третий и четвертый контрольные выходы каждого блока связи с ЭВМ образуют. соответственно первую и вторую группы информационных, управляющих и контрольных выходов устройства, второй и третий информационныеи запускающие входы .каждого блока связи с ЭВМ образуют соответственно первую, .вторую информационную и запус.,кающую группу входов устройства,На чертеже представлена схемаодного из двух идентичных блоков связи, образующих устройство для взаимной диагностики ЭВМ двухмашинногокомплекса. В дальнейшем блок связи,расположенный в ЭВМ 1 (ЭВМ 2) называется первым (вторыми блоком связи,ЭВМ,1 и ЭВМ 2 на чертеже не покаэаныеКаждый блок связи содержит регистры сдвига 1, элемент 2 И первый счетчик 3, элемент 4 И, первый блок 5синхронизации, узел 6 контроля, дешифратор 7, регистр 8 диагностики,дешиФратор.9 триггеры 10 и 11,схемы сравнения 12 и 13, элементИЛИ 14, регистр 15 адреса, входнойрегистр 16, коммутатор 17, регистр18 сдвига, блок 19 буферной памяти,второй блок 20 синхронизации, второй счетчик 21, триггеры.22 и 23,элемент ИЛИ 24, переключатели 25 и26. Входы 27, 28 и выходы 29, ЗОодного блока связи соединены соответственно с выходами 31, 32 и входами 33, 34 другого .блока связи.На чертеже обозначены: выход 35, вход36, выход 37, входы 38 и 39, выходы40 и 41.и вход 42, Выходы 35, 37,40, 43,44 и входы 36, 38, 39, 42блока связи соединены с соответствующими выходами-входами своей ЭВМ.Работа устройства поясняетсяна примере неисрпавности в ЭВМ 2 ипервый блок связи устройства диагностики обеспечивает диагностированиенеисравностей ЭВМ 2.устройство для диагностики двухмашинного вычислительного комплексаработает следующим образом.При обнаружении неисправностисхемами контроля ЭВМ 2 она останавлидается после сообщения о неисправности в ожидании дальнейших действий обслуживающего персонала,а ЭВМ 1. продолжает нормальное функционирование. После получения сообщения о неисравности переключатели 26 первого блока связи и 25 второго блока связи устанавливаются вовключенное положение, а переключатели 25 пеового блока связи и 26второго блока связи - в выключенное.На ЭВМ 1 параллельно с рабочейпрограммой запускается программа.диагностики, которая загружает первый тест микродиагностики в блокбуферной памяти 19- на входы 39 первого блока связи, После загрузки бу" ферной памяти 19 на вход 42 первогоблока связи из ЭВМ 1 поступает сигнал запуска микродиагностики. Этотсигнал запускает блок 20 синхронизации, который выдает синхронизирующийсигнал в регистр 18 сдвига, обеспечивающий прием информации иэ блока 19буферной памяти. Сигнал запускамикродиагностики запускает такжесчетчик 21; который обеспечивает 10 путем приращения формирование последовательных адресов блока 19буферной памяти. Информация, при-,нятая в регистр 18 сдвига, начинаетсдвигаться и побитно поступает на .15 выход 31 первого блока связи подуправлением синхронизирующего сигна"ла от блока 20 синхронизации.После завершения сдвига в счетчик 21 и блок 20 синхронизации из рещ гистра 18 сдвига поступает сигналприращения, по которому происходитприращение содержимого счетчика21, т.е. модификация адреса буферной памяти 19 и повторный запуск 5 блока 20 синхронизации. Содержимоеследующего адреса буферной памяти19 снова поступает в регистр 18 сдвига и дальше повторяется описаннаяпроцедура сдвига информации. Информация теста микродиагностики с выхода регистра 18 сдвига последовательно бит за битом поступает черезвыход 31 первого блока связи и вход27 второго блока связи на информационный вход регистра 1 сдвига З 5 второго блока связи, Синхросигналы,соответствующие каждому биту передаваемой информации и обеспечивающиеего прием в регистр 1 сдвига второго блока, связи, Формируются в блоке 40 20 синхронизации первого блока связи и поступают через его выход 32на вход 28 второго блока связи идалее на синхронизационный входрегистра 1 сдвига. В регистре 1 сдви га информация, поступающая на егоинформационный вход последовательным кодом, снова превращается в па-раллельный код.Последовательный канал связи межу ду блоками. устройства сокращает количество связей между ЭВМ двухмашинного комплекса, что .особенно важнопри значительной удаленности ЭВМдруг от друга, и повышает надежность у устройства диагностики.После завершения сдвига информации в регистре 1 сдвига в блок 5 синхронизации из регистра 1 сдвига поступает сигнал, обеспечивающий за пуск блока 5 синхронизации. Этот жесигнал поступает на элементы 2 и 4 И.Накопленная в регистре 1 сдвигаинформация содержит бит контроля почетности. Эта информация поступает; на вход узла 6 контроля. На другой 65 его вход от блока 5 синхронизациипоступает сигнал, обеспечивающийпроверку содержимого регистра 1 сдвига на четнасть. Таким образом, ошибка во время передачи обнаруживаетсяузлом 6 контроля второго блока связи.Сигнал ошибки с выхода узла 6контроля поступает на выход 29 вто"рого блока связи и далее через вход,33 первого блока связи устанавливаетв единичное состояние триггер 22Сигнал с выхода триггера 22 через Оэлемент 24 ИЛИ поступает на блоки 1ровку счетчика 21, прекращая егоприращение и выдачу информации.тес,та микродиагностики из первого блока связи во второй. Одновременно 35,сигнал с выхода триггера 22 через .выход 43.первого блока связи поступает в ЭВМ 1, свидетельствуя о наличии ошибки в передаче. В результате программа диагностики ЭВМ 1повторяет передачу теста микродиагностики в ЭВМ 2Информация теста микродиагностики, поступающая в регистр 1 сдвига,представляет собой часть микрокоманды, служебную информацию или коддиагностической операцииВ первом и втором случаях управляющий (младший) бит регистра 1сдвига равен нулю, а в третьем случае - единице. В первом и втором случаях с помощью элемента 2 И происходит приращение значения счетчика 3,а в третьем случае - обнуление счетчика 3 под управлением сигнала, по- .ступающего иэ блока 5 синхронизации, ЗЗВ первом и втором случаях информация иэ регистра 1 сдвига заполняетрегистр 8 диагностики под управлениемсчетчика 3, дешифратора 7 и синхрониэирующего сигнала от блока 5 синхро ниэации.Разрядность регистра диагностикйв несколько раз больше разрядностирегистра 1 сдвига и счетчик 3 с дешиФратором 7 обеспечивают прием ннФормации с выхода регистра 1 сдвигав соответствующие разряды регистра 8диагностики,В третьем случае информация с выхода регистра 1 сдвига декодируется на дешифраторе 9 диагностических операций под управлением синхронийирующего сигнала, поступающегоот блока 5 синхронизации.. Диагностические операции; возбуждающие выходы 35 второго блокасвязи, обеспечивают.тприем с выхода37 второго блока связи частей микрокоманды, накопленных в регистре 8диагностики, в регистр микрокомандЭВМ 2 и выполнение микрокоманды пос- фле запуска синхронизации ЭВМ 2 наодин такт.Состояние триггеров и регистровЭВМ 2 после выполнения микрокоманды опрашивается с помощью комму татора 17 и регистра 15 адреса, Выходы триггеров и регистров ЭВМ 2 поступают на входы 38 второго блока связи. Адрес требуемого регистра ЭВМ 2 задается информацией, поступающей в регистр 15 адреса через регистр 8 диагностики. Адрес требуемого регистра поступает далее с выхода регистра 15 на вход коммутатора 17. После этого в регистр 1 сдвига поступает код диагностической операции, возбуждающей выход дешифратора 9, который разрешает прием во входной регистр 16 информации о состоянии требуемого регистра. Информация с выхода входного регистра 16 поступает на вход блока 13 сравнения. Ча другие входы блока 13 сравнения поступает эталонная информация с выхода регистра 8 диагностики и сигнал разрушения сравнения с выхода дешифратора 9, При несравнении сигнал ошибки с выхода блока 13 сравнения устанавливает в единичное состояние триггер 11 ошибки состояния.Результаты выполнения микрокоманды в ЭВМ 2 может явиться также модификация младших битов регистра адреса микрокоманд ЭВМ 2. Для проверки правильности Функционирования схем анализа ЭВМ 2, вызывающих ветвление в микропрограмме, устройство содержит блок 12 сравнения, на вход которой по входу 36 второго блока связи из ЭВМ 2 поступает состояние младших битов регистра адреса микрокоманд ЭВМ 2. Эталонная информация для сравнения поступает из регистра 1 сдвига. Разрешение на выполнение операции сравнения поступает с выхода дешифратора 9.При ошибке ветвления сигнал с выхода блока 12 сравнения устанавливает в единичное состояние триггер 10 ветвления, выход которого, также, как и .выход триггера 11, через элемент 14 ИЛИ, через выход 30 второго блока связи поступает на вход 34 первого блока связи, устанавливая в единичное состояние триггер 23 неисправности ЭВМ 2.После завершения обработки информации, накопленной в регистре 1 сдвига, блок 5 синхронизации выдает сигнал обнуления регистра 1 сдвига. Сигнал с выхода триггера 23 по-ступает через элемент 24 ИЛИ на блокировку счетчика 21 и на выход 44 первого блока связиЭтот сигнал поступает в ЭВМ 1 и программа диагностики формирует сообщение о неисправности. Кроме того, в ЭВМ 1 по выходу 40 первого блока связи поступает состояние счетчика, по которому программа диагностики определяет место обнаружения неисправности в тесте микродиагностики. Если тест микродиагностики выполнился успешно и выдача теста из блока 19 бу, ферной памяти завершилась, счетчик21 вырабатывает сигнал, который поступает на выход 41 первого блока связи в ЭВМ 1, запрашивая загрузку нового теста микродиагностики в блок 19 буферной памяти.При предложенной организации диагностики достигается высокая лока,лизуемость неисправности, значитель ноповышается надежность двухмашинного комплекса. 10 15 Формула изобретения Устройство для диагностики двухмашинного вычислительного комплекса,содержащее два блока связи ЭВМ, 2 Окаждый чз которых содержит первыйи второй регистры сдвига, первыйи второй переключатели, первый дешифратор, блок буферной памяти,причем первый и второй входы первогопереключателя соединены соответственно с информационным и синхрониэационным входами первого регистра сдвига, первый и второй входы первогопереключателя являются соответственно первым информационным и синхронизационным входами блока, первый информационный выход первого регистрасдвига соединен.со входом первогодешифратора, первый выход .которого.является первым управляющим выходомблока, выход блока буферной памятисоединен с информационным входомвторого регистра сдвига, последовательный выход которого соединен спервым входом второго переключателя, 46первый и второй выходы второго переключателя соединены с первым информационным и синхронизационным выходами блока, информационный и синхронизационный выходы первого блока . 45связи ЭВМ соединены соответственно с информационным и сиихронизационным входами второго блока связи ЭВМотличающееся тем, что,с целью повышения надежности комплек.- 5 Оса, в каждый блок связи ЭВМ введеныпервый и второй счетчики, второй дешифратор, первый и второй блоки синхронизации, первый и второй блокисравнения, регистр диагностики, регистр 55адреса, первый, второй, третий ичетвертый триггеры, первый и второйэлементы ИЛИ, первый и второй элементы И, коммутатор, узел контроля по модулю два и входной регистр, причемпервый, второй и третий информационные выходы первого регистра сдвигасоединены соответственно с информационным входом регистра диагностики, с первым входом первой схемы сравнения, с информационным входом узла 65 контроля по модулю два, выход которого соединен с третьим входом первогопереключателя, третий выход первогопереключателя является первым контрольным выходом блока, первый управ"ляющий выход первого регистра сдвига соединен с первыми входами первого и второго элементов И, и со вхо-дом запуска первого блока синхронизации, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы которого соединенысоответственно с синхроннзационннмивходами узла контроля по модулю два,первого регистра сдвига, второгоэлемента И, первого и второго дешифраторов, второй управляющий выходпервого регистра сдвига соединен совторыми входами первогд и второго элементов И, а выходы соединены соответственно со счетным и установочнымвходами первого счетчика, информационный выход первого счетчика соединен со входом второго дешифратора, выход которого соединен с управляющим входом регистра диагностики,первый, второй и третий выходы кото"рого соединены соответственно совторым информационным выходом устройства, со входом регистра адреса, спервым входом второй схемы сравнения,выходы первой и второй схем сравнения соединены с-единичными входамипервого и второго триггеров соответственно, выходы которых через первыйэлемент ИЛИ соединены с четвертымвходом первого переключателя, выходкоторого является вторым контрольным выходом блока, первый, второй,трегий и четвертый выходы первогодешифратора соединены соответственно с первым управляющим выходомблока, с управляющим входом входного регистра и управляющими входамипервой и второй схем сравнения,выход регистра адреса соединен садресным входом коммутатора, выходкоторого соединен с информационнымвходом входного. регистра, второйинформационный вход блока соединенс информационным входом коммутатора, третий информационный входблока соединен со вторым входомпервой схем сравнения, выход входного регистра соединен со вторымвходом второй схемы сравнения, входзапуска блока соединен с установочным входом второго счетчика и с первым входом запуска второго блокасинхронизации, первый и второй выходы которого соединены соответственно с синхронизационннм и управляющим входами второго регистрасдвига, управляющий выход второго ре.гистра сдвига соединен со счетнымвходом второго счетчика, со вторымвходом запуска второго блока синхронизации, первый выход которого соединен со вторым входом второго переключателя, информационный выход второго счетчика соединен с адресным входом блока буферной памяти и яв. ляется третьим информационным выходом блока, выход переполнения счетчика является вторым управляющим выходом блока, первый и второй контрольные входы блока соответствен,но соединены с третьим и четвертым входами второго переключателя, соответствующие выходы которого соединены 0 с единичными входами третьего и четвертого триггеров соответственно, единичные выходы которых через второй элемент ИЛИ соединены со стоповым входом второго счетчика и являются соответственно третьим и четвертым Контрольными выходами блока, первый и второй контрольные выходы первого блока связи с ЭВМ соединены соответ-ственно с первым и вторым контрольными входами второго блока связи с ЭВМ, первый и второй управляющие,второй и третий информационные, третий и четвертый контрольные выходыкаждого блока связи с ЭВМ образуютсоответственно первую и вторую группы информационных, управляющих иконтрольных выходов устройства, второй и третий информационные и запускающие входы каждого блока связис ЭВМ образуют соответственно первую, вторую информационные и запускающую группы входов устройства. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.:Авторское свидетельство СССР9 603995, кл. 6 06 Р 15/16, 1978,2. Той В.Н. Проектирование отказоустойчивых местных процессоров длясистем электронной коммутации,ТИИЭИР, 1978, т. 66, 9 10, .с,26-48прототип).ктор А.Грицен О 66 ВН а го,кй иРаую лиал ППП "П оектная, 4 г. Уж Тираж 73 ПИ Государствен делам иэобрете 35, Москва, ЖПодписномитета СССРкрытийкая наб.,