Устройство для восстановления информации цифровых вычислительных машин

(г 9 г ггг 5 гг 6 06 Г 11/О ИЕ ИЗОБР рого че единенсигнала ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Кишиневский завод счетных машин им, 50-летия СССР(5 б) 1. Авторское свидетельство СССР И 432 БО 2, кл, С 06 Г 11/00, 1 ЭП,2. Авторское свидетельство ГССРН 586457, кл, 6 Об Г 11/00, 1976 (прототип).(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ИНФОРИАСИИ ЦИФРОВИХ 814 ЧИСЛИТЕЛЬНИХ МАШИН, содержащее блок управления операциями, блок контроля, регистр отказов, блок дешиФрации,отказов, узел Формирования сигналов повторения программы, узел Формирования сигнала повторения микрокоманды, причем инФормационные группы входов и выходов блока управления операциями являются группами входов и выходов устройства соответственно группа контролируемых выходов блока управления операциями соединена с входами блока контроля, выходы которого соединены.с инФормационными входами регистра отка" зов., выходы которого соединены с группой входов, блока дешиФрации отказов, первый и второй выходы которого соеди" нены соответственно с первым и вторым входами узла Формирования сигнала повторения микрокоманды, выход которого соединен с первым входом блока управления операциями, второй вход которо. го соединен с выходом узла Формирова ния сигнала повторения программы, вход которогосоединен с третьим вхо" дом блока .дешиФрации отказов, вход которого соединен с выходом блока управления операциями, о т л и ч а ю щ е" е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства путем обеспечения возможности повторения выполнения команды, в негб введены узел Формирования сигнала восстановления и блок синхронизации, в состав которого входят генератор импульсов, кольцевой регистр сдвига и первый эле" мент ИЛИ, причем выход генератора импульсов соединен с входом синхрониза" ции кольцевого регистра сдвига, выходы которого соединены с группами входов синхронизации регистра отказов и блока управления операциями, первый и третий входы которогосоединены со- д ответственно с первым и вторым входами первогоэлемента ИЛИ,выход которо-го соединен с установочным входом кольцевого регистра сдвига и с вхо- Св дам нулевых установок регистра отказов, второй выход блока дешиФрации отказов соединен с входом узла Фор" мирования сигнала восстановления, вы ход которого соединен с третьим вхо" дом блока управления операциями, чет. вертый выход блока дешиФрации .отказов является выходом неисправности устройства.2. Устройство по и. 1, о т л и ч ю щ е е с я тем, что узел Формирования сигнала повторения микрокоманды содержит ждущий мультивибратор и второй элемент ИЛИ, причем первый и вто" рой входы узла Формирования сигнала уф повторения микрокоманды соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ, выход котореэ ждущий мультивибратор со" с выходом узла Формированияповторения микрокоманды.28 2никновении случайных сбоев, однако его недостатками, характерными при использовании в ЦВМ с микропрогрдммно аппаратным управлением (по принципу, объединяющему. микропрограммное и аппаратное управление ), являются ограни" ценные Функциональные возможности и низкое быстродействие процесса устранения последствий сбоев. Действительно, широкий класс неисправностей, носящих случайный характер, не могут быть устранены в прототипе простым повторением микрокоманды и требуют повторения участка программы, что ведет к уменьшению быстродействия восстановления инФормации.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства путем обеспечения возможности повторения выполнения микрокоманды.Поставленная цель достигается тем что в устройство для восстановления ин" Формации циФровых вычислительных ма-, шин, содержащее блок управления опера. циями, блок контроля, регистр отказов, блок дешиФрации отказов, узел Формирования сигналов повторения программы, узел .Формирования сигнала повторения микрокоманды, причем инФормационные группы входов и выходов блока управления операциями являютсл группами входов и выходов устройства соответственно, группа контролируемых выходов блока управления операциями соединена с входами Ьлока контроля, выходы которого соединены с инФормационными входами регистра отказов, выходы которого соединены с группой входов Ьлока дешиФрации отказов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами узла Формирования сигнала повторе" ния микрокоманды, выход которого соединен с первым входом блока управления операциями, второй вход кото- рого соединен с выходом узла Формирования сигнала повторения программы, вход которого соединен с третьим выходом блока дешиФрации отказов, вход которого соединен с выходом блока управления операциями, введены узел Формирования сигнала восстановления и блок синхронизации, в состав которого входят генератор импульсов, кольцевой регистр сдвига и первый элемент ИЛИ,причем выход генератора импульсов соединен с входом синхронизации кольцевого регистра сдвига, выходы которого соединены с группами 40 1 1 Ог 77Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании циФровых вычислительных машин 1 ЦВИ ) повышенной надежности.О5Известно устройство для диагностического контроля, содержащее блок управления операциями, три выхода и три входа которого соединены соответственно с первыми выходами и первыми входа ми регистра неустойчивых отказов, бло" ка повторения микрокоманд и регистра отказов, вторые вход и выход которого ссответственно подключены к выходу Й.ока контроля и к второму входу Ре гистра неустойчивых отказов, четвертый выход блока управления операциями свя зан с входом Ьлока контроля, а пятый выход и четвертый вход соответственно с выходом и входом устройства 1 1.Недостатком этого устройства являютсл ограниченные возможности по устранению последствий сбоев.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройс 1 ао для восстановления инФормации :.,иФровьх вычислительных машин, содер-. жащее блок управления операциями, блок повторения никрокоманд, регистр отк:.зов, регистр неустойчивых отказов, блок Формирования сигнала повторения программы и дешиФратор, При этом первый и второй выходы дешиФратора соот" ветственно подключены к второму входу блока повторения микрокоманд и первому входу блока Формирования сигнала З 5 повторения программы, первый выход и второй вход которого соединены соответственно с блоком управления опера.- циями, а выход регистра отказов подключам к выходу дешиФратора. В этом устройстве блок управления операциями, получив сигнал о наличии неисправности от регистра отказов, в соответствии с состоянием выходов дешиФратора запускает лиЬо Ьлок повторения микро команд, если неисправность относится к классу неисправностей, которые при случайном проявлении (сбое )могут быть устранены простым повторением микро- команды, либо блок Формирования сигнала повторения программы, если возникшая неисправность, даже Ьудучи случай; ньи сбоем, не может Ьыть устранена простым повторением микрокоманды, а требует повторения участка програм мыПодобное устройство обеспечивает восстановление инФормации ЦВИ при воз102772 входов синхронизации регистра отказови блока управления операциями, первыйи третий входы которого соединены со,ответственно с первым и вторым входа"ми первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с установочным входомкольцевого регистра сдвига и с входомнулевых установок регистра отказов,второй выход блока дешиФрации отказовсоединен с входом узла Формирования; 1 Осигнала восстановления, выход которого соединен. с третьим входом блокауправления операциями, четвертый выход,блока дешиФрации отказов является выходом неисправности устройства,Кроме того, узел Формирования сиг"нала повторения микрокоманды устройства содержит ждущий мультивибратори второй элемент ИЛИ, причем первыйи второй входы узла Формирования сигнала повторения микрокоманды соединены соответственно с первым и вторымвходами второго элемента ИЛИ, выходкоторого через ждущий мультивибра"тор соединен с выходом узла Форми"рования сигнала повторения микрокоманды,На Фиг. 1 изображено устройстводля восстановления инФормации вычислительных машин, структурная схема; на Фиг, 2 - блок управления опеЭОрациями, структурная схема; на Фиг.5.блок дешиФрации отказов, структурнаясхема.Устройство для восстановления ин- З 5 Формации циФровых вычислительных машин содержит блок 1 управления операциями, блок 2 контроля, регистр 3отказов, блок 4 дешиФрации отказов, . узел 5 Формирования сигнала повторе Ония микрокоманды, содержащий второйэлемент ИЛИ 6 и ждущий мультивибра" .тор 7, узел 8 Формирования сигналавосстановления, блок 10 синхронизации,содержащий кольцевой регистр 11 сдви" 45га, генератор. 12 импульсов и первыйэлемент ИЛИ 13.Блок 1 управления операциями со",держит сумматор 14, регистры 15-17 данных, первый, второй и третий соот Оветственно, мультиплексор 18, корректор 19, Формирователь 20 адреса микрокоманды, микропрограммную память 21,регистр 22 микрокоманд, регистр 23 ад"реса числа, регистры 24 общего назначе ния, регистр 25 адреса начала программы, элемент НЕ 26, группы 27 элементов И-ИЛИ, регистр 28 адреса команды,84группы 29 триггеров управления операциями, дешиФратор 30 микроопераций.Блок 4 дешиФрации отказов содержит элемент ИЛИ 31, ждущий мультивибра" тор 32, счетчик 33, дешиФратор 34Четвертый выход счетчика 33 является выходом устройства.На вход сброса счетчика 33 заведен сигнал с первого выхода группы 29 триггеров управления блока 1 управле" ния операциями,Входы элемента ИЛИ 31 соединены с выходами регистра 3 отказов.Устройство работает следующим образом.Но магистрали адреса адрес команды или операнда Формируемый на регистре 28 адреса команды или на регист" ре 23 адреса числа ( Фиг. 2 ), поступает в запоминающие устройства ЦВИ, где осуществляется выборка команды или операнда, поступающих по инФормацион". ной магистрали в блок 1 управления операциями (регистр 28 адреса команды и регистр 23 адреса числа является регистрами с третьим состоянием ). Команды и числа из запоминающих.устройств ЦВИ выдаются в избыточных ко" дах, что позволяет при необходимости корректировать возникающие ошибки с помощью корректора 1.9. Команда через мультиплексор 18 поступает на первый регистр 15 данных, под воздей" ствием инФормации с которого осуществляется Формирование адреса микроко" манды в Формирователе 20 адреса микро- команд и работает микропрограммная память 21. Полученная микрокоманда принимается на регистр 22 микрокоманд. Часть разрядов этого регистра исполь" зуется для Формирования адреса следующей микрокоманды.Выходы регистра поступают также на дешиФратор 30 микроопераций и на группу 29 триггеров управления операциями. При Формировании адреса числа используется регистр 23, для хранения промежуточных результатов вычислений используются регистры 24 общего на" значения, для записи инФормации в за" поминающие устройства используется третий регистр 17 данных, Регистр 25 адреса начала программ предназначен для.хранения начального адреса участка программы, с которого можнопри необходимости начинать повторение программы.Узел 0 синхронизации (Фиг. 1) вырабатывает серию синхросигналов, за 5 102772 6дающих моменты времени исполнения мик- ра 22 микрокоманд для блокировки прироопераций. ема следующей микрокоманды, ОдновременБыполнение логических, арифмети- но сигналом с выхода узла 5 черезческих и других операций осуществля- первый элемент ИЛИ 13 производитсяется на регистрах 15 и 16 данных и 5 сЬрос регистра 3 отказов и устанавлисумматоре 14. Правильность выполнения вается в исходное состояние для очеопераций определяется блоком 2 конт- редного такта исполнения микрокоманроля, в котором используется кант- ды кольцевой регистр 11 сдвига (перроль по модулю два. вый разряд устанавливается в единицу,Все передачи в блоке 1 управле остальные сбрасываются ). Таким обрания операциями осуществляются кода- зом осуществляется повторение микроми, дополненными, например, до не- команды, во время выполнения которойчетности, Любое изменение четности произошел сбой (вырабатывается сигпри пересылках информации будет за- нал блокировки приема следующей микроФиксировано блоком 2 контроля, кото команды ) без потерь времени на ожидарый представляет собой набор сверток ние ее окончания (регистр 11 сдвигапо модулю два. Сигнал ошибки с выхо-установлен в исходное состояние ).да соответствующей свертки по моду том случае, если в результате.лю два записывается в соответствую- повтарного исполнения микрокомандыщий разряд регистра 3 отказов в момен блок 2 контроля не зафиксировал воты времени, когда завершены переход- второй раз неисправности, происходитные процессы. , продолжение исполнения прерванной проСтробирование приема сигналов ,граммы устройством,в частности с пер-,с выхода блока 2 контроля на регистр 3 "во 1 о выхода группы 29 триггеров сиготказов осуществляется определенными 25 нал приема микрокоманды поступает насинхросигналами с выхода блока 10 синхровход регистра 22 микрокомандсинхронизации, дпя приема следующей микрокоманды иБлок 4 дешифрации отказов пред- на вход сброса счетчика 33. Гсли женазначен для того, чтобы в зависимос- и при повторном исполнении микрокоти от характера и количества сбоев манды блок 2 контроля вновь зафиксипроизвести запуск одного или двух из ровал неисправность, производитсятрех узлов, узла 5 Формирования сиг- . повторное приЬавление единицы в счетнала повторенйя микрокоманды, узла 8 чик 33.Формирования сигнала повторения про- Дешифратор 34 выдает сигнал запусграммы или узла 9 Формирования сигна- ка узла 5 Формирования. сигнала повто.ла восстановления. При этом осущест" З 5 рения микрокоманды повторому входувляется повторное выполнение микроко- второго элемента ИЛИ 6 и узла 9 Форманды или участка программы, мирования сигнала восстановления,Узлы 8 и 9 Формирования сигнала по" В большинстве случаев из-за значивторения команды и сигнала восстанов". тельных задержек.в блоке 2 контроляления представляют собой ждущие муль сигнал неисправности вырабатываетсятивибраторы. в момент времени, когда при выполнеПри возникновении сбоя в блоке 1 нии большинства микрокоманд завершеуправления операциями Ьлок 2 конт- ны процессы микрооперации , осущест"ролл вырабатывает сигнал неисправнос- вляемые аппаратно (например, устати, который принимается на регистр 3 45 новки и сброса триггеров, сдвига ре"отказов, Сигнал с регистра 3 отказов гистров и т.п. ), которые не могут бытьчерез элемент ИЛИ 31 запускает жду- однозначно определены при повторещий мультивибратор 32, На выходе жду" нии микрокоманды,щего мультивибратора 32 Формируетсяимпульс, поступающий на счетный вход 50 Узел 9 Формирования сигнала воссуммирующего счетчика 33 и устанав- становления осуществляет аппаратнуюливающий в единицу первый разряд счет- подготовку блока 1 управления операчика 33, Сигнал с первого выхода де- циями для повторения исполнения микрошифратора 34 через первь 1 й элемент команды: сЬрос одних и установкуИЛИ 6 запускает ждущий мультивибра других триггеров управления группы 29,тор с вь 1 хода которого сформирован" переключение мультиплексора 18 в ре -ный импульс повторения микрокоманды жим передачи информации с корректопоступает на управляющий вход регист- ра 19.7 1 0277Таким образом, производится повторное исполнение команды, с участием узла 9 формирования сигнала восстановления.Рассмотрим, например, каким обра" зом осуществляется обработка неисправности, возникшей при выборке очередной команды из запоминающего устройст.ва ЦВИ. Пусть команда искажается, например, в запоминающем уст О ройстве ЦВИ. Очевидно, что в этом случае простое повторение микрокоманды не дает никаких результатов, посколь" ку искаженная информация повторно принимается на первый регистр 15 данных. 1 При проявлении же дополнительного сигнала на выходе узла 9 осуществля" ется переключение мультиплексора 18 на прием информации с выхода корректора 19. На первый регистр 15 данных 2 О производится прием исправной информации, блок 2. контроля не вырабаты" вает сигнала неисправности и продолжа ется выполнение программы.Если при третьем исполнении микро"25 команды блок 2 контроля зафиксировал неисправность, производится прибавле" ние единицы в счетчик .33, девибратор выдает сигнал запуска узла 8 формирования сигнала повторения программы. Сигналом с выхода узла 8 разрешается передача с регистра 25 адреса начала программы и запрещается передача с сумматора 14 информации через группу 27 элементов И-ИЛИ на регистр 28 адС 28 8реса команды. Разреаенйая к приему на оегистр 28 адреса команды информация является адресом начала участка программы, с которого начинается ее повторение.В том случае, если блок 2 контроля вновь зафиксировал неисправность, через элемент ИЛИ 31 запускается ждущий мультивибратор 32 и к счетчику 33 прибавляется единица, при этом возникает переполнение счетчика 33 и на его четвертом выходе появляется сигнал неисправности, поступающий на выход неисправности устройства. Если же блок 2 контроля не заФиксировал не. исправности, оаущесталяется продолжение исполнения программы.В предлагаемом устройстве в тех случаях, когда последствия сбоя не устраняется простым повторением.микрокоманды, производится запуск узла формирования сигнала восстановления, осуществляющего аппаратную подготов" ку блока управления операциями для вцполнения процесса повторения команды, что расширяет Функциональные возможности устройства и снижает затраты времени на восстановление инФормации. Кроме того, узел синхронизации позволяет не ожидая окончания микрокоманды, на которой произошел сбой, организовать повторное исполнение микрокоманды, что снижает затратц .времени работы устройства по сравнению с прототипом.Гре в го комиий и от шская тттттт Гор, ул Составитель ВТехреду С,МигунТираж 70И Государственнделам изобретеМосква МРтвавааваатвйватт 3"Патент", г. У Корректор О Тигоцвв т ва ва т авПо писное Ата СССытийбдт