Устройство для отладки программ

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК в Ялкап 1 246 59 4 1 2 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ч 4 ь Ж СР ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(72) В.П.Игнатович и. И.П.Игнатович (53) 681.3 (088.8)1 (56) Авторское свидетельство СССР Ф 1070550, кл. С 06 Р 9/46, 1982.Авторское свидетельство СССР В 763900, кл, С 06 Р 11/00, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТЛАДКИ ПРОГРАММ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при автономной и комплексной отладке программ в вычислительных ;комплексах, а также для контроля и трассировки, решаемых программ. Цельизобретения - сокращение времениотладки программы. Поставленная целдостигается тем, что в устройстводля комплексной отладки программ,содержащее счетчик команд, схемусравнения, регистр перехода, дваэлемента И и три элемента задержки,введены регистр режимов, счетчикпервого перехода, два коммутатора,счетчик адреса, блок оперативнойпамяти, регистр выходной информациипять элементов И, три элемента ИЛИи четыре элемента задержки с соответствующими связями между собой.4 ил.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при отладке программ в вычислительных комплексах а также для контроля и трассировки программ.Цель изобретения - сокращение . времени отладки программы.На фиг.1 представлена структурная схема устройства для комплексной отладки программ; на йиг.2-4 - временные диаграммы работы устройства.Устройство для комплексной отладки программ содержит регистр 1 ре. жимов, элемент И 2, счетчик 3 ко - манд, элемент И 4, схему 5 сравнения, элемент И б, счетчик 7 первого перехода (откуда), первый коммутатор 8, элемент И 9, элемент И 10, регистр 11 перехода (куда), блок 12 оперативной памяти, второй коммутатор 13, счетчик 14 адреса, регистр 15 выходной информации, элемент И 16, элемент ИЛИ 17, элементы 18 - 22 задержки, элементы ИЛИ 23 и 24, элемент 25 задержки, элемент И 26, элемент 27 задержки, информационный вход 28,вход 30 "Выборка счетчика команд", выход 30 "Выборка регистра .режимов", вход 31 "Обращение к ре - 1 гистру выходной информации", выход 32 "Переполнение счетчика адреса", вход 33 "Пуск блока памяти"информационный выход 34 устройства.Устройство для комплексной отладки программ работает следующим образом.В начальный момент регистр 1 режимов, счетчик 3 команд, счетчик 7 первого перехода, регистр 11 второго перехода, счетчик 14 адреса, блок 12 установлены в нулевое состояние (цепи установки не показаны), при этом на выходах элементов И 2, 4, б, 9 и 16 имеет место нулевой потенциал.Устройство работает в следующих режимах: начальная установка, трассировка программы, запрос о количестве информации в блоке памяти, обнуление счетчика адреса, считы вание информации из блока памяти.Начальная установка заключается в записи начального адреса программы в счетчик 3 команд. Это осуществляется следующим образом, На информационный вход 28 подается начальный адрес программы, который сопровождается сигналом на управляющем . входе 29 "Выборка счетчика команд", 5055 5 102030 35 40 45 что приводит к срабатыванию элементов И 2, и значение начального адреса программы устанавливается в счетчике 3 команд, После снятия по управляющему входу 29 на выхоце элемента И 2 появляется нулевой потенциал, а в счетчике 3 команд информация сохраняется.Трассировка программы, Первыми командами программы являются .команды записи информации (в данном случае 0001, так как регистр 1 режимов четырехбитный) в регистр 1 режимов. На информационном входе 28 появляется код 0001, который сопровождается сигналом по управлвощему входу 30 "Выборка регистра режимов", и код 0001 записывается в регистр 1режимов, После снятия сигнала поуправляющему входу 30 "Выборка регистра режимов" информация в регистре 1 режимов сохраняется; Код 0001 регистра 1 режимов обуславливает появление единичного потенциала на первом выходе регистра 1 режимов, который подготавливает элемент И 16 к срабатыванию.Устройство подготовлено к трассировке программы. На информационный вход 28 поступает последовательность адресов выполняемых команд программы, которая сопровождается сигналами по управляющему входу 33.Последовательность адресов выполняемых команд может иметь два случая: адреса предыдущей и последующей клманд отличаются на два, т,е, выполняется "прямая ветка программы с использованИем простых команд; адреса предыдущей и последующей команд отличаются больше чем на два, т.е. выполняются команды, связанные с условным переходом (УП) и безусловным переходом (БП) (как в известном устройстве), команд с прерыванием, специальных команд и т до На сравнении адресов предыдущей и последующей команд построено предлагаемое устройство в отличие от . известного, где осуществляется анализ кода операций и его дешифрации.Усгеройство (если адреса предыдущей и последующей команд отличаются на два) работает следующим образом. В счетчике 3 команд записан адреспервой команды программы (например56), на информационный вход 28 поступает адрес выполняемой команды(56), сопровождаемый сигналом поуправляющему входу 33, тогда на выходе элемента И 16 появляется единичный потенциал, который поступаетна входы элементов И 4 и 9. В результате этого на выходе элемента И 4появляется информация, равная значению содержимого счетчика 3 команд,т.е. адрес первой команды .программы(56), который поступает на первый .вход .схемы 5 сравнения и на входэлемента И 6. На выходе четвертогоэлемента И 9 появляется адрес выполняемой команды (56), который поступает на второй вход схемы 5 сравнения и на вход элемента И 10, В результате сравнения информации по первому (56)и второму(56)входам на втором выходе схемы 5 сравнения появляетсяпотенциал, который проходит через элемент ИЛИ 17 и поступает на вход первого элемента 18 задержки. Первыйэлемент 18 задержки предназначендля задержки сигнала на время длительности сигнала по входу 33. Этоозначает, что на выходах элементовИ 16, 9 и 4 потенциал равен нулю.Сигнал с выхода элемента 18 задерж -ки увеличивает значение счетчика 3команд на два (оно становится равным 60) (код восьмиричный), т.е,устройство предполагает, что следующий адрес выполняемой команды программы будет на два больше предыдущего, и оно готово к приему новогоадреса на информационном входе 28устройства. Данный цикл работы повторяется до тех пор, пока последовательность адресовкоманд программыне превышает двух.Если адреса предыдущей и последующей команд больше или меньше двух, то работа устройства происходит следующим образом.Значение счетчика 3 команд равно60. Это адрес предполагаемой следующей команды программы. На информационный вход 28 поступает адрес выполняемой команды программы 72, сопровождаемый потенциалом по управляющему входу 33. На выходе элемента И 16 появляется единичный потенциал, который поступает на входы второго и четвертого элементов И 14 и 9 соответственно,В результате на выходе элемента И 4 появляется информация, равная значению содержимого счетчика 3 команд (код 60), который поступает на первьп вход схемы 5 сравнения и на вход третьего элемента И 6, а на выходе элемента И 9 появляется адрес выполняемой команды программы (72), который поступает на второй вход схемы 5 сравнения и на вход элемента И 10. В резуль тате сравнения появляется потенциална первом выходе, который поступает через первый элемент ИЛИ 7 и первый элемент 18 задержки на счетный вход счетчика 3 команд, что приводит к изменению содержимого счетчика 7 команд на два (так же, как в предьцущем случае),Потенциал со схемы 5 сравненияпоступаетна вход элемента И О, что обеспечивает запись адреса выполняемой команды программы в регистр 11 второгоперехода, т.е, куда пришла программа;на вход элемента И 6, что обеспечивает запись значения содержимогосчетчика 3 команд (код 60) в счетчик 7 первого перехода, т.е. откудапеоешла программа;на вход элемента 19 задержки, ко-торый предназначен для задержки навремя, равное длительности сигналана входе 33, и тем самым обеспечивается нулевой потенциал на элементах И 16, 4 и 9, и раньше, чем появится потенциал на выходе элемента18 задержки, открывающего элементИ 2 для записи значения адреса выполняемой команды программы (72) в 40счетчик 3 команд, появление потенциала на выходе элемента 18 задержки приводит к увеличению содержимогосчетчика 3 команд надва,т.е. 74 - следую.щий предполагаемый адрес команды 45 программь;на вход элемента 20 задержки, который предназначен для выработкипотенциала (после записи значенияадреса предполагаемой следующей ко манды со счетчика 3 команд в счетчик7 первого перехода) уменьшение значения счетчика 7 первого перехода надва, так как реально переход осуществлялся с адреса 56 после поступ ления потенциала с элемента 20 задержки на вычитающий вход счетчика 7первого перехода, значение счетчика7 первого перехода станет равным 56;10 Из описанного видно, что при каж дом неравенстве двух последователь-, ных адресов команд программы в блок 12 записываются адреса (откуда и куда) выполняемых команд и вне зависимости относятся команды к одной или 55 разным программам. Так продолжается до тех пор, пока программа не остановится или работу ЭВМ остановит на вход элемента 21 задержки, которьп предназначен для выработкипотенциала (после установки значений в счетчике 7 первого перехода,т.е, больше чем время задержкитретьего элемента 20 задержки, и врегистре 11 второго перехода) на управляющий первый вход первого коммутатора 8, для коммутации информациис первого входа первого коммутатора8 на информационный вход блока 12.Это означает, что адрес команды программы (56), с которого была нарушенапоследовательность команд, те, больше чем на два, поступил на информационный вход блока 12, Одновременнопотенциал с выхода элемента 21 задержки через элементы ИЛИ 23 и 24поступает в первом случае через эле Омент 25 задержки на управляющий вход"Запись" блока 12, а так как информация уже находится на информационномвходе, то должна произойти записьв блок 12 по адресу, соответствующему значению счетчика 14 адреса, поэтому необходим элемент 25 задержки,чтобы сформировался новый адрес всчетчике 14 адреса; во втором случаепотенциал, поступивший с элементаИЛИ 24 на счетный вход счетчика 14адреса 14, увеличивает значение счетчика 14 адреса на два. Адрес со счетчика 14 адреса поступает на адресныйвход блока 12 и только после этого35появляется сигнал "Запись" на егоуправляющем входе, а это значит, чтопроизошла запись адреса команды программы (56) в блок ОЗУ;пятый элемент 22 задержки предназначен для обеспечения четкого выполнения предыдущей операции, а потенциал на выходе обеспечивает те жеоперации, только с содержимым регистра 11 второго перехода, в которомхранится адрес выполняемой командыпрограммы (72), и этот адрес будетзаписан в блок 12 последующему адресу,оператор. В этих случаях счетчик 14 адресов не переполнен и оператор может приступить к следующим режимам работы устройств. В случае, когда счетчик 14 адреса переполняется, так как появляется сигнал в старшем разряде, который поступает на управляющий выход 32 и поступающий на ЭВМ в виде сигнала вектора прерывания с конкретным адресом по которому включается соответствующая программа реакции, вклинивающая программа обнуляет регистр 1 режима, что приводит к снятию потенциала с шестого элемента И 16 и блокировке элементов, участвующих в данном режиме работы.Запрос о количестве информации в блоке 12 памяти,На информационный вход 28 устройства поступает код 0010, а на управляющий вход 30 - потенциал, по которому производится запись кода 0010 в регистр 1 режимов. Это означает, что на втором выходе регистра 1 режимов появился потенциал, который поступает на управляющий второй вход второго коммутатора 13 и подключает информационный выход счетчика 14 адреса к информационному входу регистра 15 выходной информации, Устройство готово для вывода счетчика 14 адреса в ЭВМ. Приход потенциала с управляющего входа 31 Обращение к регистру вьгходной информации" через элемент 27 задержки и управляющий вход регистра 15 выходной информацииобеспечивает запоминание выходной информации, что означает появление счетчика 14 адреса на информационном выходе 34 устройства.Обнуление счетчика адресу ОЗУ.На информационный вход 28 устройства поступает код 1000, а на управляющий вход 30 потенциал, по которому производится запись кода 1000 в регистр 1 режимов. Это означает, что на четвертом выходе регистра 1 режимов появляется потенциал, который поступает на вход "Сброс" счетчика 14 адреса, что приводит к обнулению последнего.Считывание информации из блока ОЗУ.На информационный вход 28 устройства поступает код 0100, а на управляющий вход 30 - потенциал, по1246100 которому производится запись кода 0100 в регистр 1 режимов. Это означает, что на третьем выходе ре-, гистра 1 режимов появляется потенциал, который поступает на управляющий первый вход второго коммутатора 13,коммутируя информационный выход блока 12 к регистру 15 выходной информации,и на вход элемента И 26,подготавливая его к работе в данномрежиме. Зна - чение счетчика 14 адреса по начачьной установке равно нулю, Устройство готово к считыванию (выводу) информации из блока 12 на информаг ционный выход 34 устройства. Последовательность потенциалов, поступающих с управляющего входа 31, синхронизирует работу устройства в данном режиме. Потенциал поступает на управляющий .вход "Считывание" блока 12, а так как на адресном входе блока 12 уже имеется значение адреса (в начальном состоянии это нулевой адрес), то на информационном выходе блока 12 появляется информация, которая проходит через второй коммутатор 13 и поступает на вход регистра выходной информации. Потенциал через подготовленный элемент И 26 поступает на счетный вход счетчика адреса, тем самым увеличивает значение содержимого счетчика 14 адреса на два, что является формированием адреса к следующему циклу считывания информации из блока 12, а также потенциал через седьмой элемент 27 задержки поступает на управляющий вход регистра 15 выходной информации. Элемент 27 задержки предназначен для четкого формирования выходной информации в блоке 12 и поступления ее на вход регистра выходной информацииВременные диаграммы (фиг.2-4) поясняют работу устройства в режимах начальной установки и трассировки программы. В качестве примера адрес имеет 6 разрядов, а устройство разработано на 16-разрядный адрес,Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства по сравнению .с известным состоит в значительном сокращении времени отладкипрограммы,формула изобр ет ения Устройство для отладки программ,содержащее счетчик команд, схему 8сравнения, регистр переходов, первыйи второй элементы И, первый, второйи третий элементы задержки, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с 5 целью сокращения времени .отладки, вустройство введены регистр режимов;пять элементов И, регистр выходнойинформации, счетчик первого перехода,первый и второй коммутаторы, счетчикадреса, блок оперативной памяти, триэлемента ИЛИ, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы задержки, причем информационный вход устройствасоединен с информационным входом регистра режимов, с первыми входамипервого и второго элементов И, выходвторого элемента И соединен с первымвходом схемы сравнения и первым входом третьего элемента И, информацион.ный выход счетчика команд соединенс первым входом четвертого элементаИ, выход которого соединен с вторымвходом схемы сравнения, выход неравенства которой соединен с первым 25входом первого элемента ИЛИ, с вторым входом третьего элемента И, первым входом .пятого элемента И, через.первый элемент задержки - с вторымвходом первого элемента И и черезвторой элемент задержки - со счетнымвходом счетчика первого перехода,выход равенства схемы сравнения соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого через третий 35 элемент задержки соединен со счетнымвходом счетчика команд, первый,второй, третий и четвертый выходы регистра режимов соединены соответственно с первым входом шестого элемен та И, с входом начальной установкисчетчика адреса, с первым и вторымуправляющими входами первого,коммутатора, четвертый выход регистра режимов соединен с первым входом седьмого 45 элемента И, вход разрешения считывания устройства соединен с вторым входом седьмого элемента И, с входомсчитывания блока оперативной памятии через четвертый элемент задержки 50 с входом считывания регистра выходной информации, выход которого является выходом отлаживаемой программыустройства, входы выбора режима иобращения блока оперативной памяти 55 соединены соответственно с входомзаписи регистра режимов и вторымвходом шестого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами1246второго и четвертого элементов И, вход выборки счетчика команд соединен с вторым входом первого элемента И, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом схемы сравнения и с вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с информационным входом счетчика первого перехода, выход третьего элемента И соединен с информационным входом ре гистра переходов, информационные выходы регистра переходов и счетчика первого перехода соединены соответственно с первым и вторым информационными входами второго коммутатора, выход которого соединен с информационным входом блока оперативной памяти, выход неравенства схемы сравнения через пятый элемент задержки соединен с первым управляющим 20 входом второго коммутатора, с пер 1 СО 1 Овыми входами второго и третьего элементов ИЛИ и через шестой элемент задержки - с вторым управляющим вхо.дом второго коммутатора и с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, информационный выход счетчика адреса соединен с адресным входом блока оперативной памяти и первым информационным входом первого коммутатора, выход которого соединен с информационным входом регистра выходной информации, информационный выход блока оперативной памяти и выход переполнения счетчика адреса соединены соответственно с вторым входом первого коммутатора и выходом окончания записи устройства, вы-. ходы седьмого элемента И и третьего элемента ИЛИ соединены сосчетным входом счетчика адреса,124 б 100 Фцг едакт пица аказ 4002/42 Подписноеета СССР го коми й и отк аушская ытии наб д.4 Зад Вы Вых Зад Сче Составитель И.СигаловТехред Н.Бонкало Корректор С. Шекмар Тираж б 71 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 13035, Москва, Ж, Производственно-полиграфическое предприятие г,ужгород, ул.Проектн