Запоминающее устройство

(19) (11) Е 1 ЫМ 39(1БМТЕИТЮ Т(юлЧЕГ 1(Я Б .;д 10, .:. ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТА ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ И 14 И.А исо 8. 8) свидетел С 06 Р 1 лектрон и систе 85, с, 9 ьство СССР 1/30, 1984, ные вычислим). М,: Энер 2-94.(57) Из обрлительной АВ)ЩЕ ние СТРОИСТВО тноситс технике для от аппарати может быть ис ользован адки программ и диры. Цель изобретефункциональных возва за счет обеспенос ния - расширениеможностей устройУФ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(51) 4 С 06 Р 2/ОО, 11 чения синхронной безадресной записисостояний магистрали. Устройство работает в режиме адресного обмена ирежиме безадресной записи состояниймагистрали, Режим адресного обмена -стандартный режим работы запоминающегоо устройства с обменом данными поинтерфейсу, Адресный обмен производится с помощью блока 1 памяти, регистра 2 адреса и блока 5 управления адресным обменом. В режиме безадресной записи устройство жполняетв полном объеме функции адресного.обмена и дополнительно записывает взаданную область блока 1 памяти последовательность состояний магистрали в моменты истинности передаваемыхадресов и данных, Адрес для блока 1памяти наряду с регистром 2 формируется и на счетчике 3, а триггер 8,1472910 блок 7 фиксации данных, элемент И-НЕ9, элемент 10 сопряжения и элемент11 задержки обеспечивают сохранениеинформации в магистрали на время записи, Управляющие сигналы в режимебезадресной записи формируют блок 5управления адресным обменом и блок6 управления безадресной записью. Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для отладки программ и диагностики аппаратуры в вычислительныхсистемах общего назначения и специ 5ализированных отладочных устройствах.Цель изобретения - расширениефункциональных воэможностей эа счетобеспечения синхронной безадреснойзаписи состояний магистрали. 0На фиг, 1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма операции чтение, нафиг. 3 - граф-схема алгоритма работыблока упранпения безадресной записью;15на фиг. 4 - вариант реализации блокауправления безадресной записью,Устройство содержит блок 1 памяти,регистр 2 адреса, счетчик 3 адреса,мультиплексор 4 адреса, блок 5 управ ления адреснымобменом, блок 6 управления безадресной записью, блок 7фиксации данных, триггер 8, элементИ-НЕ 9, элемент 10 сопряжения, элемент 11 задержки, элементы ИЛИ 12 . 25и 13,Блок 1, регистр 2 адреса и блок5 управления адресным обменом выполняют фУнкции оперативного запоминающего устройства с произвольной выбор.30кой, обеспечивая хранение данных свозможностью чтения и записи по заданным адресам. Обмен данными с устройством производится в соответствиис межмодульным параллельным интерфейсом МПИ ГОСТ по линиям 14 АД(адрес - данные), 15 ОБМ (обмен),16 ОТВ (ответ), 17 ДЧТ (данных чтение), 18 ДЗП (данных запись).Мультиплексор 4 адреса коммутиру. - 40ет на адресньй вход блока 1 состояние регистра 2 адреса или счетчика3 адреса в зависимости от состояния Выделенная дпя записи состояний магистрали область памяти доступна чтению в адресном режиме, что обеспечивает возможность программными средствами анализировать по записанноймагистрали ход программы, ее промежуточные и конечные результаты.4 ил,2выхода блока 5 управления адресным обменом. Счетчик 3 адреса формирует адреса дпя блока 1 при записи состояний магистрали в безадресном режиме. Блок 6 управления безадресной записью вырабатывает управляющие сигналы У,У в соответствии с граф-схемой алгоритма, представленной на фиг, 3, Вариант реализации блока 6 представлен на фиг. 4.Бпок 7 предназначен дпя сохране. ния состояния линий адреса данных в течение требуемого дпя записи состояния магистрали времени. В качестве такого блока могут быть использованы магистральные приемопередатчики. Триггер 8 предназначен для обеспечения активного уровня сигнала на линии ОТВ в течение требуемого для записи состояния магистрали времени, Элемент И-НЕ 9 формирует сигнал включения триггера 8 по переднему фронту сигнала ОТВ (у сигналов интерфейсов ОТВ, ОБМ, ДЧТ ДЗП, АД активный уровень - низкий) при наличии единичного уровня на входе 19 РЕЖИМ. Элемент 10 сопряжения служит для сопряжения выхода триггера 8 с линией 16 интерфейса ОТВ и может быть выполнен на элементе с открытым коллектором или с тремя состояниями на выходе, Элемент 11 задержки задерживает передний фронт сигнала с выхода триггера 8 на время установления истинной информации на линиях АД после переднего фронта сигнала ОТВ. Величина задержки составляет приблизительно 150-200 нс, Элемент ИЛИ 12 предназначен для объединения сигналов с выходов блока 5 и блока 6 (У). Элемент ИЛИ 13 предназначен дпя объединения сигнала линии 18 ДЗП и выходаблока 6 (У).Вход 19 РЕЖИМ задает режим работыустройства. По сигналу на входе 20ВВОД производится запись в счетчикадреса 3. На входах 21 СА задаетсясистемный адрес устройства. Выходы22-25 предназначены для наращиванияобъема памяти,Устройство работает в одном издвух рсжимов: режиме адрееного обме Она (нулевое значение сигнала 19).режиме безадресной записи состояниймагистрали (единичное состояние сигнала 19).Режим адресного обмена - стандарт ный режим работы запоминающего устройства с обменом данными по интерфейсу МПИ. Интерфейс МПИ предусматривает обмен данными через двунаправленную магистраль АД по принпопу 20"ведущий - ведомый", Для обмена данными применяется асинхронный способпередачи с использованием управляю, щих сигналов ОМБ, ДЧТ, ДЗП и ОТВ.Возможны следующие виды адресного об мена: чтение, запись, чтение с модификацией.При чтении ведущий устанавливаетна линиях АД адрес, определяющий ведомого, и устанавливает сигнал на 30линии ОБМ. Устройства, подключенныек магистрали, за время не более 75 нссчитывают и затем опознают адрес слинией АД, Уатройство, опознавшееадрес, после появления сигнала ОБМстановится ведомым. Ведущий снимаетадрес с линий АД, устанавливает сиг-,нал на линии ДЧТ. Ведомлй в ответна сигнал ДЧТ устанавливает сигнална линии ОТВ и данные на линиях АД, 40Ведущий принимает данные с линий АДи сбрасывает сигнал ДЧТ. Ведомый после снятия ведущим сигнала ДЧТ сбрасывает данные с линий АД и сигнал слиний ОТВ, Ведущий после снятия ведомым сигнала ОТВ сбрасывает сигналОБМ. Магистраль освобождена дпя передачи управления новому ведущему,Операция записи отличается от чтения тем, что ведущий вместо ДЧТ формирует сигнал ДЗП, данные на линияхАД выставляет ведущий, а ведожйданные записывает.По переднему фронту сигнала ОБМадрес с линий 14 АД вводится в регистр 2 адреса, Одновременно: в блоке 5 управления адресным обменом старшие разряды адреса на линиях АД сравниваются с системным адресом, задаваеьим на входах 21. Если сравнения .не произошло, то устройство до окончания текущего сигнала ОБМ в обмене даннымине участвует. В случае сравнения адресов устройство до окончания сигнала ОБМ становится ведомым и блок 5 воспринимает входные и формирует ответные управляюпре сигналы для взаимодействия с ведущим по дисциплине интерфейса МПИ. Кроме того, блок 5 формирует внутренний управляющий сигнал, который через элемент ИЛИ 12 поступает на вход выборки блока 1 памяти. Этот же сигнал поступает на мультиплексор 4 адреса и разрешает прохождение адреса ячейки с регистра 2 адреса в блок 1. В зависимости от состояния линии 18 ДЗП производится или чтение из блока 1 (ДЗП=О), или запись в него (ДЗП=). Записанная в какую-то ячейку блока 1 информация сохраняется до следующей записи в эту же ячейку.Таким образом, в адресном режиме устройство обеспечивает хранение данных и обмен данными с ведущим (процессором) по интерфейсу МПИ.Режим безадресной записи задается единичным значением сигнала 19. В этом режиме устройство выполняет в полном объеме функции адресного режима и дополнительно записывает в блок 1 последовательно по каждому сигналу ОБМ состояния магистрали АД в моменты истинности на шине АД адреса и данных, Начальный адрес массива дпя записи магистрали вводится в счетчик 3 с шины АД по сигналу навходе 20.Блок 6 управляет записью состояний магистрали АД и работает только при наличии сигнала на входе 19 (Х=1). В паузе между сигналами ОБМ (Х, =О, ХЗ=1) формируются управляющие сигналыУз (выборка блока ) и У (запись), которые обеспечивают запись текущего состояния линий АД в блок 1. После появления сигнала ОБМ (Х,=1) формируется сигнал У, (+1 в счетчик 3), затем при наличии сигнала ОТВ (Х =1) и отсутствии сигнала с выхода блока 5 (Х =0) производится повторная запись состояния линий АД в блок 1 с помощью сигналов Уз и У, после чего сигналом У сбрасывается триггер 8 и сигналом У, добавляется единица в счетчик 3. После снятия сигнала ОБМ цикл работы блока 6 по11 задержки сигнал с выхода триггера 8 поступает также на блок 7, Под действием этого сигнала состояние линий АД через блок 7 поступает вновь .на АД, за счет чего состояние линий АД сохраняется даже после снятия данных ведущим (при записи) или ведомм (при чтении) в ответ на снятие ДЧТ. Состояние линий АД поддержива" ется до выключения триггера 8 управляющим сигналом У, т.е, до окончания записи состояния АД в блок 1, После выключения триггера 8 ведущий снимает текущий сигнал ОБМ и переходит к выполнению следующей операции,Расширение триггером 8 сигнала ОТВ может снижать быстродействие вычислительной системы, однако это снижение незначительно, Когда в качестве ведомого выступает не предлагаемое устройство, сигнал на выходе блока 5 отсутствует (см. фиг. 3),поэтому в блоке 6 условие Х =1, Х =О выполняется сразу после появления сигнала на линии ОТВ 16. и запись магистрали производится одновременно с выполнением текущей операции в ведомом. Когда в качестве ведомого выступает предлагаемое устройство, цикл выполнения операции увеличивается на два микротакта (А и А А по фиг. 3).Результатом работы устройства в безадресном режиме является записанный массив последовательных состояний линий АД в процессе выполнения программы, Начальный адрес массива вводится в счетчик 3. Массив представляет собой последовательность адресов и данных в том порядке, в каком они передавались по линиям АД, т.е. в этом массиве сохраняются сведения о ходе программы, промежуточных и конечных результатах выполнения программы.Предлагаемое устройство может быть использовано в качестве оперативного запоминающего устройства в вычислительных системах, При этом наряду с традиционными функциями ОЗУ по хранению данных устройство может осуществлять запись в выделенную область памяти последовательности состояний магистрали в реальном масштабе времени. Содержимое этой областиможет быть выведено на экран или печат ающее устрой ство системы, что дает возможность проводить отладкупрограмм или поиск неисправностей 5 1472910вторяется. Таким образом, за одинцикл работы блока 6, ограниченныйпериодом. действия сигнала ОБМ, производится запись двух состояний ли 5ний АД; на момент конца паузы междусигналами ОБМ (на АД выставлен адрес)и на момент выполнения условия Х=1и Х=О (в этот момент времени производится запись данных),При записиадреса и данных на адресный вход блока 1 через мультиплексор 4 поступает адр ес со счетчика 3, по сколькув эти моменты времени сигнал на выходе блока 5, поступающий на мульти ппексор 4 (Х ), имеет нулевое з начение.При з апи си со стоя ний магистр аливозникает проблема сохранения истинного значения данных на линиях АДв момент их записи, поскольку управляющие сигналы ДЧТ, ДЗП, ОТВ, ОБМ,определяющие состояние линий АД, формируются ведущим и ведомым независимо от аппаратуры записи магистрали 25и могут быть сняты до окончания цикла записи в блоке 6, Второй причинойвозможного искажения данных на линиях АД является то, что если в качестве ведомого выступает предлагаемое ЗОустройство, то необходимо в течениеодного сигнала ОБМ обращение к двумадресам блока 1, Первое обращениепроизводится для выполнения операциичтения или записи по адресу в регистре 2 адреса, второе обращение - призаписи магистрали по адресу в счетчике 3. Это может привести к искажению данных на линиях АД к моментувторого обращения. 40Для устранения искажения данныхна линиях АД во время записи магистр али в устрой ство введен три ггер 8,элемент 11 задержки, блок 7, Триг 1 гер8 в безадресном режиме расширяет через элемент 1 О сопряжения управляющий сигнал ОТВ. Триггер 8 включается по переднему фронту сигнала 16 при. разрешающем (единичном) уровне,навходе 19. Триггер 8 остается включен Оным до окончания записи состояниялиний АД (выключается по управляющему сигналу У, вырабатываемому блоком 6), Наличие активного уровня налинии ОТВ, поддерживаемое триггером8, препятствует ведущему снять текущий сигнал ОБМ и выставить очередной до завершения цикла записи вблоке 6 (см. фиг, 2). Через элементбез дополнительного контрольногооборудования .Формул а иэ обр ет енияЗапоминающее устройство, содержащее регистр адреса и блок управления адресным обменом, информационные входы регистра адреса, блока памяти и блока управления адресным обменом являются адресным информационным входом-выходом устрой ства, информационные входы регистра адреса и блока управления адресным обменом соединены с адресным информационным входом- выходом устройства, информационный вход-выход блока памяти соединен с адресным информационным входом-выходом устройства, вход-выход ответа устройства соединен с входом-выходом ответа блока управления адресным обменом, вход обмена устройства соединен с входом обмена блока управления адресным обменом и входом стробирования регистра адреса, входы -чтения и записи устройства соединены с входами чтения и записи блока управления, адресным обменом соответственно, вход системного адреса которого является входом системного адреса устройства, отличающее ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения синхронной безадресной записи состояний магистрали, в него введены счетчик адреса, мул.типлексор адреса, блок управления безадресной записью, блок фиксации данных, триггер, элемент И-НЕ, элемент сопряжения, элемент задержки, два элемен-, та ИЛИ, причем выход мультиплексора адреса соединен с адресным входом блока памяти, выходы регистра и счетчика адресов соединены с первым ивторым информационными входами мультиплексора адреса соответственно,информационный вход регистра адресасоединен с информационным входомсчетчика адреса, вход ввода устройства соединен с входом записи счетчика адреса, выходы первого и второгоэлементов ИЛИ соединены с входамивыборки и чтения-записи блока памяти соответственно, информационныевход и выход блока фиксации данныхсоединены с адресным информационным 15 входом-выходом устройства, вход обмена устройства соединен с первымвходом блока управления безадреснойзаписью, второй вход которого соединен с выходом элемента сопряжения 20 и входом-выходом ответа устройства,вход режима устройства соединен спервым входом элемента И-НЕ и третьим входом блока управления безад -ресной записью, выходы с первого по 25 четвертый которого соединены с суммирующим входом счетчика адреса, входом сброса в "О." триггера и первымивходами первого и второго элементовИЛИ соответственно, выход блока уп равления адресным обменом соединенс четвертым входом блока управлениябез адресной з аписью, входом управления мультиплексора адреса и вто-.рым входом первого элемента ИЛИ,вход записи устройства соединен свторым входом второ го элемент а ИЛИ,вход-выход ответа устройства соединен с вторым входом элемента И-НЕ,выход которого соединен с входом 40 стробирования триггера, выход которого соединен с входом элемента сопряжения и через элемент задержки -с входом стробирования блока фиксации данных.1472910 Составитель В, Бородиндактор И, Рыбченко Техред И., Дидык,Корректор С. Шекма КНТ СССР зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 аказ 1712/48 Тираж б 67 НИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, Подписное изобретениям и открытиям Раушская наб., д. 4/5