Дуплексная вычислительная система с контролем

)5 С 06 Г 11/2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ. И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ я к вычис- зобретения работы сисет контрольью аналогич.Н голен олнени ая содеримеющихся в вычислительСощриеггша 1, М,Р,от. Сошриег Эея 1 д держиых с жи нтроля(57) Изобретение относит лительной технике. Цель повышение достоверности темы. Система осуществля отлаживаемой ЭВМ с помощ ной эталонной ЭВМ при вы программы контроля, кото жит штатный список коман в данной ЭВМ, Дуплексная ная система с контролем ЭВМ 1 и 2, каждая из кот пульт 4 управления, блок коммутации, блок 5 скани устройство 6 обработки даИзобретение относится к вычислительной технике и может быть испальзовано для автоматизации процессакомплексной отладки высокапроизводи"5тельных микропрограммных ЭВМ.Пель изобретения - повышение достоверности работы системы.На фиг, 1 представлена структурная схема дуплексной вычислительной 1 рсистемы с,контролем; на фиг. 2 - схема блока контроля и коммутации; наиг. 3 - схема блока сканирования;на фиг. 4 - структурная схема устройства обработки данных, пример исполнения; на фиг, 5 и 6 - временные диаграммы работы устройства.Дуплексная вычислительная система(фиг. 1) содержит две вычислительныеМашины (ЗВМ) 1 и 2, кажцая из катсрых 7 дИмеет блок 3 контроля и коммутации,йульт 4 управления, блок 5 сканироваия и устройство 6 обработки данных.Блок контроля и коммутации (фиг.2)включает с первого по шгстой коммугаторы 7-12 элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИПИ,13, И 14-16, счетчик 17, триггер 18й элементы И 19 и 20.Блок сканирования (фиг. 3) састот из и сканирующих узлов, каждыйузел содржит триггер 21 режима, коммутатор 22 и счетчик 23. На схемена фиг, 3 обозначены сканирующие узлы 24,1-24,п.Устройство обработки данных (фиг,.4)35Представляет собой микропрограммныйпроцессор и содержит регистр 25 адреса микрокоманд, микропрограммноеПЭУ 26, регистры 27 микропрограммныхуправляющих полей, в там числе и по-.40ля, управляющего записью во все регистры процес. сора 28, и арифметическую и управляющую логику 29.Каждый узел сканирования (фиг. 3)включает элемент И 30.Система работает следующим образом,При поступлении сигнала "Ведущийнизким уровнем с пульта управленияЭВМ в коммутаторы 7-12 коммутируютсясигналы "Проверка", "Синхронизация",Устанав", Останов , "Пуск с входов на выходы этих коммуТаторов. Далееэти сигналы поступают на вход устройства б ЭВМ 1, а также через коммутаторы 7-12 блока 3 поступают в пра 55цессор ЭВМ 2, так как сигнал "Ведущий" пульта управления ЗВМ 2 находит-.ся в единичном состоянии, В результате этого ЭВМ 1 и 2 имеют общую синхронизацию и полностью управляются сигналами "Пуск" и "Останов" с пульта управления ЭВГ 1 2.При подаче с пульта управления ЭВМ 1 сигнала "Установ" низким логическим уровнем с выхода четвертого коммутатора 10 этот сигнал поступает на К-вход счетчика 17, абнуляя его, на Б-вход триггера 18, устанавливая его в "1", и на первый вход элемент И 19, вызывая появление на его выходе сигнала низкого логического уровня "Установ сканирующей шины" ("Устанав СШ ). Сигнал Установ СШ" поступает на установочные входы .всех п узлов 24.1-24.п сканирования, абнуляет вних все счетчики 23, устанавливает все прямые зыхады триггеров 21 в "0", Выход триггера 21 первого сканирующего узла устанавливается в "1" по сигналу "Пуск внешний". Сигнал "Установ внешний", поступающий с выхода коммутатора 10, также проходит в процессор ЗВМ 1 и устанавливает его логику в исходное состояние, и, кроме этого, указанный сигнал поступает через блок 3 контроля в ЭВМ 2, устанавливая в ней логику в исходное состояние, Припоступлении положительного сигналаПроверкан с пульта 4 управления ЭВМ1 на второй вход первой группы входовблока 3 обе ЭВМ переходят в режимпроверки, При этом высокий логическийуровень с выхода второго коммутатора8 блока 3 контроля ЭВМ 1 приходит на второй вход элемента И 16, снимая запрещение прохождения сигнала ашибки через этот элемент, на первый входэлемента И 14, разрешая прохождениесигнала синхронизации на счетный входсчетчика 17 сравниваемых сигналов(фиг, 5 д),на второй вход третьегоэлемента И 20, формируя на его выходесигнал "Блокировка" (фиг, 5 н) высскимлогическим уровнем (так как сигнал"Устанав" уже идет высоким лсттческимуровнем, а переполнения счетчика 17 еще нет и выход переноса этого счетчика находится в состоянии "1"), который поступает по одноименному выходу на управляющие входы регистра 25адреса микрокоманд и регистра микрокомандного поля, управляющего записьюв регистры 28 устройства б ЭВМ 1, бло"кируя изменение номера выполняемоймикракоманды и изменение инФормацииво всех регистрах устройства 6, Кро1564625 51 О 20 25 30 40 45 50 5ме Того, сигнал "Проверка внешняя" блока 3 ЭВМ 1 поступает по внешнему кабелю на вход второй группы входов "Проверка внешняя" блока 3 ЭВМ 2, действуя аналогично описанному,.и в ЭВМ 2. При поступлении на счетные входы счетчиков 17 машин 1 и 2 сравниваемых импульсов синхронизации (фиг.5 д) эти счетчики начинают синхронно увеличивать свое состояние (фиг,5 е-к), Одновременно эти же импульсы синхронизации поступают через выход "Инкремент" на счетные входы счетчиков 23 каждого из сканирующих узлов (фиг.ба) блоков 5 сканирования обеих ЭВМ, При этом, так как на входы загрузки счетчиков 23 всех сканирующих узлов, кроме первого, подан логический нуль (в связи с тем, что триггеры 21 были установлены сигналом Установ сканирующей шины низким логическим уровнем), то, несмотря на присутствие на их входах сигналов синхронизации, они не увеличивают своего состояния. Свое состояние увеличивает только счетчик 23 первого сканирующего узла (фиг. бб-д), так как выход его триггера 21 установился в "1" по сигналу Пуск внешний". При этом на выход первого коммутатора начинают после-. довательно подключаться выходы проверяемых узлов процессора (фиг. бп). После прохождения первых шестнадцатис импульсов на выходе переполнения счетчика первого сканирующего узла 23 возникает сигнал переноса низким логическим уровнем, (фиг.бк), который через элемент И 30 поступает на С-вход триггера 21 режима и устанавливает его инверсный выход высоким логическим уровнем, который поступает на вход разрешения коммутатора 22 и отключает его от шины. Кроме того, переход из "0" в " 1" поступает через элемент И 30 на синхровход триггера 21 режима второго сканирующего узла 24.2 и устанавливает его выход низким логическим уровнем, который, приходя на управляющий вход коммутатора 22 второго сканирующего узла, подключает его к сканирующей шине (фиг. бо), одновременно с выхода этого триггера 21 высокий логический уровень приходит на вход загрузки счетчика 23, устанавливая его в исходное состояние. По приходу следующих шестнадцати синхроимпульсов по входу "Инкремент следующие шестнадцать контролируемых сигналов выдаются на сканирующую шину (фиг. бе-и, р). По приходу 32-го синхроимпульса с выхода счетчика 23 второго сканирующего узла поступает сигнал переноса низким логическим, который отключает этот узел от сканирующей шины (фиг. бн, о) и подключаеттретий сканирующий узел и т.д, дотех пор, пока не возникнет несравнение (ошибка в работе контролируемойЭВМ) или не будут сравнены все контролируемые сигналы, В этом случае навыходе переполнения счетчика 17 контролируемых сигналов возникает сигналпереноса низкого уровня (фиг. 5 л),который, проходя через элемент И 19 на выход "Установ сканирующей шины"блока 3 контроля (фиг. 5 в), устанавливает все сканирующие узлы в исходное состояние аналогично описанному,кроме того, этот сигнал, проходячерез элемент И 20 на выход "Блокировка" блока 3 контроля, поступаетдалее в устройство 6 на управляющиевходы регистра 25 адреса микрокоманд и регистра микрокомандного поля,управляющего записью в регистры 28,разрешая изменение адреса микрокоманды и запись в регистры процессора,фиг. 5 н), Таким образом, при выпол-,35нении тп-й микрокоманды проходит 1=2синхросигналов, при каждом из которых происходит выдача на сканирующуюшину состояния выхода одного из контролируемых узлов. При этом информацияв регистры процессора не заноситсят,е, происходит обработка одной и той же информации, и только при приходепоследнего синхроимпульса в-й микрокоманды происходит запись в регистры (фиг. 5 о). Информация о состоянииконтролируемых узлови схемпроцессоровЭВМ 1 и 2 поступает по сканирующей шине на первый вход первых коммутаторов 7 блоков контроля ведущей и ведомой ЭВМ, При этом информация сканирующей шины ведомой ЭВМ, проходячерез первый коммутатор 7 блока контроля ведомой ЭВМ (так как для этогоблока сигнал "Ведущий" высокий), поступает на выход "Сканирующая шинаВн" и через внешний кабель проходитна второй вход первого коммутатора7 блока контроля ведущей ЭВМ. С выхо-. да этого коммутатора (так как дляэтой схемы контроля сигнал "Ведущий низкий) информация сканирующейшины ведомой ЭВМ поступает на второйвход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 бло 5ка контроля ведущей ЭВМ, на первыйвход которой по входу "Сканирующая1шина , приходит информация сканирующей шины ведущей ЭВМ. Если при выполнении программы проверки состояниеВыхода какого-либо контролируемогоузла ведомой (контролируемой) ЭВМне совпадает с состоянием этого жеузла ведущей (эталонной) ЭВМ (чтосвидетельствует о возникновении ошибки Функционирования), то на выходезлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 возникаФт .высокий логический уровень, котоъалый, поступая на первый вход элемента И 16, вызывает появление на его 20г 1 ыходе (так как сигнал "Проверка"ысокий) низкого логического уровня( фиг. 5 п-с), который устанавливаетг 1 ыход триггера 18 ошибки в низкийггогический уровень (фиг. 5 т) . Этотггизкий логический уровень, приходяНа второй вход элемента И 14 блокагонтроля ведущей ЭВМ, запрещает уве-,фщение содержимого счетчика контроЛируемых сигналов и сигнал ИнкреЙент" (фиг. 5 д-и), а поступая напервый вход элемента 15 блока контроЛя вецущей ЭВМ, блокирует поступле-ние синхронизации на выход "СинхроНйэацня ВНЕШНяягг ЭТОГО бЛОКа 3 КОНТроля и далее в блок 3 контроля ведущей ЭВМ. Таким образом выполнениеПрограммьг прекращается и содержимоесчетчика 17 контролируемых сигналовуказывает номер узла, в котором про- ,г 0изошла ошибка, состояние сканирующихгг 1 ин опрецеляет правильный и ошибочныйуровень сигнала, а содержимое регистра 25 микрокоманд содержит адрес микрокоманды, в которой произошла ошггбка.45Все это полностью локализует неисправный узел в процессоре ыгкропрограммной ЭВМ; Сигналами "Пуск" и "Останов с пульта управления ведущейЭВМ запускается и останавливается50рабочая программа, которую выполняютобе ЭВМ,Так как сканирующие узлы 24,124.п располагаются непосредственнона платах процессора, а на выходные55разьемы этих плат выходит только трисигнала; "Установ сканирующей шины,"Иякремегт", "Сканирующая шина", тоимеется возможность подключать к входам этих элементов большое число контролируемых узлов, что обеспечивает высокую степень локализации ошибок.Затраты на разработку математичес" кого обеспечения функционального контроля минимальны, так как программа представляет собой набор команд для, данной микропрограммной ЭВМ.Формула и з о б р е т е н и чДуплексная вычислительная система с контролем, содержащая две вычислительные машины, причем каждая из вычислительных машин содержит пульт управления и устройство обработки данных, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения достоверности работы системы, каждая вычислительная машина содержит блок сканирования и блок контроля и коммутации, причем в каждой вычислительной машине выходы "Проверка", "Синхронизация", "Установ", "Останов". "Пуск", 13 11Ведущии пульта управления соединены с одноименными входами первой группы входов блока контроля и коммутации, выходы "Сканирующая шина внешняя, Проверка внешняя" "Синхронизация внешняя, "Установ внешний" "Останов внешний", "Пуск внешний" каждой вычислительной машины являются одноименными выходами блока контроля и коммутации и соединены с одноименными входами другой вычислительной машины, которые являются одноименными входами второй группы входов блока контроля и коммутации, выходы Синхронизация внешняя, "Установ внешний", "Останов внешний", "Пуск внешний" и "Блокировка" блока контроля и коммутации соединены с, од ноименными входами устройства обработки данных в калдой мангине,.выходы которого соединены с информационными входами блока сканирования, выходы "Инкремент", "Пуск внешний" и "Установ сканирующей шины" блока контроля и коммутации соединены с одноименными входами блока сканирования, выход "Сканирующая шина" которого соединеч с одноименным входом блока контроля и коммутации, причем блок контроля и коммутации в каждой вычислительной машине содержит шесть коммутаторов, пять элементов И, счетчик элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и триггер,выход которого соединен с первьпя входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И соединен со счетным входом счетчика и является выходом Инкремент блока конт 15 роля и коммутации, первые информационные входы с первого по шестой коммутаторов соединены соответственно с входами "Сканирующая шина внешняя" "Проверка внешняя", Синхронизация внешняя", "Установ внешний", "Останов внешний", "Пуск внешний" второй группы входов блока контроля и коммутации, второй информационный вход первого коммутатора и первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с. входом "Сканирующая шина блока контроля и коммутации, вторые информационные входы с второго по шестой коммутаторов соединены соответственно с входами "Проверка", "Синхронизация", 1 установ", 110 станов 11 и "Пуск" первой группы входов блока контроля и коммутации, вход "Веду щий" первой группы входов которого соединен с управляющим входами с первого по шестой коммутаторов выход первого коммутатора соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИЗО и является выходом "Сканирующая шина внешняя" блока контроля и коммутации, выход второго коммутатора соединен с вторьм входом гервого элемента И, первыми входами третьего и четвертого11 35 элементов И и является выходом Про-: верка внешняя" блока контроля и коммутации" выход третьего коммутатора соединен с третьим входом первого и вторым входом второго элементов И, выход четвертого коммутатора соединен с входом сброса счетчика, первым установочным входом триггера, первым входом пятого элемента И и является выходом "Установ внешний 1 блока конт 45 роля и коммутации, выходы пятого и шестого коммутаторов являются соответственно выходами "Останов внешний" и "Пуск внешний" блока контроля и коммутации, выход "Синхронизация внешняя" которого соединен с выходом второго элемента И, выход элемента ИСКЛ 1 ОЧА 1 ОЩЕЕ ИЛИ соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым установочным вхо 55 дом триггера, выход "Переполнение" счетчика соединен с вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и является выходом 11 Установ сканирующей шины" блока контроля и коммутации, выход "Блокировка которого соединен с вьмодом четвертого элемента И, причем в каждой вычислительной машине блок сканирования содержит и сканирующих узлов, группы информационных входов которых образуют информационные входы блока сканироваи.,я, входы Установ сканирующей шины"11и Пнкреиент которого подключены соотзетственнс к входал 1 установки и счега с первого по и-й сканирующих узлов, вход Пуск внешний 1 блока ска 1 ирования соединЕн с входом разрешения первого сканирующ 1 его узла, выход разрешения х-га сканирующего узла соединен с одноименным входом (+1-го сканирующего узла (1=1, п), инйормаццонный выход (1+1)-го сканирующего узла соединен с информационным входом -го сканирующего узла, информационный выход первого сканирующего узла являет я выходол сканирующей шины б;ока, сканирования, причем каждый сканирующий узел содержит счетчик, элемент И, триггер режима, коймутатор, первый, второй, третий и четвертьгй информационные входы счетчика соединены с первым, вторым, третьим н четвертым управляющими входами коммутатора соответственно, инверсный ьыход триггера режима соединен с информационным входом триггера режима, с входом разрешения коммутатора и является выходом разрешения сканирующего узла, первь 1 й вход элемента И соединен с входом разрешения сканирующего узла, вьход переноса счетчика соединен с вторым входом элеменга И выход которого соединен с входом синхронизации триггера режима, прямой выход которого соединен с входом записи счетчика, счетный вход которого соединен с входом счета сканирующего узла, выход коммутатора ягляется информационным выходом сканирующего узла,инфор-. мационные входы коммутатора являются. информационными входами сканирующего элемента..д д,д ГНоиер 5 ыполняеивйиикрвквиандыа да ду аи/ины оедущж ЯУ/д у а ддГ аа у -шони авВивй ЯЮвыход сто//РЯЮЧЯЯЦ ИЛИ Овыход триггера/8режииаУд а ПЛЛПЛЛПЛПЙИпроцессоры ведущейи Ьедвиай У 8// Синхросерияизд д дддодддЛПЛПЛПЛЛП Сигнал,Чепиковиз пульта ц .зстаноо (сканирующей шины/ СигнввЛрвверна" из пульта ц./ Счетныивкодсцетцика. срарничаеиых сиеналвовдыхаем Ннкреиент" . С 00 ержяюе счетчика/7/7(-й разряд быка переносасчетчика /7 ПЛЛЛЛЛЛЛППЙ. адеЛЛПРЛЛППЯЛШОЛЛЛШКЛППЛППЛЙ 1 . ЯрощФ еа з р ЯрФра Д ф 4 арозррд йиодпереоса о/е чика 2 Ипероого сианируюаеео ивчег 8 код разрешения ио ттра 2 Ипероого снанФующегомеитп Ььиод переноса счевЗХ йпсрого сканцру ящего эпеиенва Вкод рарешенцР камиутаворагг г Ьиорого сконцрующ00 дкоючОРные БОЙпервого ивииипатора 2 ЬЫнлоаеиые я р рцЬюдм доброгоионмуеатора И,ХИсиер сиаицруеиоу 1 2 3 Фга сценку(счеачцн Л) В К 636 ОЯИЙвв 3 В оставитель Д. Ванюхехред М.Дидык редактор Огар Корректор М, Шароши,Заказ 1160ННИИПИ Государственног113035 Т Подписноеетениям и открытиям гшская наб;, д, 4/5 ГКНТ ССС а по иэо Ж, Р комит 1 оскв изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж л. Гагарина, 1