Устройство для контроля программных автоматов

(5 ц С 05 В 23/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ ССС(21) 4429966/24-24 (22) 23.06.88 (46) 15,06.90. Бюл. Йф 22 (72) С.Н. Ткаченко, Г.Н, Тимонькин, В.С. Харченко и А.В. Моченков (53) 621.396(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР И 860076, кл. С ОБ11/29, 1979.Авторское свидетельство СССР Н 556439, кл. С 06 Е 9/16, 1977.Л 801571552 А 1 2(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОГРАММНЫХ АВТОМАТОВ(57) Изобретение относится к вычислительной технике, Цель изобретения повышение производительности контроля. Устройство содержит контролируемый и эталонный 2 программные автоматы, генераторы псевдослучайных последовательностей 3 и тактовых импульсов 11, счетчики 6-8, триггер 14, пульт 43 1571552 ауправления, блок 5 индикации, блоки полнение программы эталонным 2 йарнт 1,2, 13 сравнения, элементы ИЛИ 18-20, Ролируемым 1 программными автоматамм.лемент И 17, коммутатор 16, формиро- сравнением в блоке 13. Коды логическихдатель 9 импульса, блок 15 памяти ми- условий выполнения программ задаютсякропрограмм. Устройство проверяет вы- псевдослучайной последовательностьюгенератора 3, 7 ил.Изобретение относится к вычисли" ельной технике и может быть испольовано для контроля программных авто.матов.Цель изобретения - повышение про изводительности контроля.На Фиг, 1 приведена схема устройства на Фиг. 2 - схема контрольного (эталонного) программного автомата; На Фиг. 3 - схема генератора псевдо случайной последовательности; на фиг. ч - схема пульта управления; на фиг. 5 - схема блока индикации; на фиг. 6 - схема генератора тактовых импульсов; на фиг. 7 - временная диаг -25 рамма работы устройства. Устройство содержит контролируемый программный автомат 1, эталонныйпрограммный автомат 2, генератор 3 З 0 псевдослучайных последовательностей, пульт ч управления, блок 5 индикации, второй счетчик 6, первый счетчик 7, третий счетчик 8, формирователь 9 импульса, регистр 10, генератор 11 тактовых импульсов, второй блок 12 сравнения, первый блок 13 сравнения, триггер 11, блок 15 памяти микропрограмм, коммутатор 16, элемент И 17, первый элемент ИЛИ 18, второй элемент ИЛИ 19, третий элемент ИЛИ 20, первую группу 21 выходов пульта ч управления, управляющий выход 22 пульта ч управления, сигнальный выход 23 блока 5 индикации, выход 2 М счетчика 6, выходь 1 25 счетчика 8, выходы 26 генератора 3 псевдослучайных последовательностей, первую группу 27 выходов регистра 10, третий выход 28 регистра 1 О, вторую группу 29 выходов регистра 50 10, выходы 30.1-30.3 генератора 11 тактовых импульсов, выход 31 блока 13 сравнения, управляоций выход 32 блока 2 вторую группу 33 выходовпультауправления.55Программный автомат (см. Фиг. 2) содержит блок 3 ч памяти, регистр 35 адреса, регистр 36 микрокоманд, коммутатор 37, мультиплексор 38, группу39 информационных выходов, группу 10информационных выходов регистра 36микрокоманд, группу 11 информационных выходов регистра 36 микрокоманд,Генератор 3 псевдослучайной последовательности (фиг. 3) содержит регистр 12 сдвига и блок 13 сложенияпо модулю два.Пульт ч управления (фиг. 1) содержит блоки М элементов коммутации,элемент 15 коммутации, блок 16 элементов коммутации, элемент ИЛИ-НЕ ч 7,одновибратор 18.Блок 5 индикации (фиг, 5) содержиттриггер 19, первую группу 50 элементовиндикации, вторую группу 51 элементовиндикации, третью группу 52 элементовиндикации, элемент 53 индикации.Генератор 11 тактовых импульсов(фиг, 6) содержит генератор 5 М, триггер 55, блок 56.1-56.3 элементов И,Блок 1 является контролируемымпрограммным автоматом, Функционирование блока проввряется путем сравненияего выходной информации с аналогичнойинформацией эталонного автомата, представленного блоком 2,Блок 2 - эталонный программный автомат. Он предназначен для выборкиэталонных величин для сравнения их сконтрольными с выходов блока 1,Генератор 3 псевдослучайной последовательности предназначен дляФормирования псевдослучайных последовательностей кодов логических условий проверяемых программ.Пульт ч управления предназначен для выборки сигнала "Пуск" начала работы системы контроля и отладки, для выбора заданного числа микрокоманд проверки объекта контроля и для начального задания количества циклов для первого кода операции.Блок 5 индикации предназначен,для визуальной регистрации типов операций, логических условий, превышения количества микрокоманд в команде за-татов выполнения микрокоманд блоками 1 и 2.Триггер 14 предназначен для запуска тактового генератора и его останова при выявлении системой ошибкилибо по команде "Конец программы",Блок 15 памяти микропрограмм предназначен для хранения кодов операций,выполняемых блоками 1 и 2.Коммутатор 16 предназначен для уп-равления подачей на информационныйвход счетчика 6 кодов числа цикловот пульта 4 управления (при начальном задании для первого кода операции) и регистра 1 О кодов операций(для последующих кодов операций).Элемент И 17 управляет установкойв нулевое состояние счетчика 8, увеличением содержимого счетчика 6 и изменением кода логического условия навыходе генератора 3Элемент ИЛИ 18 предназначен дляподключения к входу сброса триггера14 выхода 23 блока 5 индикации и вы-хода 28 регистра 10, По этим цепямпоступает сигнал установки в нуяьтриггера 14, т.е. прекращение работысистемы в случае окончания обработкипрограммы либо ошибки работы блока 1.Элемент ИЛИ 20 предназначен дляподключения выхода 32 блока 2 и выхода блока 2 сравнения к входу элемента И 17 и входам блоков 1 и 2.Элемент ИЛИ 20 предназначен дляподключения выхода 24 счетчика 6 ивыхода 22 пульта 4 управления к суммирующему входу счетчика 7. Сигналс выхода элемента ИЛИ 20 управляетизменением кода операции,Назначение элементов и узлов программного автомата - блока 1 (2) состоит в следующем (Фиг, 2).Блок 34 памяти предназначен дляхранения, выдачи кодов микрокоманд,Регистр 35 предназначен для Формированияадреса микрокоманд. Он синхронизируется по заднему Фронту тактового импульса.Регистр 36 служит для выдачи кодовмикроопераций, кодов адреса очередноймикрокоманды, кодов адреса логическихусловий, Работа регистра синхронизиру"ется вторыми тактовыми импульсами,вырабатываемыми генератором 11 тактовых импульсов.Коммутатор 37 предназначен для ком"мутации на вход регистра 35 кора операции и кода адреса очередной микро 50 Блок 12 сравнения предназначен для сравнения заданного количества микрокоманд с числом микрокоманд, выполненных блоками 1 и 2 в соответствующем цикле. По сигналу превышения 55 с выхода блока 12 происходит смена логических условий.Блок 13 сравнения выдает сигнал ошибки в случае неравенства реэуль 5. 15715данного числа, момента ошибки работыконтролируемого программного управляющего автомата, а также для выдачи управляющего сигнала на прекращение ра"боты в случае ошибки работы блока 1,обнаруживаемой при несовпадении выходных данных блоков 1 и 2.Счетчик 6 предназначен для подсчета количества циклов работы блока 1при определенном коде операции. Количество циклов задается для каждогокода операции, исходя иэ заданнойдостоверности проверки. СИгнал переполнения этого счетчика позволяет изменять код операции, реализуемый блоками 1 и 2,Счетчик 7 предназначен для формирования кодов адресов для блока 15памяти микропрограмм. В соответствии 20с кодом адреса происходит выборкаопределенного кода операции из. блока15 памяти.Счетчик 8 выполняет подсчет числамикрокоманд, выполняемых блоком 1 в 25каждом цикле выполнения программы поданному коду операции.формирователь 9 импульса, реализованный на одновибраторе, предназначендля формирования сигнала управления ЗОзаписью кода числа в счетчик 6.Регистр 1 О предназначен для приема,хранения и выдачи кодов операций наблоки 1 и 2. Он синхрониэируется задним фронтом сигнала пуска либо заднимфронтом сигнала обнуления счетчика 6.Через группу 27 выходов на входы блоков 1 и 2 поступают коды операцийСигнал "Конец программы" с выхода 28регистра 1 О останавливает работу сис Отемы контроля и отладки. На группу 29выходов подается код количества циклов для данного кода операции,Генератор 11 тактовых импульсовпредназначен для выработки последовательности тактовых импульсов с заданной задержкой по времени для синхронизации работы системы контроляи отладкикоманды, Управление коммутацией осу, ществляется по входу от элементаИЛИ 19Мультиплексор 38 по адресу, посту"пающему на управляющий вход, подклю"цит один из информационных входов, покоторым поступают коды логических условий.В генераторе 3 псевдослучайной по Оследовательности (Фиг. 3) регистр 42сдвига предназначен для хранения,выдачи и сдвига по синхроимпульсукода на Схему сложения по модулю два., Он синхрониэируется задним фронтомтретьего тактового импульса с выхода303 генератора 11. Элемент 43 сложения по модулю два осуществляет сложение по модулю два разрядов кода,выдаваемого с выхода регистра 42 сдви га. Тем самым путем сдвига логическойединицы и сложения разрядов осуществляется Формирование псевдослучайнойпоследовательности.Назначение элементов и узлов пульта 4 управления (Фиг. 4) следующее,Блок 44 элементов коммутации предназначен для формирования кода числамикрокоманд в цикле.Блок 45 элемента коммутации пред- ЗОназначен для образования импульса,который запускает одновибратор 48,Блок 46 элементов коммутации предназначен для формирования кода числациклов кода операций,35Одновибратор 48 предназначен дляФормирования сигнала "Пуск",Назнацение элементов и узлов блока 5 индикации (Фиг, 5) следующее.Триггер 49 предназначен для формирования потенциального сигнала "Ошибка" для отключения системы отладкии контроля,Блоки 50-53 элементов индикациипредназнацены для визуальной регистрации кодов логических условий, кодовопераций, кодов числа микрокомандв цикле, момента ошибки Функционирования блока 1 соответственно.Назначение элементов и узлов блока 11 генератора тактовых импульсов(Фиг. 6) следующее,Генератор 54 предназначен дляФормирования импульсов заданной формой и частотой следования (смФиг7)Триггер 55 предназначен для Формирования потенциального сигнала запуска генератора 11 тактовых импульсов, что позволяет выдачу тактовых импульсов именно с выхода 30,1 и затем: с выходов 30,2 и 30,3 соответственно.Блок 56 элементов И предназначен для управления цепями синхронизации.Устройство работает в двух режимах: первый-режим задания условий работы; второй - режим проверки корректности функционирования контролируемого управляющего автомата 1.В исходном состоянии на выходе 32 блока 2 (Фиг, 1) присутствует единичный потенциал, а в регистре 42 сдвига (фиг. 3) в старший разряд занесена единица. Остальные элементы памяти обнулены.В первом режиме на наборном поле пульта 4 управления (см. Фиг. 4) задается код числа микрокоманд, который с группы выходов блока 44 коммутации поступает на первую группу входов блока 12 сравнения, а также задается код числа циклов работы блоков 1 и 2 при начальном коде операции. Этот код числа циклов с выходов блока 46 коммутации подается на первую группу информационных входов коммутатора 16.Во втором режиме единичный сигнал с выхода 22 пульта 4 управления через формирователь 9 импульса поступает на управляющие входы коммутатора, разрешая тем самым пропуск кода числа циклов на информационный вход счетчика 6. По.другой цепи с выхода 22 пульта 4 управления единичный сигнал задним Фронтом разрешает запись кода числа циклов в счетчик 6 и поступает на первый вход элемента ИЛИ 20, с выхода ко" торого сигнал разрешает запись кода операции с выхода блока 15 памяти микропрограмм в регистр 10, при этом добавляя единицу в счетчик 7. С группы 27 информационных выходов код операции поступает на группу входов кодов операций блоков 1 и 2, и,кроме того, на группу входов блока 5. С группы 29 выходов регистра 10 сигнал поступит на группу информационных входов коммутатора 16. Сигнал с выхода 22 пульта 4 управления установит триггер 14 в единичное состояние, тем самым сигнал с выхода триггера 14 запустит генератор 11,Первый тактовый импульс с выхода 30.1 генератора 11 поступает на первые синхровходы блоков 1 и 2 и разрешает прием кода операций в регистр 359 15715адресов (см. Фиг2) с группы выходовкоммутатора 37. Второй тактовый импульс .с выхода 30.2 генератора 11 тактовых импульсов производит запись врегистр 36 микрокоманд кода микроко 5манды из блока 34 памяти.По этому же импульсу добавляетсяединица в счетчик 8.Код микрокоманды с группы 3910(фиг. 2) информационных выходов поступает на первую группу входов блока 13сравнения из блока 1, а на вторуюгруппу входов - из блока 2.С группы 40 выходов регистра 36микрокоманд на вход коммутатора 37поступает код операции, а с управляющего выхода на первый информационныйвход мультиплексора 38 младший модифицируемый разряд. В соответствии с 20кодом адреса с группы 41 выходов регистра 36 микрокоманд мультиплексор38 подключает один из входов группы,по которым поступают коды логическихусловий, с выходом мультиплексора 38. 25Третий тактовый импульс с выхода303 генератора 1 тактовых импульсовпоступает на управляющий вход,блока 13сравнения, где происходит сравнениекодов микроопераций, поступающих с выходов блоков 1 и 2, и на один из входов элемента И 17.Таким оЬразом, каждый тактовый импульс с выхода 30.2 тактового генератора 11 приводит к новой выборке микрокоманды из блока 34 памяти, а блокл1 (2) обрабатывают эти микрокомандыпри заданных логических условиях икоде операции до тех пор, пока количество микрокоманд в цикле не превысит заданное с пульта 4 управлениялибо блок 2 с выхода 32 не выдаст сигнал Конец команды .Выход 32 блока 2 и выход блока 12сравнения соединены через элемент ИЛИ 519 с входом элемента И 17 и управляющими входами блоков 1 и 2,По сигналу с выхода элемента Идобавляется единица в счетчик 6 циклов. По этому же сигналу генератор 3 50изменяет код логических условий путемсдвига единицы в регистре 42 и сложения по модулю два в блоке 43 (см,Фиг. 3). Тем самым блоки 1 (2) начнутвыполнять ту же программу (при задан-. 55ном коде операции), но с другими логическими условиями,Бсли код числа циклов, отработанных блоками 1 (2) при данном коде операции, превысил код числа, задан-, ного с пульта 4 управления и подсчитйваемого счетчиком 6, то счетчик 6 формирует сигнал, который с выхода 24 поступает на вход элемента ИЛИ 20. Сигнал с выхода элемента ИЛИ 20 увеличивает на единицу содержимое счетчика 7, Разрешает запись нового кода операции на вход регистра 1 О, а задним фронтом запись кода числа циклон для очередного кода операций в счетчик 6.Описанный процесс выборки из блока 15 -памяти микропрограмм кодов операций и отработка информации в блоках 1 (2) со сравнением результата в блоке 13 сравнения (при различных логических условиях) происходят до тех пор, пока регистр 10 не выдаст сигнал "Конец программы". Это свидетельствует тому, что программа полностью блоками 1 (2) отработана при отсутствии ошибок функционирования.Сигнал Конец программын поступа-. ет на вход элемента ИЛИ 18, с выходным сигналом которого триггер 14 устанавливается в нулевое состояние. На этом работа системы отладки и ко,-1 т роля завершена .В случае, когда блок 13 сравнения Фиксирует несовпадение резуль,атов раооты блоков 1(2), с выхода 31 Ьлока 13 сравнения поступает сигнал ошибки на вход блока 5 индикации.ТриГГер 4устанавливается Б еди" ничное состояние. Сигнал с выхода тр 1 ггера 49 через элемент ИЛИ 18 устанавливает в нулевое состояние триг- Г,;, 14 и этим сигналом будет удерживать систему отладки и контроля в состоянии блокировки. О О р и у л а и 3 О б р е т е н и яустройство для контроля програм- ГлНЬХ аВТОМаТОВ, СОЛржащ ТаяонныйЛ программный автомат, первый счетчик, Ьлок памяти микропрограмм, регистр и первый блок сравнения, группа выводов устройства для подключения выходов кОнтро.ируемОГО прОГраммнОГО ав томата подключена к первой группе входов первого блока сравнения, выходы первого счетчика соединены с адресными входами блока памяти микропрограмм, выходы которого подключены к информационным входам регистра, выходы первой группы которого соединены с первой группой информационных входов15715 эталонного программного автомата и с группой выводов устройства для подключения первой группы информационных входов контролируемого программного автомата, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности контроля, устройство содержит генератор псевдослучайной последовательности, пульт управления, ,блок индикации, второй и третий счетчики, формирователь импульса, генератор тактовых импульсов, второй блок ,сравнения, триггер, коммутатор, эле,мент И и с первого по третий элементы ИЛИ, выходы генератора псевдослучайной последовательности подключены к второй группе информационных входов эталонного программного автомата, выводам устройства для подключе ния второй группы информационных вхо,дов контролируемого программного ав,томата и первой группе входов блока ,индикации, первая группа выходов пульта управления соединена с первой 25 группой информационных входов коммутатора, выходы которого соединены с информационными входами второго счетчика, управляющий выход пульта управления подключен к входу формировате- Зо ля импульса, входу установки триггера ,и к первому входу первого элемента ,ИЛИ, выход формирователя импульса подключен к управляющему входу коммутатора, вторая группа выходов пульта управления соединена с первой группой входов второго блока сравнения, ,сигнальный выход блока индикации подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом сброса триггера, выход второго счетчика подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выходы третьего счетчика - к второй группе входов второго блока сравнения и второй группе входов блока индикации, первая и вторая группы выходов регистра подключены соответственно к третьей груп 5212пе входов блока индикации и к второй группе входов коммутатора, первый выход генератора тактовых импульсов подключен к первому входу синхронизации эталонного программного автомата и к выводу устройства для подключения первого входа синхронизации контролируемого программного автомата, второй выход генератора тактовых импульсов подключен к второму синхронизирующему входу эталонного программного автомата, к выводу устройства для,подключения второго синхронизирующего входа контролирующего программного автомата и к суммирующему входу третьего счетчика, третий выход генератора тактовых импульсов подключен к управляющему входу первого блока сравнения и первому входу элемента И, выход первого блока сравнения подключен к четвертому входу блока индикации, выход второго блока сравнения к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с управляющим выходом эталонного программного автомата, а выход подключен к второму входу элемента И, к третьему входу синхронизации эталонного программного автомата и к выводу устройства для подключения третьего входа синхронизации контролируемого программного автомата, выход триггера соединен с управляющим входом генератора тактовых импульсов, выход элемента И подключен к входу сброса третьего счетчика, входу суммирования второго, счетчика и синхровходу генератора псевдослучайной последовательности, выход первого элемента ИЛИ подключен к синхронизирующим входам второго счетчика, регистра и к суммирующему входу первого счетчика, третий выход регистра соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, а вторая группа входов первого блока сравнения подключена к группе выходов эталонного программного аппарата.1571552 Андерсо орректор М. Кучерявая азоренк едакт аказ 1511 662 ПодписноеВНИИПИ Государственного по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, -35, Раушская наб., д, 4/5 изводственно-издательский комбинат ."Патент", г, Ужгор гарина, 101 о.г аз фиг. 7 оставитель А ехред М.дид Тираж комитета Москва, Ж