Устройство для программного управления

СТВУ 1 ":.:.:.: .2 (21) 4834088/24 .:гера переполнения; триггерапуска, тригге- (22) 04.06,90:.: - . .;, ра проверяемого условия, блока контроля (46) 30.12 т 92, Бюл. М 48 - .,.: на четность, мультиплексора условия, блока (72) Н,П. Благодарный Г,Н,Тимонькин, . сравнения, четвертого-шестого элементов . Е.М.Борчук, В,С.Харченкоьи С,Н.Ткаченко ".И, пятого элемента ЙЛИ. Сущностьизобре- (56) Авторское свидетельство СССРтейия заключается в придании устройству М 1236475, кл. 6 06 Р 9/22, 1986, свойства контроля множества простых логиАвторское свидетельство СССР., ческих условий и множества ждущих логиче. М 1251032, кл.0 05 8 19/18; 1986, .,ских условий с произвольным временем (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО: ожидания выполнения, переходе к подпрог- .УПРАВЛЕНИЯ: , . рамме воссхтановлейияпроцесса управле-, (57) Изобретение относится к автоматитке и .ния"при невыполненииждущего вычислительной технике и предназначено . гн лхогйческого-услчбвуияззас дохпьустчиМый аремен-для использования в позиционных системах ной интервал и повышении быстродействия программного управления. Цель изобрете- . (путем контроля в.интервалах ожидания вы-, ф ния - повышение достоверности выдачи уп-;полнения условий содержимого ячеек блока равляющих сигналов. Поставленная цельпамяти, останова устройства при искаже-, (Л достигается введением в устройство регист- нии" йзнформации в сегментах памяти, прира адреса перехода, регистра условия, трйг- - . надлежащих выполйяемойпрограмме).3 ил.Изобретение относится к автоматике и .".Недостатками этого устройства являют- ОО" ВЫЧИСЛИтЕЛЬНОй ТЕХНИКЕ й ПрЕдНаэйаЧЕНОгСя КОНтрОЛЬ Вц 11 ОЛНЕНИя ТОЛЬКО ОДНОГО жду- фЬ.для использования в позиционнь 1 х Системахщего логичесгткого условия; невозможность " )программного управления.. ":. .проверки обычных логических условий, неИзвестноустройстводллпрограммного возмохгность проверки ждущих логических - чОуправлениясодержащее блок памяти, счет- условий с различными допустимыми интерчик импульсов, счетчик адреса; генератор, " валами времени ожиданий; перехсд при непервый и второй регистры, триггер, первый выполнении ждущего логиьческгого условия : аи второй элементы ИЛИ, элемент И : (за допустимый временной интервал) по. Недосттатком этого устройства являдется: . фиксированному адресу, что увеличиваетневозможность формирования управляЮ- временной интервал) по фиксированномущих сигналов произвольной длительности адресу, что увеличиваехт,время восстановлена объект управления, ния процесса управления,Известно устройство управления, со- Наиболее близким к предлагаемому усдержащее блок памяти, регистр адреса, . тройству по технической сущности и достисчетчик, триггер микрокоманд. элементы И, гаемому положительному эффекту являетсяИЛИ, НЕ задержки генератор. устройство для программного управления,содержащее генератор, блок памяти, счетчик адреса, счетчик импульсов, первый и второй регистры, триггер, первый-третий элементы ИЛИ, первый-третий элементы И, элемент НЕ, первый и второй элементы задержки, мультиплексор, причем второй элемент задержки подключен входом к выходу формирователя импульсов и к первому управляющему входу мультиплексора, а выходом к входу обнуления первого регистра, соединейного вторым информационным вхЬдом с выходом второго элемента ИЛИ, а разрядными выходами - с первым информационййм-входом мрьтйплексора, связанного вторыми информационными входами устройства, вторым управляющим входом - с входом запуска устройства, а выходами - с входами первого элемента ИЛИ и с установочными входами счетчика адреса, подключенного счетным входом к выходу второго элемента И, соединенного первым входом с выходом первого элемента задержки, а прямым входом - с прямь 1 м входом триггера и с первым входом третьего.элемента И, связанного вторым входом с выходом генератора тактовых импульсов, выходом - с входом первого элемента задержки и с управляющим входом блока па мяти, а третьим выходом с выходом элемента НЕ, подключенного входом к второму входу первого элемента И и к выходу третьего элемента ИЛИ, связанного входами с разрядными входами счетчика импульсов, подключенного установочными входами к третьим информационным выходам блока памяти, соединенного управляющим выходом с входом обнуления триггера и входом формирователя импульса, причем вход второго элемента ИЛИ подключен к второму информационному входу устройства.Недостатками устройства-.прототип 8 являются ограниченная область применения, низкая достоверность функционирования.Ограниченная область применения устройства обусловлена тем, что в устройстве не проверяются ждущие логические условия и изменение сигналов логических условий никак не влияет на момент окончания выполняемой команды. Кроме того, в процессе функционирования устройства не осуществляется селекция сигналов логических условий, что позволяет использовать устройство-прототип только для реализации простых алгоритмов контроля и управления.Низкая достоверность функционирования обусловливается отсутствием в устройстве-прототипе средств контроля правильности формирования управляющихсигналов, В то же время в процессе выдачи управляющих сигналов на выходе 22 устройства большинство элементов и узлов устройства простаивает и не контролируется их исправность.Целью изобретения является расширение области применения устройства и повышение достоверности функционирования.Сущность изобретения заключается: в расширении области применения устройства путем придания устройству свойства контроля множества простых логических условий и множества ждущих логических условий с различным временем ожидания вы 10 15 полнения; обеспечения. окончания выполнения очередной команды в момент выполнения проверяемого ждущего логического условия; перехода к подпрограмме восстановления процесса управленйя при 20 невыполнении ждущего логического условия за допустимый интервал времени; в потроля о интервале ожидания выполнения 25 проверяемого ждущего логического условия содержимого ячеек блока памяти,останова устройства при возникновении искажения информации, принадлежащей сегменту памяти, где размещена выполняемая пяограм 30 ма На фиг,1 и 2 приведена функциональнаясхема устройства; нэ фиг.3 - временные диаграммы работы устройства. Самоконтролируемое устройство для программного управления (фиг,1) содержит блок 1 постоянной памяти команд управления с информационными выходами 40, выходами 41 кода логического условия и времени ожидания, выходом 42 сигнала перехода, выходом 43 сигнала ждущего условия, выходоМ сигнала конца программы, выходом 45 сигнала конца работы устройства, выходом 46 контрольного разряда, регистр 2 адреса, регистр 3 управляющих сигналов, регистр 4 адреса перехода, регистр 5 условия, счетчик 6 адреса, счетчик 7 длительности, триггер 8 ждущего условия, триггер 9 переполнения, триггер 10 пуска, триггер 11 проверяемого условия, генератор 12 с первым - третьим выходами 27-39,50 блок 13 контроля на четкость, мультиплексср 14 условий, мультиплексор 15 адреса, схему 16 сравнения, первый и второй одновибрэторы 17, 18 первый-шестой элементы 19-24, первый-пятый элементы ИЛИ 25-29, входы 30 сигналов логических условий, вход 31 кода операций, вход 32 пуска, вход 33 сигнала останова при отказе, выход 34 управляющих сигналов, выход 35 сигнала сбоя, выход 36 адреса отказа, выход 47 адвышении-; достоверностифункционирования устройства путем конреса регистра 3, выход 48 управляющих сигналов регистра 3, выход 49 кода условия регистра 5, выход 50 кода длительности регистра 5. В исходном состоянии регистры,счетчики и триггеры устройства находятся в нулевом состоянии (цепи установки в исходное состояние на схеме условно не показаны) и на выходе 44 блока 1 памяти присутствует единичный сигнал "Конец команды" 10 При этом код операции со входа 31 через мультиплексор 15 поступает на регистр 2. Режим 1, По сигналу пуска со входа 32 ное состояние и включает генератор 12. При этом генератор 12 на выходах 37-39 последовательно формирует импульсы первойтретьей последовательностей. 20 По заднему фронту импульса с выхода 37 генератора 12 код операции записывается в регистр 2. По этому коду из блока 1 памяти выбирается первая команда программы. При этом сигнал на выходе 44 исче 25 зает, на выходах 42,43,45 сигналы отсутствуют. По заднему фронту импульса с выхода 38 генератора 12 в регистр 3 записываются поле 1 и поле 2 команды, а в ре. гистр 5- поле 3 и поле 4 команды. С выхода 30 48 регистра 3 управляющие сигналы поступают на выходы 34 устройства и воздейст-вуют на обьект управления. С выхода 47регистра немодифицируемая часть адресаследующей команды через первый информационный вход мультиплексора 15 поступает на соответствующие, ",входыинформационного входа регистра 2. Код свыхода 49 регистра 5 настраивает мультиплексор 14 на передачу сигнала модифицируемого разряда адреса с первого,40 информационного входа на выход, По заднему фронту импульса с выхода 39 генератора 12 этот сигнал с,выхода мультиплексора 14 запишется в триггер 14. Модифицированный разряд адреса с. выхода триггера 14 поступит на соответствующий вход первого информационного входа мультиплексора 15 и регистра 2 адреса.По очередному импульсу с выхода 37 генератора 12 в регистр 2 заносится адрес очередной команды и цикл работы устройсява повторяется. Возникшая в процессе выборки из блока 1 памяти ошибка в команде обнаруживается блоком 13 контроля и с 50 задержкой (на период следования импульса 55 с выхода 37 генератора 12) на выходе 35формируется сигнал сбоя. Режим 2, В этом режиме устройство функционирует при выполнении линейной команды с адресом перехода. При считываустройства триггер 10 переходит в единич нии команды из блока 1 памяти на выходе 42 появляется единичный сигнал, При этом регистр 5 закрывается, а регистр 4 открывается по Ч-входу. По очередному импульсу с выхода 38 генератора 12 в регистр 3 заносятся поля 1, 2, команды, а в регистр 4 - поля 3; 4 команды, Далее команда выполняется аналогично режиму 1.Режим 3, В режиме 3 устройство выполняет команду ветвления, Отличие функционирования в режиме 1 заключается в следующем, Код проверяемого логического условия с выхода 49 регистра 5 настраивает мультиплексор 14 на проверку соответствующего сигнала логического условия со входов 30. Этот сигнал с выхода мультиплексора 14 поступает на О-вход триггера 11 и будет являться значением модифицированного разряда адреса очередной команды. Далее устройство функционирует аналогично работе в режиме.Режим 4. В этот режим устройство переходит при выборке из блока 1 памяти команды со ждущим логическим условием, При этом на выходе 43 блока 1 памяти появляется сигнал. По очередному импульсу с выхода 38 генератора 12 в регистр 3 заносится поле 1 и поле 2 команды, в регистр 5 - поле 3 и .поле 4 команды и триггер 8 устанавливается в.единичное состояние; С переводом триггера 8 в единичное состояние счетчики 6, 7 открываются по Ч-.входу и мультиплексор 15 настраивается на передачу информации с выхода счетчика 6 на информационный вход регистра 2 адреса, Мультиплексор 14 настроится на передачу сигнала проверяемого ждущего логического условия со входов 30 устройства на О-вход триггера 11,В зависимости от времени выполнения проверяемого логического условия возможны три случая: случай 1 - проверяемое ждущее логическое условие выполняется мгновенно, случай 2 - проверяемое логическое условие выполняется в течение времени т, удовлетворяющего неравенству 1д 0 п где одоп -допустимый интервал времени для выполнения проверяемого ждущего логического условия, случай 3 проверямое логическое условие не выполняется в течение,Случай 1. По импульсу с выхода 39 генератора 12 значение проверяемого логического условия записывается в триггер 11. Так как проверяемое условие выполнено, то триггер 11 устанавливается в единичное состояние. При этом мультиплексор 15 настраивается на передачу информации с первого информационного входа на выход, По импульсу с выхода 37 генератора 12 в регистрг2 заносится адрес очередной команды, триг- очередной команды (первой команды подгер 8 обнуляется и устройство переходит в программы восстановления программ) с рережйм 1 или режим 2,гистра 4. По импульсу с выхода 37Случай 2. Поочередномуимпульсус вы- генератора 12 этот адрес записывается входа 39 генератора 12, триггер 11 устанав регистр 2 и триггер 9 обнуляется, Далееливается в нулевое Состояние, При этом устройство переходит в режим 1(2) и функмультиплексор 15 йастраивается на переда- ционирует аналогично описанному выше алчу кодов адресов с выхода счетчика 6, на горитму,регистр 2 адреса, По импульсу с выхода 37 При считывании из блока 1 памяти погенератор 12 содержимое счетчика 6 загру следней команды программы на выходе 44жается в регистр 2, а в сцетчи 7 загружаетсяпоявляется единичный сигнал. Мультиплеккод дополнбния времени 1 до до макси-сор 15 этим сигналом настраивается на пемальной емкости счетчика ГС блока 1 па- редачу кода операции (адрес первоймятивьбирается контролируемаякоманда,команды следующей программы). По очеВсе ее поля поступают на блок 13 контроля. 15 редйому импульсу с выхода 37 генератораБлок 13 контроля проверяет команду на не код операции со входа 31 загружается вискаженность, По импульсу с выхода 38 ге- регистр 2 иустройство переходит к формивератора 12 содержимое счетчиков 6, 7: рованию коМайд следующей программы.уаеличййается-а:единицу Перед окончанием работы устройства изЯСТВ СТО+1,ГСТ 7 Д:=(СТО+1). По импульсу 20 блоКа 1 памяти выбирается команда с едис выхода 39 генератора 12 состояние триг- ничным сигналом в поле 8. При этом триггергера 11 подтверкдается(остается нулевым), 10 устанавливается в нулевое состояние, геПо очередной серии импульсов йа вьходах нератор 12 выключается, работа устройства37-39 гейератора 12 в устройстве происхо- . прекращается ирегистр 2 сбйуляется. Придят аналогйчнье процессы (контролируется 25 этом из блока 1 памяти выбирается инфорна неискакенность" очередйая команда, мация с единичным сигмлом "Конец коман: расположенная в ячейке блока 1 йамяти по ды" на выходе 44. Анализ работы устройстваадресу(СТ 6, Так продолжается дотех пор, . показывает, что в режиме 4 (случай 2 и 3) .пока не вьйолнится проверяемое=ждущее - осуществляется койтроль команд, хранялогическое условие, Если это условие вы щихся в блоке 1 памяти, В процессе ожидаполняется то на О-вход триггера 17 йосту-ния выполнения проверяемого ждущегопит единичный сигнал, По импульсу с условия из блока 1 памяти выбираются и,выхода 39 генератора 12 триггер 11 устано-контролируются команды реализуемых провится в единичное состояние, При" этом грамм.Если очередная контролируемая комультиплексор 15 настроится на передачу 35 манда принадлежит множеству командкода адреса очередной команды спервого выполняемой программы (принадлежит раинформационного входа на выход, По оче- бочему сегменту), то на выходе схемы 16редному импульсу с выхода 37 генератора сравнения появляется сигнал отказа, Этот12 адресочереднойкомандысвьхода муль- сигнал поступает на вход 33 устройства итиплексора 15 записывается в регистр 2 и 40 останавливает работу устройства (перевозапустится одновибратор 17. При этомтри" дит триггер 10 в нулевое состояние).гер 8 установится внулевое состояние иобну-, При этомвсчетчикебсодержится адресл 1 т счетчик 7. Устройство переходит в ячейки памяти с отказавшей командой, Тарежим 1 (2, 3) работы, Из блока 1 памяти кое решение позволяет повысить оперативвыберется очередная команда. По ймпульсу 45 ность восстановления отказа устройства ис выхода 38 генератора 12 в регистры 3, 5 (4) ., увеличить глубину поиска неисправностей.. запишутся соответствующие полл команд, Да- Ф ар мул а и зоб ретен и ялее устройство будет функционировать в ре- Устройство для программного управлекиме 1(2) аналогично описанному выше ния, содержащее блок постоянной памятиал Го Ритму. 50 команд управления, регистр адреса, реСлучай 3. Если втечение времени сдогистр управляющих сигналов, счетчик адресапроверяемое логическое условие не выпал- счетчик длигельноспл, триггер ждущегр условия,няется, то по очередному импульсу с выхода генератор тактовых импульсов, мультиплек 38 генератора 12 счетчик 7 переполняется. сорадреса, первый, второйитретийзлеменНа выходе переполнения счетчика 7 появля ты И и ИЛИ и первый одновибратор, причемется сигнал и запускает одновибраторы 17, выходы мультиплексора адреса соединены18. При этом триггер 8 устанавливается в с информационными входами регистра аднулевое состояние, а триггер 9 - в единич- реса, выходы которого соединены.с адресное состояние. Мультиплексор 15 настраи- ными входами блока постоянной памятивается на передачу в регистр 2 адреса команды управления, информационные вы1784939 9 10ходы которого соединены с информацион- версный выход которого соединей с входом ными входами регистра управляющих сиг-. сброса регйстра адреса, а прямой выход - с налов, выходы немодифицированных входом пуска генератора тактовых импульразрядов которого соединены с входами не- сов, первый выход которого соединен с втомодифицированных разрядов адреса пер рым входом третьего элемента И, с входом вой группы информационных входовзаписи регистра адрееа;с управляющим мультиплексора адреса, выходы счетчикавходом блока контроля начетность, с четдлительности соединены с входами йервоговертым прямым входом первого элемента элемента ИЛИ, выход которого соединен с И, с К и С-входомтрйггера переполнения, первым инверсным входом первого элемен второй выход генератора тактовых импульта И, выход которого соединен,с синхровхо- сов соединен с входами йрямого счетчика дом счетчика длительности, выходы: счетчиков адреса и длительности,с С-вхоуправляющих сигналов регистра управляю- дбм триггера ждущего условия и первым щих сигналов являются выходами уйравля- "входом шестого элемента И, третий выход ющих сигналов устройства, о т л и ч а ю щ 6 е генератора тактовых импульсов соединен с с я тем, что, с целью повышения достовер- входом синхронизации триггера условия, ности выдачи управляющихсигналов, в него инверсный выход которого соедйнен с втодополнительно введены регистр адреса пе- рым входом пятого элемента И, выход которехода, регистр условия, триггер перепол-рого соединен с первыми входами нения, триггер пуска, триггер и роверяемогб 20 четвертого и пятого элементов ИЛИ, выходы условия, блок контроля на четность, мульти- которых соединены соответственно с перплексор условий, блок сравнения, второй вым и вторым адерснымивходамй мультиодновибратор, четвертый, пятый и шестой плексора адреса, выход Сигнала йерехода элементы И,.четвертый и пятый элементы блока постоянной памяти командуправле- ИЛИ, причем выходы регистра адресапере ния соединен с входами разрешения реги- хода соединены.с третьей группой инфор- . стра адреса перехода, регистра условий и мационных входов мультиплексора адреса, входом сброса регистра условия, выходы комодифицируемый разряд адреса выходовда логического условия и времени бжидгния адреса регистра управляющих сигналов со- блока постоянной памяти команд управлеединен с информационным входом мульти ния соединены с информационными входаплексораусловий,выходкоторогосоединен - ми регистра адреса перехода ирегистра с информационным входом триггера йрове-, условия; выход сйгнала ждущего условия ряемогоусловия",прямойвыходкоторогосо-блока постоянной памяти команд управлеединен с входом модифицйрованного ния соединенс 1-входом триггера ждущего разряда первой группы информацйойных 35 условия, выход сйгнала конца программы входов мультиплексора адреса и с первым ., блока постоянной памяти команд управлевходом второго элемента Й, выход которого ния соединен с вторым входомпятого элесоединен с вторым инверсным входом пер- мента ИЛИ, выход сигнала конца работы вагоэлемента И и первым входом третьего блока постоянной памяти команд управлеэлемента И, выход которого соединен с пер ния соединен с вторым входом четвертого вым входом второго элемента ИЛИ, выход элемента И, выход которого соединен с втокоторого соединен с входом первого одйо- рым входом третьего элемента ИЛИ, входы вибратора, выход которого соединен с вхо-.сигналов логических условий устройства.содом сброса триггера ждушего условия,единены с группой информационных вхопрямой выход которого соединен с входом 45 дов мультиплексора условий, группа разрешения счетчика длительности, с треть-выходов блока постоянной памяти обьедиим прямым входом первого элемента И, с нена и соединена с информационными вхо- вторымвходомвторогоэлементаИ,синвер- дами блока контроля на четность, выход сным входом четвертого элемента И, с пер-которого является выходом сигнала сбоя усвым входом пятого элемента И и с входом 50 тройствг соединен суправляЮщим входом разрешения счетчика адреса, выходы кото- - блока сравнения, инверсный выход триггерогосоединенысчетвертой группой инфор- ра ждущего условия соединен с входом мационных входов мультиплексора адреса,сброса счетчикадлительности и вторым вхос первой группой информационных входов дом шестого элемента И. выход которого блока сравнения и являются группой выхо соединен с входами записи регистра уггравдов адреса отказа устройства, выход кото- ляющих сигналов, регистра адреса перехорого является выходом сигнала остановада и регистра условия, выходы кода условия при отказе и соединен с первым входом регистра условия соединены с адресными третьего элемента ИЛИ, выход которого со- входами мультиплексора условий, выходы единен с входом сброса триггера пуска, ин- кодадлительности соединены с информационными входами счетчика длительности, выходы адреса сегмента выходов адреса регистра управляющих сигналов соединены с второй группой инФормационных входов блока сравнения, выход сйгнала переполне ния счетчика длительности соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и через второй одновибратор - с входом асинхронной установки триггера переполнения, прямой выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, вход пуска устройства соединен с входом установки триггера пуска, группа входов кода операции устройства соединена с второй группой информационных входов мультиплексора адреса.1784939 ц,кмм1 м 1нм 3. 3 км Вних рректор Э.Л ова Реда кт и ГКНТ СС Производственно-и аз 4363ВНИИПИ оставитель Н,Благодарныехред М.Моргентал . Тираж .Подписное сударственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5