Устройство для управления системой контроля цифровых схем

1 ц 56 О 226 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалиотачсс 11 кх Росгули 1с присоединением заявкиГосударственно; квинтеСовета Министров ССС 23) Приоритет) Авторы изобретения Б, Г. Сергеев и Е. Н, Филиновтитут электронных управляющих маши(71) Заявитель 5 Д У С 5 г Р О 1 Я Ст ВО ДЛ Я; 1 РА 1 Л Е 1.1 И Я С И СТ с " КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ СХЕМ Изобретение относится к ооласти Вычислительной техники, в частности к устройствам управления систем контроля, ц может быть использоьацо при производстве илитсхничес 1 Ом Оослужпвации средстВ Вычислительцог техники для осущесгвлсцця их контроля.Известно устройство 1) для управления системой коцтроля, содержащее блок местного управления устройствами ввода программ с перфоленты ц с и рфокарт, выходы которого соединсцы с цхолп 11 м буферным регистром, регистр команды, Выход которого через дешифратор связан с генератором управляющих сигналов, счетчик длины команды, первый блок сравнения, входы которого подключены к буферному регистру и регистру номера теста, первый и второй информационные регистры, выходы которых соединены с вторым блоком сравнения, а входы второго цз цих - с выходами контролируемого объекта, счетчик циклов повторения, связанный с регистром номера теста, и регистр кода операции. Входы регистра команды, счетчика циклов повтоосния, регистра кола операции, счеяпка лли;1 ь команды и первого информационного репстра связаны с Выхоламц буферного регистра, Выходы буферного рсгистра, регистра кода операции и гс:.ератора управляющих сигналов Г 10 ДКЛОЧСПЫ 1 ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМ ОЛ 01 еаМ СИСТЕ- мы контроля, обеспечивающим приложение тестовых сигналов и входам 1;оцтролцрусмо О обьекта.НЕЛОстаГК 2 МИ Л 2 ЦЦОГО УСТ" 01:С 1 гяа ЯЦЛ 10 ТСЯ весьма ограпичсцц 11 й набор операций обра(только сравнение), ццзкос Оыстролсйствие, Опрслслясмос скорость 0 устройстВ 2 ВВОд 2 прОГр 2 ммы, Отсттств 11 е тцпф:цпрозацного сопряжения с внешними устросйтвами, что делает невозможным исползоваПО В системс контроля различны.; устро ств Вывода информации, устройств параметрического контроля объектов и т. д.11 звестно также устройство 21 Лля управления системой контроля, содержацсс регистр кола п регистр адреса, выходы которых связаны соответственно с кодовыми и адресными шинами сопр 51 жеция с Внепни зи устройс гвами, регистр данных, соединенный с цнформационнымп шинами сопряжения, лс 1 ццр 112 1 ор, выходы которого подключены к входам указанных регистров, а входы - и блоку управлсция р 2 спрслслс 11 ем 1 форм 2 П 1 1, О.к 1 сстцого управления уст 11 ойством:1:;о зограмм с перфоленты, связап 11 ь 1 чс.с;. б, фс:; - цый реГпстр и сумматор с вхолалц 5 с."1111;1 р:- тора, комммтатор, Входы которого соелццс 11 ы с выхоламц указанных Оегистров; Оло 2 управления распределением цц 1 Ор:21;цц, 2 Вы. хОл - с ВХОламц буферцОГО рсГпс;Га, Гспепатор управляющих сигналов,:1 хо;гы и Выходыкоторого соединены с шинами синхронизации внешних устройств.Это устройство обеспечивает унифицированное сопряжение с внешними устройствами системы (с устройствами вывода данных, задания воздействий на объект контроля и анализа его реакций), что существенно расширяет функциональные возможности системы и позволяет изменить ее состав в зависимости от требований конкретного применения.Указанное устройство имеет такие недостатки, как низкое быстродействие, неприспособленность для работы одновременно с несколькими устройствами задания программ, а также с такими устройствами, как оперативные ЗУ, накопители на магнитной ленте и т. п. Это исключает возможность изменения состава устройств задания программ в системе контроля в зависимости от требуемого бытродействия и объема программ, хранения в системе библиотеки контрольных программ, рассчитанной на широкую номенклатуру контролируемых объектов, и автоматического доступа к этой библиотеке, а также возможность эффективного сжатия объема программ за счет использования общих подпрограмм, хранимых в оперативном ЗУ, т, д.Известно также наиболее близкое к изобретепию по технической сущности и достигаемому результату устройство 3 для управления системой контроля цифровых схем, содержащее регистр кода операции, выход которого соединен с кодовой шиной устройства, регистр адреса, выходом связанный с адресной шиной устройства, первый регистр данных, первый выход которого соединен с первой информационной шиной устройства, второй регистр данных, арифметико-логический блок, информационные входы которого подключены к второму выходу первого и выходу второго регистов данных, счетчик длины команды, первый коммутатор, выход которого соединен с информационными входами счетчика длины команды, первого и второго регистров данных, регистров кода операции и адреса.Кроме того, устройство включает в себя блок буферных рсгистров, вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго коммутатора и первым информационным входом третьего коммутатора, блок индикации, вторую информационную шину, генератор управляющих сигналов, первый и второй входы и выходы которого с первого по пятый соедпнены соответственно с сигнальной шиной устройства, с выходом счетчика длины команды, с управляющими входамп регистра кода операции, арифметпко-логического блока, счетчика длины команды, первого коммутатора и управляющей шиной устройства, блоки сопряжения с устройствами задания программ, входы - выходы, первые, вторые, третьи входы которых связаны соответственно с входами - выходами устройства, с кодовой, адресной и управляющей шинами устройства.Устройство 3 обладает наибольшими 10 15 20 25 30 35 40 45 50 бО 65 функциональными возможностями среди известных устройств. Оно обеспечивает широкий набор операций обработки информации и программного управления внешними устройствами системы, предусматривает возможность задания программ как непосредственно (без оперативного ЗУ) от устройств ввода, так и от оперативного ЗУ, позволяет использовать в системе одновременно несколько устройств задания программ и изменять их состав в зависимости от конкретных требований, обеспечивает унифицированное сопряжение для всех внешних устройств и устройств задания программ за исключением оперативного ЗУ.Недостатком данного устройства является большие затраты аппаратуры в его базовой (минимальной) модификации, не содеркащей блока местного управления оперативным 3 У и рассчитанной на задания проргамм от устройства ввода с перфоленты. Это увеличивает стоимость создаваемых на основе данной модификации устройства наиболее простых систем контроля цифровых объектов.Цель изобретения - сокращение оборудования устройства.Это достигается тем, что устройство содержит четвертый коммутатор и наборный регистр, причем первый - четвертый информационные входы и выход четвертого коммутатора соединены соответственно с выходом наборного регистра, с второй информационной шиной устройства, с выходом третьего коммутатора, с выходом арифмегико-логического блока и входом первого коммутатора, информационный вход блока индикации - с выходом третьего коммутатора, выход - с вторым информационным входом третьего коммутатора, выход арифметико-логического блока - с информационным входом второго коммутатора. Управляющие входы блока индикации, второго, третьего и четвертого коммутаторов связаны соответственно с шестым - девятым выходами генератора управляющих сигналов, четвертый вход, первые и вторые выходы блоков сопряжения с устройствами задания программ - соответственно с первой, второй информационными и сигнальной шинами устройства.Цель достигается тем, что каждый блок сопряжения с устройством задания программ содержит дешифраторы адреса и кода операции, формирователь управляющих сигналов, узел индикации состояния, входной и выходной коммутаторы, операционный узел. Первый - четвертый входы формирователя управляющих сигналов соединены соответственно с первым выходом операционного узла, с выходом дешифратора адреса, с первым выходом дешифратора кода операции, с третьим входом блока, первый выход формирователя управляющих сигналов - с вторым входом операционного узла, с первыми входами выходного и входного коммутаторов, вторые входы которых связаны соответственно с третьим выходом операционного узла и четвертым вхо 560226дом блока. Первый и третий входы и второй выход операционного узла соединены соответственно с выходами дешифратора кода операции, входного коммутатора и с первым входом узла индикации состояния, второй вход которого подключен к второму выходу формирователя управляющих сигналов, входы дешифраторов адреса и кода операции, выходы узла индикации состояния и выходного коммутатора соединены соответственно с вторым и первым входами и с вторым и первым выходами блока.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг, 2 - структурная схема блока сопряжения с устройством задания программ; на фиг. 3 - форматы команд.Устройство для управления системой контроля цифровых схем содержит (фиг. 1): кодовую шину 1, адресную шину 2, первую 3 и вторую 4 информационные шины, управляющую шину 5, сигнальную шину б, входы - выходы 7, регистр 8 кода операции, регистр 9 адреса, первый 10 и второй 11 регистры данных, арифметико-логический блок 12, счетчик 13 длины команды, первый коммутатор 14, блок 15 буферных регистров, второй 1 б и третий 17 коммутаторы, блок 18 индикации, четвертый коммутатор 19, наборный регистр 20, генератор 21 управляющих сигналов, блоки 22 сопряжения с устройствами задания программ, выходы 23 - 27 и вход 28 генератора управляющих сигналов. Блок сопряжения с устройством задания программ включает в себя (фиг. 2): операционный узел 29, дешифратор 30 адреса, дешифпатор 31 кода операции, формирователь 32 управляющих сигналов, узел 33 индикации состояния, выходной коммутатор 34, входной коммутатор 35. Остальные обозначения аналогичны обозначениям на фиг. 1.Форматы команд содержат (фиг. 3): код Зб команды (код операции), указатель 37 длины информационного поля команды, адресное поле 38, информационное поле 39, подход 40 операции.В описываемом варианте устройства управления все регистры являю 1 ся однобайтными (т, е. содержат по восемь разрядов каждый), в состав блока 15 буферных регистров входит четыре однобайтных регистра. Все информационные линии в пределах устройства, коммутаторы 14, 1 б, 17 и 19, а также кодовые шины 1, адресные шины 2, первые 3 и вторые 4 информационные шины рассчитаны на параллельную передачу информации, имеющей формат, равный одному байту.В устройстве используются следующие типы команд (фиг. 3).Т и п А. Команды переменного формата длиной от трех до восемнадцати байтов. Эти команды применяются для передачи данных во внешние устройства, задания операций в этих устройствах, а также для анализа данных, содержащихся в этих устройствах, путем10 15 20 25 30 35 40 45 50 5560 65 ик срав 11 енпя нлц логического сопоставления с непосредственным операндом в команде.Т и п Г. Двукбайтная команда обращения к внешним устроцствамк устройствам задания программы. 1 Лспол 1.зуется для организации обмена данными формата один байт между внсшнпмп устройствами (устройствамн задания программ) п первым 10 и вторым 11 регистрами даннык устройства управления и для задания операций в этик устройствак.Т и п В. Двукбайтная команда засылки данных в регистры 10, 11 и блок 15 буферных реп пстг. Ол.Т н г, Г. Одпобайтные команды арифметических н логпческпк операций с 1 аннымп, содержа 1 цимися в регистрах 10, 11, логических Опсраний с разрядамп этик регпстлов п тлнггера.Цс РЕЗУЛ 1.татОВ аРПфМЕтПКО-ЛОГНЧЕСКОГО УСтглйства, Операш 1 й передач между пегпстрамп устройства, операций усллвнык пепекодов п изменения состояния устройства уплавленпя,Устройство работает следуюпцсм облазом.Задание прогпамм устпойству правления в любой текупцгй момент впеменп ос, ществляется от 1 сакого-либо одного нз вкодящпк в со- СтаВ СИСТЕМЫ КОНтсОЛЯ СтпОйетВ Зата 1 сПЯ ПРО. грамм. заранее выбранно. О н вве-ссн 11 О"О в режим вь 1 дачи пплгламм. В этом режт 1 мс .тля запс 1 са кахкдой пчеле.",плй Опла 1 пн выбопкп КОМаНДЫ Н ПЕРЕДаЧН ЕС В КСтлойетнп к.П аВЛС- ния не тпебуется указания адпсса устпойстга задания программ и кода опелапп 1 ь а тост.;- ТОЧНО ЛИШЬ С 11 НКРОНИЗПРУ 1 ОПЦ 1 К СПГНаЛОВ. в 1.1- даваемык 1 стройствлм кплавченпя пл ппавляющим шинам 5, для запс 1 са флрмппл зтсля 32 соответствлоп 1 его блока 22.Начал 1,нь 1 й пск программ осуществлястся с п.льта кстройства сплав;тсгц 1 я (пе плказан 1.При этом с помо 1 пью наборного пегпстла 20 задается о:1 на пли несколько 1 спманд (Об 111 по коман.1 ы типа Б), обеспечпва 1 опц 1 к выбоп требуемого устпойства задания программ и введение его в режим выдачи ппограммь 1. Останов плограммы происходит с помопц 1 о команды типа Б с подкочлм остановастронства.Пли другом подкопе эта же команча пт Опзводит останов раблтаю 1 цеглстпонства задания прогламм и передачу управления (введение в режим вь 1 дачи прог 11 аммы др; го 1такому устпойствк, адрес которого указан вкоманде) .Каждая команда плограммы От устпойства зачания ппогпаммы в кстплнство плавления передается последовательно (побайтпо 1 через инфопмапионнь 1 е шины 4. Каждоют банту команды соответствует один ппкл работы кстройства выправления. в течение котопого проводится прием этого байта. запск через соответствчоцц 1 й блок 22 вь 1 бпаннлго устпонства задания программ для выборки следу 1 оп 1 его байта и выполнение длягик действий в соответствии с ппинятым байтом команды.Каждый очередной пнкл работы устро 11 ства выправления начинается только прн условии. что оно не находится в состоянии останова, 56022650 55 6065 предыдущий цикл его работы закончен, закончена операция в выбранном устройстве задания программ по подготовке очередного байта команды, закончены операции во всех внешних устройствах, нет требования на останов по особому результату пречыдущих операций.После приема каждого байта команды в устройство управления изменяется соответствующим образом состояние счетчика 13 длины команды. Поэтому перед началом каждого оч "редного цикла устройства заранее известно назначение байта команды, принимаемого в этом цикле.В начале цикла генератор 21 устройства управления с помощью сигналов по управляющим шинам 5 обеспечивает запуск формирователя 32 соответствующего блока 22 для выдачи через выходной коммутатор 34 байта команды от заранее выбранного устройства задания программ на информационные шины 4. Далее этот байт передается через коммутатор 19 и коммутатор 14 либо в регистр 8 кода опеоации, либо в регистр 9 адреса, либо в регистр 1 О данных, в зависимости от текущего состояния сечтчика 13. Байт команды типа 1 и первые байты команд типов А, Б, В пришмаются в регистр 8, вторые байты команд типов А, Б - в регистр 9 адреса, второй байт команды типа В и все байты информационного поля команд типа Л - в регистр 10 данных.После приема байта команды генератор 21поавляющих сигналов изменяет состояние счетчика 13 длины комачды и через соответствующую шину 5 запускает операцию выборки следующего байта в выбранном устройстве задания программ. Если в рассматриваемом цикле в устройство выправления был принят байт команды типа Г,либо второй байт команды типа Б или В,либо байт информационного поля команды типа А, то генератор 21 обеспечивает проведение операций, предписанныхкомандой.Основные операции устройства управления выполняются следующим образом.В операциях, осуществляемых с помощью арифметико-логического блока 12, генератор 21 задает тип операции блоку 12, который производит эту операцию над данными в регистрах 10, 11.Результат операции с выхода блока 12 пеоедается через коммутаторы 19 и 14 в регистр 10. В операциях обмена данными между регистрами выполняется одна из следующих передач: из первого 10 или второго 11 регистров данных через арифметико-логический блок 12 и коммутатор 16 в заданный регистр блока 15, из заданного регистра блока 15 через коммутаторы 17, 19 и далее через коммутатор 14 в один из регистров данных (10, 11); из наборного регистра 20 через коммутаторы 19 и 14 в один из регистров данных.В операциях условных переходов генератор 21 опрашивает один из триггеров результатов арифметико-логического блока 12 (тот, котэрый указан В команде) и, если его состояние совпадает с заданным в кома 1 те, устанавливает соответствующий признак, три котором запрещается выполнение одной следующей 5 команды программы и гп гр,ппы команд.Операции, в которых участвуют находящиеся в режиме ожидания устройства задания программ, выполняются следующим образом,После приема команды типа Б в устройство 10 управления кодовое и адресное поля команды,содержащиеся в регистре 8 и в регистре 9 адреса, через кодовые (и адресные 2 шины оказываются доступны всем блокам 22. Блок 22, относящийся к адресуемому в команде уст ройству, с помощь 1 о дешифратора 30 адресараспознает свой адрес на шинах 2 и приводит в состояние готовности формирователь 32 управляющих сигналов, а дешифратор 31 определяет тип операции, которую должно выпол нить устройство задания программ.Далее по сигналам па управляющих шинах5, выдаваемых генератором 21, приводится в действие формирователь 32 выбранного блока 22, который вырабатывает все необходимые 52правляюшие сигналы для выполнения операции в устройстве или для приема данных из регистра 10 через первые информационные шины 3 и входной коммутатор 35. На время операции в устройстве задания программ узел ЗО ЗЗ блока 22 этого устройства устанавливаетсигнал занятости на сигнальной шине 6.Если выполняемая команда предусматривает прием байта состояния или данных от выбранного уствойства задания программ, то по З 5 сигналу на управляющей шине 5 формирователь 32 обеспечивает выдачу данных через выходной коммутатор 34 на вторую информационню шинч 4. Генератор 21 производит передачу этих данных через коммутаторы 19 и 14 4 О в один из регистров данных (10, 11).Аналогичным образом исполняется командатипа Б и в том случае, если она адресуется какому-либо исполнительному внешнему устройству.45 При выполнении команд типа А прием байтов данных от указанного в команде внешнего устройства осуществляется в регистр 11.После приема каждого очередного байта генепатор 21 с помощью управляющей шины 5 запускает операцию во внешнем стройстве и параллельно, используя арифметико-логический блок 12, выполняет операцию сравнения или логического сопоставления данных регистпа 11 и принятого в регистр 10 соответствуюшего байта информационного поля команды. Результат операции фиксируется триггерами результата блока 12 и затем может анализироваться с помощью команд условных переходов. Отличительные признаки устройства обеспечивают достижепп поставленной цели изобретения - сокпащение оборудования - следующим образом.Введение четвертого коммутатора и соответс-вующих св.зей этого коммутатора с ос5602 15 2 О 25 35 4 О 50 55 9тальными блоками устройства позволяет исключить из состава устройства буферный регистр и сократить число направлений приема информации в каждом разряде первого регистра данных и счетчика длины команды до одного.Замена унифицированных связей второго и третьего коммутатора с информационными шинами сопряжения на связи с арифметикологическим блоком и с четвертым коммутатором дает возможность исключить блок управления блоком буферных регистров.Изменение способа подключения блока индикации к блоку буферных регистров позволяет упростить этот блок. Это обеспечивается за счет исключения из его состава коммутатора, необходимого для динамической индикации состояния буферных регистров, и использования для этой цели уже имеющегося в устройстве третьего коммутатора.Введение наборного (тумблерного) регистра упрощает генератор управляющих сигналов, так как позволяет производить запуск любых устройств задания программ путем набора и выполнения соответствующих команд обращения к внешним устройствам без каких- либо дополнительных управляюгцих схем в составе генератора.Наконец, обеспечение связей всех блоков сопряжения, включая блок оперативного ЗУ, с остальными блоками устройства через общие сопряжения также упрощает генератор управляющих сигналов и сокращает число направлений приема информации в блоке буферных регистров до одного.Формула изобретения1. Устройство для управления системой контроля цифровых схем, содержащее регистр кода операции, выход которого соединен с кодовой шиной устройства, регистр адреса, выход которого соединен с адресной шиной устройства, первый регистр данных, первый выход которого соединен с первой информационной шиной устройства, второй регистр данных, арифметико-логический блок, информационные входы которого соединены с вторым выходом первого и выходом второго регистров данных, счетчик длины команды, первый коммутатор, выход которого соединен с информационными входами счетчика длины команды, первого и второго регистров данных, регистров кода операции и адреса, блок буферных регистров, вход и выход которого соединены соответственно с выходом второго коммутатора и первым информационным входом третьего коммутатора, блок индикации, втопую информационную шину, генератор управляющих сигналов, первый и второй входы и выходы которого с первого по пятый соединены соответственно с сигнальной шиной устройства, с выходом счетчика длины команды, с управляющими входами регистра кода операции, арифметико-логического блока, счетчика длины команды, первого коммутатора и управляющей шиной устройства, блоки сопряжения с 261 Юустройствами задания программ, входы - выходы, первые, вторые, третьи входы которых соединены соответственно с входами - выходами устройства, с кодовой, адресной и управляющей шинами устройства, отличающеес я тем, что, с целью сокращения оборудования, оно содержит четвертый коммутатор и наборный регистр, причем первый - четвертый информационные входы и выход четвертого коммутатора соединены соответственно с выходом наборного регистра, с второй информационной шиной устройства, с выходом третьего коммутатора, с выходом арифметикологического блока и входом первого коммутатора, информационный вход блока индикации соединен с выходом третьего коммутатора, а выход - с вторым информационным входом третьего коммутатора, выход арифметико-логического блока соединен с информационным входом второго коммутатора, управляющие входы блока индикации, второго, третьего и четвертого коммутаторов соединены соответственно с шестым - девятым выходами генератора упоавляющих сигналов, четвертые входы, первые и вторые выходы блоков сопряжения с устройствами задания программ соединены соответственно с первой, второи информационными п сигнальной шинами устройства.2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что каждый блок сопряжения с устройством задания программ содержит дешифраторы адреса и кода операции, формирователь управляющих сигналов, уз"л индикации состояния, входной и выходной коммутаторы, операционный узел, причем первый - четвертый входы формирователя управляющих сигналов соепнены соответственно с первым выходом операционного узла, с выходом дешифратора адреса, с первым выходом дешифратора кода операции, с третьим входом блока, первый выход формирователя управляющих сигналов соединен с вторым входом операционного узла, с первыми входами выходного п входного коммутаторов, вторые входы которых соечпнены соответственно с третьим выходом операционного узла и четвертым входом блока, первый и третий входы и второй выход операционного узла соединены соответственно с выходами дешифратора кода опепации, входного коммутатора и с первым входом узла индикации состояния, второй вход которого соединен с вторым выходом формирователя управляюццх сигналов, входы дешифраторов адреса и кода операции, выходы узла индикации состояния и выходного коммутатора соединены соответственно с вторым и первым входами и с вторым, первым выходами блока.Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе:1. Патент США Мо 3581074, кл, 235 в 1, 1971.2. Авт. св.322463. кл. б 06 Р 11/04, 1972.3. Авт. св.435527, кл. 6 06 Р 11/00, 1974.560226 3 я Л 1 Л 4 д Х 9 7 ью У ставитель ф. Шагиахметов Техред Е, Хмелева Корректор О, Тюри дактор И,ва ПодписССР 5нистро 6 Изд.501 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш