Устройство для программного управления

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в позиционных системах программного управления. Цель изобретения - повышение достоверности выдачи управляющих сигналов. Поставленная цель достигается введением в устройство регистра адреса перехода, регистра условия, триггера переполнения, триггера пуска, триггера проверяемого условия, блока контроля на четность, мультиплексора условия, блока сравнения, четвертого-шестого элементов И, пятого элемента ИЛИ. Сущность изобретения заключается в придании устройству свойства контроля множества простых логических условий и множества ждущих логических условий с произвольным временем ожидания выполнения, переходе к подпрограмме восстановления процесса управления при невыполнении ждущего логического условия за допустимый временной интервал и повышении быстродействия (путем контроля в интервалах ожидания выполнения условий содержимого ячеек блока памяти, останова устройства при искажении информации в сегментах памяти, принадлежащих выполняемой программе). 3 ил. (Л С

„„5U„„1784939 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s 6 05 В 19/18

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABVOPCKQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ": . :: : : . : 2 (21) 4834088/24 - .: - . гера переполнения, триггера пуска, тригге(22) 04.06.90:: —.г ::-. .. ::-;::::: :,: ра проверяемого условия, блока контроля (46) 30.12т92. Бюл. Q 48 - .::: на четность, мультиплексора условия, блока (72) H.fl. Благодарный Г. Н,Тимонькин, . сравнения, четвертого-шестого элементов . Е.M.Áîð÷óê, В.С.Харченко и С,Н.Ткаченко -". И, пятого элемента ЙЛИ. Сущностьизобре(56) Авторское свидетельство СССР тейия заключается в придании устройству

N- 1236475, кл. 6 06 F 9/22, 1986;; - .. свойства контроля множества простыхлогиАвторское свидетельство СССР ., ческих условий и множества ждущих логичеМ 1251032, кл. 6 05 В 19/18; 1986, -. ; -.;:- - ских условий с произвольным временем (54) У .ТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО.: ожидания выполнения, переходе к подпрог.УПРАВЛЕНИЯ: ..-:::.:: . рамме воссхтановлейия процесса управле-, (57) Изобретение относится к автоматитке и: ния" при невыполнении ждущего вычислительной технике и предназначено . лхогйческого-услчовуия-за допустимый времен- для использования в позиционных системах ной интервал и повышении быстродействия программного управления. Цель изобрете . (путем контроля в интервалах ожидания вы-, ния — повышение достоверности выдачи уп-;..;: полнения условий содержимого ячеек блока равляющих сигналов. Поставленная цель памяти, останова устройства при искаже-, достигается введениемвустройстворегист- - нии йзнформации в сегментах памяти, прира адреса перехода, регистра условия, трйг- - . надлежащих выполйяемой программе). 3 ил.

Изобретение относится к автоматике и " .Недостатками этого устройства являют- 00

" вычислительной технике и предназйаченог ся контроль выполнения только одного жду- фь. для использования в позиционнь|х Системах щего логичесгткого устловия; невозможность " ) программного управления.: . " :- ::: -проверки обычных логических условий, не- (1

Известноустройстводляпрограммного возмохгность проверки ждущих логических чгч управления содержащее блок памяти, счет-.. условий с различными допустимыми интерчик импульсов, счетчик адреса; генератор, "валами времени ожидания;переход при непервый и второй регистры, триггер, парный выполнении ждущего логического -условия : т и второй элементы ИЛИ, элемент И. : (за допустимый временной интервал) по . Недостатком этого устройства являдется: . фиксированному адресу, что увеличивает невозможность формирования управляЮ- временной интервал) по фиксированному щих сигналов произвольной длительности адресу, что увеличивает, 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 является

ИЛИ, НЕ задержки генератор. устройство для программного управления, содержащее генератор, блок памяти. счет1784939

10

20

50 чик 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, сбединенного вторым информационным вхЬдом с. выходом второго элемента ИЛИ, а разрядными выходами — с первым информационйИм- 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 прямь1м входом триггера и с IlopBblM 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-.прототип8 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 управляющих сигналов, 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 выполнения; обеспечения. orончания выполнения очередной команды в момент выполнения проверяемого ждущего логического условия; перехода к подпрограмме восстановления процесса управленйя при невыполнении ждущего логического условия за допустимый интервал времени; в повышении-:- достоверности функционирования устройства. путем контроля в интервале ожидания выполнения проверяемого ждущего логического условия содержимого ячеек блока памяти,останова устройства при возникновении искажения информации, принадлежащей сегменту памяти, где размещена выполняемая пяограмНа фиг,1 и 2 приведена функциональная схема устройства; на 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 успо- . вия, 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, блок 13 контроля на четкость, мультиплексср 14 условий, мультиплексор 15 адреса, схему 16 сравнения, первый и второй одновибраторы 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 ад1784939 реса 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 показан.ы) и на выходе 44 блока 1 памяти присутствует единичный сигнал "Конец ко10 манды"

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.

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 исче25 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 регистр 5 = поле 3 и поле 4 команды. С выхода

48 регистра 3 управляющие сигналы поступают на выходы 34 устройства и воздейст- вуют на обьект управления. С выхода 47 регистра немодифицируемая часть адреса следующей команды через первый информационный вход мультиплексора 15 посту- 35 пает на соответствующие, ". входы информационного входа регистра 2. Код с выхода 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 устройся ва 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 35 формируется сигнал сбоя.

Режим 2. В этом режиме устройство функционирует при выполнении линейной команды с адресом перехода. При считываустройства триггер 10 переходит в единич- 15 нии команды из блока 1 памяти на выходе

42 появляется единичный сигнал, При этом регистр 5 закрывается, а регистр 4 открывается по V-входу. По очередному импульсу с выхода 38 генератора 12 в регистр 3 заносятся поля 1, 2, команды, э 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 0-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 вь хода

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 V-.âõîäó 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 0-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 t, удовлетворяющего неравенству

lyon где одоп -допустимый интервал времени для выполнения проверяемого ждущего логического условия, случай 3 проверя мое 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 регистр

1784939

2 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 37

Случай 2. Поочередномуимпульсус вы- генератора 12 этот адрес записывается в хода 39 генератора 12, триггер 11 устанав- 5 регистр 2 и триггер 9 обнуляется, Далее ливается в нулевое Состояние, При этом устройство переходит в режим 1(2) и функмультиплексор 15 йастраивается «е 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- 10 следней команды программы на выходе 44 жается в регистр2, à в счетчи«7 загружается появляется единичный сигнал. Мультиплеккод дополнбния времени тд<><< до макси- сор 15 этим сигналом настраивается на пемальной емкости счетчика Т. С блока 1 па- редачу кода операции (адрес первой мяти выбирается контролируемая команда. команды следующей программы). По оче-.

Все ее поля поступают на блок 13 контроля. 15 редйому импульсу с выхода 37 генератора

Блок 13 контроля проверяет команду на не- 12 код операции со входа 31 загружается в искаженность, По импульсу с выхода 38 re- регистр 2 и устройство переходит к форми нер<атора 12 содержимое счетчиков 6, 7: рованию комайд следующей программы. уьеличйвается йа : единицу Перед окончанием работы устройства из ((CT6j:= CT6j+1,tÑT7j:=jÑÒ7j+1). По импульсу 20 блока 1 памяти выбирается команда с едис выхода 39 генератора 12 состояние триг- ничным сигналом в поле 8. При этом триггер гера 11 подтвер>кдается(остается нулевым). 10 устанавливается в нулевое состояние, геПо очередной серии импульсов йа вь<ходах нератор12 выключается, работа устройства

37-39 гейератора 12 в устройстве происхо- прекращается и регистр 2 сбйуляется. При дят аналогйчнь<е процессы (контролируется 25 этом из блока 1 памяти выбирается инфорна неиска>кенность" очередйая команда, мация с единичным сигналом "Конец коман: располо>«ейная в ячейке блока 1 йамяти по ды" на выходе 44. Анализ работы устройства адресу (СТ6)). Так продолжается до тех пор, . показывает, что в режиме 4 (случай 2 и 3) пока не вь<йолнится riðîâåðÿåìîÜ= ждущее — осуществляется койтроль команд, хранялогическое условие. Если это условие вы- 30 щихся в блоке 1 памяти. В процессеожидаполняется то на D-вход триггера 17 йосту- ния выполнения проверяемого ждущего

"пит 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 ко- мультиплексор 15 настроится на передачу 35 манда принадлежит множеству команд кода адреса очередной команды "с первого выполняемой программы (принадлежит раинформационного входа на выход, По оче- бочему сегменту), то на выходе схемы 16 редному импульсу с выхода 37 генератора сравнения появляется сигнал отказа, Этот

12адресочереднойкомандь<свь<ходамуль- сигнал поступает на вход 33 устройства и типлексора 1 5 записывается в регистр 2 и 40 останавливает работу устройства (перевозапустится одновибратор 17. При этом три<"- дит триггер 10 в нулевое состояние). гер 8 установится внулевое состояние иобну-, При этом всчетчикебсодержится адрес лйт счетчик 7. Устройство переходит в ячейки памяти с отказавшей командой. Тарежим 1 (2, 3) работы. Из блока I памяти кое решение позволяет повысить оперативвыберется очередная команда. По ймпульсу 45 ность восстановления отказа устройства и с выхода 38 генератора 12 в регистры 3, 5 (4), увеличить. глубину поиска неисправностей. . запишутся соответствующие поля команд,Да- Ф ар мул а и зоб ретен и я лее устройство будет функционировать в ре- Устройство для программного управле>киме 1(2) аналогично описанному выше ния, содержащее блок постоянной памяти

Bi< Го ритму. 50 команд управления, регистр адреса, ape

Случай 3. Если втечение времени сд<«гистр управляющих сигналов, счетчик адреса проверяемое логическое условие не выпал- счетчик длигельноспл, триггер ждущегр условия, няется, то по очередному импульсу с выхода генератор тактовых импульсов, мультиплек38 генератора 12 счетчик 7 переполняется. сорадреса, первый, второйитретийзлеменНа выходе переполнения счетчика 7 появля- 55 ты И и ИЛИ и первый одновибратор, причем ется сигнал и запускает одновибраторы 17, вь<ходы мультиплексора адреса соединены

18. 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 памяти вается на передачу в регистр 2 адреса команды управления, информационнь<е вы1784939

9 10 ходы 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- 5 рым входом третьего элемента И, с входом вой группы информационных входов записи регистра адреСа; с управляющим мультиплексора адреса, выходы счетчика входом блока контроля на четность, с четдлительности соединены с входами йервого" вертым прямым входом первого элемента элемента ИЛИ, выход которого соединен с И, с К и С-входом триггера переполнения, первым инверсным входом первого элемен- 10 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 е щ е е- 15 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 проверяемого 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 адерсными входамй мультиодновибратор, четвертый, пятый и шестой плексора адреса, выход Сигнала йерехода элементы И,.четвертый и пятый элементы блока постоянной памяти команд управлеИЛИ, причем выходы регистра адреса пере- 25 ния соединен с входами разрешения регихода соединены.с третьей группой инфор- - -стра адреса перехода, регистра условия и мационных входов мультиплексора адреса, входом сброса регистра условия, выходы комодифицируемый разряд адреса выходов да логического условия и времени бжидгния адреса регистра управляющих сигналов со- блока постоянной памяти команд управлеединен с информационным входом мульти- 30 ния соединены с информационными входаплексораусловий,выходкоторогосоединен —. ми регистра адреса перехода и регистра с информационным входом триггера npoae - условия; выход сйгнала ждущего условия ряемогоусловия",прямойвыходкоторогосо- блока постоянной памяти команд управлеединен с входом модифицйрованного ния соединен с 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 входом пятого элесоединен с вторым инверсным входом пер- мента ИЛИ, выход сигнала конца работы ваго элемента И и первым входом третьего блока постоянной памяти команд управлеэлемента И, выход которого соединен с пер- 40 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 вховторым входом второго элемента И, с инвер- 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- 55 соединен с входами записи регистра управдов адреса отказа устройства, выход кото- ляющих сигналов, регистра адреса перехорого является выходом сигнала останова да 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 информаци1784939

12 онными входами счетчика длительности, выходы адреса сегмента выходов адреса регистра управляющих сигналов соединены с второй группой информационных входов блока сравнения, выход сйгнала переполне- 5 ния счетчика длительности соединен с вто= рым 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

1784939 нм3. 1км С!них

НМ. 4 фига, Составитель Н, Благодарный

Техред М. Моргентал Корректор 3.Лошакова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 4363 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5