Устройство управления вычислительной машины

 

1 ,1 !) 446060

ИЗОБРЕТЕН ЙЯ

Сювэ Советскнх

Соцналнстнмесннх

Реслублнк

l (6!) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено I8.04„73 (2!)2907928/Х8-й (5!) М.. Кл. с присоединением заявки—

6 06 9/Об

Государственный комитет

Совета Министров СССР нв донам изобретений н открытий (З2) Приоритет—

Опубликовано05, Щ,бюллетень ¹ Я7 Дата опубликования описания I5„707 (53) УИК

687.326.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

M.0, Атовмяни Е.Ф. Березкин

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (7!) Заявитель

УСТРОИСТВО УПРАВЛЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОИ

МАШИНЫ

Изобретение относится к области вычислительной техники и мо, жет быть использовано при построении вычислительных машин с возможностями диагностики неисправностей

Известные микропрограммные устройства управления вычислительных машин, содержащие цолговременный запомйнающий блок со схемой вы борки, регистр программы, схему пуска-останова, генератор, регистр команц, облацают низкой разрешающей способностью при осуществлении автоматической диагностики не-. исправностей. Жесткие ограничения на поряцок вйработки диагностических сигналов, наклацываемые выбранной системой команд и алгоритмом выполнения кажцой операции затрудняют поиск неисправностей в арифметическом устройстве.

Локализация неисправйостей с высокой разрешающей способностью требует подачи на вход контролируемого устройства тестовых сигналов, определяемых стц ктурой уст2 ! ройства и перечнем его иейсправностей. Диагностика программными средствами с использованием, например, метода расширяющихся областей не йозволяет установить однозначные соответствия "ошибка-неисправность"® приводит к необходимости рассмотрейия черезвычайно большого числа элементов и набора воыож1О ННх проявлений кзждой неисправноQTM, Кроме Toro, в известных уст. ройствах выход йз ситуациИ при не- исправностях, связанных с зациклиBGHM8M KREGM-TQ микрокоманды (IIge1я вышение верхней границы времени выполнения операций), осуществляется срабатыванием временного контроля по меткам времени, Это приводит к значительным временным издержкам и не обеспечивает высокой точности временного контроля, В предлагаемое устройство управления вводится дополнительное оборудование, содержащее счетчик тактов, шифратор триггер режима работы, oxen "! Ф" и шесть схем

1— !

4 совпацения, причем нулевой выход первого трйггера переполнения счетчика тактов соединен с первым входом первой схемы совпадения, третий выход долгонременного запоминающего блока соединен со вторыми входом первой схемы совпадения, второй выход долговременного запоминающего блока связан с первым входом счетчика тактов и с первым входом второй схемы совпадения, едпячный выход второго триггера переполнения счетчика тактов соединен с первым входом третьей схемы совпадения, выход схемы пуска-останова соедйнен с первым входом четвертой схемы совпадения и с первым входом пятой схемы совпадения, выход шестой схемы совпадения связан со входом схемы "НЕ" и со вторым входом пятой схемы совпадения, выход схемы "НЕ" соединен со вторйм входом четвертой схемы совпадения, выход четвертой схемы совпадения соединен с четвертым вхоцом долговременного запоминающего блока и со счетным вхоцом счетчика, выход пятой схемы совпадения связан с четвертым входом регистра программы, со вторым вхо-, цом счетчика и с нулевым входом триггера режима, единичный выход триггера режима соединен с первым, входом шестой схемы совпадения нулевой — со вторым вхоцом второй схемы совпадения, выхоц второй схемы совпадения связан с первым входом шифратора, второй вход шифратора соединен с первым выхоцом регистра команд, выход шифратора соединен с третьйм входсм счетчика тактов и с единичным входом триггера режима, третий выход регистра команд соецйнен с четвертым входом счетчика тактов, четвертый выход регистра команд- с пятым входом регистра программы.

3 позволяет организовать свободный доступ к управляющей памяти, т.е. выполнять любую микрокомайду или последовательность микрокоманц; выполнять установочные операции с минимальным количеством аппаратуры; прерывать работу любой команды на любом такте временной диаграммы; контролировать цпи ельность выполнения операций по нижней и верхней границе, не искияая временного контроля по меткам времени, позволяющего выходить из ситуацйй зависания, а слецовательно увеличить разрешающую способность по аюесам. чтобы непосрепственно работать с неисправленными алементами на уровне комбинаторной логики или на уровне временной диаграммы, увеличить разрешающую способность по времени, обеспечивая запись каждого последовательного состояния вычислетельной машины в ео темпе, увеличить полноту оонтроля и умейьшить сяязянний Р. trnamnnnou anoaian ные издержки.

На фиг. Х изображено устройство управления вычислительной машины; на фиг. 2 - формат А оцноадресной системы команд и формат Б диагностической команцы, дополнительно вводимой в существующую систему команд; на фиг.3 — диаграмма, поясняющая рабо временного койтроля по нижней и верхней границам.

Выходы Х долговременного запоминающего блока 2 соединены со счетными входами регистра программы 3. Эта связь устанавливает слецующйй код управления. Выхоцы 4 являются управляющими сигналами, которые поступают в арифметическое устройство запоминающее устройство и устройство ввода-вывода.Выход 5 является сигналом "конец опе рации", который связан с входом первой схемы совпадения 6. Первая схема совпадения вырабатывает сигнал неисправности 7 в случае, когца операция заканчивается райьше времени (контроль по нижней границе).

Выхоцы 8, связанные с входом

„регистра программы 3, с входом счетчика тактов 9, с входом счетчика команд Ю, с входом регистра команд И и с вхоцом второй схемы совпацения 12, управляют блоками устройства правления. Выхоц схемы совпадения 12 соединей с шифрато- . ром 13. Выхоц генератора тактовой частоты 14 связан с входом схемы цуска-останова I5. Схема пуска-ос„, танова управляется признаками 16, поступающими на ев вход. Выход схемы пуска-останова связай с входами четвертой 17 и пятой ХО схем совпадения. Выход пятой схемы совпаде,„,. йия IH соединен с входом регистра " программы 3, с входом счетчика так тов 9 и с входом триггера режима

I9, который устанавливается в состояние Г только при выполнении диагностической комаицы с форматом

Б.

Счетчик 9 содержит первый триггер переполнения 20 и второй триггер переполнения 2Х. Единичный

44636, выход первого триггера переполнения 20 связан с входом шестой схемы совпацения 22 и с входом третьей схемы совпадения 23, нулевой — с входом первой схемы совпадения 6.

Единичный выхоц второго триггера переполнения 21 связан с вхоцом ,третьей схемы совпадения 23, которая вырабатывает сигнал неисправности 7 при превышении верхней границ времени выполнения одераций. Ециничный выход триггера режима 19 соединен с входом шестой схемы совпадения 22, нулевой с входом второй схемы совпацения I2.

Выход шестой схемы совпадения 22 связан с входом схемы "НЕ" 24 и с вхоцом пятой схемы совпадения IS.

Схема "Hl"," 24 связана с входом четвертой схемы совпадения Л. Выходной сигнал счетчика команд IO поступает в те же устройства, что и выходы 4 долговременного запоминающего блока 2, Регистр комайд И представлен форматом Б команды. Поле кода операции 25 связано с входом шифратора ХЗ и с регистром программы 3. Поле счетчика тактов 26 сов ейо с входом счетчика тактов 9. осле регистра программы 27 связано с входом регистра программы 3.

Связь 28, соответствующая полю адреса команды с форматом А, постуПаЕт В тЕже УСтРОИСтЩ, ЧтО И ВЫходы 4 блока 2.

Устройство работает следующим образом.

К системе команд добавляется специальная диагностическая команда с форматом Б, изображенным на фиг. .

После считывания циагностической команцы в регистре команд

И устанавливается код операции в регистр программы 3 и оцновременно коц операции передается через шифратор ХЗ и устанавливается в счетчик тактов. Передача через шифратор возможна, так как триггер режима Х9 находится в состоянии

0". Расшифровав код операции диагностической команцы, шифратор устанавливает в состояние О" счетчик тактов 9 и в состояние "I" триггер режима 19.

По коду, установленному в регистре программы 3, из долговременного запоминающего блока считыва- ется микрокоманда, которая осущеставляет перепись содержимого полей 26 и 27 регистра команд на счетчик тактов и на регистр прогLl

pavvx cQ0TB8TcTB8HHQ. IIo."I8 27 OQдержит начальный адрес некоторой последОвательности микрокоманд

{KJIH микрокОманцы) ПОЛ8 26 содер5 сч8тчик 9 дЗРедается код 2 "-

° (B виде дополнения цо 2 числа

ГД8 7T- - ВВС РаЗРЯДа в первого триггера переполнения 2G.

Далее в соответствии с приходом импульсоз с 36TBepTQ2 схемы совпацения Х7 ицет последователь-. ное выполнение микрокоманд m одновременный IIoqcseT тактов считывания счетчиком 9 Последн такт устанавливает в cocTQRHMG Г первый триггер пер8полн8ния 20. На

BHxoIt8 26сТ0М сх8МН cQBIIaIt6HFM 22

20 появляется высокий потенциал ко торый поступает на вход пятои схемы совпадения 18 и на вход схемы

"НЕ" 24. С приходом следующего тактового импульса сО схемы П) сигнал появляетсяна выходе пятой схемы совпадения 8. IIQ aTovg сигнаЩ" QCTGHBBII_#_B88TCH в СостОННИ8

"0" триггер режима 19, B cocTOHни8 "0" — 0%8T H 9 K передается дО на регистр программы 3 код Который сООтветстщет адресу заключительной фазы MQIiozE6IJKK микропрограяф Я заключительной фазе цо бавляется сОстояние Г I . счВтчиЩ"

Б команд и Осуществляемся выборка

Очереиной команды.

Если в поле 27 диагностическСй команды сразу указать GItpec заключительной фазы исдолн6ния микропрограмм, а в пола 26 — QHpeделенное чис qo в|актов TQ дроизой дет считывание следующей команды с форматом А, которая выполнится

УКааанное ЧИСЛО TBETOB hailiего ЧИСЛО тактов, потраченное на заключительную фазу исполнения диагностической команды.

JIP8IPi. 1агаемое УстРОйство QIIPHBления раоотает в двух режимах:

GQc тояние Т триг epa Р67"им " 9 и состояние "0". байше описан *режим (cQ . 6 "г триггер р Ы, в котором дОполнительная шшаратура используется специально для цепей диагностики. При выполнении обычной вычислительной программы pm

r8g режима находится в состоянии

"0, а дополнительная аппаратура используется для цепей временного

Контроля, В устройстве управления возможны неисправности, при которых операция заканчивается раньше мины"Формат А

Формою 6

Фиг. 2

Фиг.д

Составитель И Щ)СОВИ

1гедактор О " Л1 11 1С1Жхред И С6Ш1НЫ

Закаэ ФУ

Изд. 1 1ь ™ Тираж 6 2У Г!однисиое

Прсднриягис «Патент», Москва, Г 59, Бережковская наб., 24

lll11l1lllll осударствениого комитета Соне а Микис|ров СССР

I10 делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раун1ская наб., 4