Устройство для тестового контроля цифровых вычислительных машин

 

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОВГИТИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИ ЕЛЬСТВУ

Сома Советских

Социалистических

Рес убпин 964647 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 17. 03. 81 (21) 3260580/18-24 (53)M. Кл.

G 06 F 11/16 с присоелинением заявки М

Ркударетвенный квивтвт

СИР ао делан вэввратевкй и открытей (23) Приоритет

Опубликовано 07. 10. 82. Бюллетень М 37 (53) УДК 681 ° 326 .7(088.8) Дата опубликования описания 09. 10.82 (72) Авторы .изобретения

4{ Г(Ь311 Гт

И. П,. щ иян, ГКХНК1ЕСцд 1 140ТЕКл

H. P. Андронатий, C. В. Афанасьев, Г. А. Белых

В. В. Гринь и, А. Г.. Логвиненко, (71) заявители (54). УСТРОЙСТВО ДЛЯ .ТЕСТОВОГО КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ.ИАШЙН

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля и поиска неисправностей в цифровых вычислительных.машинах.

Известно устройство для полуавтоматического контроля цифровых yn" равляющих систем, содержащее блок задания операций, блок управления, блок переключения частоты, сдвигаю" щий регистр и блок индикации, входом связанный с первым выходом контролируемой цифровой управляющей системы, первый вход которой соединен с первым выходом блока управления, а второй выход блока управления подключен к первому входу блока пере- . ключения частоты, взаимосвязанного также со сдвигающим регистром. Второй вход контролируемой цифровой управляющей системы подключен к выходу блока задания операций, взаимосвязан" ного со сдвигающим регистром fl) .

Известное устройство не контроли,рует. датчик микроопераций командногь процессора цифровой управляющей системы, кроме того, в этом устройстве проверяется выполнение только одной

5 операции, а не реальное сочетание исполнения операций.- Его недостатком является также большое количество связей.. Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемому положительному эффекту к данному изобретению является устройство для контроля цифровых управляющих систем . содержащее блок задания операций, блок, управления, блок переключения частоты, сдвигающий регистр и блок индикации, вход которого соединен го с первым выходом контролируемой цифровой управляющей системы, первый вход которой соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом

964647

Э блока переключения частоты, связанного также со сдвигающим регистром, выходы блока задания операций, блока переключения частоты, сдвигающего регистра и третий вход блока s управления соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым и пятым входами контролируемой системы, второй выход которой также соединен с вторым входом переключения частоты, l0 а четвертый выход блока управленияс входом сдвигающего регистра (2 .

В указанном устройстве не проверяется оборудование цифровой управляющей системы, связанное с приоста- 15 иовами и прерываниями со стороны внешних устройств, отсутствует полная имитация работы цифровой управляющей системы с этими устройствами.

Цель изобретения - уВеличение дос- 20 товерности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для тестового контроля цифровых вычислительных машин, содержащее блок задания начального адреса программы и блок индикации, причем управляющий и информационные выходы блока задания начального адреса программы соединены соответственно

30 с первым управляющим и первым информационным входами устройства, первый информационный выход устройства.соединен с первым входом блока индикации, введены триггер, элемент ИЛИ, генера тор импульсов, первый, второй, третий четвертый,.пятый, вестой и седьмой элементы И, блок задания фиксированных исполнительных адресов, счетчик, коммутатор адресов, регистр сдвига, коммутатор информации, регистр адреса, регистр информации, первая и вторая группы элементов И, причем óïравляющий выход блока задания началь" ного адреса программы соединен с вхо-дом триггера, выход которого соеди" нен с первым входом первого элемент та И, выход генератора импульсов соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого, соединен с установочным входом регистра сдвига, вход окончания обслуживания устройства соединен с, соответствующйм входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со сдвигающим входом регистра сдвига, первый инфорАационный вы- 55 ход регистра сдвига соединен с первым входом второго элемента И, с первым управляющим входом коммутатора информации и с первым управляющим входом коммутатора адресов, второй информационный выход регистра сдвига соединен с первым входом третьего элемента И и вторым управляющим входом коммутатора адресов, третий информационный выход регистра сдвига соединен с вторым управляющим входом коммутатора информации, с третьим управляющим входом коммутатора адресов и первым входом четвертого элемента И, четвертый информационный выход регистра сдвига соединен с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И и со счетным входом счетчика, информационный выход которого соединен с первыми информационными входами коммутатора информации и коммутатора адресов, первый и второй выходы блока задания фиксированных исполнительных адресов соединены соответственно с о вторым и третьим информационными входами коммутатора адреса, выход которого соединен с входом регистра адреса, второй информационный вход устройства соединен с вторым информационным входом коммутатора информации, выход которого соединен с входом регистра информации, выходы регистров информации и адреса соединены с первыми входами элементов И первой и второй групп соответственно выходы элементов И первой и второй групп образуют, соответственно первую информационную и первую адресную группы выходов устройства, вторые входы элементов И первой и еторой .групп образуют соответственно первую и .вторую группы входов разрешения приема информации и адреса устройства, выходы второго третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И образуют группу выходов требований обмена устройства и соединены с вторым входом блока индикации, выход синхронизации устройства соединен с вторыми входами второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И.

На фиг.. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - пример выполнения блока задания фиксированных исполнитель ных адресов; на фиг. 3 - пример последовательности требований вводавывода и прерывания, вырабатываемых устройством; на фиг.: 4 - пример алгоритма программы контроля; на

964647 фиг. 5 - алгоритм программы обработки прерываний.

Устройство 1 для контроля ЦВМ 2 содержит блок 3 задания начального адреса программы, триггер 4, генера- 5 тор.5 импульсов, элемент,6, регистр

7 сдвига, элемент ИЛИ 8., элементы

И 9,1-9.6, счетчик 10, коммутатор

11 информации, коммутатор 12 адресов, блок 13 задания фиксированных испол- .10 нительных адресов, регистр 14 информации, регистр 15 адреса, блок 16 индикации, первую группу элементов

И 17, вторую группу элементов И 18.

В ЦВМ 2 условно показаны счетчик 15

19 команд, устройство 20 управления, блок 21 обмена и прерываний. Управляющий и информационные выходы блока

3 задания начального адреса hpOrpaM мы соединены соответственно с первым 20 управляющим и первым информационным выходами устройства, причем управляющий выход блока 3 задания начального адреса программы соединен также с входом триггера 4, выход которого со- 25 единен с первым входом элемента И 6, второй вход которого соединен с выходом генератора 5 импульсов, выход элемейта И 6 — с установочным входом регистра 7 сдвига. вход окончания эв обслуживания устройства - с соответствующим входом элемента ИЛИ 6, выход которого соединен со сдвигаю-. щим входом регистра 7 сдвига, первый информационный выход которого соединен с первым входом элемента И 9,1, с первым управляющим входом коммутатора 11,.информации и. с первым управляющим входом коммутатора 12 адресов, второй информационный выход регистра .7 сдвига - с первым вторым weментом И 9.2 и вторым управляющим входом коммутатора 12 адресов, третий ..информационный выход регистра 7 сдвига - с вторым управляющим входом коммутатора 11 информации, с третьим управляющим входом коммутатора 12 адресов и первым входом элемента

И 9.3, четвертый информационный выход регистра 7 сдвига - с первыми входами элементов И 9.1, 9.2, 9,3, и со счетным входом счетчика 10, информационный выход которого соединен .с первыми информационными входа- ми коммутатора 11 информации и коммутатора 12 адресов, первыи и второи

55 выходы блока 13 задания фиксированных исполнительных адресов соединены соответственно с вторым и третьим информационным входами коммутатора

12 адреса, выход которого соединен с входом регистра 15 адреса, первый информационный вход устройства соединен с первым входом блока 16 индикации, а второй информационный вход устройства - с вторым информационным входом коммутатора 11 информации, выход которого соединен с входом регистра 14 информации. Выходы регистра 14 информации и регистра 15 адреса соединены с первыми входами элементов И первой 17 и второй 18 групп соответственно, выходы элементов И первой 17 и второй 18 групп образуют соответственно первую информационную и первую адресную группы выходов устройства. Вторые входы элементов И первой 17 и второй 18 групп образуют соответственно первую и вторую группы разрешения приема информации и адреса устройства. Выходы элементов И 9.1-9.6 образуют группу выходов требований обмена устройства и соединены с вторым входом блока 16 индикации, а вход. синхронизации устройства — с вторыми входами элементов И 9. 1-9. 6. блок 13 задания фиксированных исполнительных адресов для выдачи в восьмеричном коде адреса 26 состоит из шины 22 логического нуля, шины

23 логической единицы; элемента И-НЕ

24 и шины 25 и 26 адреса.

Последовательность требований ввода-вывода и прерывания вырабатывают устройством 1 для контроля ЦВМ на выходах элементов 2И 9 и подают в контролируемую ЦВИ 2 на третий вход. . Ha фиг. 2 изображены сигналы 27 на выходе генератора 5, сигналы 28 требований вывода,. сигналы 30 требований ввода, .сигналы 31-33 требований прерываний различных приоритетов.

Алгоритм программы контроля, по которой работает контролируемая ЦВИ 2, указывает следующие блочные символы;

34 - начало программы; 35 — формиро" вание слов состояния программы; 36занесение адреса строки списка ко.манд. в ячейку хранения адреса строки. списка команд; 37 - обнуление счетчика повторения исполнения команды из списка команд; 38 - исполнение команды,. выбранной по содержимомуячейки хранения адреса строки списка команд и записи результата в ячейку оперативного запоминающего устройства (ОЗУ); 39 — увеличение

964647

7 на единицу содержимого счетчика повторения исполнения команд и адресной части команды; 40 - условие равенства содержимого счетчика повторения команды с требуемым числом S повторений; 41 - увеличение на единицу содержимого ячейки адреса строки списка команд; 42 " условие готовности к контролю группы команд;

43 — суммирование полученной в результате исполнения группы команд информации в ОЗУ; 44 - условие равенства полученной суммы с этало", ном; 45 - формирование признака сбоя; 46 - условие окончания списка ; 47 - условие зацикливания программы; 48 - конец программы.

В алгоритме программы обработки прерываний указаны следующие блочные символы: 49 - начало программы; 20

50 - запоминание состояния основных регистров ЦВМ в момент прерывания;

51 - проверка правильности обслужи- . вания требований ввода-вывода;

52 - проверка исправности магистра- И лей ввода кода прерывания; 53 - проверка правильности работы схемы приоритета контролируемой ЦВМ; 54 - восстановление состояния основных регистров контролируемой ЦВМ и уход в эф программу контроля; 55 - выработка сигналов неисправности; 56 - останова; 57 - конца программы.

Устройство для тестового контроля

ЦВМ работает следующим образом.

Блок 3 задания начального адреса программы и блок .16 индикации представляет по своей сути инженерный пульт управления ЦВМ 2. C клавиатуры блока 3 задания начального адреса программы начальный адрес программы контроля заносится на счетчик 19 команд ЦВМ 2 путем воздействия управляющих сигналов,34-48 блока 3 задания начального адреса программы на устройство 20 управления ЦВМ 2 и производится запуск программы контроля. (фиг. 4). Контролируемая ЦВМ 2 на:чинает работу по программе контроля, реализующей многократное исполнение

50 . каждои команды из системы команд

ЦВМ 2 с изменением адресной части команды и записью результатов каждого исполнения в ячейки ОЗУ ЦВМ.

После исполнения :;группы команд содержимое указанных ячеек ОЗУ ЦВМ суммируется и сравнивается с эталоном, полученным на заведомо исправной ЦВМ °

8 Одновременно с запуском программы контроля в ЦВМ 2 сигнал с второго выхода блока 3 задания начального адреса программ:.устанавливает. в единичное состояние триггер 4 и сигналы с выхода генератора 5 через элемент

И 6 поступают на установочный вход первого разряда регистра 7 сдвига.

4астота импульсов 27 генератора 5 (фиг. 3) примерно на два порядка ниже частоты машинных тактов ЦВМ 2.

На первом выходе регистра 7 сдвига появляется сигнал логической единицы, который поступает на первый вход weмента И 9.1. На выходе элемента И 9. l появляется сигнал 28 требования вывода (фиг. 3), который подается в блок

21 обмена и прерываний. Сигнал с

nepaoro выхода регистра 7 сдвига од-новременно подается также на первые управляющие входы коммутатора 11 информации и коммутатора 12 адреса.

Код адреса со счетчика 10 поступает на первые информационные входы коммутатора 12 адреса и далее в регистр

15 адреса. Этот адрес с регистра 15 адреса через группу элементов И 17 передается в момент времени, задаваемый с входа синхронизации, на вход

ЦВМ 2. По этому адресу по сигналу 28 требования вывода (фиг. 3) информация из ячейки ОЗУ с ЦВМ 2 передается на первые информационные входы коммутатора 11 информации и далее в регистр 14 информации. ЦВМ 2 выдает также по вт рому выходу сигнал об обслуживании требования вывода, котоРый через элемент ИЛИ 8 поступает на вход .сдвига регистра 7 сдвига.

Сигнал логической н1", который аоявляется уже на втором выходе регистра

7 сдвига, подается на первый вход элемента И 9.2, по второму входу поступает сигнал синхронизации с входа синхронизации с выхода элемента

И 9,2, сигнал 29 требования ввода (фиг. 3) подается на вход ЦВМ 2, Сигнал логической "1" с второго выхода регистра 7 сдвига подается на второй управляющий вход коммутатора 12 адреса, на вторые информационные входы которого с блока 13 задания фиксированных исполнительных адресов подается код адреса Al. Код адреса

А1 передается в регистр 15 адреса и далее через группу элементов И 18 на входы ЦВМ 2, По адресу Al по сигналу 29 требования ввода (фиг. 3) информация с регистра 14 информации

9646 вводится в соответствующую ячейку

ОЗУ ЦВМ 2. При обслуживании ЦВМ требования ввода сигнал с входа окончания обслуживания через элемент

ИЛИ 8 поступает на вход сдвига реги- S стра 7 сдвига. Сигнал логической "1" появляется .на третьем выходе регистра 7 сдвига и с выхода соответствующего элемента И 9 ° 3 сигнал 30 требования ввода (фиг. 3) подается на вход >0

ЦВМ. 2. С третьего выхода регистра 7 сдвига сигнал логической "1" подается также на второй управляющий вход коммутатора 11 информации и третий управляющий вход коммутатора 12 .ад- 1S реса °

Вторые информационные входы коммутатора 11 информации соединены с входами счетчика 10, а третьи информационные входы коммутатора 12 адреса - zo с вторыми выходами блока 13 задания фиксированных исполнительных адресов. Поэтому адрес А2 с второго выхода блока 12 передается на регистр

15 адреса и далее через группу эле- 2S ментов И 18 на входы ЦВМ 2. По адресу

А2 информация с регистра 14 информации через группу элементов И 17 по сигналу 30 требования ввода вводится в ячейку ОЗУ ЦВМ. Таким образом, щ ,по адресу А2 вводится информация, равная значению счетчика 10.

Адреса А1 и А2, задаваемые на выходах блока 13 кодов адреса являются фиксированными и оцределяются заранее таким образом, чтобы программа контроля (фиг. 4) не искажала информации в.ячейках ОЗУ

ЦВМ 2.

Пример выполнения блока 13 задания фиксированных исполнительных адресов приведен на фиг. 2. По окончании ввода информации по сигналу

30 .требования ввода сигнал логической "1" появляется на четвертом выходе регистра 7 сдвига, который подается на первые входы элементов

И 9.4-9.6, с выходов которых сигналы

31-33 требований прерываний различных приоритетов поступают на входы

ЦВМ 2. Начинается обработка прерываний в ЦВМ 2 по алгоритму (фиг. 5), который является одинаковым для различных приоритетов. Происходит запоминание состояния основных регистров ЦВМ 2 в момент прерывания.

Обработка прерываний начинается с высшего приоритета (прерывания не маскированы). В подпрограмме обра47 l0 ботки прерываний проверяется правильность обслуживания требований ввода-вывода. Это происходит следующим образом. Адрес ввода-вывода, равный значению счетчика 10, хранится в ОЗУ ЦВМ 2 по адресу А2, а ин" формация по этому адресу - в ячейке А1. По сравнению информации по адресу, равному значению счетчика

10, с информацией по адресу А1 в ячейках ОЗУ ЦВМ 2 определяют правильность обслуживания ввода-вывода.

Необходимо отметить, что правильность обслуживания требований вводавывода контролируется также программой контроля (фиг. 4), так как последовательность требований вводавывода такова, что не изменяет информации в ОЗУ ЦВМ 2 в случае исправности ЦВМ 2 и соответствующих магистралей. В случае неисправности ЦВМ 2 в указанной части произойдет несравнение контрольной суммы с эталоном в программе контроля (фиг. 4) и зафиксируется сбой.. В подпрограмме прерываний (фиг. 5) проверяется дополнительно также и адресная- часть оборудования ЦВМ 2 при вводе-выводе .

При поступлении s ЦВМ 2 сигналов требований прерываний различных приоритетов с выхода ЦВМ 2 на второй вход группы элементов И 17 подается сигнал запроса кода прерывания и код прерывания, равный значению счетчика 10, поступает в ЦВМ 2 на регистр кода прерывания, содержимое которого входит в состав слова состояния программы (ССП) ЦВМ, где программно проверяют исправность магистралей кода прерывания по сравнению кода прерывания с информацией в ячейке А2. Далее программно корректируют ССП (например, два каких-либо разряда ССП устанавливают-в "1"), восстанавливают состояние основных регистров ЦВМ и начинают обработку прерывания со средним приоритетом. Для проверки правильности работы- схемы приоритета

ЦВМ 2 производят программно обратную корректировку ССП (pa>:ее установленные s и"!" два разряда устанавливают в "0") и определяют исправность схемы приоритета. Если схема приоритета неисправна, то последовательность обработки прерываний будет . иная, а коррекция ССП и обратная коррекция - для каждого приоритета сбоя, поэтому программно фиксируется неисправность. Аналогично обраба9646 тывается прерывание с низшим приоритетом, а затем происходит возврат в основную программу контроля (фиг. 4).

flo следующему сигналу с генератора

5 описанный выше процесс повторяет- В ся, но адрес ввода-вывода увеличивается на 1 так как четвертый выход регистра 7 сдвига соединен со счетным входом счетчика 10. Частота импульсов 27 генератора 5 (фиг. 3) должна быть такой, чтобы. в ЦВМ выполнялась программа контроля (фиг. 4), обслуживались и отрабатывались требования ввода-вывода и прерываний.

Соответствующим соединением выхо.дов регистра 7 сдвига с элемента

И 9 и управляющими входами коммутаторов 11 и 12 информации и адреса соответственно можно установить любую необходимую последовательность тре- 20 бований ввода-вывода и прерываний.

При этом обеспечивается эффективный контроль ЦВМ, так как требования .ввода-вывода поступают в ЦВМ асинх;. ронно по отношению к машинным так- З там и с изменением адресной части ввода-вывода и кода прерывания. Ус-,: ловия работы ЦВМ максимально приближены к реальным, а для многих случаев даже более жесткие. 36

Устройство для тестового, цифровых вычислительных машин контроля обладает рядом технических преимуществ, наиболее важными из которых являются использование контролируемой ЦВМ для самоконтроля, полная имитация и контроль работы ЦВМ с любыми внешними устройствами ° Проверка оСуществляется в реальных сочетаниях исполнения операций и требований приостановов, щ прерываний. При этом контролируется узел обмена и узел приоритета прерываний ЦВМ, а также создается реальная ситуация, в которой может проявиться неисправность. Важным преи45 муществом устройства является и то, что большая часть. аппаратуры, применяемой в устройстве, в штатной работе выполняет свои рабочие функции.

Так, например, блок задания начального адреса программы использует соответствующие регистры пульта управления ЦВМ, а блок индикации по существу является блоком индикации пульта управления ЦВМ, 55

Внедрение предлагаемого устройства для контроля ЦВМ позволит повысить качество выпускаемой продукции за . счет увеличения глубины охвата конт47 l2 ролем оборудования ЦВМ, увеличить производительность труда и снизить затраты на технологическое оборудование. формула изобретения

Устройство для тестового контроля . цифровых вычислительных машин, содер" жащее блок задания начального адреса программы и блок индикации, причем управляющий и информационные выходы блока задания начального адреса программы соединены соответственно с первым. управляющим и первым информационным входами устройства, первый информационный выход устройства соединен с первым входом блока индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения достоверности контроля, в устройство введены триггер, элемент ИЛИ, генератор импульсов, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, блок задания фиксированных исполнительных адресов, счетчик, коммутатор адресов, регистр сдвига, коммутатор информации, регистр адреса, регистр информации, первая и вторая группы элементов И, причем управляющий выход блока задания начального адреса программы соединен с входом триггера, выход которбго соединен с первым входом первого элемента И, выход генератора импульсов соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с установочным входом регистра сдвига, вход окончания обслуживания устройства соединен с соответствующим входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со сдвигающим входом регистра сдвига, первый информационный выход регистра .сдвига соединен с первым входом второго элемента И, с первым управляющим входом коммутатора информации и с первым управляющим входом коммутатора адреса, второй информационный выход регистра сдвига соединен с первым входом третьего элемента И и вторым управляющим входом коммутатора адреса, третий информационный выход регистра сдвига соединен с вторым управляющим входом коммутатора информации, с третьим управляющим входом коммутатора адреса и первым входом четвертого элемента И, четвертый информационный выход реги7 14 венно первую информационную и первую адресную группы выходов устройства, вторые входы элементов И .первой и второй групп образуют соответственно первую и вторую группы входов разрешения приема информации и адреса устройства, выходы второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И образуют группу выходов требований обмена устройства и соединены с вторым входом блока индикации, выход синхронизации устройства соединен с вторыми входами второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого элементов И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N,404089, кл. 6 06 F 11/02, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Н 613323, кл. G 06 F 11/02, 1978 (прототип).

13 96464 стра сдвига соединен с первыми входами пятого, шестого и седьмого элементов И и со счетным входом счетчика, информационный выход которого соединен с первыми информационными входами коммутатора информации и коммутатора адреса, первый и второй выходы блока задания фиксированных исполнительных адресов соединены соответственно с вторым и .третьим информационными входами коммутатора адреса, выход которого соединен с входом регистра адреса, второй информационный вход устройства соединен с вторым информационным входом коммута- И тора информации, выход которого соединен с входом регистра информации, выходы регистров информации и адреса .соединены с первыми входами элементов И первой и второй групп соответ- 20 i ственно, выходы элементов И первой: и второй групп образуют соответст-.

964647

Подписное

Заказ 7 31/29 Тираж 731

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель И. Сигалов

Редактор А. Козориз Техред N. Рейвес Корректор Г Orap