CS216006B1 - obvod pro obnovení činnosti procesoru - Google Patents

Abstract

Obvod pro obnovení činnosti procesoru řeší problém obnoveni činnosti zabezpečeného procesoru při výskytu mimořádného stavu. Obvod podle vynálezu způsobí při výskytu mimořádného stavu zastavení procesoru a jeho opětné spuštění z pevně zvoleného bodu, přičemž se provádí rozlišení, zda příčina mimořádného stavu je bučí trvalá nebo přechodné či v části procesoru, která neznemožňuje pokračování v jiné úloze, případně je-li příčina tohoto stavu z diagnostických důvodů úmyslné. Kromě trvalé příčiny se ve všech ostatních případech provádí likvidace mimořádného stavu s možností pokračování z předem stanoveného bodu návratu. Obvod je použitelný jako doplněk samostatných procesorů pro zpracování dat, zvláště pak pro servisní a diagnostické procesory.

Description

Vynález se týká obvodu pro obnovení činnosti procesoru, to jest přídavného řadičového obvodu, který umožňuje pokus o obnovení činnosti zabezpečeného procesoru při výskytu mimořádného stavu.

Mimořádným stavem zabezpečeného procesoru se rozumí stav, jehož příčinou je selhání technických prostředků procesoru, které se projevuje buč jako sginál PORUCHA, vystupující z obvodů, které provádějí zabezpečení procesoru technickými prostředky, např. hlídače kódů, parity a tak podobně, nebo jako výsledný numerický nesouhlas algoritmického zabezpečení programovými prostředky. Pokud není programován bod návratu, vede často výskyt numerické chyby, stejně jako ve většině případů výskyt signálu FORUCHA na zastavení procesoru, tzn. NESPUŠTĚN, a to i v případě poruchy nahodilého charakteru.

Některé procesory proto bývají vybaveny technickými prostředky pro umožnění funkce RETRY. Principem těchto zařízení je, že u vybraného typu operací se při výskytu mimořádného stavu zahrání uložení výsledků o jiným zařízením, například jiným procesorem, se obslouží opakování operace. Nevýhodou tohoto principu je, že pokud je použit v samostatném procesoru, nebo v procesoru, u kterého se v případě mimořádného stavu jeho samostatnost předpokládá, je jednoúčelové zařízení pro obsloužení zopakování operace neúměrně složité. Jindy bývá použit princip přeruěení, jehož nevýhodou je, že musí být procesor od samého počátku tohoto hlediska navržen, což mimo jiné znamená, že je vybaven sadou přepínatelných registrů a dalšími technickými prostředky poměrně značného rozsahu.

Tyto nevýhody odstraňuje obvod pro obnovení činnosti procesoru podle vynélezu, jehož podstatou je, že se skládá ze tří částí a to prvé části, tj. registrátoru, složeného z prvních a druhých jednobitových pamětí druhu poruchy, z jednobitové paměti vnuceného startu, ze součtového hradla a z jednobitové paměti výskytu poruchy, přičemž vstup každé z prvních a druhých jednobitových pamětí druhu poruchy je propojen⁸jedním ze vstupů součtového hradla a zároveň je jedním ze vstupů z poruchových obvodů procesoru, vstup jednobitové páměti je propojen s dalším ze vstupů součtového hradla a zároveň je vstupem z obvodu nuceného startu procesoru, výstup součtového hradla je propojen se vstupem jednobitové paměti výskytu poruchy, nulovací vstupy všech jednobitových pamětí jsou spolu propojeny na společný nulovací vstup, přičemž výstupy prvních jednobitových pamětí druhu poruchy jsou propojeny do druhé části obvodu a zároveň jsou výstupem podmínek pro procesor, přímé výstupy druhých jednobitových paměti druhu poruchy jsou výstupem podmínek pro procesor, inverzní výstupy druhých jednobitových pamětí druhu poruchy jsou propojeny do druhé části obvodu, výstup jednobitové paměti vnuceného startu je výstupem podmínek pro procesor, přímý výstup jednobitové paměti výskytu poruchy je propojen do druhé části a inverzní výstup do třetí části obvodu, pro z druhé části tj. obvodu spouštění a zastavování procesoru, složeného z prvého součinového hradla, generátoru spouštěcího impulzu, druhého součinového hradla, zpožďovacího obvodu a řadiče, přičemž na jeden vstup prvého součinového hradla je propojen přímý výstup jednobitové paměti výskytu poruchy a další vstupy prvého součinového hradla jsou vstupem z podmínkových obvodů procesoru, výstup prvého součinového hradla je spojen se vstupem generátoru spouštěcího impulzu, výstup generátoru je zapojen na vstup zpožďovacího obvodu a na prvý vstup druhého součinového hradla, přičemž na další vstupy druhého součinového hradla jsou připojeny přímé výstupy prvních jednobitových pamětí druhu poruchy a inverzní výstupy druhých jednobitových pamětí druhu poruchy, výstup zpožďovacího obvodu je propojen na vstup

216 006 řadiče, jehož prvý výstup je propojen do třetí čésti obvodu, a zároveň je zapisovacím výstupem pro procesor, druhý výstup je nulovacím výstupem pro adresový registr paměti instrukcí procesoru, třetí výstup je přesouvacťm výstupem pro adresové obvody pamětí instrukcí procesoru a čtvrtý výstup je spouštěcím výstupem pro řadič procesoru, zatímco výstup druhého součinového hradla je zastavovacím výstupem pro řadič procesoru a z třetí čésti, tj. obvodu pro úklid, obsahující třetí součinové hradlo, prvý registr adresy instrukce a druhý registr poruchového vektoru, má třetí součinové hradle spojen*⁵ jedním vstupem na inverzní výstup jednobitové paměti výskytu poruchy, druhý vstup třetího součinového hradla je taktovacím vstupem z řadiče procesoru, výstup třetího součinového hradla je propojen na vzorkovací vstup čpevého registru, jehož datové vstupy jsou vstupem operačního znaku skokové instrukce z procesoru a datové vstupy jsou vstupem z adresovacího registru paměti instrukcí procesoru, vzorkovací vstup druhého registru je připojen na prvý výstup řadiče, datové vstupy druhého registru jsou vstupem poruchového vektoru z procesoru, přičemž výstupy z prvého registru i z druhého registru jsou výstupem obvodu úklidu pro procesor.

Obvod podle vynálezu umožňuje jednoduchými prostředky provést opětné spuštění z pevně zvolené adresy i samostatného procesoru, který nemusí být vybaven pro funkci přerušení, který je v důsledku mimořádného stavu přímo zastaven a nebe zastaven nepřímo prostřednictvím navrhovaného obvodu.

Po opětném spuštění, při vhodně navrženém programu, mikroprogramu, je procesor schopen pomocí tohoto obvodu rozlišit, zda jde o poruchu trvalou a v případě poruchy přechodné nebo poruchy v čésti procesoru, která neznemožňuje pokračování v jiné úloze, provést analýzu příčin mimořádného stavu a na jejím základě se rozhodnout o případném pokračování eventuálně při vhodně navrženém programu, mikroprogramu, pokračovat z předem stanoveného- bodu návratu. Obvod déle umožňuje provádět orgramově či mikroporgramově automatickou diagnostiku hlídačů procesoru, i když procesor není vybaven zvláštními diagnostickými režimy pro potlačování úmyslně zavlékaných poruch.

Jedno možné konkrétní provedení obvodu podle vynálezu je znázorněno na připojeném výkrese

Obvod pro obnovení činnosti procesoru má tři čésti upravené tak, že prvá Část, registrátor _1, složený z prvních a druhých jednobitových pamětí 10, 11 druhu poruchy, z jednobitové paměti 12 nuceného startu, ze součtového hradla 13 a z jednobitové paměti 14 v-skytu poruchy je propojen tak, že vstup každé z prvních a druhých jednobitových pamětí 10, 11 druhu poruchy je propojen s jedním ze vstupů součtového hradla 13 a zároveň je jedním ze vstupů 110 z poruchových obvodů procesoru, vstup jednobitové paměti 12 je propojen s dalším ze vstupů součtového hradla 13 a zároveň se vstupem 120 z obvodu nuceného startu procesoru, výstup součtového hradla 13 je propojen se vstupem jednobitové paměti 14 výskytu poruchy, nulovací vstupy všech jednobitových pamětí 10, 11, 12. 14 jsou spolu propojeny na společný nulovací vstup 100. přičemž přímé výstupy 101 prvních jednobitových pamětí 10 druhu poruchy jsou propojeny do druhé části obvodu a zároveň jsou výstupem podmínek pro procesor, přímé výstupy 111 druhých jednobitových pamětí 11 druhu poruchy jsou výstupem podmínek pro procesor, inverzní výstupy 112 druhých jednobitových pamětí 11 druhu poruchy jsou propojeny do druhé části obvodu, výstup 121 jednobitové paměti 12 vnuceného startu je výstupem podmínek pro procesor, přímý výstup 141 jednobitové paměti 14 výskytu poruchy je propojen do . wúe+nn 142 do třetí části obvodu, druhé část, obvod 2 pro spouštění

216 006 •a zastavování procesoru, složený z prvého součinového hradla 21, generátoru 22 spouštěcího impulzu, druhého součinového hradla 23. zpožďovacího obvodu 24 a řadiče 25, je propojen tak, že na jeden vstup prvého součinového hradla 21 je propojen přímý výstup 141jednobitové paměti 14 výskytu poruchy, přičemž další vstupy 210 prvého součinového hradla 21 jsou Vstupem z podmínkových obvodů procesoru, výstup prvého součinového hradla 21 je spojen se vstupem generátoru 22 spouštěcího impulzu, výstup 221 generátoru 22 je zapojen jednak na vstup zpoždovacího obvodu 24. jednak na prvý vstup druhého součinového hradla 23, přičemž na další vstupy druhého součinového hradla 23 jsou připojeny přímé výstupy 101 prvních jednobitových pamětí 1C druhu poruchy a inverzní výstupy 112 druhých jednobitových pamětí 11 druhu poruchy, výstup zpoždovacího obvodu 24 je propojen na vstup řadiče 25, jehož prvý výstup 251 je jednak propojen do třetí části obvodu, jednak je zapisovacím výstupem pro procesor, druhý výstup 252 je núlovacím výstupem pro adresový registr paměti instrukcí procesoru a třetí výstup 253 je přesouvacím výstupem pro adresové obvody paměti instrukcí procesorua čtvrtý výstup 254 je spouštěcím výstupem pro řadič procesoru, zatímco výstup 231 druhého součinového hradla 23 je zastavovacím výstupem pro řadič procesoru, třetí část, obvod J pro úklid, obsahující třetí součinové hradlo 32. prvý registr 31 adresy instrukce a druhý registr 30 poruchového vektoru, má třetí součinové hradlo 32 spojené jedním vstupem na inverzní výstup 142 jednobitové paměti 14 výskytu poruchy, druhý vstup třetího součinového hradla 32 je taktovacím vstupem 320 z řadiče procesoru, výstup 321 třetího součinového hradla 32 je propojen na vzorkovací vstup prvého registru 31. jehož datové vstupy 311 jsou vstupem operačního znaku skokové instrukce z procesoru a datové vstupy 310 jsou vstupem z adresového registru paměti instrukcí procesoru, vzorkovací vstup druhého registru 30' je připojen na prvý výstup 251 řadiče 25. datové vstupy 300 druhého registru 30 jsou vstupe)r. poruchového vektoru z procesoru, přičemž výstupy 301 z prvého registru 31 i druhého registru 30 jsou výstupem obvodu úklidu pro procesor.

Obvod pracuje takto: Z poruchových obvodů procesoru přicházejí například dva signály, které nesou informaci o druhu poruchy a zapamatují se v jednobitových pamětech 10, 11 druhu poruchy. Dále přichází z procesoru signál vnuceného startu, který se zapamatuje v jednobitové paměti 12 vnuceného startu. Kromě toho se všechny tyto signály sčítají na součtovém hradle 13 a jehd výstup se pamatuje v jednobitové paměti 14 výskytu poruchy. Výstupy 101. 111, 121 jednobitových pamětí 10, 11 druhu poruchy a jednobitové paměti 12 vnuceného startu je možno testovat v rámci operačního nebo mikrooperačního kódu. Všechny jednobitové paměti 10. 11. 12, 14 je nuluji společným núlovacím signálem. Tuto první část obvodu nazýváme registrátor 1, protože registruje příčinu mimořádného stavu procesoru. V druhé části obvodu, která se nazývá obvodem 2 pro spouštění a zastavování procesoru se na prvém součinovém hradle 21 rozhodne na základě podmínky z procesoru, například, že nedošlo k poruše napájení nebo synchronizace, zda se dále uplatni signál z jednobitové paměti 14 výskytu poruchy. V tomto případě se pak v genérátoru 22 spouštěcího impulzu vygeneruje spouštěcí impulz. Vložený zpožďovací obvod 24 mé zpoždění asi 1(/ krát větáí než je perioda hodinových impulzů, což je dostatečně dlouhé doba na odeznění poruchy přechodného charakteru. Pak se spustí řadič 25. který řídí nutnou činnost procesoru před okamžikem vlastního spuštění, jako je například vynulování adresového registru paměti instrukcí, dále řídí i činnost třetí části obvodu

216 006 a nakonec provede vlastní spuštění procesoru. Výstup druhého součinového hradla 23 působí jako zastavovací výstup pro řadič procesoru a to v době spouštěcího iippulzu jen v případě určité kombinace jednobitových pamětí 10, 11 druhu poruchy v první části obvodu.

To, že se do obvodu přivádí kromě signálu o druhu poruchy také informace o vnuceném startu má diagnostický význam, činnost obvodu je prověřuje před každým spuštěním procesoru. Při opakovaném výskytu signálu o druhu poruchy se provede nov^ spuštění jen v případě, když byla mezitím vynulovaná paměí 14 výskytu poruchy. Této vlastnosti se pak využívá pro blokování nového spouštění po dobu programového nebo mikroprogramového zpracování předcházejícího poruchového hlášení.

Třetí část, obvod j pro úklid, obsahuje jednak registr 31 adresy instrukce, jednak registr 30 poruchového vektoru. Do prvního registru, tj. registru 31 adresy instrukce se nahrává neustále v určité době obsah adresového registru paměti instrukcí, doplněný na odpovídajících místech o operační znak skokové instrukce. Nahrávání je přerušeno nahozením jednobitové paměti 14 výskytu poruchy v první části obvodu, což způsobí zahradlování taktovacího signálu na třetím součinovém hradle 32. V druhém registru, tj. registru 30 poruchového vektoru je uschován v okamžiku určovaném řadičem poruchový vektor procesoru. Obsahy obou registrů 30, 31 je možno přesunout k dalšímu zpracování do operační části procesoru.

Claims (1)

1. Obvod pro obnovení činnosti procesoru, vyznačený tlm, že je složený z prvé části, tj. registrátoru (1), složeného z prvních a druhých jednobitových pamětí (10, 31) druhu poruchy, z jednobitové paměti (12) vnuceného startu, ze součtového hradla (13) a z jednobitlové paměti (14) výskytu poruchy, přičemž vstup každé z prvních a druhých jednobitových pamětí (10, 11) druhu poruchy je propojen s jedním ze vstupů součtového hradla (13) a zároveň je jedním ze vstupů (110) z poruchových obvodů procesoru, vstup jednobitové paměti (12) Jje propojen s dalším ze vstupů součtového hradla (13) a zároveň se vstupem (120) z obvodu vnuceného startu procesoru, výstup součtového hradla (13) je propojen se vstupem jednobitové paměti (14) výskytu poruchy, nulovací vstupy všech jednobitových pamětí (10, 11, 12, 14) jsou spolu propojeny na společný nulovací vstup Í100) přičeiž přímé výstupy (101) prvních jednobitových pamětí UlO) druhu poruchy’ jsou propojeny do druhé části obvodu a zároveň jsou výstupem podmínek pro procesor, přímé výstupy (111) druhým jednobitových pamětí (11) druhu poruchy jsou výstupem podmínek pro procesor, inverzní výstupy. (112) druhých jednobitových pamětí (11) druhu poruchy jsou propojeny do druhé části obvodu, výstup(l21) jednobitové paměti (12) vnuceného startu je výstupem podmínek pro procesor, přímý výstup (141) jednobitové paměti (14) výskytu poruchy je propojen do druhé části a inverzní výstup (142) do třetí části obvodu, z druhé části tj. obvodu (2) pro spouštění a zastavování procesoru, složeného z prvého součinového hradla (21), generátoru (22) spouštěcího impulzu, druhého součinového hradla (23), zpožďovacího obvodu (24' a řadiče (25), přičemž na jeden vstup prvého součinového hradla (21) je propojen přímý výstup (141) jednobitové paměti (14) výskytu poruchy a další vstupy (210) prvého součinového hradla (21) jsou vstupem z podmínkových obvodů procesoru, výstup prvého součinového hradla (21) je spojen se vstupem generátoru (22) spouštěcího impulzu, výstup (221) generýtoru (22) je zapojen

   215 006 na vstup zpožďovacího obvodu (24) a na prvý vstup druhého součinového hradla (23), přičemž na další vstupy druhého součinového hradla (23) jsou připojeny přímé výstupy (101) prvních jednobitových pamětí (10) druhu poruchy a inverzní výstupy (112) druhých jednobitových pamětí (11) druhu poruchy, výstup zpožďovacího obvodu (24) je propojen na vstup řadiče (25), jehož prvý výstup (251) je propojen do třetí části obvodu a zároveň je zapisovacím výstupem pro procesor, druhý výstup (252) je nulovacím vj^stupem pro adresový registr paměti instrukcí procesorů, třetí výstup (253) je přesouvacím výstupem pro adresové obvody pamětí instrukcí procesoru a čtvrtý výstup (254) jo spouštěcím výstupem pro řadič procesoru, zatímco výstup (231) druhého součinového hradla (23) je zastavovacím výstupem pro řadič procesoru, a z třetí části, tj. obvodu (3) pro úklid, obsahující třetí součinové hradlo (32), prvý registr (31) adresy instrukce a druhý registr (30) poruchového vektoru, má třetí součinové hradlo (32) spojené jedním vstupem ne inverzní výstup (142) jednobitové paměti (14) výsotu poruchy, druhý vstup třetího součinového hradla (32) je taktovacím vstupem (320) z řadiče procesoru, výstup (321) třetího součinového hradla (32) je propojen na vzorkovací vstup prvého registru (31), jehož datové vstupy (311) jsou vstupem operačního znaku skokové instrukce^ z procesoru a datové vstupy (310) jsou vstupem z adresového registru paměti instrukcí procesoru, vzorkovací vstup druhého registru (30) je připojen na prvý výstup (251) řadiče (25), datové vstupy (300) druhého registru (30) jsou vstupem poruchového vektoru z procesoru, přičemž výstupy (301) z prvého registru (31) i druhého registru (30) jsou výstupem obvodu úklidu pro procesor.