CS251428B1

CS251428B1 - Wiring to control microcomputer system operation.

Info

Publication number: CS251428B1
Application number: CS857513A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Kral
Original assignee: Vaclav Kral
Priority date: 1985-10-21
Filing date: 1985-10-21
Publication date: 1987-07-16
Also published as: CS751385A1

Abstract

Zapojení je určeno pro kontrolu čin nosti mikropočítače bez použití operátor ského terminálu a programové podpory. Řídicí sběrnice mikropočítače obsahuje zdroj řídicího signálu začátek strojového cyklu, zdroj řídicího signálu začátek instrukčního cyklu, zdroj signálu potvr zení příjmu přerušení a vstup ready. Čtyři režimy činnosti zapojení jsou vole ny pomocí tlačítek přerušení na adrese, stop na adrese, krokování po instrukcích a krokování po strojových cyklech. V zapo jení jsou tři obvody logického součinu, šest obvodů logického součtu, logický komparátor, klopný obvod, invertor a dal ší prvky. Využití zapojení se předpokládá v oborech pracujících s mikropočítači, například při řízení technologických pro cesů nebo v automatizovaných systémech dispečerského řízení.The circuit is designed to control the operation of the microcomputer without the use of an operator terminal and program support. The microcomputer control bus contains a source of the control signal for the start of the machine cycle, a source of the control signal for the start of the instruction cycle, a source of the signal for confirming the receipt of an interrupt, and a ready input. Four modes of operation of the circuit are selected using the buttons: interrupt at address, stop at address, step by step by instructions, and step by step by machine cycles. The circuit includes three logic product circuits, six logic sum circuits, a logic comparator, a flip-flop, an inverter, and other elements. The circuit is expected to be used in fields working with microcomputers, for example, in the control of technological processes or in automated dispatch control systems.

Description

Vynález se týká zapojení pro kontrolu činnosti mikropočítačového systému..The invention relates to a circuit for monitoring the operation of a microcomputer system.

Dosud používaná zařízení pro kontrolu mikropočítače jsou. značně složitá a nákladná, obvykle vyžadují nákladné periferie, jako je obrazový terminál a logický analyzátor.The microcomputer control devices used so far are. Very complex and expensive, they usually require expensive peripherals such as an image terminal and logic analyzer.

Uvedené nevýhody podstatně zmírňuje zapojení pro kontrolu činnosti mikropočítačového systému podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že řídicí sběrnice mikropočítače, vybavená zdrojem řídicího signálu začátek strojového cyklu, zapojeným na první obvod logického součinu, zdrojem řídicího signálu začátek instrukčního cyklu, zapojeným na první obvod logického součtu,.zdrojem signálu pro potvrzení příjmu přerušení, zapojeným na třetí obvod logického součtu a vstupem read.y, zapojeným na druhý obvod logického součinu je připojena na indikaci řídicí sběrnice, když adresní sběrnice mikropočítače je připojena na indi kaci adresy a logický komparátor, jehož druhý vstup je připojen na tlačítka nastavení adresy. Výstup logického komparátoru je spojen přes druhý obvod logického součtu, první obvod logického součinu s prvním vstupem klopného obvodu. Jeho výstup je spojen jednak s druhým obvodem logického součinu, jednak přes třetí obvod logického součinu s přerušovacím systémem mikropočítače. Tlačítko krokování po strojových cyklech je spojeno jednak přes první obvod logického součtu s prvním obvodem logického součinu, jednak s druhým obvodem logického součtu, jednak přes šestý obvod logického součtu s druhým obvodem logického součinu, jednak s čtvrtým obvodem logického součtu. Tlačítko krokování po instrukcích je spojeno jednak s druhým obvodem logického součtu, jednak s šestým obvodem logického součtu a jednak s čtvrtým obvodem logického součtu. Tlačítko stop na adrese je spojeno jednak s čtvrtým obvodem logického součtu a jednak se šestým obvodem logického součtu. Tlačítko přerušení na adrese je spojeno jednak přes čtvrtý obvod logického součtu, invertor, třetí obvod logického součtu s klopným obvodem a jednak s třetím obvodem logického součinu. Tlačítko krok je spojeno s klop ným obvodem. Datová sběrnice mikropočítače je spojena s indikací dat. Tlačítko, přerušení může být spojeno s pátým obvodem logického součtu, zapojeným mezi třetí obvod logického součinu a přerušovací systém mik- 3 ropočítače. ^{251 428} These disadvantages are substantially mitigated by the circuitry for controlling the operation of the microcomputer system of the invention. It consists in that the microcomputer control bus, equipped with a machine cycle start signal source connected to the first logical product circuit, an instruction cycle start signal source connected to the first logical total circuit, an interrupt reception signal source connected to the third logic sum circuit and the read.y input connected to the second logic product circuit is connected to the control bus indication when the microcomputer address bus is connected to the address indication and the logic comparator whose second input is connected to the address setting buttons. The output of the logic comparator is coupled through the second logic sum circuit, the first logic product circuit to the first flip-flop input. Its output is connected both with the second logic product circuit and through the third logic product circuit with the microcomputer interrupt system. The machine cycle step button is coupled through the first logic sum circuit to the first logic product circuit, to the second logic sum circuit, through the sixth logic sum circuit to the second logic product circuit, and to the fourth logic sum circuit. The step-by-step button is associated with the second logical total circuit, the sixth logical total circuit, and the fourth logical total circuit. The stop button at the address is connected both to the fourth circuit and the sixth circuit. The interrupt button at the address is connected both via the fourth logical total circuit, the inverter, the third logical total circuit with the flip-flop and the third logical circuit. The step button is connected to the flip-flop. The microcomputer data bus is associated with the data indication. The interrupt button can be connected to a fifth logic circuit connected between the third logic product circuit and the microcomputer interrupt system. ^{251 428}

Výhodou zapojení pro kontrolu činnosti mikropočítačového systému podle vynálezu je, že umožňuje konstrukci daleko jednoduššího a lacinějšího zařízení pro daný účel, které může být trvalou součástí mikropočítače. Umožňuje nejen počáteční oživení mikropočítače, ale i ladění programů v pevné paměti a v operační paměti bez použití rerminálu a bez programové podpory. Jeho možnosti se ještě rozšíří spoluprácí se standartním. monitorem mikropočítače.The advantage of the circuitry for controlling the operation of a microcomputer system according to the invention is that it allows the construction of a much simpler and cheaper device for a given purpose, which can be a permanent part of the microcomputer. It allows not only the initial recovery of the microcomputer, but also debugging programs in fixed memory and operating memory without the use of the terminal and without software support. Its possibilities will be further expanded by cooperation with the standard. microcomputer monitor.

Příklad zapojení pro kontrolu činnosti mikropočítačového systému podle vynálezu je znázorněn v blokovém schématu na připojeném výkresu.An example of a circuit for controlling the operation of a microcomputer system according to the invention is shown in the block diagram of the attached drawing.

Řídicí sběrnice 2 mikropočítače spojená s indikací 22 řídicí sběrnice je vybavena zdrojem 28 řídicího .signálu začátek zdrojového cyklu, zdrojem 29 řídicího signálu začátek instrukčního cyklu, zdrojem 27 signálu potvrzení příjmu přerušení a vstupem 30 ready. Zdroj 28 řídicího signálu začátek strojového cyklu je zapojen v sérii s prvním obvodem £ logického součinu, klopným obvodem 8, druhým obvodem 9 logického součinu a vstupem 30 ready. K uzlu mezi klopným obvodem 8 a druhým obvodem 9 logického součinu je zapojena série třetího obvodu 10 logického součinu, pátého obvodu 26 logického součtu a přerušovacího systému 20 mikropočítače. Zdroj 29 řídicího signálu začátek instrukčního cyklu je spojen přes první obvod 5 logického součtu s prvním obvodem £ logického součinu. Zdroj 27 signálu potvrzení příjmu přerušení je spojen přes třetí obvod 12 logického součtu s klopným obvodem 8. Adresní sběrnice £ mikwpočítače je spojena jednak s indikací 19 adresy, jednak s logickým komparátorem 3 spojeným s tlačítky 4 nastavení* adresy. Logický komparátor 3 je dále spojen přes obvod 6 druhého logického součtu s obvodem £ prvního logického součinu. Tlačítko 14 krok je spojeno s klopným obvodem 8. Tlačítko 15 přerušení na adrese je spojeno současně s čtvrtým obvodem 13 logického součtu a s třetím obvodem 10 logického součinu. Tlačítko 15 stop na adrese je spojeno současně přes čtvrtý obvod 13 logického součtu a invertor 21 s třetím obvodem 12 logického součtu a přes šestý obvod 11 logického součtu s druhým obvodem 9 logického součinu.The microcomputer control bus 2 associated with the control bus indication 22 is equipped with a source cycle start signal source 28, a source cycle start signal source 29, an interrupt acknowledgment signal source 27, and an input 30 ready. The machine cycle start signal source 28 is connected in series with a first logical product circuit 6, a flip-flop circuit 8, a second logical product circuit 9 and an input 30 ready. A series of a third logic product circuit 10, a fifth logic circuit 26, and a microcomputer interrupt system 20 are connected to the node between the flip-flop 8 and the second logic 9 circuit. The control signal source 29 of the start of the instruction cycle is coupled via the first logic sum circuit 5 to the first logic product circuit 6. The interrupt acknowledgment signal source 27 is connected via the third logic sum circuit 12 to the flip-flop 8. The address bus 6 of the microcomputer is connected both to the address indication 19 and to the logic comparator 3 connected to the address setting buttons 4. The logic comparator 3 is further connected via circuit 6 of the second logical sum to the circuit 6 of the first logical product. The button 14 step is connected to the flip-flop 8. The interrupt button 15 at the address is connected at the same time to the fourth circuit 13 and the third circuit 10. The stop button 15 at the address is connected simultaneously through the fourth logical sum circuit 13 and the inverter 21 to the third logical sum circuit 12 and through the sixth logical sum circuit 11 to the second logical product circuit 9.

- 4 _- 4 _

251 428251 428

Tlačítko 17 krokování po instrukcích je spojeno současně s čtvrtým obvodem 15 logického součtu, druhým obvodem 6 logického součtu a šestým obvodem 11 logického součtu. Tlačítko 18 krokování po strojových cyklech je spojeno současně s prvním obvodem J? logického součtu, druhým obvodem 6 logického součtu, šestým obvodem 11 logického součtu a čtvrtým obvodem 13 logického součtu. Tlačítko 25 přerušení je spojeno s pátým obvodem 26 logického součtu. Datová sběrnice 23 mikropočítače je spojena s indikací 24 dat. Není-li stisknuto žádné ovládací tlačítko, nemá zapojení pro kontrolu činnosti mikropočítače žádný vliv na běh programu v mikropočítači. Pomocí ovládacích tlačítek 15 přerušení na adrese, 16 stop na adrese, 17 krokování po instrukcích a 18 krokování po strojových cyklech lze nastavit čtyři režimy činnosti zapojení:The step-by-step button 17 is coupled simultaneously to the fourth logical addition circuit 15, the second logical addition circuit 6, and the sixth logical addition circuit 11. The machine cycle stepping button 18 is coupled to the first circuit 11 at the same time. the second circuit 6, the sixth circuit 11 and the fourth circuit 13. The interrupt button 25 is coupled to the fifth logic sum circuit 26. The microcomputer data bus 23 is coupled to the data display 24. If no control button is pressed, the microcomputer wiring has no effect on the microcomputer program run. Four wiring modes can be set using the control buttons 15 break at address, 16 stop at address, 17 step-by-step and 18 step-by-step machine cycles:

1. režim - zastavení při dosažení zvolené adresy. Pomocí tlačítek 4 nastavení adresy - v daném případě je adresa šestnáctibitová a nastavuje se šestnácti tlačítky - se nastaví adresa, na níž má dojít k zastavení programu. Stisknutím tlačítka 16 stop na adrese se zvolí režim činnosti a spustí se program. Při běhu programu v mikropočítači porovnává logický komparátor _3 stav adresní sběrnice 1 mikropočítače se zadanou adresou. Výstup logického komparátoru 3 je v prvním obvodu 2 logického součinu hradlován řídicími signály začátek strojového cyklu a začátek instrukčního cyklu z řídicí sběrnice 2 mikropočítače. Na výstupu prvního obvodu 7 logického součinu se objeví imnuls_; pokud je při běhu programu čtena instrukce ze zvolené adresy. Tento impuls přichází na vstup klopného obvodu 8 a pokud klopný obvod 8 není zablokován logickou nulou na svém vstupu z třetího obvodu 12 logického součtu, objeví se na jeho výstupu k druhému obvodu 9 logického součinu logická jednička. .Odblokování vstupu klopného obvodu 8 od třetího obvodu 12 logického součtu je provedeno pomocí čtvrtého obvodu 15 logického součtu při zvolení kteréhokoliv režimu činnosti. Logická jednička z výstupu klopného obvodu 8 k druhému obvodu 9 logického součinu přichází na vstupy druhého obvodu 9 logického součinu a třetího obvodu 10 logického součinu, ale jen druhý obvod 9 logického součinu je odblokován a signál prochází na vstup 30 readyMode 1 - stop when the selected address is reached. Using the address setting buttons 4 - in this case the address is 16-bit and is set with the sixteen buttons - the address at which the program is to be stopped is set. Press the 16 stop button at the address to select the operation mode and start the program. When the program is running in the microcomputer, the logic comparator 3 compares the state of the address bus 1 of the microcomputer with the specified address. The output of the logic comparator 3 is gated in the first logic product circuit 2 by the start signals of the machine cycle and the start of the instruction cycle from the control bus 2 of the microcomputer. Imnuls appears at the output of the first logic product 7 _; if an instruction from the selected address is read while the program is running. This pulse arrives at the input of the flip-flop 8 and if the flip-flop 8 is not blocked by a logic zero at its input from the third logic sum circuit 12, a logical one appears at its output to the second logic product 9. Unlocking the flip-flop 8 input from the third logic sum circuit 12 is accomplished by the fourth logic sum circuit 15 when any mode of operation is selected. The logical one from the output of the flip-flop 8 to the second logic 9 circuit comes to the inputs of the second logic 9 circuit and the third logic 10 circuit, but only the second logic 9 circuit is unlocked and the signal passes to input 30 ready

- 5 251 428 řídicí sběrnice 2 mikropočítače. Program v mikropočítači se zastaví při čtení instrukce ze zvolené adresy. Stisknutím tlačítka 14 krok se. klopný obvod 8 vynuluje a program pokračuje až do opětovného příchodu na zvolenou adresu. Po dosažení zvolené adresy je také možno přejít do režimu krokování po instrukčriích nebo strojových cyklech.- 5 251 428 control bus 2 microcomputers. The program in the microcomputer stops when reading the instruction from the selected address. Press 14 to step up. the flip-flop 8 resets and the program continues until the selected address is returned. Once the selected address has been reached, it is also possible to switch to stepping mode after instruction or machine cycles.

2. režim - krokování po instrukčních cyklech. Tento režim činnosti se zvolí stisknutím tlačítka 17 krokování po instrukcích. Obvykle bude následovat po zastavení programu na zvolené adrese podle ráwi4. Při zastavení na zvolené adrese ukazuje indikace 19 adresy adresu zvolené instrukce a indikace 24 dat kód instrukce. Logická jednička na vstupu druhého obvodu 6 logického součtu nahradí výstup logického komparátoru 3, jako by byl vždy souhlas zvolené adresy se skutečnou a k nastavení klopného obvodu 8a tím k zastavení procesoru dojde na začátku nejbližšího instrukčního cyklu. Po každém stisknutí tlačítka 14 krok se vykoná právě jedna strojová instrukce mikropočítače a program se opět zastaví. Indikace 19 adresy ukazuje adresu příští instrukce a indikac.e 24 dat instrukční kód. V tomto režimu je možno bez použití operátorského terminálu sledovat, pres které instrukce program prochází.2nd mode - step by step instruction. This mode of operation is selected by pressing the step-by-step button 17. It will usually follow when the program is stopped at the selected address according to ráwi4. When stopped at the selected address, address indication 19 shows the address of the selected instruction and data indication 24 shows the instruction code. The logical one at the input of the second logic sum circuit 6 replaces the output of the logic comparator 3 as if the selected address were always in agreement with the actual one and the flip-flop 8a is set to stop the processor at the beginning of the next instruction cycle. Each time the button 14 is pressed, exactly one machine instruction of the microcomputer is executed and the program stops again. The address display 19 shows the address of the next instruction and the 24 data indication instruction code. In this mode, it is possible to see through which instruction the program passes through without the operator terminal.

3. režim - krokování po strojových cyklech. Režim se zvolí stisknutím tlačítka 18 krokování po strojových cyklech, obvykle po dosažení zvolené adresy v 1. režimu činnosti, v počátečních fázích oživování mikropočítače i při řešetu. Logická jednička na vstupu druhého obvodu 6 logického součtu a na vstupu prvního obvodu 5 logického součtu blokuje porovnávání adresy i hradlování začátku instrukčního cyklu a k zastavení programu dochází v každém strojovém cyklu mikropočítače. Přitom indikace 22 řídicí sběrnice ukazuje stav mikropočítače, indikace 19 adresy a indokace 24 dat ukazuje v prvním strojovém cyklu instrukčního cyklu adresu a kód instrukce a pokud má instrukční cykl více strojových cyklů, v dalších strojových cyklech jsou indikovány adresy a hodnoty operandů. Tento režim umožňuje bez operátorského terminálu a bez programové podpory ladit programy v operační i v pevné paměti mikropočítače, kontrolovat signály řídící sběrnice 2 mikropočítače a pomocí3rd mode - stepping after machine cycles. The mode is selected by pressing the button 18 stepping after machine cycles, usually after reaching the selected address in the 1st mode of operation, in the initial stages of microcomputer recovery even during the solution. The logic 1 at the input of the second logical-sum circuit 6 and at the input of the first logic-sum circuit 5 blocks both address comparison and gating at the beginning of the instruction cycle, and the program stops in each machine cycle of the microcomputer. The control bus display 22 shows the status of the microcomputer, the address display 19 and the data indication 24 indicate the address and instruction code in the first machine cycle of the instruction cycle, and if the instruction cycle has multiple machine cycles, the addresses and operand values are indicated in subsequent machine cycles. This mode allows to debug programs in the operational and fixed memory of the microcomputer, to control signals of the control bus of 2 microcomputers and without

- 6 251 428 logické sondy lokalizovat závady v logice mikropočítače. I když není přímý přístup k obsahům registrů mikropočítače, jsou obsahy registrů indikovány při jejich zápisu do paměti a čtení z paměti.- 6 251 428 logic probes to locate faults in the microcomputer logic. Although there is no direct access to the contents of the registers of the microcomputer, the contents of the registers are indicated when they are written to and read from memory.

4. režim - přerušení programu při dosažení zvolené adresy. Stisknutím tlačítka 12 přerušení na adrese je nastaven čtvrtý režim, který vyžaduje použití operátorského terminálu a programovou podporu. Předpokládá se využití standartního monitoru mikropočítače, který po přerušení programu dává možnost vypsat a měnit obsahy registrů. Zapojení podle vynálezu rozšiřuje možnosti monitoru o ladění programu v pevné paměti, usnadňuje ladění cyklů v programech a pomocí tlačítka 2£ přerušení umožňuje přerušit programy i když probíhá zcela mimo předpokládané a nastavené adresy přerušení. Signál přerušení při dosažení adresy je v pátém obvodu 26 logického součtu sečten se signálem tlačítka 23 přerušení. Činnost zapojení v tomto režimu je zcela stejná jako v 1.'režimu pouze s tím rozdílem, že je uzavřen druhý obvod 9 logického součinu a otevřen třetí obvod 10 logického součinu. Místo zastavení procesoru pomocí vstupu 30 ready řídicí sběrnice 2 mikropočítače přijde požadavek na přerušení na přerušovací systém 20 mikropočítače. Požadavek na přerušení se nuluje signálem potvrzení příjmu přerušení řídicí sběrnice 2 mikropočítače, který se v pátém obvodu 26 logického součtu sčítá s invertovaným signálem z výstupu čtvrtého obvodu 13 logického součtu. Tento signál blokuje klopný obvod 8 v době, kdy není stisknuto žádné tlačítko volby režimu.4th mode - interrupt the program when the selected address is reached. Pressing the interrupt button 12 at the address sets the fourth mode, which requires the use of an operator terminal and program support. It is assumed to use a standard microcomputer monitor, which after interrupting the program gives the possibility to list and change the contents of registers. The wiring according to the invention extends the capabilities of the monitor by tuning the program in fixed memory, facilitates tuning of program cycles, and enables the interrupt button 26 to interrupt programs even when it is completely outside the predicted and set interrupt addresses. The interrupt signal when the address is reached in the fifth logic sum circuit 26 is summed with the signal of the interrupt button 23. The wiring operation in this mode is exactly the same as in Mode 1, except that the second logical product circuit 9 is closed and the third logical product circuit 10 is open. Instead of stopping the processor by means of the ready computer 30 bus control input 2, an interrupt request comes to the microcomputer interrupt system 20. The interrupt request is cleared by the microcomputer control bus 2 acknowledge reception signal, which in the fifth logic sum circuit 26 adds to the inverted signal from the output of the fourth logic sum circuit 13. This signal blocks flip-flop 8 while no mode select button is pressed.

Využití vynálezu se předpokládá ve všech oborech, kde se používají mikropočítače, na příklad při řízení technologických procesů, v automatizovaných systémech dispečerského řízení a podobně.The application of the invention is envisaged in all fields where microcomputers are used, for example in technological process control, automated dispatching control systems and the like.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION _2S142B

CLAIMS 1. A circuit for monitoring the operation of a microcomputer system, characterized in that the microcomputer control bus (2) provided with a control cycle start (28) coupled to a first logic circuit (7), a control signal start (7) source (29). a cycle connected to the first logic circuit (5), the interrupt acknowledgment signal source (27) connected to the third logic circuit (12) and the input (30) ready connected to the second logic circuit (9) is connected on the control bus indication (22) where the address computer (1) of the microcomputer is connected to the address indication (19) and to the logic comparator (3), the second input of which is connected to the address setting buttons (4) and / is connected via the second logical sum circuit (6) * of the first logical product (7) to the first input of the flip-flop (8), the output of which is connected to a second logic product circuit (9), via a third logic product circuit (10), with a microcomputer interrupt system (20), wherein the cycle cycle push button (18) is coupled to the first circuit (7) via the first logical total circuit (5). / logic product, second with logic sum (6), second through logic sum (6) (11) with second logic (9) circuit, and second (13) logic (4) circuit, push button (17) connected to the second circuit (6) of the logical sum, secondly to the sixth circuit (11) of the logical sum and secondly to the fourth circuit (13) of the logical sum, the button / 16 / stop at the address is connected to the fourth circuit (13) of the logical sum. on the one hand with the sixth circuit (11) of the logical total, the interrupt button (15) on the address is connected via the fourth circuit (13) of the logical total, the inverter / 21 /, the third circuit · / 12 / the third circuit (10) of the logic product and the push button (14) is connected to the flip-flop (8),. The data bus (23) of the microcomputer is connected by the indication (24) of the data.

251 428

Wiring according to claim 1, characterized in that the interrupt button (25) is connected to a fifth logical circuit (26) connected between the third logical product circuit (10) and the microcomputer interrupt system (20).