DD153929A1

DD153929A1 - Echtzeit-simulationseinrichtung

Info

Publication number: DD153929A1
Application number: DD22478980A
Authority: DD
Inventors: Peter Hengelhaupt
Original assignee: Peter Hengelhaupt
Priority date: 1980-10-29
Filing date: 1980-10-29
Publication date: 1982-02-10
Also published as: DD153929B1

Abstract

Echtzeit-Simulationseinrichtung eines Test- und Servicegeraetes fuer unterschiedliche Konfigurationen von Mikrorechner-Anwendersystemen. Ziel der Erfindung ist eine Simulation ausgewaehlter Eingabedaten waehrend der echtzeitgetreuen Abarbeitung eines Anwenderprogramms. Die Prozesseingabewerte werden im Moment ihrer Abfrage zur Beeinflussung des normalen Programmlaufs durch Simulationsdaten ersetzt. Die Simulationseinrichtung ist staendig ueber Adress-, Daten- und Steuerleitungen mit dem Anwendersystem und ueber weitere Adress-,Daten- und Steuerleitungen mit der zentralen Recheneinheit des Test- und Servicegeraetes verbunden. Sie besteht aus zwei Schreib/Lese-Speichern, deren Eingaenge ueber eine Adressweiche entweder mit dem Anwendersystem oder der Recheneinheit verbunden sind, einer Simulationssteuerung, einer Durchschaltsteuerung und zwei Ausgaberegistern, die von der zentralen Recheneinheit beschrieben werden. Anwendungsgebiet: Bestandteil eines Test- und Servicegeraetes fuer den Test von Mikrorechner-Anwendersystemen zur Steuerung technologischer Prozesse.

Description

Die Erfindung "betrifft eine Echtzeit-Simulationseinrichtung eines Test- und Servicegerätes für unterschiedliche Konfigurationen von Mikrorechner-Anwendersystemen. Die Möglichkeit der Simulation erstreckt sich hierbei auf Daten, die vermittels Eingabebaugruppen an den Mikrorechner herangeführt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine Simulation ,von Eingabedaten ist dann von Bedeutung, wenn es sich hierbei um Daten eines technologischen Prozesses handelt, der von einem Mikrorechner aus gesteuert und überwacht wird. Die Steuerung und Überwachung erfolgt hierbei im allgemeinen so, daß der Mikrorechner ein Programm abarbeitet, in dessen Verlauf er. alle wesentlichen Daten des Prozesses abfragt, Diese Daten sind Eingabedaten für den Mikrorechner und werden über Eingabebaugruppen, die das Bindeglied zwischen Prozeß und Mikrorechner darstellen, an den. Mikrorechner herangeführt. Der Mikrorechner verarbeitet die abgefragten Eingabedaten und veranlaßt in Abhängigkeit von den Werten der Eingabedaten unterschiedliche Ausgabeoperationen an den technologischen Prozeß. Bei der Inbetriebnahme von Mikrorechnersystemen für derartige Aufgaben kann im allgemeinen nicht davon ausgegangen v/erden, daß während der Inbetriebnahmephase bereits alle Prozeßeingabesignale an das Mikrorechnersystem angeschlossen v/erden können bzw. daß alle angeschlossenen Prozeßeingabesignale vernüftige Werte liefern. In solchen Fällen ist es eine Hilfe für das Inbetriebnahme-Personal, Eingabedaten,die noch gar nicht oder aber in sinnloser Form vorliegen, gezielt zu simulieren,

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d. h. durch willkürlich vorgebbare andere Daten zu ersetzen. Außerdem stellt die Simulation von Eingabe Signalen eine effektive Unterstützung beim Test der im Mikrorechnersystem abgelegten speziellen Software des jeweiligen Anwenders dar, weil hiermit Übergänge in Programmschleifen testbar werden, die nur in Abhängigkeit von bestimmten Werten der Eingabesignale (z. 3. Grenzwerte) erfolgen. Simulationseinrichtungen der beschriebenen Art sind überall dort sinnvoll einsetzbar, wo es um Test und Inbetriebnahme von Mikrorechnersystemen geht, die der Steuerung und Überwachung technologischer Prozesse dienen. Es sind Simulationseinrichtungen bekannt, bei denen andere Eechner, sogenannte Simulationsrechner, die Simulation anwenderspezifischer Systeme übernehmen. Dabei wird der Simulationsrechner mit dem Anwendersystem verbunden und simuliert dessen Umgebung. Unter dem Begriff Umgebung sind hier zu verstehen: Prozeßperiphere Ein/Ausgabebaugruppen sowie der an sie angeschlossene technologische Prozeß und/oder periphere Geräte, insbesondere der EDV-Peripherie (z. B. Display, Drucker, Stanzer, Lochstreifenleser usw.). Wesentlich bei der Durchführung einer solchen Simulation ist die Einhaltung der Echtzeitbedingungen, d. h. das durch Simulation beeinflußte System muß sich mit angeschlossener Simulationseinrichtung zeitlich genauso verhalten, wie ohne Simulationseinrichtung. In den BRD-Patentanmeldungen 23 59 258 und 24 08 003 wurden bereits Echtzeitsteueranordnungen für Simulationseinrichtungen vorgeschlagen. Die dort beschriebenen Anordnungen beziehen sich auf die Simulation der Umgebung von Anwendersystemen, die aas2 oder mehr Rechnern bestehen lind im Lastteilungsverfahren arbeiten.

Die beschriebenen Simulationsanordnungen erfordern zur Durchführung der Simulation einen speziell für diesen Zweck programmierten Simulationsrechner. Zur Durchführung der Simulation ist es ferner notwendig, die aus peripheren Ein/Ausgabebaugruppen bestehende Umgebung des Anwendersystems vollständig von diesem abzutrennen.

Der Nachteil der beschriebenen Anordnung besteht erstens darin, daß sie nur bei einer speziellen Konfiguration von Anwendersystemen anwendbar sind, wodurch die Anwendbarkeit derarti-

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ger Simulationsanordnung stark eingeschränkt wird. Zweitens ist es ein ITachueil, daß zur Durchführung der Simulation ein weiterer Rechner erforderlich ist, denn ein derartiger Simulationsrechner muß mit einem speziell für den Zweck der geweiligen Simulation geeigneten Programm versehen werden, dessen jeweilige Anfertigung arbeitsaufwendig ist. Ein dritter, sehr wesentlicher Nachteil ist der, daß zur Simulation der Umgebung eben diese Umgebung insgesamt vom Anwendersystem abgetrennt werden muß, so daß die Auswirkung einer durch Simulation erfolgten Beeinflussung auf die normale Umgebung nicht mehr erkennbar ist, da nur noch simulierte Umgebung vorhanden ist. Wenn die normale Umgebung aber ein technologischer Prozeß ist, der in Betrieb genommen werden soll, dann ist die Forderung nach totaler Abtrennung der normalen Umgebung nicht erfüllbar, denn es hieße das abzutrennen, was beeinflußt und beobachtet werden soll.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Simulation ausgewählter Eingabedaten während der echtzeitgetreuen Abarbeitung eines Anwenderprogramms zur Steuerung eines technologischen Prozesses.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache und universell anwendbare Echtzeit-Simulationseinrichtung für unterschiedliche Konfigurationen von Mikrorechner-rAnwendersystemen zu realisieren, die es gestattet, Prozeßeingabewerte im Moment ihrer Abfrage zur Beeinflussung des normalen Anwenderprogrammlaufs durch beliebig vorgebbare Simulationsdaten zu ersetzen, wobei die Echtzeit-Simulationseinrichtung Bestandteil eines Test- und Servicegerätes ist, das über eine eigene zentrale Recheneinheit verfügt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Echtzeit-Simulationseinrichtung ständig über Adreß-, Daten- und. Steuerleitungen mit einem Anwendersystem und über weitere Adreß-, Daten- und Steuerleitungen mit einer zentralen Recheneinheit verbunden ist. Die Echtzeit-Simulationseinrichtung ist aufgebaut

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aus zwei Schreib/Lese-Speichern, einem Daten- und einem Kennungspeicher, deren Eingänge über eine Adreßweiche entweder mit den Datenleitungen des Anwendersystems oder der zentralen Recheneinheit verbunden sind. Die Datenleitungen des Kennungsspeichers sind unidirektional mit einer Simulationssteuerung und bidirektional mit den Datenleitungen der zentralen Recheneinheit und die Datenleitungen des Datenspeichers unidirektional über ein Durchschaltteil mit den Datenleitungen des Anwendersystems und direkt und bidirektional mit den Datenleitungen der zentralen Recheneinheit verbunden. Zur Schreib /Lese-Umsteuerung der Speicher sind die Steuerleitungen der zentralen Recheneinheit an ihre weiteren Eingänge geführt. Weiterhin sind zwei Ausgaberegister angeordnet. Der Ausgang des ersten Ausgaberegisters ist an die Adreßweiche und der Ausgang des zweiten Ausgaberegisters an die Simulationssteuerung geführt, die weiterhin eingangsseitig über Steuerleitungen und ausgangssei tig über eine Leitung zur Inaktivierung der Ein/Ausgabe-Baugruppen mit dem Anwendersystem verknüpft ist.

Funktionsbeschreibung: Der Vorgang der Simulation beginnt mit einer Ausgabe der zentralen Recheneinheit an das erste Ausgaberegister, die die Adreßweiche so ansteuert, daß die Adreßleitungen der zentralen Recheneinheit an dem Kennungsspeicher und dem Datenspeicher anliegen. Hiernach sind beide Speicher durch die zentrale Recheneinheit beschreibbar. Der Kennungsspeicher wird auf allen seinen Adressen, die der Gesamtmenge aller möglichen zu simulierenden Eingabe-Adressen entspricht, mit Kodeworten beschrieben. Diese enthalten in verschlüsselter Form die Information, ob die jeweilige Adresse zu simulieren ist oder nicht und um welchen Eingabetyp es sich bei der jeweiligen Adresse handelt, z. B. Analog- oder Digitalwert und weitere Spezifikationen, die sich auf die Struktur des jeweiligen zu simulierenden Eingabegerätes beziehen. Der Datenspeicher wird auf allen jenen Adressen, die zu simulieren' sind, mit den Simulationsdaten beschrieben. Nachdem beide Speicher in der angegebenen Weise beschrieben sind, veranlaßt eine weitere Ausgabe der zentralen Recheneinheit an das erste Ausgaberegister,

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daß die Adreßweiche nunmehr die Adreßleitungen des Anwendersystems an die Speicher durchschaltet, so daß diese während der Echtzeit-Programmabarbeitung im Anwendersystem fortlaufend adressiert werden. Sine weitere Ausgabe der zentralen Recheneinheit an das zweite Ausgaberegister teilt der Simulationssteuerung mit, daß eine Simulation von 3'etzt an zugelassen ist und unter welchen zeitlichen Bedingungen sie ablaufen soll, z. B.: Daten bestehen aus einem Byte oder aus zwei aufeinanderfolgenden Byte. Y/enn nun im Zuge der Echtzeit-Programmabarbeitung auf den Adreßleitungen des Anwendersystems eine Eingabe-Adresse erscheint, für die das im Kennungsspeicher abgelegte Kodewort eine Simulation vorsieht, dann sind die im Kennungsspeicher unter dieser Adresse abgelegten Daten des Kodewortes so beschaffen, daß sie die Simulationssteuerung veranlassen, eine Simulation gemäß der Datenstruktur des Kodewortes auszulösen. Hierzu wertet die Simulationssteuerung zusätzlich zu den Daten des Kennungsspe ichers noch die Ausgangsbelegung des zweiten Ausgaberegisters und die Belegung der Steuersignalleitungen des Anwendersystems aus. Im Ergebnis dieser Auswertung schaltet die Simulationssteuerung die im Datenspeicher adressierten S imul at ions daten über das Durchschalt teil auf die Datenleitungen des Anwendersystems. Während der Dauer der Durchschaltung sendet die Simulationssteuerung ein Signal an das Anwendersystem, das die hierin befindlichen Ein/Ausgabe-Baugruppen in den inaktiven Zustand schaltet und so verhindert, daß auch diese Baugruppen zum gleichen Zeitpunkt Daten auf die Datenleitungen durchschalten und den simulierten ¥ert verfälschen.

Ausführungsbeispiel

Anhand des Blockschaltbildes in Fig. 1 seien die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung erläutert. Hierbei ist die Echtseit-Simulationseinrichtung SI in Verbindung mit dem zu beeinflussenden Anwendersystem ASY und der zentralen Recheneinheit ZRE eines übergeordneten Test- und Servicegerätes, deren Bestandteil sie ist, dargestellt. In die Verbindung der Simulationseinrichtung SI mit dem Anwendersystem ASY ist ein Koppeladapter zwischengeschaltet, der hier nicht dargestellt ist.

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Kernstück der Echtzeit-Simulationseiririchtung SI sind zwei Schreib/Lese-Speicher, der Kennungsspeicher SpK und der Daten-Speicher SpD. Über eine Adreßweiche AW sind beide Speicher entweder mit den Adreßleitungen AIA des Andendersystems ASY oder mit den Adreßleitungen ALZ der zentralen Recheneinheit ZRE eines lest- und Servicegerätes verbunden. Die Datenleitungen DLK des Kennungs speiche rs SpK sind mit einer Simulationssteuerung SIS und mit den Datenleitungen DLZ der ZRE verbunden, die Datenleitungen DLD des Datenspeichers SpD sind über ein Durchschalt teil DST mit den Datenleitungen DLA des Anwendersystems ASY und direkt mit den Datenleitungen DLZ der ZRE verbunden. Die Schreib/Lese-Umsteuerung beider Speicher erfolgt über die' Steuerleitungen SLZ der ZRS. Ferner sind zv/ei Ausgaberegister RA1, RA2 vorgesehen, die von der ZRE beschreibbar sind. Durch entsprechendes Beschreiben von RA1 wird über dessen Ausgangssignal die Umschaltung der Adreßweiche AW gesteuert. Das Ausgaberegister RA2 ist ausgangsseitig mit der Simulationssteuerung SIS und eingangsseitig wie Register RA1 mit der zentralen Recheneinheit ZRE verbunden. Die Simulationssteuerung SIS ist außerdem mit den St euer leitungen SLA und einer Leitung SLI zur Inaktivierung der Ein/Ausgabebaugruppen des Anwendersystems ASY verbunden.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Echtzeit-Simulationseinrichtung bestehen darin, daß

1· die Simulation bei unterschiedlichen Konfigurationen von Anwendersystemen stets mit ein und derselben Simulationseinrichtung durchgeführt werden kann, d. h. die Simulationseinrichtung ist universell anwendbar,

2. die normale Umgebung des Anwender syst ems während der Simulation erhalten und damit deren Reaktion auf die vorgenommene Simulation beobachtbar bleibt,

3· die Simulation nicht den Echtzeitlauf des Anwenderprogramms verfälscht,

4. es möglich ist, Eingabedaten so zu simulieren, daß sie eine zeitabhängige Funktion darstellen,

5· die Simulationseinrichtung sowohl Bestandteil eines Test- und Servicegerätes für Mikrorechnersysteme als auch Bestandteil des zu beeinflussenden Anwendersysteas sein kann, wobei

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Voraussetzung für den letzten Fall ist, daß im Anwendersystem ein leilprosramm und Bedienelemente zur Durchführung der Simulation enthalten sind.

Claims

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Erfindungsanspruch

Echtzeit-Simulationseinrichtung eines Test- und Servicegerätes für unterschiedliche Konfigurationen von Mikrorechner-Anwendersystemen, die es gestattet, Prozeßeingabedaten im Moment ihrer Abfrage zur Beeinflussung des normalen Anv/enderprogrammablaufs durch beliebig vorgebbare Simulationsdaten zu ersetzen, wobei das Test- und Servicegerät über eine eigene zentrale Recheneinheit verfügt, gekennzeichnet dadurch, daß eine Echtzeit-Simulationseinrichtung (S3) ständig über Adreß-, Daten- und Steuerleitungen( ALiI; DM; SLA)mit dem Anwender sys tem (ASI) und über weitere Adreß-, Daten- und Steuerleitungen (ALZ; DLZ; SLZ) mit der zentralen Recheneinheit (ZHE) verbunden ist, daß die Echtzeit-Simulationseinrichtung (SI) aufgebaut ist aus einem Kennungsspeicher (SpK) und einem Datenspeicher (SpD^ deren erste Eingänge über eine Adreßweiche (AW^ die mit einem ersten Ausgaberegister (RA']) verknüpft ist, entweder mit den Adreßleitungen (ALA) des Anwendersystems (ASI) oder den Adreß leitung en (ALZ) der zentralen Recheneinheit (ZRE) verbunden sind, daß der Eennungsspeicher (SpE) unidirektional mit einer Simulationssteuerung (SIS) und bidirektional mit Datenleitungen (DLZ) der zentralen Recheneinheit und der Datenspeicher 05pD) unidirektional über ein Durchschaltteil (DST) mit den Datenleitungen (DLA) des Anwender syst ems und bidirektional mit den Datenleitungen (DLZ) der Recheneinheit verbunden und an beide Speicher Steuerleitungen der Recheneinheit herangeführt sind und daß die Simulationssteuerung (SIS) eingangsseitig über ein zweites Ausgaberegister (RA2) mit der Recheneinheit (ZRE) und direkt mit Steuerleitungen (SLA) des Anwendersystems und ausgangsseitig mit einer Steuerleitung (SLI) zur Inaktivierung der Ein/Ausgabebaugruppen des Anwendersystems (ASY) verbunden ist.

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