DE2246863B2 - Einrichtung zur Protokollierung des Programmablaufs in einer Datenverarbeitungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Protokollierung des Programmablaufs in einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage.

Für di'i Prüfung des tatsächlich in einer elektronisehen Datenverarbeitungsanlage ablaufenden Instruktionsflusses, d. h. des tatsächlichen Programmablaufs, wobei hier sowohl die Makro- wie auch die Mikroebene zu verstehen ist, ist die Protokollierung der Instruktionsadressen, die im Zuge des Programm-

JO ablaufes vom Programmspeicher abgerufen wurden, von besonderem Interesse.

Insbesondere für die Durchführung von Instruktionswiederholungen für die Beseitigung sporadischer Fehler ist es bekannt, in sogenannten HilfsSpeichern

j-, diejenige Information zwischenzuspeichern, die für die Durchführung und Wiederholung der Instruktion, die gerade zu einem Fehler geführt hat, erforderlich ist (vgl. z. B. DE-AS 1901036).

Auch die in der DE-OS 1936251 beschriebene

₎₍) Programmprotokollierungseinrichtung ist so ausgelegt, daß sie gerade so viel Programminformation speichern kann, als zu einem Wiederstart nach einem Fehler für die Wiederholung der letzten Operation erforderlich ist. Es ist im Zusammenhang mit der Be-

.!■-, reitstellung von Daten für den Wiederstart ein Hauptspeicherpuffer vorgesehen, der als Stapelspeicher mit Überlauf am unteren Ende (Herausschieben der jeweils ältesten Daten bei Erreichen der Kapazitätsgrenze) betrieben wird.

--,,ι Für eine genaue Analyse eines Programmablaufs ist dieses Verfahren nicht geeignet, da im allgemeinen die Programmabschnitte zu klein sind, die auf diese Weise protokolliert werden können.

Ferner ist für die Prüfung eines Programmablaufs

_v> das sogenannte Adressenstopverfahren bekannt, bei dem eine bestimmte Instruktionsadresse, deren Auftreten für einen bestimmten Programmablauf überprüft werden soll, in ein besonderes Instruktionsadressenregister eingegeben wird. Diese Adresse wird

_w) nun laufend mit den Instruktionsadressen verglichen, die bei einem Programmablauf in das Instruktionsadressenregister des Programmspeichers für den Abruf der Instruktionen eingegeben werden. Beim Auftreten der überwachten Adresse wird dann ein

_br, Maschinenstop vorgenommen.

Dieses Verfahren hat im wesentlichen den Nachteil, daß langwierige Versuche notwendig sind, um herauszufinden, welchen Weg ein Programm tatsächlich ge-

nonimen hat.

Ein weiteres Verfahren, das für die Prüfung des Programmablaufs bekannt wurde, ist das sogenannte Mikroinstruktionsschrittverfahren. Bei diesem Verfahren wird generell die Maschine nach jedem durch- ~> geführten Mikroinstruktionsschritt gepoppt, so daß die tatsächlich vorliegende Instruktionsadresse mit der laut Programm vorliegenden Adresse verglichen werden kann. Nach jedem Maschinenstop und jeder Adressenüberprüfung muß dann wieder die Starttaste κι gedrückt werden, damit das Datenverarbeitungssystem für die Ausführung der nächsten Mikroinstruktion wieder anlaufen kann. Auf diese Weise muß der gesamte Programmablauf, Mikroinstruktion für Mikroinstruktion durchgetastet werden. r>

Dieses Verfahren ist besonders zeitraubend, umständlich und für eine automatische Programmprüfung gänzlich ungeeignet. Ferner ist, da dieses Verfahren keinen Realzeitablauf ermöglicht, die Gefahr sehr groß, daß aus dem festgestellten Ablauf falsche Schlüsse gezogen werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Einrichtung anzugeben, die für eine vielseitige automatische Prüfung größerer Programmabschnitte geeignet ist, wobei insbesondere die Prüfung des kor- 2> rekten Ablaufs nicht sequentieller Programmteile erleichtert werden soll.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung jo des Gegenstandes der Erfindung ist dem Unteranspruch zu entnehmen.

Gegenüber den bisher bekanntgewordenen Verfahren und Anordnungen zur Programmprüfung, bietet die erfindungsgemäße Lösung den Vorteil einer r, sehr großen Anwendungsflexibilität, da durch den wählbaren Protokollmodus, je nach Prüfzweck, eine genauere Aussage oder eine weiter in die Vergangenheit reichende Aussage über den tatsächlichen Programmablauf gemacht werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines durch Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Teils einer digitalen elektronischen Datenverarbeitungsanlage, in der 4-, die Anordnung der Erfindung enthalten ist,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Beispiels für einen Programmablauf,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Belegung des in der Erfindung verwendeten Protokollspeichers, -,o

Fig. 4 eine schematische Darstellung des verwendeten Modusschalters, und

Fig. 5 ein Impulsdiagramm zur Veranschaulichung der Steuervorgänge für die Protokolleinrichtung gemäß der Erfindung. -,5

Fig. 1 zeigt nun eine Schaltungsanordnung, die Programmschritte in der Weise protokolliert, d. h. aufzeichnet, daß sie die Adressen der Instruktionen, die im Zuge der Bearbeitung eines Programms ausgeführt oder adressiert werden, in einen Speicher (AS) _bo 19 eingespeichert. In diesem Speicher befindet sich also die Adresse der gerade in der Ausführung befindlichen Instruktion und eine bestimmte Anzahl der zuvor ausgeführten Instruktionen, wobei diese Anzahl lediglich von der Speicherkapazität des Speichers 19 _b5 abhängt.

Diese Abspeicherung der Instruktionsadressen in der natürlichen Sequenz ihres Ablaufes wird an sich,

d. h. wie es bekannt ist, für einen künftigen Fehlerfall vorgenommen, bei dem die Beseitigung sporadischer Fehler durch die Wiederholung einer oder mehrerer letzter Instruktionen, im allgemeinen Mikroinstruktionen, meist erfolgreich verläuft. Diese Instruktionswiederholung kann mehrmals so lange hintereinander vorgenommen werden, bis der Fehler nicht mehr festgestellt wird. Wenn der Fehler allerdings nach einer vorgegebenen Anzahl von Instruktionswiederholungen immer noch vorliegt, muß mit einem harten Komponente nfehler gerechnet und die Maschine gestoppt werden. Für die Zwecke der Instruktionswiederholungen zur Beseitigung sporadischer Fehler braucht an die Speicherkapazität des Speichers 19 keine allzu hohe Anforderung gestellt zu werden.

Diese, in einer Maschine meist ohnedies vorhandene Einrichtung für eine Instruktionswiederholung kann auch für eine weitergehende Fehleranalyse verwendet werden, die sich besonders, gut für die Analyse von Programmfehlern eignet, mit deren Hilfe aber auch Schaltkreisfehler analysiert werden können, die zu einem falschen Programmablauf geführt haben.

Bevor nun im folgenden die verschiedenen Betriebsarten der erfindungsgemäßen Protokolleinrichtung erläutert werden, wird zunächst ein kurzer Überblick über den in Fig. 1 dargestellten Teil eines elektronischen Datenverarbeitungssystems gegeben.

Dieses System enthält den bekannten Steuerspeicher (CS) 4, in dem das Steuerprogramm (Mikroprogramm) gespeichert ist. Die Ansteuerung dieses Steuerspeichers 4 erfolgt über die Adressensammelleitung (AB) 23. Die an der adressierten Stelle ausgelesene Instruktion wird in das Operationsregister 9 übertragen und dort für die weitere Verarbeitung zwischengespeichert. Über die Adressensammelleitung (ABl) 22, das UND-Tor 8 und das ODER-Tor 2 gelangt dann der Adressenteil wieder auf die Adressensammelleitung 23, um erneut den Steuerspeicher 4 anzusteuern und die nächste Instruktion abzurufen. Die Aneinanderkettung der Mikroinstruktionen zu Haupt-, Unter- oder TRAP-Routinen erfolgt im allgemeinen mit Hilfe des Modifizierers (MOD) 1, der den Adressenwert um 1 erhöht und auf diese Weise veranlaßt, daß die nächste Mikroinstruktion vom benachbarten Speicherplatz im Steuerspeicher 4 abgerufen wird. Der Weg, den dabei die Instruktion nimmt, verläuft vom Modifizierer 1 über die Adressenleitung 24, das Instruktionsadressenregister (IAR) 10, das UND-Tor 7 und das ODER-Tor 2, zu der Adresscn-Sammelleitung 23.

Weitere Eingänge des ODER-Tores 1 sind der TLU-Eingang und der TRAP-Eingang; sie sind damit ebenfalls Lieferanten für Instruktionsadressen, wobei sie meist die Adresse der ersten Instruktion einer besonderen Routine, d. h. eines Unterprogramms, beispielsweise SR oder TR in Fig. 2 zur Verfügung stellen. Mit dem TLU-Eingang (table look up) wird meistens eine bestimmte Position in einer Tabelle angegeben. Der TRAP-Eingang zwingt ein Programm auf eine bestimmte Adresse, von der ab im Steuerspeicher 4 ein spezielles Unterprogramm abgerufen wird. Das Besondere einer TRAP- Adresse liegt darin, daß sie eine Verzweigung des Hauptprogramms zu dem entsprechenden Unterprogramm darstellt, die nicht vom Mikroprogramm der Maschine gesteuert wird.

Die in Fig. 1 im Ausschnitt dargestellte Datenverarbeitungsanlage arbeitet mit einem kleinen Dienst-

rechner SVP (nicht dargestellt) zusammen, dem die Aufgaben der Steuerprogrammladung, der Fehlerüberwachung und Fehleranalyse des Systems übertragen sind. Er überträgt Information über die Leitung (5KL1) 20 zu dem System und empfängt Information über die Leitung (SVL2) 21 von dem System. Unter Information werden hier sowohl Instruktionen, als auch Daten und Zeitsteuersignale (Taktsignale) verstanden.

Für die Programmfehlerüberwachung und -analyse sowie für die Beseitigung sporadischer Fehler kann die in Fig. 1 im Ausschnitt dargestellte Datenverarbeitungsanlage, gesteuert von dem Dienstrechncr SVP in drei verschiedene Protokoll- oder Prüfmodi eingestellt werden. Die Einstellung erfolgt hierbei mit Hilfedes Modusschalters (MOS) 17, der vom Dienstrechner über die Leitung 20 gesteuert wird.

Im Modus 1 wird der Adressenzähler (AC) 18, der für die entsprechende Adressierung des Speichers 19 vorgesehen ist, mit Hilfe der Impulse ADVl so gesteuert, daß bei einer Verzweigungsinstruktion stets die Sprungadresse gespeichert wird.

Wie Fig. 3 zeigt, ist die Kapazität des Speichers 19 für die Aufnahme von 16 Adressenwerten ausgelegt. Der Inhalt bis zur Speicherstelle 9, auf die der Zeiger PTR zeigt, ergibt sich aus dem in Fig. 2 dargestellten Programmablauf.

Das Programm beginnt mit dem Sprung zur Adresse Ml, der ersten Mikroinstruktion der Hauptroutine MR. Bei der Darstellung in Fig. 2 stellt ein Kästchen immer eine Mikroinstruktion Ml dar. Die Hauptroutine MR wird dann unverzweigt durchlaufen, bis zur Instruktion mit der Adresse /V/4. Diese Instruktion ist eine bedingte Verzweigungsinstruktion, deren Bedingung in der Maschine noch nicht vorliegt. Die Hauptroutine wird dann weiter verfolgt bis zur Instruktion mit der Adresse M8, die ebenfalls wieder eine Verzweigungsinstruktion ist, deren Bedingung aber im Gegensatz zum Zeitpunkt der Ausführung der Instruktion /V/4 bereits vorliegt.

Die Hauptroutine MR wird nun verlassen und das Mikroprogramm verzweigt, wie vorher festgelegt wurde, zu der Mikroinstruktion 51 einer Subroutine SR. Der zweite Speicherplatz des Hilfsspeichers wird deshalb im Modus 1 mit der Sprungadresse 51 aufgefüllt.

Das Mikroprogramm verläuft dann kontinuierlich von der Mikroinstruktion 51 bis zur Mikroinstruktion 54, die wiederum eine bedingte Verzweigungsinstruktion ist, deren Bedingung erfüllt ist.

Wie F-"ig. 2 zeigt, springt dann das Mikroprogramm auf die Instruktion mit der Adresse 57 in der Subroutine SR. Diese Subroutine wird dann bis zu ihrem Ende durchlaufen, von wo aus ein Rücksprung in die Huupiroutinc MR zu der Stelle erfolgt, an der sie verlassen worden war. Die Subroutine verzweigt daher in die Hauptroutine an die Stelle der Mikroinstruktion M9 zurück. Es erfolgt von dieser Instruktion ab wieder eine kontinuierliche Verarbeitung der Hauptroulinc bis zum Ende der Mikroinstruktion /V/18, da die bedingte Verzweigungsinstruktion Λ717 wegen des nicht Vorliegens der erforderlichen Maschinenbedingung nicht zu einer Verzweigung des Mikroprogramms führt.

Nach der Verarbeitung der Mikroinstruktion /V/18 tritt ein TRAP auf, eine automatische und nicht vom Mikroprogramm gesteuerte Verzweigung zur TRAI'-Routinc TR.

Dieses führt im Speicher 19 bei einer eingestellten Protokollierung im Modus 1 nach der Speicherung der Adressen 57, M9 zur Eintragung der Adresse 71 der ersten Mikroinstruktion der TRAP-Routine TR (vgl. Fig. 2 und 3). Es folgt nach der Verarbeitung der Mikroinstruktion mit der Adresse Ti die Verarbeitung der TRAP-Routine bis zur Mikroinstruktion mit der Adresse 74, die wieder eine bedingte Verzweigungsinstruktion ist, deren Bedingung erfüllt ist und die wieder zur ersten Mikroinstruktion der Subroutine SR führt. Es wird deshalb in die Speichcrstellc 5 des Speichers 19 diese Adresse eingetragen.

Das Mikroprogramm läuft nun in der Subroutine SR weiter, bis zur bedingten Verzweigungsinstruktion mit der Adresse 54. Da die Maschinenbedingung als bereits vorliegend angenommen wird, erfolgt eine Programmverzweigung mit einem Sprung zur Instruktionsadresse 57. Diese Instruktionsadresse wird im Modus 1 auf den nächsten Speicherplatz im Speicher 19 geschrieben. Die nächste Mikroinstruktion mit der Adresse 58 ist die letzte Mikroinstruktion der Subroutine und sie dient dazu, das Mikroprogramm wieder in die Routine zurückspringen zu lassen, aus der es angesteuert worden war.

Das heißt, im vorliegenden Falle springt das Mikroprogramm wieder in die TRAP-Routine TR und zwar zu der Mikroinstruktion mit der Adresse TS. Die TRAP-Routine wird bis zu ihrem Ende durchlaufen, an dem sich eine Mikroinstruktion mit der Adresse 710 befindet. Diese Instruktion sorgt dafür, daß das Mikroprogramm wieder in die Hauptroutine MR an die Stelle zurückspringt, an der sich eine Mikroinstruktion befindet, die als nächste ausgeführt worden wäre, wenn keine Programmverzweigung hätte durchgeführt werden müssen. Im vorliegenden Beispiel der Fig. 2 ist dieses die Mikroinstruktion mit der Adresse M19.

Wie Fig. 2 weiter zeigt, wird die Hauptroutine MR nun weiter kontinuierlich durchlaufen, bis zur Mikroinstruktionsadresse /V/22, die wiederum eine bedingte Verzweigungsinstruktion angibt. Im vorliegenden Beispiel wird erneut angenommen, daß die Bedingung für die Verzweigung bereits in der Maschine vorliegt, so daß diese Verzweigung durchgeführt wird und das Mikroprogramm zu einer Instruktion mit der Adresse M2S springt. Wie Fig. 3 nun zeigt, befinden sich im Speicher 19, wenn er im Modus 1 betrieben wird, alle Sprungadressen, das sind diejenigen Adressen von Mikroinstruktionen, zu denen das Mikroprogramm verzweigt ist, wenn es seine normale Folge auf Grund externer oder interner Bedingungen zur Durchführung anderer Routinen verlassen mußte. Die 16 Speicherstellen des Speichers werden also kontinuierlich, d. h. mit aufsteigender Adresse mit diesen Sprungadressen belegt. Am Ende des betrachteten Abschnitts des Mikroprogramms zeigt der Zeiger PTR auf die Speicherstelle 9, in der sich die letzte Sprungadresse /V/28 befindet.

Wie eingangs bereits erwähnt wurde, können für die Mikroprogrammprüfung durch die Protokollierung gemäß der Erfindung insgesamt drei Betriebsarten, abhängig von dem Zweck der Prüfung, eingestellt werden.

Im Modus 2 wird, wie Fig. 3 zeigt, der Speicher 19 nicht nur mit der Sprungadresse, sondern auch mit der Absprungadresse (von-Adresse) belegt. Es wird, ebenso wie im Modus 1, zunächst die Startadresse M\ in die erste Speicherstelle des Speichers 19 eingcspci-

chert. Da das Mikroprogramm dann unverzweigt bis zur Mikroinstruktion mit der Adresse MH weiterläuft, wird keine weitere Eintragung von Zwischen-Mikroinstruktionen vorgenommen. Da die Mikroinslruktion mit der Adresse MH eine bedingte Verzweigungsin- ι struktion ist, deren Bedingung bereits erfüllt ist, muß hier die Hauptroutine MR verlassen werden, was zur Eintragung der Absprungadresse MH in der nächsten Speicherzelle des Speichers 19 führt. In die nächste Speicherstelle wird dann die zugehörige Sprung- in adresse 51 eingetragen, so daß nun stets Absprung- und Sprungadresse einer Programmverzweigung in benachbarten Speichcrstellcn des Speichers 19 stehen.

Dieses Verfahren wird weiter fortgesetzt, so daß schließlich für den betrachteten Mikroprogrammab- r> schnitt sich als vorletzte und letzte Eintragung in den Speicher 19, wenn er im Modus 2 betrieben wird, die Absprungadresse M22 und die Sprimgadresse M28 befinden.

Der Zeiger PTR, der stets auf die letzte Eintragung 2» in den Speicher 19 zeigt, weist im Falle des Modus 2, wie Fig. 3 zeigt, auf die dritte Speichcrstellc. Bei einem Durchzählen der Eintragungen in diesen Speicher stellt man fest, daß insgesamt 19 Adressen zu dem Speicher übertragen wurden. Da dieser Speicher 2"> aber nur insgesamt 16 Spcicherstellen besitzt, müssen besondere Maßnahmen getroffen werden. Die im Beispiel der Fig. 3 erkennbare Maßnahme besteht darin, daß stets die älteste Eintragung zugunsten der jüngsten Eintragung gelöscht und somit deren Spei- m chcrplatz für die Speicherung der jüngsten Adresse freigemacht wird. Für den vorliegenden Fall bedeutet dies, daß die Speicherplätze 0 bis 2 für die Eintragung der 17. bis 19. Adresse freigemacht wurden.

Da der Zeiger, wie bereits erwähnt wurde, stets auf j-> die jüngste Eintragung im Speicher 19 weist, ist auch stets die älteste Eintragung sofort lokalisicrbar; sie befindet sich nämlich in der Speichcrstelle, die sich unmittelbar unter dem Zeiger PTR befindet. Auf diese Weise ist in 16 sequentiellen Speicherplätzen 4» die Historie der Verzweigungscharakteristik eines bestimmten Mikroprogrammabschnittes aufgezeichnet. Da die alten Eintragungen stets gelöscht werden, ist also der betrachtete Programmabschnitt stets der aktuellste, r,

In der dritten Betriebsart schließlich, dem Modus 3, werden alle Mikroinstruklionsadresscn in der Sequenz, wie sie auftreten, im Speicher 19 gespeichert. Dieser Modus 3 ist für die Instruktionswiederholung im Fehlerfalle, die an sich bekannt ist und für die Be- -,(> scitigung sporadischer Fehler in einem System angewendet wird, besonders geeignet. Bei dieser Instruktionswiederholung wird diejenige Instruktion, und einige in der Sequenz vorher liegende Instruktionen, bei denen eine Fehlerprüfschaltung angesprochen und ■-,-, damit eine Fehleranzeige geliefert hat, so oft wiederholt, bis die Operation fehlerfrei ausgeführt wurde. Im allgemeinen wird die Zahl der Wiederholungen begrenzt, um zu verhindern, daß die Maschine nur noch Wiederholungsoperationen ausführt. Wenn also _Wl eine bestimmte Zahl von Instruktionswiederholungen nicht zu einem fehlerfreien Resultat geführt haben, wird davon ausgegangen, daß es sich bei dem festgestellten Fehler nicht mehr um einen sporadischen, sondern um einen permanenten Fehler handelt, der _h<j im allgemeinen durch einen Komponenlendcfekt verursacht worden ist.

Wie der Vergleich der Fig. 2 und 3 zeigt, wird also im Modus 3 der bereits im Zusammenhang mit dei Modi 1 und 2 betrachtete Mikroprogrammabschnit so im Speicher 19 aufgezeichnet, daß die Adresse je der Mikroinstruktion in genau der Reihenfolge in dei Speicher 19 eingegeben wird, wie sie vom Steuerspei eher 4 oder dem Operationsregister 9 im Zuge de Verarbeitung abgerufen wurde.

Auch im Modus 3 ist es so, daß der Zeiger PTL· auf die Speicherstelle im Speicher 19 zeigt, die di< jüngste Eintragung einer Instruktionsadresse beinhal tct. Deshalb ist, wenn auch weiter oben stehendi Speicherstellen für die Aufnahme der jeweils neuestei Adressen infolge der beschränkten Speicherkapazitä des Speichers 19 gelöscht werden müssen, stets seh einfach festzustellen, wo sich im Hilfsspeichcr di< Nahtstelle zwischen der jüngsten und der ältestei Eintragung einer Mikroinstruktionsadresse befindet

Die Wirkungsweise des Modusschalters 17, de letztlich für die gewünschte Belegung des Speicher: 19 mit Instruktionsadressen verantwortlich ist, win nun im folgenden an Hand der Fig. 4 und 5 erläutert Wie Fig. 4 zeigt, besteht dieser Schalter im wesentli chen aus den UND-Toren 40 bis 45 und den ODER Toren 46 bis 48. Die Steuersignale für den Modus schalter 17 werden über die Systemsteuerlcitunj (SCL) 25 von der nicht dargestellten Taktsteuerunj des Systems sowie einer ebenfalls nicht dargcstclltei Steuerung, die das Signal BR erzeugt, oder aber übe die Leitung 20. von dem ebenfalls nicht dargestelltei und bereits erwähnten Dienstrechner (SVP) übertra gen.

Die Ausgangssignale des Modusschalters 17 sim Schreibsignale WTl bis WT3, die über die Schreiblei tung ( WTL) 26 zu dem Speicher 19 übertragen wer den. Weitere Ausgangssignale des Modusschalters 1" sind die Fortschaltesignalc ADVl bis ADV3, die übe die Zählerweiterschalteleitung (ADVL) 27 zu den Adressenzähler 18 übertragen werden, der die Adres sierung der Speichcrstellen im Speicher 19 steuert

Die Eingangssignale, die für die Steuerung des Mo dusschalters 17 vom System her übertragen werden sind die Modussignale MODI bis MODi, mit derei Hilfe der gewünschte Protokollmodus selektiert wird Für die Einstellung einer der genannten drei Mod ist daher Voraussetzung, daß nur ein Modussignal entweder MODI oder MODI oder MODi zu den Modusschalter 17 übertragen wird. Weitere Ein gangssignale sind das Signal BR, das immer dann ii der entsprechenden, nicht dargestellten Stcucreinhei des Systems vorliegt, wenn für den Abruf einer Mi kroinstruktion das Instruktionsadressenregister K nicht selektiert wurde. Dieses ist stets dann der Fall wenn eine Verzweigungsinstruktion in einer Instruk tionsfolge vorliegt.

Ein weiteres Eingangssignal, das vom System he übertragen wird, ist das Signal PB, das dem Maschi nentakt in einer ganz bestimmten Phasenlage ent spricht'.

Schließlich weiden auch die einem Zeitring l· (Fig. 5), der mit den /'/i-Inipulscn synchronisiert ist entnommenen Taktperioden 70 bis 7'2 vom Systcn zu dem Modusschalter 17 übertragen.

Wie bereits früher erwähnt winde, wird beim Pro tokollbctrieb im Modus 1 von einer Verzwcigungsin struktion immer nur die Sprungadresse in den Spei eher 19 eingetragen. Wenn man bei der nachstehen den Erläuterung davon ausgeht, daß sich de Adrcssenzähler 18 in einer Position befindet, in dei

die Speicherstelle 0 des Hilfsspeiehers 19 adressiert ist, dann wird in diese Stelle beim Auftreten der nächsten Verzweigungsinstruktion, die tatsächlich vom System durchgeführt wird, deren Sprungadresse eingeschrieben. Diese Verzweigungsmikroinstruktion sei beispielsweise in Fig. 5 die Instruktion A, die in den Zeilen c) bis e) im Bereich der beiden Maschinenzyklen /V — 1 und Ndargestellt ist. Zur Zykluszeit N— 1, beginnend mit der Taktperiode Tl bis zum Ende der Taktperiode 7Ί, befindet sich die Adresse dieser Instruktion A im Steuerspeicheradressenregister 3 (vgl. Zeile c) in Fig. 5). Die Mikroinstruktion wird dann aus dem Steuerspeicher 4 aus- und in das Operationsregister 9eingelesen. Dort befindet sie sich vom Ende der Taktperiode 70 im Zyklus N-I bis zum Ende der Taktperiode 70 im Zyklus N (vgl. Zeile d) in Fig. 5).

Die nun im Operationsregister 9 befindliche Mikroinstruktion wird im Funktionsdecodierer Il decodiert und zur Ausführung in das Funktionsregister 12 übertragen. Dort befindet sie sich vom Beginn bis zum Ende des Zyklus N (vgl. Zeile e) in Fig. 5).

Während dieses Zyklus N ist also die Maschine in der Lage, festzustellen, ob es sich bei der gerade aus dem Steuerspeicher 4 ausgelescnen Mikroinstruktion um eine Verzweigungsinstruktion handelt. Um nun die Sprungadresse, die einen Teil dieser Mikroinstiuktion bildet, speichern zu können, muß zusätzlich zur Adresse, die ja der Adressenzähler 18 liefert, noch ein Schreibimpuls WTi zu dem Hilfsspeicher 19 übertragen werden, damit er die im Steuerspeicheradressenregister 3 befindliche Sprungadresse /1+1, die über die Adressenleitung (ADRL) 28, zu dem Speicher 19 übertragen wird, einspeichern kann. Dieses Schrcibsignal WTi wird über die Schreibleitung ( WTL) 26 zu dem Speicher 19 übertragen.

Im Modus I (MODI) wird der Schreibimpuls WTl von dem UND-Tor 40 erzeugt und über die Leitung 50 und das ODER-Tor 46 über die Schreiblcitung 26 zu dem Speicher 19 übertragen. Der Schreibimpuls im Modus 1 wird immer dann erzeugt, wenn an dem UND-Tor 40 ein Signal anliegt, das den Modus 1 repräsentiert, außerdem der Taktimpuls PB sowie die Taktperiode 7X) an seinen Eingängen anliegt.

Da vorausgesetzt worden war, daß die Speicherstelle 0 des Speichers 19 vom Adresscnzähler 18 angesteuert wurde, wird sich nach der Übertragung des Schreibimpulses WTl zu dem Hilfsspeicher 19 die Sprungadresse /1 + 1, die zuvor vom Operationsregister 9 (vgl. Fig. 1) über die Leitung 22, das UND-Tor 8, das ODER-Tor 2 und die Leitung 23 s'.u dem Steuerspeieheradrossenregistcr 3 übertragen worden war, nun in der Speicherstelle 0 des Hilfsspeiehers 19 befinden.

Die Weiterschaltung des Adressenzählers 18 auf tier Speicherstelle 1 im Hillsspeicher 19 erfolgt, wenn weiterhin der Modus 1 eingeschaltet ist, mit Hilfe des Weiterschaltungsimpulses ADVV. Dieser wird, wie Fig. 4 zeigt, von dem UND-Tor 41 erzeugt und über die Leitung 51 und das ODER-Tor 47 über die Weiterschaltinipulsleitung (ADVL) 27 zu dem Adiressenzähler 18 übertragen.

Dieses Wcitersehaltesignal ADVl wird immer dann erzeugt, wenn an einem der Eingänge des UND-Tores 41 ein Signal anliegt, das den Modus 1 repräsentiert. Ferner wird gleichzeitig ein Taklimpuls PB sowie die Taktperiode 7Ί benötigt (vgl. Fig. 5, Zeilen a), b), g)). Die vierte Bedingung für die Erzcugung des Weiterschalteimpulses ADVl durch das UND-Tor 41 ist das Signal BR, das. wie bereits erwähnt wurde, immer dann vom System generiert wird, wenn das Instruktionsadressenregister 10 in Fig. 1 ι nicht selektiert wurde. Dieses ist also immer dann der Fall, wenn das Mikroprogramm nicht kontinuierlich, sondern mit einem Sprung zu einer Adresse außerhalb der Sequenz fortgesetzt wird. Anders gesagt, wird dieses Signal BR immer dann erzeugt, wenn die Adresse

ίο der nächsten auszuführenden Mikroinstruktion entweder über das UND-Tor 5, 6 oder 8 über den Weg ODER-Tor 2 und Leitung 23 zu dem Steuerspeicheradressenregister 3 übertragen wird (vgl. Fig. I).
Wenn aber die in der Zykluszeit /V— 1 adressierte.

i) dann ausgelesene und sich während der Zykluszeit /V im Funktionsregister 12 befindliche Mikroinstruktion keine Verzweigungsinstruktion ist, dann wird dieses Signal BR nicht erzeugt und auch der Weitersehalteimpuls ADVl von dem UND-Tor 41 nicht gene-

2(] riert. Das hat zur Folge, daß die in der zuletzt adressierten Speicherstelle des Speichers 19 befindliche Adresse so lange mit neuen Adressenwerten überschrieben wird, als keine Verzweigungsinstruktion festgestellt wird. Wird aber eine Verzweigungsin-

1-) struktion festgestellt, dann wird die Sprungadresse in diese Speicherstelle eingeschrieben und unmittelbar danach der Adressenzähler 18 weitergeschaltet, so daß die Sprungadresse nicht mehr von anderen Adressen überschrieben werden kann und somit erhalten bleibt.

Im Modus 2 sollen die Adresse der Verzweigungsinstruktion (Absprung) und die Sprungadresse (Hinsprung) gespeichert werden. Hierzu ist eine etwas andere Steuerung wie im Modus 1 erforderlich. Fig. 5

j-, zeigt in den Zeilen h) und i) die Zeitpunkte, zu denen das Schreibsignal WTl und das Weiterschaltesignal ADVZ für den Modus 2 erzeugt werden.

Es wird auch hier wieder angenommen, daß die Instruktion mit der Adresse A eine Verzweigungsmi-

.i[i kroinstruktion sei. Im Modus 2 muß deshalb die Adresse A dieser Instruktion und die Adresse A + 1, die in dieser Instruktion enthalten ist und die Sprungadrcsse darstellt, in dem Speicher 19 aufgezeichnet werden. Der erste Schreibimpuls WTI wird daher im

4-, Zyklus N— 1 erzeugt, während einer Zeit also, in der sich noch die Adresse dieser Verzweigungsmikroinstruktion im Steuerspeicheradressenregistcr 3 befindet. Ein Vergleich der Zeilen c) und h) verdeutlicht, daß die Adresse A der Verzweigungsinstruktion mit

-,Ii Hilfe des Schreibimpulses WTl in die gerade adressierte Spcicherstclle des Speichers 19 eingespeichert wird.

Der Adressenzähler 18 und damit die Speicherstelle im Speicher 19 müssen nun aber weitergeschal-

-,r, tet werden, damit die Sprungadresse der Verzweigungsmikroinstruktion nicht, wenn der nächste Schreibimpuls WTl angelegt wird, die Adresse der Verzweigungsmikroinstruktion selbst überschreibt, so daß verhindert wird, daß diese Adresse verlorengeht.

_h„ Der Weiterschalteimpuls ADVl (vgl. i) in Fig. 5) wird deshalb noch vor dem nächsten Schreibinipuls WTl erzeugt.

Dieser Weiterschalteimpuls AD Vl wird, wie Fig. 4 zeigt, von dem UND-Tor 43 erzeugt, über die Leitung

,/, 53 und das ODER-Tor 47 und die Leitung 27 zu dem Adressenzähler 18 (vgl. Fig, I) übertragen. Das genannte UND-Tor 43 erzeugt diesen Weiterschalteimpuls ADVl, wenn an seinem einen Eingang ein den

eingestellten Modus 2 kennzeichnendes Signal, an einem weiteren Eingang der Taktimpuls PB, an einem anderen Eingang das Steuersignal BR und an einem vierten Eingang entweder das Signal der Taktperiode Vl oder V2 anliegt.

Die Erzeugung des zweiten Sehreibimpulses WT2 ist, da er für die Speicherung der Sprungadresse zuständig ist, die gleiche, wie sie bereits im Zusammenhang mit dem Modus 1 erläutert wurde.

Im dritten Protokollmodus (MODi) sollen prinzipiell alle Adressen in der Sequenz, in der sie auftreten, gespeichert werden. Wie Fig. 5 zeigt, dienen zur Steuerung dieses Vorganges im Modus 3 die Schreibimpulse WTi und Weiterschalteimpulse ADVi, die in den Zeilen k) und 1) dargestellt sind. Die Schreibimpulse werden von dem UND-Tor 44 erzeugt, über die Leitung 54, das ODER-Tor 46 und die Leitung 26 zum Speicher 19 übertragen. Erzeugt wird das Schreibsignal H'V3, wenn an den drei Eingängen des UND-Tores 44, wie Fig. 4 zeigt, das Steuersignal für die Einstellung des Modus MODi, das Signal der Periode VO und ein Taktimpuls PB anliegt. Dieses ist, wie Fig. 5 zeigt, in jedem Zyklus (N- 1 bis /V+l) der Fall, so daß bei jedem Vorliegen einer neuen Adresse im Steuerspeicheradressenregister 3 (vgl. Zeile c) in Fig. 5) ein solcher Schreibimpuls erzeugt wird.

Für die Weiterschaltung des Adressenzählers 18 und damit die sequentielle Adressierung der Speicherstellen im Speicher 19 sorgt der Weitcrschalteimpuls ADVi. Auch dieser wird, wie Fig. 5 zeigt, in der Betriebsart MODi in jedem Zyklus einmal erzeugt (vgl. Zeile I)).

Das in Fig. 4 dargestellte UND-Tor 45 erzeugt diese Fortschaltesignal ADVi und überträgt es über die Leitung 55, das ODER-Tor 47 und die Leitung 27 zu dem Adressenzähler 18.

Erzeugt wird dieses Weiterschaltesignal ADVi, wenn an den drei Eingängen des UND-Tores 45 jeweils das Steuersignal für den eingestellten Modus MODi, das Signal des Taktintervalls Tl und ein Taktimpuls PB anliegt. Dadurch, daß die Erzeugung dieses Weiterschaltesignals ADVi vom Vorliegendes Signals für das Intervall Vl abhängt, das zeitlich nach dem Intervall VO liegt, wobei dieses für die Erzeugung des Schreibimpulses WTi verantwortlich ist, wird dafür Sorge getragen, daß im Speicher 19 bcreiis die

■■> nachfolgende Speicherstellc adressiert ist, wenn ein neuer Adressenwert aufzuzeichnen ist.

In der zuvor erläuterten Weise ist es also mit der vorgeschlagenen Einrichtung möglich, den Verlauf eines Mikroprogramms, und bei entsprechenden Modi-

i» fizierungen auch den Lauf eines Programms ganz allgemein, so aufzuzeichnen, daß entweder bei einer Verzweigungsinstruktfon nur die Sprungadresse oder die Adresse der Verzweigungsinstruktion und der Sprungadresse oder generell die: Adresse jeder In- -, struktion für eine nachträgliche Prüfung aufgezeichnet werden kann.

Während der Modus 1 den Vorteil bietet, bei einer gegebenen Speicherkapazität des Speichers 19 einen größeren Programmabschnitt aufzuzeichnen, wie es

:o bei den beiden anderen Modi möglich ist, so ist allerdings mit seiner Hilfe eine eindeutige Orientierung über den Programmverlauf nicht möglich. Dieses geht besonders deutlich aus Fig. 2 hervor, wenn der Fall betrachtet wird, daß beim Erreichen der bedingten

r> Verzweigungsinstruktion mit der Adresse M4 die zugehörige Maschinenbedingung bereits vorliegt. In diesem Falle nämlich würde das Programm gleich zur Instruktion mit der Adresse Sl der Subroutine SR springen Im Hilfsspeicher wäre dann ebenfalls die

jo Adrcssenl'olge Ml, Sl gespeichert, obwohl der Absprung aus der Hauptroutine MR nicht an der gleichen Stelle, nämlich /V/8, erfolgt ist, wie bei dem früher betrachteten Fall.

Deshalb bietet der Modus 2 den Vorteil einer be-

j-, sonders guten Orientierung, da in diesem Modus sowohl die Adresse der Verzweigungsinstruktion als auch deren Sprungadresse aufgezeichnet wird. Bei dieser Betriebsart wird allerdings für die Erfassung einer Verzweigungsinstruktion der doppelte Spei-

4(i cherplatz benötigt.

Die beste Orientierung über den Verlauf eines Programms bietet allerdings die Betriebsart MODi, in der jede (Mikro-)Instruktion aufgezeichnet wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Protokollierung des Programmablaufs in einer elektronischen Datenverarbeitungsanlage mit einem ProtokoJlspeicher, in welchem entweder in einem Protokollmodus für jede tatsächlich ausgeführte Verzweigungsinstruktion die Hinsprungadresse, oder in einem anderen möglichen Protokollmodus für jede tatsächlich ausgeführte Verzweigungsinstruktion die Absprungadresse und die Hinsprungadreäse oder in einem weiteren möglichen Protokollmodus jede Instruktionsadresse speicherbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein Protokollmodusschalter (17) vorgesehen ist, der für jeden Protokollmodus zur Erzeugung von dem Protokollspeicher (19) zuzuführenden Schreibimpulsen (WTl, WTl, WTi) je eine UND-Schaltung (40, 42, 44) und zur Erzeugung von einem dem Protokollspeicher (19) vorgeschalteten Adreßzähler (18) zuzuführenden Weiterschaltimpulsen (AD Vl, ADVl, ADVi) je eine UND-Schaltung (41, 43, 45) aufweist,

b) die die Schreibimpulse ( WTl, WTl, WTS) erzeugenden UND-Schaltungen (40, 42, 44) an eine mit dem Protokollspeicher (19) verbundene ODER-Schaltung (46) angeschlossen sind,

c) die die Weiterschaltungsimpulse (ADVl, ADVl, ADVh) erzeugenden UND-Schaltungen (41, 43, 45) an eine mit dem Adressenzähler (18) verbundene ODER-Schaltung (47) angeschlossen sind,

d) den UND-Schaltungen (40, 42, 44) zur Erzeugung der Schreibimpulse (WTl, WTl, WTi) selektiv ein den jeweiligen Protokollmodus anzeigender Impuls (MODI, MODI bzw. MODi) und jeweils ein Taktimpuls (TO) zuführbar sind,

e) der UND-Schaltung (41) zur Erzeugung der Weiterschaltimpulse (ADVl) im ersten Protokollmodus ein diesen Protokollmodus anzeigender Impuls (MODI), ein das Vorliegen einer Verzweigungsinstruktion anzeigender Impuls (BR) und ein dem den UND-Schaltungen (40, 42, 44) zum Erzeugen der Schreibimpulse ( WTS, WTl, WTi) zugeführten Taktimpulse (7"O) unmittelbar folgender Taktimpuls (Tl) zuführbar sind,

f) der UND-Schaltung (43) zur Erzeugung der Weiterschaltimpulse (ADVl) im zweiten Protokollmodus der diesen Protokollmodus anzeigende Impuls (MODI), der das Vorliegen einer Verzweigungsinstruktion anzeigende Impuls (BR) und über eine ODER-Schaltung (48) unmittelbar vor bzw. hinter dem den UND-Schaltungen (40, 42, 44) zur Erzeugung der Schreibimpulse ( ^71, WTl, WTi) zugeführten Taktimpuls ( TO) Taktimpulse (Tl bzw. Tl) zuführbar sind und

g) der UND-Schaltung (45) zur Erzeugung der Weiterschaltimpulse (ADVi) im dritten Protokollmodus der diesen Protokollmodus anzeigende Impuls (MODi) und der unmittelbar dem den UND-Schaltungen (40, 42, 44) zur Erzeugung der Schreibimpulse (WTl, WTl, WTi) zugeführten Taktimpuls (TO) folgende Taktimpuls (71) zuführbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Protokollmudus (MODI... MODi) von einem getrennten Steuergerät erfolgt, das den Protokollmodusschalter (17; Fig. 1) einstellt, die erforderlichen Steuersignale(BR, TO... 72) an diesen.Protokollmodusschalter anlegt und von den im Speicher (19) gespeicherten Adressen eines Programmabschnitts mittels weiterer Signale (/2) und Schaltkreise (14,16) eine, mehrere oder alle abruft und über eine Verbindungsleitung (21) zur Fehleranalyse übernimmt.