DE2442989A1 - Anordnung zur pruefung eines rechners - Google Patents

Description

• Anordnung zur Prüfung eines Rechners Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines elektronischen Rechners, bei der in dem Rechner vorgegebene Befehle ausgelöst und die dabei an Ausgangsleitungen des Rechners erzeugten Signale mit aus einem äußeren Vergleichsdatenspeicher parallel zum Befehlsablauf ausgelesenen Vergleichsdaten verglichen werden und bei Ungleichheit ein Alarmsignal ausgelöst wird.
• Eine derartige Prüfanordnung ist in AFIPS Conference Proceedings der "Spring Joint Computer Conference", Vol. 40 (1972) Seiten 119-127 beschrieben. Darin wird durch ein Programmunterbrechungssignal der Rechner periodisch ver--anlaßt, das gerade ausgef~uhrte Programm zu unterbrechen und ein vorher eingespeichertes Prüfprogramm auszu#hren, Während der Ausführung des Prüfprogramms werden am Ausgang des Rechners nacheinander vom Prüfprogramm erzeugte Daten abgegeben, die in einem an diesen Ausgang angeschlossenen Vergleicher mit Vergleichsdaten verglichen werden, die aus einem ebenfalls außerhalb des Rechners befindlichen Vergleichsdatenspeicher ausgelesen werden. Jeweils wenn der Rechner ein Datenzeichen am Ausgang geliefert hat, wird der Vergleichs datenspeicher auf den nächsten Speicherplatz weitergeschaltet, so daß das Auslesen der Vergleichsdaten parallel zum Prüfprogramm erfolgt. Nachteilig dabei ist, daß eine grundsätzliche Betriebsfähigkeit des Rechners vorausgesetzt werden muß, damit überhaupt ein Prüfprogramm in den Arbeitsspeicher eingelesen werden kann und die im Arbeitsspeicher enthaltenen Befehle ausgeführt werden. Falls durch einen Fehler im Rechner diessjedoch nicht erfolgt, ist lediglich die Feststellung möglich, daß der Rechner fehlerhaft ist, jedoch sind keine Angaben über die Art des Fehlrs möglich.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zur#Prüfung der Funktionsfähigkeit eines elektronischen Rechners anzugeben, bei der die Prüfung weitgehend automatisch erfolgt, und bei der auch die grundsätzliche Funktion des Rechners betreffende Fehler weitgehend so angezeigt werden, daß eine zumindest grobe Analyse des Fehlen möglich ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb des durch Mikroprogramm-Befehle aus einem Mikroprogramm-Speicher gesteuerten Rechners eine Prüfsteuereinrichtung direkt eine abgeschlossene Folge vorgegebener Mil.roprogramm-PrüSbefehle bzw. Prüfbefehlsabläufe sowie dabei zu verarbeitende Prüfdaten erzeugt. Zweckmäßig ist diese Prüfsteuereinrichtung ein Teil des Mikroprogramm-Speichers selbst,und zwar vorzugsweise ein in den Anfangsadressen des Mikroprogramm-Speichers liegendes Mikroprogramm, das nach dem Einschalten des Rechners automatisch durchlaufen wird. Dadurch wird dieses Mikroprogramm ausgeführt, ohne daß der Benutzer besondere Maßnahmen ergreifen muß oder überhaupt Kenntnis von dem Prüfprogramm hat. Ferner können in dem Prüfprogramm Mikroprogramm-Prüfbefehle vorgesehen sein, die während eines normalen Ablaufs nicht sinnvoll sind und daher im Mikroprogrammspeicher nicht vorgesehen werden, so daß verschiedene Prüfungen durch ein im Arbeitsspeicher enthaltenes Prüfprogramm gar nicht durchgeführt werden könnte.
• Der Aufbau des im Mikroprogramm-Speicher enthaltenen Prüfprogramms ist zweckmäßig so, daß zunächst nur direkte Datenübertragungswege geprüft werden, als nächstes unmittelbare Speicher- und Register- Einschreib- und AuslesefuSktionen,und danach erst arithmetische, logische und kompliziertere Steuerfunktionen geprüft werden. Bei der Prüfung eines als Magnetkernspeicher ausgebildeten Arbeitsspeichers ist zu berücksichtigen, daß auch nach einem neuen Einschalten des Rechners der alte Inhalt des Arbeitsspeichers noch verwendet werden soll. Daher wird nach erfolgreicher Prüfung der Register der Inhalt von jeweils zwei Speicherzellen zunächst in Registern zwischengespeichert, dann diese Speicherzellen geprüft und danach der alte Inhalt aus den Registern wieder zurückgeschrieben.
• Dadurch ist praktisch eine zerstörungsfreie Prüfung möglich.
• In einem gewissen Rahm ist auch eine Prüfung der an den Rechner angeschlossenen Peripheriegeräte möglich. Dazu werden diese Peripheriegeräte durch bestimmte Steuerbefehle aufgerufen, bestimmte Statusmeldungen an den Rechner zurückzusenden. Diese Statusmeldungen werden dann vom Rechner direkt oder ggf. modifiziert wieder ausgegeben, damit sie mit den vorgegebenen Vergleichsdaten verglichen werden können.
• Da mit den ersten Prüfbefehlen die wichtigsten Datenwege und damit auch der Mikroprogrammspeicher selbst geprüft ist, können die Vergleichsdaten für die danach folgenden Prüfbefehle auch im Mikroprogrammspeicher gespeichert sein. Im Fehlerfall wird die Adressiervorrichtung des Vergleichsdatenspeichers festgehalten und über eine Multiplexeinrichtung auf dem Lampenfeld angezeigt, die außerhalb des Prüfprogramms zur Anzeige von Signalen am Ausgang des Rechners vorgesehen ist. Daraus kann in vielen Fällen zumindest eine grobe Lokalisierung des Fehlers im Rechner abgeleitet werden.
• Ein Ausführungsbeispiel wird anhand der Zeichnung erläutern. Der Rechner CPU enthält darin einen Arbeitsspeicher IAE, eine Gruppe von Registern RS, eine arithmetische und logische Einheit AL und eine Mikroprogramm-Ablaufsteuerung Mm, die einen von einem Mikroprogramm-Zähler MZ gesteuerten Mikroprogramm-Speicher enthält. Diese Einheiten sind durch eine Anzahl paralleler Datenleitungen und Steuerleitungen, die hier vereinfacht nur als eine Leitung DI gezeichnet sind, innerhalb des Rechners CPU miteinander verbunden. Die internen Datenleitungen und ein Teil der Steuerleitungen sind über die Datenleitungs-Steuerung DS mit dem Ausgang DB des Rechners verbunden.
• An diesem Ausgang sind über eine Anzahl paralleler Leitungen, die hier wieder vereinfacht nur als eine Linie DD dargestellt sind~die Peripheriegeräte EG angeschlossen, von denen hier beispielsweise nur 1 dargestellt ist. Ein Teil der Leitungen DD werden über einen Multiplexer MPX zu einer Lampenanzeigensteuerung LA mit Anzeigelampen geführt.
• Der Multiplexer MPX besteht am wesentlichen aus einer Anzahl paralleler gesteuerter Umschalter, die im Normalfall die Lampenanzeige LA mit den Leitungen DD verbinden.
• Zur automatischen Prüfung des Rechners CPU ist im MikroprogrammeSpeicher MS ein Teil MT vorgesehen, der die Anfangsadressen des Mikroprogramm-Speichers belegt, die vom Mikroprogrammzähler MZ nach dem Einschalten des Rechners im wesentlichen zu Anfang durchlaufen werden, in dem der Mikroprogramm-Zähler durch das Einschalten auf Null gesetzt wird und dann ständig Fortschaittakte erhält. Die in dem Teil MP gespeicherten Nikroprogramm-Prüfbefehle lösen die Übertragung bestimmter Daten, die ebenfalls in dem Teil MP enthalten sind, sowie bestimmte Funktionsabläufe in den Einheiten AL, RS und ME aus. Bestimmte, auf der internen Datenleitung DI liegende Signale werden durch die Datenleitungs-Steuerung DS über den Ausgang DB des Rechners CPU nach außen auf die Leitung DD übertragen. Jedes vom Rechner ausgegebene Signal bzw. parallele Signalkombination wird von einem Signal auf mindestens einer synchronisierenden Taktleitung DT begleitet, die auch an die Vergleichssteuerung VS angeschlossen ist. Mit jedem Signal DT gibt die Vergleichs steuerung VS einen Impuls zu einer den Vergleichsdatenspeicher VSP ansteuernden Adressiervorrichtung AD, die damit das nächste Vergleichsdatenzeichen aus diesem Speicher ausliest und dem Vergleicher VGL zuführt. Dieser Vergleicher vergleicht diese Vergleichsdaten mit den Signalen auf der Leitung DD, die ebenfalls dem Vergleicher zugeführt werden, wobei der Vergleicher durch ein Signal von der Vergleichssteuerung VS kurz nach dem Erscheinen des Signals auf der Leitung DT freigegeben wird. Der Vergleicher meldet das Vergleichsergebnis wieder an die Vergleichssteuerung VS.
• Wenn der Vergleicher VGL eine Ungleichheit an die Vergleichssteuerung VS meldet, unterbricht diese die Erzeugung von Fortschaltimpulsen für die Adressiervorrichtung AD, so daß diese bei der Stellung, bei der der Fehler aufgetreten ist, stehen bleibt. Die Stellung der Adressiervorrichtung AD wird über den Multiplexer MPX, dessen Umschalter durch ein entsprechendes Signal von der Adressiervorrichtung auf der Leitung SM noch umgeschaltet sind, den Anzeigelampen in der Anzeigevorrichtung LA zugeführt. Da jede Stellung der Adressiervorrichtung AD zu einem bestimmten Mikroprogramm-Prüfbefehl bzw. -Prüfbefehlsablauf gehört, der jeweils einen bestimmten Teil des Rechners CPU prüft, kann aus dieser angezeigten Stellung der Adressiervorrichtung in einem gewissen Grade auf den Teil des Rechners CPU geschlossen werden, in dem der Fehler vorliegt.
• Wenn kein Fehler vorliegt, bzw. der Vergleicher keine Ungleichheit meldet, wird mit den letzten Mikroprogramm-Prüfbefehlen in dem Mikroprogramm-Speicherteil MP die Adressiervorrichtung AD in ihre letzte Stellung geschaltet, und dabei wird das Signal auf der Leitung SM umgeschaltet, so daß nun der Multiplexer MPX die Datenleitungen DD mit der Lampenanzeige LA verbindet. Nun kann der normale Betrieb des Rechners beginnen, beispielsweise indem der letzte Mikroprogramm-Prüfbefehl einen Sprung in ein entsprechendes Verarbeitungsprogramm enthält.
• Die in dem Mikroprogramm-Speicherteil MP enthaltenen Prüfbefehle sind zweckmäßig in einer derartigen Folge gespeichert, daß die ersten Prüfbefehle nur direkte Datenübertragungswege mittels unmittelbarer Datenübertragungen prüfen, beispielsweise zunächst die Übertragung eines aus dem Speicherteil MP ausgelesenen Datenzeichens über die interne Datenleitung DI und die Datenleitungs-Steuerung DS zum Ausgang DB des Rechners, als nächstes die Datenübertragung in den Registersatz RS und wieder heraus, und so weiter. Bei der Prüfung des Arbeitsspeichers ME wird von der Forderung ausgegangen, daß der ursprüngliche Inhalt erhalten bleiben muß, daher wird jeweils der Inhalt von zwei Speicherzellen in ein Register des Registersatzes RS übertragen und dann werden diese beiden Speicherzellen mittels aus dem Mikroprogramm-Speicherteil MP ausgelesener Datenzeichen durch Einspeichern, Auslesen und Vergleichen geprüft. Da die Funktionsfähigkeit des Registersatzes RS bereits vorher geprüft war, ist dabei die Erhaltung des Speicherinhaltes im Arbeitsspeicher ME gewährleistet.
• Durch das Prüfprogramm können auch in einem gewissen Ausmaße die Peripheriegeräte PG geprüft werden. Dazu erzeugt das Prüfprogramm Steuerbefehle auf der Datenleitung DD, die die Peripheriegeräte PG nacheinander veranlaßen, eine Statusmeldung an den Rechner CPU zurückzumelden. Solche Steuerbefehle werden durch ein Signal auf einer Steuerleitung DC begleitet, die die Vergleichssteuerung VS sperrt, so daß durch das Signal auf der Leitung DT der Vergleicher VGL nicht freigegeben und kein Fortschaltimpuls für die Adressiervorrichtung AD erzeugt wird.
• Die von den Peripheriegeräten PG zurückgesandten Statusmeldungen werden von dem Rechner CPU gespeichert und wieder als Datenzeichen am Ausgang DB ausgegeben, ggX nach einer Modifikation, und nun kann ein entsprechender Vergleich in dem Vergleicher VGL stattfinden.
• Auf diese Diese erfolgt die Prüfung des Rechners praktisch vollständig automatisch, ohne daß der Anwender damit belastet wird. Bei entsprechender Programmierung kann selbstverständlich das Prüfprogramm auch während eines normalen Arbeitsprogrammes aufgerufen werden, ggf. auch wiederholt.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Anordnung zur Prüfung der Funktionsfähigkeit eines elektronischen Rechners, bei der in dem Rechner vorgegebene Befehle ausgelöst und die dabei an Ausgangsleitungen des Rechners erzeugten Signale mit aus einem äußeren Vergleichs datenspeicher parallel zum Befehlsablauf ausgelesenen Vergleichsdaten verglichen werden und bei Ungleichheit ein Alarmsignal ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des durch Mikroprogramm-Befehle aus einem Mikroprogramm-Speicher (MS) gesteuerten Rechners (CPU) eine Prüfsteuereinrichtung (MP) direkt eine abgeschlossene Folge vorgegebener Mikroprogramm-Prüfbefehle bzw. Prüfbefehlsabläufe sowie dabei zu verarbeitende Prüfdaten erzeugt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfsteuereinrichtung ein zusammenhängender Teil (MP) des Mikroprogramm-Speichers (MS) in dem Rechner (CPU) ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusammenhängende Teil (NP) des Mikroprogramm-Speichers (>B) im wesentlichen die Anfangsadressen des Mikroprogramm-Speichers belegt, die nach dem Einschalten des Rechners (CPU) automatisch durchlaufen werden.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Prüfbefehle nur direkte Datenübertragungswege (DI) mittels unmittelbarer Datenübertragungen prüfen.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Prüfbefehle den Arbeitsspeicher (NE) in der Weise prüfen, daß sie nacheinander den Inhalt von jeweils zwei Speicherzellen in einem vorher geprüften Register (RS) speichern und dann verschiedene vorgegebene Prüfdaten in die beiden Speicherzellen einschreiben und auslesen und die ausgelesenen Daten mit den Prüfdaten innerhalb des Rechners (CPU) vergleichen und nach Abschluß der Prüfung der beiden Speicherzellen den im Register gespeicherten Inhalt der beiden Speicherzellen zurückschreiben.

6. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei den durch Prüfbefehle erzeugten Signalen die Steuerkommandos für an den Rechner (CPU) angeschlossene Peripheriegeräte (PG) darstellen, der Vergleicher (VGL) und die Weiterschaltung der Vergleichsdaten gesperrt ist und daß weitere Prüfbefehle, die von den Peripheriegeräten (PG) an den Rechner (CPU) zurückgemeldeten Signale ggf. modifiziert an den Ausgang (DB) des Rechners (CPU) zum Vergleicher (VGL) durchschalten.

7. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Vergleichsdaten, insbesondere die Vergleichsdaten für später ablaufende Prüfbefehle, im Mikroprogramm-Speicher (MS) gespeichert sind.

8. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgendes, wobei die den Ablauf des Auslesens der Vergleichsdaten steuernde Adressiervorrichtung durch das Alarmsignal in seiner letzten Stellung festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Adressiervorrichtung (AD) über einen Multiplexer (MTX) mit Anzeigelampen (LA), die außerhalb des Prüfvorgangs bestimmte Signale am Ausgang (DB) des Rechners (CPU) anzeigen, verbunden ist und daß die letzte Adressenstellung der Adressiervorrichtung (AD) den Multiplexer (MPX) so umschaltet, daß die Anzeigelampen (LA) wieder mit dem Ausgang (DB) des Rechners Verbunden sind.

L e e r s e i t e