DE2854976B2 - Verfahren zum korrigierbaren Speichern von Programmen in einem Festspeicher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum korrigierbaren Speichern von Programmen in einem wortorientierten Festspeicher (PROM), dessen Speicherstellen irreversibel aus einem ersten in einen zweiten binären Zustand überführbar sind.

Datenverarbeitungsanlagen sind heute weitgehend mit mikroprogrammierten Steuerungen (Leitwerken) ausgestattet. Die verwendeten Mikroprogramme, die im Mikroprogrammspeicher gespeichert werden, werden immer komplexer, so daß die Wahrscheinlichkeit wächst, daß im Mikroprogramm Entwurfsfehler enthalten sind. Diese Fehler werden häufig erst entdeckt, wenn schon eine große Zahl von Anlagen produziert wurde.

Eine nachträgliche Korrektur von Entwurfsfehlern bietet keine Schwierigkeiten, wenn der Mikroprogrammspeicher als ladbarer Schreib-Lese-Speicher (RAM) ausgebildet wird.

Die Fehler können dann durch Laden eines korrigierten Mikroprogramms beseitigt werden. Für kleinere Datenverarbeitungsanlagen ist diese Lösung jedoch zu aufwendig. Aus Kostengründen müssen hier Festspeicher (ROM, PROM) eingesetzt werden, bei denen die in den Speicherstellen enthaltenen Binärzeichen nachträglich nicht oder nur irreversibel geändert werden können.

Um trotz Verwendung eines Festspeichers ais Programmspeicher nachträgliche Korrekturen vornehmen zu können, ist bei einer aus der DE-OS 2646 162 bekannten Schaltungsanordnung dem Festspeicher ein

iü programmierbarer Decodierer parallel geschaltet, in den solche Adressen eingeschrieben wurden, deren zugehörige Instruktionen ersetzt werden sollen. Es ist ferner ein zusätzlicher programmierbarer Festspeicher (PROM) vorhanden, der die korrigierenden neuen

η Programmteile enthält. Wenn die jeweils anliegende Adresse im Decodierer nicht enthalten ist, gibt dieser den Programmspeicher frei. Anderenfalls gibt er anstelle des Programmspeichers den zusätzlichen Festwertspeicher frei und die zutreffende Instruktion wird von diesem geliefert. Diese Lösung erfordert jedoch nicht nur die genannten zusätzlichen Bauelemente, sondern hat den weiteren Nachteil, daß die Zugriffszeit des Programmspeichers auch hinsichtlich der nicht korrekturbedürftigen Programmteile vergrö-Bert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzufinden, der es ohne zusätzlichen Aufwand und ohne generelle Verschlechterung des Zeitverhaltens ermöglicht, in einem wortorientierten Festspeicher

«ι (PROM) nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gespeicherte Programme wie insbesondere Mikroprogramme nachträglich zu korrigieren. Die Lösung besteht in der Anwendung der im kennzeichnenden Teil des Anspruchs genannten Maßnahmen.

Jj Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt

Fig. 1 in den Teilfiguren la und Ib beispielsweise die

4(i Belegung eines Mikroprogrammspeichers und die Korrektur des eingegebenen Programms entsprechend einer ersten Durchführungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen Mikroprogrammspeicher mit Vorratszellen und die Korrektur eines eingegebenen Pro- gramms entsprechend einer zweiten Durchfülirungsform der Erfindung,

F i g. 3 in den Teilfiguren 3a und 3b eine Zelle eines Mikroprogrammspeichers einer bestimmten Befehlsstruktur vor und nach Durchführung einer Korrektur,

^r>o Fig.4 beispielsweise die Belegung eines Mikroprogrammspeichers entsprechend einer weiteren Durchführungsform.

In den Fig. la und 1 b sind die ersten 17 Zellen eines Mikroprogrammspeichers dargestellt, in den unter anderem ein aus den Mikroinstruktionen MO, Ml, ... M 7,... bestehendes Mikroprogramm eingespeichert ist. Es handle sich um einen Festspeicher (PROM), bei dem das Einspeichern dadurch erfolgt, daß die entsprechenden Speicherstellen durch Ausbrennen von Dioden irreversibel von einer binären L in eine binäre 0 übergeführt werden. Jede Mikroinstruktion enthält entsprechend der Eintragung in der rechten Spalte der Darstellungen auch die jeweilige Folgeadresse. Die Zellen 0, 1 und 2, deren Adressen (00000, 000OL bzw. 000L0) in Dualdarstellung keine oder nur eine einzelne L enthalten, sind als Vorratszellen für Korrekturzwecke freigehalten, so daß in sie nachträglich jedes beliebige Bitmuster eingegeben werden kann.

Es werde nun ein Entwurfsfehler festgestellt derart, daß die Mikroinstruktion M 3 in der Zelle 11 falsch ist und durch eine Mikroinstruktion M 3* ersetzt werden muß und daß zusätzlich zwischen M 3* und M 4 eine Mikroinstruktion M3A eingefügt werder. muß. Zur Korrektur dieses Fehlers wird nun gemäß Fig. Ib folgendermaßen vorgegangen:

In der letzten richtigen Mikroinstruktion, also in der in Zelle 10 befindlichen Mikroinstruktion M2, wird deren Folgeadresse durch Ausbrennen aller vorhandenen L von Π (OLOLL) in 0 (OCOOO) geändert. Gleichfalls durch Aasbrennen wird in die Vorratszelle 0 die Mikroinstruktion Ai 3* mit Folgeadresse 2 und in Zelle 2 die Mikroinstruktion M'3A eingegeben, deren Folgeadresse 13 die Rückkehr in das ursprüngliche Programm vermittelt.

F i g. 2 zeigt einen Teil eines ebenfalls als Festspeicher (PROM) ausgeführten größeren Mikroprogrammspeichers, der Seiten mit je 32 Zellen aufweisen möge. Um einen weiteren Spielraum für nachträgliche Korrekturen zu haben, sind hier nicht nur jene Speicherzellen als Vorratszellen freigehalten, deren Adresse keine oder nur eine einzelne L enthalten (nämlich 0,1, 2,4,8,16, 32, 64, 128, ...), sondern in vorteilhafter weiterer Ausgestaltung — soweit nicht schon erfaßt — zusätzlich jene Zellen, deren Adressen ein Vielfaches von 32 sind (nämlich 96,160,...). Darüber hinaus sind die Zelle 3 und zur Ausführung längerer Korrekturen bzw. Ei; ügungen noch die Zellen 33 bis 40 freigehalten. Auch hier möge jede eingegebene Mikroinstruktion die zugehörige Folgeadresse enthalten.

Es sei nun angenommen, daß die in Zelle 104 befindliche Mikroinstruktion falsch ist und durch fünf andere Mikroinstruktionen ersetzt werden muß. Zu diesem Zweck wird, wie im zuvor beschriebenen Beispiel, als erstes die zu der vorausgehenden Mikroinstruktion (Zelle 103) gehörende Folgeadresse derart geändert, daß nicht die Zelle 104 sondern eine der Vorratszellen angesprungen wird. Entsprechend der Dualdarstellung der Adresse 104 (... OLLOLOOO) könnte sie — außer in die Adresse 0 — durch Ausbrennen von L-Stellen bis auf eine einzelne in die Adressen der Vorratszellen 8 (... 0000L000), 32 (... 00L00000) oder 64 (... OLOOOOOO) geändert werden. Unter den vorliegenden Voraussetzungen ist es jedoch zweckmäßiger, die genannten Vorratszellen für andere Korrekturen freizuhalten und mit der ersten Mikroinstruktion des korrigierenden Programmteils die innerhalb der betreffenden Speicherseite liegende Vorratszelle 96 (... OLLOOOOO) anzuspringen. Von hier ist dann ein Sprung zu einer beliebigen weiteren freien Zelle möglich; beispielsweise, wie dargestellt, zu der Zelle 33 und von hier zu den Zellen 34,35 und 36. Von der Zelle 36 erfolgt für die Fortsetzung im ursprünglichen Programm der Rücksprung zu der Zelle 105.

In Mikroprogrammen sind auch Befehlsstrukturen üblich, bei denen die Mikroinstruktionen im Normalfall keine Folgeadresse enthalten, sondern nur eine inkrementale Adreßfortschaltung erfolgt. Wenn Sprünge durchgeführt werden sollen, werden hier echte Sprungbefehle benötigt. F i g. 3a zeigt einen Ausschnitt aus einem derartigen Befehlsformat bzw. einer entsprechend belegten Speicherzelle. Das Feld A enthält einen Operationsbefehl, das Feld B eine bedingte Anweisung, mit C sind Steuerfelder bezeichnet und D ist ein , Adreßfeld.

Unter den vorgenannten Voraussetzungen wird dem Operationsbefehl »Sprung« im Feld A und der Bedingung (Anweisung) »absolut« im Feld B ein Code zugeordnet, der keine L enthält und deshalb aus allen ίο anderen Codes durch Ausbrennen der L hergestellt werden kann, also der Code 0 (F i g. 3b). Die Herstellung der auf eine Vorratszelle führenden Sprungadresse im Feld D erfolgt beispielsweise entsprechend der Erläuterung zu F i g. 2.

ii Die im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen der F i g. 1 bis 3 erläuterten Vereinbarungen über die Adressen der Vorratszellen haben zur Voraussetzung, daß während der gesamten Produktionsdauer, d. h. bei allen Exemplaren der betreffenden Datenverarbeitungsanlage, Festspeicher (PROM's) der gleichen Gattung verwendet werden; jedenfalls derart, daß sie hinsichtlich des »zweiten« binären Zustandes, in den die Speicherstellen irreversibel überführbar sind (z. B. von L auf 0), übereinstimmen. Nach einem Übergang zu einem :·ϊ PROM mit umgekehrtem Änderungsverhalten (von 0 auf L) wäre eine Korrektur in der beschriebenen Weise nicht mehr möglich.

Diesem Umstand kann jedoch in weiterer Ausgestaltung des beschriebenen Vorgehens dadurch Rechnung j(i getragen werden, daß bei der Eingabe der Programme nicht nur eine Anzahl jener Zellen des Festspeichers frei bleibt, deren Adresse kein oder nur ein einzelnes dem ersten (ursprünglichen) binären Zustand entsprechendes Zeichen (z. B. L) enthält, sondern zusätzlich eine Anzahl zumindest auch jener Zellen frei bleibt, deren Adresse kein oder nur ein einzelnes dem zweiten (geänderten) binären Zustand entsprechendes Zeichen (z. B. 0) enthält.

Falls dann zu einem späteren Zeitpunkt in der ■»ο gleichen Datenverarbeitungsanlage PROM's mit umgekehrtem Änderungsverhalten verwendet werden, stehen als Vorratszellen für Korrekturen diejenigen zur Verfugung, die der vorgenannten zweiten Eigenschaft entsprechen.

4^r) Ein einfaches Ausführungsbeispiel für die Verwirklichung dieses Verfahreiis derart, daß bei Verwendung von PROM's mit beliebiger Änderungsrichtung (L auf 0 oder 0 auf L) Vorratszellen für Korrekturen verfügbar sind, ist in F i g. 4 dargestellt. Hier ist vorausgesetzt, daß )0 innerhalb des Mikroprogrammspeichers Seiten zu je 32 Zellen gebildet werden und daß innerhalb jeder Seite eine Adressierung mit entsprechend verkürzter Adresse erfolgt. Es sind dann nicht nur die Zeilen mit den Adressen 0 (... 0000000), 32 (. .. OLOOOOO), 64 (... « LOOOOOO) usw. freigehalten, sondern zusätzlich auch jene mit den Adressen 31 (... 00LLLLL), 63 (... OLLLLLL) usw. Diese Vorratszellen sind bei weitem ausreichend, um auch bei ungünstiger Lage von Mikroprogrammfehlern, die erst nach einem Wechsel des PROM-Typs w) zutage treten, die Durchführung der erforderlichen Korrekturen zu ermöglichen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum korrigierbaren Speichern von Programmen in einem wortorientierten Festspeicher (PROM), dessen Speichersteiien irreversibel aus einem ersten in einen zweiten binären Zustand überführbar sind, gekennzeichnet durch die folgenden Maßnahmen:

a) bei der Eingabe der Programme bleibt zumindest eine Anzahl jener Zellen des Festspeichers als Vorratszellen frei, deren Adresse kein oder nur ein einzelnes, dem ersten binären Zustand entsprechendes Zeichen enthält;

b) zur Korrektur von Programmen werden in einer vor dem zu korrigierenden Teil liegenden Zelle jene Felder, aus deren Auswertung sich eine Sprungadresse ergibt, durch Überführen von Stellen in den zweiten binären Zustand so geändert, daß eine solche Vorratszelle angesprungen wird;

c) in diese Vorratszelle und gegebenenfalls weitere freie Zellen wird der korrigierende neue Programmteil eingegeben, einschließlich eines letzten Wortes, aus dem sich unter anderem die Rückkehradresse für die Fortsetzung im ursprünglichen Programm ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum korrigierbaren Speichern von Programmen mit einer Befehlsstruktur, die zur Durchführung von Sprüngen Sprungbefehle unter Auswertung eines Operationsteiles und eines eine bedingte Anweisung enthaltenden Feldes erfordert, dadurch gekennzeichnet, daß dem Befehl »Sprung« und der Anweisung »absolut« ein Code zugeordnet ist, der kein dem ersten binären Zustand entsprechendes Zeichen enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Eingabe der Programme zusätzlich eine Anzahl zumindest 'iueh jener Zellen des Festspeichers frei bleibt, deren Adresse kein oder nur ein einzelnes dem zweiten binären Zustand entsprechendes Zeichen enthält.