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Schaltungsanordnung zum Prüfen des Programmab-
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laufs in einem Mikroprozessorsteuerwerk Die Erfindung bezieht sich
auf eine Schaltungsanordnung zum Prüfen des Programmablaufs in einem Mikroprozessorsteuerwerk,
das über einen Übertragungskanal mit zumindest einem EPROM-Speicher verbunden ist.
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Beim Testen von Programmen ist es notwendig, den Programm ablauf an
bestimmten Stellen zu unterbrechen, um die bei der Unterbrechung anliegenden Daten
und Veränderungen im Datenspeicher kontrollieren zu können. Für die Unterbrechung
sind in bestimmten Adressen Stop-Befehle gespeichert. Das Programm wird mit dem
Erreichen einer solchen Adresse angehalten.
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Es ist möglich, für die Prüfung programmtech#nische MaR-nahmen anzuwenden,
nach denen jeweils ausgewählte Befehle durch einen definierten Sprungbefehl ersetzt
werden. Voraussetzung hierfür ist die Verwendung eines Schreib/Lesespeichers, dessen
gespeicherte Daten wahlweise durch Vor gabe entsprechender Befehle geändert werden
können.
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Diese programmtechnischen Mittel können jedoch nicht mehr eingesetzt
werden, wenn das Programm in EPROM-Speichern ab gelegt ist, oder die Veränderung
von Daten im Datenspeicher geprüft werden soll, ohne daß der die Daten während des
Programmablauf ndernde Befehl im einzelnen bekannt ist. Der Erfindung liegt nun
die Aufgabe zugrunde, die Prüfung des Programmablaufs eines Mikroprozessorsteuerwerks,
das über einen-Übertragungskanal mit EPROM-Speichern verbunden ist, mit Hilfe einer
Schaltungsanordnung zu ermöglichen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den Übertragungskanal
eine mit zumindest einem Register für die Aufnahme einer Adresse versehene. Einheit
angeschlossen ist, die einen Vergleicher für die Prüfung der Übereinstimmung der
im Register gespeicherten mit der auf dem Übertragungskanal anstehenden Adresse
aufweist, und daß der Vergleicher an die Interrupt-Schaltkreise für das Mikroprozessorsteuerwerk
angeschlossen ist.
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Mit dieser Anordnung kann das Programm eines Mikroprozessorsteuerwerks
nebst angeschlossenen Speichern und peripheren Einheiten ohne Änderung des Inhalts
der EPROM-Speicher geprüft werden. Es muß auch keine genaue Kenntnis über denjenigen
Befehl des Programms vorhanden sein, der den Datenspeicherinhalt ändert. In das
Programm wird eine Stop-Stelle eingefügt, in dem die zu dem entsprechenden Befehl
oder zu den Daten gehörige Adresse in das Register eingegeben wird.
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Die Adresse läßt sich mittels eines Ausgabebefehls dem Register zuführen.
Sobald im Programm die im Register gespeicherte Adresse erreicht wird, entsteht
ein Interrupt-Signal,
das sich auf verschiedene Weise auswerten
läßt. Beispielsweise kann das Interrupt-Signal zum Anhalten des Programms benutzt
werden. Danach lassen sich die Zustandsgrößen des Steuerwerks und der Speicher und
peripheren Geräte überprüfen, indem z.B.
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Registerinhalte zu einer Konsole übergeführt werden, die die Inhalte
anzeigt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Einheit
mit einer vom Mikroprozessorsteuerwerk aus abtrag baren Taste verbunden ist oder
Anschlußmittel für eine abfragbare Taste aufweist. Über diese Taste läßt sich die
Fortsetzung des Programms einleiten. Weiterhin ist es möglich, mittels der Taste
den weiteren Ablauf des Programms abzubrechen, wenn keine Stop-Stelle gefunden wurde.
Die Taste kann beispielsweise nach der Überprüfung des Zustands des Steuerwerks
der Speicher und peripheren Geräte bzw. ausgewählter Zustandsgrößen dieser Teile
gedrückt werden, wenn kein Fehler festgestellt wurde. Nach der Überprüfung der Einrichtung
wird eine wahlweise einsetzbare Taste wieder entfernt und für die Prüfung einer
anderen Einrichtung verwendet.
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Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist von der Einheit ein Statuswort
an das Mikroprozessorsteuerwerk übertragbar, das sich auf das Auslesen oder Einschreiben
von Speicherdaten bezieht. Auf diese Weise ist es möglichßausgewählte Speicher oder
Speicherbereiche für die Überprüfung verfügbar zu machen oder zu korrigieren. Soweit
es sich um Schreibbefehle handelt, betreffen diese vorhandene Schreibspeicher.
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Vorzugsweise ist von der Einheit ein Statuswort an das Mikroprozessorsteuerwerk
übertragbar, das sich auf den Aufruf der Taste bezieht. Mit Betätigung der Taste
kann z.B. die gewünschte -Programmunterbrechung wieder aufgehoben werden.
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Eine andere zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß die Einheit
als Steckbaugruppe auf die von der Rückwand eines das Mikroprozessorsteuerwerk und
den EPROM-Speicher enthaltenden
Magazins vorspringenden Stifte
aufsteckbar ist, an die Leitungen für die Verbindung des Übertragungskanals und
der Interruptverbindungen mit den Steckkarten des Magazins angeschlossen sind. Die
Einheit ist bei dieser Anordnung nicht dauernd mit dem Mikroprozessorsteuerwerk
und dem Übertragungskanal verbundentsondern wird nur zum Zweck der Prüfung auf die
Anschlüsse aufgesteckt. Es handelt sich bei der Einheit somit um eine gesonderte
Prüfeinrichtung, die bedarfsweise bei Nikroprozessorsteuerwerken eingesetzt werden
kann. Besondere konstruktive Vorkehrungen für die Aufnahme der Einheit sind nicht
erforderlich, da durch die Maßnahmen der üblichen Verbindungstechnik zwischen Steckkarten
auf der Rückwand des Magazins Steckerstifte nach außen ragen, die zum Anschluß von
Leitungen des Übertragungskanals dienen.
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Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die
Einheit auf einem Steckadapter angeordnet ist, der im Stecksockel eines für Aufnahme
des Mikroprozessorsteuerwerks und zumindest eines EPROM-Speichers bestimmten Magazins
an einer Stelle einsteckbar ist, die für den EPROM-Speicher vorgesehen ist, und
daß der auf einer gedruckten Leiterplatte angeordnete EPROM-Speicher auf die an
der Vorderseite des Magazins stehende Stirnseite des Steckadapters aufsteckbar ist.
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Bei dieser Anordnung sind keine Stifte auf der Magazinrückseite notwendig.
Der Steckadapter benötigt auch keinen zusätzlichen Platz für Leiterplatten.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in einer Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zum Prüfen des
Programmablaufs eines Mikroprozessorsteuerwerks, an das EPROM-Speicher angeschlossen
sind,
Fig. 2 Einzelheiten der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Magazins für die Aufnahme von gedruckten
Leiterplatten, auf denen die Bausteine des Mikroprozessorsteuerwerks und der EPROM-Speicher
angeordnet sind.
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Ein Mikroprozessorsteuerwerk 1 ist an einen Übertragungskanal 2 angeschlossen,
der aus parallelen, nicht näher bezeichneten Leitungen besteht. Das Mikroprozessorsteuerwerk
kann die auf dem Übertragungskanal 2 anstehenden Informationen in paralleler Form
verarbeiten.
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Der Übertragungskanal 2 setzt sich aus mehreren Teilen zusammen. Ein
Teil 3 dient zu parallelen Übertragung von Adressdaten. Ein weiterer Teil 4 ist
für die Übertragung von Steuersignalen bestimmt. Auf einem dritten Teil 5 werden
sonstige Informationen übertragen. Die Teile 3,4 und 5 werden im folgenden mit Adressbus,
Kontrollbus und Datenbus bezeichnet.
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An den Adress-, Daten- und Kontrollbus ist ein EPROM-Speicher 6 angeschlossen.
Es handelt sich bei dem EPROM-Speicher 6 um einen Festwertspeicher, der beispielsweise
durch Bestrahlung mit UV-Licht gelöscht und anschließend neu programmiert werden
kann. Im Normalbetrieb sind die gespeicherten Daten jedoch nicht veränderbar. Der
EPROM-Speicher 6 enthält das Programm für den Betrieb des Mikroprozessorsteuerwerks
1 und weiterer an dieses angeschlossener peripherer Einheiten die in der Zeichnung
nicht dargestellt sind. Bei diesen peripheren Einheiten kann es sich z.B. um Anpassungsgeräte
für den Anschluß an Nachrichtenkanäle handeln.
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Werden durch das Mikroprozessorsteuerwerk 1 zahlreiche periphere Einheiten
gesteuert, dann reicht zumeist ein in Halbleitertechnologie
ausgeführter
EPROM-Speicher 6 nicht aus. Es werden dann je nach dem Speicherbedarf des Programms
mehrere Speicher in gleicher Weise wie der Speicher 6 an den Übertragungskanal 2
angeschlossen.
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Mit dem Mikroprozessorsteuerwerk 1 ist weiterhin eine Interruptlogik
7 verbunden. An die Interruptlogik 7 ist ein Kanal 8 angeschlossen, auf dem die
Anforderungssignale von Baugruppen übertragen werden, die mit dem Mikroprozessorsteuerwerk
1 über den Kanal 2 in Verbindung stehen. Die Interruptlogik 7 führt beispielsweise
eine Prioritätsauswahl zwischen den von verschiedenen pe#ripheren Einheiten oder
Baugruppen ausgehenden Anforderungssignalen durch.
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Mit dem Übertragungskanal 2 ist ferner eine Prüfeinheit 9 verbunden,
die zumindest ein Register 10 für die Aufnahme einer Adresse enthält. Das Register
10 ist über Abzweigleitungen 11 an dem Datenbus 5 angeschlossen. Den Eingängen des
Registers 10 sind Torschaltungen 12 vorgeschaltet, die von einer Dekodierschaltung
13 gesteuert werden. Der Prüfeinheit 9 ist eine bestimmte Adresse zugeordnet, die
von der Dekodierschaltung 13 erkannt wird. Die Dekodierschaltung 13 wird vom Adressbus
4 durch Abzweigleitungen 14 gespeist. Die Anzahl der an die Dekodierschaltung 13
angeschlossenen Abzweigleitungen richtet sich nach der Zahl der für die Entschlüsselung
der Adresse notwendigen Stellen. Deshalb ist es unter Umständen nicht notwendig,
alle Leitungen des Adressbus 3 mit der Dekodierschaltung 13 zu verbinden.
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Alle Leitungen des Adressbus 3 sind jedoch an Eingänge eines in der
Prüf#inheit 9 angeordneten Vergleichers 15 angeschlossen, dessen zweite Eingänge
von den Ausgängen des Registers 10 gespeist werden. Der Ausgang des Vergleichers
15 steht über eine Leitung 16 mit dem Kanal 8 in Verbindung.
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Der Kontrollbus 4 dient zur Übertragung von Abfrage- und Taktsignalen,
die im einzelnen nicht näher erläutert sind.
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In der Prüfeinheit ist weiterhin eine Anruf-Taste 17 vorgesehen, die
über eine von der Dekodierschaltung 13 steuerbare Torschaltung 18 an den Datenbus
5 angeschlossen ist.
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Mit der Einheit 9 kann das im EPROM-Speicher 6 enthaltene Programm
für das Mikroprozessorsteuerwerk 1 überprüft werden. Zur Prüfung eines Programms
werden an verschiedenen Stellen Stopbedingungen eingefügt. Erreicht das Programm
diese Stopbedingungen, dann tritt keine Veränderung der Zustandsgrößen in der jeweiligen
Anlage mehr ein, so daß diese überprüft werden können. Es ist auch möglich die Daten
in einem nicht dargestellten Datenspeicherbereich zu überwachen, indem die Adresse
einer Zelle oder Adressen eines Bereichs von der Einheit 9 geprüft werden. Mit programmierten
Stop-Befehlen können die Daten dann nicht festgestellt werden, wenn der Stop-Befehl
im Programmablauf nicht erreicht wird. Um das Programm an einer bestimmten Stelle
anzuhalten, ist es lediglich erforderlich, die Adresse eines Befehls oder eines
Datenspeichers in das Register 10 einzugeben. Sobald diese Adresse auf dem Adressbus
3 erscheint, gibt der Vergleicher ein Anforderungssignal an die Interruptlogik 7
ab, die den weiteren Ablauf des Programms dann unterbricht, wenn für das Anforderungssignal
eine entsprechende Auswertung vorgesehen ist.
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Durch das Anforderungssignal kann eine Speicherstelle mit einem Statuswort
aufgerufen werden, das dem Mikroprozessorsteuerwerk 1 die auf die Unterbrechung
hin durchzuführenden Maßnahmen angibt. Dieses Statuswort ist beispielsweise in nicht
dargestellten Registern der Prüfeinheit 9 abgelegt und wird vom Mikroprozessorsteuerwerk
1 angefordert und anschließend verarbeitet. Durch das Statuswort läßt sich bestimmen,
daß der EPROM-Speicher 6 ausgelesen wird. Auch vorgegebene Bereiche dieses Speichers
können zur Überprüfung z.B. in
Register einer Konsole, übertragen
werden. Es ist auch möglich, Daten in einen Schreibspeicher, der nicht dargestellt
ist, einzugeben. Schließlich kann das Statuswort das Mikroprozessorsteuerwerk 1
dazu veranlassen, die Taste 17 aufzurufen, durch deren Betätigung z.B. die Fortsetzung
des Programms eingeleitet wird. Die Taste 17 wird hierzu über die Adresse der Prüfeinheit
9 angesprochen. Die Dekodierschaltung 13 gibt auf die Adressierung hin die Torschaltung
18 frei, so daß die Betätigung der Taste 17 dem Mikroprozessorsteuerwerk 1 über
den Datenbus 5 gemeldet wird.
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Wenn für das Programm mehrere Unterbrechungsstellen benötigt werden,
kann die Prüfeinheit 9 mit der entsprechenden Zahl von Registern versehen werden,
die für die Speicherung dieser Stop-Adressen bestimmt sind. Diese Register werden
dann durch eine nicht dargestellte Steuerlogik wechselweise mit den Eingängen des
Vergleichers 15 verbunden.
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Das Mikroprozessorsteuerwerk 1, die Inte-rruptlogik 7, der EPROM-Speicher
6 und die weiteren mit dem Nikroprozessorsteuerwerk 1 verbundenen, nicht dargestellten
Baugruppen sind auf gedruckten Leiterplatten angeordnet, die an einer Kante mit
Steckverbindern ausgestattet sind. Die Leiterplatten werden in Aufnahmeverbinder
eingesteckt, die auf der Rückseite eines Magazins befestigt sind. Von diesen Verbindern
ragen Stifte auf der Rückseite des Magazins nach außen, zwischen denen Drähte verlegt
sind, die zur Herstellung der elektrischen Verbindun#gen zwischen den gedruckten
Leiterplatten dienen.
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Die Prüfeinheit 9 besteht aus einer Steckkarte oder einem Steckblock,
mit den elektrischen Bauelementen und mit einem Steckverbinder, der auf die von
der Magazinrückwand vorspringenden Stifte paßt. Ein Teil der von der Rückseite vorspringenden
Stifte ist mit Anschlußdrähten verbunden, die zur Herstellung der Verbindungen des
Übertragungskanals 2 zwischen
den verschiedenen Steckkarten vorgesehen
sind. Weitere Stifte sind den Anforderungssignalen zugeordnet. Der Steckverbinder
der Steckkarte bzw. des Steckblocks der Prüfeinheit 9 wird auf die von dem Übertragungskanal
2 und den Anforderungssignalen belegten Stifte auf der Magazinrückseite aufgesteckt.
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Damit ist die Vorrichtung für die Überprüfung des Programms ausgerüstet.
Wenn die Programmüberprüfung beendet ist, wird die Einheit 9 wieder von der Magazinrückseite
entfernt.
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Die Taste 17 kann auswechselbar mit der Einheit 9 verbunden sein.
Bei manchen Programmprüfmaßnahmen ist die Taste 17 nicht notwendig. Daher wird die
Einheit 9 nicht mit einer fest angeschlossenen Taste 17 versehen. Die Einheit 9
enthält lediglich Mittel, z.B. einen Stecksockel, für ein schnelles und einfaches
Montieren der Taste 17.
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Es ist auch möglich, die Taste 17 auf die Interruptlogik 7 einwirken
zu lassen. Durch Betätigung der Taste 17 wird in diesem Fall z.B. der Programmlauf
unterbrochen. Diese Maßnahme ist zweckmäßig um das Programm anzuhalten, wenn die
in der Einheit 9 gespeicherten Adressen keinen Programmstop ausgelöst haben.
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Das Mikroprozessorsteuerwerk 1, der EPROM-Speicher 6, die Interruptlogik
7 und die Prüfeinheit sind aus Bausteinen in integrierter Technik aufgebaut. Die
äußeren Abmessungen dieser Bausteine sind genormt. Vielfach sind die äußeren Abmessungen
gleich. Die Bausteine sind in Fig. 3 mit 19 bezeichnet.
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Die Bausteine 19 des Mikroprozessorsteuerwerks 1 sind z.B.
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auf einer gedruckten Leiterplatte 20 angeordnet, die am riickwärtigen
Ende mit einem nicht dargestellten Stecker versehen ist, der in einen Steckverbinder
an der Rückwand eines Magazins 21 eingefügt ist. Das Magazin 21 dient zur Aufnahme
des Mikroprozessorsteuerwerks 1 sowie der Einheiten 6,7 und 9. Die Leiter
platte
20 kann auch die Bausteine 19 der Interruptlogik 7 enthalten.
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Die Bausteine 19 des EPROM-Speichers 6 sind auf einer gesonderten
Leiterplatte 22 angeordnet, die ebenso wie die Leiterplatte 20 in das Magazin 21
eingefügt wird. Die Prüfeinheit 9 ist mit ihren Bausteinen 19 auf einem Steckadapter
23 untergebracht. Dieser Steckadapter 23 wird an derjenigen Stelle in das Magazin
21 eingesetzt die für die Leiterplatte 22 bestimmt ist. Der Steckadapter 23 i-st
an seiner der Vorderseite des Magazins 21 zugewandten Stirnseite mit einem Steckverbinder
versehen, der die Leiterplatte 22 mit EPROM-Speichern 6 trägt.
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Die Leitungen des Übertragungskanals 2 und des Kanals 8 befinden sich
als gedruckte Leiterbahnen auf den Leiterplatten 22,20 und dem Steckadapter 23 sowie
auf der Rückseite des Magazins 21 als Drahtverbindungen zwischen den Anschlüssen
der Steckverbinder.
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Bei der Prüfung des Programmablaufs werden der Steckadapter 23 und
die Leiterplatte 22 auf die in Fig 3 dargestellte Weise in das Magazin 21 eingefügt.
Nach Beendigung der Prüfung wird der Steckadapter 23 aus dem Magazin 21 entfernt.
An seiner Stelle tritt die Leiterplatte 22.