FI87704B - Foerfarande och anordning foer sjaelvtestning av flyttalsacceleratorprocessorer - Google Patents

Description

1 87704

Menetelmä ja laite liukulukukiihdytysprosessoreiden itsetestaamiseksi Tämä keksintö kohdistuu yleisesti digitaalisiin tie-5 tojenkäsittelyjärjestelmiin ja erityisesti tietojenkäsittelyjärjestelmissä olevien prosessorielementtien on-line testaukseen. Vielä täsmällisemmin keksintö liittyy tietojenkäsittelyjärjestelmän liukulukukiihdytysosan prosessori-elementin diagnoositestaukseen. Tämä testaus suoritetaan 10 heikentämättä järjestelmän vastaus- tai suoritusaikaa ja se ei olennaisesti lisää järjestelmän kustannuksia; se käyttää systeemin osia jotka muutoin olisivat hyödyttömiä testausta suoritettaessa. Lisäksi olemassa olevia tietoja käytetään testioperandilauseitten aikaansaamiseen tiedoista 15 riippuvien virheiden havaitsemisen helpottamiseksi.

Digitaalinen tietojenkäsittelyjärjestelmä käsittää tavallisesti kolme peruselementtiä; nimittäin muistielemen-tin, syöttö/tulostuselementin, ja prosessorielementin, jotka kaikki on liitetty toisiinsa yhdellä tai useammalla väylällä. 20 Muistielementti taltioi tietoja osoitteellisiin muistipaikkoihin. Tiedot sisältävät sekä operandeja että toimintoja operandien käsittelemiseksi. Prosessorielementti aikaansaa tietojen lähettämisen tai poimimisen muistielementistä, jakaa tulevat tiedot joko toimintoihin tai operandeihin, 25 ja käsittelee operandeja toiminnoista riippuvaisesti. Tämän jälkeen tulokset taltioidaan osoitteellisiin paikkoihin muis-tielementissä. Myös syöttö/tulostuselementti kommunikoi muistielementin ja prosessorielementin kanssa tietojen lähettämiseksi järjestelmään tai käsiteltyjen tietojen saamiseksi 30 siitä. Syöttö/tulostuselementti toimii tavallisesti ohjaus-informaation mukaisesti, joka on syötetty siihen prosessori-elementistä. Syöttö/tulostuselementtiin voi kuulua esimerkiksi kirjoittimia, kaukokirjoittimia tai näppäimistöjä näyttöpäätteitä, ja niihin voi kuulua lisäksi sekundaari-35 siä tietojen taltiointilaitteita kuten levyasemia ja nauha-asemia .

2 87704

Tietojenkäsittelyjärjestelmissä (s.o. tietokoneessa) käytetään useita prosessorielementtejä erilaisten toimintojen ja tehtävien, joita ne on suunniteltu suorittamaan, suorittamiseen ja ohjaamiseen. Esimerkiksi erillisiä prosessori-5 elementtejä käytetään joskus suorittamaan syöttö/tulostus-toimintoja, ohjaamaan oheislaitteita ja suorittamaan muita erillisiä tehtäviä. Lisäksi samaan aikaan suoritettavat tietojenkäsittelytoiminnat voidaan jakaa useille prosessoreille. Joskus erityisiä prosessorin elementtejä, joita 10 kutsutaan liukulukukiihdyttimiksi, käytetään liukuluvun aritmeettisten laskutoimitusten suorittamiseen. Liukuluku-kiihdyttimet on suunniteltu erityisesti kasvattamaan nopeutta, jolla liukuluvun laskutoimitukset voidaan suorittaa; kun liukulukutoiminta on määrä suorittaa se suoritetaan mie-15 luummin liukulukukiihdyttimellä kuin jollain muulla prosessorilla .

Tietojenkäsittelyjärjestelmien käyttäjät ja suunnittelijat vaativat erittäin luotettavia ja tarkkoja toimintoja. Tästä syystä nykyaikaisiin tietojenkäsittelyjärjes-20 telmiin kuuluu virheiden havaitsemis- ja korjausjärjestelmiä. Kuitenkaan tällaiset järjestelmät eivät tavallisesti voi havaita tai korjata tietoja jotka ovat virheellisiä mutta eivät loogisesti turmeltuneita. Tällaiset ominaisuudet omaa-vat tiedot voivat olla lähtöisin aritmeettisten toimintojen 25 ja erityisesti liukulukutoimintojen suorittamisesta. Tästä syystä on pitkään ollut käytäntönä tietojenkäsittely teol-i lisuudessa, että tietokone-ohjelmoijat rakentavat liukuluku- toimintoja käyttäviin ohjelmiin joitain tarkistusaskeleita tällaisten toimintojen tulosten tarkistamiseksi jotta varmis-30 tutaan siitä, että tulokset ovat numeeristen arvojen alueella, jossa oikeat tulokset voisivat sijaita. Täten teollisuustyöntekijän palkanlaskuohjelmassa joiden työntekijöiden palkka oletetaan olevan ennalta määrätyllä alueella 1800-3000 markkaa viikossa, ohjelma voi olla varustettu käskyllä 35 tarkistaa laskelmat sen varmistamiseksi että mikään palkka ei ole kirjoitettu yli tietyn rajan, kuten edellä mainittu 3 87704 3000 markkaa. Tietenkin palkanlaskuohjelman syöttötiedot voidaan myös tarkistaa samalla tavoin sen varmistamiseksi, että kaikkien arvojen parametrit ovat ennalta odotetulla alueella (sen varmistamiseksi esimerkiksi, että kellekään 5 työntekijälle ei makseta mahdottomasta 200 tunnin viikko-työstä) . Kun liukulukuvirheen on havaittu tapahtuneen, diagnoositoimenpiteitä tulee tällöin käyttää virheen analysoimiseksi ja sen syyn paikantamiseksi. Jos syy on ajoittainen tai ohjelmavirhe tämä voi olla vaikeata tehdä.

10 Toinen aikajakoisessa järjestelmässä käyttökelpoinen liukulukutoimintojen sovellutusalue on nimetä yhdelle järjestelmälle "user" tehtäväksi olla tekemättä mitään mutta suorittaa liukulukudiagnoositoimintojen jonoa jatkuvasti. Jotta tämä kuitenkin olisi tehokasta tekniikka tavallisesti 15 vaatii että tällaiset toiminnot suoritetaan tunnetuilla tiedoilla niin että saatuja tuloksia voidaan verrata odotettuihin tuloksiin. Jotkut virheet voivat olla data-riip-puvaisia vaikkakin tällaisissa tapauksissa valitut testit eivät ehkä ilmaise tällaisia virheitä paitsi jos operandi-20 data vaihtuu ajoittain. Lisäksi monet virheelliset liuku-lukutoiminnat voidaan suorittaa sen ajan, jona virhe tapahtuu liukulukukiihdyttimessä, ja sen ajan jossa seuraava diagnoositoiminta, joka kykenee havaitsemaan virheen, käyn-: nistyy, välillä. Jotta tosiaankaan ei kasvateta olennaisesti 25 järjestelmän toiminnan yleisrasitetta eikä muiden käyttäjien vastausaikoja lyhennetä on tarpeellista ja tarkoituksenmukaista että diagnoositoiminnat laraavat järjestelmän prosessorielementtejä vain pienen murto-osan ajasta. Mutta tämän seurauksena liukulukuprosessorin virheet voivat aiheuttaa 30 virheellisiä tuloksia ennen kuin ne on havaittu diagnoosilla.

Nämä ja muut tunnetun tekniikan tason rajoitukset on osoitettu esillä olevalla keksinnöllä, joka käsittää mekanismin jolla jatkuvasti testataan liukulukukiihdytyk-sessä prosessorielementtiä tai muuta prosessorielementtiä 35 sopivassa moniprosessorijärjestelmässä. Tämä keksintö ei hidasta järjestelmän vastausaikaa, lisää vain merkityksettö- 4 87704 mästi varustelun kustannuksia ja on täysin riippumaton ohjelmasta .

Keksinnön mukaisesti ainakin kaksi prosessoria kuten käskysuoritusprosessori (EU) ja liukulukukiihdytysproses-5 sori (FPAP) on liitetty yhteiseen syöttöväylään rinnakkain, vastaanottamaan samanaikaisesti samaa informaatiota, jota on sijoitettu väylään toisella laitteella (esim. käsky- ja operandinhakuelementillä). Väylällä oleva informaatio on pakattu ennalta määrättyyn muotoon kuten tavuihin, jotka 10 sisältävät käskytoimintakoodeja (so. "opcodes") suoritettavia toimintoja varten ja operandidataa, muuttujainformaatiota käytettäväksi näitä toimintoja suoritettaessa. Sekä käskysuoritusprosessori että liukulukukiihdytysprosessori tulkitsevat toimintakoodeja. Kun EU tulkitsee toimintakoodin joka 15 identifioi EU:n avulla toteutettavan toiminnan, se toteuttaa tämän toiminnan. Kun FPAP tulkitsee toimintakoodin, joka yksilöi FPAP:n avulla suoritettavan toiminnan, se suorittaa toiminnan. Tavallisesti FPAP:11a ei ole minkäänlaisia käs-kynsuoritustoimintoja EU:n käskysyklin aikana. Siksi esillä 20 olevan keksinnön mukaisesti kun FPAP tulkitsee toiminta-koodin, jolla EU toteuttaa toiminnan, FPAP sen sijaan että jäisi jouten EU:n toiminnan ajaksi suorittaa diagnoosi-toiminnan .

FPAP valitsee tietyn diagnoositoiminnan suoritetta-25 vaksi kussakin tilanteessa useiden mahdollisten diagnoosi-toimintojen joukosta. Diagnoositoiminnan valinta on riippuvainen EU :11a suoritettavasta toiminnasta. Jotta järjestelmän kokonaissuoritusaikaa ei hidastettaisi diagnoositoiminta valitaan siten että sen suoritusaika sopii EU:11a suoritet-30 tavan toiminnan suoritusaikaan; se on, että diagnoositoiminta valitaan siten että FPAP lopettaa toiminnan ennenkuin EU lopettaa toiminnan suorittamisen. Systeemin suunnittelijalla täytyy olla priorisuustieto EU:n toimintojen suori-tusajoista, FPAP suoritustoimintojen suoritusajoista ja 35 hänen täytyy kartoittaa EU toiminnat FPAP diagnoositoimin-toihin jotta tällainen tulos voitaisiin saavuttaa. Vastaa- 5 87704 vasti kulloinenkin riippuvuus EU toimintojen (tai käsky-toimin takood ien) ja FPAP diagnoositoimintojen välillä on riippuvainen suunnittelijan valinnasta eikä se ole keksintöä rajoittava piirre.

5 Koska FPAP vastaanottaa operandidataa kuin myös toi- mintakoodeja pitkin käsky(toiminta)väylää, operandidataa käytetään moniin diagnoositoimintoihin, sattumanvaraisuus-asteen lisäämiseksi testisignaaleille. Tämä tekee mahdolliseksi havaita virheet, jotka ovat riippuvaisia bitti-10 arvoista kuten virheet jotka ovat aiheutuneet siitä, että biteille on määrätty vakioarvo nolla tai yksi. On huomattava että tällä tavoin käytetty operandidata voi sisältää operandeja, jotka normaalisti on määritetty EU:lie; vaikka nämä operandit eivät ole tarkoitetut olemaan liukulukuja 15 FPAP voi tulkita niitä ikäänkuin ne olisivat liukulukuja ja niitä voidaan käyttää diagnoositoiminnassa samoin kuin liukulukuja. Yksi tai useampia lisämuuttujia voidaan vastaanottaa EU:sta pitkin kirjoitusväylää tai yleiskäyttörekiste-reistä.

20 Tällä tavalla tarkistetaan sekä tietoväylät että FPAP ohjauslogiikka kunkin ei-liukulukutoiminnan suorituksen aikana, näin mahdollistuu nopea FPAP virheiden havainnointi ja järjestelmän on mahdollistaa estää (monissa tapauksissa) viallinen FPAP ennenkuin se on saanut mahdollisuuden muodos-25 taa epäluotettavaa tulostustietoa.

Kun FPAP itsetestausrutiinia suoritetaan kuten edellä 5 on kuvattu ja virhetilanne ilmenee tai virhe tällöin havai taan muodostetaan FPAP virhesignaali. Tämä FPAP virhesignaali rekisteröidään FPAP:hän siihen asti kunnes EU:11a on mahdol-30 lista käsitellä se, mikä tarkoittaa aikaa jona FPAP käsittelee seuraavaa 1iukulukutoimintoa. Muuta tukitietoa voidaan myös taltioida, kuten käsittelyssä olevan diagnoosi-sarjan, jossa diagnoositoiminnalla havaitaan virhe, tunnis-tusdata, diagnoositoiminnan käyttämä operandidata, ja 35 liukulukuprosessorilla muodostetut virheelliset tulokset. Samalla kun seuraavaa liukulukutoimintoa suoritetaan virhe 6 87704 raportoidaan EU:lie, joka määrittelee virhetilanteen syyn siinä määrin kuin se siihen kykenee ainakin identifioimalla kyseisen moduulin. Jos virheen syy on sellainen että "seuraa-vaa" liukulukutoimintoa ei voida suorittaa kunnolla toiminto 5 voidaan keskeyttää; tai jos virheen syy ei ole yhteydessä seuraavaan toimintoon eikä vaikuta seuraavan toiminnon yhtenäisyyteen prosessin voidaan antaa jatkua.

Lisäksi käyttämällä näennäissatunnaista operandidataa ja jatkuvasti toimivia diagnoositestejä "taustalla" pitkän 10 aikaa FPAPrlla suoritetaan enemmän diagnoositestejä kuin suoritettaisiin käytettäessä tavallisia tunnetun tekniikan tason mukaisia laitesovitelmia.

Esillä oleva keksintö on hyödyllinen myös testattaessa FPAP:n rakennetta, pyrittäessä helpottamaan ohimenevien 15 virheiden erottamista suunnitteluvirheistä. Se on kun FPAP diagnoosiproseduurituloksissa havaitaan virhe virhe voidaan analysoida sen päättelemiseksi aiheutuuko siitä järjestelmällisesti tapahtuva ongelma. Eräs tapa tämän tekemiseksi on ajaa sama diagnoosiproseduuri samalla operandidatalla 20 toisessa samalla tavoin rakennetussa järjestelmässä. Mikäli sama virhe havaitaan sen syyn voidaan olettaa olevan suun-nitteluvirhe pikemminkin kuin ohimenevä tilanne.

Keksintö on määritetty erityisesti oheisissa vaati-: ; ; muksissa. Edellä ollut ja jäljempänä seuraavat keksinnön 25 piirteet ja edut voidaan ymmärtää paremmin seuraavasta • .·. selityksestä, jossa on viitattu oheisiin piirustuksiin, joissa: kuvio 1 on yleislohkokaavio digitaalisesta tietojenkäsittelyjärjestelmästä, johon kuuluu useita prosessori-30 elementtejä, kuten keskuskäsittely-yksikkö, ja joka muodostaa esillä olevan keksinnön esimerkinomaisen suoritusmuodon; kuvio 2 on lohkokaavio kuvion 1 mukaisesta lohko-kaaviosta, mutta se esittää suuremmassa mittakaavassa esimerkinomaisesti. keskusprosessorin sisäistä järjestäytymistä, 35 jossa keskusprosessorissa käytetään useita prosessoreita kuten suoritusyksikköprosessori ja liukulukukiihdytysyksikkö- 7 87704 prosessori, jossa esillä olevaa keksintöä erityisesti käytetään; kuvio 3 on kaaviomainen esitys informaatiotavusta, jolla voidaan kommunikoida kuvion 2 mukaisen liukuluku-5 kiihdytysprosessorin 34 kanssa; kuvio 4 on lohkokaavio osasta kuvion 2 mukaista järjestelmää, ja se esittää suuremmassa mittakaavassa liuku-lukukiihdytysprosessorin 34 sisäistä rakennetta; ja kuvio 5 on kaaviomainen esitys liukulukudatasanan 10 muodosta, jollaisena sitä voidaan käsitellä kuvioiden 2 ja 4 mukaisessa liukulukukiihdyttimessä, ja joka on hyödyllinen keksinnön ymmärtämiseksi.

Kuten kuviossa 1 on esimerkinomaisesti esitetty keksinnön sisältämän tietojenkäsittelyjärjestelmän perus-15 elementteihin kuuluu keskusprosessoriyksikkö (CPU) 10, muis-tiyksikkö 11 ja syöttö/tulostuselementti 12. CPU 10 suorittaa käskyt jotka on taltioitu osoitteen isiin muistipaikkoihin muistiyksikössä 11. Käskyt identifioivat toiminnat jotka suoritetaan operandeille, jotka on myös taltioitu osoitteel-20 lisiin paikkoihin muistiyksikössä. Käskyt ja operandit noudetaan CPU:n 10 avulla kun niitä tarvitaan, ja käsitelty data palautetaan muistiyksikköön. CPU 10 lähettää myös ohjausinformaation syöttö/tulostuselementin yksikölle, mahdollistaen niiden suorittaa valitut toiminnat kuten tiedon 25 lähettämisen muistiyksikköön 11 tai datan hakemisen muisti-yksiköstä 11. Tällainen data saattaa olla käskyjä, operandeja, joita lähetetään muistiyksikköön tai käsiteltyä dataa, jota haetaan muistista taltioitavaksi tai esitettäväksi.

·; Käyttäjän konsoli 13 toimii käyttäjän liittäjänä.

30 Se mahdollistaa käyttäjän tutkia ja säilyttää dataa, keskeyttää keskusprosessoriyksikön 10 toiminta, tai askeltaa keskusprosessoriyksikköä käskyjonon läpi ja määrittää siitä riippuen prosessorin vasteet. Se mahdollistaa myös käyttäjän alustaa järjestelmä läpi itseohjautuvan proseduurin ja 35 suorittaa erilaisia diagnoositestejä koko tietojenkäsittelyjärjestelmässä.

8 877C4

Keskusprosessoriyksikkö 10 on liitetty muistiyksikköön 11 useilla väylillä, joita on yleisesti identifioitu viitenumerolla 14. Erityisesti keskusprosessoriyksikkö 10 on kytketty suoraan muistiohjaimeen 15, joka puolestaan on kytketty 5 useisiin ryhmiin 16 pitkin ryhmäväylää 17. Eräässä erityisessä sovellutusmuodossa muistiohjain sisältää lisäksi välimuistin. Muistiohjaimeen 15 kuuluu piiristö osoitteellisen paikan sisältöjen noutamiseksi joko välimuistista tai ryhmästä 16 ja informaation tallentamiseksi sinne perinteisellä 10 tavalla. Välimuistit ovat alalla hyvin tunnettuja eikä niistä puhuta enempää.

Datankäsittelyjärjestelmä voi sisältää monentyyppisiä syöttö/tulostusyksiköitä, joihin kuuluu sekundaarisia levyjä nauhataltiointielementtejä, kaukokirjoittimia, näppäimis-15 töjä ja näyttölaitcpäätteitä, ja vastaavia. Nämä yksiköt 20 on kytketty syöttö/tulostusväylän 21 kautta väyläadapteriin 22. Syöttö/tulostusväylä 21 voi olla esimerkiksi sellainen, mikä on kuvattu US-patentissa n:o 4 232 366, joka on myönnetty keksijälle nimeltä John V. Levy ja siirretty esillä 20 olevan keksinnön hakijan nimiin, patentti on otsikoitu nimellä "Bus For Data Processing System With Overlap Sequences". Myös muunkin tyyppisiä syöttö/tulostusväyliä voidaan käyttää sellaisten syöttö/tulostusyksiköiden (ei esitetty), joihin ' kuuluu syöttö/tulostusväylä 23, joka on kytketty väylä- 25 adapteriin 24, jotka on esitetty US-patentissa n:o 3 815 099, joka on myönnetty kesäkuun 4. päivänä 1974 keksijälle nimeltään J. Cohen, ja joka on otsikoitu nimellä "Tietojenkäsittelyjärjestelmä".

Väyläadapterit 22 ja 24 on kytketty lähettämään ja 30 noutamaan tietoja muistiohjaimesta 15 pitkin adapteriväylää 25. Väyläadaptereihin on kytketty myös keskeytyspyyntö/lupa-väylä 26, jonka kautta väyläadapterit voivat keskeyttää keskusprosessoriyksikön 10 toiminnan yhden tai useamman syöt-tö/tulostusyksikön 20 tilanmuut.okscn tapahtuessa perintei-35 sellä tavalla. Keskusprosessoriyksikkö 10 lähettää täten keskeytyspyyntö/lupasignaaleja suoraan syöttö/tulostus- 9 87704 elementtien yksiköiden välillä, ja lähettää ohjaussignaalit muistiohjaimen 15 kautta syöttö/tulostuselementtien 12 yksiköille ja noutaa tilainformaation muistiohjaimen 15 kautta syöttö/tulostuselementtien 12 yksiköltä. Muistiohjäin 5 ohjaa täten tiedonsiirtoa keskusprosessorin yksikölle 10 ja syöttö/tulostuselementeille 12 ja keskusprosessoriyksiköltä 10 ja syöttö/tulostuselementeiltä 12, ja lähettää ohjaus-ja tilainformaatiota keskusprosessorin yksikön ja syöttö/ tulostuselementtien 12 välillä.

10 Esillä oleva keksintö kohdistuu erityisesti keskus- prosessoriyksikköön 10 joka on esitetty yksityiskohtaisesti kuviossa 2. Toiminnallisesti CPU 10 käsittää kolme ali-yksikköä: käskyjen ja operandien (so. tietojen), hakuyksikön (IBOX) 30, suoritusprosessoriyksikön (EU) 32, ja liukuluku-15 kiihdytysprosessoriyksikön (FPAP) 34. IBOX 30 syöttää muisti-ohjainta 15 käskynäennäisosoiteväylän 36 kautta, kunkin käskyn (tai käskyjen jonon) näennäisosoitteen noutamiseksi muistiryhmästä 16 ja kunkin tuloksen kirjoittamiseksi muisti-ryhmään 16. IBOX 30 kirjoittaa informaation muistiohjaimeen 20 15 (muistiryhmään 16 lähettämistä varten) ja lukee muisti- ohjaimesta 15 informaation pitkin muistitietoväylää 38.

CPU 10 on kytketty muistiohjaimeen 15 kolmannen väylän 42 kautta, jonka tarkoitus ja toiminta selostetaan jäljem-: pänä. Väylät 36, 38 ja 42 vastaavat kuvion 1 useita väyliä 14.

25 Käskyjen hakuyksikkö 30 hakee muistista käskyt, jotka ' . on määrä suorittaa CPUrssa 10 ja operandidatat, joita on tarkoitus käyttää näitä käskyjä suoritettaessa. Nämä käskyt ja operandidatat viedään EU:hun 32 ja FPAP:han 34 saman-’ aikaisesti toimintaväylän (opbus) 44 kautta. Toimintaväylää 30 44 pitkin lähetettävä informaatio voidaan pakata esimerkiksi ennalta määrätyn lukumäärän bittejä omaaviin tavuihin.

Eräs mahdollinen sovellutusmuoto, kuten kuviossa 3 esitetty, yksittäistavu 52 varustetaan sekä käskytoimintakoodilla 54 että datalla 56 ensimmäistä operandia "A". Luonnollisesti 35 toimintakoodi 54 ja operandi 56 voidaan yhtä hyvin sijoittaa erillisiin tavuihin. Operandi 56 tietenkin usein voi ,0 87704 muodostaa operandin, joka normaalisti määritetään EU:lie; vaikka tällaisen operandin ei ole tarkoitettu edustavan liukulukua FPAP voi tulkita sitä ikäänkuin se tosiasiassa olisi liukuluku, ja sitä voidaan käyttää diagnoositoiminnassa 5 samalla tavoin kuin liukulukua.

Kahdentyyppisiä toimintakoodeja lähetetään pitkin toi-mintaväylää 44. Tyypillisesti toimintakoodin laji määritetään yhdellä tai useammalla ennalta nimetyllä bitillä, joka kuuluu itse toimintakoodiin. Esimerkiksi toimintakoodin 54 10 ensimmäistä bittiä 58 voidaan käyttää toimintakoodin tyypin määrittämiseen. Toimintakoodimäärityksen ensimmäinen tyyppi (esim. bitillä 58 on arvo nolla) ilmaisee että suoritettava toiminta tapahtuu suoritusprosessorilla 32, kun taas toimintakoodin toinen tyyppi (esim. bitillä 58 on arvo yksi) 15 osoittaa että suoritettava toiminta tapahtuu liukulukukiih-dytysprosessorissa 34. EU 32 ja FPAP 34 tulkitsevat väylän 44 toimintakoodeja 54 samanaikaisesti ja kukin tällainen prosessori havaitessaan toimintakoodin toiminnasta, joka kohdistuu tälle prosessorille ottaa tehtäväkseen osoitetun 20 toiminnan suorittamisen. EU:n 32 ja FPAP:n 43 avulla suoritettujen toimintojen tulokset palautetaan IBOXiiin 30 pitkin WRITE väylää (WBUS) 62. IBOX 30 ja EU 32 ilmoittavat myös rekisterimuutosten tulokset pitkin WRITE väylää 62 FPAPrlle 43 ja IBOX:lle 40, kun niin tarvitaan.

25 Esillä olevan keksinnön mukaisesti kuitenkin kun FPAP 34 havaitsee EU:11a 32 suoritettavan toiminnan toimintakoodin FPAP valitsee diagnoositoiminnan suoritettavaksi itsessään ja sitten suorittaa tämän diagnoositoiminnan. Diagnoositoiminnan valinta on riippuvainen tietystä EU-tyy- · 30 pin toimintakoodista, joka tulkittiin. So. että kukin EU- tyypin toimintakoodi on sovitettu yhteen tai useampaan diag-: noositoimintaan, joka vaatii vähemmän suoritusaikaa FPAP:ssa kuin mitä on minimiaika, jonka EU vaatii suorittaakseen toimintakoodin osoittaman toiminnan. Jos on valittavana 35 useampia kuin yksi diagnoositoiminta vasteena erityiselle toimintakoodille silloin valinta tehdään operandin yhteen tai 11 87704 useampaan bittiin perustuen diagnoosirutiinin lopullisen valinnan tekemiseksi.

Koska FPAP toimintoihin tavallisesti sisältyy aritmeettisen toiminnon suorittaminen kahden operandin välillä 5 tarvitaan toinen operandien lähde pitkin toimintaväylää 44 tulleiden operandien A lisäksi. Toimintaväylän 44 lisäksi käytetään kahta operandien lähdettä. Toinen lähde on WRITE väylä 62, joka voi syöttää tietoja suoritusprosessorista 32 ja kaskyhakuyksiköstä 30. Kolmas lähde on yleiskäyttörekis-10 terien ryhmä (GPR's) 64, joka on itsessään varustettu liuku-lukukiihdytysprosessorilla.

Kuvio 4 esittää keskusprosessoriyksikköä 10 joka sisältää keksinnön. Lyhyesti keskusprosessoriyksikköön 10 kuuluu hakuykksikkö 30 ja suoritusprosessoriykksikkö 32, 15 joka lähettää osoitteita pitkin väyliä 36 ja 42 vastaavasti muistiin (ei esitetty). Hakuyksikkö 30 vastaanottaa käskyjä muistista pitkin muistitietoväylää 38. Hakuyksikkö tulkitsee käskyt, hakee operandit ja lähettää ne suoritusprosessorille 32 tai liukulukukiihdytysprosessorille 34 pitkin operandiväy-20 lää 44. Suoritusyksikkö 32 suorittaa tavallisesti käskyt lukuunottamatta sitä hyvin tunnettua toimintojen käskyjen ; luokkaa, joka on nimeltään liukulukutoiminnat, ja jotka käskyt "V suoritetaan liukulukukiihdytysprosessorissa 34. Käsittelyn tulokset palautetaan hakuykksikköön 30 pitkin WRITE väylä : 25 (WBUS) 62 taltioitavaksi muistiin pitkin muistitietoväylää 38.

Suoritusyksikkö 32 on kytketty myös konsooliin (ei esitetty) pitkin konsoliväylää 13A. Konsooli toimii käyttä-:.V jän liittäjänä, ja mahdollistaa käyttäjän tutkia ja taltioida käskyjä ja operandeja, keskeyttää keskusprosessoriyksikön 10 30 toiminta tai askeltaa keskusprosessoriyksikköä läpi käsky-:*j*; jen jonon ja määritellä sen vasteet sille. Konsooli mahdol listaa käyttäjän myös alustaa järjestelmää läpi itseohjau- % 12 877G4 tuvan proseduurin ja suorittaa erilaisia diagnoositestejä koko tietojenkäsittelyjärjestelmälle.

Lopuksi suoritusyksikkö 32 on kytketty myös keskey-tyspyyntö/lupaväylän 66 kautta yksiköihin, jotka ovat syöt-5 tö/tulostusjärjestelmässä (ei esitetty), joihin voi kuulua tavallisia kirjoittimia, kaukokirjoittimia ja näppäimistö-näyttölaiteyksiköitä kuin myös levy- ja nauha-asemia.

Väylä 66 vie keskeytyspyyntösignaalit syöttö/tulostuslait-teelta suoritusyksikölle 32, ja keskeytyslupasignaalit suo-10 ritusyksiköltä syöttö/tulostusyksiköille.

Kuten on mainittu liukulukukiihdytysprosessori 34 käsittelee liukulukukäskyjä (ja vastaavasti toimintoja).

Nämä käskyt mahdollistavat prosessorin suorittaa toimintoja operandeilla liukulukumuodossa, joka on esitetty kuviossa 5. 15 Liukulukuoperandeihin kuuluu eksponenttiosa 68 ja murto-lukuosa 70 joista kuhunkin kuuluu merkkibitti 72 ja 74, joka identifioi vastaavan osan 68 ja 70 merkin positiiviseksi tai negatiiviseksi arvoksi. Liukulukukäskyt rajoittuvat tavallisesti aritmeettisiin käskyihin kuten summaukseen, 20 vähentämiseen, kertomiseen ja jakamiseen tai näiden käskyjen muunnelmiin. Liukulukukiihdytysprosessori 34 on varustettu . . kahdella murtoluvun käsittelytietoväyIällä, ensimmäinen '·/ summausmoduuli 76 suorittaa summauksen ja vähentämisen ja toinen kertomismoduuli 78 suorittaa kertomiset ja jakamiset - ' 25 operandin murtolukuosassa. Eksponentin käsittelymoduuli 80 käsittelee liukuluvun eksponenttiosaa minkä tahansa liuku-luku toiminnan aikana.

: : : Esittelymodulit 76, 78 ja 80 vastaanottavat liuku-

lukuoperandeja lukuisista lähteistä. Yksi lähde on operandi-30 väylä 44 ja erityisesti operandiväylä rekisteristä 82. Toinen , operandien lähde on WRITE väylä 62 ja erityisesti WRITE

väylä rekisteristä 84. Kolmas operandien lähde prosessori-logiikoille 76, 78 ja 80 on yleiskäyttörekisterien 64 ryhmä, : jotka on sovitettu 1 iukulukukiihdytysprosessoriin 34.

35 Yleiskäyttörekisterit 64 ladataan WRITE väylärekisterin 84 kautta suoritusyksiköllä 32.

13 87704 Käsittelymoduuleja 76, 78 ja 80 ohjataan mikro-käskyillä, jotka saadaan mikrokoodiohjausmuistista 86 mikro-jonoittimen 88 valitsemina perinteisellä tavalla.

Lisäksi mikrojonoittimen 88 toimintaa ohjaa liukuluku-5 virhemääritysviestinohjaus (suorasaantimuisti) (FDRAM) 90, joka toimii seuraavasti. Toimintakoodirekisteri 92 tarkkai-lee toimintakoodeja, jotka lähetetään pitkin toimintaväylää 44 ja rekisteröi siinä esiintyvät käskyjen toimintakoodit. FDRAM syöttää vasteena rekisterissä 92 olevan toimintakoodin 10 arvolle vastaavan ennalta valitun osoitteen; tämä osoite rekisteröidään FDRAM rekisteriin 94 ja sieltä se syötetään mikrojonoittimelle 88 mikrokäskyjen jonon alkuasemaksi.

Kun rekisterissä 92 oleva toimintakoodi määrittää EU toiminnan FDRAM:n 90 syöttämä asema on FPAP diagnoosijonon alku.

15 Tyypillinen FPAP diagnoosijono, joka on johdettu tällä tavoin saattaa esimerkiksi sisältää laskun AB - BA suorittamisen ja tuloksen testaamisen nolla-arvon varalta, jossa laskussa "A" merkitsee ensimmäistä muuttujaa ja "B" merkitsee toista muuttujaa. Toisen muuttujan arvo kuten 20 "A" voi kuten edellä on mainittu olla operandiarvo joka on saatu toimintaväylärekisteristä 82; kun taas toisen muuttujan arvo (tässä tapauksessa "B") saadaan WRITE väylästä 62 ’ · tai yleiskäyttörekisteristä 64.

Kun FPAP diagnoosirutiini suoritetaan kuten tässä : . 25 kuvataan ja tällöin syntyy kuten havaitaan virhetila muodos tetaan FPAP virhesignaali. Tämä FPAP virhesignaali rekisteröidään FPAP:hän kunnes EU on valmis käsittelemään sen, mikä tapahtuu kun FPAP käsittelee seuraavaa liukulukutoi-mintoa. Muutakin tukidataa voidaan taltioida, kuten ajet-30 tavan diagnoositoiminnan tunnistus kun virhe ilmenee, -· diagnoositoiminnassa käytettävä operandidata, ja virheelli set tulokset, jotka on muodostettu liukulukuprosessorilla. Sillä aikaa kun seuraavaa liukulukutoimintoa suoritetaan virhe ilmoitetaan järjestelmän "virhelogiin", joka on sel-35 laista tavallista tyyppiä jota tietojenkäsittelyjärjestelmän ohjausjärjestelmässä käytetään tavallisesti. Ennenkuin 14 87704 seuraavan liukulukutoiminnan tulokset ilmoitetaan, EU, jossa käytetään perinteisiä metodeja liukulukuvirheiden analysoimiseksi, määrittää virhetilan syyn mikäli se siihen kykenee, ainakin identifioi kyseisen modulin. Jos virheen syy on 5 sellainen ettei "seuraavaa" liukulukutoimintoa voida suorittaa hyväksyttävästi toiminta keskeytetään; tai jos virheen syy on tästä seuraavasta toiminnasta erillinen eikä vaikuta tämän seuraavan toiminnan yhtenäisyyteen sen voidaan antaa jatkua ja palata sen tuloksiin kun se on aiheellista. Esimer-10 kiksi jos virheen havaitaan liittyvän murtolukujen summaus-moduuliin 76 mutta tätä moduulia ei käytetä "seuraavan" toiminnan suorittamiseen ei ole mitään syytä keskeyttää tätä seuraavaa toimintoa. Jos toiminta täytyy keskeyttää sitä voidaan yrittää uudelleen tai se voidaan suorittaa EU:ssa 15 sen sijaan, koska EU voi suorittaa myös liukulukutoimintoja, vaikkakaan ei yhtä nopeasti kuin FPAP. Joskus tietenkin virheen syy on väliaikainen ja toiminta onnistuu yrittämällä uudelleen. Tällöin lisätoimenpiteitä, jotka tuloo ottaa lukuun vcistecna virheen havaitsemiselle, vaativat analyysiä 20 sen varmistamiseksi onko virhe jatkuva. Jos se ei ole tai jos se toistuu vain harvoin mitään lisätoimenpiteitä ei tarvita. Jos kuitenkin virhe ilmenee liian usein tarvitaan : tällöin huoltotoimenpiteitä.

Vaikka edellä ollut selitys on rajoittunut keksinnön : V 25 tiettyyn esimerkinomaiseen sovellutusmuotoon on ilmeistä että erilaisia vaihtoehtoja, muunnelmia ja parannuksia ·"· tulee alan ammattimiehelle varmastikin mieleen. On selvää V; lisäksi että keksintöä voidaan käyttää järjestelmissä, joissa on erilainen perusrakenne tai, joissa käytetään erilaista 30 sisäistä piiristöä kuin tässä erityisessä selvityksessä on kuvattu, jolloin on pyritty selvittämään keksinnön eräitä tai kaikkia etuja. Tällaiset ilmeiset vaihtoehdot, muunnelmat ja parannukset vaikka niitä ei ole välttämättä edellä mainittu ei olo tarkoitettu suljettavaksi pois ja no ovatkin 35 keksinnön hengen ja suojapiirin sisällä. Vastaavasti edellä - ollut selitys on tarkoitettu olemaan vain selventävä eikä is 87704 rajoittava. Oheisten vaatimusten tarkoituksena on kattaa kaikki tällaiset muunnelmat ja variaatiot jotka kuuluvat keksinnön todellisen hengen ja suojapiirin sisään.

Claims (11)

1. Tietojenkäsittelyjärjestelmä, jossa on ensimmäinen (34) ja toinen (32) prosessoriyksikkö järjestetty- 5 nä siten, että ensimmäinen näistä prosessoreista on joutilas sillä aikaa kun toinen prosessoriyksiköistä suorittaa käskyjä, tunnettu siitä, että a) ensimmäiseen prosessoriyksikköön kuuluu elimet aikavälin alun havaitsemiseksi, jonka aikavälin aikana 10 toinen prosessori suorittaa käskyä ja jonka aikavälin aikana ensimmäinen prosessori on joutilas; ja b) ensimmäinen prossoriyksikkö sisältää myös elimet diagnoositoiminnan valitsemiseksi diagnoositoiminnan ajamiseksi mainitussa ensimmäisessä prosessorissa sillä 15 aikaa kun toinen prosessori suorittaa mainittua käskyä, diagnoositoiminnan ollessa valittu useiden mahdollisten diagnoositoimintojen joukosta ja sen ollessa valittu siten, että ensimmäinen prosessori lopettaa diagnoositoiminnan suorittamisen ennenkuin toinen prosessori lopettaa 20 mainitun käskyn suorittamisen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tietojenkäsittelyjärjestelmä, tunnettu siitä, että siihen kuuluu elimet operandidatan syöttämiseksi ensimmäiselle ja toiselle prosessorille, jolloin tämä operandidata on käytet- 25 tävissä ensimmäisessä prosessorissa suoritettaessa diagnoositoiminto ja .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tietojenkäsittelyjärjestelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen prosessori on liukulukukiihdytysprosessori.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tietojenkäsitte lyjärjestelmä, tunnettu siitä, että siihen kuuluu elimet samojen käskytoimintakoodien syöttämiseksi molemmille prosessoreille, ja että elimien aikavälin alun havaitsemiseksi, jonka aikavälin aikana toinen prosessori 35 suorittaa käskyn ja jonka aikavälin aikana ensimmäinen i7 87704 prosessori on joutilas, kuuluu elimet mainittujen käsky-toimintakoodien tulkkaamiseksi ja toisella prosessorilla suoritettavien käskyjen identifioimiseksi.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen tietojenkäsitte- 5 lyjärjestelmä, tunnettu siitä, että elimet ensim mäisessä prosessorissa sillä aikaa kun toinen prosessori suorittaa käskyä ajettavan diagnoositoiminnan valitsemiseksi on sovitettu valitsemaan tällainen diagnoositoimin-ta riippuen toisessa prosessorissa suoritettavan käskyn 10 toimintakoodista.

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 1-5 mukainen tietojenkäsittelyjärjestelmä, tunnettu siitä, että diagnoositoiminnot on sovitettu tarkistamaan ensimmäisen prosessorin ohjauslogiikan toiminta kuin myös sen 15 tietoväylät.

7. Itsetestausjärjestelmä tietojenkäsittelyjärjestelmän ensimmäistä prosessoriyksikköä (34) varten, johon tietojenkäsittelyjärjestelmään kuuluu sekä ensimmäinen että toinen prosessoriyksikkö (32) ja operandiväylä (44) 20 näissä prosessoreissa suoritettavien toimintojen toimin- takoodien ja operandien syöttämiseksi samanaikaisesti molemmille prosessoriyksiköille, jolloin jokainen toimin-takoodi määrittää joko ensimäisellä prosessoriyksiköllä suoritettavan toiminnan tai toisella prosessoriyksiköllä 25 suoritettavan toiminnan, tunnettu siitä, että a) ensimmäinen prosessoriyksikkö tulkkaa väylältä syötettyjä toimintakoodeja; ja b) ensimmäinen prosessoriyksikkö aloittaa vasteena toiselle prosessoriyksikölle tarkoitetun tomintakoodin 30 havaitsemiselle itsediagnoositoiminnan, joka suoritetaan ensimmäisessä prosessoriyksikössä, jolloin diagnoositoiminnan suoritusaika on lyhyempi kuin toisen prosessoriyk-sikön suoritusaika jona se suorittaa mainitun toiminta-koodin mukaisen toiminnon.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen itsetestausjär- 18 87704 jestelmä, jossa ensimmäinen prosessoriyksikkö on liukulu-kukiihdytysprosessori liukulukutoimintojen suorittamiseksi ja toinen prosessoriyksikkö ainakin ei-liukulukutoi-mintojen suorittamiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen itsetestausjär- jestelmä, tunnettu siitä, että vasteena itsetes-tausdiagnoosivirheen havaitsemiselle ensimmäisessä pro-sessoriyksikössä, toiselle prosessoriyksikölle ei ilmoiteta mainitusta virheestä ennenkuin ensimmäisellä proses-10 soriyksiköllä suoritetaan seuraavana vuorossa olevaa liu-kulukutoimintoa.

10. Patenttivaatimuksen 7, 8 tai 9 mukainen itsetestaus järjestelmä, tunnettu siitä, että elimet itsediagnoositoiminnan aloittamiseksi ensimmäisessä pro- 15 sessoriyksikössä on sovitettu valitsemaan suoritettava itsediagnoositoiminta useiden mahdollisten itsediagnoosi-toimintojen joukosta, ja että itsediagnoositoiminta on valittu vasteena mainitulle toimintakoodille.

11. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen itsetes-20 tausjärjestelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen prosessoriyksikkö tulkitsee ei-liukulukuoperandit, jotka : .·. on syötetty toiseen prosessoriyksikköön pitkin mainittua väylää liukulukuoperandeina, ja että näitä operandeja käytetään testimuuttujina mainituissa diagnoositoimin-25 noissa. 19 87704