SU1383371A1 - Устройство дл контрол выполнени программ на эвм - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к устройствам дл  контрол  выполнени  программ и защиты от сбоев в управл ющих ЭВМ. Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности контрол . Устройство дл  контрол  выполнени  программ на ЭВМ содержит счетчик сбоев 14, два счетчика времени 11 и 15, два элемента И 10 и 13, элемент задержки 5, триггер фиксации сбоев 2, п ть элементов ИЛИ 1, 8, 9, 16 и 17, элемент НЕ 3, дешифратор адреса 6, регистр адреса команды 12, ждущий мультивибратор 7, блок пам ти контрольного разр да 4. 6 ил.

Description

(Л

со оо оо оо

Изобретение относитс  к вычислительной и может быть использовано в системах автоматического управлени  на базе ЭВМ дл  контрол  хода выполнени  программы управл ющей ЭВМ, восстановлени  вычислительного процесса при сбо х и формировани  сигнала отказа.

Цель изобретени  - повышение достоверности контрол .

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства дл  контрол  выполнени  программ на ЭВМ; на фиг. 2-4 - временные диаграммы работы устройства в различных режимах; на фиг. 5 - таблица соответстви  содержимых блока пам ти контролируемой ЭВМ; на фиг. 6 - схема алгоритма работы контролируемой ЭВМ при сбое.

Устройство (фиг. 1) содержит первый элемент ИЛИ 1, триггер 2 фиксации сбоев, элемент НЕ 3, блок 4 пам ти контрольного разр да (БПКР), элемент 5 задержки, дешифратор 6 адреса, ждущий мультивибратор 7, второй 8 и третий 9 элементы ИЛИ, первый элемент И 10, первый счетчик 11 времени , регистр 12 адреса команды (РАК), второй элемент И 13, счетчик 14 сбоев, второй счетчик 15 времени, четвертый 16 и п тый 17 элементы ИЛИ, выход 18 устройства дл  подключени  к шине данных (ШД) ЭВМ, вход 19 устройства дл  подключени  к шине адреса (ША) ЭВМ, вход 20 устройства -дл  подключени  к выходу управлени  вводом ЭВМ, вход 21 устройства дл  подключени  к выходу «Начало команды («НК) ЭВМ, выход 22 устройства дл  подключени  к входу «Прерывание («Прерыв) ЭВМ, синхронизирующий вход 23 устройства, выход 24 устройства «Неисправность («Не- испр), вход 25 «Начальна  установка («НУ) устройства.

На фиг. 2-4 обозначено: ШД - информаци  на ШД; ША - информаци  на ША; «Ввод - сигнал «Ввод информации в процессор контролируемой ЭВМ на линии сигнала «Ввод ; «НК - сигнал на линии «КР - сигнал с выхода БПКР 4; «Прерыв - сигнал прерывани  на линии 22; «Зап - сигнал «Запись РАК 12; «Счит - сигнал «Считывание из РАК 12; «Сброс - сигнал «Сброс триггера 2 фиксации сбоев; РАК - содержимое РАК 12; КОП - код операции текущей команды контролируемой ЭВМ, 1зад - врем  задержки элемента 5 задержки , - уровень сигнала не имеет значени . Временные диаграммы работы устройства представлены при отсутствии сбо  (фиг. 2) при возникновении сбо  (фиг. 3) в аппаратуре контролируемой ЭВМ и при выходе из прерывани  и возвращени  к выполнению основной программы контролируемой ЭВМ (фиг. 4).

Е таблице соответстви  запоминающего блока контрольного разр да содержимому  чеек запоминающего устройства контролируемой ЭВМ (фиг. 5) обозначено: ЗУ - запоминающее устройство ЭВМ; ос - относительный адрес (i-1)-й команды; КОП - код операции; КР - контрольный разр д. Блок контрольного разр да представл ет

собой одноразр дное посто нное запоминающее устройство, адреса  чеек которого соответствуют адресам  чеек ЗУ ЭВМ.

На фиг. б представлен алгоритм работы контролируемой ЭВМ при возникновении сбо ; где СК - счетчик команд контроли0 руемой ЭВМ, КОП - код операции.

Устройство сопр гаетс  с контролируемой ЭВМ следующим образом.

Выход 18 устройства подключаетс  к ШД ЭВМ, а его вход - ША ЭВМ, вход 20

устройства подключаетс  к линии сигнала «Ввод ЭВМ, сигнал «Ввод вырабатываетс  на врем  ввода информации в процессор ЭВМ, активным уровнем сигнала «Ввод  вл етс  логический «О, вход 21 устройства подключаетс  к линии сигнала «НК ЭВМ,

0 который вырабатываетс  на врем  ввода лишь кода выполн емой операции в процессор ЭВМ, активный уровень сигнала «НК «О, выход 22 устройства подключаетс  к линии сигнала «Прерыв ЭВМ, активный уро5 вень сигнала «Прерыв «О, вход 23 синхронизации устройства подключаетс  к линии меток времени (MB) блока синхронизации ЭВМ, с выхода 24 устройства выдаетс  сигнал «Неиспр ЭВМ, активный уровень сигнала в «Неиспр «1, на вход 25

0 устройства при включении питани  подаетс  сигнал «НУ, активный уровень сигнала «НУ «О, который через второй элемент И 13 сбрасывает счетчик 14 сбоев, через первый элемент И 10 по фронту сигнал «НУ запускает ждущий муль5 тивибратор 7, который вырабатывает импульс сброса триггера 2 фиксации сбоев и второго счетчика 15 времени.

Таким образом, устройство приводитс  в исходное состо ние.

0 Устройство работает следующим образом .

Контролируема  ЭВМ последовательно выполн ет команды основной программы в нормальном состо нии при отсутствии сбоев в аппаратуре ЭВМ. После выполнени 

5 (i-1)-й команды (фиг. 6) процессор ЭВМ передает по выходу 18 ШД адрес  чейки ЗУ ЭВМ (фиг. 2), в которой находитс  код операции i-й команды (КОП,-), после выставлени  этого адреса на входе 19 ША ЭВМ, к которой непосредственно подключены адрес0 ные входы ЗУ ЭВМ и БПКР 4 предлагаемого устройства, процессор ЭВМ вырабатывает сигнал «Ввод и сигнал «НК, передаваемые по лини м 20 и 21 сигналов «Ввод и «НК в устройство, сигнализиру  о том, что прое цессор готов прин ть информацию от ЗУ ЭВМ, после этого на выходе 18 ШД по вл етс  считанный из ЗУ ЭВМ КОПс,одновременно считываетс  и содержимое БПКР 4. Если процессором ЭВМ был произведен выбор КОП, а не данных, на выходе БПКР 4 остаетс  «1, т. е. в данном случае  чейке ЗУ, содержащей КОП/, соответствует «1 в  чейке БПКР 4 (фиг. 5).

Таким образом, в БПКР 4 хранитс  модель вычислительного процесса контролируемой ЭВМ. В предлагаемом устройстве производитс  сравнение «модели и самого вычислительного процесса в контролируемой ЭВМ. В случае их несовпадени  вырабатываетс  сигнал сбо .

Сигнал «НК с второго управл ющего входа устройства 21 поступает на элемент 5 задержки, который задерживает по вление сигнала «НК на врем  1зад, с его выхода сигнал «НК поступает на третий вход третьего элемента ИЛИ 9, на первый вход 20 которого подаетс  сигнал «Ввод, а на второй вход - сигнал «О с пр мого выхода триггера 2 фиксации сбоев. На выходе третьего элемента ИЛИ 9 формируетс  сигнал записи в регистр 12 адреса команды («Зап), с по влением задержанного сигнала «НК на третьем входе третьего элемента ИЛИ 9 уровень сигнала «Зап устанавливаетс  в «О. После ввода КОП с выхода 18 ШД в процессор ЭВМ снимаетс -сигнал «Ввод с

дает по выходу 18 ШД адрес РАК 12, в котором находитс  адрес КОП,, после по влени  адреса РАК 12 на входе 19 ША (фиг. 4) он дешифрируетс  дешифратором 6 адреса устройства, на выходе дешифратора по вл 5 етс  сигнал «О, который поступает на первый вход второго элемента ИЛИ 8, на третьем его входе - сигнал «О с инверсного выхода триггера 2 фиксации сбоев, который находитс  в единичном состо нии, на чет10 вертом входе второго элемента ИЛИ - сигнал «О с выхода элемента НЕ 3, на входе которого уровень «1, так как сигнала «НК не формируетс , поскольку процессор ЭВМ воспринимает содержимое РАК 12 как данные . При по влении сигнала «Ввод на вто ро.м входе второго элемента ИЛИ 8 на выходе его по вл етс  сигнал «О - сигнал «Счит из РАК 12. С выхода последнего информаци  передаетс  по выходу 18 ШД в процессор. После ввода содержимого в процессор ЭВМ

20 с выхода 18 ШД снимаетс  сигнал «Ввод и на выходе второго элемента ИЛИ 8 уровень сигнала «Счит становитс  «Ь, но перепаду сигнала «Счит с «О на «1 запускаетс  ждущий мультивибратор 7, на выходе которого формируетс  сигнал сброса триггера

20, на выходе третьего элемента - фиксации сбоев и второго счетчика времени

9 одновременно уровень сигнала становитс  «1 и по фронту

линии ИЛИ «Зап

сигнала «Зап в РАК 12 с входа 19 ША записываетс  адрес КОП. При вводе данных в процессор ЭВМ сигнал «НК не вырабатываетс , сигнал «Зап не формируетс , содержимое РАК 12 не мен етс . Таким образом , в РАК 12 хранитс  адрес КОП текущей выполн емой команды (в рассматриваемом случае в РАК 12 - адрес КОП,).

Допустим, что в аппаратуре контролируемой ЭВМ произошел сбой. В этом случае после выполнени  i-й команды процессор контролируемой ЭВМ передает по выходу 18 ШД уже адрес не КОП, а данных. После по влени  адреса данных на входе 19 ША процессором ЭВМ вырабатываютс  сигналы «Ввод и «НК, поскольку процессор ЭВМ работает в режиме ввода КОП. Процессор ЭВМ готов прин ть информацию от ЗУ ЭВМ, на выходе 18 ШД по вл ютс  данные, а на выходе БПКР 4 в этот момент уровень сигнала становитс  «О, так как из ЗУ вместо КОП считываютс  данные, на входах первого элемента ИЛИ 1 в этот момент времени сигналы «О, на выходе его - сигнал также «О, триггер 2 фиксации сбоев устанавливаетс  в единичное состо ние,-- формируетс  сигнал «Прерыв, который через первый управл ющий выход 22 поступает на процессор , вызыва  прерывание. ЭВМ выходитс  на команду обработки прерывани  (фиг. 6), т. е. в счетчик команд (СК) процессора

30

35

40

45

50

(«Сброс), активный уровень сигнала «Сброс «О.

Так как сигнал «НК на входе 21 по вл етс  раньше, чем фиксируетс  возникший сбой в аппаратуре ЭВМ, по вление сигнала «НК на третьем входе третьего элемента ИЛИ 9 необходимо задержать на врем  taa.i эле.ментом 5 задержки дл  того, чтобы не смог сформироватьс  паразитный сигнал «Зап с выхода третьего элемента ИЛИ 9. Сигнал «НК с входа 21 на третьем входе третьего элемента ИЛИ 9 должен по витьс  после того, как триггер фиксации сбоев установитс  в единичное состо ние и сигнал «1 с его пр мого выхода заблокирует третий элемент ИЛИ 9.

После выполнени  команды обработки прерывани  - пересылки адреса КОП,, содержащемус  Б РАК 12, процессор ЭВМ выходит из прерывани  и управление передаетс  по адресу КОП,, т. е. повторно выполн етс  правильно выполненна  i-  команда (фиг. 6).

Таким образом, устройство позвол ет распознать сбой в аппаратуре контролируемой ЭВМ и восстановить вычислительный процесс путем фиксации факта сбо  и повторного выполнени  предществующей сбою команды.

Устройство, кроме того, позвол ет распознавать устойчивые отказы ЭВМ и формировать сигнал неисправности.

В момент фиксации факта сбо  триггер 2

ЭВМ загружаетс  адрес команды обработки 55 фиксации сбо  устанавливаетс  в единичное

прерывани . Команда обработки прерывани  пересылает содержимое РАК 12 в СК процессора ЭВМ, дл  чего процессор ЭВМ пересосто ние и вырабатываетс  сигнал «Прерыв , который поступает на второй вход четвертого элемента ИЛИ 16, открыва  его дл 

дает по выходу 18 ШД адрес РАК 12, в котором находитс  адрес КОП,, после по влени  адреса РАК 12 на входе 19 ША (фиг. 4) он дешифрируетс  дешифратором 6 адреса устройства, на выходе дешифратора по вл 5 етс  сигнал «О, который поступает на первый вход второго элемента ИЛИ 8, на третьем его входе - сигнал «О с инверсного выхода триггера 2 фиксации сбоев, который находитс  в единичном состо нии, на чет0 вертом входе второго элемента ИЛИ - сигнал «О с выхода элемента НЕ 3, на входе которого уровень «1, так как сигнала «НК не формируетс , поскольку процессор ЭВМ воспринимает содержимое РАК 12 как данные . При по влении сигнала «Ввод на вто ро.м входе второго элемента ИЛИ 8 на выходе его по вл етс  сигнал «О - сигнал «Счит из РАК 12. С выхода последнего информаци  передаетс  по выходу 18 ШД в процессор. После ввода содержимого в процессор ЭВМ

0 с выхода 18 ШД снимаетс  сигнал «Ввод и на выходе второго элемента ИЛИ 8 уровень сигнала «Счит становитс  «Ь, но перепаду сигнала «Счит с «О на «1 запускаетс  ждущий мультивибратор 7, на выходе которого формируетс  сигнал сброса триггера

- фиксации сбоев и второго счетчика времени

- фиксации сбоев и второго счетчика времени

30

5

0

5

0

(«Сброс), активный уровень сигнала «Сброс «О.

Так как сигнал «НК на входе 21 по вл етс  раньше, чем фиксируетс  возникший сбой в аппаратуре ЭВМ, по вление сигнала «НК на третьем входе третьего элемента ИЛИ 9 необходимо задержать на врем  taa.i эле.ментом 5 задержки дл  того, чтобы не смог сформироватьс  паразитный сигнал «Зап с выхода третьего элемента ИЛИ 9. Сигнал «НК с входа 21 на третьем входе третьего элемента ИЛИ 9 должен по витьс  после того, как триггер фиксации сбоев установитс  в единичное состо ние и сигнал «1 с его пр мого выхода заблокирует третий элемент ИЛИ 9.

После выполнени  команды обработки прерывани  - пересылки адреса КОП,, содержащемус  Б РАК 12, процессор ЭВМ выходит из прерывани  и управление передаетс  по адресу КОП,, т. е. повторно выполн етс  правильно выполненна  i-  команда (фиг. 6).

Таким образом, устройство позвол ет распознать сбой в аппаратуре контролируемой ЭВМ и восстановить вычислительный процесс путем фиксации факта сбо  и повторного выполнени  предществующей сбою команды.

Устройство, кроме того, позвол ет распознавать устойчивые отказы ЭВМ и формировать сигнал неисправности.

В момент фиксации факта сбо  триггер 2

фиксации сбо  устанавливаетс  в единичное

состо ние и вырабатываетс  сигнал «Прерыв , который поступает на второй вход четвертого элемента ИЛИ 16, открыва  его дл 

прохождени  MB 23 на счетный вход второго счетчика 15 времени. Последний сбрасываетс  сигналом «Сброс, который с выхода ждущего мультивибратора 7 поступает на установочный вход второго счетчика 15 времени . При правильном ходе процесса обработки прерывани  переполнени  второго счетчика 15 времени не происходит, если же произошел отказ контролируемой ЭВМ, в результате которого обработка прерывани  не

лируемый ЭВМ и сформировать сигналы неисправности.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  контрол  выполнени  программ на ЭВМ, содержащее счетчик сбоев , два счетчика времени, два элемента И, элемент задержки, триггер фиксации сбоев.

   закапчиваетс  в заданный интервал времени, Q отличающеес  тем, что, с целью повышени 

   наступает переполнение второго счетчика 15 времени и сигнал «1 с выхода второго счетчика времени поступает на первый вход п того элемента ИЛИ 17, на выходе 24 которого формируетс  сигнал неисправности кондостоверности контрол , оно содержит п ть элементов ИЛИ, элемент НЕ, дешифратор адреса, регистр адреса команды, ждущий мультивибратор, блок пам ти контрольного разр да, причем вход устройства дл  подтролируемой ЭВМ «Неиспр, активный уро- 15 ключени  к выходу начала команды контро- вень сигнала «Неиспр с выхода 24 «1. лируемой ЭВМ подключен к первому входу

   первого элемента ИЛИ, через элемент НЕ -

   ЛАожет возникнуть така  ситуаци , ког-к первому входу второго элемента ИЛИ

   да обработка прерывани  заканчиваетс  в и через элемент задержки к первому вхо- заданный интервал времени, в этом случае 20 ДУ третьего элемента ИЛИ, второй вход повторно выполн етс  предшествующа  первого элемента ИЛИ соединен с вы- сбою команда, но после выполнени  этой ко- ходом блока пам ти контрольного раз- манды вновь возникает в аппаратуре ЭВМ р да, адресный вход которого подклю- сбой, при этом факт сбо  фиксируетс  и чен к входу устройства дл  подклю- вызывает прерывание ЭВМ и т. д. Число чени  к шине адреса контролируемой ЭВМ, таких последовательных сбоев в рассматри- 25 вход записи блока пам ти контрольного раз- ваемом примере каждый раз после выпол-р да и вторые входы второго и третьего

   элементов ИЛИ подключены к входу устройства дл  подключени  к выходу управлени  вводом контролируемой ЭВМ, выход первого элемента ИЛИ соединен с единичным входом триггера фиксации сбоев, нулевой вход которого соединен с выходом ждущего мультивибратора, пр мой выход триггера фиксации сбоев соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ, выход кото30

   нени  i-й команды подсчитывает счетчик 14 сбоев, на счетный вход которого поступает сигнал «Счит. Последний обнул етс  сигналом переполнени  с выхода первого счетчика 11 времени, который на установочный вход счетчика 14 сбоев проходит через второй элемент И 13, активный уровень сигнала переполнени  первого счетчика 11 времени «О. На счетный вход первого счетчика 11 времени поступает сигнал «Зап рого соединен со счетным входом первого с выхода 22 третьего элемента ИЛИ 9, об- счетчика времени и входом записи регистра нул етс  первый счетчик 11 времени сиг- адреса команды, инверсный выход триггера налом «Прерыв. Последний считает до фиксации сбоев соединен с третьим входом двух и на третий сигнал «Зап выдает сиг- второго элемента ИЛИ, входом сброса пер- нал переполнени . Таким образом, счетчик вого счетчика времени, первым входом чет- 14 сбоев обнул етс , если после повторного 40 вертого элемента ИЛИ и  вл етс  выходом выполнени  предшествующей сбою команды устройства дл  подключени  к входу преры- не произошел сбой в аппаратуре контролируемой ЭВМ, т. е. не сформировалс  сигнал «Прерыв с выхода 22, который сбрасывает первый счетчик 11 времени, выдающий сигнал переполнени .

   При возникновении последовательных сбоев каждый раз после выполнени  i-й команды формируетс  сигнал «Прерыв с выхода 22 и первый счетчик 11 времени не успевает переполнитьс . В этом случае, если ны м входом счетчика сбоев, выход которого наполненное число сбоев в счетчике 14 сбоев соединен с первым входом п того элемен- превысит заранее заданный порог, с его вы- та ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом хода сформируетс  сигнал переполнени , неисправности устройства, выход регистра поступающий на второй вход п того элемен- адреса команды подключен к выходу уст- та ИЛИ 17, на выходе 27 которого форми- ройства дл  подключени  к щине данных руетс  сигнал «Неиспр. Активный уровень 55 контролируемой ЭВМ, вход начальной уста- сигнала переполнени  счетчика 14 сбоев «Ь. новки устройства подключен к второму входу

   Таким образом, устройство позвол ет так- первого элемента И и первому входу второ- же распознавать устойчивый отказ контро- го элемента И, выход первого элемента И

   вани  контролируемой ЭВМ, информационные входы дешифратора адреса и регистра адреса команды подключены к входу устройства дл  подключени  к щине адреса кон- тролируемой ЭВМ, выход дешифратора адреса соединен с четвертым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом чтени  регистра адреса команды, первым входом первого элемента И и счетдостоверности контрол , оно содержит п ть элементов ИЛИ, элемент НЕ, дешифратор адреса, регистр адреса команды, ждущий мультивибратор, блок пам ти контрольного разр да, причем вход устройства дл  подключени  к выходу начала команды контро- лируемой ЭВМ подключен к первому входу

   рого соединен со счетным входом первого счетчика времени и входом записи регистра адреса команды, инверсный выход триггера фиксации сбоев соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ, входом сброса пер- вого счетчика времени, первым входом чет- вертого элемента ИЛИ и  вл етс  выходом устройства дл  подключени  к входу преры-

   ны м входом счетчика сбоев, выход которого соединен с первым входом п того элемен- та ИЛИ, выход которого  вл етс  выходом неисправности устройства, выход регистра адреса команды подключен к выходу уст- ройства дл  подключени  к щине данных контролируемой ЭВМ, вход начальной уста- новки устройства подключен к второму входу

   вани  контролируемой ЭВМ, информационные входы дешифратора адреса и регистра адреса команды подключены к входу устройства дл  подключени  к щине адреса кон- тролируемой ЭВМ, выход дешифратора адреса соединен с четвертым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом чтени  регистра адреса команды, первым входом первого элемента И и счетсоединен с входом запуска ждущего мультивибратора , выход которого соединен с входом сброса второго счетчика времени, выход которого соединен с вторым входом п того элемента ИЛИ, выход первого счетчика времени соединен с вторым

   шл (

   ША X Ф донныу

   Счит

   сброс

   РАН

   ШЛ ША i X Зрес РАК

   ВВод

   W

   прерыв

   /СЯ Прерь/в

   Зол

   Зап

   Счит

   сброс Ш

   Фиг.З

   входом второго элемента И, выход которого соединен с входом сброса счетчика сбоев, вход синхронизации устройства подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика времени.

   Ж

   X Адрес кот

   /xV

   У

   ФаъЛ

   Фиъ. 5

   (1- } - номанда

   (.- номанда

   ()-  номанда

   rf. Адрес программы обработки прершбана 

   г/г Адрес нот

     номанда

   ( номанда

   fc +2)-  НО манда

   - - нoмQндп

   i-9t номанда

   1   номанда

   л(,( команда лере)(.ооа

   « Данные ((номан до.

   I Выполнение

   OCHOdHOLt

   программы

   прерыбание

   Вб/хо9 на команду обработии npepth оанио

   Восстановление

   6btVUC/}i/n7eJ bHOSO

   процесса

   дымд из прерываний

   Побшорное §д//7ОМе

   ние i- /foMOH&t /

   L прадолмение (быполнен ил основной программы