SU1621026A1 - Микропрограммное устройство управлени с контролем - Google Patents

Description

1

(21)4351558/24

(22)26.10.87

(46) 15,01.91. Бкш„ № 2 (72) А„К0 Шабанов (53) 681.3(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1140121, кл, G 06 F 9/22, 19830

Патент Японии № 66-3219, кл, G 06 F 11/10, 1982,

-(.54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ С КОНТРОЛЕМ

(57)Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в контроллерах систем с резервированием. Цель изобретени  - повышение отказоустойчивости за счет выполнени  последовательности микрокоманд завершени  после обнаружени  ошибок в работе, за счет изменени  режимов формировани  адреса и декодировани  выходного слова пам ти без увеличени  его длины . Устройство содержит узел 1 Формировани  следующего адреса, счетчик 2 (регистр адреса), блок 3 посто нной пам ти, узел 4 контрол , триггер 5 ошибки, триггер 11 пуска генератор 10 тактовых ИМПУПЬООН. В устройстве обеспечиваетс  Нормирование на выходах 18 кодов микрокоманд , выборка глетл кшвгк адресов №- крокоманд по коду микрокоманды,потт адреса в -зависимости о г воздействии на входах 17, а также обнаружение и фиксаци  Факта обнаружени  ошибки в слове микрокоманды. Триггер 7 строба, шифратор 6 ц ЭПРМРНТ И 9 обеспечивает после фиксации ошиоки в трип епе 5 переход к пес шцоваiепь ом выполнению микрокоманд npoiрам ы аварийного завершени , начн ш  с нулевого адреса. Поичсм помехоустойчивое кодирование этих команд обеспечиваетс  без увеличени  длины слова пам ти за счет устранение функциональных полей обычных микрокоманд , не используемых при аварийном завершении работы,, Устройство дополнительно имеет вход 12 останова и выходы аварийного управлени  16, и синхронизации 14. 4 ил.

i

fXesa

fuss,

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в контроллерах ввода-вывода систем с резервированием, например мультипроцессорных

Цеть изобретени  - повышение отказоустойчивости за счет выполнени  последовательности микрокоманд завершени  после обнаружени  ошибок в работе, за счет изменени  режимов формировани  адреса и декодировани  выходного слова пам ти без увеличени  его длины.

Эффект повышени  надежности работы достигаетс  путем изменени  режимов, формировани  адреса и декодировани  выходного слова пам ти. Возможность достижени  указанного эффекта без увеличени  длины выходного слова па- м ти объ сн етс  различием принципов использовани  информации в выходном слове пам ти на различных этапах работы. Если в основном режиме работы выходное слово пам ти должно нести информацию об использовании управл ющих сигналов, правилах выбора следующего адреса обращени , изменении выходных сигналов на данном шаге и иметь небольшую избыточность дл  обеспечени  текущего контрол , то после обнаружени  ошибки с переходом в режим аварийного завершени , .при котором внешние управл ющие сигналы не анализируютс , а адреса измен ютс  по жесткому закону, вс  длина выходного слова пам ти используетс  дл  помехоустойчивого кодировани  команды об изменении выходных сигналов аварийного управлени  на данном шаге

На фиг. 1 приведена структурна  схема микропрограммного устройства управлени  с контролем; на фиг„ 2 - временные диаграммы работы устрой-

СТВЗо

Устройство (фиг. 1) содержит узе I формировани  следующего адреса, счетчик 2, блок 3 посто нной пам ти, узел 4 контрол , первый 1К-триггер 5 ошибки, шифратор 6, второй 1К-тригге 7 строба, демультшшек,сор 8, элемент И 9, генератор 10 тактовых импульсов , триггер 11 пуска, вход 12 останова устройства, вход 13 пуска устройства , выход 14 синхронизации устройства , выход 15 ошибки устройства, выход 16 аварийного управлени  устройства , вход 17 кода операции устп-

JQ

5 20 25 п . „

,

55

ройства, выход 18 микрокоманд устройства

Устройство работает следующим образом .

После прихода пускового импульса на вход 13 пуска устройства триггеры 5 ошибки и 7 строба устанавливаютс  в нулевое состо ние, а триггер 11 пуска - в единичное, при этом на вход разрешени  генератора 10 тактовых импульсов поступает разрешающий потенциал, и он начинает формировать на своих выходах две последовательности сдвинутых импульсов (фиг.2-4)„ Поскольку с выхода триггера ошибки на управл ющий вход демультиплекср- ра 8 поступает нулевой сигнал, то импульсы с второго выхода генератора 10 тактовых импульсов через демуль- типлексор 8 будут поступать на вход записи счетчика 2, и по первому переднему фронту в него будет занесен адрес, сформированный узлом 1 формировани  следующего адреса на основании кода операции, внешних условий и других управл ющих сигналов, поступающих на вход 170 Слово микрокоманды , соответствующее выбранному адресу , по витс  на выходе блока 3 посто нной пам ти о Контроль микрокоманды выполн етс  с целью повышени  достоверности функционировани  на каждом шаге о Дл  этого узлом контрол  может Сыть, например, проста  схема контрол  на четность выходного слова пам ти или более сложна  схема , определ юща  принадлежность выходного слова пам ти к множеству допустимых кодов микрокоманде, Если к моменту прихода с первого выхода генератора 10 тактовых импульсов заднего фронта импульса единичный сигнал ошибки на выходе узла 4 контрол  не сформирован, то комбинаци  выходного слова микрокоманды безошибочна и внешние исполнительные устройства могут фиксировать и обрабатывать код микрокоманды, поступающий с выходов 18 микрокоманд устройства по заднему фронту импульса на выходе

14синхронизации. Признаком безошибочности комбинации дл  этих устройств  вл етс  нулевой сигнал на выходе

15ошибки устройства о По следующему переднему фронту импульса на втором выходе генератора 10 тактовых импульсов в счетчик 2 будет записан следующий адрес ткрокоманды, который

51

к этому моменту сформирует узел 1 формировани  следующего адреса по результатам выполнени  микрокоманды, поступившей на ее вторую группу лхо- дов, с учетом значений управл ющих сигналов на входах 17 управлени ,. Этот процесс формировани  последующих адресов и выполнени  соответст- вующих им микрокоманд будет продолжатьс  до поступлени  на вход 12 останова сигнала останова, который, в частности, может быть сформирован самим устройством по завершении да- кла работьт„

Если узел 4 контрол  сформирует на выходе единичный сигнал ошибки к моменту прихода заднего фронта импульса с первого выхода генератора 10 тактовых импульсов, то триггер 5 ошибки переключитс  в единичное состо ние. Единичный сигнал на выходе триггера 5 ошибки разрешает работу шифратора 6, переключает тактовые импульсы с второго выхода генератора 10 тактовых импульсов на вход прибавлени  единицы в счетчике

2с помотыо демультиптексора 8 и, поступа  на выход 15 ошибки устройства сигнализирует исполнительным устройствам , что они с момента получени  единичного сигнала на отом выходе

не имеют права пользоватьс  выходами 18 микрокоманд устройства, а должны использовать выходы 16 аварийного управлени , фиксиру  и обрабатыва  сигналы на них по заднему фронту импульсов на выходе 14 синхронизации устройства. Причем с момента переключени  в единичное состо ние триггера 5 ошибки по заднему сЪронту импульса на первом выходе генератора 10 импульсов до заднего фронта импульса на его втором выходе, по которому в единичное состо ние переключитс  триггер 7 строба, на выходе элемента И 9 будет формироватьс  стробируюший импульс, который очисти ( сбросит в О) содержимое счетчика 2о С этого момента микропрограммное устройство управлени  начнет выпол- нение программы аварийного завершени  работы, котора  записана в блоке

3посто нной пам ти последовательно, начина  с нулевой  чейкис Структура слов микрокоманд программы аварийног завершени  отличаетс  от обычной,,

Они представл ют собой закодированные избыточным кодом, позвол ющим

5

102б6

исправл ть ошибки, команды установки выходных сигналов, последовательность изменени  которых обеспечивает аварийное завершение работы. Возможность применени  при кодировании микрокоманд аварийного завершени  избыточного кода, исправл ющего ошибки без увеличени  длины выходного

JQ слова пам ти, обеспечиваетс  исключением на этом этапе из микрокоманд полей адреса перехода if управлени  анализом входных условий, а также, возможно, сокращением набора выход1S ных сигналов управлени , которые, необходимо формировать на этапе аварийного завершени  Таким образом, если переход к npoi рчьме .ш рипного ча- вершени  вызван отказом некоторых

20 выходов блока 3 посто нной пам ти, то последстви  таких отказов устран тьс  шифратором 6, исправл ющим ошибки, и непскачайные коды микрокоманд с РЫХОДОН шифратора 6

25 будут поступать на выходы 16 аварийного упражнени  устройства Палее импульсы, постунашти с п горого выхода генератора 10 тактовых импульсов через дгму.ты нклексор Я на

0 вход прибщчимшч единицы, в счетчике 2 будут на ка кдом шгп о обеспечивлть увеличение слот укпмрг о адреса микрокоманды на единицу по утреннему с рон-- ту импугтьсов, оПес печитм  гем самым последовательною выборку микрокоманд программы аварийного чавертеш1 . Внешние испопннтепытые устройства при этом на ка члоп in.1,гс могут обрабатывать ноисьажепный код очередной

0 микрокоманды на рыходах 16 аварийного упрлвгюни  по запихну фронту импульса па PMXOUC 14 синхронизации устройства. Последовательное выполнение микрокоманд ггарчиного завер ,с шсни  продолжаете ч :.о прихода на вход 12 устапопа устройства сигнала останова, которым, в частности, может быть сфор;-.грот аи самим устройством по окснчсмип- программы аварин/j ного завершени . Сигнал останова сбрасывает триггер 11 по ска, сигнал с выхода которого запрещает работу генератора 10 тактовых импульсов, останавлива  тем самым работу устрой- ства.

В простейшем случае шифратор 6, исправл ющий ошибки, может быть построен, например, на мажоритарных элементах, использующих тройное резервирование выходов блока 3 посто нной пам ти дл  разр дов микрокоманд аварийного завершени .

Суть работы устройства заключаетс  в обеспечении-выполнени  устройством последовательности микрокоманд аварийного завершени  работы даже после обнаружени  ошибок, вызванных отказом узла 1 формировани  следующего адреса, отказами отдельных выходов блока 3 посто нной пам ти или цепей записи информации в счетчик 2, а также нарушением логики обмена с управл емыми устройствами, Корректное завершение работы при отказах повышает живучесть мультипроцессорных систем и систем с резервированием при использовании в них предлагаемого устройства, повыша  таким образом их надежность за счет снижени  возможности записаний и взаимных блокировок при отказах0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Микропрограммное устройство управлени  с контролем, содержащее блок посто нной пам ти, узел формировани  следующего адреса, счетчик, триггер пуска, генератор тактовых импульсов , узел контрол , первый 1К-триг- гер, причем вход пуска устройства соединен с входом установки в 1 триггера пуска и с входом установки в О первого IK-триггера, К-вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, вход останова устройства соединен с входом установки в О триггера пуска, выход которого соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов, первый выход которого соединен с входом1 синхронизации первого IK-триггера, 1-вход второго соединен с выходом узла

   контрол , вход кода операции устройства , соединен с первым информационным входом узла формировани  следующего адреса, выход которого соединен с информационным входом счетчика, информационный выход которого соединен с адресным входом блока посто нной пам ти, выход которого соединен

   с входом узла контрол , выходом микрокоманд устройства и с вторым информационным входом узла формировани  следующего адреса, отличающеес  тем, что, с целью повыr шени  отказоустойчивости за счет

   выполнени  последовательности микрокоманд завершени  после обнаружени  ошибок в работе, она дополнительно содержит второй IK-триггер, демулъQ типлексор, шифратор, элемент И, причем вход пуска устройства соединен с входом установки в О второго IK-триггера, К-вход которого соединен с шиной нулевого потенциала, вто5 РОЙ выход генератора тактовых импульсов соединен с выходом синхр ониза- ции устройства, информационным входом демультиплексора, с входом синхронизации второго 1К-триггера,

   Q инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с входом установки в О счетчика, выход первого IK-триггера соединен с управл ющим входом шифратора, выходом ошибки устройства, IK-входом второго IK- триггера, вторым входом элемента И, с управл ющим входом демультиплексора , первый и второй выходы которого

   5

   соединены соответственно с входами

   записи и счета счетчика, выход блока посто нной пам ти соединен с информа - ционным входом шифратора, выход которого соединен с выходом аварийного управлени  устройства„

   Вых. 1G

   вых. 26 8х.ШСТ2

   &к. Я СТ2

   BX.APRQM

   Bbix.PKOM(1B}t Вых.Сх-конт Вых.ОШ.(15 Вых.Тр.стрЛ

   Вх.ксгг

   8Х.+1СТ2

   8ш.)

   Момент срабатывани  В У

   дых. 1В Вых. 26

   Вх.ШСП вх. Б СП

   Вх.А PROM 6ЫХ.РЛОМ(18) Вых-Сх.контА Вых. ОШ 11 5}

   Зш.ГдС/пр.7 &X.RCT2 &X.+1CTZ бы ЖбМ

   Фиг.2