SU932495A1 - Микропрограммное устройство управлени с восстановлением при сбо х - Google Patents

Description

(54) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ С ВОССТАНОВЛЕНИЕМ ПРИ СБОЯХ

1

Изобретение относитс  к вычислительной техшосе, а именно .к устройствам программного и микропрограммного ущ авлеки  повышенной надежности.

Известно устройство обнаружени  ошибки и повторного выполнени  команды в ИнформашЕонных системах, содержащее локальную пам ть, ПЗУ, регистры адреса и регистры даниых дл  каждого блока пам ти соответственио, регистры А и В, регистры замка, сумматор, регистр очистки адреса, регистр контрол , схемы обнаружени  ошибок i . Общими дл  предлагаемого устройства и известного  вл ютс  блок посто нной пам ти, использу&мый дл  хранени  микропрограммы упра&лешш с регистром адреса и регистром датшх и схемы обнаруженгга ошибки,

В 9ТСМ известном устройстве регистр контрол , соединенный с регистром микрокоманд , выполн ет функшоо определени  того, -ДОЛЖНО ли в случае ошибки повторное выполнение производитьс  дл  одной микрокоманды, дл  нескольких микро команд или оно невозможно. Установка регистра производитс  в соответгт-ви с каждой считанной «з ШУ микрокомандой.

Применкетлые средства обнаружени  oumбок высокой сложности устройств ие могут с вь(ссжой веро тностью аы вкгь все возможные отклонени  в ходе ирогра. мы, или ошибки в хранении   сч1Итыванна информации КЗ гау, в результате которыг. регистр контрол  получает веправильную

to информацию. }{епрввильна  И(|формаии{7 а регистре контрол  делает невоаможкым процесс восстановлени  системы после сбо . Повышение надежности -.хранени , считыва т  и передачи иифор шшги, нео&

ts хоцимой дл  восстановлени , потребовало бы в известном устройстве значительных затрат оборудовани . Таким образом, н достатком рассматриваемого устройства  вл етс  ненадежное хранение и формиро

К ванке ииформаиин, ,jIeoбxoдимoй дл  оргонизации повторных вычислений, а следовательно , ккзка  восстанавливающа  способ ность устройства.

Известно микропрограммное устройство управлени  с восстановлением при сбо х, в состав которого вход т ЦВМ, блок контрол , счетчик сбоев, регистр адреса повтора 2.

Общими дл  рассматриваемого аналога и данного устройства  вл ютс  блок мик ропрограммного управлени  (который входит в аналоге в состав ЦВМ) и блок контрол  ,

В эти устройства дл  организации повторных вычислений при ошибке в состав команд ЦВМ введена спешшльна  команда , раздел юща  соседние повтор емые участки программы. При выполнении этой команды на специальном регистре (или в ОЗУ) запоминаетс  адрес перезапуска , а счетчик сбоев устанавливаетс  в в .исходное положение. Так как фиксаци  адреса перезапуска производитс  при вы- полнении основной программы, то пропущенна  блоком контрол  ошибка в ходе ее вьшолнени  может стать причиной неправильной организации -точки перезапуска . Следовательно, недостатком данного устройства  вл етс  низка  надежность организации точки перезапуска, снюкаюда  восстанавливающую способность устройства . Наиболее близким по технической су№ ности к предлагаемому  вл етс  микропрограммное устройство управлени  с восстановлением при сбо х, содерз«шщее микропрограммное ЗУ, регистр адреса, регистр микрокоманд, регистр адреса повтора, схему дл  подсчета повторов, устройство обработки, блок контрол  и счетчик адреса 3. С целью восстановлени  работы устройства на регистре адреса повтора запоминаетс  адрес начала поворота лений. Запоминание адреса повтора произ водитс  в определенных местах микропрограммы , на которые указывает специ альный разр д считываемых микрокоманд Следует отметить, что несмотр  на наличие блока контрол , часть ошибок в пор дке следовани  микрокоманд, а так же их хранени , считывани  и передачи будет не обнаружена. Невы ивленные опги6 ки могут привести к записи неверной И1ь формации в регистр адреса повтора, этому может привести несвоевременное по вление сигнала, разрешающего запоминание адреса повтора, либо искажение адреса повтора или записи или хранени  на регистре адреса повтора. Это д&лает невозможным процесс восстановлени  при обнаружении ошибки. Спеаователь но , недостатком рассмотренного устройства  вл етс  (шзка  надежность хранени  и передачи адреса повтора, уменьшающа 

веро тность правильного восстановлени  после сбо .

Цель изобретени  - повышение надежности восстановлени  работоспособности при ошибке.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в микропрограммное устройство управлени  с восстановлением при сбо х, содержащее блок пам ти микропрограмм регистр адреса, регистр микрокоманд,

Claims (3)

1. блок опроса логических условий, блок ввода логических переменных, блок контрол , первый, второй и третий элементы И и регистр адреса повтора, причем выход регистра адреса соединен с входом jo блока пам ти микропрограмм, выход которого соединен с входом регистра микрокоманд , первый и второй выходы регистра микрокоманд соединены соответственно с первыми входами блока опроса логических условий к первого элемента И, выход которого соединен с первым входом регистра адреса,, выход блока ввода лс гических переменвых соединен с вторым входом блока спроса логических условий, выход которого соединен с вторым входом регистра адреса, выход р&гистра -адреса повтора соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом регистра адреса, первый и второй выходы блока контрол  соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И, выход третьего элетлента И соединен с входом регистра адреса повтора , введены блок ассоциативной пам ти, регистр состо ний, четвертый и п тый, элементы И, причем выход блока ввода лологических переменных соединен с первым входе блока ассоциативной пам ти, второй вход которого соединен с выходом регистра адреса повтора, первый выход блока контрол  соединен с первым входом четвертого элемента И, третий выход регистра микрокоманд соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первыми входами блока контрол  и п того элемента И, выход которого соединен с вторым входом блока контрол  н первым входом третьего элемента И, первый и второй выходы блока ассоциативной пам ти соединены соответственно с вторым входом п того элемента И и с входом регистра состо ний, выход которого соединен с вторым входом третьего эпеме та И. На чертеже приведена схема микропрограммного устройства управлени  с восстановлением при сбо х. В устройство вход т блок 1 пам ти микропрограмм, регистр 2 адреса, регистр 3 микрокоманд, блок 4 опроса логических условий 4, блок 5 ввода логических переменных, блок б контрол , первый 7, второй 8, третий 9 элементы И, блок 10 ассоциативной пам ти, регистр 11 адреса повтора и регистр 12 состо ни , четвертый 13 и п тый 14 элементы И. Схема контрол  осуществл ет контрол работы блока 1 пам ти микpi кo r цJ и блока 4 опроса логических условий . При этом на его выходах вырабатываютс  сигналы отсутстви  (выход 15) и наличи ( выход 16) ошибки в ходе выполнени  микропрограммы. При правильной работе микропрограммнс о устройства (сигнал на выходе 15 блока 6) адрес следующей микрокоманды передаетс  через первый элемент И 7 и модифицируетс  с помощью блока 4 опро са логических условий, в зависимости от значени  обрабатываемого логического услови . В случае ошибки с целью устранени  ее последствий производитс  перезапуск рабочей микропрограммы с вполне опреде ленных точек - точек перезапуска, определение которых производитс  заранее. Дл  предлагаемой реализации в качестве точек перезапуска выступают некоторые микрокоманды, отдел ющие один перезапускаемый участок микропрограммы от другого. Следует заметить, что выполнению каждого перезапускаемого участка от начала до конца соответствует вполне ощ)еделенное состо ние датчиков объекта управлени  - определенный набор значени логических условий. Блок Ю совместно с регистрами 11 и 12 образует автомат, функционирующий независимо и параллельно с основными блоками, выполн ющими управл ющие мик рокоманды. Текущее состо ние этого а&томата позвол ет в любой момент време ни при ошибке в выполнении рабочей мик ропрограммы (сигнал 16 на выходе 6) получить дл  блока 1 пам ти микропрограмм информацию об адресе точки перезапуска, котора  из регистра 11 ч , рез второй элемент И 8 передаетс  на регистр 2 адреса. При этом на первый вход блока 1О посто нно подаетс  входной набор, соответствующий значени м обрабатываемых микропрограммой из блока 1 логических условий (набор, соот ветствующий состо нию управл емого объекта), а на второй вход поступает из регистра 11 значение предыдущего соого ни  данного автомата. Блок 11 запрограммирован таким образом, что оп- ределеннъ1М входным наборам соотве-р|ствуют вполне определенные состо ни , которые используютс  в качестве адресов точек перезапуска. Текущее состо ние, соответствующее поступающему на первый вход блока 10 входному набору, хранитс  на регистре 12. В качестве адреса точки перезапуска используетс  состо ние, зафшссирова{тое в момент 11)эчала выполнени  конкретного участка микропрограммы на регистре 11. Фиксаци  нового адреса точки перезапуска в регистре 11 производитс  при наличии сигнала о моменте перехода на новый повтор емый участок, поступающего с третьего выхода регистра 3 микрокоманд, и отсутствии ощибкн при вьшолнении текущей микроксманды. Кроме того, учитываетс  сигнал с второго выхода блоки 10, свидетельствующий о наличии в блоке Ю набора, соответстувующего перезапускаемому участку. Учет в автомате перезапуска сигнала с выхода 15 блока 6 контрол  позвол ет при оигабке, обнаруженной в момент перехода на новый участок , запретить переход в новое состо ние и возврвтитьгс  в начало только что пройденного участка с целью его поворота. Учет сигнала с второго выхода блока 10 позвол ет вы вить р д ошибой, пропускаемых блоком 6 контрол . Така  возможность по вл етс  благодар  независ11мому функционированию автомата. перезапуска от микропрограммного ycTi-ройства управлени  и это дает возможность изменить начальный адрес перезапускаемого участка по сигналу от микропрограммного устройства только в случае выполнени  фушспии перехода в автомате на блоке 10. Предположим, что на третьем выходе регистра 3 ошибочно по вл етс  сигнал разрешени  перехода на новый участок, хот  услови  дл  такого перехода еще не по вл ютс , т. е. набор значений логических условий, необходимый дл  nepev хода автомата на блоке 1О в новое соо. то ние, не соответствует реально зафиксированному в устройстве 5 ввода. Тог79 да в регистре 11 не записываетс  новое состо ние, так как признаковые части Bces  чеек блока 10 отличны от входного набора значений логических условий, а на выходе п того элемента И 14 от-, сутсгвует сигнал, разрешающий переход. Значени  выходов элгалентов И 13 и 14 анализируютс  блоком 6 контрол . При онгабошю по вившейс  метке (наличие сигнала на выходе четвертого элеме та И 13 и отсутс -вие сигнала на выходе п того элемента И 14) блок 6 конт рол  вырабатывает сигнал ошибки (вы- ход 16) и производитс  повтор микопрогграммы с предыдущей правильно зафккси. рованной на регистре 11 точки перезаТаким образом, если в известных устройствах ошибочное по вление сигнала о моменте записи адреса повтора, пропущенное блоком контрол , приводит к неправильной организации точки пере запуска и делает процесс восстановлени  невозЬюжныМ; то в предлагаемом устройстве этого не происхошгг, т. е. изобретение позвол ет вы вить и восстановить описанный выше класс ошибок, ко- торые да обнаруживаютс  блсжом контрож . Благодар  этому веро тность по влект  ложной и« рмаШ1И в автомате перезапуска уменьшаетс , а восстанавливающа  способность устройства увелт ч ваетс . Следует заметить, что если в извест ных устройствах надежность фс мировашш адреса повтора определ етс  надежностью восстанавливаемого устройства, то в предлагаемом изобретении она э&т cwr от дадежности автомата на блоке Ю служащего дл  перезапуска. В св зи с этим в микропрограммном устройстве управлени  повышение восстанавливающей способности достигаетс  кроме отмеченных вьпие факторов, также вследствие более высокой надежности автомата, служащего дл  перезапуска, по сравнению с восстанавливаемым микропрограммным , устройством. Это объ сн етс  тем, что по сравнению с микропрограммным управл ющим устройством он оказываетс  значительно меньштол, а, следовательно, сам автстлат более tiaдежным , чем основной. Формула изобретени  Микропрограммное устройство управле ни  с восстановлением при сбо х, содержащее блок пам т микропрограммь, реГКПр адреса, регистр микрокоманд, блок опроса логических условий, блок вводе 95 логических переменных, блок контрол , первый, второй и третий И и регистр адреса повтора, причем выход регистра адреса соединен с входом блока пам ти микропрограмм, выход которого соединен с входом регистра микрокоманд, первый и второй выходы регистра микрокс ланд соединены соответственно с первыми входами блока логических условий и первого элемента И, выход которого соединен с первым входом регистра адреса, выход блсжа ввода логкческих переменных соединен с вторым входсал блока опроса логических уотовий, выход которого соединен с вторым регистра адреса, выход регистра адреса повтора соединен с вхо дом второго элемента И, выход которого соединен с третьим входом регист ра aj реса , первый и второй выходы блока конт рол  соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И, выход третьего элемента И соединен с с входом регистра ащзеса повтора, о т лвчающеес  тем, что, с целью повышени  надежности восстановлени ., в устройство введёш блок ассоциативной пам ти, регистр состо ний, четвертый и п тый элементы И, причем выход блсжа ввода логических переменных соединен с первым soiORCHA блока ассоциативной пам ти, второй вход.которого соединен с выходсфд регистра адреса повтора, первый выход блока контрол  соединен с первым входом четвертого элемента И, третий выход регистра микрокоманд соединен с вторым входом четвертого злаMetrra И, выход которого соединен с первыми входами блока контрол  и п того элемента И, выход которого соединен с входом блока контрол  и первым входом третьего элемента И, первый и второй выходы блока ассоциативной пам ти соегшнены соответственно вторым входом п того элемента И и с вход( л регистра состо ний, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3618042, кл. 340-172, 5, опуб1шк 02.11.71.
2. 2.ЗенкинВ.Д,и др, Метооы исключени  вли ни  случайных сбоев в ЦВМ. Техническа  диагностика. М., Наука, 1972.
3. 3.За вка Ве 01кобритании № 1315673, кп. G 4 А, опублик. 02.05.73 (прототип).