SU985789A1 - Микропрограммное устройство управлени с исправлением ошибок - Google Patents

Description

(5) МИКРОПРОГРАММНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ С ИСПРАВЛЕНИЕМ ОШИБОК

. . 1

I Изобретение относитс  к вычислительной технике, а .именно к устройствам программного и микропрограммного управлени  повышенной надежности.

Известно устройство дл  обработки нарушений работы вычислительных машин, управл емых микропрограммами , содержащее пам ть микропрограмм, регистр адреса, регистр микрокоманд, запоминающий регистр адреса повтора , счетчик адреса, схема управлени  возвратом, устройство отработки данных , схема контрол  и схема передачи .

При считывании из пам ти адреса некоторых микрокоманд запоминаютс  точки возврата на регистр адреса повтора . Повторное считывание и выполнение микропрограммы с точки возврата производитс  при обнаружении ошибки схемо1, контрол . Классификаци  вы вленной ошибки как посто нной производитс  после фиксированного числа повторений одинаково дл . всех повтор емых участков Li 1

Недостатком данного устройства  вл етс  отсутствие возможности изменени  числа повторов различных микрокоманд с целью достижени  максимальной исправл ющей способности каждого отдельного повтор емого участка . Кроме того, в устройстве не предусматриваетс  исправление случай10 ных ошибок, пропущенных схемой контрол  ,

Известен также микропрограммный процессор с восстановлением при сбо х, содержащий арифметикологический

15 блок, блок управлени , блок регист ров, пам ть микрокоманд, регистры адреса и микрокоманд, ОЗУ, блок контрол , счетчик сбоев, регистр адреса повтора, входную и выходную магист20 рали , группы элементов И 2 .

Недостатком устройства  вл етс  .то, что при обнаружении ошибки производитс  повторное выполнение ошибоч398 ной микрокоманды. Число повторений при ошибке определ етс  разр дностью счетчика сбоев и не измен етс  при п реходе от микрокоманды к микрокоманде , исход  из реального времени обработки на их выполнение. При этом сбои, длительность которых превышает врем  повторных выполнений микрокоманд , фиксируютс  как отказы. Наличие в р де случаев резерва времени , в течение которого можно было бы устранить вли ние обнаруженных блоком контрол  сбоев, а также исправит и необнаруженные сбои в данном устройстве не используетс . Наиболее близким к предлагаемому технимескиму решению  вл етс  микропрограммное устройство с исправление ошибок, содержащее пам ть микропрограмм , регистр адреса, регистр микрокоманд , регистр адреса повтора, ассо циативна  пам ть, блок отсчета времени , блок контрол , четыре группы элементов И, триггер и два элемента И 31. В отличие от рассмотренных выше устройств в прототипе в качестве кри тери  различени  сбо  от отказа используетс  безошибочное выполнение участка микропрограммы хот  бы один раз не на заданном числе повторов, а на заданном промежутке времени. При этом максимально используетс  резерв времени, который остаетс  дл  р да участков микропрограмм после фиксированного числа повторов этих участков с тем, чтобы увеличить число пов торных вычислений и уменьшить веро т ность ложной интерпретации сбо  или отказа. Однако при этом исправл ютс  лишь те ошибки, которые были обнаружены блоком контрол , несмотр  на то что результатами сбо  может быть зна чительное число ошибок в ходе выпол нени , микропрограмм (например ложные переходы на новые участки микропрограмм ), которые пропускаютс  аппаратурой контрол . Увеличение обнаруживающей способности схем контрол  известными методами потребует значительных аппаратурных затрат и не дает эффективного решени . 8 то же врем  на участках реализуемых микропрограмм присутствует значительное число цикличебких фра|- ментов из одной и более микрокоманд, выполн емых многократно. Врем  ис полнени  любого циклического фра|- мента, про вл емое как задержка в реализации охватывающего данный цикл участка, можно использовать дл  устранени  необнаруженных блоком контрол  ошибок путем повторного выполнени  участка.микропрограммы с пос ледней точки возврата. Поскольку такое решение не потребует введени  аппаратурной избыточности, то более целесообразным представл етс  использование дл  увеличени  числа исправл емых случайных ошибок принудительного перезапуска микропрограк мы при попадании в цикл без соответствующего увеличени  контрольного оборудовани . Кроме того, в качестве недостатка ; прототипа следует отметить утрату устройством способности к восстановлению при ошибочном считывании из ассоциативной пам ти промежутка времени дл  конкретного участка, в течение которого может быть исправлена ошибка . Цель изобретени  - повышение надежности путем увеличени  количества исправл емых случайных ошибок. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в микропрограммное устройство управлени  с исправлением ошибок, содержащее блок пам ти микрокоманд, регистр адреса, регистр микрокоманд, регистр адреса повтора, блок ассоциативной пам ти, информационный регистр , первый и второй блоки сверток по модулю два, счетчик времени, генератор импульсов четыре блока элементов И, два элемента И и первый элемент НЕ, причем выход блока пам т ти микрокоманд соединен с входом регистра микрокоманд, выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков элементов И и входом первого блока свертки по модулю два, выход второго блока элементов И соединен с входом регистра адреса повтора , выход которого соединен с первым входом третьего блока элементов И, выходы первого и третьего блоков элементов И соединены соответстзенно с первым и вторым входами регистра адреса, выход которого соединен с входом блока пам ти микрокоманд и. входом блока ассоциативной пам ти, выход блока ассоциативной пам ти соединен с входом информационного регистра , первый выход которого соединен с первым входом четвертого блока элементов И и входом второго блока свертки по, модулю два, второй выход информационного регистра соединен с первыми входами первого и вт рого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами второго блока свертки по модулю два, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с вторым входом четвертого блока элементов И и первым управл ющим входом счетчика времени, выход генератора импульсов и четвертого блока элементов И соединены- соответственно со счетным и вторым уп- равл ющим входами счетчика времени, выход которого  вл етс  выходом устройства и через первый элемент НЕ соединен с вторым входом третьего блока элементов И, введены третий эл мент И, элемент ИЛИ и второй элемент НЕ, п|&ичем третий выход информационного регистра соединен с первым входом элемента ИЛИ и через второй элемент НЕ с первым входом третьего эле мента И, выход которого соединен с вторым входом первого блока элементов И, пербый и второй выходы первого блока свертки по модулю два сое динены соответственно с вторыми входами третьего элемента И и элемен та ИЛИ, выход которого соединен с третьим входом третьего блока элемен тов И, второй выход информационного регистра соединен С вторым входом второго блока элементов И. На чертеже, приведена схема микропрограммного устройства управлени  с исправлением ошибок. В его состав вход т блок 1 пам ти микрокоманд, регистр 2 микрокоманд , регистр 3 адреса, блок ассоциативной пам ти, информационный регис 5, регистр 6 адреса повтора, блоки элементов И, элементы И 11-13 элемент ИЛИ 1, первый 15 и второй 16 блоки сверток по модулю два, первый 17 и второй 18 элементы НЕ, счетчик 19 времени и генератор 20 импульсов. Блок 1 пам ти микрокоманд предназначен дл  хранени  рабочих микропрограмм , предварительно разбитых на повтор емые участки. Блок k ассоциативной пам ти хранит допустимые инте валы времени обработки каждого из участков, выбираемые из нее на инфор мационный регистр 5 по признаку адреса последней микрокоманды повтор емого участка и заносимые в счетчик 19 времени как начальна  установка по информационным входам. Устройство работает следующим образом . Перед записью в пам ть микрокоманд на каждом повтор емом участке выдел ют циклические фрагменты (из одной или нескольких микрокоманд) и в местах зацикливани  вместо св зей к ранее пройденным микрокомандам предусматривают переход к специально введенной микрокоманде, указывающей на циклический характер микропрограммы и позвол ющей перейти к микрокоманде , адрес которой указан в регистре 6 адреса повтора. Независимо от числа циклов ввод т одну дополнительную микрокоманду на всю микропрограмму и при формировании на регистре 3 адреса номера (или адресаj этой микрокоманды на выходе регистра 5 вырабатываетс  сигнал об исполнении цикла, позвол ющий использовать в качестве адреса следующей микрокоманды содержимое регистра 6 адреса повтора. Сигналы на выходах блока 15 и 1б соответствуют безошибочной работе блока 1 пам ти микрокоманд и правильному считыванию из блока k ассоциативной пам ти кода интервала времени. При ошибке в работе блока 1 пам ти микрокоманд и неправильном считывании кода допустимого времени обработки участка из блока k ассоциативной пам ти на выходах блоков 15 и 16 вырабатываютс  соответственно сигналы наличи  ошибки в работе блоков 1 и 4. .Перед началом выполнени  очередного участка микропрограммы (параллельно выполнению последней микрокоманды предыдущего участка ) на выходе информационного регистра 5 блока ассоциативной пам ти по вл етс  сигнал считывани , свидетельствующий о наличии на выходе информации допустимого времени обработки участ ; ка. При правильном считывании времени обработки участка из блока k ассоциативной пам ти (сигнал на выходе блока 16 ) производитс  передача адреса начала повторных вычислений на регистр 6 адреса повтора и начальна  установка счетчика 19 времени на отсчет интервала времени, характерного дл  данного участка. Если в момент перехода к очередному участку микропрограммы интервал

времени из блока ассоциативной пам ти считан неверно (.сигнал на выходе блока 16 ), то в счетчике 19 времени .подачей сигнала на установочный вход счетчика устанавливаетс  минимальный резерв времени обработки, характерный дл  микропрограммы и используемый в качестве начальной установки , а в регистре 6 адреса повтора записываетс  адрес точки возврата . При установке минимального (посто нного дл  всей микропрограммы ) резерва времени устройство не тер ет способности к восстановлению и гфи обнаружении ошибки повтор емые вычислени  провод тс  в пределах этого времени.

При реализации рабочей микропрограммы адрес очередной микрокоманды поступает из регистра 2 микрокоманд на регистр 3 адреса только при отсутствии ошибки в блоке 1 и отсутствии режима циклического повтора, о чем свидетельствуег единичный сигнал на выходе 13 элемента И.

При обнаружении ошибки в процессе выполнени  участка микропрограммы (сигнал на выходе блока 15)t если не исчерпан запас времени на участок, производитс  перезапуск микоопрограм Мы с начала участка. Адрес налача участка передаетс  на регистр 3 адреса /:з регистра 6 адреса повтора.

Повторные выполнени  прекращаютс  при безошибочном исполнении y4acT ка микропрограммы от начала до конца , либо при по влении сигнала об окочании запаса времени на втором выходе счегиика 19 времени. Сигнал отказа зарабатываетс  в устройстве при окон ча :и1-1 запаса времени на участок при переполнении счетчика 19 времени.

Б случае попадани  в циклы(наличие сигнала на аыходе регистра 5 ) даже при отсутствии сигнала об ошибке произаодитс  перезапуск микропрогоаммы с начала участка. Повторное выполнение микропрограммы с последней точки повтора позвол ет возобновить результат. Если до поп дани  s цикл блоком 15 была зафиксирована ошибка, то в известных устройствах зто приводило к непраеиль ной реализации микропрограмьйи. Принудительный возврат S начало участкапо содер  имому регистра 6 при попадаHHVi в цикл позвол ет в предлагаемом устройстве исправить случайную ошибку ( без ее обнаружени  ) путем обновлени  результата.

Кроме того, что дифференцированный учет резервов времени различных участков позвол ет измен ть допустимое число повторов при переходе от участка к участку, установка счетчика 19 времени в устройстве на фиксированный дл  микропрограммы интервал в периоды ошибочной работы блока k ассоциативной пам ти обеспечивает сохранение за устройством восстанавливающих свойств и увеличивает число исправл емых случайных ошибок, а введение принудительного перезапуска пр попадании в цикл дает возможность исгфавить ошибки, пропущенные блоком контрол  и тем самым повысить надежность устройства.

При этом увеличение надежности достигаетс  в устройстве практически без дополнительных затрат оборудовани  , которые свод тс  к введению средств распознавани  циклического режима в ассоциативной пам ти. Замедление 8 выполнении участка микропрограммы из-за принудительных повторов определ етс  числом микрокоманд, выполн емых однократно от начала участка до вхождени  в цикл, и  вл етс  н незначительным по сравнению с допустимым временем обработки участка.

Claims (3)

1.Патент Франции ff 2065898, кл, G Об F П/00, опублик. 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 70806, кл. G Об F 11/00, 1975.

3.Авторское свидетельство СССР

№ , -кл. G 06 F 9/1, 1978 (прототип ) .

16

-В

Id

отказ