DE2248451A1

DE2248451A1 - Pruefsystem in datenverarbeitungsanlagen

Info

Publication number: DE2248451A1
Application number: DE19722248451
Authority: DE
Inventors: Claus Dr Ing Mohr; Peter Rudolph; Guenther Dipl Ing Sonntag
Original assignee: IBM Deutschland GmbH
Current assignee: IBM Deutschland GmbH
Priority date: 1972-10-03
Filing date: 1972-10-03
Publication date: 1974-04-25
Also published as: DE2248451C3; DE2248451B2; FR2201783A5

Description

Böblingen, 2. Oktober 19 72 ru-fr

Anmelderin; IBM Deutschland GmbH

Pascalstr. 100

7000 Stuttgart 80

Amtl. Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: GE 972 014

Prüfsystem in Datenverarbeitungsanlagen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Prüfen von Datenverarbeitungsanlagen, die insbesondere aus einem Hauptspeicher, Arbeitsspeichern und vielen Mehrzweckregistern bestehen und während des Operationsablaufs geprüft werden.

Bedingt durch den sehr komplexen Aufbau einer modernen Datenverarbeitungsanlage mit ihren externen Geräten, wie Kanälen, Ein- und Ausgabegeräten und den ebenfalls sehr komplexen internen Aufbau, der aus einer Speicher- und Registerhierarchie besteht, ist es wünschenswert, eine automatische Feststellung von Fehlern an vielen Punkten innerhalb der Datenverarbeitungsanlage vornehmen zu können, um immer die Gewähr zu haben, daß kein Fehler in den Registern und Speichern bei der Durchführung von Operationen in der Datenverarbeitungsanlage vorliegt.

Automatische Überprüfungen und Korrekturen von elektronischen Datenverarbeitungsanlagen sind prinzipiell bekannt.

Es ist z.B. aus der deutschen Auslegeschrift 1 119 019 bekannt, , ein gerade ablaufendes Programm in der Datenverarbeitungsanlage zu unterbrechen, um an dieser Stelle ein Prüfprogramm ablaufen zu lassen. Die Einrichtung nach dieser Auslegeschrift ist da-

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durch charakterisiert, daß Innerhalb der Maschine neben den Speicherzellen für das normale Programm Speicherzellen für die Befehlsworte des Zusatz™ oder Prüfprogramms vorgesehen sind und daß eine den Programmablauf überwachende Koinzidenzschaltung vorgesehen ist, die ein Kriterium, z.B. in Form eines Schaltbefehls zur Unterbrechung des normalen Programms und damit eine Abarbeitung des Zusatz- oder Prüfprogramms dann und nur dann abgibt, wenn die eine Unterbrechung zulassende Markierung in einem Befehlswort des normalen Programms zu einer Zeit auftritt, in der externe Daten zur Verarbeitung anliegen, was der Datenverarbeitungsanlage durch ein Signal angezeigt wird, oder in der das Einschalten von Prüfprogrammen in das ablaufende Programm vom Bediener durch Betätigung eines Schalters an der Konsole gewünscht wird. Bei der Unterbrechung des normalen Programms wird in einer bestimmten Speicherzelle des Speichers eine Nachricht gespeichert, die eindeutig die Stelle des normalen Programms kennzeichnet, an der es unterbrochen wurde, so daß nach Abarbeitung des Zusatz- oder Prüfprogramms das normale Programm an der entsprechenden Stelle fortgesetzt werden kann. Diese bekannte Einrichtung zur automatischen Fehlerprüfung hat jedoch den Nachteil, daß außer dem relativ hohen technischen Aufwand, der in den zusätzlichen Speichern und der Steuerlogik begründet ist, die Fehlerprüfung nur zu bestimmten Zeiten stattfindet, so daß keine echte dynamische Fehlerprüfung durchgeführt wird.

In der deutschen Offenlegungsschrift 2 118 659 ist eine weitere Schaltungsanordnung zur Wartung und Fehlerprüfung bzw. Fehlerfeststellung in Datenverarbeitungsanlagen bekannt geworden, die dadurch charakterisiert ist, daß der Prüfinformationsspeicher mit beiden Teilen des lokalen Arbeitsspeichers über den lokalen Arbeitsspeichern vorgeschalteten Adressierungsschaltungen verbunden ist und außerdem ein Steuerregister speist, das ebenfalls mit den beiden genannten Adressierungsschaltungen verbunden ist und andererseits auf den lokalen Arbeitsspeichern vorgeschaltete Torglieder wirkt, so daß in der Abhängigkeit des Konsolspeichers

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und/oder des Steuerregisters der Eingang einem Teil des lokalen Arbeitsspeichers gesperrt werden kann, wodurch unterschiedliche Informationen in die beiden lokalen Arbeitsspeicher eingetragen werden können, die auf Exklusiv-Oder-Prüfschaltungen direkt oder indirekt zur Fehlerdiagnose gegeben werden. Obwohl hier bereits gezeigt ist, daß zur Fehlerdiagnose schon vorhandene Schaltungen innerhalb einer Datenverarbeitungsanlage mit herangezogen werden ■ können, indem nur eine selektive Steuerung der Eingänge der zwei Teile des lokalen Arbeitsspeichers vorgenommen wird, hat diese Schaltungsanordnung jedoch den Nachteil, daß nur die Arbeitsspeicher, in die die Fehlerprüfinformationen gesteuert eingetragen werden, auf Fehler geprüft werden, währenddem alle anderen Speicher innerhalb der Datenverarbeitungsanlage und insbesondere die vielen Register nicht geprüft werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur dynamischen Fehlerfeststellung in Datenverarbeitungsanlagen, insbesondere in Registern und internen Speichern zu schaffen, für die keine zusätzlichen Informationsspeicherschaltkreise erforderlich sind und trotzdem durch eine geeignete Zeiteinteilung zwischen Prüfsignalen und den in der Maschine vorhandenen Steuer- und Zeitsignalen die Fehlerprüfung während des Ablaufs von Operationen durchgeführt wird.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht in einem Verfahren, das dadurch charakterisiert ist, daß am Ende jedes aus mehreren Taktimpulsen (T bis T ) bestehenden Maschinenzyklus ein Prüftaktimpuls (T ) vorhanden ist, der an den verschiedenen Registern und Speichern innerhalb des Datenverarbeitungssystems erzeugte Prüfsignale durch eine logische Und-Verknüpfung dahingehend abtastet, ob alle Prüfsignale abgeklungen sind oder nicht und daß bei Nichtabklingen eines oder mehrerer der Fehlersignale ein Fehlerstopsignal erzeugt wird, das den Steuertakt-Generator während einer Zeit stopt, in der noch alle Daten in den Registern in bezug auf die gerade ausgeführte Operation vorhanden sind, währenddem beim Vorliegen abgeklungener Prüfsignale der Steuertaktgenerator weiterläuft.

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Eine weitere Lösung besteht in einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die an allen Punkten der Datenverarbeitungsanlage mit den Taktimpulsen synchronisierten Prüf -Signale den Eingang einer Oder-Schaltung zugeleitet sind, deren Ausgang mit dem Eingang einer Und-Schaltung verbunden ist, auf deren anderem Eingang der Stop-Prüftakt jeweils am Ende eines Maschinenzyklus anliegt, die ihrerseits mit ihrem Ausgang zum Steuern des Taktgenerators mit einer Leitung verbunden ist.

Der große Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß zur Fehlerprüfung und Feststellung keinerlei Prüfprogramme oder Fehlersignale zwischengespeichert werden müssen, so daß einmal kein zusätzlicher Schaltungsaufwand zur Fehlerprüfung benötigt wird und zum anderen darin, daß durch die geschickte Zeitaufteilung und Einfügung des PrüfZeitpunkts in einen Maschinenzyklus, nämlich am Ende eines Maschinenzyklus, quasi keine zusätzliche Zeit zur Fehlerprüfung benötigt wird. Außerdem entfallen auch die sonst erforderlichen Zwischenspeicher für die Daten in den einzelnen Regsiters bzw. Speichern, um nach Vollendung der Fehlerprüfung die Operation wieder an dem Punkt starten zu können, an dem sie unterbrochen worden ist.

Die Erfindung wird nun anhand von in den Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen näher erklärt.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild einer Registerxnaschine mit

Prüfeinrichtung und

Fig. 2 ein Zeitdiagramm der Maschine nach Fig. 1 mit

den Zeitpunkten zur dynamischen Fehlerprüfung.

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Der in Fig. 1 gezeigte Rechner, anhand dessen die Fehlerprüfung gezeigt werden soll, ist ein bekannter Registerrechner, der aus dem Hauptspeicher 1 mit dem Decoder 2, dem daran angeschlossenen Speicherdatenregister 3 sowie dem R-Zwischenregister 4, das die Verbindung mit den externen Geräten und externen Einheiten herstellt, besteht, außerdem aus der arithmetisch-logischen Einheit 7, im folgenden ALU genannt, der die beiden Operandenregister 5 und 6 vorgeschaltet und das Resultatregister 8 nachgeschaltet sind, weiterhin aus dem Arbeitsspeicher 9 mit Decoder 11, dem Operationsdecodierer 12, der Zeitsteuerung 16, dem Taktgenerator 15 für die Steuertaktimpulse, dem Instruktionszähler 13 und dem Modifizierer 14. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens sind den einzelnen Punkten, insbesondere den Ein·· und Ausgängen der Zähler und Register, Fehlerprüfpunkte 10 zugeordnet, die Fehler-Signale C abgeben, die auf die Eingänge der in Fig. 1 unten links gezeigten Oder-Schaltung 18 gehen. Der Ausgang der Oder-Schaltung ist mit einer UND-Schaltung 17 verbunden, die an ihrem anderen Eingang den letzten Taktimpuls T des Maschinenzyklus vom Taktgenerator 15 über die Stop-Prüf-Taktleitung 19 zugeleitet bekommt. Der Ausgang der Und-Schaltung 17 ist über die Fehlerstop-Signal-Leitung 20 mit dem Taktgenerator 15 verbunden.

Das in Fig. 1 gezeigte Konzept einer Verarbeitungseinheit einer Datenverarbeitungsanlage ist hinlänglich bekannt, so daß eine Beschreibung einer arithmetischen Operation oder Speicheroperation unterbleiben kann. Es ist selbstverständlich auch möglich, jede andere Struktur einer Verarbeitungseinheit mit der Oder-Schaltung 18, der Und-Schaltung 17 und dem Taktgenerator so zu verbinden, daß die nachfolgend beschriebene Fehlerprüfung möglich ist,.

Die Operation der Fehlerprüfung wird nun anhand des Zeitdiagramms in Fig. 2 erklärt, daß die wichtigsten Zeitabschnitte zur Steuerung der Verarbeitungseinheit und Verarbeitungseinheit nach Fig. 1 zeigt.

So sind in den Zeilen T₁ bis T die Steuertakte des Systems nach

in

Fig. 1 dargestellt, die der Taktgenerator 15 liefert, der zu je-GE 972 014 A09817/0U5

dem beliebigen Zeitpunkt, wie auch aus Fig. 1 hervorgeht, durch ein Stop- bzw. Startsignal gestopt bzw. gestartet werden kann. Aus den Impulsen T bis T , die der Taktgenerator 15 liefert, werden alle anderen Zeitsteuersignale in der Steuerung 16 des Systems gebildet. Wichtig für die vorliegende Beschreibung ist vor allem, daß der letzte Steuertakt T eines Maschinenzyklus der Stop-Prüf-Takt ist, der der Und-Schaltung 17 über die Leitung 19 vom Taktgenerator 15 in Fig. 1 zugeleitet wird. Die Zeilen 1, 3, 5, 7 und 9 in Fig. 2 zeigen jeweils das Setzen eines Registers bzw. eines Zählers und die Zeilen 2, 4, 6, 8 und 10 zeigen jeweils das Fehlersignal an einem Fehlerprüfknoten 10 im System nach Fig.

Im einzelnen bedeuten in Fig. 2:

Zeile 1

Instruktionszähler "Setzen"

Zeile 2 Zeile 3 Zeile 4 Zeile 5

Instruktionszähler ^Prüfung" Speicherdatenregister 3 "Setzen" Speicherdatenregister 3 "Prüfen"

das erste oder zweite Operandenregister 5 bzw. "Setzen"

Zeile 6

das erste oder zweite Operandenregister 5 bzw. "Prüfen"

Zeile 7 Zeile 8 Zeile 9 Zeile

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Resultatregister 8 "Setzen" Resultatregister 8 "Prüfen" Zwischen- oder Pufferregister 4 "Setzen"

Zwischen- oder Pufferregister 4 "Prüfen" 409817/0445

Zeile 11 ' Sammelfehlersignal am Ausgang der Oder-Schaltung

18 (bestehend aus den einzelnen Fehlersignalen C an den Punkten IO der Fig. 1)

Zeile 12 das Fehlerstopsignal, das am Ausgang der Und~Schal-

tung 17 entsteht und in der Leitung 20 dem Taktgenerator 15 zugeleitet wird und

Zeile 13 den Ein™ bzw. Abschaltzeitpunkt des Generators

15 in Abhängigkeit von der Fehlerprüfung.

Die in den Zeilen 8 bzw. 11 im Impulsdiagramm nach Fig. 2 gezeigten Zeitpunkte bei C zeigen das Vorliegen eines Fehlers, weil das Fehlerprüfsignal C nicht wieder abgeklungen ist, sondern weiter im oberen Zustand bleibt, wie am Punkt D gezeigt wird. In Zeile 13 bedeutet A die Zeitspanne, in der der Taktgenerator 15 läuft und B zeigt die Zeitspanne _t in der der Taktgenerator 15 bedingt durch das Vorliegen eines oder mehrerer Fehler steht.

Aus den Fign. 1 und 2 wird somit ersichtlich, daß durch das Abtasten des Sammelfehlersignals auf Zeile 11 der Fig. 2 mit dem letzten Impuls T des Maschinenzyklus im Und-Schaltkrels 17, das Fehlerstopsignal auf Zeile 12 erzeugt wird, das voll mit dem letzten Taktsignal T des Maschinenzyklus zusammenfällt, wodurch gewährleistet ist, daß alle die Daten, die einen Fehler erzeugen konnten, noch in den Arbeitsregistern oder Zählern oder Speichern vorhanden sind und überprüft werden können. Außerdem ist hier ein einfaches Wiederstarten des Rechners möglich, wenn durch eine Start-Operation gültige Daten die fehlerhaften Daten in den Registern ersetzen. Dies ist z.B. der Fall bei intermittierenden Fehlern oder daß mit unterdrücktem Fehlerstopsignal gültige Daten mit Hilfe eines RESTART-Programms in die Register gebracht werden. Für diesen Fall ist in Fig. 1 die Und-Schaltung um einen Eingang zu erweitern, auf den das Unterdrückungssignal gegeben wird. Im Nichtfehlerfalle hat sich das Sammelfehlersignal auf Zeile 11 der Fig. 2 beruhigt, so daß der letzte Takt-

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impuls T des Maschinenzyklus kein Fehlerstopsignal auslösen kann, weil die Und-Bedingung der Und-Schaltung 17 nicht erfüllt ist und aus diesem Grunde läuft die Maschine ungestört weiter.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zum Prüfen von Datenverarbeitungsanlagen, die insbesondere aus einem Hauptspeicher, Arbeitsspeicher und vielen Mehrzweckregistern bestehen und während des Operationsablaufs geprüft werden, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende jedes aus mehreren Taktimpulsen (T bis T) bestehenden Maschinenzyklus ein Prüftaktimpuls (T_n) vorhanden ist, der an den verschiedenen Registern (z.B. 3 und 4) und Speichern (1) innerhalb des Datenverarbeitungssystems (Fig. 1) erzeugte Prüfsignale (C) durch eine logische Verknüpfung abtastet, ob alle Prüfsignale abgeklungen sind oder nicht und daß bei Nichtabklingen eines oder mehreren Fehlersignale (C bei D) ein Fehlerstopsignal (Zeile 12, Fig. 2) erzeugt wird, das den Steuertakt-Generator (15) während einer Zeit stopt, in der noch alle Daten in den Registern in bezug auf die gerade ausgeführte Operation vorhanden sind, währenddem beim Vorliegen abgeklungener Prüfsignale (C) der Steuertaktgenerator (15) weiterläuft.
2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an allen .Prüfpunkten (10) der Datenverarbeitungsanlage (Fig. 1) mit den Taktimpulsen (T. bis T) synchronisierten Prüfsignale (C) den Eingang einer Oder-Schaltung (18) zugeleitet sind, deren Ausgang mit dem Eingang einer Und-Schaltung (17) verbunden ist, auf deren anderem Eingang das Stop-Prüftaktsignal (T ) jeweils am Ende eines Maschinenzyklus anliegt, die ihrerseits mit ihrem Ausgang zum Steuern des Taktgenerators (15) mit einer Leitung (20) verbunden ist. .
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an allen Register-(z.B. 3, 5 und 6) und Speicherteilen (z.B. 1) der Datenverarbeitungsanlage (Fig. 1)

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Prüfpunkte (10) angeordnet sind, deren Fehlersignale zur Bildung des Sammelfehlersignals (Zelle 11, Flg. 2) über
ein logisches Netzwerk (z.B. 17 und 18) mit dem Stop-Prüftakt (T ) verknüpft werden.
4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das In der Und-Schaltung (17) gebildete Fehlerstopsignal nur bestimmten Teilen einer Datenverarbeitungsanlage (z.B. Schieberegister oder Alu) zum Zwecke eines Operationsstops zugeführt wird.
5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß trotz Vorliegen des Sammelfehlersignals (Zeile 11, Fig. 2) durch Anlegen eines Unterdrückungssignals an einen Eingang der Und-Schaltung (17) der Fehlerstop gesteuert verhindert wird.

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