SU1564630A1 - Устройство дл отладки многомодульной ЦВМ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  отладки и оперативного контрол  сложных цифровых устройств различного назначени . Цель изобретени  - сокращение времени отладки и контрол , а также расширение функциональных возможностей по контролю ЦВМ с многомодульной структурой. Устройство дл  отладки многомодульной ЦВМ содержит отлаживающую ЦВМ, блок микропрограммного управлени , блок регистров, регистр отлаживаемой ЦВМ режимов, блок прерывани , блоки сопр жени  с функциональными модул ми, блок имитации модул . Устройство обеспечивает работу в следующих режимах: запись информации в функциональные модули, считывание информации из функциональных модулей отлаживаемой ЦВМ, имитацию работы ЦВМ. Пор док включени  того или иного режима работы определ етс  программой контрол  и отладки ЦВМ или же ручными действи ми оператора на клавиатуре диспле  того же устройства. Построение блока на основе микропрограммируемости позвол ет реализовать гибкий алгоритм управлени  системой, а использование ПЛМ в блоках прерываний и имитации модул  позвол ет значительно повысить эффективность контрол  и отладки. 7 ил.

Description

Устройство (фиг.1) содержит отлаживающую ЦВМ 1, блок 2 микропрограммного управлени , блок 3 регистров, регистр 4 режимов, блок 5 поразр дного сравнени , блоки 6.1...6.N сопр жени  с функциональными модул ми отлаживаемой ЦВМ, блок 7 имитации модул , информационный выход 8, информационный вход 9, группу

10выходов пол  управлени , группу

11выходов пол  управлени , вход 12 прерывани , выход 13 блока 7, группу 4 выходов, группу 15 выходов пол  управлени , выход 16, выход 17 синхронизации , информационные вход-выход 18 и 19, группу выходов 20 управлени , группу выходов 21, 22 и 23 пол  управлени , выход 2& бпокировки, группу 25 выходов, группу 2.6 выходов,,

Блок 6 св зан с функциональными модул ми и содержит регистр 27, двунаправленный шинный формирователь 28, элемент И 29, узел 30 пам ти.

Блок 7 содержит приемный регистр 31, передающий регистр 32, регистр

33 настройки, узел 34 пам ти, шинный формирователь 35, элемент И 36.

Блок 2 содержит узел 37 выбора следующей микрокоманды, узел 38 хра нени  микрокоманд, регистр 30 микрокоманд , генератор 40 импульсов, элемент И 41, мультиплексор 42.

Блок 3 содержит регистр 43 считывани  и регистр 44 записи.

Блок 5 содержит узел поразр дного сравнени , состо щий из последовательно соединенных элементов ЗК-2И 45, с подключенным к нему элементом НЕ 46, элементов НЕ 47 и ИЛИ 48 и триггера 49.

Устройство дл  отладки многомодульной ЦВМ обеспечивает работу в следующих режимах: запись информации в функциональные устройства отлажи- ваемой ЦВМ (на фиг,1 не показано, на фиг.5 - блочные символы 1-12); считывание информации из функциональных устройств отлаживаемой ЦВМ (фиг.

блочные символы 1-6, 13-17); имитацию работы отлаживаемой ЦВМ (фиг.5 и 6, блочные символы 1-6, 18-30).

Пор док включени  того или иного режима работы определ етс  программой отладки отлаживаемой ЦВМ или же ручными действи ми оператора на кла виатуре диспле  того же устройства.

В режиме имитации устройство позвол ет произвести настройку на эа

10

JQ И 4Q

д$ ,

646304

данный физический интерфейс внешней ЦВМ, определ ющую вхюдные и выходные линии св зи шин 18. Программа имитации отлаживающей ЦВМ может быть вызвана с определенной периодичностью или же по сигналам прерывани  с блока 5 поразр дного сравнени .

Устройство 1 работает в режимах записи и чтени  информации (информационные шины 8, 9, управл ющие шины II, 12).

В режиме записи дл  передачи каждого информационного слова ЦВМ 1 выработки тестовых воздействий и анализа реакций передает управл ющее, а затем информационное слово (фиг.7, блочные символы 31-39).

В режиме чтени  ЦВМ 1 передает управл ющее слово, а затем производит считывание информационного слова (фиг.7, блочные символы 31-36, 40).

Устройство дл  отладки многомодульной ЦВМ работает следующим образом .

В исходном состо нии с выхода узла 38 и соответственно с выхода регистра 39 по тине 10 передаетс  сиг15

20

25

50

55

нал Готовность приемника (Г ).

ЦВМ 1 выставл ет по шине 8 управл ющее слово и передает по выходу 11 сигнал синхронизации передачи, который через мультиплексор 42 поступает на вход узла 37, в результате чего по очередному перепаду сигнала с генератора 40 импульсов на выходе узла 37 формируетс  и передаетс  в узел 38 новый адрес, по которому выбираетс  друга  микрокоманда (фиг.5, блочные симвопы 1-6).На выходе узла 38, а по сигналу с генератора 40 импульсов и на выходе регистра 39 формируетс  сигнал, который синхронизирует запись управл ющего слова в регистр 4.

Управл ющее слово содержит два значащих пол  о Первое поле содержит признак записи (считывани ) и двоичный код заданного регистра отлаживаемой ЦВМ или код регистров 31, 32 и 33. Второе поле содержит код начального адреса соответствующей микрокоманды блока 2.

Рассмотрим случай, когда в управл ющем слове задан режим записи в один из регистров отлаживаемой ЦВМ.

Код адреса с признаком записи передаетс  с регистра 4 по выходу 14 ь блоки 6 и 7 на входы узлов 30 и 34

пам ти, выполненных на программно-логических матрицах. В данном случае задан регистр отлаживаемой ЦВМ, наход щийс  в i-м функциональном модуле . Соответственно узел 30 пам ти 1-го блока 6 настроен на соответствующую группу кодов адреса, задающих регистры этого функционального модул . Далее запускаетс  микропрограмма , начальный адрес которой загружаетс  из пол  регистра 4 режимов.

Далее в соответствии с микропрограммой на выходе регистра 39 формируетс  и передаетс  по шине 10 сиг- кал Готовность приемника Гпр , одновременно мультиплексор 42 настраиваетс  на прием сигнала синхронизации (фиг.5, блочные символы 7-12). Узел 37 при выполнении микропрограммы считывает каждый последующий адрес с регистра 39, который в свою очередь принимает этот адрес в составе очередной микрокоманды с узла 38. ЦВМ 1 выставл ет по выходу 8 информацией- ное слово и передает сигнал синхронизации , по которому выбираетс  нова  микрокоманда с узла 38 и передаетс  на входы регистра 39.

В составе этой микрокоманды присутствует бит записи в регистр 44, в результате чего информационное слово записываетс  в указанный регистр. Код адреса регистра, принадлежащий к области адресов взаимодействи  с i-м блоком 6 и записанный ранее в регистр 4 передаетс  по шине 14 на входы узлов 30 и 34 пам ти. В соответствии с микропрограммой блок 2 к передает по шине 15 на входы узлов пам ти 30 и 34 сигналы, организующие запись информационного слова в заданньй регистр отлаживаемой ЦВМ. По ходу выполнени  этой операции на выходе узла 30 пам ти 1-го блока 6 формируетс  сигнал, переключающий регистр 27 в режим последовательного сдвига, далее производитс  последовательна  перезапись информации с регистра 44 в регистр 27 того же блока 6.

Последовательна  передача производитс  следующим образом.

На вход элемента И 41 блока 2 подаетс  потенциальный сигнал разрешени  сдвига, на другой вход - тактовые импульсы с генератора 40. На выходе этого элемента формируютс  импульсы сдвига, которые поступают в сдвиговую цепь регистра 44, переключенного

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

в режим последовательного сдвига сигналом с регистра 39 блока 2. Кроме того , сигналы сдвига поступают через шину 17 сдвига в сдвиговые цепи регистров 27 .

Информаци  подаетс  однофазным кодом с выхода регистра 44 через шину 16 на входы регистров 27, запись же производитс  в тот блок 6, который задан диапазоном кодов адреса с регистра 4. Таким образом, происходит запись информации в регистр 27 блока 6. По окончании последовательной передачи информации микропрограмма формирует сигнал, который в свою очередь вызывает по вление сигнала на выходе узла 30, переключающего двунаправленный шинный формирователь 28, и передачу информации с выхода регистра 27 в информационные шикы 191 (вход-выход ) . Таким образом, информационное слово передаетс  по этим шинам в функциональный модуль отлаживаемой ЦВМ, в котором имеютс  двунаправленные шины , подключенные к информационным входам регистров. Выходы регистров модул  через коммутаторы подключены на ту же шину. Затем с другого выхода того же узла пам ти по шинам 20 .передаетс  сигнал записи, который поступает на вход синхронизации записи заданного регистра. Цепь записи с блока управлени  в функциональном модуле ЦВМ объединена с сигналом аналогичного назначени , поступающим из шин 2С монтажным ИЛИ. Таким образом, производитс  запись информации с регистра 27 в заданньй регистр функционального модул  отлаживаемой ЦВМ.

В режиме считывани  управл ющее слово также записываетс  в регистр 4. В узел 37 загружаетс  начальный адрес другой микропрограммы. Код адреса также передаетс  на входы узлов 30, 34. Далее микропрограмма формирует и передает по шинам 15 сигнал, вызывающий на выходе узла 30 формирование сигнала опроса заданного регистра функционального устройства ЦВМ, который передаетс  по шинам 20 и вызывает подключение заданного регистра к входу-выходу 19 (фиг.5,блочные символы 13-17). Двунаправленный шинный формирователь 28 в исходном состо нии пропускает сигналы шин 19 на вход регистра 27. Затем формируетс  сигнал записи в регистр 27 по сигналу с шин 15 и информаци  о со

сто нии заданного регистра параллельным кодом записываетс  в регистр 27. Далее в соответствии с микропрограммой регистр 27 переводитс  в режим последовательного сдвига, задаетс  разрешающий уровень сигнала на вход элемента И 29, одновременно в режим последовательного сдвига устанавливаетс  регистр 43 блока 3 и производитс  последовательна  передача информации с регистра 27 через элемент И 29, шину 13 в регистр 43 блока 3. Сдвиг регистров осуществл етс  сигналами сдвига, формируемыми на выходе элемента И 41 блока 2 и передаваемыми в блок 3 по шине 17 в блоки 6. По окончании передачи слова на выходах регистра 43 и соответственно на входе 9 выставл етс  информационное слово о состо нии заданного регистра отлаживаемой ЦВМ.

Микропрограмма формирует сигнал готовности иг передачи информации Гг,д, который передаетс  по выходу 10 в ЦВМ 1, Последн   организует считывание информации с входа 9, по окончании которого передаетс  по выходу 11 сигнал подтверждени  приема II р, далее производит анализ и продолжает выполнение заданной программы.

Рассмотрим работу устройства в части выполнени  режима имитации внешних устройств.

В начале работы производитс  настройка блока 7 на имитацию данного типа вычислительного устройства,при этом производитс  распределение линий св зи в шине 18 на входные и выходные . Дл  этого ЦВМ 1 передает управл ющее слово с адресным полем, в котором задан код работы с узлом 34 пам ти блока 7. Затем передаетс  информационное слово, которое через выход 8,регистр 44, выход 16 записываетс  в регистр 33 блока 7 (фиг.6, блочные сигналы 18-21). Сдвиг регистра 33 осуществл етс  по шине 16, разрешение на работу в режиме последовательного сдвига вырабатываетс  на выходе узла 34 под действием сигнало с шины 15,задаваемых блоком 2.

По окончании записи в регистр 33 блок 7 считаетс  настроенным на имитацию заданного типа ВУ Это определ етс  наличием единичных и нулевых сигналов на отдельных разр дах этого регистра. Каждый разр д регистра 33 подключен к управл ющему входу со

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ответствующего элемента с трем  состо ни ми , вход щего в состав шинного формировател  35. Количество этих элементов в формирователе 35 соответствует разр дности регистров 32 и 33, а к информационным входам этих элементов подключены соответствующие выходы разр дов регистра 32. Таким образом, элементы (35), имеющие по управл ющему входу разрешающий уровень сигнала, подключают выход соответствующего разр да регистра 32 к / шине 18 и назначают выходными лини ми, а элементы (35), имеющие запрещающий уровень сигнала на том же входе, остаютс  по выходу в состо нии высокого импеданса. Так как шина 18 подключена к информационным входам регистра 31, то разр ды, имеющие по входам без-; различное состо ние, относ тс  к входным лини м св зи.

Выдача сигналов по шине 18 производитс  аналогично описанному. При этом вместо регистра 33 задействует- с  регистр 32„ Сигналы с выхода регистра 32 передаютс  через элементы (35) в шину 18 (фиг.6, блочные символы 22-26)о Считывание информации с шины 18 производитс  по управл ющему слову, при этом информаци  параллельным кодом записываетс  в регистр 31, затем передаетс  последовательным кодом через элемент И 36 по выходу 13 в регистр 43, с которого считываетс  в устройство I (фиг,6, блочные символы 27-30). Управление регистрами, участвующими в последовательной передаче информации, осуществл етс  блоками 2 и 7.

Рассмотрим работу устройства с формированием сигнала Прерывание.

В регистр 31 блока 7 записываетс  из ЦВМ 1 константа, задающа  параметры ожидаемого входного сигнала. Запись в регистр производитс  аналогично описанному. Регистр 31 подсоединен по выходам его разр дрв на вход узла 5 поразр дного сравнени  блока, где каждый из п-1 разр дов регистра подключен к входу соответствующего элемента ЗИ-2ИЛИ 45, а n-й разр д (знаковый) - к элементу НЕ 46 (п - общее количество разр дов регистра 3).

Шина 18 подключена к входам элементов ЗИ-2ИЛИ 45 и через элементы НЕ 47 к другим входам элементов ЗИ-2ИЛИ 45 (фиг.4), т.е. в отсутствии сигнала с заданными параметрами на выходах всех

элементов ЗИ-2ИЛИ 45 и соответственно на выходе элемента ИЛИ 48 присутствуют сигналы нулевого уровн . При по влении сигнала с заданными параметрами (лини  св зи задаетс  сигналом еди- ничного уровн  на одном из разр дов регистра 31) на выходе соответствующего элемента ЗИ-2ИЛИ 45 по вл етс  сигнал единичного уровн , который через элемент ИЛИ 48 включает триггер 49. С выхода триггера сигнал передаетс  в устройство 1, что вызывает включение программы имитации (фиг.7, блочные символы 31-41). Вход установки в исходное состо ние триггера 49 управл етс  с блока 20

Таким образом, предложенное устройство позвол ет вести отладку и контроль многомодульным ЦВМ, при этом блоки 6 и 7 могут размещатьс  на значительном удалении как друг от друга, так и от других блоков и устройств системы. Это качество достигнуто за счет одинаковой организации взаимо- действи  с каждым из этих блоков с использованием одного и того же набора шин 13-17. Количество линий св зи в канале, образованном шинами 13-17, незначительно за счет исполь- зовани  последовательных передач информации .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  отладки многомодульной ЦВМ, содержащее блок микропрограммного управлени , блок поразр дного сравнени , блок регистров, регистр режимов, причем первый вход логического услови  блока микропрограммного управлени  подключен к входу устройства дл  подключени  к шине управлени  отлаживающей ЦВМ, перва  группа выходов пол  управлени  блока микропрограммного управлени  соединена-с входом устройства дл  подключени  к шине адреса отлаживающей ЦВМ, втора  и треть  группы выходов пол  управлени  блока микропрограммного управлени  соединены с первой и второй группами информационных входов блока регистров, первый выход пол  синхронизации блежа микропрограммного управлени  соединен с входом синхронизации блока регистров, четверта  группа выходов блока микропрограммного управлени  соединена с группой информационных входов ре10

   15

   25 зо

   20

   35

   ,« 5

   0

   5

   гистра режима,- перва  группа выходов которого соединена с второй группой входов логического услови  блока микропрограммного управлени , втора  группа информационных входов регистра режимов подключена к входам устройства дл  подключени  к информационной отлаживающей ЦВМ и к третьей группе инс юрмапионных входов блока регистров , группа выходов которого соединена с входом устройства дл  подключени  к информационной шине отлаживающей ЦВМ, выход устройства дл  подключени  к входу прерывани  отлаживающей U3M соединен с выходом блока поразр дного сравнени , вход блокировки которого соединен с вторым выходом полл синхронизации блока микропрограммного управлени , о т л и ч а ю- щ е е с   тем, что, с цапью сокращени  времени отладки ЦВМ модульной структуры, в него введены блок имитации модул , N блоков сопр жени  с функциональными модул ми отлаживаемой ЦВМ (где N - число модулей в отлаживаемой ЦВМ), причем блок имитации модул  содержит приемный регистр, передающий регистр, регистр настройки , элемент И, шинный формирователь, узел пам ти, а каждый i-й блок сопр жени  с функциональными модул ми (i 1...N) содержит регистр, двунаправленный шинный формирователь, эле- мент И и узел пам ти, причем группа выходов приемного регистра блока имитации модул  соединена с первой группой информационных входов блока поразр дного сравнени , втора  группа информационных входов которого  вл етс  группой входов устройства дл  соединени  с группой информационных входов-выходов отлаживаемой ЦВМ, с первой группой информационных входов приемного регистра блока имитации модул  i: с группой выходов шинного формировател  блока имитации модул , адресные и информационные входы гаин- ного формировател  блока имитации модул  соединены соответственно с выходами регистра настройки и передающего регистра блока имитации модул , входы записи-считывани  передающего регистра , регистра настройки и приемного регистра блока имитации модул  соединены с выходом блока регистров, а также с входами записи-считывани  регистров N блоков сопр жени  с функциональными модул ми отлаживаемой

   ЦВМ, вход записи приемною регистра блока имитации модул  соединен с первым выходом пол  синхронизации блока микропрограммного управлени  и с входами записи считывани  регистров N блоков сопр жени  с функциональными модул ми отлаживаемой ЦВМ, перва  группа адресных входов узла пам ти блока имитации модул  соединена с BTO рой группой выходов регистра режимов и с первой группой выходов региона режимов и с первыми группами адресных входов узлов пам ти блоков сопр жени  с функциональными модул ми отлаживаемой ЦВМ, втора  группа адресных входов узла пам ти блока чмита- ции модул  соединена с п той группой выходов пол  управлени  блока микропрограммного управлени  и с вторыми группами адресных входов узлов пам ти N блоков сопр жени  с функциональными модул ми отлаживаемой ЦВМ, в блоке имитации модул  втора  группа информационных входов приемного ро- гйстра соединена с первой группой выхрдов узла пам ти, втора  и треть  группы выходов узла пам ти соединены с группами информационных входов передающего регистра и регистра настройки соответственно, выход прием- наго регистра соединен с первым дом элемента И, выход узль пам ти со

   0

   5

   динен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с выходами элементов И N блоков сопр жени  с функциональными модул ми отлаживаемой ЦВМ и подключен к входу логического уровн  блока регистров, в i-м блоке сопр жени  с функциональными модул ми отлаживаемой ЦВМ группа выходов регистра соединена с группой информационных входов двунаправленного шинного формировател , группа информационных входов выходов которого  вл етс  группой информационных входов выходов устройства дл  подключени  к i-му функциональному модулю отлаживаемой ЦВМ, группа выходов двунаправленного шинного формировател  соединена с группой информационных входов регистра, вход разрешени  которого соединен с первым выходом узла пам ти, второй выход которого соединен с входом управлени  двунаправленного шинного формировател , группа выходов узла пам ти  вл етс  группой выходов устройства дл  подключени  к управл ющим группам входов соответствующего функционального модул  отлаживаемой ЦВМ, третий выход узла пам ти соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом регистра.

   t

   24

   4-

   i

   40

   I

   41

   ,17Ф15

   Фиг.2

   1564630

   V0

   21

   ъс

   23

   9

   8

   21

   44

   22

   k

   13

   17

   16

   Фиг.З

   (3

   CJED

   JLILIIJL

   Гг--«-

   ШЮ

   i.

   KOnpt Ba2

   W

   г

   №MXQti

   Фа&5

   ШШСчцт

   №W - -Ргг7/

   L. fl/tfr

   Т Сдби №7i-4 s43

   L

   L/«WrJ

   .//-Ж

   f-ffjt.

   §

   r-tOИСШ8

   r-4fСдбиг

   Сдбиг Рг31- РгЬЗ

   г-&

   ИСШ8- Рг&4

   Гпд Рг43- Ш9

   -25.

   Сдвиг

   Рг44- Рг32

   Рг32+Ш18

   Фиг. 6

   I/

   Ш1

   G ПУСК

   зЈ

   - .

   r-,

   шдготУС

   35

   Фив. 7

   Редактор М.Келемеш

   Составитель А.Сиротска 

   Техред М.Ходанич Корректор О.Кравцова

   Заказ 1161

   Тираж 567

   ВНИ1ШИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   -J8-

   Г прогр. I имитации

   ®

   Подписное