Устройство для формирования сигнала идентификации начала команды эвм

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в .устройствах отладки программвычислительной системы. Цель - повьппение точности. Устройство содержит триггер 1, узел 2 блокировки счетчика , три элемента И 3,5,8, счетчик 6. элемент ИЛИ 4, элемент задержки 7, шифратор 9. Устройство позволяет при наименьших затратах отлаживать трассу программы тестируемой мини-ЭВМ. 2 ил. «Л с со 01 ю 4 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

i 51) 4 G 06 F 11/30 11/28! т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3925307/24-24 (22) 14. 07.85 (46) 15. 11.87, Бюл. У 42 (71) Специальное конструкторское бюро "Кибернетика" с опытным производством Института кибернетики АН

АЗССР (72) С.А.Бакалец, Н.В.Головин, О.К.Нусратов, А.В.Тарасенко и Б.Ф.Файсканов (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР и 798773, кл. G 06 F 1/04, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 920688, кл. G 06 F I/04, 1982.

„„SU„„1352493 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

СИГНАЛА ИДЕНТИФИКАЦИИ НАЧАЛА КОМАНДЫ

3ВМ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова.но в,устройствах отладки программ. вычислительной системы. Цель — повышение точности. Устройство содержит триггер 1, узел 2 блокировки счетчика, три элемента И 3,5,8, счетчик 6> элемент ИЛИ 4, элемент задержки 7, шифратор 9. Устройство позволяет при наименьших затратах отлаживать трассу программы тестируемой мини-ЭВМ. .2 ил.

1 135249

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах отладки программ вычислительной системы.

Целью изобретения является повышение точности формирования сигнала.

На фиг, 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — структурная схема узла блокировки счетчика.

Устройство содержит триггер 1, узел 2 блокировки счетчика, первый элемент И 3, элемент ИЛИ 4, второй элемент И 5, счетчик 6, элемент 7 задержки, третий элемент И 8, шифратор 9, вход 10 обращения, вход 11 разрешения прямого доступа, вход 12 занятости магистрали данных, вход 13 начальной установки, вход 14 призна- 20 ка прямого обращения к памяти, вход

15 признака прерывания, вход 16 признака информации, группу информационных входов 17, выход 18 признака начала команды. 25

Узел 2 блокировки счетчика содержит первый триггер 19, второй триггер 20, элемент И 21, элемент 22 задержки. Узел 2 блокировки счетчика обеспечивает сохранение- значения счет-gg чика б при реализации процедуры внепроцессорной передачи данных по магистрали данных мини-ЭВМ, 1Цифратор 9 устанавливает заданное соответствие между кодом входного информационно35 го сигнала, уровнем сигнала на тактовом входе и кодом, заносимым в счетчик 6.

Для выполнения своих функций устРойство подключается к мини-ЭВМ сле- 40 дующим образом.

Магистраль мини-ЭВМ подсоединяется к группе информационных входов 1.7 устройства.

Сигнальные шины: ПВБ (Подтверждение выборки устройства");,РПД (" Разрешение прямого доступа"); ЗАН (" Указатель использования магистрали данных"); ПОДГ (" Сброс системы в исходное состояние"); СХЗ (Синхронизация задатчика ); ПРЕР (Запрос тт и

ТТ прерывания программы процессора );

СХИ (" Синхронизация исполнителя"); мини-3ВМ подсоединяются к входам

10-16 устройства соответственно.

B начальный момент времени сигнал сброса системы в исходное состояние (ПОДГ), поступающий с входа устройства 13 на четвертый вход узла 2

2 блокировки счетчика и на первый вход счетчика 6, сбрасывает устройство в исходное состояние. При этом с выхода узла блокировки счетчика на первые входы элементов И 3,5 и 8 подается высокий потенциал, а с выхода счетчика 6 на информационный вход триггера

1 подается низкий потенциал.

После этого мини-3ВМ производит чтение первого слова инструкции, подлежащей выполнению.

Мини-3ВМ выдает сигнал СХИ ("Синхронизация исполнителя"), который через вход 16 устройства поступает на вход элемента И 8. При этом элемент И 8 открывается, т.е. íà его первый вход подается высокий потенциал с выхода узла 2 блокировки счетчика и по переднему фронту импульса с выхода элемента И 8 происходит суммирование единицы в счетчик 6. Одновременно сигнал СХИ с задержкой, обусловленной наличием элемента 7 задержки, поступает на третий вход элемента И 5. Он открывается, так как на первый и второй его входы поступают высокие потенциалы соответственно с выхода узла 2 блокировки счетчика и выхода элемента ИЛИ 4. При этом производится уставка дополнительного количества импульсов в счетчик 6.

Надо отметить, что сигнал СХИ, соответствующий моменту прохождения по магистрали данных мини-ЭВМ кода первого слова подлежащей выполнению инструкции, используется в устройстве как строб записи в счетчик кода количества импульсов, Во всех :стальных случаях (когда информация на магистрали данных мини-ÇBM не должна . идентифицироваться как код первого слова подлежащей выполнению инструкции) сигнал СХИ выступает в качестве счетного импульса устройства.

При выполнении мини-3ВМ инструкции, считанной в первом цикле обмена данными по магистрали данных миниЭВМ, последовательность выдачи управляющих сигналов, определяющих обмен и используемых в устройстве, такая же, а именно: выдача сигналов СХЗ; прием исполнителям СХЗ, выдача на ма гистраль данных определенной информации, установка СХИ; прием информации, сброс СХЗ; сброс СХИ.

После чтения первого слова инструкс выхода счетчика б, в которой

1352493

5с была произведена уставка дополнительного кода количества импульсов, на информационный вход триггера 1 подается высокий потенциал. Поэтому первым же сигналом СХЗ (первым после чтения кода инструкции) триггер 1 установится в единичное состояние и низкий потенциал с его инверсного выхода закроет элемент И 5. Тем самым будет осуществлена установка в счетчик 6 нового кода количества импульсов. Одновременно низкий потенциал с инверсного выхода триггера 1 поступает на второй вход элемента И 3, который закрывается и низкий потенциал на его выходе (который соединен с выходом устройства 18) говорит о том, что информация на магистрали данных мини-ЭВМ не должна идентифицироваться как первое слово подлежащей BblIIoJI» нению инструкции (мини-3ВМ приступила к выполнению инструкции и обмену информацией, ею определенной).

В процессе обмена данными по магистрали данных мини-3ВМ счетчик 6 заполняется (по сигналам СХИ, которые в данном случае являются счетными для устройства). По переполнению счетчика, что является признаком того, что мини-ЭВМ закончила выполнение инструк ции, низкий потенциал с его выхода поступает на информационный вход триггера 1. И первым же сигналом СХЗ, который является начальным в процедуре чтения первого слова следующей, подлежащей выполнению инструкции, триггер 1 сбрасывается в нулевое состояние.

Высокий потенциал с инверсного выхода через элемент ИЛИ 4 поступает на второй вход элемента И 5. По приходу сигнала СХИ (на магистрали данных мини-3ВМ присутствует код инструк ции) происходит уставка в счетчик

6 нового дополнительного кода количества импульсов, определяемого кодом первого слова подлежащей выполнению инструкции. В дальнейшем работа устройства происходит аналогично описанному способу.

Рассмотрим работу устройства на конкретном примере выполнения определенной инструкции. При этом допустим, что устройство находится в исходном состоянии (счетчик 6 сброшен в нулевое состояние с выхода узла 2 блокировки счетчика 2, на первые входы элементов И 3,5 и 8,подается высокий потенциал), подлежащей выполнению инструкцией будет инструкция пересылки слова MoV D ô Х, (R2), машинный код 013712 . В данном случае имеет место абсолютная адресация источника и косвенная адресация (через регистр) приемника операнда.

Инструкция пересылает содержимое ячейки памяти, адрес которой указан символом Х и хранится во втором слове инструкции в ячейке памяти, адрес которой указан в R2. Выполнение инструкции включает в себя следующие шаги: чтение первого слова инструкции, содержащего код операции, режимы адресации и приемника; чтение второго слова инструкции, являющегося адресом ячейки памяти — источника операнда; чтение операнда из ячейки памяти, адрес которой был указан во втором слове инструкции; пересылка операнда в ячейку памяти — приемник операнда.

Так как моменту чтения первого слова подлежащей выполнению инструкции соответствует уставка нового кода количества импульсов в устройстве, т.е. не учитывается один счетный импульс устройства (СХИ), то при поступлении с группы информационных входов 17 устройств на группу информационных входов шифратора 9 кода

013712 с его группы на информацион8 ные входы счетчика 6 должен быть подан код 1101 (три цикла обмена дан-, ными по магистрали данных мини-3ВМ т.е. исключая чтение первого слова инструкции в дополнительном коде).

При этом в счетчик 6 будет произведена уставка кода 1102<. Это обеспечит отсчет трех циклов обмена информацией по магистрали данных мини-ЭВМ.

По приходу третьего после окончания процедуры чтения первого слова подлежащей выполнению инструкции (сигнала

СХИ) счетчик 6 переполнится. С его выхода на вход триггера 1 будет подаваться низкий потенциал. И первый (после переполнения) сигнал СХЗ, который является начальным в процедуре чтения первого слова следующей, r подлежащей выполнению инструкции, сбросит триггер 1 в нулевое состояние. В последующем работа устройства происходит аналогично описанному способу (изменяется только код, saносимый в счетчик 6, в зависимости

93 6

5 13524 от кода первого слова подлежащей выполнению инструкции).

Шифратор работает следующим образом.

В случае перехода. мини-3ВМ к процедуре обслуживания внешних прерываний алгоритм перехода к подпрограмме обслуживания прерывания следующий: после арбитража поступивших запросов на прерывание устройство, получившее 10 доступ к магистрали данных мини-3ВМ выставляет на нее свой вектор прерывания и выдает сигнал ПРЕР, вектор прерывания является адресом слова памяти, в котором хранится новое РС процессора; чтение из памяти нового

PC процессора; чтение из памяти следующего слова (А=А(РС)+2), являющегося новым PS процессора, запись в стек старого PC процессора; запись в стек 20 старого PS процессора переход к чтению первого слова первой инструкции подпрограмм обработки прерывания.

Моменту чтения мини-ЭВМ вектора прерывания соответствует уставка в счетчик 6 нового кода количества импульсов. Поэтому первый в процедуре перехода к подпрограмме обслуживания прерывания счетный импульс устройства (СХИ) производит запись новой ус- 30 тавки в счетчик 6, появление на магистрали данных мини-3ВМ первого слова первой, подлежащей выполнению инструкции подпрограммы обслуживания прерывания должно произойти после отсчета 35 четырех счетных имйульсов устройства (CXH) (код уставки 1100 ) . Причем уставка, заносимая в счетчик 6, не должна зависеть от кода вектора прерывания, поступающего с шины данных 40 мини-3ВМ на группу информационных входов 17 устройства. Поэтому при поступлении сигнала ПРЕР на вход 15 устройства он устанавливает триггер 1 в единичное состояние. Низкий потенциал с инверсного выхода триггера

1 поступает на второй вход элемента

И 3, элемент закрывается. Низкий потенциал с его выхода поступает на выход 18 устройства, а это говорит о 50 том, что информация, появляющаяся на магистрали данных мини-3BN в.процедуре перехода к обслуживанию подпрограммы прерывания, не должна идентифицироваться как первое слово под- 55

I лежащей выполнению инструкции.

Одновременно сигнал ПРЕР через элемент ИЛИ 4 поступает на второй вход элемента И 5, подготавливая. тем самым устройство к уставке в счетчик

6 нового кода количества импульсов.

Однако уже говорилось,что уставка, заносимая в счетчик 6, не должна зависеть от входного информационного сигнала. Поэтому сигнал ПРЕР подается на тактовый вход шифратора 9, при этом вне зависимости от кода вектора прерывания, поступающего с шины данных мини-ЭВМ на группу информационных входов 17 устройства, с выхода шифратора 9 на группу информационных входов счетчика 6 подается код 1100 . При приходе сигнала СХИ, следующего за ПРЕР, происходит уставка этого кода в счетчик 6. Устройство, выставившее запрос и получившее в результате арбитража запросов на прерывание доступ к магистрали данных мини-ЭВМ, получает установку СХИ, убирает свой вектор прерывания с магистрали данных, затем сбрасывает

ПРЕР. По сбросу сигнала ПРЕР происходит снятие кода 1100 с выхода шифратора 9.

Установка кода 1100 в счетчик 6 обеспечивает отсчет четырех циклов обмена информацией по магистрали данных мини-ЭВМ (исключая цикл передачи вектора прерывания) в процедуре перехода к обслуживанию подпрограммы прерывания. По четвертому счетному сигналу устройства (СХИ) произойдет переполнение счетчика 6. С его выхода на информационный вход триггера 1 будет подаваться низкий по- тенциал. Поэтому по приказу сигнала

СХЗ (следующего за последним, четвертым, сигналом СХИ), который является начальным в процедуре чтения первого слова подлежащей выполнению первой инструкции подпрограммы обработки прерывания, триггер 1 сбросится в нулевое состояние. В дальнейшем работа устройства происходит аналогичным образом, как при выполнении прерванной программы.

Работа узла блокировки счетчика осуществляется следующим образом.

Узел 2 блокировки счетчика обеспечивает сохранение значения счетчика 6 при реализации процедуры внепроцессорной передачи данных и одновременно на время этой процедуры устанавливает на выходе 18 устройства низкий потенциал. Это связано с тем, что ни одно слово из передавае7 135249 мых по магистрали данных мини-3ВМ во время прямого доступа не может быть идентифицировано как первое слово. подлежащей выполнению в данный момент времени инструкции.

В начальный момент времени сигнал

3АН не установлен. Поэтому низкий потенциал с входа 12 устройства подает— ся на инверсный установочный (Р ) вход 1 триггера 20. Триггер 20 сброшен в ну— левое состояние. Сигнал начальной подготовки, который с входа 13 устройства подается на установочный (К) вход триггера 19, также сбрасывает

его в нулевое состояние. Инверсный выход триггера 20 является выходом узла 2 блокировки счетчика. Поэтому в начальный момент времени с выхода узла блокировки счетчика на первые вхо- 20 ды элементов И 3,5 и 8 подается высокий потенциал, что обеспечивает работу устройства аналогичным способом.

В случае реализации процедуры внепроцессорной передачи данных после- 25 довательность выдачи управляющих сигналов, регламентирующих процедуру внепроцессорной передачи данных и используемых в устройстве, следующие: установка арбитром сигнала РПД (раз- 30 решение прямого доступа); выдача сигнала ПВВ (подтверждение выборки запрашивающего устройства); установка запрашивающим устройством сигнала

ЗПН, с этого момента запрашивающее устройство становится задатчиком шины и начинает циклы передачи информации; арбитр, получив установку ПВБ, сбрасывает PIIP незадолго до заверше- ния передачи информации задатчик сбрасывает ПВБ; завершив передачу данных, задатчик сбрасывает ЗАН.

В соответствии с описанной после- довательностью узел 2 блокировки счетчика работает следующим образом 4> (фиг, 2).

Сигналы ПВБ и РПД, поступающие соответственно с входов 10 и 11 устройства на первый и второй входы соответственно элемента 21, открывают его и производится установка триггера 19 в единичное состояние. При установке сигнала 3АН его передний фронт приходит на тактовый (С) вход триггера 20 с задержкой (обусловленной элементом 22 задержки) по отношению к установке высокого потенциала на инверсном установочном (R) входе триггера 20. Это обеспечивает устаl новку триггера 20 в единичное состояние, так как на его информационный вход подается высокий потенциал с выхода триггера 19. Низкий потенциал с инверсного выхода триггера 20, который является выходом узла 2 блокировки счетчика, подается на первые входы элементов И 3,5 и 8. Тем самым они закрываются, что исключает как изменение записанного в счетчик 6 кода количества импульсов, так и запись в него нового кода количества импульсов. Низкий потенциал на выхо— де элемента И 3 говорит о том, что вся информация, которая передается по магистрали данных мини-3ВМ во время процедуры внепроцессорной передачи данных, не должна идентифицироваться как первое слово подлежащей выполнению инструкции.

По окончании процедуры внепроцессорной передачи данных по магистрали данных мини-ЭВМ запрашивающее устройство сбрасывает 3АН. Триггер 20 сбрасывается в нулевое состояние. При этом открываются элементы

И 3,5 и 8, т.е, работа устройства на выделение первого слова подлежащей выполнению инструкции продолжается с момента, когда выполнение про- граммы мини-ЭВМ было прервано запросом на внепроцессорную передачу. данных. Одновременно положительный фронт сигнала, который образуется при перебрасывании триггера 20 из единичного состояния в нулевое, с инверсного выхода подается на тактовый вход триггера 19, так как к этому времени на установочный вход триггера 19 с выхода. элемента И 21 подается низкий потенциал,(сигналы

ПВБ и РПД сброшены), то триггер 19 также сбрасывается в нулевое состояние, тем самым узел 2 блокировки счетчика переходит в исходное состояние.

Формула изобретения

Устройство для формирования сигнала идентификации начала команды

ЭВМ, содержащее триггер, счетчик и шифратор, причем группа информационных входов устройства соединена с группой входов шифратора, выход переполнения счетчика соединен с информационным входом триггера, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

2493

Составитель И.Сигалов

Редактор 1О.Середа Техред М.Ходанич Корректор A,06ÐÓ÷àÐ

Заказ 5567/49 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г ° Ужгород,.ул, Проектная, 4

9 135 повышения точности формирования сигнала, в устройство введены три элемента И, элемент ИЛИ, элемент задержки, узел блокировки счетчика, содержащий первый и второй триггеры, элемент И и элемент задержки, причем входы обращения, разрешения прямого доступа и начальной установки устройства соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И узла блокировки счетчика и входом установки нуля первого триггера узла блокировки счетчика, вход занятости магистрали данных устройства соединен с входом установки нуля второго триггера и через элемент задержки — с тактовым входом второго триггера узла блокировки счетчика, выход элемента И узла блокировки счетчика соединен с единичным входом первого триггера узла блокировки счетчика, выход первого триггера узла блокировки с счетчика соединен с информационным входом второго триггера узла блокировки счетчика, информационный вход первого триггера узла блокировки / счетчика соединен с шиной нулевого потенциала, инверсный выход второго триггера узла блокировки счетчика соединен с тактовым входом первого триггера узла блокировки счетчика и с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, вход начальной установки устройства соединен с нулевым входом счетчика, вход признака обращения к памяти устройства соединен с тактовым входом триггера устройства, вход признака прерывания устройства соединен с единичным входом триггера устройства, с первым входом элемента ИЛИ и с тактовым входом шифратора, группа выходов кото15 рого соединена с группой информационных входов счетчика, вход признака ,информации устройства соединен с вторым входом третьего элемента И и через элемент задержки — с вторым вхо2р дом второго элемента И, выход которого соединен с тактовым входом счетчика, инверсный выход триггера устройства соединен с вторыми входами элемента ИЛИ и первого элемента И, 25 выход которого является выходом признака начала команды устройства, выходы элемента ИЛИ и третьего элемента И соединены соответственно с третьим входом второго элемента И и

30 счетным входом счетчика.