книги из ГПНТБ / Самохин А.Ф. Эксплуатация цифровых вычислительных машин [учеб. пособие]
.pdf-1 2 0 -
Рассмотрим пример при контроле по m od3 .
Л = O . O I IO O C O I I |
R ( Л ) |
= |
I I mod3 |
в = о,ошино |
R (в) |
г |
ю modз |
А А В = 0,011000010 |
R (ЛЛ В) |
= |
10 mod3 |
А V В = 0 ,0 Ш Ш П |
R (AV В) |
= I I -m od3 |
|
R (АV В) = fR (А) + R (В) - R (АЛ В )] = II + 10 - 10 =
= II mod3.
Заметим, что при контроле логического сложения, если одно из чи-
оел в результате операции в АУ исчезает, его нужно хранить где-то
до окончания получения вычета от логического произведения.
Контроль операции логического умножения по модулю. Перепи
шем выражение для контроля логического сложения, полученное |
а |
|
в предыдущем параграфе, в виде, разрешенном относительно логи |
||
ческого умножения: |
|
|
R (АА в) S [К(А)+ R (В) - R (АУ В |
. |
5.23. |
Это тождество выражает вспомогательную функцию, с помощью кото рой может быть вычислен контрольный код операции логического умножения. Порядок выполнения операции контроля аналогичен рас смотренному в предыдущем параграфе, только операщш логического умножения и сложения меняются местами.
Контроль операции поразрядного сравнения (операции нерав нозначности) . Мы рассмотрели раньше контроль операции неравно значности проверкой на четность. Однако, если в АУ имеется сис тема контроля по модулю других операции, то целесообразно и эту операцию контролировать по модулю. Операция поразрядного
~ i e i -
оравнения является посущоству поразрядной операцией сложения по mod2 . Следовательно, контрольное соотношение получается из шражения:
Л © В = Л + В - 2 (А Л В) |
|
|
и имеет следующий ьпд: |
|
|
R (А © |
В) 2 ГR (А) + R (В) - |
2 R (АЛ В)lmodg. |
Порядок работы ЛУ контрольнцх кодов очевиден, |
Следует иметь в |
|
виду, что операция |
п о д р я д н о го сравнения широко используется |
|
в пашине и ее контроль весьма важен. |
|
|
Таким образом, для осуществления контроля рассмотренных логических функции выполняется вспомогательная логическая опе рация, находится контрольный код ее результата по контрольным кодам исходных чисел и контрольный код результата вспомогатель ной операции, вычисляется контрольный код основной операции и сравнивается с контрольным кодом основной операции, полученным с помощью схемы свертки.
В некоторых ЦВМ в качестве вспомогательной операции исполь зуют операцию поразрядного суммирования по mod. 2. .
Для получения контрольных соотношений можно воспользовать ся следующими равенствами:
А + В = А © В + 2 (АА В)
А + В = А © В + 2 (АЛВ)
Тогда контрольные соотношения принимают следующий вид:
R(A) = { [ Ш ) + R(B) + R (A ® B )] modQ
R(v) = {[R(A)+R(6) + R(A<*B)]modg
R ( A < * B ) * [ m ) t M ) + 2-R(AvB)]mod g .
За*.Й27.
-1 2 2 -
Выполнение логических операции за счет контроля несколько увеличивается по времени. Однако, так как и сами логические опе рации и операции контроля выполняются весьма быстро, то обычно вся операция вместе с контролем укладывает -я в цикл короткой опе рации, принятой для данной ЭЦВМ.
При выполнении полного контроля необходимо контролировать не только правильность-выполнения операции, но и правильность преобразования кодов из прямого в обратный (дополнительный) и
наоборот. Такой контроль монет быть выполнен по тождествам для вычисления вычета обратного (дополнительного) кода но вычету прямого кода числа, приведенным в главе 4.
§ 5 .7 . Блок-схема системы контроля арифметических и логических операции
Блок-схема системы контроля показана на рис. 5 .2 .
Рис. 5.2.
- 1 2 3 -
Арифыетическое устройство контрольных кодов (ЛУ КК) дсмнно
обеспечить выпотпение операции сложения, умножения и сдвига КК.
Устройство управления арифметическим устройством контрольных ко
дов (УУ КК) в зависимости от кода операции, знаков и исходных чисел, наличия переносов в АУ чисел и анализа содержимого знако
вого разряда и крайних разрядов мантиссы числа настраивает АУ КК на выполнение той или иной операции, реализующей соответствующее тождество.
Схема анализа |
Оп , и |
Q0 вырабатывает необходимые |
сигналы при сдвиге, |
умножении и делении. Схема фиксации перено |
|
са вырабатывает сигнал о наличии переноса при выполнении сложе ния. Схема образования R к и R(W) формирует контрольный код кор рекции при умножении и вычет остатка при делении.
Логика работы блок-схемы следующая. Код операции из УУ ЦВМ поступает в УУ КК и настраивает его на выполнение соответству ющей операции с учетом сигналов от схемы анализа Оц , a rt_f и
010 . Одновременно с выполнением операции в АУ ЦВМ производится вычисление контрольного кода. По окончании выполнения операции на выходе схемы свертки образуется контрольный окод результата и производится сравнение этого кода с вачисленнж в АУ КК.
При совпадении контрольных кодов ЦВМ переходит к выполнению следующей операции, при несовпадении в систему прерывания выдает ся сигнал сбоя.
- 124-
Г л а в а У1
ЛППАРАТНШ i КОНТРОЛЬ ХРАНИЛИ И ПЕРЕДАЧИ ИН<ЮШАЩС1
§ 6 .1 . Контроль адресно:! части МОЗУ (ПЗУ)
Контроль правильности функционирования МОЗУ включает:
контроль адресно!! части (передачи и дешифрации адреса) и кон
троль числовой части (соответствия принятого для записи и счи танного кодов).
При контроле адресной части МОЗУ (ПЗУ) возникают две за
дачи: контре ib правильности пересылки и приема адреса на ре
гистр адреса МОЗУ и контроль работы дешифратора адреса и фор мирователей, работающих на числовой куб.
Контроль правильности пересылки и приема кода адреса мо
жет быть организован одним из трех способов:
1. К коду адреса присоединяется знак четности. Адресный
регистр содержит схему проверки на четность. Принятый на ад ресный регистр код проверяется на четность.
2 . К адресному регистру подключается схеш |
свертки по modej. |
Код адреса поступает на адресный регистр, а его контрольны;: |
|
код - на схему сравнения. Свертка по inod(J, от |
принятого адре |
са сравнивается с принятым контрольным кодом. Могут бить при |
|
менены и другие корректирующие коды. |
|
3. Код адреса передается в МОЗУ парафазно: |
по основным ад |
ресным машетраля:: (А.'.0 в прямот: кед:, по вспомогательным — в
- 12?-
обратном. После приема эти кода сравниваются на схеме сравне ния, где реализуется операция неравнозначности (равнозначнос ти). Появление на схеме сравнения единиц (нулей) свидетельству ет об ошибке.
Преимуществом третьего способа является возможность обна ружения ошибок любой кратности, недостатком - высокая избы точность аппаратуры.
Следует заметить, что прямой и обратный кода могут передавать ся по одним и тем же адресным магистралям. Это сократит расход аппаратуры, но увеличит время выполнения контроля. Блок-схемы контроля для второго и третьего случаев показаны на рис. 6 .1 ,а ) я б ).
О)
Рис. St.
Контроль |
работы дешифратора и формирователей тока может |
||
бить выполнен |
двумя способами: |
||
- |
с |
применением шифратора псиного ж д а адреса,. |
|
- |
с |
применением шифратора конт|пщзи№т>> жошь |
|
- (26-
Ш иф ратор |
п р е д н а з н а ч е н |
д тя |
п р е о |
б р а з о в а н и я с и гн а л о в |
с а д |
||||
р е с н о й ч а с т и к у б а в п о л н ы й к о д |
а д р е с а ш ш в к о н т р о л ь н ы й к о д |
||||||||
а д р е с а . |
П ервы й |
в а р и а н т |
п р и м е н я е т с я |
н р н |
п е р е д а ч е а д р е с а |
п а р а |
|||
ф а з и и л |
к о д о м , |
в т о р о :': - |
п р и |
и с п о л ь з о в а н и и к о н т р о л ь н о г о |
к о д а . |
||||
А д р е с в ы б р а н н о й я ч е й к и п .и е г о к о н т р о л ь н а ! к о д с р а в н и в а |
|||||||||
ю тс я с |
а д р е с о м |
к т и к о н т р о л ы ш м |
к о д о м , |
п о ступ и в ш и м г. |
р е г и с т р |
||||
а д р е с а |
МОЗУ. Б т о к - с х с м а |
о р га и и Е а ттш : |
к о н т р о их а д р е с а |
п о к а з а н а |
|||||
н а р и с . |
6 . 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 6.2.
С игнал ы |
н а ш иф ратор |
м о г у т |
с т и р а |
т ь с я |
нл п |
н е п о с р е д с т в е н н о |
с а д |
||
р е сн ы х |
шин к у б а , |
и л и |
с ч и с л о в ы х |
л и н е е к . |
В пе рвом |
с л у ч а е |
каж |
||
д а я а д р е с н а я ш ина |
д о л гш а |
с о д е р ж а т ь |
д о п о ..н и т е .ы ш ,'! |
с е р д е ч н и к |
|||||
(а н а л о ги ч н ы й к о о р д и н а т н о м у ), в ы х о д н а я о б м о тк а к о т о р о г о з а в е д е
н а н а в х о д |
ш и ф ра тор а , |
в о |
в т о р о м |
д о н о :н п т с ..ь н | ;" с е р д е ч н и к |
р а с н о - |
|||
л о г а е т с я н а |
ч и с л о в о й |
л и н е й к е . |
3 |
с. у ч а с съем а |
г х г н а л о !, |
с |
с .к — |
|
д е н н и к о в , р а сп о л см е н н ы х |
па ч и с |
.ох-кх . .п н е ..г л х , |
,о.:;:зю |
б и т ь |
||||
п р о то стлотрено TiOCOTOH'.'4' |
|
|
С |
|
|
!*'■ _ |
||
- 127-
дого обращения или с помощью создания смещения, или организа цией цепи регенерации, функционирующей как при чтении, так и при записи.
Преимуществом использования сигналов от адресных шин яв
ляется меньшее количество входов шифратора, недостаткомот сутствие контроля токов в числовых обмотках. Использование сигналов от числовой линейки обеспечивает контроль токов в чис ловой осмотке. Однако, количество входов шифратора при этом возрастает.
При снятии сигналов для шифрации с адресных шшт может быть
два варианта: |
с общим шифратором на обе г р у ппы адресных шин |
(по оси X и У) |
и с раздельными шифраторами на каждую группу. В |
последнем случае необходимо дополнительно иметь сумматор конт рольных кодов.
Контроль ПЗУ выполняется аналогично.
Принципиально можно обойтись без шифратора, если на число вой линейке предусмотреть количество дополнительных разрядов,
равное количеству разрядов в контрольном коде, в которые посто янно записан контрольный код адреса ячейки. ПРи обращении этот контрольный код сравнивается с контрольным кодом поступившего адреса. Такой способ контроля используется иногда в ПЗУ.
Повышение достоверности и разрешающей способности (выявле ние, в какой координате адреса возникла ошибка) контроля может быть достигнуто формированием двух контрольных кодов: по коор динате X и координате У.
§ 6 .2 . Контроль числовой части МОЗУ (ПЗУ)
Контроль числовой части МОЗУ и ПЗУ может осуществляться теми же методами, что передача чисел (но четности, по модулю,
-(2с?-
сиспользованием кода Хэмминга и т . д . ) . Практически наиболее часто используется контроль на четность и по модулю.
Дня контроля ПЗУ в числовой линейке отводится " 7П " конт
рольных разрядов, в которых записан контрольный код числа,хра нящегося в данной ячейке. При чтении схемой сверив! образует -
ся контрольный код считанного числа и сравнивается с контроль ным кодом, считанным вместе с числом.
В МОЗУ контроль осуществляется аналогичным образом. Вмес те с записью числа.в контрольные разряди ячейки [ДОЗУ записыва ется контрольный код. При сквозном контроле контрольный код поступает в (ДОЗУ вместе с числом. Если число поступает в МОЗУ без контрольного кода, то последний должен быть образован в МОЗУ непосредственно перед записью. Контроль числа в МОЗУ вы полняется только при чтении. Для этой цели на выходе МОЗУ не обходимо иметь регистр числа и схему свертки. Контроль правиль ности записи числа в куб обычно не производится, так как это связано с необходимостью выполнения фиктивного чтения числа после записи, что удлиняет время операции обращения к МОЗУ. Блок-схема контроля по казана на рис. 6 .3 . Принципиально контроль ный код может быть получен и без регастра числа. В этом случае схема свертки должна работать непосредственно от усилителей счи тывания. При этом, достаточно иметь только два " т "-разрядных регистра для контроль ного кода (считанного из МОЗУ и полученно го на схеме свертки). В тех случаях, когда информация в ЦВМ обрабатывается побайтно,
контрольный код обычно образуется для каж-
Рис.В.3.
- <20“
дого байта. Если при этом ячейка ЗУ содержит несколько байт,в
схеме контроля целесообразно иметь таксе же казачество схем свертки и сравнения для реализации одновременного контроля всех байтов. Применение последовательного контроля каждого бай та не рационально, так как в случае выявления ошибки в одном из байтов трудно восстанавливать содержимое воей ячейки (необ ходимо хранить содержимое всей ячейки в регистре до конца кон троля) .
Для повышения эффективности контроля и отыскания неисправ ностей при проведении профилактических работ в большинстве ЦВМ предусматривается автономный аппаратный контроль МОЗУ, Для этой цепи в МОЗУ вводится дополнительная аппаратура, позволя ющая независимо от других устройств ЦВМ производить запись и чтение любых кедов во все ячейки куба памяти.
Для задания кода на автономном пульте предусматривается набор тумблеров, связанных с формирователями записи, набор тум блеров задания адреса, связанных с РА МОЗУ, регистр индикации и схемы сравнения информации, считываемой из МОЗУ, с набором на тумблерах.
Для организации массовой проверки ячеек задание адреса выполняется с помощью счетчика. В этом случае, подавая на вход счетчика тактовые импульсы от генератора импульсов, можно после довательно просмотреть все ячейки. Устройство управления МОЗУ при этом работает в режиме последовательной записи и чтения.
Схема управления вырабатывает при несравненна сигнал останова РА, фиксируя тем самым адрес неисправной ячейки.
Кроме режима последовательного просмотра ячеек обычно предусматривается режим многократной записи и чтения в одной ячейке (долбления) и режим многократного чтения из одней ячейки
9.3 ак.927.