Файл: Основы технической эксплуатации ЭЦВМ..pdf

два дополнительных разряда для представления конт­ рольного кода, а при контроле по модулю 7 — три допол­ нительных разряда.

Для выбора состава контрольной аппаратуры при реализации метода контроля .по модулю рассмотрим по­ следовательность действий при проведении проверки правильности выполнения арифметических операций и передачи контролируемых величии.

Для обнаружения ошибок при выполнении арифмети­ ческих операций необходимо:

образовать контрольные коды, т. е. определить остат­ ки от деления контролируемых величин на выбранный модуль;

провести раздельно арифметические операции над контролируемыми величинами и контрольными кодами; определить контрольный код результата операции над

контролируемыми величинами; сравнить между собой результат операции над конт­

рольными кодами и контрольный код результата опера­ ции над контролируемыми величинами;

при несравнении выдать сигнал ошубки.

Алгоритм правильности выполнения арифметических операций можно изобразить в виде структурной схемы (рис. 3-11,а).

Для обнаружения ошибок при передаче контролируе­ мых величин необходимо:

определить контрольный код передаваемой контроли­ руемой величины;

передать контролируемую величину вместе с контроль­ ным кодом;

определить контрольный код принятой контролируе­ мой величины;

сравнить между собой принятый контрольный код и контрольный код, полученный после передачи контроли­ руемой величины;

при несравнении выдать сигнал ошибки.

Алгоритм правильности передачи контролируемых величин показан на рис. 3-11,6.

Из сказанного следует, что основными элементами контрольной аппаратуры при организации контроля по модулю должны быть схемы образования остатка и схе­ мы сравнения. Вполне естественно, что при проведении контроля по модулю необходимо иметь дополнительные разряды для контрольного кода и контрольные суммато-

13Q

ры, с помощью которых выполняются операции над кон­ трольными кодами.

Рассмотрим схемы образования остатка, получившие название схем сверток. Существует два принципа построе­ ния схем сверток: с последовательным и с ярусным или пирамидальным формированием контрольного кода.

Схема последовательного формирования контрольно­ го кода для реализации числового контроля по модулю

Рис. 3-11. Алгоритм правильности выполнения арифметических опе­ раций (а) и передачи контролируемых величин (б).

3 приведена на рис. 3-12. С помощью данной схемы можно выделять контрольный код.по модулю^3 из че­ тырехразрядного числа. Схема выполнена на логических блоках сложения по модулю 3. Работа схемы осущест­ вляется в соответствии с табл. -3-7.

Из таблицы видно, что из младшего разряда в стар­ ший могут поступать три различных сигнала 00, 01 и 10 (обычно при формировании кодов контрольных разрядов код 00 заменяют кодом 11).

При любой комбинации состояний триггеров Р1 — Р4 на выходе схемы появится код, соответствующий остатку от деления данной кодовой комбинации на 3. Импульс опроса схемы свертки должен подаваться на нулевой вход схемы младшего разряда.

При увеличении числа разрядов принцип построения схемы свертки будет таким же, как и для триггеров РЗ

и Р4

Рассмотренная схема свертки требует для формиро­ вания контрольного кода сравнительно мало времени,

однако затраты контрольной аппаратуры для реализа­ ции данной схемы оказываются значительными. Сокра­ тить состав контрольной аппаратуры можно с помощью схемы свертки по модулю с «накоплением» остатка на специальном регистре или счетчике. Однако применение таких схем приводит к увеличению времени контроля. Та­ кие схемы подробно рассматриваются в литературе, по­ священной аппаратурному контролю [Л. 43].

На рис. 3-13 представлен вариант схемы сравнения, собранной на логических элементах И и ИЛИ. Схема работает в соответствии с логикой табл. 3-8, выдавая сиг­ нал ошибки при несовпадении иифюрмации в разрядах контрольного регистра с выходными сигналами схемы свертки.

На рис. 3-14 приведена ярусная схема формирования контрольного кода до модулю 3. Схема состоит из реги­ стра, на который принимается контролируемая кодовая

133

Комбинация, и блоков сложения по модулю 3, собранных на логических элементах II и ИЛИ.

Блоки сложения 1-го яруса группируют разряды при­ емного регистра попарно, формируя на выходе приемно­ го устройства один из трех сигналов: 00(11), 01 или 10.

Контрольныеразряды Старший Младший

Логические функции, выполняемые блоком сложения 1-го яруса, осуществляются в соответствии с табл. 3-9.

Схема начинает работать по сигналу опроса, который одновременно попарно опрашивает состояние двух со­ седних триггеров приемного регистра (Р1 и Р2, РЗ и Р4 и т. д.).

134

Выходы каждой пары блоков сложения 1-го яруса соединены со входами блока сложения 2-го яруса.

Логические функции, выполняемые блоком сложения 2-го яруса, осуществляются в соответствии с табл. 3-10.

Выходы каждой пары блоков сложения 2-го яруса соединены со входами блока сложения 3-го яруса. Рабо-

13§

та блоков сложения 3-го яруса осуществляется аналогич­ но работе блоков сложения 2-го яруса. При увеличении количества разрядов в контролируемой кодовой'•комби­ нации увеличивается и количество ярусов. Блоки сложе­ ния всех последующих ярусов будут идентичны блокам сложения 2 и 3-го ярусов.

Таким образом, рассмотренная схема представляет собой 'пирамиду, вершиной которой является остаток служащий контрольным кодом.

Рис. 3-15. Структурная схема адресной цепи.

Контроль с использованием кодов, для обнаружения и .исправления ошибок и контроль по модулю не всегда оказываются достаточными для полной проверки пра­ вильности функционирования ЭЦВМ. Так, например, для фиксации неверной исходной информации при выполне­ нии арифметических операций, фиксации неисправностей в адресных цепях, цепях управления и т. д. применить контроль по модулю и с использованием помехоустойчи­ вых кодов не представляется возможным. В этом случае применяют специальные технические средства.

137

Остановимся на некоторых наиболее характерных примерах контроля правильности функционирования от­ дельных цепей ЭЦВМ с помощью технических средств.

В качестве примера рассмотрим один из способов контроля адресной части ЭЦВМ. Удельный вес адресной части машины по отношению ко всему объему ее обору-

1

дования достаточно велик. На рис. 3-15 представлена типовая адресная цепь. Как видно из рисунка, отдельные элементы адресной цепи входят в разные устройства. Неисправность любого элемента в этой цепи приводит к неверной выборке информации из запоминающего устройства. Для фиксации неверной выборки информа­ ции из ЗУ применяется схема контроля, представленная

138

па рис. 3-16. Пример взят для накопителя матричного типа. Контроль токов выборки осуществляется с по­ мощью контрольных трансформаторов и усилителей вос­ произведения. Все адресные обмотки Х и Y подключены к контрольным трансформаторам, в которых соответ­ ствующие обмотки Ші и w2 включены встречно. При пра­ вильной работе цепей выборки адреса в обмотках Шіикь

временном появлении сигналов Очитывание и Запись оба триггера РЗп и РСч установятся в одинаковое по­ ложение и схема совпадения сработает, выдав сигнал ошибки.

Для контроля правильности выдачи управляющих сигналов применяются схемы дублирования этих сигна­ лов. Схема контроля в этом случае будет аналогична той, которая представлена на рис. 3-17.

Чтобы исключить ситуации, которые могут возник­ нуть по причине неисправности цепей АУ, а также из-за неверно заданной программистом исходной информации (в ряде случаев программист не может знать результат заранее), в состав машины вводят специальные схемы блокировок. Примеры некоторых возможных аварийных ситуаций, которые могут возникать в процессе выполне-

139