Диагностирование ЭВМ

В общем случае синдром ошибки записывается в виде СОШ={ОШИД1, ОШИД2, .... ОШИДЛГ, ИАИ-Рг, ОШМ2АИ), где ОШИД1, ОШИД2, .... ОШИДЯ-идентификаторы ошибок 1—Л'; Рг — регистр ЭВМ, ОШМ2АИ — признак несоответствия контрольных и информационных бит регистра — активного источника информации. В частном случае в синдроме ошибки элементы ИАИ-Рг или ОШМ2АИ могут отсутствовать.

Поскольку результат  диагноза зависит от очередности  анализа ошибок, система диагностирования группирует их по типам. Группировка  ошибок отражает последовательность потоков информации в трактах процессора и определяет очередность их анализа системой диагностирования;

Рис 17 Пример к методу диагностирования по регистрации состояния:

УОБ — узел  обработки  байт,   См — сумматор,   КВСВ — коммутатор  внешних  связей

область прямого соответствия (ОПС) синдрома ошибки— подмножество схем, которые могут быть причиной ошибки при данном синдроме.

Область прямого  соответствия задается конструктивными адресами ТЭЗ. Для удобства анализа ТЭЗ, входящие в ОПС, разбиваются на группы с номерами.

Группы с одним  и тем же номером по результатам  анализа одного или разных СОШ в общем случае содержат одинаковые, разные или пересекающиеся подмножества ТЭЗ.

Задачей программных  средств диагностирования является нахождение областей прямого соответствия по синдромам ошибок, зарегистрированных системой контроля и восстановления.

Процедура определения  ОПС по одному синдрому ошибки называется процедурой одиночного анализа.

В качестве примера  рассмотрим ошибку, описываемую синдромом  СОШ={ОШРгУ, ИАИ-РгО, ОШМ2РгО) (см. рис. 13). Этот синдром описывает следующую ситуацию: в ЭВМ зафиксирована ошибка по модулю 2 в регистре РгУ, в результате чего произошла регистрация состояния ЭВМ. Содержимое полей микрокоманды, выполнявшейся в момент ошибки, свидетельствует о том, что ошибка произошла в момент выполнения микрооперации РгУ: =РгО (т. е. ИАИ=РгО). Состояние бит регистра РгО свидетельствует о несоответствии контрольных и информационных бит регистра Ргй (ошибка по модулю 2Ргб).

Область прямого  соответствия этого синдрома ошибки, вычисленная программой диагностирования, включает в себя ТЭЗ синхронизации, управления и опроса состояния (первая группа ТЭЗ); ТЭЗ регистров РгУ, Ргй (вторая группа); ТЭЗ регистра Рг1 (третья группа).

ТЭЗ РгЪ включается в ОПС, так как ошибка в PeZ могла возникнуть в тракте PeZ—PeD после схем контроля регистра РгЪ.

Если при одиночном  анализе некоторая группа встречается более одного раза, то выполняется пересечение подмножеств ТЭЗ, входящих в состав одноименной группы, и в ОПС от этой группы включаются результаты пересечения.

В результате одиночного анализа в виде групп с пустым множеством ТЭЗ включаются также  группы, которые остаются вне подозрений при анализируемом СОШ.

Одна и та же причина может вызвать разные синдромы в зависимости от микропрограмм, выполнявшихся аппаратной в момент ошибки. Очевидно, что в этом случае диагноз может быть уточнен путем пересечения ОПС разных синдромов.

Процедура пересечения  областей прямого соответствия нескольких синдромов ошибок, имеющих одну причину, называется процедурой группового анализа.

При групповом  анализе процедура пересечения  выполняется над множеством ТЭЗ, входящих в одноименные группы разных ОПС. Группы с пустым множеством ТЭЗ, включенные в ОПС по результатам одиночного анализа, используются при групповом анализе для получения в результате пересечения пустого множества, если в одной из ОПС содержится пустое множество ТЭЗ.

10. Сервисный процессор

С усложнением  ЭВМ существенно возросла сложность, трудоемкость и число сервисных  операций. Например, большое число триггеров и регистров процессоров ЭВМ общего назначения уже не позволяет индицировать их состояния на лампочках, а требует выдачи на дисплей в отредактированной, удобной для обслуживающего персонала форме. Уже только индикация состояния требует значительного объема памяти и вычислений, а поскольку число аналогичных сервисных функций велико, их реализация возможна только при наличии достаточно мощных вычислительных устройств. В конце концов это потребовало выделения сервисных функций из состава функций ЦП и передачу их специализированным сервисным процессорам (СП).

Сервисными  называют процессоры, выполняющие операции, связанные с обслуживанием ЭВМ, а именно: контроль и индикацию состояния, пультовые операции, диагностирование и восстановление, связь с удаленным центром обслуживания.

Выделение сервисных  функций и передача их СП освобождает ЦП от несвойственных ему задач и позволяет повысить эффективность вычислений.

Конструктивно СП выполняются либо интегрированными с ЦП, либо в виде отдельного устройства с собственным питанием. Последний вариант предпочтительнее в связи с меньшей вероятностью одновременного отказа СП и ЦП.

Развитие СП идет по пути повышения их интеллектуальности, автоматизации различных процедур. В частности, повышается степень автоматизации запуска диагностических тестов, точность локализации неисправностей и выдача сообщений о них в отредактированной форме, вводится прогнозирование отказов на основе обработки записей о машинных ошибках, связь с удаленным центром обслуживания, защита от ошибок оператора, сбор данных о загрузке устройств.

Сервисный процессор  в обшем случае состоит из мини-, микро- или персональной ЭВМ   (рис. 18)   с достаточно большой оперативной памятью, нескольких адаптеров, обеспечивающих связь с ЦП и ПУ (такими как дисплей, клавиатура, пультовые накопители, модем), н самих ПУ. При наличии соответствующих адаптеров один СП может обслуживать несколько ЦП. Интерфейс между ЦП и СП разрабатывается таким образом, чтобы обеспечить их независимость. Неисправность одного не должна нарушать работоспособность другого.

Сервисный процессор  выполняет следующие функции:

а) инициализацию, т. е. начальную   загрузку  собст-

венных микропрограмм  и микропрограмм ЦП;

б)   опрос  и индикацию на дисплее состояния  ЦП;

в)   установку  различных режимов работы ЦП (тактового, шагового, автоматического) и системы контроля;

г)   пультовые  операции, такие как запись и чтение оперативной и других внутренних памятей, различные виды сброса и остановов;

д)   управление синхронизацией ЦП;

е)   регистрацию  состояния ЦП при машинных ошибках;

ж)   повторение команд ЦП при сбоях;

з)   реконфигурацию системы; и) диагностирование ЭВМ;

к)  контроль и измерение напряжений источников питания, контроль вентиляторов и температурных перегревов; л) автоматизацию профилактических испытании;

м) наладку ЭВМ  при изготовлении и вводе в  эксплуатацию;

н) связь с  удаленным центром обслуживания и выполнение сервисных операций под управлением последнего;

о) измерение  загрузки системы (функции измерительного монитора).

Выполнение такого числа разнообразных операций требует применения вычислительных устройств с развитым программным обеспечением. В качестве ядра СП используются стандартные серийные мини- и микро ЭВМ, в том числе и персональные компьютеры, что позволяет сократить затраты на разработку аппаратуры и ее производство. Все возрастающий объем программного обеспечения СП требует использования хорошей операционной системы и языков программирования.

Управление ЭВМ  с помощью СП осуществляется через  систему кадров. Кадром называется управляющая и индикационная информация, высвечиваемая на дисплее СП, с помощью которой оператор задает режимы управления, выполняет разные операции и наблюдает состояние ЭВМ.

Для удобства работы в СП предусматриваются справочные кадры, содержащие меню, т.е. список всех кадров ЭВМ. В качестве примера на рис. 19 показано меню кадров ЭВМ ЕС-1046. Кроме того, для облегчения работы предусматривается индикация различных подсказок в виде меню возможных действий оператора с комментариями.

Одной из важнейших  функций СП является индикация состояния  аппаратуры ЭВМ. Опрос состояния  выполняется с помощью сернализации.

Сериализацией называется процесс преобразования параллельного кода состояния ЭВМ в последовательный и передача его в средства отображения информации.

Необходимость в системе сериализации возникает  в связи с тем, что количество сигналов о состоянии ЭВМ достигает нескольких тысяч и передача этой информации параллельным кодом потребовала бы нескольких тысяч проводов.

Выход состоит  в преобразовании параллельного кода состояния ЭВМ в последовательный, передаче его в СП, а затем преобразовании последовательного кода в параллельный (десериализация) для отображения на экране дисплея или записи в буфер регистрации.

Серналнзация  может выполняться двумя способами: 1) с помощью мультиплексоров; 2) с  помощью сдвигового регистра.

-----СПИСОК КАДРОВ СВП ЭВМ ЕС—КАДР12= КАДРЫ ИНДИКАЦИИ

1  РУЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ

2  ОБСЛУЖИВАНИЕ

3  ИЗМ/ОТ ЗУ ЭВМ

4  ИЗМ/ОТ УП ЭВМ(РЕЖ ЦП)

5  ИЗМ/ОТ УП ЭВМ (РЕЖ ВАШ)

6  ИЗМ/ОТ ОП СВП

7  МИКРОДИАГНОСТИКА

8  ДИСТ. СЕРВИС

9  АВТОТЕСТЕР

10  СКИП

11   ПИШ МАШИНКА

12  ИНДЕКСНЫЙ

14 ИНД БУФ АДР УП ЦП

РЕЖ ИНДИКАЦИИ  М

Рис. 6.19. Меню кадров ЭВМ ЕС-1046

1046------КАДР 12-

15  УП ЦП

16  ЦП

17  ОБЩ ОБОР КАН

18  БТМК О

19  БЛМК I

20  БЛМК 2

21  БЛМК 3

22  БТМК 4

23  БЛМК 5 24БУОП (1)

25  БУОП (2)

26  АКС—ТОР(1)

27  АКС—ТОР (2)

28  СИГ. ПРОЦ.

29  ОШ ЦП

30  ОШ БУОП

31  ОШ ОБШ ОБОР КАН

32  АДАПТЕР КК

33  ОШ КАН

34  АДАПТЕР СВП

Рис. 19. Меню кадров ЭВМ ЕС-1046

Рассмотрим способ построения системы сериализации с  помощью мультиплексоров на примере  ЭВМ ЕС-1046. В этой ЭВМ система  сериализации обеспечивает опрос состояния любого триггера ЭВМ (общее число 4096). Система сериализации имеет иерархическую структуру (рис. 6.20, а), образованную четырьмя ступенями преобразования. Первая ступень, состоящая из байтовых мультиплексоров, обеспечивает выбор адресованного бита в байтовом регистре. Каждая следующая ступень, также состоящая из байтовых мультиплексоров, управляемых кодом адреса сериализации, производит восьмикратное уменьшение числа выходных линий по отношению к входным. На выходе четвертой ступени имеется одна выходная линия, по которой состояние адресованного триггера поступает в СП. Система сериализации управляется адресом, который вырабатывается в СП. Информация о состоянии триггеров обрабатывается в СП, редактируется и выводится на экран дисплея.

Второй способ сериализации использует сдвиговые регистры   (рис. 20,6).  При этом  предполагается, что все

триггеры ЭВМ  представляют собой двухрядные сдвиговые регистры, выполненные на двух триггерах. Второй триггер пары нужен для установки триггера и опроса его путем сдвига.

Все пары триггеров  объединяются в один сдвиговый ре-гистр  большой длины. В процессе сериализации или скани-

Рис. 20. Сер иализация состояния:  

а— < ПОМОЩЬЮ  мультиплексоров; б — с помощью сдвигового регистра 

рования на сдвиговый  регистр из СП поступают синхроимпульсы сдвига, а информация о состоянии ЭВМ из последнего разряда сдвигового регистра — на обработку в СП.

Рассмотрим в  качестве примера   сервисный   процессор ЭВМ ЕС-1046, структурная   схема   которого  показана  на

рис. 21. Постоянная управляющая память СП содержит резидентные микропрограммы, обеспечивающие начальную загрузку микропрограмм СП, анализ кода клавиш, тестирование ОП. Основные микропрограммы СП размещаются в ОП и загружаются в нее с пультового накопителя. В периоды незанятости СП выполняет управляющую микропро-