DE2942133C2 - Prüfeinrichtung für Kleinrechnersysteme - Google Patents

Description

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Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung gemäß der Gattung des Hauptanspruchs. Große elektronische Rechenanlagen verfügen meistens über leistungsfähige Fehlersuchprogramme und Fehlersucheinrichtungen, die Programmierfeh'er und Bauelementefehler rasch feststellen können. Bei Kleinrechnersystemen, sögenannten Mikrocomputersystemen, lohnt sich jedoch häufig ein größerer Aufwand für Fehlersucheinrichtungen nicht. Die Erfindung setzt sich daher die Aufgabe, eine einfache und preisgünstige Prüfeinrichtung zu schaffen, mittels der es möglich ist, den Programmablauf eines Kleinrechners zuverlässig zu überwachen. Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Vorteile der Erfindung

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Die Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß sie einfach zu verwirklichen ist und es gestattet, schnell festzustellen, ob bei einem Versagen des Rechnersystems der Fehler auf einem Versagen von Peripheriegeräten beruht oder auf einem Versagen der Zentraleinheit, wobei hier ein Bauelementefehler oder Schaltungsfehler in der Zentraleinheit oder ein fehlerhaftes Programm die Ursache sein kann.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildüngen der im Hauptanspruch gekennzeichneten Erfindung beschrieben. So besteht die Prüfeinrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 2 im wesentlichen nur aus einer Leuchtdiode, die bei fehlerfreiem Lauf des Rechners in sehr kurzen Zeitabständen Lichtimpulse erzeugt, die für den menschlichen Beobachter wegen der Trägheit des Auges als Dauerlicht erscheinen. Bei auftretenden Störungen, die später noch genauer erläutert werden, sind die Pausen zwischen den einzelnen Lichtimpulsen so groß, daß ein deutliches Flackern erkennbar ist oder die Leuchtdiode erlischt überhaupt Die Ausführungsform nach Anspruch 3 gibt beim Überschreiten eines vorgegebenen Mindestabstandes zwischen einzelnen der Prüfeinrichtung zugeführten Impulsen ein Signal ab, dessen Länge einstellbar ist und das bei nachtriggerbarer Kippstufe als Dauersignal erscheinen kann; dieses Signal kann in beliebiger Weise zum Auslösen von Schaltvorgängen und'oder zur Anzeige des Fehlers verwendet werden. Die Ausführungsform nach Anspruch 4 gestattet es, bei ermittelten Fehlern den Rechner in einen vorbestimmten Zustand zu bringen, beispielsweise kann vorgesehen sein, daß der Rechner in diesem Falle endgültig gestoppt wird, um zu verhindern, daß beim weiteren Arbeiten der aufgetretene Fehler größere Störungen verursacht, beispielsweise den Datenbestand des Rechners gefährdet. Die Ausführungsform nach Anspruch 5 gestattet es, auf einfache Weise festzustellen, ob ein Stillstand des Rechners, während dem keine Speicherauswahlsignale erzeugt werden, programmgemäß erfolgt, beispielsweise weil d^r Rechner auf irgendwelche ihm von einem Peripheriegerät zu übermittelnde Daten wartet.

Zeichnung

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Kleinrechnergeräts mit mehreren Peripheriegeräten und einer erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Prüfeinrichtung,

F i g. 3 eine weitere Ausführungsform.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein häufiger Fehler bei Rechnersystemen, der auf falsche Programmierung oder auch auf Bauelementefehler oder Schaltungsfehler zurückzuführen sein kann, besteht darin, daß das Programm einen Sprung in einen falschen Speicherbereich ausführt, in dem keine Programmteile gespeichert sind. Der Rechner bleibt dann entweder vollständig stehen oder aber es ergibt sich ein planloser zufälliger Programmablauf. Eine weitere Fehlermöglichkeit, die insbesondere bei der Entwicklung eines Rechners häufiger auftreten kann, liegt darin, daß angeschlossene Peripheriegeräte nicht zuverlässig arbeiten oder daß die Datenübertragung zwischen der Zentraleinheit und einem Peripheriegerät, beispielsweise durch Kontaktstörungen, verhindert ist.

Es ist für den Benutzer des Rechensystems häufig schwierig, schnell zu beurteilen, ob ein aufgetretener Fehler auf einen Ausfall oder auf eine Störung in einem Peripheriegerät oder der Datenübertragung zwischen dem Peripheriegerät und der Zentraleinheit beruht oder auf einem in der Zentraleinheit auftretenden Fehler, der auch durch ein fehlerhaftes Programm verursacht sein kann. Die Erfindung hat erkannt, daß diese Unterscheidung mit höchst einfachen Mitteln unter Ausnutzung der Tatsache getroffen werden kann, daß bei einem fehlerfreien Betrieb des Rechnersystems die von der Zentraleinheit abgegebenen Speicherauswahlsignale, die das Auslösen des nächsten Befehls vorbereiten, in

äußerst kurzen Zeitabständen aufeinanderfolgen, die durch die maximale Befehlsausführungszeit nach oben begrenzt sind. Sobald zwischen zwei aufeinanderfolgenden Speicherauswahlsignalen ein größerer zeitlicher Abstand vorhanden ist, ist dies bereits ein Hin-veis dafür, daß das Rechnersystem einen Sprung in nicht mit einem Programmbelegte Speicherbereiche ausgeführt hat. Stellt man daher ein falsches Arbeiten oder einen Stillstand des Rechnersystems fest, wobei die Speicherauswahlsignale für die Programmspeicher überhaupt nicht erscheinen oder in unzulässig großen Zeitabständen erscheinen, so ist damit bereits der Hinweis gegeben, daß der Fehler im Programm oder in der Zentraleinheit zu suchen ^;st.

Bei dem in F i g. 1 schematisch dargestellten Kleinrechnersystem ist eine Zentraleinheit 1 mit zwei Peripheriegeräten 2 und 3 gekoppelt, bei denen es sich beispielsweise um einen Magnetplattenspeicher und um einer Fernschreiber handeln kann, der gleichzeitig zur Bedienung der Anlage verwendet werden Vann. Das Rechnersystem weist zehn Speicherblöcke 10 bis 19 auf, denen von der Zentraleinheit 1 einzeln über Leitungen 30 bis 39 ein Speicherauswahlsignal zugeleitet werden kann, das das Einspeichern oder Auslesen von Information in bzw. aus dem betreffenden Speicherblock vorbereitet. Die Speicherblöcke 10 bis 14 sind zum Speichern von Programmen vorgesehen, wobei nicht ausgeschlossen sein soll, daß in diesen Speicherblöcken auch Daten gespeichert werden können. Die Speicherblöcke 15 bis 19 sind lediglich zum Speichern von Daten vorgesehen. Die Speicherauswahlleitungen 30 bis 34 sind mit den Eingängen eines NAND-Glieds 4S verbunden, dessen Ausgang ein Verstärker nachgeschaltet ist, der als Inverter 46 dargestellt is'. Anstelle dieses Gliedes 45 kann auch ein NOR-Gatter verwendet werden, wenn die Speicherauswahlleitungen 30 bis 34 aktiv den logischen Wert »1« haben. Eine Leuchtdiode 47 ist mit ihrer Kathode mit dem Ausgang des Inverters 46 und mit ihrer Atiode über einen Schutzwiderstand 48 mit dem positive!* Spannungspol einer Betriebsspannungsquelle verbunden. Während des normalen Programmablaufs liest die Zentraleinheit 1 aus den Speicherblöcken 10 bis 14 in zeitlichen Abständen von beispielsweise 10 μ5 Befehle aus und führt diese Befehle aus. Es erscheint daher in den genannten kurzen Zeitabständen auf einer der Speicherauswahlleitungen 30 bis 34 jeweils ein Signal vom logischen Wert 0, das am Ausgang des NAND-Glieds 45 ein impulsförmiges Signal vom logisc'ien Wert 1 erzeugt, wodurch die Leuchtdiode 47 zur Abgabe eines kurzen Lichtimpulses veranlaßt wird. Da während des normalen Programmablaufs diese Lichtimpulse im Abstand von beispielsweise längstens 10μ$ aufeinanderfolgen, erscheint die Leuchtdiode 47 dem menschlichen Betrachter gleichmäßig leuchtend. Die Leuchtdiode 47 ist in nicht dargestellter Weise so angeordnet, daß das von ihr ausgesendete Licht vom Bedienungspersonal der Anlage wahrgenommen werden kann. Bei einem fehlerhaften Programm oder einem innerhalb der Zentraleinheit oder auch einem der Speicherblöcke auftretenden Fehler bleibt die Leuchtdiode 47 entweder dunkel oder aber sie leuchtet nur sporadisch flackernd auf, und hierdurch kann das Bedienungspersonal den Fehler erkennen. Damit bei einem programmgemäßen Stillstand der Anlage, beispielsweise dann, wenn die Zentraleinheit auf eine Informationsübertragung durch eines der Peripheriegeräte ?, 3 v. artet, nicht fälschlicherweise auf einen Fehler geschlossen werden kann, weil nämlich auch in diesem Falle die Leuchtdiode 47 dunkel bleibt, ist ein weiterer Ausgang der Zentraleinheit 1 über einen Inverter 50 mit einer weiteren Leuchtdiode 51 verbunden, die ebenfalls wieder über einen Widerstand 48 mit der positiven Betriebsspannung verbunden ist Bei dem mit dem Inverter 50 verbundenen Ausgang handelt es sich um einen solchen, der während eines programmgemäßen Stillstands des Rechners ein Signal mit dem logischen Wert 1 abgibt; es kann sich hierbei um das Signal BA (BUS AVAILABLE), HLDA (HOLD ACKNOWLEDGE), WAIToder ein anderes geeignetes Signal handeln.

Bei der in F i g. 2 gezeigten anderen Ausführungsform sind die Zentraleinheit, die Peripheriegeräte und die Speicherblöcke nicht dargestellt Es ist wiederum das NAND-Glied 45 vorgesehen, das an seinem Ausgang bei normalem Programmablauf eine Impulsfolge in der angedeuteten Weise abgibt. Diese Impulsfolge wird in der dargestellten Weise einem Eingang einer monostabilen Kippstufe 60 zugeführt und hält diese im instabilen Zustand, solange der Abstand zwischen den einzelnen Impulsen ausreichend kurz ist. Der Ausgang Q gibt während dieser Zeit ständig das Ausgangssignal logisch 1 ab (hohes Potential) und veranlaßt über einen Inverter 61, daß eine nachgeschaltete Leuchtdiode 62 Licht aussendet. Sobald die der monostabilen Kippstufe 60 zugeführte Impulsfolge einen Impulsabstand aufweist, der einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, kippt die monostabile Kippstufe 60 in ihren stabilen Zustand, der durch das Erlöschen der Leuchtdiode 62 angezeigt wird. Gleichzeitig gibt der invertierte Ausgang der monostabilen Kippstufe ein Signal an eine weitere monostabile Kippstufe 65 ab, das diese zur Ausgabe ejnes Impulses vorbestimmter Länge an ihrem Ausgang ^veranlaßt, der einerseits der monostabilen Kippschaltung 60 zugeführt wird und verhindert, daß diese durch einen weiteren ihrem Eingang .Tzugeführten Impuls wieder in den instabilen Zustand geschaltet wird, und der andererseits zur Auslösung eines geeigneten Schaltvorganges verwendet werden kann; es kann beispielsweise das Ausgangssignal der zweiten monostabilen Kippschaltung 65 einem nicht-maskierbaren Interrupteingang der Zentraleinheit zugeführt werden, wo dieses Signal einen gewünschten Schaltvorgang auslöst, beispielsweise das Programm an einer vorbestimmten Stelle erneut startet. Um die Erzeugung des Ausgangssignals der zweiten monostabilen Kippschaltung 65 dann zu verhindern, wenn der Rechner programmgemäß stillsteht, wird dem Eingang ^"dieser Kippschaltung von der Zentraleinheit eines der Signale zugeführt, das bei der Ausführungsform nach Fig. 1 dem Inverter 50 zugeführt wird.

Bei der in F i g. 3 angedeuteten Ausführungsform der Erfindung werden als Eingänge des Verknüpfungsgatters (45) nicht die Speicherauswahlleitungen (30 — 34) verwendet, sondern BUS-Adreßleitungen der Zentraleinheit, die typisch sind für den Adreßbereich des Programmspeichers. In Fig. 3 würde dann der Programmteil im Adreßbereich gE000-#EFFF(16 Bit/Hexadezimal) liegen. Das Gatterausgangssignal würde dann aktiv (logisch »0«), wenn die CPU die Adresse »iSE***«^=don't care) als Lesebefehl aussendet.

An:':elle einer Leuchtdiode als Sichtanzeige kann auch eine akustische Fehlermeldung vorgesehen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Prüfeinrichtung für Kleinrechnersysteme mit mehreren durch Speicherauswahlsignale auswählbaren Speichern, von denen ein Teil zum Speichern eines Programms vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherauswahlsignale der Programmspeicher einer Anzeigevorrichtung (45, 46, 47; 45, 60, 61, 62) zum Anzeigen von innerhalb eines normalen Programmablaufs unzulässig langen Zeitabständen zwischen aufeinanderfolgenden Speicherauswahlsignalen zugeführt sind.

2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung durch eine eine Sichtanzeige bildende Leuchtdiode (47) gebildet ist

3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung eine Überwachungsvorrichtung (monostabile, retriggerbare Kippschaltung 60) für den zeitlichen Abstand ^x aufeinanderfolgender Speicherauswahlsignale aufweist, die beim Überschreiten eines vorbestimmten Zeitabstands ein Signal abgibt

4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal zum Herstellen eines definierten Zustands einem Eingang des Kleinrechnersystems zugeführt ist

5. Prüfeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Anzeigevorrichtung bzw. Überwachungs-Vorrichtung vorgesehen ist, der ein beim programmgemäßen Stillstand des Kleinrechnersystems vorhandenes Signal zugeführt ist.