Статический аппаратный эмулятор

 

Ограничив поставленную задачу проверкой правильности функционирования логических схем, обрамляющих МП, используем тот факт, что в МП-системах на базе микросхемы КР580ИК80А передача информации осу­ществляется уровнями. Следовательно, если заменить МП уст­ройством, вырабатывающим в статике такие же выходные сиг­налы, можно проверить работу всех зависящих от него узлов, т. е. правильность адресации микросхем, правильность вво­да/вывода, работу микросхем в статике, правильность комму­тации. Такой метод проверки называется тестированием ста­тическими сигналами. Устройство тестирования представляет статический аппаратный эмулятор микропроцессора (САЭ). На рис. 8.1 приведена схема САЭ. В устройстве использовано пять микросхем трех типов. САЭ осуществляет управление МП-системой точно так же, как и микропроцессор. В его со­ставе имеются переключатели А15-АО. Каждый из них одним концом соединяется с общим проводом, а другим — с согласую­щим резистором 4,7 кОм, подключенным к источнику питания + 5 В. В зависимости от положения переключателей через кабель на ножки коммутационной колодки, соответствующие адрес­ным выходам микропроцессора А15 — АО, подаются логические уровни 0 или 1, имитируя сигналы адресной шины МП. В составе САЭ имеются также переключатели D7-DO. С их помощью логические уровни 0 или 1 подаются на входы микросхем D1 nD2 типа К589АП16, представляющих двунаправленные буфер­ные усилители с высокой нагрузочной способностью. Логиче­ские уровни 0 или 1 через D1 и D2 подаются на ножки коммута­ционной колодки, соответствующие выводам D7-DO микро­процессора, имитируя выходные сигналы шины данных МП. К этим же ножкам подключены входы микросхем D3 и D4 типа К589АП26, представляющих инвертирующие двунаправ­ленные буферные усилители. Выходы D3 и D4 нагружены на светодиодные индикаторы, постоянно отображающие состоя­ние шины данных микропроцессора.

Особенностью микропроцессора КР580ИК80А является ис­пользование шины данных в начале каждого машинного цикла для выдачи управляющего слова, которое определяет один из десяти типов машинного цикла. По этой причине прежде чем с помощью САЭ осуществлять передачу информации по шине данных между САЭ, имитирующим МП, и памятью или между САЭ и УВВ, необходимо задать соответствующий тип машин­ного цикла путем выдачи кода управляющего слова по шине Данных и стробирования его сигналом SYNC. По сигналу SYNC тактовый генератор тестируемой системы вырабатывает им­пульс STSTB, стробирующий прием и фиксацию управляющего слова системным контроллером тестируемой системы. После снятия сигнала SYNC можно передавать информацию по шине данных в соответствии с заданным управляющим словом, так как но шине управления будут выдаваться соответствую­щие управляющие сигналы. Так, если задан машинный цикл выдачи информации из процессора в память, УВВ или стек, необходимо переключателями D7-DO набрать код управляю­щего слова, перевести переключатель SYNC из положения О в положение 1 и обратно, затем переключателями D7-DO на­брать код передаваемой информации, переключателями А15-АО набрать адрес ячейки памяти или порта вывода и перевести переключатель WR из положения 0 в положение 1 и обратно. При этом по сигналу WR и на основании зафикси­рованного управляющего слова системный контроллер тести-руемой системы вырабатывает управляющий сигнал W или OUT соответственно, по которому информация, выданная САЭ по шине данных, запишется в заданную ячейку памяти или будет принята заданным портом вывода. Если задан ма­шинный цикл приема информации из памяти, УВВ или стека, необходимо переключателями D7-DO набрать код управляю­щего слова, перевести переключатель SYNC из положения О в положение 1 и обратно, затем набрать переключателями Л15 — АО адрес ячейки памяти или порта ввода и перевести переключатель DBIN из положения 0 в положение 1 и обратно. При этом в положении 1 на светодиодных индикаторах САЭ будет отображаться принимаемая информация. Аналогично предыдущему системный контроллер тестируемой системы вырабатывает управляющий сигнал R или IN, по которому информация из заданной ячейки памяти или порта ввода пере­дается по шине данных в САЭ.

 

Рис. 8.1. Схема САЭ

 

Заметим, что с целью гашения дребезга контактов к пере­ключателям DBIN, WR и SYNC подключены триггеры, построен­ные на инверторах микросхемы D5 типа К155ЛЫ1. Поскольку остальные переключатели не оснащены схемами гашения дре­безга, они должны переключаться только тогда, когда DBIN, WR и SYNC находятся в положении 0.

Во избежание конфликтной ситуации на шине данных при непредусмотренном положении переключателей при положении переключателя DBIN в 1 блокируется выдача информации с пе­реключателей D7-DO на шину данных путем подачи логиче­ской 1 на входы выборки кристалла микросхем D1 и D2, что переводит их выходы в третье состояние.

Отладка шины адреса ПМ-ЭВМ. Определим, возможна ли передача логических 0 и 1 по адресным линиям АВ15 — АВ12 и АВ11-АВО. С этой целью введем САЭ в проверяемую ПМ-ЭВМ вместо МП путем установки коммутационной колодки САЭ в панельку МП и подадим питающие напряжения на ПМ-ЭВМ.

Проверяем, что для всех адресных линий производится переключение сигнала с уровня 0 на уровень 1 под управлением МП. Если обнаружено, что для некоторых линий такое переклю­чение отсутствует, потребуется дальнейшее исследование. С этой целью осуществляется проверка каждой цепи путем прослежи­вания уровня напряжения в выбранных точках на протяжении всего информационного канала.

Отладка шины управления ПМ-ЭВМ. При отладке шины управления ПМ-ЭВМ будем использовать управляющие пере­ключатели САЭ — DBIN, WR и SYNC. Отладка состоит из двух этапов: на первом проверяется правильность записи кода управ­ляющего слова на микросхеме D29, на втором — правильность формирования системным контроллером ПМ-ЭВМ управляю­щих сигналов. При этом переключателями А15-А0 набран код 200Q 200Q.

Устанавливаем, что выходные управляющие сигналы ПМ-ЭВМ правильно отражают входные воздействия микропроцессора. Если на каком-то шаге процедуры будет обнаружено нарушение этого соответствия, можно легко осуществить статическую проверку логических сигналов и локализовать неисправность.

Отладка шины данных ПМ-ЭВМ. При отладке шины данных будем проверять возможность двунаправленной передачи дан­ных от МП к ОЗУ и УВВ и от ПЗУ, ОЗУ и УВВ к МП. Как и в предыдущем разделе, во избежание нежелательной выборки устройств и возникновения конфликта на и тане данных пере­ключателями А15-А0 набран код 200Q 200Q.

Если выходные сигналы на шине данных на некотором шаге процедуры не являются корректными, необходимо определить причины неисправности. Это достигается путем проверки стати­ческих сигналов на протяжении информационного канала.

Успешное завершение процедуры означает, что шина данных ПМ-ЭВМ при выводе данных функционирует правильно, т. е. шина данных должна выводить информацию, соответствующую сигналам от МП.

Отладка схем дешифрации адреса и выработки сигналов выборки устройств. При отладке будем проверять наличие сиг­налов выборки устройств в четырех режимах: чтения из памяти, записи в память, ввода из УВВ, вывода в УВВ.

Ускоренная проверка ПМ-ЭВМ. Приведенная методика про­верки позволяет полностью и последовательно проверить в ста­тике работу всех устройств ПМ-ЭВМ. Однако часто можно огра­ничиться проверкой по разделу "Отладка схем дешифрации адреса и выработки сигналов выборки устройств", так как данная проверка является итоговой. Если обнаружены какие-либо неисправности, то необходимо провести полную проверку. Хотя вероятность нормальной работы при выбранных пара­метрах схемы весьма высока, проверка в статике не гаранти­рует работоспособность ПМ-ЭВМ в динамических условиях, так как не проверяются временные соотношения между сиг­налами в системе, не известны действительные задержки логи­ческих схем и не исключено, что к какой-нибудь сигнальной линии по ошибке подпаян конденсатор. Кроме того, нет гаран­тии, что все ячейки ОЗУ функционируют нормально. Поэтому после отладки ПМ-ЭВМ с помощью САЭ, когда нормально функционирует клавиатура, вводится и считывается информа­ция, следует произвести программные проверки, описываемые в § 8.3.

 

ОТЛАДКА

В РАБОЧЕМ РЕЖИМЕ

 

Итак, ПМ-ЭВМ собрана, реаги­рует на нажатия клавиш, индикация загорается и гаснет, по-ви­димому, так, как нужно. Но это еще не значит, что ПМ-ЭВМ полностью проверена и функционирует правильно. Гарантиро­вать стопроцентную проверку вычислительной системы вообще невозможно, тем более с помощью имеющихся у читателя про­стейших средств. МП может неправильно выполнять некоторые операции и притом только для некоторых сочетаний кодов, микросхемы запоминающих устройств могут иметь неисправ­ные или ненадежные ячейки, искажающие некоторые сочетания кодов. Отдельные элементы ЭВМ могут работать в предельных режимах по нагрузке, по временным допускам, по питанию, по уровню помех и выдавать сбои при изменении внешних условий. Рано или поздно это выявится в процессе эксплуатации. Однако надлежаще проведенные испытания в начале эксплуатации по­зволят выявить значительную часть дефектов и устранить их. Первое, что необходимо сделать, - это проверить работоспо­собность ОЗУ. Простейший способ - записывать в ячейки ОЗУ с помощью клавиатуры различные коды, а затем последователь­но считывать их, проверяя совпадение. Такой метод очень трудо­емок, так как ПМ-ЭВМ имеет 1024 ячейки ОЗУ, к тому же не­которые ячейки, надежные в статике, в динамике могут выда­вать неверные коды. Приведенная ниже программа позволяет автоматически записать заданный код в произвольно заданную зону оперативной памяти. Программа записывается, начиная с ячейки ОЗУ с адресом 014Q OOOQ и занимает 24 ячейки. Зона памяти, в которую заносится код, может начинаться с ячейки 014Q 030Q. Этот адрес заносится в регистровую пару Н коман­дой LXIH. Адрес конца зоны заносится в регистровую пару D командой LXID. Устанавливаемый код задается вторым байтом команды MVIM адреса 014Q 007Q и 014Q 024Q. Проверку пра­вильности записи можно произвести вручную, последовательно просматривая память:

 

014000041 Ml: LXIH, 014Q 030Q

014001 030

014003021 LXI D, 017Q377Q

014 004 377

014006066 M2: MVIM, OOOQ

014 007 000

014010043 INXH

014011 174 MOV A, H

014012222 SUBD

014 013 302 JNZ M2

014014 006

014015 014

014016173 MOV A, E

014017225 SUBL

014 020 302 JNZ M2

014 021 006

014 023 066 MVI M, OOOQ

014 024 000

014025303 JMPM1

014 026 000

 

Путем незначительного усложнения программы можно авто­матизировать проверку правильности записи:

 

014 000 006 MVI B, OOOQ

014 001 000

014002041 Ml: LXI H, 014Q 055Q

014 004 014

014 005 021 LXI D, 020Q OOOQ

014 006 000

014 007 020

014010160 M2: MOV M, В

014011 170 MOV А, В

014012226 SUBM

014013302 JNZM4

014014 035

014015 014

014016043 МЗ: INX H

014017174 MOV A, H

014 020 222 SUB D

014021302 JNZM2

014023 014

014024 173 MOV A, E

014025225 SUB L

014026302 JNZ M2

014031000 NOP

014032303 JMPM1

014033 002

014034 014

014035174 M4: MOV A. H

014036323 OUT 0010

014037 001

014040175 MOV A, L

014041323 OUT OOOQ

014 042 000

014043 176 MOV A, M

014044323 OUT002Q

014045 002

014046315 CALLSKL

014047 177

014051303 JMPM3

014053 014

 

В данной программе проверочный код заносится по адресу 014Q 001Q. Сверка кодов производится последовательно в по­рядке возрастания адресов. При обнаружении ошибки програм­ма выводит адрес в порт 001 (старшие разряды) и в порт 000 (младшие разряды), содержимое ячейки — в порт 002 и перехо­дит в режим опроса клавиатуры. Нажатие любой кнопки за­пускает программу на проверку следующих ячеек до новой ошибки, и так далее до конца проверяемой зоны. Для более полной проверки необходимо задавать различные проверочные коды, в предельном случае — от OOOQ до 377Q. Поставив на место команды NOP по адресу 014Q 031Q команду INRB (код 004Q), получим программу автоматической проверки памяти для всех кодов. Читатель" может сам оценить, какая программа удобнее в эксплуатации. Необходимо заметить, что ячейки ОЗУ, отведенные для программы проверки, должны быть заве­домо исправными, и чем длиннее программа, тем труднее найти зону для ее размещения.

В результате проверки выясняется, какой частью ОЗУ можно располагать для работы. Лучше всего, когда все ячейки ОЗУ исправны и, значит, программы могут последовательно разме­щаться в ячейках памяти. Однако и при наличии дефектных ячеек (если их не слишком много) можно использовать почти весь оставшийся объем памяти, обходя дефектные места с по­мощью команды JMP.

С помощью простейших пробных программ необходимо также проверить исполнение всей системы команд МП. Напри­мер, программа MVI A, OPERA ADI, OPERB OUT PORT1 проверяет исполнение команд MVIA, ADI и OUT.

 

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: