DE3013523C2 - Prüfschaltungsanordnung für Speicher - Google Patents

Prüfschaltungsanordnung für Speicher

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Description

Normalbetriebs des Gerätes in diesen Speicherstellen gehalten. Der Speicherstatus kann zu jeder Zeit durch Auslesung der Digitalzahlen M und N2 sowie durch Prüfung des Zusammenhangs zwischen diesen beiden Zahlen geprüft werden. Es ist speziell wichtig, diesen Zusammenhang nach einer Unterbrechung oder einem Verlust der Hauptspannungsversorgung zu prüfen, wobei eine Reserve-Spannungsversorgung, wie beispielsweise eine Batterie verwendet wird, um die in den Systemspeicherw gespeicherten Daten zu erhalten. Ein richtiger Zusammenhang zwischen den Digitalzahlen M und N2 ist eine Verifikation dafür, daß der Status der Daten im Speicher erhalten geblieben ist
Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der einzigen Figur der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prüfschaltungsanordnung.
Die erfindungsgemäße Prüfschaltungsanordnung kann in einem elektronischen Gerät, beispielsweise hei Rechnern, in Meßinstrumenten oder in Datenübertragungsanlagen verwendet werden, in denen eine digitale Prozessorschaltung 10 und ein Speicher 12 vorhanden sind. Die digitale Prozessorschaltung 10 kann irgendeine Kombination von logischen Gattern, Schieberegistern, Flip-Flops und so weiter sein, mittels denen die jeweils erforderliche digitale Signalverarbeitung durchgeführt wird. Eingangsdaten werden über Eingangsleitungen 14 in die digitale Prozessorschaltung 10 eingespeist, während verarbeitete Daten über Ausgangsleitungen 16 ausgegeben werden. Die Eingangs- und Ausgangsleitungen 14 und 16 können durch denselben Daten-Bus gebildet werden. Die digitale Verarbeitungsschaltung 10 kann auch Verarbci lungs- und Steuerlogikschaltungen enthalten. In der dargestellten Ausführungsform ist jedoch eine getrennte Verarbeitungs- und Steuerlogikschaltung 18 vorgesehen, welche beispielsweise durch eine getrennte Mikroprozessor- oder Mikrocomputer-Hardware geoildet wird. Schaltungen dieser Art sind konventionell und an sich bekannt Sie werden daher hier nicht detaillierter beschrieben.
Der Speicher 12 kann in seiner einfachen Form durch ein oder mehrere Flip-Flops gebildet werden. Es ist jedoch zweckmäßiger, daß für diesen Speicher ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) mit Tausenden von adressierbaren Speicherstellen vorgesehen wird-Der Speicher 12 ist wie dargestellt zu seiner Energieversorgung zwischen eine Spannungsversor- ίο gungsschaltung und Masse geschaltet. Die Spannungsversorgung kann entweder durch eine Haupt-Spannungsversorgungsstufe 20 oder eine Reserve-Spannungsversorgungsstufe 22 erfolgen, welche über einen Schalter 24 an den Speicher 12 angekoppelt sind. Die Haupt-Spannungsversorgungsstufe 20 ist zweckmäßigerweise die Spannungsversorgung für das gesamte System, während die Reserve-Spannungsversorgungsstufe 22 entweder durch die im Gerät vorgesehene Batterie oder durch eine externe Spannungsversorgungsschaltung gebildet werden kann. Der Schalter 24 ist vorzugsweise ein elektronischer Schalter, wie beispielsweise ein Paar von als Komparator geschalteten Transistoren mit zugehörigen Vorspannungs- und Sensorkreisen, wodurch er auf die richtige Spannungs-Versorgungsstufe geschaltet werden kann. Im Normalbetrieb ist die Haupt-Spannungsversorgungsstufe 20 über den Schalter 24 au den Speicher 12 gekoppelt.
Wird die Haupt-Spannungsversorgungsstufe unterbrochen oder abgeschaltet, so wird die Reserve-Spannungsversorgungsstufe 22 in die Schaltung eingeschaltet, uir< die im Speicher 12 gespeicherten Daten zu erhalten. Da die Schaltfunktion des Schalters 24 nicht augenblicklich eintreten kann, ist ein Kondensator 26 vorgesehen, um die Betriebsspannung während des Umschaltern zu erhalten und damit eine Zerstörung der gespeicherten Daten zu vermeiden.
Zur Erzeugung von Digitalzahlen in einer pseudowillkürlichen Art ist ein Zahlengenerator 30 vorgesehen. Ein derartiger Zahlengenerator kann beispielsweise ein cyclisch kontinuierlich arbeitender Zähler sein. Die Verarbeitungs- und Steuerlogikschaltung 18 empfängt also eine Folge von Digitalzahlen Ni vom Zahlengenerator 30 und bearbeitet diese Zahl in einer speziellen Weise, um eine Folge von zweiten Digitalzahlen N2 zu erzeugen, welche jeweils eindeutig auf Ni bezogen sind. Die Dsgitalzahlen M und N2 werden in einer ersten bzw. zweiten vorgegebenen Speicherstelle im Speicher 12 gespeichert und wäh' nd des Normalbetriebs des Gerätes, in dem die Haupi-Sp-innungsversorgungsstufe 20 die Betriebsspannung für den Speicher liefert in diesen Speicherstellen gehalten. Durch die digitale Verarbeitungsschaltung 10 verarbeitete Daten können in konventioneller Weise im Speicher gespeichert werden. Der Speicherstatus kann in jedem Zeitpunkt durch Auslesen der Digitalzahlen N, und N2 sowie durch Prüfung des Zusammenhangs zwischen diesen beiden Zahlen geprüft werden. Dies kann dadurch erfolgen, daß zuerst die Digitalzahl N\ ausgelesen wird, diese Zahl Nt in der gleichen Weise wie ursprünglich zur Erzeugung einer neuen Digitalzahl N2 verarbeitet wird und sodann die neue Digitalzahl N2 mit der ursprünglich gespeicherten Digitalzah! N2 verglichen wird. Stimmen die Zahlen überein, so ist dies eine Anzeige dafür, daß die im Speicher 12 gespeicherten Daten richtig erhalten geblieben sind Es ist speziell wichtig, diesen Zusammenhang nach einei Unterbrechung oder einem Verlust der Hauptbetriebsspannung während der Zeit zu prüfen, in welcher die Reserve-Spa.inungsversorgungsstufe zur Erhaltung der im Systemspeicher gespeicherten Daten verwendet wird. An die Verarbeitungs- und Steuerlogikschaltung 18 ist eine Benutzerschaltung 34 angekoppelt, welche entweder eine Anzeige der Gültigkeit oder der Nichtgültigkeit der Erhaltung des Speicherstatus liefert. Beispielsweise kann die Benutzerschaltung 34 durch eine Anzeigelampe, durch einen Alarmgeber, einen Rücksetzschalter oder ein Gerät wie beispielsweise eine Kathodenstrahlröhren-Anzeige oder einen Drucker gebildet werden, welche eine visuelle Anzeige für eine Bedienungsperson liefern.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorstehend beschriebenen Datenerhaltungs- und Prüfschaltungsanordnung für Speie« er ist universell verwendbar. Die beschriebene Anordnung kann in einem Oszillographen mit digitalen Rechnermöglichkeiten verwendet werden. Die digitale V?rarbeitungsschaltung 10 sowie die Verarbeitungs- unu Steuerlogikschaltung 18 werden dabei durch einen Mikroprozessor mit seinen zugeordneten Schaltungen gebildet. Der Speicher 12 ist eine Bank für Speichern mit wahlfreiem Zugriff. Die Haupt-Spannungsversorgungsstufe 20 dient als Spannungsversorgung für den gesamten Oszillographen. Der Zahlengenerator 30 wird durch die Zähierschaltungen gebildet, welche das zugehörige Einstellwerk ansteuern. Die Benutzerschaltung 34 wird durch die Kathoden-
strahlröhre des Oszillographen gebildet. Da lediglich ein Teil des Speichers im PrüfprozeD geprüft wird, basiert die Annahme, daß gültige Daten im Rest des Speichers gespeichert sind, auf der Wahrscheinlichkeit. Es werden verschiedene Maßnahmen ergriffen, um einen hohen Wahrscheinlichkeitsgrad für gültige Daten sicherzustellen. Zunächst sind die Digitalzahlen N\ und N2 8-Bit-Digitalzahlen. Die Verarbeitungs- und Steuerlogikschaltung 18 analysiert die Zahl /Vi und verwirft eine Zahl mit jeweils nur Nullen oder Einsen. Daher |() enthalten gespeicherte Zahlen sowohl Nullen als auch Einsen, wobei die Wahrscheinlichkeit eliminiert wird, daß ein Speicher, welcher nur Nullen oder Einsen bei einer nachfolgenden Spannungseinschaitung enthält, für den Prüfzweck verwendet wird. Die bei der Erzeugung t5 der zweiten Digitalzahl N2 stattfindende Operation besteht in der Erzeugung des Komplements der ersten Digitalzahl Ni. d. h., alle Nullen in der Zahl N\ und alle Einsen der ersten Zahl N\ werden für die Zahl N2 in Einsen bzw. Nullen überführt. Die beiden Zahlen Ni und N2 werden in einer ersten und zweiten vorgegebenen Speicherstelle gespeichert, welche benachbart zueinander liegen. Es ist davon auszugehen, daß eine solche Situation tatsächlich die Chancen für eine Speicherzerstörung während einer Spannungsunterbrechung erhöht, so daß infolgedessen eine positive Prüfung bei einer nachfolgenden Spannungseinschaltung die Wahrscheinlichkeit erhöht, daß die im Rest des Speichers gespeicherten Daten gültig sind. Die Verwendung von komplementären Digitalzahlen /Vi und AZ2 vereinfacht auch den Prüfprozeß, da die Digitalzahlen N1 und N2 direkt verglichen werden können, ohne daß eine neue Digitalzahl N2 erzeugt wird.
Hie
Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Prüfschaltungsanordnung für Speicher mit einer an den Speicher (12) angekoppelten Spannungsversorgung in Form einer Haupt-Spannungsversorgungsstufe und einer Reserve-Spannungsversorgungsstufe, gekennzeichnet durch einen Generator (30) zur Erzeugung einer ersten Folge von ersten pseudo-willkürlichen Digitalzahlen (Nl), durch eine Verarbeitung^- und Steuerlogik (10, 18) zur Erzeugung einer zweiten Folge von eindeutig auf die ersten Digitalzahlen (JVl) bezogenen zweiten Digitalzahlen (N2\ zur Einspeisung je einer ersten Digitalzahl (JVl) und je einer zugeordneten zweiten Digitalzahl (N2) in den Speicher (12) sowie zur Auslesung der ersten Digitalzahl (JVl) und zweiten Digitalzahl (JV2) und Prüfung des Zusammenhangs zwischen diesen zwecks Realisierung einer Prüfung der Gültigkeit des Speicherinhaltes und durch eine Benutzei?cfca!tung (34) zur Realisierung einer Anzeige der Prüfung.
2. Prüfschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Generator (30) ein zyklisch arbeitender Zähler vorgesehen ist
3. Prüfschaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Verarbeitungs- und Steuerlogik (10, 18), daß die Prüfung der Gültigkeit des Speicherinhaltes nach einer Unterbrechung oder einem Verlust der Haupt-Betriebsspannung erfolgt
4. PrüfscLaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine d?~artige Ausbildung der Verarbeitungs- und S»euerlogik (10, 18), daß die erste Digitalzahl (Ni) und d« zweite Digitalzahl (JV 2) in benachbarten Speicherzellen gespeichert sind.
5. Prüfschaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Verarbeitungs- und Steuerlogik (10, 18), daß die erste Digitalzahl (JVl) vor Erzeugung der zweiten Digitalzahl (N 2) analysiert und verworfen wird, falls eine Zahl mit jeweils nur Nullen oder Einsen festgestellt wird.
6. Prüfschaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Verarbeitungs- und Steuerlogik (10, 18), daß die zweite Digitalzahl (JV 2) das Komplement der ersten Digitalzahl (JVl) ist.
7. Prüfschaltungsanordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung der Verarbeitungs- und Steuerlogik (10,18), daß bei der Prüfung der Gültigkeit des Speicherinhaltes die erste Digitalzahl und die zweite Digitalzahl direkt verglichen werden.
8. Prüfschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicher (12) ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) vorgesehen ist.
9. Prüfschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Benutzerschaltung (34) eine Anzeigelampe, oder ein Alarmgeber, oder ein Rücksetzschalter, oder eine Kathodenstrahlröhrenanzeigevorrichtung oder ein Drucker vorgesehen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfschaltungsanordnung für Speicher nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aufgrund der Fortschritte des Standes der Halbleitertechnologie hinsichtlich Größe, Kosten und Leistungsverbrauchreduzierung ist es zweckmäßig, digitale Verarbeitungs- und Rechnersysteme in elektrische Geräte aller Arten einzubauen. Ein Problem derartiger Systeme besteht jedoch darin, daß bei Unterbrechung ίο oder Abschaltung der Spannungsversorgung im Betrieb in Systemspeichern enthaltene Daten verloren gehen. Dieses Problem wurde bis zu einem gewissen Grade dadurch gelöst, daß für die Speicherbausteine eine Reserve-Batteriespannungsversorgung vorgesehen wurde, um die gespeicherten Daten zu erhalten. Ein weiteres Problem besteht jedoch in der Sicherstellung, daß die gespeicherten Daten bei der erneuten Einschaltung der Betriebsspannung richtig bzw. gültig sind. Es ist vorgeschlagen worden, ein bekanntes Datenwort zu speichern und dieses Wort vor einem erneuten Beginn von Datenverarbeitungsvorgängen als gültig zu prüfen. Ein derartiges bekanntes Datenwort kann jedoch immer dasselbe sein und immer in der gleichen Speicherstelle gespeichert werden, wobei durch eine unbestimmte physikalische Eigenschaft des Speicherbausteins dessen Speicherstelle das bekannte Wort fest annehmen kann, was einem gespeicherten latenten Bild in einer Anzeigeeinrichtung analog ist. Dies führt zu der Gefahr, daß das bekannte Datenwort bei erneuter Einschaltung der Betriebsspannung durch den Speicher zur Prüfung erzeugt werden kann, auch wenn der Inhalt des Speichers während des Verlustes der Betriebsspannung zerstört wurde.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfschaltungsanordnung anzugeben, bei der die vorstehend genannte Gefahr nicht auftritt
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch eine Prüfschaltungsanordnung der eingangs genannten Art, die durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gekennzeichnet ist
Bei der vorstehend definierten erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung wird ein Speicherinhalt nach einer Unterbrechung und einer nachfolgenden Einschaltung der Betriebsspannung als gültig geprüft
Durch die Schaltungsanordnung können dabei zwei pseudo-willkürlich erzeugte Digitalzahlen in vorgegebenen Speicherstellen für eine spätere Prüfung gespeichert werden.
Der Speicherinhalt wird dabei nach einer Unterbrechung und einer nachfolgenden erneuten Einschaltung der Hauptbetriebsspannung durch Speicherung einer willkürlichen Digitalzahl und einer speziellen aus dieser abgeleiteten Codezahl in benachbarten Speicherstellen, sowie durch nachfolgende Prüfung des Zusammenhangs zwischen der Digitalzahl und der Codezahl als gültig geprüft.
In einem elektrischen Gerät, das digitale Verarbeitungsschaltungen enthält, wird die Reserve-Spannungsversorgung dazu verwendet, um den Status des Speicherinhaltes während einer Unterbrechung oder eines Verlustes der Haupt=Spannungsversorgung aufrecht zu erhalten. Es wird eine erste Folge pseudo-willkürlicher Digitalzahlen JVi erzeugt und in einer speziellen Weise verarbeitet, um daraus eine zweite Folge von Digitalzahlen /Vi zu erzeugen, welche jeweils eindeutig auf M bezogen sind. Die Digitalzahlen /Vi und /V2 werden in vorgegebenen benachbarten ersten und zweiten Speicherstellen gespeichert und während des
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