DE3123444A1

DE3123444A1 - Verfahren und anordnung zum nichtfluechtigen speichern des zaehlerstandes einer elektronischen zaehlschaltung

Info

Publication number: DE3123444A1
Application number: DE19813123444
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Phys. Dr. 8013 Haar Schrenk
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-06-12
Filing date: 1981-06-12
Publication date: 1983-01-05
Also published as: JPS5844823A; EP0067364A3; EP0067364B1; US4638457A; DE3280366D1; EP0067364A2; EP0195885A2; EP0195885B1; EP0195885A3; ATE68647T1; JPH0423449B2; DE3277675D1; ATE30819T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum nichtflüchtigen Speichern des Zählerstandes einer elektronischen Zähl schaltung, "bei dem der jeweilige Zähk lerstand durch elektrisches Umprogrammieren eines nicht= flüchtigen Datenspeichers abgespeichert wird.

Im Bereich der Zähltechnik werden insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik z. B. als Kilometerzähler in der Regel mechanische Zählwerke verwendet, bei denen das Festhalten bzw. Abspeichern des jeweiligen Zählerstandes unproblematisch ist. Mit der Entwicklung nichtflüchtiger, elektrisch umprogrammierbarer Speicher(EEPROM¹s) ist es möglich geworden, wie bei den bekannten Random Access Speichern (RAM's) die gespeicherte Information einerseits zu ändern, die geänderte Information andererseits aber, ähnlich wie in den bekannten Read Only Memories (ROM's), auch ohne Betriebsspannung zu speichern.EEPROK^!s vereinigen also die positiven Eigenschaften beider Speichertypen und können deshalb grundsätzlich überall da eingesetzt werden, wo die sich ändernden Daten auch nach Abschalten der Betriebsspannung gesichert werden müssen. Insbesondere eignen sie sich in diesem Zusammenhang zur Speiche-= rung des Zählerstandes einer elektronischen Zählschaltung.

35 5S³ROM-Speicher benötigen aber eine Umprogrammierzeit, die bei handelsüblichenEEPROM-Speichem zwischen 1 ms und 1 s liegt. Diese Eigenschaft steht bei unvorherge»

Kte 1 Kth / 09.06.1981

⁶~ VPA 81 P 1 O 8 O DE

sehenem Abschalten der Betriebsspannung, ζ. B. in einem Störungsfall, der zuverlässigen Datensicherung entgegen, da während der Umprogrammierzeit die abgespeicherte Information Undefiniert ist. Wird während des Umprogrammierens die Betriebsspannung z. B. in einem Störungsfall abgeschaltet, so kann im angewählten Speicherbereich sowohl die alte als auch die neue Information verloren sein.

Dieses Risiko kann dadurch verringert werden, daß man den EPROM-Speicher gemeinsam mit den notwendigen Ansteuerschaltungen mit einem getrennten Stromkreis betreibt, der aus einer eigenen Batterie oder einem geeigneten Speicherkondensator gespeist wird, und die nichtflüchtige Speicherung von der extern zugeführten Spannung weitgehend unabhängig macht. Als Nachteile bleiben aber nicht nur ein erhöhtes Restrisiko für die Zuverlässigkeit der Datensicherung, insbesondere nach mehreren kurzzeitigen und dicht aufeinanderfolgenden Einbrüchen der Versorgungsspannung, sondern auch der Aufwand für den eigenen, die Beendigung eines Programmiervorgangs nach Abschalten der externen Betriebsspannung ermöglichenden Versorgungskreis.

Aufgaoe der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und ein Verfahren zum nichtflüchtigen Speichern des Zählerstandes einer elektronischen Zählschaltung vorzusehen, das auch bei Betriebsspannungseinbrüchen eine sichere Speicherung des Zählerstandes ermöglicht, ohne daß ein zusätzlicher Stromkreis benötigt wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die jeweils neuen Zähler-Standsdaten vor dem Löschen der alten Zählerstandsdaten in den Datenspeicher eingeschrieben werden und daß zwi-

31 2

-^- VPA ^{81 p 1} O ⁸ O DE

sehen den zur Umprogrammierung des Datenspeichers notwendigen Einzelschritten Speicherzellen eines nichtflüchtigen Steuerspeichers geschrieben oder gelöscht werden, aus deren logischen Zuständen Steuerinformationen zur Beendigung eines unterbrochenen Umprogrammiervorgangs ableitbar sind.

Da die Informationsänderung im Datenspeicher, in dem der jeweilige Zählerstand nichtflüchtig registriert ist, in der Weise vorgenommen wird, daß man zunächst den neuen Zählerstand abspeichert, bevor man die alten Zählinformationen löscht, bleibt bei einer Betriebsspannungsunterbrechung während des Abspeicherns des neuen Zähler- -■ Standes zumindest die korrekte Zählerinformation erhalten.

Unsicherheiten, welche von mehreren im Datenspeicher aufgefundenen Informationen nach einem gestörten Speicher-Vorgang gültig sind, werden vermieden, da bei Änderung des Zählerstandes zwischen den einzelnen Schritten des Umprogrammierens (Einschreiben der neuen Information, Löschen der alten Information) zusätzlich ein Steuerspeicher programmiert und gelöscht wird. Bei Unterbrechung des Umprogrammiere rgangs kann nach dem Wiedereinschalten der Betriebsspannung aus den logischen Zustän- den einer oder mehrerer Zellen des Steuerspeichers beispielsweise mit Hilfe einer Dekodierschaltung auf eindeutige Weise festgelegt werden, welcher Adreßbereich des Datenspeichers eine gültige Information enthält, bzw. wie eine gültige Information aus der noch nicht gelöschten vorhergehenden Information rekonstruiert v/erden kann und wie der unterbrochene Umprogrammiervorgang nachträglich beendet werden kann. Das Umprogrammieren des Datenspeichers kann somit ohne Informationsverlust in einem beliebigen Zustand abgebrochen-werden.

-B- o<o 10 80 OE

-U- VPA öl .

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß Steuerinformationen zur Beendigung eines unterbrochenen Umprogrammiervorgarigs durch logische oder arithmetische Verknüpfung der im Datenspeicher gespeicherten Daten gewonnen werden. 5

Um eine Erhöhung der Zählrate zu ermöglichen, ist es von Vorteil, daß der Umprogrammiervorgang nur bei jeder nten Änderung des Zählerstandes durchgeführt wird.

Eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorteilhafterweise so ausgeführt, daß eine Zählschaltung vorgesehen ist, die über eine Ablaufsteuerung mit wenigstens einem elektrisch umprοgrammierbaren, nichtflüchtigen Datenspeicher verbunden ist und daß ein mit der Ablaufsteuerung verbundener nichtflüchtiger Steuerspeicher vorgesehen ist, dessen Speicherzellen in Abhängigkeit von zum Umprogrammieren des Datenspeichers notwendigen Einzelschritten beschreibbar oder löschbar sind.

Vorteilhafterweise weist der Datenspeicher mindestens zwei Adreßbereiche auf, in die die Zählerstandsdaten abwechselnd einschreibbar sind.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß eine erste Speicherzelle des Steuerspeichers vorgesehen ist, aus deren logischen Zustand ableitbar ist, in welchem Adreßbereich des Datenspeichers der gültige Zählerstand gespeichert ist, daß eine zweite Speicherzelle des Steuerspeichers vorgesehen ist, aus deren logischen Zustand ableitbar ist, ob ein den ersten Adreßbereich des Datenspeichers betreffender Schreibvorgang unterbrochen wurde, daß mindestens eine weitere Speicherzelle des Steuerspeichers vorgesehen ist, aus deren logischen Zustand ableitbar ist, ob ein einen weiteren Adreßbereich des Datenspeichers betreffender Schreibvorgang unterbrochen wurde

-?- .._. ₈₁ p 1 O 80 OE

VPA

und daß eine Löschspeicherzelle des Steuerspeichers vorgesehen ist, aus derem logischen Zustand ableitbar ist, ob nach erfolgtem Schreibvorgang der Löschvorgang unterbrochen wurde.

Um die Anzahl der benötigten Bauelemente gering zu halten, ist es vorteilhaft, einen elektrisch umprogrammierbaren, nichtflüchtigen Speicher vorzusehen, dessen Speicherzellen in Bereiche für den Datenspeicher und in

10 Bereiche für den Steuerspeicher unterteilt sind.

Da bei jedem Einbruch der Versorgungsspannung grundsätzlich die Möglichkeit der Veränderung der gerade bearbeiteten Daten besteht, wird der Abbruch des Umprogrammierablaufs vorteilhafterweise über einen an die Ablauf» steuerung ein Abbruchsignal liefernden Spannungssensor veranlaßt. Der Spannungssensor kann auch beim Wiedereinschalten der Betriebsspannung das Startsignal für alle erforderlichen Operationen liefern.

Die erfindungsgemäße Aufgabe kann bei einem Verfahren der eingangs genannten Art weiterhin dadurch gelöst werden, daß zum Umprogrammieren und Auslesen des Zählerstandes mindestens vier Adreßbereiche des Datenspeichers in einer festliegenden Reihenfolge durchlaufen werden, daß beim Umprogrammieren des Datenspeichers die Zählerstandsdaten eines neuen Zählereignisses in den auf den Adreßbereich für den Zählerstand des vorhergehenden Zählereignisses folgenden Adreßbereich übernommen werden

30 und

daß anschließend der Adreßbereich, in dem der Zählerstand des dem vorhergehenden Zählereignis vorausgehenden Zählereignisses gespeichert ist, gelöscht wird.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß bei Unterbrechung des Umprogrammiervorganges bei Vorliegen zweier belegter Adreßbereiche der in der festliegenden Reihenfolge spä™

~J- ' VPA 81 P 1 O 8 O DH

ter auszulesende Zählerstand in die Zählschaltung übernommen wird und

bei Vorliegen dreier belegter Adreßbereiche der um den Wert "1" erhöhte Zählerstand des bezüglich der festliegenden Reihenfolge mittleren Adreßbereiches in die Zählschaltung übernommen wird.

Eine Anordnung zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorteilhafterweise so durchgeführt, daß eine Zählschaltung vorgesehen ist, die über eine Ablaufsteuerung mit einem elektrisch umprogrammierbaren, mindestens vier Adreßbereiche aufweisenden, nichtflüchtigen Datenspeicher verbunden ist und
daß eine mit der Ablaufsteuerung und dem Datenspeicher verbundene Auswertelogik vorgesehen ist, die durch logische oder arithmetische Verknüpfung der im Datenspeicher gespeicherten Daten Steuerinformationen zur Beendigung eines.unterbrochenen Umprogrammiervorgangs liefert.

In der Datenverarbeitungsliteratur (z. B. A. Osborne, Einführung in die Mikrocomputertechnik, 1977, te-wi Verlag, München, wird das Markieren bzw. die Beeinflussung eines Programmablaufs über den logischen Zustand speziell zugeordneter Register auch als das Setzen oder Rücksetzen von "Flags" bezeichnet. Erfindungsgemäß sind diese Flagregister, die während des Umprogrammierens des Datenspeichers im Steuerspeicher gesetzt oder zurückgesetzt werden, nicht flüchtig. Die Speicherzellen des Steuerspeichers werden nachfolgend daher als Flagregister

30 oder Flags bezeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Die Figuren 1 und 2 zeigen das Blockschaltbild je eines Ausführungsbeispiels zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die in der Fig. 1 gezeigte Zählschaltung 10, ζ. Β. ein haldelsüblicher Zähler, übernimmt das Zählen der am Zähleingang 11 anliegenden einzelnen Ereignisse. Über ihren Ausgang 12 kann, gegebenenfalls unter Verwendung einer geeigneten Umkodierschaltung, der Zählerstand z. B. an einem Display angezeigt werden. Über die Ablaufsteuerung 13 wird der dem Ausgang 12 der Zählschaltung 11 entnehmbare Zählerstand dem Datenspeicher 15 zugeführt. Der zur Aufnahme der Zählerinformation dienende Datenspeicher 15 ist ein handelsüblicher, elektrisch programmier -und löschbarer Festwertspeicher (EEPROM), wie er beispielsweise aus ¥. Soll und J.-H Kirchner, "Digitale Datenspeicher", 1978, Vogel-Verlag, Würzburg, Seiten 16O bis 163 bekannt ist, der mit Steuereingängen zur Kontrolle des Umprogrammierablaufs versehen ist. Er weist zwei Adreßbereiche a bzw. b auf, in denen abwechselnd in geeigneter Kodierung der letzte Stand der Zählschaltung 10 abgespeichert bzw. der vorhergehende Zählerstand gelöscht wird. Der von der Ablaufsteuerung 13 beaufschlagte Steuerspeicher 16 kann ebenfalls als handelsübliches EEPROM ausgeführt sein. Es ist aber auch möglich, den Steuerspeicher 16 in einem getrennten Adreßbereich f des Datenspeichers 15 anzuordnen. Für jede Flagmarkierung ist wenigstens eine Speicherzelle, d. h. ein Datenbit, er-

25 forderlich.

Die die Ablaufsteuerung 13 beaufschlagende Sensorschaltung 14 erkennt einen Einbruch der Versorgungsspannung und liefert ein geeignetes Abbruchsignal an die Ablaufsteuerung 13. Die Sensorschaltung 14 kann auch so ausgeführt sein, daß sie bei Spannungsspitzen der Versorgungs schaltung ("Spikes") ein Abbruchsignal liefert. Beim Einschalten der erfindungsgemäßen Anordnung gibt die Sensorschaltung 14 ferner ein Startsignal für die Abfrage des Steuerspeichers 16 ab. Sie kann entsprechend der bei Mikrocomputern üblichen Reset-Schaltungen(wie z. 3.

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-ßr VPA g^ ρ 1 O 8 O Qt

in U. Tietze und CH. Schenk, "Halbleiter-Schaltungstechnik", Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 1980, Seiten 588, 589 beschrieben) ausgeführt sein.

Die Ablaufsteuerung 13 ermittelt aus den an ihren Eingängen anliegenden Signalen von Zählschaltung 10, Sensorschaltung 14 und Steuerspeicher 16 die erforderlichen Ausgangssignale, die erfindungsgemäß zur Steuerung des Programmierablaufs benötigt werden. Sie kann in an sich bekannter Weise z. B. als programmierbares logisches Feld (PLA, beispielsweise beschrieben in U. Tietze und CH. Schenk, Seiten 177 bis 179) ausgeführt sein. Es ist auch möglich, die Funktionen der Ablaufsteuerung 13 softwaremäßig mit einem handelsüblichen Mikroprozessor

15 zu realisieren.

Bei Verwendung eines entsprechenden Mikroprozessors kann die gesamte erfindungsgemäße Anordnung mit einem Mikroprozessor und einem elektrisch umprogrammierbaren nichtflüchtigen Speicher realisiert werden. Es ist aber auch möglich, die erforderlichen Schaltungsteile in einem ode.r mehreren anwendungsspezifischen Schaltkreisen zu integrieren.

Der Ablauf der Umprogrammierung des Datenspeichers 15 wird mittels der Tabelle 1 verdeutlicht. Die Tabelle 1 zeigt; den Ablauf der Umprogrammierung des Datenspeichers 15 in einer erfindungsgemäßen Zählanordnung, in welcher der Zustand des Datenspeichers 15 während des Umprogrammierens durch vier Flagregister (Flag 1, Flag 2, Flag 3 und Flag 4), d. h. vier nichtflüchtige Flag-Speicherzellen im Steuerspeicher 16 markiert wird. Im dargestellten speziellen Fall dient das Flag 1 zur Kennzeichnung einer gültigen Adresse. Ist das Datenbit des Flag 1 "0" ("low")» so ist der gültige Zählerstand im Adreßbereich a des Da==_ tenspeichers 15 gespeichert, ist das Datenbitdes Flags 1

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gleich 1, so ist der gültige Zählerstand im Adreßbereich b des Datenspeichers 15 gespeichert.

Zur Kennzeichnung eines Schreibzustandes im Adreßbereich b dient das Flag 2, während das Flag 3 zur Kennzeichnung eines Schreibzustandes im Adreßbereich a dient. Wird im Adreßbereich b des Datenspeichers 15 ein Schreibvorgang eingeleitet und durchgeführt, so ist Flag 2 gleich 1. Flag 2 gleich O zeigt, daß ein Schreibvorgang im Adreßbereich b beendet ist. Für Flag 3 und den Adre!bereich a gilt Entsprechendes.

Zur Kennzeichnung eines Löschvorgangs innerhalb des Adreßbereichs a oder des Adreßbereichs b wird das Flag 4 in der Weise verwendet, daß bei Vorliegen eines Löschvorgangs in einem der Adressenbereiche a oder ο Flag 4 gleich 1 und anderweitig gleich 0 ist.

Die einzelnen Schritte Nummer 1 bis 7 des Umprogrammier-Vorgangs sind in der ersten Spalte der Tabelle 1 zusammengestellt.

Im Adreßbereich a bzw. b liegen, abwechselnd eingeschrieben, die jeweiligen alten und neuen Informationen über den Zählerstand der Zählschaltung 10. Bei regulärem Ablauf, d. h. ohne Betriebsspannungsunterbrechung, kann nach jeder Änderung des Zählerstandes der richtige Wert aus dem Adreßbereich a oder b des Datenspeichers 15, festgelegt durch Flag 1, ausgelesen werden. Der Flagzustand 0000 im Steuerspeicher 16 (Flag 1=0, Flag 2=0, Flag 3=0, Flag 4=0) bedeutet also, daß der gültige Zählerstand im Adreßbereich a gespeichert ist, während der Adreßbereich b gelöscht ist. Die erfindungsgemäße Anordnung befindet sich in Zählbereitschaft (Schritt 1),

35 ein ankommender Zählimpuls kann fehlerfrei verarbeitet •v/erden. Ist aber während des Auslesens aus dem Steuer-

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speicher 16 eines der drei Flagregister Flag 2, Flag 3 oder Flag 4 gesetzt, d. h. im logischen "1"-Zustand, so ist erkennbar, daß der Programmiervorgang nicht regulär bis zum Ende durchgeführt wurde.
5

Bin Flagzustand 0100 im Steuerspeicher 16 gemäß Schritt

2 (Schreibanforderung für Adreßbereich b) oder Schritt

3 (neuer Zählerstand in Adreßbereich b speichern) bedeutet nach dem Wiedereinschalten der Zählschaltung nach einem Betriebsspannungseinbruch, daß ein Schreibvorgang im Adreßbereich b unterbrochen wurde, entsprechend dem Flagstand 1010 im Falle des Adreßbereiches a. In diesem Falle (Flagstand 0100) wird die Ablaufsteuerung 13, gegebenenfalls über eine zwischen dem Ausgang des Steuer-Speichers 16 und dem Eingang der Ablaufsteuerung 13 geschaltete Flagdekodierschaltung, die aus dem logischen Zustand der Flagregister die notwendigen Steuersignale für den Ablauf des UmprogrammJarvorgangs ermittelt, so gesteuert, daß vom Adreßbereich a der noch ungelöschte alte Zählerstand anstelle des im Adreßbereich b befindlichen Zählerstandes ausgelesen wird. Mit diesem alten Zählerstand wird die, z. B. als Vorwahlzähler ausgeführte Zählschaltung 10 über die vom Datenspeicher 15 kommende Datenleitung 17 gesetzt. Nach dem über die Ablaufsteuerung 13 veranlaßten Hinzufügen eines Zählimpulses enthält die Zählschaltung 10 sodann den korrekten Zählerstand. Der Umprogrammiervorgang kann damit nach dem Wiedereinschalten der Betriebsspannung entsprechend der Tabelle 1 wiederholt und richtig abgeschlossen werden.

Wird entsprechend den Schritten 4 (Schreibendequittung für Adreßbereich b, Flag 4 setzen) und 4 a (Wechsel des gültigen Adreßbereichs, Flag 1 ändern) gleichzeitig ein Schreibflag (Flag 2 bzw. Flag.3) und ein Löschflag (Fla,* 4) als gesetzt registriert, so kann der Adressenbereich der gültigen Zählinformation nicht aus dem Flag

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1 entnommen werden, da nicht bekannt ist, ob Flag 1 bereits umgeschaltet hat. Der zutreffende Adreßbereich wird vielmehr durch den Zustand der Flags 2 bzw. 3 angezeigt, so daß der Flagdekoder in beiden Fällen erkennt, daß im Adreßbereich b bzw. a des Datenspeichers 15 ein neuer Zählerstand korrekt eingeschrieben ist, der Programmierablauf jedoch nicht ordnungsgemäß zu Ende geführt wurde. Das gleiche gilt, wenn nur das Löschflag (Flag 4) beim Wiedereinschalten der Betriebsspannung gesetzt war. Die

10 fehlenden Schritte werden, nachdem sie erkannt sind, über die Ablaufsteuerung 13 nachgeholt.

Die Flagzustände im Steuerspeicher 16 für die Schritte 5 (Löschanforderung Adreßbereich a, Flag 2 zurücksetzen), 6 (Löschen alte Information im Adreßbereich a) und 7 (Löschendenquittung, Flag 4 rücksetzen) sind ebenfalls der Tabelle 1 zu entnehmen. In der unteren Hälfte der Tabelle 1 ist der entsprechende Ablauf der Umprogrammierung des Datenspeichers 15 für die Umprogrammierung vom

20 Adreßbereich b in den Adreßbereich a dargestellt.

Unabhängig davon, bei welchem der Schritte während der Umprogrammierung der Programmiervorgang durch einen Spannungseinbruch unterbrochen wurde, wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren für die Zählerschaltung 10 nach dem Wiedereinschalten der Betriebsspannung der richtige Zählerstand ermittelt. Einzige mögliche Fehlerquelle bildet die unmittelbar nach dem Eintreffen eines Zählimpulses bis zum Setzen eines Schreibflags (Flag 2, Flag 3) bestehende Totzeit. Dieser Fehler betrifft jedoch maximal einen einzigen Zählimpuls.

Bei Verwendung der beschriebenen vier Flags ist eine vom Datenspeicher 15 beaufschlagte, in der Fig. 1 gestrichelt dargestellte Auswertelogik 18, die ausgangsseitig die Ablaufsteuerung 13 beaufschlagt, nicht notwendig. In ei-

' VPA 81P fOiOOE

ner geänderten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zählschaltung kann aber beispielsweise die gültige Adreßinformation anstatt aus dem Flag 1 auch aus den im Datenspeicher 15 enthaltende Informationen mit Hilfe der Auswertelogik 18 zurückgewonnen werden. Beim Auslesen werden dann die Informationen der beiden Adreßbereiche a und b herangezogen. Durch logische Operationen mit dem Inhalt der beiden Adreßbereiche a und b ist z. B. feststellbar, ob der Inhalt eines Adreßbereiches a oder b des Datenspeichers 15 gleich oder ungleich 0 ist und ob der Inhalt eines Adreßberochs größer als der Inhalt des zweiten Adreßbereichs ist. Der gültige Adreßbereich wird z. B. daran erkannt, daß sein Inhalt größer als 0 ist (anderer Adreßbereich bereits gelöscht) oder daß der Inhalt im gültigen Adreßbereich größer als der Inhalt im anderen Adreßbereich (alter Zählerstand)ist. Fehler können ausnahmsweise bei einem ZählerÜberlauf mit korrekter Auslesung 0 auftreten.

Ein Umprogrammieren des Datenspeichers 15 abwechselnd mit dem Steuerspeicher 16 verlängert im Vergleich zum minimalen Speichervorgang die gesamte Umprogrammierdauer. In den Fällen, in denen die Zählrate kritisch ist, kann dieser Nachteil dadurch vermindert werden, daß der Umprogrammiervorgang nur bei jeder η-ten Änderung des Zählerstandes durchgeführt wird. Löst beispielsweise nur jeder zehnte oder jeder hundertste Zählimpuls den angegebenenen erfindungsgemäßen Umprogrammiervorgang mit Setzen der Flags aus, so können die dazwischenliegenden Impulse z. B. einzeln in einem getrennten Adreßbereich e des Datenspeichers 15 registriert werden. Beim Auslesen ergibt sich der korrekte Zählerstand dann erst als Summe der beiden Teilspeicher a und e bzw. b und e. Neben einer Verkürzung der mittleren Umprogrammierzeit resultiert auf diese Weise auch eine geringere Umprogrammier häufigkeit jeder einzelnen Speicherzelle des Daten-

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Speichers 15. Damit wird gleichzeitig das Problem der begrenzeten Anzahl zulässiger Umprogrammiervorgänge aller zur Zeit handelsüblichen EEPROM's verringert.

Vorteilhafterweise wird eine entsprechende "Einzel"- Abspeicherung mit einem speziellen 1 aus η-Code in der Weise, daß mit Jedem neuen Zählimpuls nur ein weiteres Bit zusätzlich in die eine, feste Speicheradresse (Adreßbereich e) eingeschrieben wird:
10

z.. B. Zählerstand z: Erfindungsgemäß speichern

mit Flagsetzen.

Zählerstand ζ + 1: Einzelspeieherung 000 000 001 Zählerstand ζ + 2: Einzelspeieherung 000 000 011 Zählerstand ζ + 3: Einzelspeicherung 000 000 111

Zwischen den Einzelimpulsen wird also nicht gelöscht, so daß keine Information verfälscht werden kann. Der korrekte Zählerstand ergibt sich also immer durch Abzählen der Einsen und Hinzuaddieren dieses Wertes zum Stand von Adreßbereich a oder b» Wegen des mit der "Einzal"- Abspeicherung verbundenen Speicherplatzbedarfs wird η vorteilhaft zwischen 10 und 100 gewählt.

Da also bei Unterbrechung oder Störung des Umprogrammiervorgangs nach dem Wiedereinschalten der erfindungsgemäßen Zählanordnung ein nichtflüchtiger Steuerspeicher 16 verwendet wird, kann aus den logischen Zuständen einer oder mehrere Zellen des Steuerspeichers 16 eindeutig rekonstruiert werden, welcher Adreßbereich des Datenspeichers 15 eine gültige Information enthält bzw. wie eine gültige Information aus der noch nicht gelöschten voraus™ gehenden Information gewonnen wird und wie der unterbrochene Umprogrammiervorgang nachträglich beendet werden kann. Das Umprogrammieren des Datenspeichers kann somit

ohne Informationsverlust zu einem beliebigen Zeitpunkt abgebrochen und zu einem späteren Zeitpunkt beendet werden.

Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels zur Durchführung eines weiteren zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe geeigneten Verfahrens. In der Fig. 2 sind dabei gleiche Elemente wie in der Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Bei diesem Verfahren zum nichtflüchtigen Speichern des Zählerstandes einer elektronischen Zählschaltung wird auf das Setzen oder Rücksetzen von speziellen Flagregistem verzichtet.

Alle erforderlichen Steuerinformationen werden allein dem Datenspeicher 15 entnommen, der von der Ablaufsteuerung^ beaufschlagt ist und über die Auswertelogik 18 mit der Ablaufsteuerung 13 verbunden ist. Im Datenspeicher 15 werden die Zähldaten (Zählerstandsdaten) in diesem Falle mehrfach, d. h. mit erhöhter Redundanz abgespeichert.

Zur Aufnahme der Zähldaten sind im gezeigten Ausführungsbeispiel vier gleichwertige Adreßbereiche a, b, c, d im als EEPROM ausgeführten Datenspeicher 15 erforderlich, die immer in einer festliegenden Reihenfolge, z. B. zyklisch aufsteigend durchlaufen werden. Dies gilt sowohl für den Umprogrammiervorgang bei Zählerstandsänderung als auch beim Auslesen des Speichers 15. Beim Umprogramnieren des Speichers 15 wird grundsätzlich die neue Zählerinformation (z. B. Zählerstand ζ + 1) in den nachfolgenden, d. h. entsprechend der festgelegten Reihenfolge nächsten, Adreßbereich übernommen, bevor die dem alter. Zählerstand (z) vorhergehende Zählerinformation (Zählerstand ζ - 1) gelöscht wird. Es enthalten also grundsätzlich mindestens zwei Adreßbereiche eine Informa-

tion.

Der Ablauf eines Umprogrammiervorganges vom Zählerstand, ζ zum Zählerstand ζ + 5 mit den Dateninhalten der 4
Adreßbereiche a, b, c, d, die zyklisch durchlaufen werden, und den einzelnen Umprogrammierschritten ist in der Tabelle 2 verdeutlicht.

Beim Zählerstand ζ befindet sich die erfindungsgemäße
Anordnung in Zählbereitschaft (Schritt 1, Standby).
Im Adreßbereich a ist der alte Zählerstand ζ - 1, im
Adreßbereich b der aktuelle (gültige) Zählerstand ζ gespeichert. Die Adreßbereiche c und d sind gelöscht. Bei einem nun auftretenden Zählimpuls (Zählerstand ζ + 1)
wird zunächst der neue Zählerstand im Adreßbereich c

übernommen (2. Schritt) und gespeichert (3. Schritt). Im 4. Schritt wird der alte Zählerstand im Adreßbereich a gelöscht, im 5. Schritt ist der Adreßbereich a gelöscht, der neue Zählerstand ist gültig übernommen. Die Übernahme der nächsten Zählerstände z+2, z+3, z+4 und z+5
in die in zyklisch aufsteigender Reihenfolge belegten
Adreßbereiche a, b, c, d-ist den folgenden Bereichen der Tabelle 2 zu entnehmen.

Bei regulärer Beendigung des Speiehervorgangs sind also zwei der vier Adreßbereiche a, b, c, d belegt. Der entsprechend der festgelegten Reihenfolge obere der beiden Adreßbereiche, der also beim z. B. zyklischen Auslesen später ausgelesen wird, enthält den gültigen, aktuellen Zählerstand, der vorhergehende Adreßbereich einen um 1
niedrigeren Datenwert. Nach Unterbrechung des Speichervorgangs, z. B. wegen eines Betriebsspannungseinbruchs, besitzen dagegen 3 der Adreßbereiche a, b, c, d eine
Information, die von 0 verschieden ist. In diesem Fall .

35 läßt sich die gültige Information, d. h. der gültige Zählerstand nach dem WiederanschaTten der Zählschaltung

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-}£- VPA 81 P I O 8 O DE

wie folgt ermitteln:

Der zweite belegte Adreßbereich nach dem nicht belegten Adreßbereich, d. h. der mittlere der drei belegten Adreßbereiche entsprechend der vorgegebenen Reihenfolge, enthält in jedem Fall eine zwar ungestörte, aber um einen Zählimpuls zu niedrige Zählinformation. Durch Übernahme dieses Wertes in die Zählschaltung 10 und Ergänzung des fehlenden Impulses über die Ablaufsteuerung 13 ist der korrekte Zählerstand zurückgewonnen.Über die Ablaufsteuerung 13 kann der Speichervorgang, d, h. das Beschreiben des dritten und Löschen des ersten Adreßbereiches nach dem unbelegten Adreßbereich, wiederholt werden.

Auf diese Weise gelingt es ebenfalls bei Unterbrechung des Umprogrammiervorgangs nach dem Wiedereinschalten der erfindungsgemäßen Zählanordnung die gültige Information 'aus einer noch nicht gelöschten vorausgehenden Information zu gewinnen und die Umprogrammierung nachträglich zu beenden.

2 Figuren

14 Patentansprüche

	Datenspeicher	b	gültig	Steuerspeicher	Flag 1	Flag 2	Flag 3	Flag 4
Ablauf der nichtflüchtigen Speicherung	Adreßbereich	0
	a	0	a	0	0	0	0
1 Standby (Zählbereitschaft), Ankunft ZMhlimpuls	»Ό	to	a	0	1	0	0
2 Schreibanforderung Adreßbereich b (Flag 2 setzen)	to		a	0	1	0	0
3 Neuen Zählerstand ermitteln, in Adreßbereich b	to	to
speichern			a	0	1	0	1
4 Schreibendequittung für Adreßbereich b (Flag 4	tO	to
setzen)		to	b	1	.. 1	0	1
4a Wechsel des gültigen Adreßbereichs (Flag 1 ändern)	to	to	b	T	0	0	1
5 Löschanforderung Adreßbereich a (Flag 2 rücksetzen)	to	to	b	1	0	0	1
6 Löschen alte Information a	to	to	b	1	0	0	0
7 Löschendequittung und Standby	0	to	b	1	0	0	0
1 Standby (Zählbereitschaft), ZMhlimpuls	0	to	b	1	0	1	0
2 Schreibanforderung Adreßbereich a (Flag 3 setzen)	0	to	b	1	0	1	0
3 Neuen Zählerstand ermitteln, in a speichern	to		b	1	0	1	1
4 Schreibendequittung für Adreßbereich a (Flag 4	to	to
setzen)		to	a	0	0	1	1
4a Wechsel des gültigen Adreßbereichs (Flag 1 ändern)	to		a	0	. 0	0	1
5 Löschanforderung Adreßbereich b (Flag 3 zurück	to	to
setzen)		0	a	0	0	0	1
6 Löschen alter Zählerstand in b	to		a	0	0	0	0
7 Löschendequittung und Standby	to

31234AA

VPA

81 P ' π 8 O OE

Tab. 2.

	Lerstand	Daxen im	—>b —>c -	Z Z+1	—>d -v	Scari—, Vorgang
Zäh.	7	ei		* 0 Σ+1
	₊ 1		- 1 ZO	0 2*1	O	1. Standby
	- 1	Z	- 1 Z Kl	0 ^O	O	2.Neuen Zählerstand > jj
i.	+ ".	Z	- 1 Z Z+1	0 C	O	"""*** i d 3.Neuer Zählerstand / r löschen — S
Z	+ 1	Z	\ P Z Z+1	iO O	O	5-iieuer Zählerstand
Z	* 2	O	Z+4 O	O	Unp ro gr asii. er en entsprechend oben,Scnri~*s
•7	+ 2	O	Z+4 *0		Zahier^and Z.2 giiltig
Z	**■ ^	O	Z+4 Z+5		•J=?r ο gra=i sr en
i.	+ 3	J= O		Z+2	Zäiilers-and Z-3 ?— ~-S
Z	+ ύ	Z+3	Ζ-Λ
2	+ 4	Z+3	W	Zählers-and Z+4 gül-ig
Z	i- 5	Z+3	O	Uaprograasisren
Z	+ 5	•0	O	Zählerstand Z-5 gültig
Z	0	O
Z

α. s. w.

Claims

VPA ^ ρ \ ι ? O

Patentansprüche

Q/ Verfahren zum nichtflüchtigen Speichern des Zählerstandes einer elektronischen Zählschaltung, bei dem der jeweilige Zählerstand durch elektrisches Umprogrammieren eines nichtflüchtigen Datenspeichers (15) abgespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils neuen Zählerstandsdaten vor de-n Löschen der alten Zählerstandsdaten in den Datenspeicher (15) eingeschrieben werden und daß zwischen den zur Umprograminierung des Datenspeichers (15) notwendigen Einzelschritten Speicherzellen eines nichtflüchtigen Steuerspeichers (16) geschrieben oder gelöscht werden, aus deren logischen Zuständen Steuerinformationen zur Beendigung eines unterbrochenen Umprogrammiervorgangs ableitbar sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, · dadurch gekennzeichnet, daß Steuerinformationen zur Beendigung eines unterbrochenen Umprogrammiervorgangs durch logische oder arithmetische Verknüpfung der im Datenspeicher (15) gespeicherten Daten gewonnen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umprogrammier-Vorgang nur bei jeder η-ten Änderung des Zählerstandes durchgeführt wird.
4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zählschaltung (10) vorgesehen ist, die über eine Ablaufsteuerung (13) sit wenigstens einem elektrisch umprogrammierbaren, nichtflüchtigen Datenspeicher (15) verbunden ist und daß ein mit der Ablaufsteuerung (13) verbundener nichtflüchtiger Steuerspeicher (16) vorgesehen ist, dessen Speicherzellen (Flag 1, Flag 2, Flag 3, Flag 4) in Ab-

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hängigkeit von zum Umprogrammieren des Datenspeichers (15) notwendigen Einzelschritten beschreibbar oder löschbar sind.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (15) mindestens zwei Adreßbereiche (a, b) aufweist, in die Zählerstandsdaten abwechselnd einschreibbar sind.
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennz e i chnet, daß eine erste Speicherzelle (Flag 1) des Steuerspeichers (16) vorgesehen ist, aus deren logischen Zustand ableitbar ist, in welchem Adreßbereich (a, b) des Datenspeichers (15) der gültige

15 Zählerstand gespeichert ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Speicherzelle (Flag 2) des Steuerspeichers (16) vorgeseaen ist, aus deren logischen Zustand ableitbar ist, ob ein den ersten Adreßbereich (a) des Datenspeichers (15) betreffender Schreibvorgang unterbrochen wurde.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, d a durch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere Speicherzelle (Flag 3) des Steuerspeiohers (16) vorgesehen ist, aus deren logischen Zustand al leitoar ist, ob ein deinen weiteren Adreßberich (b) des Datenspeichers (15) betreffender Schreibvorgang unter-

30 brocnen wurde.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, d"a durch gekennzei_chnet, daß eine Löschspeicherzelle (Flag 4) des Steuerspeichers (16) vorgesehen ist, aus derem logischen Zustand ableitbar ist, ob nach erfolgtem Schreibvorgang der Löschvorgang unterbrochen wurde.

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10. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch umprogrammierbarer, nichtflüchtiger Speicher vorgesehen ist, dessen Speicherzellen in Bereiche für den

Datenspeicher (15) und in Bereiche für den Steuerspeicher (16) unterteilt sind.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine im

Falle eines Einbruchs der Versorgungsspannung ein Abbruchsignal an die Ablaufsteuerung (13) liefernde Sensorschaltung (14) vorgesehen ist.
12. Verfahren zum nichtflüchtigen Speichern des Zähler-15 Standes einer elektronischen Zählschaltung, bei dem der jeweilige Zählerstand durch elektrisches Umprogrammieren eines nichtflüchtigen Datenspeichers (15) abgespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Umprogrammieren und Auslesen ies Zäh-

lerstandes mindestens vier Adreßbereiche (a, b, c, d) des Datenspeichers (15) in einer festliegenden Reihenfolge durchlaufen werden,

daß beim Umprogrammieren des Datenspeichers (15) die Zählerstandsdaten eines neuen Zählereignisses in den

25 auf den Adreßbereich (b) für den Zählerstand das vorhergehenden Zählereignisses folgenden Adreßbereich (c) übernommen werden und

daß anschließend der Adreßbereich (a), in dem der Zählerstand des dem vorhergehenden Zählereignis vorausgehenden Zählereignisses gespeichert ist, gelöscht wird.
13 ..Verfahren nach Anspruch 12, dadurcii gekennzeichnet, daß bei Unterbrechung des Umprogrammiervorgangs bei Vorliegen zweier belegter 35 Adreßbereiche der in der festliegenden Reihenfolge später auszulesende Zählerstand in die Zählschaltung (10)

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übernommen wird und

bei Vorliegen dreier belegter Adreßbereiche der um den Wert "1" erhöhte Zählerstand des bezüglich der festliegenden Reihenfolge mittleren Adreßbereiches in die Zählschaltung (10) übernommen wird.
14. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zählschaltung (10) vorgesehen ist, die über eine Ablaufsteuerung (13) mit eineia elektrisch umprogrammierbaren, mindestens vier Adressenbereiche (a, b, c, d) aufweisenden, nichtflüchtigen Datenspeicher (15) verbunden ist und daß eine mit der Ablaufsteuerung (13) und dem Datenspeieher (15) verbundene Auswertelogik (18) vorgesehen ist, die iurch logische oder arithmetische Verknüpfung der im Datenspeicher (15) gespeicherten Daten Steuerinformationen zur Beendigung eines unterbrochenen Umprogrammiervorganges liefert.