CN100517509C - 具有非易失性可写数据存储器的电子设备 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的电子设备包括：微处理器；非易失性可写数据存储器，其可被写入写访问的预定最大写访问次数MSZ；其特征在于，该设备包括记录写访问的计数器，并且微处理器依赖于写访问次数的发展以及根据需要依赖于最大写访问次数MSZ而生成报警信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有非易失性可写数据存储器例如EEPROM的电子设备，特别是一种具有现场设备电子器件和可写数据存储器的现场设备。下面以现场设备为例解释本发明及其现有技术。然而，本发明不限于现场设备。
背景技术
在过程自动化技术中，优选地，现场设备用于产生代表过程的物理或化学测量变量的模拟或数字测量信号。
通常，这种现场设备经过相应的数据传输系统(例如，4～20mA电流回路和/或数字数据总线)彼此相连和/或与过程控制计算机相连，其中现场设备将测量信号发送至过程控制计算机。特别用作数据传输系统的是串行现场总线系统，诸如PROFIBUS-PA、FOUNDATIONFIELDBUS、CAN-BUS等，以及相应的传输协议。
过程控制计算机进一步处理传输的测量信号并将它们例如在监视器上可视化，作为相应的测量结果，并且/或者将它们转换为用于过程控制元件(例如磁控阀门、电机等)的控制信号。
除了主要的功能之外，即，除了产生测量信号之外，现代现场设备可以具有许多其它功能，以支持要观察的过程的有效且安全的操作。为此，包括这样的附加功能：现场设备的自监控、测量值的存储、用于控制元件的控制信号的产生，等等。由于现场设备的这种高度功能性，过程控制功能可以以显著增加的程度转移到现场级中，并且因而，过程控制系统可以相应地分散或者以分散的方式组织。另外，这些附加的功能可以例如还涉及现场设备的启动以及它与数据传输系统的连接。
现场设备的这些上述可能的进一步功能通常是利用现场设备电子器件实现的，该电子器件包括微处理器以及合适地在其中实现的软件。在现场设备启动之前或同时，软件被下载在永久性存储器，例如ROM中，并且被载入易失性存储器，例如RAM中，用于现场设备的操作。
在非易失性可写存储器，例如EEPROM中，可以可选地在事件控制地或周期性地写入附加的设备数据，诸如应用数据、补偿系数、标定数据、错误报告以及其它状态参数。另外，可以例如以极限指示器功能的形式周期性地或在事件控制下写入过程数据。
在这种情况中，对于EEPROM的写访问次数是有限的，这是个问题。例如，Atmel公司的24C164型16Kbit EEPROM指定允许每单元一百万次写访问。由此，在大约每五分钟一次写访问的正常操作条件下，可以预期大约十年的寿命。在特殊环境下，写访问的频率将大大增加，使得EEPROM的寿命显著降低。这在极端情况中会导致不期望的设备故障。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种具有存储模块的电子设备，其克服现有技术的设备的缺点。
根据本发明，这个目的通过独立权利要求1限定的电子设备实现。
本发明的电子设备包括：微处理器；非易失性可写数据存储器，其可被写入写访问的预定最大写访问次数MSZ；其特征在于，该设备包括记录写访问的计数器，并且微处理器依赖于写访问次数的发展以及根据需要依赖于最大写访问次数MSZ而生成报警信号。
在本发明的第一实施例中，当最大写访问次数MSZ和当前写访问次数之间的差低于极限值时，微处理器可以生成报警信号。这个极限值可以例如是固定的预定写访问次数、或可由用户预定的写访问次数、或最大写访问次数MSZ和当前写访问次数之间的差的函数、以及每单位时间平均写访问次数或两次写访问之间的平均时间间隔的函数。在第二种变型中，每单位时间平均写访问次数或两次写访问之间的平均时间间隔可以例如作为累计或滑动平均值而确定。
在本发明的第二实施例中，当根据写访问次数的时间发展和最大写访问次数确定的非易失性可写数据存储器的剩余寿命低于最小时间时，微处理器可以生成报警信号。最小时间可以例如是预定值或可由用户预定的值。
在本发明的第三实施例中，当每单位时间的平均写访问次数超过最大速率，或两次写访问之间的平均时间间隔低于最小时间时，微处理器可以生成报警信号。最大速率或最小时间可以或者是固定的预定值或可由用户预定的值，或者是在最大写访问次数MSZ和当前写访问次数之间的差的函数。
在本发明的当前优选实施例中，非易失性可写数据存储器包括EEPROM。
在这方面，即使在暂时的设备故障或者供电故障之后，写访问次数优选地应当仍然有效，有利的是当前写访问次数存储在非易失性存储器，例如EEPROM中。
另外，所选择的写访问的访问时间可存储在RAM或EEPROM中，用于确定访问速率。
一种有效的方案是将写访问的计数器集成在微处理器中。
在本发明的进一步发展中，电子设备包括用于检测化学或物理过程测量变量或者用于控制致动器(诸如阀门驱动装置或泵)的现场设备。化学或物理过程测量变量例如是体积或质量流量、料位、压力、温度、湿度、解析参数(诸如pH值或其它电位变量)、氧含量、氮含量、浊度、气体浓度。这个过程测量变量列表仅用于说明而不是作为限定。
本发明的现场设备可以特别地是拥有具有通信接口的数字通信的现场设备，微处理器通过该通信接口连接至现场总线。现场总线可以例如是PROFIBUS-PA、FOUNDATION FIELDBUS或CAN-BUS。
通过现场总线从外部访问现场设备可以导致对于非易失性可写存储器的写访问显著增加，从而处于预警监控的需要，本发明的报警功能是必须的。
在进一步发展中，考虑EEPROM包括多个单元，例如2000个单元。在这种情况中，当总是对于相同单元重复写访问时，特别地寿命非常有限。相反，在不同单元之间分布写访问导致较少的磨损。对于在特定应用中不总是访问相同的单元而是访问多个不同单元或多个不同单元簇的情况，具有优点的是利用多个计数器检测对于各个单元或簇的写访问，其中每个计数器被分配给一个单元或单元簇，并且当对于一个单元或单元簇达到相应的报警条件时，以对应于上面解释的规则的形式生成报警。
附图说明
现在根据图1中显示的实施例解释本发明，图1显示了本发明的现场设备的现场设备电子器件的框图。
具体实施方式
本发明的现场设备1是测量变送器，例如压力测量变送器，其包括主传感器2，如果需要，还包括预放大器，其模拟信号被经由A/D转换器4馈送至微处理器5。微处理器5还与总线接口6相连并经由它与现场总线3，例如Foundation现场总线通信。
微处理器还与EEPROM7、RAM8和ROM(未显示)相连。为了操作测量变送器，ROM中存储的微处理器程序被载入RAM8。同样，压力传感器的补偿系数和其它传感器及状态数据被从EEPROM7中读出并被写入RAM8。在实际操作中，处理器以RAM8中存储的补偿参数以及传感器及状态数据工作。通过写访问，将以确定的时间间隔更新的测量数据平均值存储在EEPROM7中。另外，例如最小和最大数据以及错误事件和状态数据可以被通过写访问而在EEPROM中更新。例如在服务模式中，当要更新应用特定的数据或标定数据时，其它对于EEPROM7的写访问可以通过显示及交互单元10或现场总线3执行。特别是在来自外部的写访问的情况中，可能经历非常高速率的写访问，这导致EEPROM迅速老化。在这种情况中，为了能够出于预测性维护的考虑而及时发出警告，测量变送器包括计数器9，其记录写访问的次数并例如将其存储在EEPROM和/或RAM中。可以例如通过存储第N次写访问的时间并将其从第(N+M)次写访问的时间中减去，而确定写访问的速率，其中选择M足够大以保证确定的速率具有统计意义。M可以例如在几十到几千的量级。当速率例如大于每秒十次时，报警被生成并经由通信接口发出。同样，当基于当前写访问次数和平均写访问速率，显然在不到一个月的时间内将超过最大写访问次数MSZ时，生成报警。
Claims (12)
1.电子设备，包括：
微处理器；
非易失性可写数据存储器，其可被写入写访问的预定最大写访问次数MSZ；
其中，该设备包括至少一个记录写访问的计数器，并且微处理器依赖于写访问次数的发展而生成报警信号；
其中当最大写访问次数MSZ和当前写访问次数之间的差低于极限值时，微处理器生成报警信号；
其中极限值是最大写访问次数MSZ和当前写访问次数之间的差的函数、以及每单位时间平均写访问次数或两次写访问之间的平均时间间隔的函数；
其中每单位时间平均写访问次数或两次写访问之间的平均时间间隔被作为累计或滑动平均值而确定；
其中当根据写访问次数的时间发展和最大写访问次数确定的非易失性可写数据存储器的剩余寿命低于最小时间时，微处理器生成报警信号。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中最小时间是预定值或可预定值。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中当每单位时间的平均写访问次数超过极限值或两次写访问之间的平均时间间隔低于极限值时，微处理器生成报警信号。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中每单位时间的平均写访问次数或两次写访问之间的平均时间间隔的极限值是固定的预定值或可预定值。
5.根据权利要求3所述的电子设备，其中每单位时间的平均写访问次数或两次写访问之间的平均时间间隔的极限值是最大写访问次数MSZ和当前写访问次数之间的差的函数。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其中非易失性可写数据存储器包括EEPROM。
7.根据权利要求1所述的电子设备，其中当前写访问次数和/或所选择的写访问的时间存储在RAM或EEPROM中。
8.根据权利要求1所述的电子设备，其中计数器集成在微处理器中。
9.根据前述任一权利要求所述的电子设备，其中电子设备是用于检测化学或物理过程测量变量或者用于控制致动器的现场设备。
10.根据权利要求9所述的电子设备，还具有通信接口，微处理器通过该通信接口与现场总线相连。
11.根据权利要求10所述的电子设备，其中多数对于EEPROM的写访问是通过经由现场总线传输的信号完成的。
12.根据权利要求9所述的电子设备，其中数据存储器具有至少两个单元或单元簇，并且设备包括相应数目的计数器，计数器各自被分配给单元或单元簇并且记录各自的写访问，其中微处理器依赖于对于单个单元或单元簇的写访问次数的发展而生成报警信号。
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