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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Aktualisierung des Betriebssystems einer Mikrorechnerschaltung,
wobei der die Mikrorechnerschaltung bestimmende Mikrocontroller
eine sogenannte Harvard-Architektur aufweist, bei der eine explizite,
hardwaremäßig integrierte
Trennung zwischen einem Datenspeicher und dem Programmspeicher vorgegeben
ist und bei dem Datenspeicher und Programmspeicher identische Adressbereiche überstreichen und
ausschließlich über eigene
Steuersignale differenziert ansprechbar sind.
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Derartige Mikrocontroller sind beispielsweise als
INTEL 8051 beziehungsweise INTEL 8032 bekannt und werden üblicherweise
zu Steuerungszwecken verwendet. Einzelheiten zur Harvard-Architektur
sind in dem Buch „Mikrocontroller-Praxis", 3. verbesserte
Auflage 1998, Friedr. Vieweg & Sohn
Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig/Wiesbaden, insbesondere ab
Seite 53 beschrieben.
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Bei einem derartigen Mikrocontroller
existiert jede Adresse im Adreßraum
zweimal, einmal im Datenspeicherbereich und ein zweites mal im Programmspeicherbereich.
Dabei ist die Funktion des Mikrocontroller bezüglich des Speicherzugriffs
ausschließlich
darauf beschränkt,
Code aus Speicherzellen des im Programmspeicherbereich vorhandenen
Speichers auszuführen.
Eine Ausführung
von im Datenspeicherbereich abgelegtem Code ist ausgeschlossen.
Eine weitere Einschränkung
dieser Mikrocontroller besteht darin, daß ausschließlich für den Datenspeicherbereich
Schreibsignale generiert werden. Infolge dessen ist ein Beschreiben
von Speicherzellen im Programmspeicherbereich ausgeschlossen.
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Zur Aktualisierung der Systemsoftware
in Einrichtungen, deren Steuerung mit derartigen Mikrocontrollern
aufgebaut ist, ist es trivial, das in der Einrichtung befindliche
EPROM physisch gegen einen die aktuelle Systemsoftware beinhaltenden
EPROM auszutauschen. Dazu ist die Einrichtung erforderlichenfalls
soweit zu zerlegen, daß das
EPROM zugänglich
ist. Insbesondere in komplexen Anlagen mit einer Vielzahl derartiger
Einrichtungen ist die Aktualisierung der Systemsoftware sehr aufwendig
und zeitintensiv. Darüber
hinaus ist dafür
zumindest ein Teil der Anlage spannungsfrei zu schalten, wobei ein durch
die Anlage zu steuernder Prozeß zumindest teilweise
zu unterbrechen ist.
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Aus der
DE 195 25 100 ist ein Verfahren zur On-Board-Programmierung
eines elektrisch programmierbaren Festwertspeichers bekannt, bei
dem in einem ersten Schritt in einer ersten Betriebsart "Normalbetrieb" ladbare Codesequenzen
aus einer beliebigen Quelle in den Datenspeicher geschrieben werden,
in einem zweiten Schritt bei der Ausführung von Instruktionen aus
dem Programmspeicher in eine zweite Betriebsart "Programmiermodus" gewechselt wird, in der temporär die Steuersignale
für den
Datenspeicher und für
den Programmspeicher unter Anpassung an den Speichertyp vertauscht
werden, wodurch der elektrisch programmierbare Festwertspeicher
zum Datenspeicher und der Schreib-Lese-Speicher zum Programmspeicher
wird, in einem dritten Schritt der elektrisch programmierbare Festwertspeicher
zumindest selektiv gelöscht wird,
in einem vierten Schritt die ladbaren Codesequenzen aus dem Schreib-Lese-Speicher
in den gelöschten
Bereich des elektrisch programmierbaren Festwertspeichers kopiert
werden und in einem fünften
Schritt aus der zweiten in die erste Betriebsart zurückgewechselt
wird, indem die Steuersignale für den
Datenspeicher und für
den Programmspeicher rückvertauscht
werden.
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Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß bei auftretenden
Störungen,
wie einem Ausfall der Versorgungsspannung nach dem zumindest selektiven
Löschen
des elektrisch programmierbaren Festwertspeichers, kein oder ein
ungültiges
Betriebssystem zur Verfügung
steht, so daß die
weiteren Schritte zur Neuprogrammierung des elektrisch programmierbaren
Festwertspeichers nicht mehr zur Ausführung kommen können. In
diesen Fällen
ist die Mikrorechnerschaltung nicht mehr funktionsfähig. Folglich
ist die Einrichtung mit dem Mikrocontroller auszubauen, zu zerlegen
und das in der Einrichtung befindliche EPROM physisch gegen einen
die aktuelle Systemsoftware beinhaltenden EPROM auszutauschen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zur Aktualisierung des Betriebssystems einer
Mikrorechnerschaltung mit einem Mikrocontroller in Harvard-Architektur anzugeben,
das störungsresistent
ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den
Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 und 3 genannt.
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Die Erfindung geht von einer Mikrorechnerschaltung
mit einem Mikrocontroller aus, der eine explizite, hardwaremäßig integrierte
Trennung zwischen einem Datenspeicher und dem Programmspeicher aufweist
und bei dem Datenspeicher und Programmspeicher identische Adressbereiche überstreichen
und ausschließlich über eigene
Steuersignale differenziert ansprechbar sind (Harvard-Architektur).
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Das Betriebssystem der Mikrorechnerschaltung
ist in einem Programmspeicher abgelegt, der dem Programmspeicherbereich
des Mikrocontrollers zugeordnet ist. Dem Datenspeicherbereich ist
ein Schreib-Lese-Speicher als Arbeitsspeicher zugeordnet.
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Der Mikrocontroller verfügt mindestens über Datenanschlüsse, Adressanschlüsse und
Steuersignalanschlüsse.
Die Mikrorechnerschaltung ist mit einer Kommunikationsschnittstelle
zum Datenaustausch mit einer zentralen Einrichtung über ein
Netzwerk ausgestattet.
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Erfindungsgemäß wird zur Aktualisierung des
Betriebssystems der Mikrorechnerschaltung in einem ersten Schritt
dem Datenspeicherbereich ein physischer Pufferspeicher zugeordnet.
In einem zweiten Schritt wird eine neue Version des Betriebssystems
paketweise von der zentralen Einrichtung über das Netzwerk in die Mikrorechnerschaltung übertragen
und die empfangenen Pakete in dem Pufferspeicher gesammelt. Nach
Abschluss der Übertragung
wird in einem dritten Schritt die neue Version des kompletten Betriebssystems
in einen zweiten Programmspeicher kopiert. In einem vierten Schritt wird
der zweite Programmspeicher aktiviert, indem der zweite Programmspeicher
dem Programmspeicherbereich des Mikrocontrollers zugeordnet wird,
und in einem fünften
Schritt wird die Mikrorechnerschaltung neu gestartet, wobei das
Betriebssystem aus dem aktivierten zweiten Programmspeicher gelesen
und ausgeführt
wird.
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Während
des Empfangs und der Umprogrammierung bleibt das ursprünglich gültige Betriebssystem
unangetastet erhalten. Vorteilhafterweise wird dadurch erreicht,
dass die Mikrorechnerschaltung trotz Auftreten von beliebigen Störungen während des
Empfangs und der Umprogrammierung stets über ein gültiges Betriebssystem, das
im jeweils ersten Programmspeicher abgelegt ist, verfügt und nach
Beseitigung oder Wegfall der Störung
zur Wiederaufnahme des bestimmungsgemäßen Betriebes gerüstet ist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist
vorgesehen, dass das neue Betriebssystem vor der Aktivierung des
zweiten Programmspeichers auf Vollständigkeit und korrekte Übertragung
geprüft wird.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist
vorgesehen, dass die Übertragung
des neuen Betriebssystems über
das Netzwerk parallel zum bestimmungsgemäßen Datenaustausch zwischen
der Mikrorechnerschaltung und der zentralen Einrichtung erfolgt.
In vorteilhafter Weise werden dadurch Unterbrechungen des bestimmungsgemäßen Datenaustauschs
vermieden.
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Zur Umprogrammierung des zweiten
Programmspeichers wird dem Datenspeicherbereich periodisch wechselweise
der Pufferspeicher und der zweite Programmspeicher zugeordnet. Dabei
wird der Inhalt des Pufferspeichers in den zweiten Programmspeicher
unter Löschung
des bisherigen Inhalts des zweiten Programmspeichers kopiert und der
elektrisch programmierbare Festwertspeicher des zweiten Programmspeichers
umprogrammiert.
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Vorteilhafterweise wird der Inhalt
des Pufferspeichers in einem Zug in den zweiten Programmspeicher
kopiert, wodurch die Störanfälligkeit
der Mikrorechnerschaltung 1 reduziert und die Verfügbarkeit
erhöht
wird.
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Nach Abschluss der Umprogrammierung wird
dem Programmspeicherbereich der zweite Programmspeicher zugewiesen.
Damit verfügt
der Mikrocontroller über
ein neues Betriebssystem, das nach einem Neustart der Mikrorechnerschaltung
ausgeführt
wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand
eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Die dazu erforderlichen Zeichnungen
zeigen
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1 eine
Prinzipdarstellung einer Mikrorechnerschaltung
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2 eine
Darstellung der Zuordnung von Speichereinrichtungen
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In 1 ist
eine Mikrorechnerschaltung 1 mit einem Mikrocontroller 11 von
Typ INTEL 8032 prinzipiell dargestellt. Dabei sind ausschließlich jene
Ausstattungsmerkmale des Mikrocontrollers 11 berücksichtigt,
die in Bezug auf die vorliegende Erfindung von Bedeutung sind.
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Der INTEL 8032 gehört zur Familie
der 8-bit-Controller, das heißt,
es werden acht parallele, bidirektionale Datenleitungen, im folgenden
als Datenbus 107 bezeichnet, unterstützt. Darüber hinaus ist der Mikrocontroller 11 zum
Anschluss an einen 16 bit breiten, unidirektionalen Adressbus 108 vorbereitet,
der im Zeitmultiplex bedient wird. Dazu weist der Mikrocontroller 11 einen
mit dem Bezugszeichen 1100 bezeichneten Port 0 und
einen mit dem Bezugszeichen 1102 bezeichneten Port 2,
die jeweils acht Portleitungen umfassen. Beim Anschluss externer Speichereinrichtungen
dient der Port 0 sowohl als Anschluss für den Datenbus 107 als
auch zur Ausgabe des niederwertigen Adressbyte, das mit Abgabe eines
Adressengültigsignals 1191 im
Adresslatch 101 aufgefangen wird.
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Die Mikrorechnerschaltung 1 weist
einen ersten und einen zweiten Programmspeicher 12 und 13,
einen Datenspeicher 14 und einen Pufferspeicher 15 auf,
die an den Datenbus 107, den Adressbus 108 und
Steuersignalleitungen angeschlossen und alle fest mit der Mikrorechnerschaltung 1 verbunden
sind. Die Programmspeicher 12 und 13 sind als
elektrisch programmierbare Festwertspeicher ausgeführt und weisen
ausführbare
Instruktionen auf. Der Datenspeicher 14 und der Pufferspeicher 15 sind
als statische Schreib-Lese-Speicher ausgeführt.
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Die ausführbaren Instruktionen in dem
ersten und zweiten elektrisch programmierbaren Festwertspeicher 12 und 13 umfassen
jeweils Routinen des Betriebssystems für den Mikrocontroller 11.
Dabei ist vorgesehen, dass der erste elektrisch programmierbare
Festwertspeicher 12 eine erste Version des Betriebssystems
und der zweite elektrisch programmierbare Festwertspeicher 13 eine
zweite Version des Betriebssystems aufweist. Während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs
der Mikrorechnerschaltung 1 ist stets eine Version des
Betriebssystems aktiv und die andere passiv. Diese Unterscheidung
wird im weiteren durch den Betriebszustand definiert. Dabei entspricht
der Betriebszustand a jeweils einem aktiven Betriebssystem des ersten
elektrisch programmierbaren Festwertspeichers 12 und der
Betriebszustand b jeweils einem aktiven Betriebssystem des zweiten
elektrisch programmierbaren Festwertspeichers 13.
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Die Betriebssoftware der Mikrorechnerschaltung 1 umfasst
mindestens Programmroutinen zur Grundinitialisierung des Mikrocontrollers 11,
das sogenannte Bootprogramm, und ein Dienstprogramm zum Kopieren
von Speicherinhalten. Das Dienstprogramm zum Kopieren von Speicherinhalten
berücksichtigt
die typgebundenen Besonderheiten beim Beschreiben der verschiedenen
Speichertypen der elektrisch programmierbaren Festwertspeicher 12 und 13 sowie
des Schreib-Lese-Speichers 14.
In vorteilhafter Ausgestaltung sind darüber hinaus Programmroutinen
zum Testen der in der Mikrorechnerschaltung 1 fest eingebauten
Speichermittel 12, 13, 14 und 15 vorgesehen.
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Der Pufferspeicher 15 ist
als statischer Schreib-Lese-Speicher ausgebildet und dient als Zwischenspeicher
für empfangene
Datenpakete. Der erste und der zweite elektrisch programmierbare Festwertspeicher 12 und 13 und
der Pufferspeicher 15 weisen jeweils ein identisches Speichervolumen von
64 KByte auf.
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Die Mikrorechnerschaltung 1 ist
mit einer Kommunikationsschnittstelle 1120 zum Datenaustausch
mit einer zentralen Einrichtung 2 über ein Netzwerk 20 ausgestattet. Über dieses
Netzwerk 20 werden darüber
hinaus Datenpakete eines neuen Betriebssystems übertragen.
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Darüber hinaus ist ein Registersatz 105 mit einer
Mehrzahl von Registerzellen vorgesehen, die in Abhängigkeit
von der Betriebsart und dem Betriebszustand der Mikrorechnerschaltung 1 einstellbar sind.
Die Mikrorechnerschaltung 1 ist in verschiedenen Betriebsarten
betreibbar. In jeder Betriebsart sind der Mikrorechnerschaltung 1 verschiedene
Betriebszustände
zuweisbar. In Rahmen der vorliegenden Beschreibung beziehen sich
die Begriffe Betriebsart und Betriebszustand auf die zur Aktualisierung
des Betriebssystems angegebenen Schritte und die dazu vorgesehene
selektive Zuweisung von physischem Speicher zu dem Programmspeicherbereich und
dem Datenspeicherbereich des Mikrocontrollers 11.
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Jede inhaltliche Veränderung
an dem Registersatz 105 führt zu einem Betriebszustandswechsel. Soweit
die Betriebszustände
vor und nach der Veränderung
an dem Registersatz verschiedenen Betriebsarten zugehörig sind,
geht mit dem Betriebszustandswechsel auch ein Wechsel der Betriebsart
einher.
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Der Registersatz 105 ist
an den Adressbus 108 und den Datenbus 107 angeschlossen
und wird vom Mikrocontroller 11 gesetzt. Nach einem Neustart der
Mikrorechnerschaltung 1 nimmt der Registersatz 105 einen
definierten Grundzustand in der Betriebsart A ein.
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Die Mikrorechnerschaltung 1 weist
eine Verknüpfungslogik 106 auf,
an deren Eingänge
der Steuersignalbus 109 und der Registersatz 105 angeschlossen
sind. Die Verknüpfungslogik 106 weist Ausgänge auf,
die an die Speichereinrichtungen 12, 13, 14 und 15 angeschlossen
sind. In Abhängigkeit von
den Steuersignalen 1190 und dem Betriebszustand, der im
Registersatz 105 hinterlegt ist, werden mit Hilfe dieser
Verknüpfungslogik 106 typgerechte Speichersteuersignale 1201, 1301, 1401 und 1501 zum
Speicherzugriff auf die Speichereinrichtungen 12, 13, 14 und 15 erzeugt.
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Dabei werden für den ersten und den zweiten
Programmspeicher 12 und 13 Lesesignale und bausteinspezifische
Programmiersignale bereitgestellt. Für den Datenspeicher 14 und
den Pufferspeicher 15 werden Schreibsignale und Lesesignale
erzeugt.
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Dazu ist in 2 die Zuordnung von Speichereinrichtungen 12, 13, 14 und 15 zum
Programmspeicherbereich und zum Datenspeicherbereich des Mikrocontrollers 11 in
Abhängigkeit
von der Betriebsart und dem Betriebszustand schematisch dargestellt.
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Die weitere Beschreibung geht von
einer Mikrorechnerschaltung 1 aus, bei der der erste Programmspeicher 12 ein
gültiges
und aktives Betriebssystem und Programmroutinen zur Grundinitialisierung
des Mikrocontrollers 11 und ein Dienstprogramm zum Kopieren
von Speicherinhalten aufweist.
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Bei der Inbetriebsetzung der Mikrorechnerschaltung
und damit initial rückgesetztem
Registersatz 105 ist in einem ersten Betriebszustand a
einer ersten Betriebsart A der erste Programmspeicher 12 dem
Programmspeicherbereich des Mikrocontrollers 11 zugeordnet.
Der Mikrocontroller 11 arbeitet die im ersten Programmspeicher 12 hinterlegten
Programmsequenzen ab. Dazu werden mit der Verknüpfungslogik 106 typabhängige erste
Programmspeichersteuersignale 1201 zum Lesen des ersten
Programmspeichers 12 erzeugt. Dabei wird der Mikrocontroller 11 zunächst grundinitialisiert
und im weiteren bestimmungsgemäß die Instruktionen
des aktiven Betriebssystems aus dem elektrisch programmierbaren
Festwertspeicher 12 ausgeführt, wobei der statische Schreib-Lese-Speicher 14 als
Arbeitsspeicher vorgesehen und dem Datenspeicherbereich des Mikrocontrollers 11 zugeordnet
ist. Dazu werden mit der Verknüpfungslogik 106 typabhängige erste Programmspeichersteuersignale 1201 zum
Lesen des ersten elektrisch programmierbaren Festwertspeichers 12 und
Datenspeichersteuersignale 1401 zum Lesen und Schreiben
des statischen Schreib-Lese-Speichers 14 erzeugt.
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Zur Aktualisierung des Betriebssystems
wird nun der Mikrocontroller 11 durch Setzen einer Registerzelle
im Registersatz 105 in einen ersten Betriebszustand a einer
zweiten Betriebsart B versetzt. Dabei wird in einem ersten Schritt
dem Datenspeicherbereich der physische Pufferspeicher 15 zugeordnet. Dem
Programmspeicherbereich ist weiterhin der erste Programmspeicher 12 zugeordnet.
Dazu werden mit der Verknüpfungslogik 106 typabhängige erste Programmspeichersteuersignale 1201 zum
Lesen des ersten elektrisch programmierbaren Festwertspeichers 12 und
Pufferspeichersteuersignale 1501 zum Schreiben des statischen
Schreib-Lese-Speichers 15 erzeugt.
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In vorteilhafter Weise werden wechselweise die
Zustände
Aa,Ba,Aa,Ba,... eingenommen um längere
Unterbrechungen des bestimmungsgemäßen Datenaustausches und Gebrauchs
zu vermeiden, das heißt,
damit kann der Automatisierungsprozess weiterlaufen.
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In dieser zweiten Betriebsart B werden
von der zentralen Einrichtung 2 über das Netzwerk 20 gesendete
Datenpakete über
die Kommunikationsschnittstelle 1120 empfangen und im Pufferspeicher 15 abgelegt.
Die Gesamtheit aller in der Betriebsart B empfangenen Datenpakete
ist eine neue Version des Betriebssystems für den Mikrocontroller 11.
Nach vollständigem
Empfang aller Datenpakete wird der Mikrocontroller 11 durch
Setzen einer Speicherzelle des Registersatzes 105 in eine
dritte Betriebsart C versetzt.
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In dieser dritten Betriebsart C wird
der Inhalt des Pufferspeichers 15 in den zweiten elektrisch
programmierbaren Festwertspeicher kopiert und damit der Festwertspeicher
umprogrammiert. In einem ersten Betriebszustand a ist dazu der erste
elektrisch programmierbare Festwertspeicher 12 dem Programmspeicherbereich
des Mikrocontrollers 11 zugeordnet. Dazu werden mit der
Verknüpfungslogik 106 typabhängige erste
Programmspeichersteuersignale 1201 zum Lesen des ersten
elektrisch programmierbaren Festwertspeichers 12 erzeugt.
Der Mikrocontroller 11 arbeitet die im ersten elektrisch
programmierbaren Festwertspeicher 12 hinterlegten Programmsequenzen
des Dienstprogramms zum Kopieren von Speicherinhalten ab. Darüber hinaus
sind in dem ersten Betriebszustand a dem Datenspeicherbereich periodisch
wechselweise der Pufferspeicher 15 und der zweite elektrisch
programmierbare Festwertspeicher 13 zugeordnet. Dazu werden
mit der Verknüpfungslogik 106 typabhängige Pufferspeichersteuersignale 1501 zum
Lesen des Pufferspeichers 15 und zweite Programmspeichersteuersignale 1301 zum
programmierenden Schreiben des zweiten elektrisch programmierbaren
Festwertspeichers 13 erzeugt.
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Während
in dem ersten Betriebszustand a die im ersten elektrisch programmierbaren
Festwertspeicher 12 abgelegte Version des Betriebssystems gültig und
aktiv ist, wird die neue Version des Betriebssystems in den zweiten
elektrisch programmierbaren Festwertspeicher 13 geschrieben.
Die aktive Version des Betriebssystems bleibt somit unangetastet
erhalten. Für
den Fall einer Störung
während
des Empfangs und der Umprogrammierung verfügt die Mikrorechnerschaltung 1 dennoch
stets über
ein gültiges
Betriebssystem und ist nach Beseitigung oder Wegfall der Störung zur
Wiederaufnahme des bestimmungsgemäßen Betriebes gerüstet.
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Nach vollständiger und erfolgreicher Umprogrammierung
des zweiten elektrisch programmierbaren Festwertspeichers 13 wird
durch Setzen einer Registerzelle im Registersatz 105 für die Betriebsarten
A, B und C der Betriebszustand b eingestellt. Durch Neustart der
Mikrorechnerschaltung 1 wird der Registersatz 105 in
seinen definierten Grundzustand zurückgesetzt und der Mikrocontroller 11 damit
in die Betriebsart A versetzt.
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Wie bereits oben beschrieben wird
der Mikrocontroller 11 in der Betriebsart A grundinitialisiert und
im weiteren bestimmungsgemäß die Instruktionen
des aktiven Betriebssystems aus dem elektrisch programmierbaren
Festwertspeicher ausgeführt. Dazu
sind in dem zweiten Betriebszustand b der zweite elektrisch programmierbaren
Festwertspeicher 13 dem Programmspeicherbereich und der
statische Schreib-Lese-Speicher 14 als
Arbeitsspeicher dem Datenspeicherbereich zugeordnet. Dazu werden
mit der Verknüpfungslogik 106 typabhängige zweite
Programmspeichersteuersignale 1301 zum Lesen des zweiten
elektrisch programmierbaren Festwertspeichers 13 und Datenspeichersteuersignale 1401 zum
Lesen und Schreiben des statischen Schreib-Lese-Speichers 14 erzeugt.
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Für
eine weitere Umprogrammieren des elektrisch programmierbaren Festwertspeichers
wird der Mikrocontroller 11 zunächst durch Setzen einer Speicherzelle
des Registersatzes 105 vorbereitend in eine zweite Betriebsart
B versetzt. Im zweiten Betriebszustand b der zweiten Betriebsart
B ist der zweite elektrisch programmierbare Festwertspeicher 13 dem
Programmspeicherbereich und der Pufferspeicher 15 dem Datenspeicherbereich
zugeordnet. Dazu werden mit der Verknüpfungslogik 106 typabhängige zweite
Programmspeichersteuersignale 1301 zum Lesen des zweiten
elektrisch programmierbaren Festwertspeichers 13 und Pufferspeichersteuersignale 1501 zum
Schreiben des statischen Schreib-Lese-Speichers 15 erzeugt.
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In der zweiten Betriebsart B werden
von der zentralen Einrichtung 2 über das Netzwerk 20 gesendete
Datenpakete über
die Kommunikationsschnittstelle 1120 empfangen und im statischen
Schreib-Lese-Speicher 15 abgelegt. Nach vollständigem Empfang
aller Datenpakete wird der Mikrocontroller 11 durch Setzen
einer Speicherzelle des Registersatzes 105 in den zweiten
Betriebszustand b der dritten Betriebsart C versetzt.
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Im zweiten Betriebszustand b der
dritten Betriebsart C wird der Inhalt des statischen Schreib-Lese-Speicher 15 in
den ersten elektrisch programmierbaren Festwertspeicher 12 kopiert
und damit der Festwertspeicher 12 umprogrammiert. Dazu
ist der zweite elektrisch programmierbare Festwertspeicher 13 dem
Programmspeicherbereich des Mikrocontrollers 11 zugeordnet
und mit der Verknüpfungslogik 106 werden
typabhängige
Steuersignale zum Lesen des zweiten elektrisch programmierbaren
Festwertspeichers 13 erzeugt. Der Mikrocontroller 11 arbeitet die
im zweiten elektrisch programmierbaren Festwertspeicher 13 hinterlegten
Programmsequenzen des Dienstprogramms zum Kopieren von Speicherinhalten
ab. Darüber
hinaus sind in dem zweiten Betriebszustand b dem Datenspeicherbereich
periodisch wechselweise der statische Schreib-Lese-Speicher 15 und
der erste elektrisch programmierbare Festwertspeicher 12 zugeordnet.
Dazu werden mit der Verknüpfungslogik 106 typabhängige Pufferspeichersteuersignale 1501 zum
Lesen des statischen Schreib-Lese-Speichers 15 und erste
Programmspeichersteuersignale 1201 zum programmierenden Schreiben
des ersten elektrisch programmierbaren Festwertspeichers 12 erzeugt.
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Während
in dem zweiten Betriebszustand b die im zweiten elektrisch programmierbaren
Festwertspeicher 13 abgelegte Version des Betriebssystems
gültig
und aktiv ist, wird die neue Version des Betriebssystems in den
ersten elektrisch programmierbaren Festwertspeicher 12 geschrieben.
Die aktive Version des Betriebssystems bleibt somit unangetastet
erhalten. Für
den Fall einer Störung
während des
Empfangs und der Umprogrammierung verfügt die Mikrorechnerschaltung 1 dennoch
stets über
ein gültiges
Betriebssystem und ist nach Beseitigung oder Wegfall der Störung zur
Wiederaufnahme des bestimmungsgemäßen Betriebes gerüstet.
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Nach vollständiger und erfolgreicher Umprogrammierung
des ersten elektrisch programmierbaren Festwertspeichers 12 wird
durch Setzen einer Registerzelle im Registersatz 105 für die Betriebsarten
A, B und C wieder der erste Betriebszustand a eingestellt. Durch
Neustart der Mikrorechnerschaltung 1 wird der Registersatz 105 in
seinen definierten Grundzustand zurückgesetzt und der Mikrocontroller 11 damit
in die Betriebsart A versetzt. Damit ist die Ausgangssituation wiederhergestellt.
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In besonderer Ausgestaltung der Erfindung kann
vorgesehen sein, die Programmsequenzen für die Grundinitialisierung
sowie die Dienstprogramme zum Kopieren von Speicherinhalten und
zum Testen von Speichereinrichtungen in einem dritten Programmspeicher
abzulegen. Vorteilhafterweise steht dadurch das gesamte Speichervolumen
des ersten und zweiten Programmspeichers 12 und 13 für Programmsequenzen
des Betriebssystems zur Verfügung.
Darüber
hinaus wird dadurch die gleichzeitige Aktualisierung der Dienstprogramme
zusammen mit dem Betriebssystem verzichtbar. Dementsprechend sinkt
der Zeitbedarf für
die Aktualisierung des Betriebssystems und die Verfügbarkeit
der Mikrorechnerschaltung für
den bestimmungsgemäßen Gebrauch
wird erhöht.
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- 1
- Mikrorechnerschaltung
- 101
- Adresslatch
- 105
- Registersatz
- 106
- Verknüpfungslogik
- 107
- Datenbus
- 108
- Adressbus
- 109
- Steuersignalbus
- 11
- Mikrocontroller
- 1100
- Port 0
- 1102
- Port 2
- 1120
- Kommunikationsschnittstelle
- 1190
- Steuersignale
- 1191
- Adressengültigsignal
- 12
- Erster
Programmspeicher
- 1201
- Erstes
Programmspeichersteuersignal
- 13
- Zweiter
Programmspeicher
- 1301
- Zweites
Programmspeichersteuersignal
- 14
- Datenspeicher
- 1401
- Datenspeichersteuersignal
- 15
- Pufferspeicher
- 1501
- Pufferspeichersteuersignal
- 2
- Zentrale
Einrichtung
- 20
- Netzwerk