DE19618952A1

DE19618952A1 - CPU Rücksetzschaltung

Info

Publication number: DE19618952A1
Application number: DE19618952A
Authority: DE
Inventors: Seong-Kue Park
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2016-05-11
Also published as: KR960042351A; AU673320B1; ITMI961071A1; KR0177093B1; IT1283076B1; ITMI961071A0; US5652836A; DE19618952C2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerung zur Stabilisierung des Betriebs eines Systems und insbesondere auf eine CPU-Rücksetzschaltung für das Rücksetzen einer zen tralen Verarbeitungseinheit (nachfolgend als CPU bezeichnet) beim Erkennen alle Arten unstabiler Zustände, um den Betrieb des Systems zu stabilisieren.

Die vorliegende Erfindung für eine CPU-Rücksetzschaltung für das Rücksetzen einer CPU beim Erkennen alle Arten unstabiler Zustände basiert auf der koreanischen Anmeldung Nr. 14069/1995, die hiermit für alle Zwecke durch Bezugnahme ein geschlossen wird.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Im allgemeinen besteht eine CPU-Rücksetzschaltung aus einem Pegeldetektor und einer Überwachungsschaltung. Im vorliegen den Fall mißt der Pegeldetektor einen Ausschlag der Energie versorgung, die die CPU versorgt und schützt die CPU. Auch in dem Fall, daß eine Hardware oder eine Software eines Produk tes in einer Falle gefangen ist, startet die Überwachungs schaltung die CPU und gestattet es der CPU aus der Falle zu entkommen. Wie oben beschrieben ist, wird die CPU-Rücksetz schaltung notwendigerweise in allen Produkten gefordert, die die CPU verwenden, insbesondere in einem Produkt, bei dem Zu verlässigkeit gefordert wird.

In üblicher Weise ist Fig. 1 eine Ansicht, die eine konven tionelle CPU-Rücksetzschaltung zeigt. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 10 einen Pegeldetektor und die Bezugszahl 20 eine Überwachungsschaltung, wobei jede von ihnen Ausgangsleitungen 14 und 16 aufweist, wobei die Aus gangsleitungen 14 und 16 gemeinsam mit einem Knoten 18 ver bunden sind. Somit wird ein Rücksetzsignal, das vom Pegelde tektor 10 oder der Überwachungsschaltung 20 ausgegeben wird, gemeinsam an den Knoten 18 gelegt und an einen Rücksetzan schluß der CPU ausgegeben. Das heißt, in einem drahtgebunde nen Oder-Zustand führt der Knoten 18 einen ODER-Gatter Be trieb des Rücksetzsignals, das heißt, des Ausgangswert des Pegeldetektors 10 und der Überwachungsschaltung 20, aus.

Wenn die CPU-Rücksetzschaltung wie in Fig. 1 konstruiert ist, kann sie so ausgebildet sein, daß sie das Rücksetzsignal ent weder in einem "hohen" aktiven Zustand oder einem "niederen" aktiven Zustand darstellt. Bei der folgenden Beschreibung der Fig. 1 wird angenommen, daß sich das Rücksetzsignal im hohen aktiven Zustand befindet.

Vor allem wird nachfolgend detailliert der Betrieb des Pegel detektors 10 beschrieben. Nach einem Vergleich der Referenz spannung, die an einem Positron (+) eines Operationsverstär kers U1 zugeführt wird, mit dem Ausschlag der Energieversor gung VCC, die mit einem Negatron (-) des Operationsverstär kers U1 verbunden ist, wechselt der Ausgangsanschluß des Pe geldetektors 10, wenn der Pegel der Energieversorgung VCC kleiner ist als der der Referenzspannung, vom niedrig aktiven Zustand in den hohen aktiven Zustand, so daß das Rücksetz signal im hohen aktiven Zustand die CPU rücksetzen kann. Wie vorher erwähnt wurde, ist die Tatsache, daß der Ausschlag der Energieversorgung VCC vollständig an den Ausgangsanschluß übertragen wird, ein Betriebsmerkmal des Pegeldetektors 10. Somit ist ein Zeitintervall, während dem das Rücksetzsignal der CPU ausgegeben wird, durch das Ausschlagen der Energie versorgung VCC gleich oder kleiner dem Zeitintervall, während dem das Ausschlagen der Energieversorgung VCC existiert.

In der Zwischenzeit ist die Überwachungsschaltung 20 der Fig. 1 im wesentlichen als ein Pulsgenerator ausgebildet. Somit erzeugt, wenn ein Löschsignal WD_CLR, das anzeigt, daß sich die CPU in einem normalen Zustand befindet, periodisch ange legt wird, der Pulsgenerator keinen Puls. Wenn sich die CPU jedoch in einem abnormalen Zustand befindet und somit das Löschsignal WD_CLR nicht angelegt wird, erzeugt der Pulsgene rator den Puls so lange, wie das eine Zeitkonstante in einem Kondensator C3 bestimmt. In diesem Augenblick dient der hohe aktive Zustand des Pulses als Rücksetzsignal für das Rückset zen der CPU und das Rücksetzsignal wird kontinuierlich ausge geben, solange die CPU betrieben wird.

In der CPU-Rücksetzschaltung der Fig. 1, wie sie oben be schrieben wurde, hat die Überwachungsschaltung 20 ein kleines Problem, da das Rücksetzsignal ein passendes Zeitintervall für die Ausgabe benötigt. Jedoch ergibt sich ein Problem da durch, daß der Pegeldetektor 10 die CPU nicht rücksetzen kann, da er das Rücksetzsignal während des Zeitintervalls er zeugt, das gleich oder kleiner ist als das Zeitintervall, während dem das Ausschlagen der Energieversorgung VCC exi stiert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine CPU-Rücksetzschaltung für das normale Rücksetzen einer CPU nach einer Fehlfunktion des Systems oder nachdem sich die CPU in einem abnormalen Zustand befindet, zu schaffen.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine CPU-Rücksetzschaltung für das Überwinden eines Problems zu schaffen, insofern der Pegeldetektor die CPU nicht rücksetzen kann, da er ein Rücksetzsignal erzeugt während eines Zeitin tervalls, das gleich oder kleiner ist wie das Zeitintervall, während dem ein Ausschlagen der Energieversorgung existiert.

Diese und andere Aufgaben können gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung mit einer Schaltung für das Rücksetzen einer Steuerung erzielt werden, die ein System steuert und die folgendes umfaßt: eine Pegeldetektionsvorrichtung für die Ausgabe eines ersten Rücksetzsignals, das anzeigt, daß sich die Steuerung in einem abnormalen Zustand befindet, in Über einstimmung mit einem Ergebnis des Vergleichs eines ersten Referenzpegels mit einem Ausschlag der Energieversorgung, die an das System angelegt ist; eine Überwachungsschaltung zur Ausgabe eines zweiten Rücksetzsignals, das anzeigt, daß sich die Steuerung in einem abnormalen Zustand befindet gemäß dem Ergebnis eines Vergleichs eines vorgegebenen zweiten Refe renzpegels mit einem Eingangssignal der Steuerung, das an zeigt, daß die Steuerung in einer Falle gefangen ist; und ei ner Verbindungsvorrichtung zur Bereitstellung des ersten Rücksetzsignals, das heißt des Ausgangssignals der Pegelde tektionsvorrichtung, als Eingangssignal.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Ein besseres Verständnis dieser Erfindung und vieler der da mit verbundenen Vorteile wird leicht deutlich, so wie diese besser verstanden wird durch Bezugnahme auf die folgende de taillierte Beschreibung, wenn diese in Verbindung mit den be gleitenden Zeichnungen betrachtet wird, in denen gleiche Be zugszeichen die gleichen oder ähnliche Elementkomponenten be zeichnen, wobei:

Fig. 1 eine Ansicht ist, die eine konventionelle CPU-Rück setzschaltung zeigt;

Fig. 2 ein Blockdiagramm ist, das die Konstruktion einer er findungsgemäßen CPU-Rücksetzschaltung zeigt; und

Fig. 3 eine Ansicht ist, die eine Ausführungsform der erfin dungsgemäßen CPU-Rücksetzschaltung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, das die Konstruktion einer er findungsgemäßen CPU-Rücksetzschaltung zeigt, die einen Pegel detektor 10 und eine Überwachungsschaltung 20 umfaßt, wobei der Pegeldetektor 10 und die Überwachungsschaltung 20 mitein ander verbunden sind. Wenn man berücksichtigt, daß ein Zeit intervall eines Rücksetzsignals des Pegeldetektors 10 nicht lange genug ist, um eine CPU rückzusetzen, wird das Rücksetz signal des Pegeldetektors 10 direkt nicht an die CPU sondern an die Überwachungsschaltung 20 angelegt. Weiterhin wird das Rücksetzsignal, das ein passendes Zeitintervall aufweist, an die CPU an einem Ausgabeanschluß der Überwachungsschaltung 20 angelegt.

Fig. 3 ist eine Ansicht, die eine Ausführungsform der erfin dungsgemäßen CPU-Rücksetzschaltung zeigt. In der CPU-Rück setzschaltung der Fig. 3, die die gleiche ist, wie die von Fig. 1, wird angenommen, daß das an die CPU angelegte Rück setzsignal so ausgelegt wird, daß es sich in einem hohen ak tiven Zustand befindet. Zuerst wird eine Ausgangsleitung 14 des Pegeldetektors 10 mit einem Knoten 30 der Überwachungs schaltung 20 und eine Ausgangsleitung 16 der Überwachungs schaltung 20 mit einem Rücksetzanschluß der CPU verbunden. Im Ergebnis werden das Rücksetzsignal, das von der Überwachungs schaltung 20 ausgegeben wird, als auch das Rücksetzsignal, das von der Pegeldetektorschaltung 10 ausgegeben wird, durch die Ausgangsleitung 16 der Überwachungsschaltung 20 ausgege ben.

Wie in Fig. 3 dargestellt ist, besteht der Pegeldetektor 10 der erfindungsgemäßen CPU-Rücksetzschaltung aus einer Pegel detektor- (nachfolgend als LD bezeichnet) referenzspannungs einheit 110, einer LD-Leistungseingabeeinheit 120, einer LD- Hystereseeinheit 130, einem LD-Vergleicher 220 und einem LD- Verbinder 140.

Die LD-Referenzspannungseinheit 110 ist mit einem Widerstand R1 und Dioden D1 und D2 aufgebaut, und die Vorwärtsvorspan nungen der Dioden D1 und D2, die gemeinsam miteinander verbun den sind, werden als Referenzspannung des LD-Vergleichers 220 verwendet. Die Vorwärtsvorspannungen werden an ein Negatron (-) eines Operationsverstärkers U1A des LD-Vergleichers 220 gelegt.

Weiterhin ist die LD-Leistungseingabeeinheit 120 aus Verteil widerständen R2 und R3 zusammengesetzt und eine Verteilspan nung, die durch die Verteilwiderstände R2 und R3 verteilt wird, wird an ein Positron (+) des Operationsverstärkers U1A angelegt. Somit vergleicht der LD-Vergleicher 220 einen Pegel der Verteilspannung, die an das Positron (+) angelegt wird, mit der einer Referenzspannung, die an das Negatron (-) ange legt wird. Wenn somit der Pegel der Verteilspannung kleiner ist als der der Referenzspannung, gibt der Operationsverstär ker U1A den niedrig aktiven Zustand aus. Die LD-Hysterese 130, die mit einem Widerstand R4 zwischen den Positronein gangsanschluß und Ausgangsanschluß des LD-Vergleichers 220 angeschlossen ist, gibt ein Ausgangssignal des LD-Verglei chers 220 an den Positroneingabeanschluß, um somit den Pegel der an den Positroneingabeanschluß angelegten Spannung so einzustellen, das er verschieden ist in Übereinstimmung mit dem Ausgabezustand des LD-Vergleichers 220. Das heißt, da die LD-Hystereseeinheit 130 es ermöglicht, den Pegel der Verteil spannung auf einen oberen Schwellwertpegelpunkt UTP und einen unteren Schwellwertpegelpunkt LTP zu setzen, hat das Aus gangssignal des LD-Vergleichers 220 eine Hysterese. Bezüglich des Betriebskennzeichens, wenn die Energie angelegt wird und der Pegel der Verteilspannung mehr als der obere Schwellwert pegelpunkt UTP beträgt, wird der Betrieb des Rücksetzens an der CPU-Rücksetzschaltung freigegeben. Darüberhinaus wird, wenn der Pegel der Verteilspannung mindestens gleich ist wie der untere Schwellwertpegelpunkt LTP, dessen Betrieb durchge führt.

Im niedrig aktiven Zustand dient der Operationsverstärker U1A, das ist der LD-Vergleicher 220, als ein offener Kollek tor, der passend den Strom aufnimmt und einen gewünschten niedrigen Pegel, das heißt den Erdpegel, ausgibt. Im Gegen satz dazu befindet sich im hoch aktiven Zustand der Opera tionsverstärker U1A in einem Zustand hoher Impedanz. Der LD- Verbinder 140 ist zusammengesetzt aus einem Widerstand R5, der mit dem Ausgangsanschluß des LD-Vergleichers 220 verbun den ist und es ermöglicht, daß der Pegeldetektor 10 und die Überwachungsschaltung 20 miteinander verbunden werden. Der Widerstandswert des Verbindungswiderstands R5 wird vorzugs weise im Vergleich mit einem Kennzeichen einer Überwachungs schaltungs- (nachfolgend als WD bezeichnet) Lade- /Entladeeinheit 200 ausgewählt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht die Überwachungs schaltung 20 der CPU-Rücksetzschaltung aus einer Signaleinga beeinheit 150 zur Eingabe eines Löschsignals WD_CLR, das pe riodisch an die CPU angelegt wird, einer WD-Initialisierungs einheit 160, einer WD-Referenzspannungseinheit 170, einer WD- Hystereseeinheit 180, eines WD-Vergleichers 190, einer WD-La de-/Entladeeinheit 200 und einer Hochzieheinheit 210.

Betrachtet man eine Erklärung der Überwachungsschaltung 20, so dienen, wenn die Energieversorgung VCC angelegt wird, die Referenzspannungseinheit 170, der WD-Vergleicher 190, die WD- Hystereseeinheit 180 und die WD-Lade-/Entladeeinheit 200 als Pulsgenerator. Hierbei werden die Pulsperiode und das Tast verhältnis durch die positive Komponentencharakteristik der WD-Lade-/Entladeeinheit 200 und der WD-Referenzspannungsein heit 170 bestimmt. Zu dieser Zeit wird, wenn der Pegel der Referenzspannung, die an ein Positron (+) eines Operations verstärkers U1B angelegt wird, höher ist als die einer Ein gangsspannung, die an ein Negatron (-) davon angelegt ist, der Ausgang des WD-Vergleichers 190 auf den hohen aktiven Zu stand geändert. Das heißt, wenn das Löschsignal WD_CLR nicht angelegt wird, so wird der Ausgang des WD-Vergleichers 190 im hohen aktiven Zustand gehalten. In diesem Fall wird, umsomehr als der Kondensator C3 der Lade-/Entladeeinheit 200 sich kon tinuierlich in einem Ladezustand befindet, ein Potential, das an das Negatron (-) des WD-Vergleichers 190 angelegt wird, höher und höher. Somit wird, wenn der Pegel des Potentials, das an dessen Negatron (-) angelegt wird, höher ist als der der Referenzspannung, die an das Positron (+) des WD-Verglei chers 190 angelegt wird, der Ausgang des WD-Vergleichers 190 in den niedrig aktiven Zustand geändert, so daß sich der Kon densator C3 in einem entladenen Zustand befinden kann, um so mit einen Pfad durch die Initialisierungseinheit 160 zu bil den. In so einem Fall wiederholt die WD-Lade-/Entladeeinheit 200 das Laden und Entladen in Übereinstimmung mit dem Aus gangszustand des WD-Vergleichers 190. Im Ergebnis wird der Puls kontinuierlich an der Ausgangsleitung 16 der Überwa chungsschaltung 20 erzeugt. Es wird nämlich das Ausgangs signal, das kontinuierlich an die Überwachungsschaltung 20 gelegt wird, erzielt, bis das Löschsignal WD_CLR an die Über wachungsschaltung durch den Betrieb der CPU gelegt wird.

Die Initialisierungseinheit 160 bildet als Rückwärtsvorspann diode D5 einen Leistungspfad, da das Potential, das in den Kondensator C3 geladen wurde, entladen wird, und sie legt die Energieversorgung VCC an das Negatron (-) des WD-Vergleichers 190, womit die obige Energieversorgung VCC mit der an das Po sitron (+) des WD-Vergleichers 190 gelegten Referenzspannung verglichen wird. Nun, da der Operationsverstärker U1B als of fener Kollektor dient, zieht die Hochzieheinheit 210 das Po tential der Energieversorgungseinheit VCC nach oben, um einen stabilen hohen aktiven Zustand zu liefern.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Betrieb jedes Teils der Überwachungsschaltung 20 und der Zustand der Ausgabe des Signals an die CPU der gleiche wie beim Stand der Technik. Die Konstruktion und der Betrieb des Pegeldetektors 10 können jedoch im Gegensatz zu denen der Fig. 1 ausgebildet werden. Der konventionelle Pegeldetektor 10 verwendet das Ausgangs signal der Überwachungsschaltung 20 als ein Ansteuerausgangs signal im hoch aktiven Zustand und das Rücksetzsignal der CPU in einem geoderten Format, aber der Pegeldetektor gemäß der vorliegenden Erfindung ist so ausgebildet, daß er im niedrig aktiven Zustand angesteuert wird. Somit wird, wenn das Aus schlagen der Energieversorgung gemessen wird, das Ausgangs signal im niedrig aktiven Zustand durch den LD-Verbinder 140 an den Knoten 30 ausgegeben. Da der niedrig aktive Zustand des Knotens 30 der gleiche ist wie der Zustand, bei dem das Löschsignal WD_CLR nicht angelegt wird, kann der Puls konti nuierlich an der Ausgangsleitung des WD-Vergleichers 190 er zeugt werden. Mit anderen Worten, der niedrig aktive Zustand des Knotens 30 ermöglicht es, daß der Puls durch ein Entladen des Potentials des geladenen Kondensators C3 der Überwa chungsschaltung 20 während einer kurzen Zeit erzeugt wird. Da das Tastverhältnis der Pulses, der gemäß dem obigen Betrieb erzeugt wurde, als Tastverhältnis des Pulses der Überwa chungsschaltung dient, kann die CPU passend rückgesetzt wer den.

Während die konventionelle CPU-Rücksetzschaltung entweder mit dem aktiv hohen Rücksetzen oder mit dem aktiv niedrigen Rück setzen betrieben werden kann, kann die CPU-Rücksetzschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung nur mit dem aktiv hohen Rücksetzen ausgebildet werden. Es ist jedoch für einen Fach mann offensichtlich, daß die CPU-Rücksetzschaltung zum Rück setzen der CPU mit dem aktiv niedrigen Rücksetzen ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden kann.

Wie aus vorigem deutlich wird, hat das einen Vorteil, dadurch daß der Ausgang des Pegeldetektors mit dem Eingang der Über wachungsschaltung verbunden ist, so daß die CPU das Ausschla gen der Energie, externen/internen Lärm, ein übertriebenes Signal und eine Falle der Hardware und Software verhindern, wie ebenso die CPU geschützt werden kann.

Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung oben im Detail beschrieben wurde, sollte es für Fachleute klar sein, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen der Elemente vorgenommen werden kön nen, ohne vom wahren Umfang der vorliegenden Erfindung abzu weichen, wie sie in den angehängten Ansprüchen definiert wird.

Claims

1. Schaltung für das Rücksetzen einer Steuerung, die ein Sy stem steuert, mit:
einer Pegeldetektionsvorrichtung zur Ausgabe eines er sten Rücksetzsignals, das anzeigt, daß sich die Steuerung in einem abnormalen Zustand befindet, in Übereinstimmung mit ei nem Ergebnis des Vergleichs eines vorgegebenen ersten Refe renzpegels mit dem Ausschlagen einer Energieversorgung, die an das System angelegt ist;
einer Überwachungsschaltung zur Ausgabe eines zweiten Rücksetzsignals, das anzeigt, daß sich die Steuerung in einem abnormalen Zustand befindet, in Übereinstimmung mit dem Er gebnis eines Vergleichs eines vorgegebenen zweiten Referenz pegels mit einem Eingangssignal der Steuerung, das anzeigt, daß die Steuerung in einer Falle gefangen ist; und
einer Verbindungsvorrichtung zum Bereitstellen des er sten Rücksetzsignals, das heißt, eines Ausgangssignals der Pegeldetektorvorrichtung, als Eingangssignal.

2. Schaltung für das Rücksetzen einer Steuerung, die ein Sy stem steuert, mit:
einer Pegeldetektionsvorrichtung zur Eingabe eines er sten Eingabesignals an einen ersten Anschluß, das ein Aus schlagen einer Energieversorgung anzeigt, die an das System angelegt ist, zur Eingabe eines vorgegebenen ersten Referenz pegels an einen zweiten Anschluß, zum Vergleichen des ersten Eingabesignals mit dem ersten Referenzpegel und zur Ausgabe eines ersten Rücksetzsignals, das anzeigt, daß sich die Steuerung in einem abnormalen Zustand befindet;
einer Lade-/Entladevorrichtung zum Laden/Entladen eines zweiten Eingabesignals der Steuerung, das anzeigt, daß die Steuerung in einer Falle gefangen ist;
einer Leitung zur Verbindung des ersten Rücksetzsignals als Ausgangssignal der Pegeldetektionsvorrichtung mit der La de-/Entladevorrichtung; und
einer Überwachungsschaltung zur Eingabe eines Signals an den ersten Anschluß, das in der Lade-/Entladevorrichtung ent laden wurde, zur Eingabe eines vorgegebenen zweiten Referenz pegels an den zweiten Anschluß, zum Vergleich des Signals mit dem zweiten Referenzpegel, und zur Ausgabe eines zweiten Rücksetzsignals, das anzeigt, daß sich die Steuerung in einem abnormalen Zustand befindet.