DE19818853A1 - Integrated logic circuit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine integrierte Logikschaltungsanord nung aus einer Prozessor- oder Controlleranordnung mit inter nen Prozessoreinheiten, wie Arithmetik-Logik-Einheit, Befehls zähler, Puffer, und mit mindestens einem internen Register oder Speicherelement mit Registerfunktion. Die Erfindung be trifft auch eine integrierte Logikschaltung, die eine sequen tielle Arbeitsweise aufweist und zumindest teilweise aus Flip- Flops besteht.The invention relates to an integrated logic circuit arrangement voltage from a processor or controller arrangement with inter NEN processor units, such as arithmetic logic unit, instruction counter, buffer, and with at least one internal register or storage element with register function. The invention be also hits an integrated logic circuit that sequences one tial working method and at least partially from flip Flops exist.
Es sind Logikschaltungen bekannt, die als Prozessoren ausge bildet sind, welche über flüchtige interne Register und Adreß-, Daten- und andere Puffer verfügen.Logic circuits are known which are designed as processors which are via volatile internal registers and Address, data and other buffers.
Zumeist sind diese Prozessoren auch mit externen und/oder internen Programm- und Datenspeichern versehen. Diese Speicher bestehen aus einer Speichermatrix, welche eine Anzahl ein zelner Speicherzellen sowie die zur Auswahl und zum Speicher zugriff erforderliche Logik (z. B. Dekoder, I/O-Stufen und Puffer) enthält.Most of these processors are also with external and / or internal program and data memories. This store consist of a memory matrix, which is a number individual memory cells as well as those for selection and storage access required logic (e.g. decoder, I / O stages and Buffer) contains.
Die genannten Register umfassen beispielsweise Befehlsregister, Befehlszähler, Datenregister, Bedingungsregister, Zwischen- und Hilfsregister, Interruptregister, Pointer und/oder Stack register. Zu den Puffern gehören beispielsweise Adreßpuffer, Datenpuffer, Puffer für Steuer- und I/O-Signale, Interruptsig nale sowie zusätzliche Pufferelemente, beispielsweise für die Zustandsspeicherung in internen Funktionsblöcken, wie Arithme tik-Logikeinheit, Adreßwerk, Rechenwerk, Steuerwerk, Inter ruptsteuerlogik, Speicherzugriffssteuerung, Befehlsdekodierer und Ablaufsteuerung.The registers mentioned include, for example, command registers, Command counter, data register, condition register, intermediate and auxiliary register, interrupt register, pointer and / or stack register. The buffers include, for example, address buffers, Data buffer, buffer for control and I / O signals, interrupt interrupt nale and additional buffer elements, for example for the State storage in internal function blocks, such as arithmetic logic unit, address unit, arithmetic unit, control unit, inter main control logic, memory access control, instruction decoder and sequence control.
Die externen und internen Programm- und Datenspeicher werden sowohl als flüchtige als auch als nichtflüchtige Speicher realisiert. Flüchtige Speicher, wie beispielsweise SRAMs und DRAMs, besitzen den Vorteil einer hohen Zugriffsgeschwindig keit, wodurch die Anwendung als schnelle Schreib-/Lesespeicher unterstützt wird. Nachteilig ist jedoch, daß diese Speicher bei Spannungsunterbrechungen ihren Inhalt verlieren, wenn nicht zusätzliche Maßnahmen - z. B. eine Batteriepufferung - vorgesehen werden.The external and internal program and data storage will be both as volatile and non-volatile memories realized. Volatile memories, such as SRAMs and DRAMs have the advantage of high access speed speed, which makes the application a fast read / write memory is supported. The disadvantage, however, is that this memory lose their content in the event of voltage interruptions if not additional measures - e.g. B. battery backup - be provided.
Eine bekannte Möglichkeit zur Vermeidung eines Programm- oder Datenverlustes durch eine Spannungsunterbrechung besteht in der Realisierung nichtflüchtiger Speicherbereiche für Prozes soren durch die Nutzung eines ROM, (E)EPROM oder eines Flash- Speichers. Diese Speicher behalten ihren Inhalt auch ohne eine Spannungspufferung bei Unterbrechungen der Betriebsspannung, können jedoch nicht oder nur begrenzt oft mehrfach beschrieben werden. Weiterhin besitzen sie im Vergleich zu SRAMs und DRAMs relativ große Schreibzeiten. Aus diesen Gründen finden die genannten nichtflüchtigen Speichertypen hauptsächlich als Speicher für Programme und Parameter Verwendung, die nicht oder nur relativ selten verändert werden müssen.A known way to avoid a program or Data loss due to a voltage interruption exists in the realization of non-volatile memory areas for processes sensors by using a ROM, (E) EPROM or a flash Memory. These memories keep their content even without one Voltage buffering in the event of interruptions in the operating voltage, cannot, however, be described more than once or only to a limited extent become. They also have compared to SRAMs and DRAMs relatively long writing times. For these reasons, they find named non-volatile memory types mainly as Memory for programs and parameters that are not used or only need to be changed relatively rarely.
Eine Kombination der Vorteile eines flüchtigen Speichers (hohe Zugriffsgeschwindigkeit) und eines nichtflüchtigen Speichers (Datenerhalt auch bei Spannungsunterbrechung) bieten bei spielsweise nvSRAMs, Ferro-RAMs und magnetoresistive RAMs.A combination of the advantages of volatile memory (high Access speed) and a non-volatile memory (Data retention even in the event of a power failure) offer at for example nvSRAMs, Ferro-RAMs and magnetoresistive RAMs.
Speicher mit der Bezeichnung nvSRAM (non volatile SRAM) beste hen aus einem SRAM-Teil und einem EEPROM-Teil, wobei der EE- PROM als nichtflüchtiger Schattenspeicher für den SRAM dient, so daß der Dateninhalt auch bei Spannungsunterbrechung erhal ten bleibt. Ein nvSRAM zeichnet sich durch eine leichte Änder barkeit, eine große Anzahl von Schreibzyklen und eine hohe Zugriffsgeschwindigkeit aus. Der nvSRAM gestattet die Reali sierung nichtflüchtiger, schneller und leicht änderbarer Schreib-/Lesespeicher.Memory with the designation nvSRAM (non volatile SRAM) best consist of an SRAM part and an EEPROM part, the EE PROM serves as a non-volatile shadow memory for the SRAM, so that the data content is maintained even when the voltage is interrupted remains. An nvSRAM is characterized by a slight change Ability, a large number of write cycles and a high Access speed. The nvSRAM allows the reali non-volatile, faster and easily changeable Read / write memory.
nvSRAMs werden heute insbesondere als externe Datenspeicher verwendet. Grundsätzlich ist auch eine Realisierung als inte grierter Speicherbereich für Daten und Programme in Prozesso ren bzw. Controllern möglich.nvSRAMs are used today especially as external data storage used. In principle, implementation as an inte Free memory area for data and programs in processing or controllers possible.
Während die genannten externen und/oder internen Speicher der Speicherung von Programmen und Datenbereichen dienen, werden die internen Register und Puffer hauptsächlich zur Zwischen speicherung von Daten und Programmcode, Adreß- und I/O-Infor mationen sowie Zwischenresultaten von Operationen des Prozes sors genutzt, die der unmittelbaren Programmabarbeitung und der Steuerung der Arbeitsweise des Prozessors und seiner Peri pherie dienen.While the external and / or internal storage of the Storage of programs and data areas are used the internal registers and buffers mainly for intermediate Storage of data and program code, address and I / O information mations and intermediate results of operations of the process used for direct program processing and controlling the operation of the processor and its peri serve pheria.
Diese internen Register und Puffer werden mit einer sehr gro ßen Anzahl von Schreib-/Lesezyklen beansprucht. Weiterhin wird für sie eine hohe Zugriffsgeschwindigkeit gefordert, da diese einen direkten Einfluß auf die Leistungsfähigkeit und Arbeits geschwindigkeit des Prozessors besitzt. Aus diesem Grunde werden die Register und Puffer gegenwärtig grundsätzlich als flüchtige Speicherelemente mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit, beispielsweise als aus Flip-Flops aufgebaute Einheiten, ausge führt.These internal registers and buffers are very large large number of read / write cycles. Will continue a high access speed is required for them, since this a direct impact on performance and work processor speed. For this reason the registers and buffers are currently basically called volatile memory elements with high working speed, for example, as units constructed from flip-flops leads.
Nachteilig ist hierbei, daß diese internen Register und Puffer bei Spannungsunterbrechungen ihren Inhalt verlieren, so daß die betreffenden Informationen bei einem Wiederanlauf des Prozessors nicht mehr zur Verfügung stehen. Hieraus ergibt sich regelmäßig die Notwendigkeit eines Neustarts des Systems mit einer Reinitialisierung der Registerinhalte. The disadvantage here is that these internal registers and buffers lose their content in the event of voltage interruptions, so that the relevant information when the Processor are no longer available. From this results regularly the need to restart the system with a reinitialization of the register contents.
Zur Vermeidung dieses Nachteils können zusätzliche Maßnahmen, wie beispielsweise eine Batteriepufferung des Prozessors, vorgesehen werden. Hierbei stellt allerdings die Lebensdauer der Pufferbatterie ein Problem dar. Zur Lösung desselben wer den zusätzliche Maßnahmen, wie beispielsweise die Realisierung eines Power-Managements, erforderlich. Dabei werden verschie dene Stromsparverfahren, wie Abschaltung von Teilkomponenten oder Verringerung der Taktrate, eingesetzt. Diese Mittel erhö hen allerdings den Herstellungsaufwand von Prozessoranordnun gen.To avoid this disadvantage, additional measures, such as battery backup of the processor, be provided. However, this represents the lifespan the backup battery is a problem. To solve the same who the additional measures, such as implementation power management. Here are different energy saving procedures, such as switching off sub-components or reducing the clock rate. Increase these funds hen, however, the manufacturing cost of processor arrangement gene.
Prozessoranordnungen mit höherer Leistung sind außerdem durch einen höheren Stromverbrauch gekennzeichnet, so daß sich Ein schränkungen in der langfristigen Anwendbarkeit einer Batte riepufferung ergeben. Hierbei werden dann weitere Maßnahmen, die einen zusätzlichen Aufwand darstellen, zur Datensicherung erforderlich.Higher performance processor arrays are also through characterized a higher power consumption, so that one limitations in the long-term applicability of a battery buffering result. In this case, further measures that represent an additional effort for data backup required.
Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung eines Datenverlustes bei einer Unterbrechung besteht darin, die aktuellen Inhalte von internen Registern, Speichern und Puffern in einen nicht flüchtigen Speicher auszulagern. Hierfür können beispielsweise EEPROMs oder Flash-Speicher verwendet werden.Another way to avoid data loss in the event of an interruption, the current content of internal registers, stores and buffers in one not swap volatile memory. For example EEPROMs or flash memory can be used.
Eine ähnliche Wirkung zeigt das bei Notebooks bekannte Suspend-To-Disk-Verfahren, durch welches sichergestellt wird, daß ein vor dem Ausschalten gesicherter Arbeitszustand, ein schließlich der aktivierten Programme, wiederhergestellt wer den kann.The known effect of notebooks shows a similar effect Suspend-to-disk procedure, which ensures that a working state secured before switching off, a finally the activated programs, whoever is restored that can.
Nach einem Power-Up-Reset werden geeignete Startroutinen auf gerufen, die eine korrekte Weiterführung der Arbeit des Pro zessors unterstützen. Die Zugriffssteuerung auf genutzte Spei cherbereiche kann durch Softwareroutinen erfolgen, so daß in Bearbeitung befindliche Datensegmente oder geöffnete Files mit undefiniertem Inhalt erkannt werden.After a power-up reset, suitable start routines are opened called the correct continuation of the work of the Pro support the cessors. Access control to used memory areas can be done by software routines, so that in Processing existing data segments or open files with undefined content can be recognized.
Eine unterbrechungsfreie Fortsetzung der Arbeit des Prozessors oder des Mikrocontrollers nach Auslagerung der internen Regi ster- oder Pufferinhalte ist in den genannten Fällen nicht möglich, da nach Power-Up grundsätzlich eine Startroutine durchgeführt werden muß, die ein Zurückladen der bei Power- Down gesicherten Register- oder Speicherinhalte veranlaßt. Außerdem ist die Sicherung des aktuellen Arbeitsstandes bei unvorhergesehenen Spannungsunterbrechungen problematisch, da eine Abspeicherung des kompletten Datensatzes einschließlich der temporären Register, Adreß- und Datenpuffer sowie anderer Zustandsvariablen des Prozessors nur bedingt gewährleistet werden kann. Dies trifft insbesondere bei dem Suspend-To-Disk- Verfahren zu.An uninterrupted continuation of the processor's work or the microcontroller after outsourcing the internal regi There is no stereos or buffer content in the cases mentioned possible because basically a start routine after power-up must be carried out, the reloading of the power Down saved register or memory contents caused. The current work status is also included unforeseen voltage interruptions problematic because a storage of the complete data set including the temporary registers, address and data buffers and others State variables of the processor only guaranteed to a limited extent can be. This applies particularly to the suspend-to-disk Procedure to.
Es ist damit Aufgabe der Erfindung, eine integrierte Logik schaltung anzugeben, die unter Beibehaltung eines schnellen Zugriffs auf speichernde Elemente nach einem Spannungsausfall einen Wiederanlauf in dem Zustande, der vor dem Spannungsaus fall gegeben war, ermöglicht.It is therefore an object of the invention, an integrated logic circuit specify that while maintaining a fast Access to storage elements after a power failure a restart in the state before the power cut case was made possible.
Die Aufgabe der Erfindung wird bei integrierten Logikschaltun gen aus einer Prozessor- oder Controlleranordnung mit internen Prozessoreinheiten dadurch gelöst, daß zumindest interne Regi ster als nichtflüchtige Speicherelemente ausgebildet sind.The object of the invention is in the case of integrated logic circuits from a processor or controller arrangement with internal Processor units solved in that at least internal regi ster are designed as non-volatile memory elements.
Zweckmäßig ist darüber hinaus die Realisierung nichtflüchtiger innerer Pufferbereiche, so daß eine weitgehende Unterbrechbar keit auch innerhalb von Befehlszyklen erreicht werden kann.In addition, the implementation is non-volatile inner buffer areas, so that a largely interruptible speed can also be achieved within command cycles.
Mit den beschriebenen Registern und Puffern können Prozessoren realisiert werden, deren interne Dateninhalte bei Spannungs ausfall erhalten bleiben, so daß der Prozessor bei Wieder anlauf seine Arbeit praktisch unterbrechungsfrei fortsetzen kann.Processors can be used with the registers and buffers described can be realized, their internal data content at voltage failure remain, so that the processor when re- start practically without interruption can.
In einer günstigen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß Register und Pufferbereiche aus statischen Speicherelementen mit einem zugeordneten Shadow-EEPROM bestehen und daß eine Spannungs überwachungsschaltung mit einem bei Unterschreiten einer Soll spannung signalauslösenden Steuerausgang vorgesehen ist, der die nichtflüchtige Speicherübernahme steuernd mit den Register- und Pufferelementen verbunden ist. Hierbei ist es möglich, daß der Steuerausgang zum zusätzlichen externen An schluß ausgebildet ist.In a favorable embodiment it is provided that registers and buffer areas made up of static memory elements with a associated shadow EEPROM exist and that a voltage Monitoring circuit with a if a target is undershot voltage signal triggering control output is provided, the controlling the non-volatile memory takeover with the Register and buffer elements is connected. Here it is possible that the control output to the additional external An conclusion is formed.
Durch die erfindungsgemäße Anwendung einer Shadow-Anordnung für interne Register und Puffer von Prozessoren werden die Nachteile des Standes der Technik überwunden, da unter Beibe haltung einer schnellen Arbeitsweise des Prozessors nach einem Spannungsausfall ein Wiederanlauf des Prozessors in dem Zu stande, der vor dem Spannungsausfall gegeben war, ermöglicht wird.By using a shadow arrangement according to the invention for internal registers and buffers of processors Disadvantages of the prior art overcome, since under Beibe keeping the processor working fast after one Power failure a restart of the processor in the close status that existed before the power failure becomes.
Zur Anpassung der Arbeitsgeschwindigkeiten zueinander ist es zweckmäßig, daß die Zugriffszeit der nichtflüchtigen Register und Puffer zumindest in der Größenordnung gleich der Zugriffs zeit der Prozessoreinheiten ist.It is to adapt the working speeds to each other expedient that the access time of the non-volatile register and buffers at least on the order of equal to access time of the processor units.
Eine besonders günstige Ausgestaltung ist dadurch gekennzeich net, daß auch die internen und/oder externen Programm- und Datenspeicher als nichtflüchtige Speicher realisiert werden, so daß eine durchgängige Systemgestaltung hinsichtlich der non-volatile Arbeitsweise des Prozessors gegeben ist. Somit kann das gesamte Prozessorsystem vor Datenverlust gesichert werden und praktisch ein Start-/Stop-Betrieb bei Spannungs unterbrechungen durchgeführt werden.A particularly favorable embodiment is characterized net that also the internal and / or external program and Data storage can be realized as non-volatile storage, so that a consistent system design in terms of non-volatile mode of operation of the processor is given. Consequently can secure the entire processor system from data loss and practically a start / stop operation with voltage interruptions are carried out.
Schließlich ist es zweckmäßig, daß eine die STORE- und RECALL- Funktionen in dem Register, in dem internen und gegebenenfalls in externen Speichern synchronisierende Steuerleitung vor gesehen ist.Finally, it is advisable that the STORE and RECALL Functions in the register, in the internal and possibly control line synchronizing in external memories is seen.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß nichtflüchtige Register Speicher- und/oder Puffer elemente zumindest teilweise als Ferro-RAMs oder magnetoresi stive RAMs ausgebildet sind. A further advantageous embodiment of the invention exists in that non-volatile register memory and / or buffer elements at least partially as ferro RAMs or magnetoresi stive RAMs are formed.
Die erfindungsgemäße Aufgabenstellung wird bei integrierten Logikschaltungen, die eine sequentielle Arbeitsweise aufweisen und die zumindest teilweise aus Flip-Flops bestehen, auch dadurch gelöst, daß zumindest ein Flip-Flop nichtflüchtig ausgebildet ist.The task according to the invention is integrated Logic circuits that operate sequentially and which at least partially consist of flip-flops, too solved in that at least one flip-flop is non-volatile is trained.
Die sequentielle Arbeitsweise ist beispielsweise für Steuer schaltungen, Register und Zähler typisch. Mit der Ausstattung durch nichtflüchtige Flip-Flops besteht die Möglichkeit, Zu standsinformationen beispielsweise auch bei Spannungsunter brechungen zu speichern.The sequential way of working is for example for tax circuits, registers and counters typical. With the equipment through non-volatile flip-flops there is the possibility to Status information, for example, even in the event of a voltage drop save refractions.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spieles näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigtThe invention is described below with reference to an embodiment game are explained in more detail. In the accompanying drawings shows
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Pro zessors mit nichtflüchtigen Registern und Speichern mit Registerfunktion, Fig. 1 is a schematic representation of an inventive Pro zessors with non-volatile registers and memories with register function,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus einem abzuarbeitenden Programm, Fig. 2 shows a section of a program to be executed,
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung des Verhaltens nach einer Stromunterbrechung anhand des Programmausschnittes und Fig. 3 is a schematic diagram of the behavior after a power cut using the program section and
Fig. 4 einen Ablaufplan zur Verdeutlichung des programmtech nischen Einsprungs in den Ablauf nach einer Strom unterbrechung. Fig. 4 is a flowchart to illustrate the programmtech African jump in the process after a power interruption.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist ein Prozessor 1 mit einem in ternen Register 2, einem internen Puffer 3 mit Registerfunk tionen, einer Arithmetik-Logik-Einheit 4 und weiteren Prozes sorkomponenten 4a versehen. Das interne Register 2 und der interne Puffer 3 ist als Shadow-Konfiguration mit EEPROM- Zelle ausgeführt. Weiterhin ist ein interner Systembus 5 vor gesehen, der der Verbindung der Baugruppen untereinander dient. Weiterhin ist ein interner Speicher 6 integriert, der Teil des nicht näher dargestellten Programm- und Datenspei chers ist.As shown in Fig. 1, a processor 1 is provided with an internal register 2 , an internal buffer 3 with register functions, an arithmetic logic unit 4 and other processor components 4 a. The internal register 2 and the internal buffer 3 are designed as a shadow configuration with an EEPROM cell. Furthermore, an internal system bus 5 is seen before, which serves to connect the modules to one another. Furthermore, an internal memory 6 is integrated, which is part of the program and data memory (not shown).
Über einen externen Systembus 7 werden zusätzliche nichtflüch tige externe Datenspeicher (nvSRAM) 8 und externe Programm speicher (Flash) 9 an den Prozessor 1 gekoppelt. Über eine interne Steuerleitung 10 erfolgt eine Synchronisation der STORE-/RECALL-Vorgänge im Prozessor 1 und dem externen Daten speicher 8, so daß die notwendige Datenkonsistenz gewahrt werden kann.Via an external system bus 7 , additional non-volatile external data memories (nvSRAM) 8 and external program memories (flash) 9 are coupled to the processor 1 . The STORE / RECALL processes in the processor 1 and the external data memory 8 are synchronized via an internal control line 10 , so that the necessary data consistency can be maintained.
Die Versorgungsspannung des Systems wird ständig durch eine Spannungsüberwachungsschaltung 11 geprüft. Wird ein Absinken der Versorgungsspannung unter einen bestimmten Pegel fest gestellt, wird ein STORE-Vorgang ausgelöst. Für den STORE- Vorgang werden die aktuellen Rechen- und Übertragungsvorgänge im System gestoppt und anschließend eine Sicherung der Inhalte des Registers 2 und des Puffers 3 im EEPROM der Shadow-An ordnung veranlaßt. Die Weiterleitung des STORE-Signals an den externen Datenspeicher 8 erfolgt über eine externe Steuerlei tung 12. Die zur Datensicherung im EEPROM des Registers 2 und des Puffers 3 erforderliche Energie wird durch einen externen Kondensator 13 bereit gestellt, der über ein spezielles VCAP- Pin 14 angeschlossen wird.The supply voltage of the system is constantly checked by a voltage monitoring circuit 11 . If the supply voltage drops below a certain level, a STORE process is triggered. For the STORE process, the current computing and transmission processes in the system are stopped and then a backup of the contents of register 2 and buffer 3 in the EEPROM of the shadow arrangement is initiated. The STORE signal is forwarded to the external data memory 8 via an external control line 12 . The energy required for data backup in the EEPROM of register 2 and buffer 3 is provided by an external capacitor 13 which is connected via a special V CAP pin 14 .
Weiterhin ist eine Systemuhr 15 vorgesehen, die ebenfalls mit einem Kondensator 16 gepuffert werden kann. Der aktuelle Zeit stempel wird mit einer Prüfsumme gesichert, so daß nach einem Power-Up erkannt werden kann, ob die Systemuhr 15 im Zeitraum einer Spannungsunterbrechung durchgängig aktiv war.A system clock 15 is also provided, which can also be buffered with a capacitor 16 . The current time stamp is saved with a checksum, so that after a power-up it can be recognized whether the system clock 15 was continuously active during a voltage interruption.
Nach einem Power-Up wird zunächst der EEPROM-Inhalt der Shadow-Anordnung des Registers 2 und des Puffers 3 in den flüchtigen Teil der Shadow-Anordnung zurückgeladen, was als RECALL bezeichnet wird, und der bei Power-down gespeicherte Inhalt der Systemuhr 15 ausgelesen. Anstelle des Power-Up- Resets in herkömmlichen Prozessorsystemen kann optional ein Signal für eine Power-Up-Interruptroutine aktiviert werden. Anschließend werden die unterbrochenen Vorgänge fortgesetzt, ohne daß ein Neustart des Systems erfolgt.After a power-up, the EEPROM content of the shadow arrangement of register 2 and buffer 3 is first reloaded into the volatile part of the shadow arrangement, which is referred to as RECALL, and the content of system clock 15 stored during power-down is read out . Instead of the power-up reset in conventional processor systems, a signal for a power-up interrupt routine can optionally be activated. The interrupted processes are then continued without restarting the system.
Zum nächstmöglichen Zeitpunkt kann die Interruptroutine ge startet werden. In Abhängigkeit davon, ob Zeitbedingungen bei Spannungsunterbrechungen zu berücksichtigen sind (z. B. beim Einsatz in der Prozeßsteuerung), erfolgt eine Auswertung der Differenz zwischen gesicherter Systemzeit, die in einer Spei cherzelle 17 gespeichert ist, und der aktuellen Zeit, die in einer Speicherzelle 18 gespeichert ist. Wird eine Überschrei tung eines vorgegebenen Zeitintervalls festgestellt, können ein Systemneustart oder andere notwendigen Maßnahmen, z. B. Prüfung von Parametern oder Reinitialisierung von peripheren Baugruppen, durchgeführt werden. Wurde keine Verletzung von Zeitbedingungen und Parametern festgestellt, wird die Inter rupt-Routine ohne weitere Aktivitäten beendet und der aktuelle Programmablauf fortgesetzt. Wird auf eine derartige Interrupt routine verzichtet, kann vom Programm selbst eine Unterbre chung seiner Arbeit durch ein Power-Down nicht festgestellt werden.The interrupt routine can be started at the next possible time. Depending on whether time conditions in the event of voltage interruptions are to be taken into account (e.g. when used in process control), the difference between the saved system time, which is stored in a memory cell 17 , and the current time, which is in a memory cell, is evaluated 18 is stored. If an exceeding of a predetermined time interval is determined, a system restart or other necessary measures, e.g. B. Checking parameters or reinitialization of peripheral assemblies. If no violation of time conditions and parameters was found, the interrupt routine is ended without further activities and the current program flow is continued. If such an interrupt routine is dispensed with, the program itself cannot detect an interruption in its work due to a power down.
In Fig. 2 ist der Teil eines abzuarbeitenden Programmes dar gestellt. Beispielsweise tritt bei der Bearbeitung der Pro grammzeile 656 eine Spannungsunterbrechung ein, die einen Power-Down in dem Prozessor 1 erzwingt. Bei diesem Power-Down werden in der dargestellten Art und Weise die aktuellen Werte nichtflüchtig gespeichert und stehen wieder für ein nach dem Ende der Spannungsunterbrechung eintretendes Power-Up zur Verfügung. Wie in Fig. 3 ersichtlich ist, kann somit nach der Spannungsunterbrechung sofort wieder in Zeile 656 weiterge arbeitet werden.In Fig. 2 the part of a program to be processed is provided. For example, a voltage interruption occurs during the processing of program line 656 , which forces a power down in processor 1 . With this power-down, the current values are stored in a non-volatile manner in the manner shown and are again available for a power-up that occurs after the voltage interruption has ended. As can be seen in FIG. 3, work can be continued immediately in line 656 after the voltage interruption.
In Fig. 4 ist dargestellt, daß eine Unterbrechung der Be triebsspannung bewirkt, daß sofort in den normalen Ablauf eingesprungen wird. Die gestrichelte Linie stellt hierin den Ablauf nach der Spannungsunterbrechung dar.In Fig. 4 it is shown that an interruption of the Be operating voltage causes immediate jump to the normal process. The dashed line here represents the sequence after the voltage interruption.
Ein mögliches Anwendungsgebiet derartiger Prozessoren 1 ist die Steuerungstechnik, in welcher häufig Mikroprozessoren oder Mikrocontroller eingesetzt werden, die auch bei Spannungs unterbrechungen wichtige Prozeßdaten speichern müssen und einen definierten Wiederanlauf gewährleisten. Mit der erfin dungsgemäßen Anwendung einer Shadow-Anordnung für interne Register 2 und interne Puffer 3 kann der hierfür erforderliche Aufwand für den Anwender deutlich reduziert werden, da die wesentlichen Daten nichtflüchtig gesichert werden und der Prozessor 1 seine Arbeit an der Stelle fortsetzen kann, an welcher er unterbrochen wurde.A possible area of application for such processors 1 is control technology, in which microprocessors or microcontrollers are often used, which must store important process data even in the event of voltage interruptions and ensure a defined restart. With the use of a shadow arrangement according to the invention for internal registers 2 and internal buffers 3 , the effort required for this can be significantly reduced for the user, since the essential data are saved in a non-volatile manner and the processor 1 can continue its work at the point at which he was interrupted.
Ein weiteres Anwendungsgebiet der genannten Prozessoren 1 ist die Computertechnik. Bei umfangreichen Programmsystemen wird durch den Prozessor 1 eine große Anzahl von temporären Daten in internen Registern 2 und Puffern 3 verwaltet, die nach Spannungsunterbrechungen ohne zusätzliche Maßnahmen nicht mehr zur Verfügung stehen.Another area of application for the processors 1 mentioned is computer technology. In the case of extensive program systems, processor 1 manages a large number of temporary data in internal registers 2 and buffers 3 , which are no longer available without additional measures after voltage interruptions.
Mit der Nutzung nichtflüchtiger Speicherelemente als Register 2 oder Puffer 3 können somit auch in der Computertechnik we sentliche Anwendungsvorteile erreicht werden. In der prakti schen Anwendung bedeutet dies, daß ein entsprechend aufgebau ter Computer auch in einer aktiven Anwendung abgeschaltet werden kann und bei einem erneuten Einschalten der letzte Bearbeitungszustand wieder zur Verfügung steht, d. h. gestarte te Programme, Bildschirmanordnungen und bearbeitete Daten blei ben erhalten. Dieser Anwendungsfall ist besonders dann inter essant, wenn kostengünstige non-volatile RAMs mit großem Spei chervermögen, wie sie zukünftig beispielsweise Ferro-RAMs oder magnetoresistive RAMs darstellen können, zur Verfügung stehen. With the use of non-volatile memory elements as register 2 or buffer 3 , we can achieve significant application advantages in computer technology. In practical application, this means that a correspondingly constructed computer can also be switched off in an active application and the last processing state is available again when the computer is switched on again, ie started programs, screen arrangements and processed data are retained. This application is particularly interesting when low-cost, non-volatile RAMs with large storage capacities, such as those that can be used in the future, such as ferro-RAMs or magnetoresistive RAMs, are available.
11
Prozessor
processor
22nd
internes Register
internal register
33rd
Puffer
buffer
44th
Arithmetik-Logik-Einheit
Arithmetic logic unit
44th
a Prozessorkomponente
a processor component
55
interner Systembus
internal system bus
66
interner Speicher
Internal memory
77
externer Systembus
external system bus
88th
externer Datenspeicher
external data storage
99
externer Programmspeicher
external program memory
1010th
interne Steuerleitung
internal control line
1111
Spannungsüberwachungsschaltung
Voltage monitoring circuit
1212th
externe Steuerleitung
external control line
1313
Kondensator
capacitor
1414
VCAP V CAP
-Pin
-Pin code
1515
Systemuhr
System clock
1616
Kondensator
capacitor
1717th
Speicherzelle
Memory cell
1818th
Speicherzelle
Memory cell
Claims (9)
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998118853 Expired - Lifetime DE19818853B4 (en) | 1998-04-28 | 1998-04-28 | Integrated logic circuitry |
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DE (1) | DE19818853B4 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10032241A1 (en) * | 2000-07-03 | 2002-01-24 | Infineon Technologies Ag | Switching circuit for logging process registrations and status data is based on ferro RAM memory |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6469336A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-15 | Bridgestone Corp | Vibration damping tacky sheet |
DE3424765C2 (en) * | 1983-08-04 | 1996-01-04 | Ates Componenti Elettron | Microcomputer |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5749937B2 (en) * | 1974-09-25 | 1982-10-25 | ||
KR100601928B1 (en) * | 1996-06-10 | 2006-10-04 | 삼성전자주식회사 | Nonvolatile holding device and method of ferroelectric random access memory |
-
1998
- 1998-04-28 DE DE1998118853 patent/DE19818853B4/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19818853B4 (en) | 2004-08-05 |
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