DE2609428C2 - Verfahren zur Verhinderung der Verarbeitung der durch zu geringe Versorgungsspannung während des Betriebsspannungsausfalls in einem batteriegepufferten Halbleiterspeicher hervorgerufenen Störungen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

so Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verhinderung der Verarbeitung der in einem batteriegepufferten Halbleiterspeicher einer Datenverarbeitungsanordnung durch zu geringe Versorgungsspannung während des Betriebsspannungsausfalls hervorgerufenen gestörten Daten.

Sie bezieht sich auch auf eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bereits eine Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Notstromversorgung von Halbleiterspeiehern bekannt, die einen zur Betriebsspannungsquelle parallel geschalteten Akkumulator enthält. Der Akkumulator speist die Halbleiterspeichermatrix, wenn die Betriebsspannung ausfällt Die gespeicherten Daten bleiben daher erhalten. Bei langer andauerndem Ausfall der Versorgungsspannung kann infolge der Entladung des Akkumulators die Versorgungsspannung für die Halbleitermatrix so weit absinken, daß die gespeicherten Daten teilweise oder ganz verlorengehen (7.pit-

schrift: »Electronics«, May 8,1972, S. 102,103). ·

Bekannt ist auch ein gegen Spannungsausfall gesichertes Speichersystem, bei dem die Netzspannung durch eine Schaltung überwacht wird. Bei den Speichern handelt es sich um Flipflops, deren Ein- und Ausgänge über Dioden mit dem Ausgang der Überwachungsschaltung verbunden sind, die bei vorhandener Netzspannung die Flipflops mit einer Betriebsspannung versorgt Unterschreitet die Netzspannung einen vorgegebenen Pegel, dann gibt die Überwachungsschaltung an ihrem Ausgang Massepotential ab, durch das die Ein- und Ausgänge der Flipflops über die in Sperrichtung gepolten Dioden gegen die Ein- und Ausgabe von Signalen gesperrt werdea Zugleich übernimmt eine Batterie die Spannungsversorgung für die Flipflops. Diese Batterie ist durch eine in Sperrichtung gepolte Diode gegen die Stromentnahme in Richtung des Ausgangs der Spannungsüberwachungsschaltung gesichert (DE-OS 24 15 029).

Schließlich ist ein in MOS-Technik ausgebildeter Speicher bekannt, dessen Daten bei Netzausfall gesichert werden. Es handelt sich um einen dynamisch arbeitenden MOS-Speicher, dessen Versorgungsspannung von einem Impulsgenerator erzeugt wird, der durch eine Notstrombatterie gepuffert ist Die Notstrombatterie, die eine um 3 Volt niedrigere Ausgangsspannung als die Betriebsspannung abgibt, wird durch in Sperrichtung gepolte Dioden bei vorhandener Betriebsspannung gesperrt (Elektronik 1972, H. 9, S. 295,296,297).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit denen bei einem batteriegepufferten Halbleiterspeicher geprüft wird, ob während der Dauer des Betriebsspannungsausfalls die Batteriespannung für den Halbleiterspeicher einen für die Erhaltung der gespeicherten Daten kritischen Wert unterschritten hat, wobei während des Betriebsspannungsausfalls der Batterie keine Leistung für die Prüfung der Höhe der Batteriespannung entzogen werden soll.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß erst nach Wiederkehr der Betriebsspannung und vor der Ladung der aufladbaren Batterie die Höhe der von der Batterie abgegebenen Versorgungsspannung auf das Absinken unter einen für die Erhaltung der gespeicherten Daten erforderlichen Schwellenwert geprüft wird und daß bei dessen Unterschreitung ein Signal zur Anzeige eines Störungsfalls erzeugt wird.

Da während des Ausfalls der Betriebsspannung keine Prüfung der Versorgungsspannung des Halbieiterspeichers stattfindet, wird aus der Batterie oder dem Akkumulator keine Energie für die Prüfung entnommen. Die von der Batterie abgegebene Energie steht daher für die Aufrechterhaltung der gespeicherten Daten zur Verfügung. Das vorstehend erwähnte Verfahren ermöglicht daher bei einer gegebenen Batterie- oder Akkumulatorgröße die Überbrückung eines längeren Zeitraumes zwischen Ausfall und Wiederkehr der Betriebsspannung. Trotz der Einsparung an Energie wird eine zu starke Verminderung der Versorgungsspannung während des Ausfalls der Betriebsspannung erkannt, so daß die Verarbeitung fehlerhafter Daten in der Datenverarbeitungsanordnung unterbunden werden kann.

Eine Anordnung mit einem Betriebsspannungsdiskriminator, der ein in Abhängigkeit von der Höhe der Betriebsspannung in bezug auf mindestens einen Schwellenwert ein zwei unterschiedliche Pegel aufweisendes Steuersignal erzeugt, besteht zur Durchführung des Verfahrens erfindungsgemäß darin, daß ein mit der Batterie verbundener Versorgungsspann tuigsdiskriminator bei unterhalb des Schwellenwerts liegender Betriebsspannung abschaltbar und bei oberhalb des Schwellenwerts liegender Betriebsspannung einschaltbar ist und

daß bei einem Pegelwechsel des Steuersignals ein verzögertes Signal auslösbar ist, mit dem ein Schaltelement aus- bzw. einschaltbar ist, das zwischen dem Pol der Betriebsspannung und dem Versorgungsspannungsanschluß des Halbleiterspeichers angeordnet ist, an den

ίο der Versorgungsspannungsdiskriminator über ein Schaltelement angeschlossen ist, von dem bei einer unterhalb einer festgelegten Schwelle liegenden Versorgungsspannung das Signal erzeugt wird.
Solange die Betriebsspannung nach dem Ausfall der

Einspeisung noch hinreichend groß ist, bewirkt der Betriebsspannungsdiskriminator die Abtrennung des Versorgungsspannungsdiskriminators vom Versorgungsspannungsanschluß des Halbleiterspeichers. Nach Wiederkehr der Betriebsspannung schaltet der Betriebs-

spannungsdiskriminator vor der Übernahme der Stromversorgung des Halbleiterspeicher durch die Betriebsspannung den Versorgungsspannungsdiskriminator an die Versorgungsspannung an. Dadurch wird die Höhe der Batterie- bzw. Akkumulatorspannung geprüft Die Schaltungsanordnung ermöglicht eine Prüfung bei vorhandener Betriebsspannung und der bei Ausfall der Betriebsspannung anstehenden Batterie- bzw. Akkumulatorspannung unter Schonung der Batterie mit wenig aufwendigen Mitteln.

Vorzugsweise hängt der Pegelwechsel des Steuersignals bei Betriebsspannungsausfall vom Unterschreiten eines unteren Schwellenwerts und bei Betriebsspannungswiederkehr vom Überschreiten eines oberen Schwellenwerts ab. Der Betriebsspannungsdiskriminator weist somit eine Hysterese auf. Durch die Hysterese wird sichergestellt, daß bei rasch aufeinanderfolgenden Schwankungen des Pegels der Betriebsspannung um den Schwellenwert nicht entsprechend häufig der Versorgungsspannungsdiskriminator ein- und ausgeschaltet wird.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist dem Steuersignal bei fehlender Betriebsspannung der Pegel Null Volt zugeordnet. Für die Abschaltung des Versorgungsspannungsdiskriminators von der Stromversor-

gung für den Halbleiterspeicher wird deshalb während des Ausfalls der Betriebsspannung keine Energie benötigt. Dies bedeutet eine weitere Schonung des Energievorrats der Batterie bzw. des Akkumulators.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der oben beschriebenen Anordnung ist mit dem Pegelwechsel des Steuersignals bei Abfall der Betriebsspannung ein Speicher setzbar, mit dessen Ausgangssignal der Beginn eines neuen Arbeitszyklus der Datenverarbeitungsanordnung sperrbar ist. Das Steuersignal wird in dieser Anordnung gleichzeitig zur Abschaltung des Versorgungsspannungsdiskriminators, zur Auslösung des verzögerten Signals und zum Eingriff in den Ablauf der Signalverarbeitung der Datenverarbeitungsanordnung ausgenutzt. Die Betriebsspannung fällt in der Regel infolge vorhandener Energiespeicher in einer bestimmten Zeit auf den Wert Null ab. Während dieser kann ein bereits begonnener Arbeitszyklus noch ausgeführt werden. Ebenso ist es während dieser Zeit möglich, die für einen selbsttätigen Beginn der Arbeit nach Betriebs-Spannungswiederkehr benötigten Daten dem Halbleiterspeicher zuzuführen. Der Beginn weiterer Arbeitszyklen wird jedoch verhindert, so daß Fehler bei der Verarbeitung von Daten infolge zu niedriger Betriebs-

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spannung vermieden werden. geordnet. Der Pol 9 der Betriebsspannung speist einen Bei einer günstigen Ausführungsform ist vorgesehen, Betriebsspannungsdiskriminator 10, der die Höhe der daß mit dem bei unterhalb des Schwellenwerts liegender Betriebsspannung überwacht Die Betriebsspannung Batteriespannung auftretenden Signal des Versor- wird z. B. von einem Netzgerät erzeugt, das aus einem gungsspannungsdiskriminators während des Pegel- 5 Transformator, einer Gleichrichterschaltung und Konwechsels des verzögerten Signals der Speicher setzbar densatoren besteht. Mit der Leitung 3 ist über ein weiteist Sofern während des Ausfalls der Betriebsspannung res Schaltelement 11 ein Versorgungsspannungsdiskrider kritische Schwellenwert der Versorgungsspannung minator 12 verbunden.

unterschritten worden ist, verhindert diese Anordnung Im Betriebsspannungsdiskriminator 10 ist mindestens

das Auslesen von Daten aus dem Halbleiterspeicher. io eine Spannungsschwelle eingestellt, die z. B. 4,75 Volt

Die Verarbeitung falscher Daten ist deshalb nicht beträgt

möglich. In Abhängigkeit von der Höhe der Betriebsspannung Bei einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform in bezug auf diese Schwelle gibt der Diskriminator 10 an ist der Speicher von einem durch Tasterbetätigung er- einem Ausgang 13 ein Steuersignal ab, das zwei unterzeugten Signal zurücksetzbar und der Speicherzugriff 15 schiedliche Pegel aufweisen kann. Mit dem Ausgang 13 freigebbar. ist der Steuereingang des Schaltclements il, ein Ein-Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist gang einer Signalverzögerungsschaltung 14 und ein vorgesehen, daß der Versorgungsspannungsdiskrimina- Eingang eines Verknüpfungsglieds 15 verbunden. Von tor die Reihenschaltungen einerseits zweier Wider- dem Ausgangssignal des Verknüpfungsglieds 15 hängt stände und andererseits eines Widerstands und einer 20 es ab, ob die Datenverarbeitungsanordnung einen neuen Leuchtdiode enthält, die zwischen dem Versorgungs- Arbeitszyklus beginnen kann oder nicht
Spannungsanschluß des Halbleiterspeicherss und einer Die Signal Verzögerungsschaltung 14 gibt an einem gemeinsamen Leitung angeordnet sind, daß zwischen Ausgang 16 ein Signal ab, mit dem das Schaltelement 5 den gemeinsamen Verbindungsstellen der beiden gesteuert wird An den Ausgang 16 ist über ein nicht beWiderstände und der Diode mit dem Widerstand die 25 zeichnetes Invertierglied der Takteingang eines D-Flip-Basis-Emitter-Strecke eines Transistors angeordnet ist, flop 17 angeschlossen, dessen D-Eingang von dem Verdessen Kollektor über eine Transistorstufe an die Basis sorgungsspannungsdiskriminator 12 gespeist wird, in eines Transistors gelegt ist, der zwischen dem Betriebs- dem eine Spannungsschwelle eingestellt ist Der nespannungsanschluß und dem Eingang des Speichers an- gierte Ausgang des D-Flipflop 17 steht mit einem geordnet ist, und daß zwischen der gemeinsamen Lei- 30 NAND-Glied 18 in Verbindung. Durch das Ausgangstung und dem Bezugspotential ein vom ersten Steuerst- signal des NAND-Glieds 18 kann der Zugriff zu dem gnal ein- und ausschaltbarer Transistor angeordnet ist. Halbleiterspeicher 1 gesperrt werden. An den negierten Diese Anordnung weist ebenfalls die oben in Verbin- Ausgang des Flipflop 17 ist ferner eine Leuchtdiode 19 dung mit dem Betriebsipannungsdiskriminator erwähn- angeschlossen. Der Rücksetzeingang des D-Flipflop 17 ten Vorteile auf. 35 ist mit einem Tastschalter 20 verbunden. Die Stellung Vorzugsweise ist dem Schaltelement ein über einen der Schaltelemente 6, 8 hängt von der Spannung zwi-Gleichrichter aufladbarer Kondensator vorgeschaltet, sehen Batterie 7 und dem Schalter 5 ab.
der mittels einer Zerhackerschaltung auf eine Spannung Wenn am Pol 9 der Betriebsspannungsquelle die eraufladbar ist, die um den Spannungsabfall am Schaltele- forderliche Spannung von z. B. 5 Volt zur Verfügung ment und an der Diode größer als die Betriebsspannung 40 steht, gibt der Betriebsspannungsdiskriminator 10, desist Der Halbleiterspeicher wird daher sowohl bei vor- sen Schwelle auf 4,75 Volt eingestellt ist, am Ausgang 13 handener Netzspannung als auch bei Ausfall der Netz- ein Steuersignal mit hohem Spannungspegel ab, bei dem spannung mit einer in etwa gleich großen Spannung ver- das Schaltelement 1 geschlossen ist Der hohe Pegel sorgt steuert das Verknüpfungsglied 15 durchlässig, so daß die Die Erfindung wiH im folgenden an Hand von in 45 Arbeitszyklen der Datenverarbeitungsanordnung freieiner Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen gegeben werden. Die Signalverzögerungsschaltung 14 näher erläutert Es zeigen gibt am Ausgang 16 einen niedrigen Signalpegel ab, der F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Ver- die Schließung des Schaltelements 5 bewirkt Der Halbhinderung der Weiterverarbeitung der durch zu geringe leiterspeicher 1 ist daher über das Schaltelement 5 und Versorgungsspannung während des Betriebsspan- 50 die Diode 4 mit Spannung versorgt Bei hohem Pegel nungsausfalls in einem batteriegepufferten Halbleiter- der Versorgungsspannung am Schaltelement 5 ist das speicher gestörten Daten, Schaltelement 6 geöffnet und das Schaltelement S ge-F i g. 2 eine Schaltungsanordnung mit näheren Ein- schlossen. Der Akkumulator 7 wird deshalb über den zelhehen der in F i g. 1 im Blockschaltbild gezeigten Widerstand und das Schaltelement 8 geladen. Der VerVorrichtung. 55 sorgungsspannungsdiskriminator 12 gibt an seinem Aus-Einern Halbleiterspeicher 1 wird über einen Versor- gang einen niedrigen Pegel ab. Der negierte Ausgang gungsspannungsanschluß 2 die erforderliche Spannung des Flipflop 17 weist einen hohen Pegel auf, wodurch für den Betrieb zugeführt Der Halbleiterspeicher 1 bil- der Zugriff zum Halbleiterspeicher bei Bedarf gebildet det einen Bestandteil einer Datenverarbeitungsanord- werden kann. Die Diode 19 leuchtet nicht
nung, die in F i g. 1 und 2 nur zum Teil dargestellt ist Der ro Sinkt die Betriebsspannung am Pol 9, z. B. infolge Versorgungsspannungsanschluß 2 steht mit einer Lei- eines Ausfalls der Netzspannung, unter die im Betriebstung 3 in Verbindung, der die Betriebsspannung für den spannungsdiskriminator 10 eingestellte Schwelle, dann Halbleiterspeicher 1 über eine Diode 4 und ein Schalte- geht das Signal am Ausgang 13 von einem hohen auf lement 5 zugeführt wird. An die Leitung 3 ist weiterhin einen niedrigen Pegel über. Dadurch wird das Schalteleüber ein Schaltelement 6 ein Akkumulator 7 angeschlos- 65 ment 11 geöffnet Der Versorgungsspannungsdiskrimisen. Zwischen dem Eingang des Akkumulators 7 und nator 12 wird somit von der Betriebsspannung abgeder Betriebsspannung ist ferner ein Schaltelement 8 in schaltet Gleichzeitig wird das Verknüpfungsglied 15 geReihe mit einem nicht bezeichneten Widerstand an- sperrt, so daß von der Datenverarbeitungsanordnung

kein neuer Arbeitszyklus eingeleitet werden kann. Die Schaltung 14 gibt ein Signal ab, das um die eingestellte Verzögerungszeit seinen Pegel am Ausgang 16 ändert Dadurch wird das Schaltelement 5 geöffnet Die Verzögerungszeit der Schaltung 14 ist so bemessen, daß trotz Abfalls der Betriebsspannung die vorhandene Spannung noch ausreicht, um die gerade ablaufende Operation der Datenverarbeitungsanordnung zu beenden. Durch den Rückgang der Spannung am Schalter 5 gegenüber der Batteriespannung wird das Schaltelement 8 geöffnet und das Schaltelement 6 geschlossen. Nach dem Öffnen des Schaltelements 8 bzw. dem Schließen des Schalters 6 speist demnach der Akkumulator 7 den Halbleiterspeicher. Der Versorgungsspannungsdiskriminator 12 verbraucht während dieser Zeit keine Energie. Die Energie des Akkumulators 7 wird durch den Halbleiterspeicher 1 allmählich verbraucht Von der Länge des Ausfalls der Betriebsspannung hängt es ab, ob die Spannung des Akkumulators auf einen so geringen Wert absinkt, daß die im Halbleiterspeicher 1 enthaltenen Daten verlorengehen. Durch die Abschaltung des Versorgungsspannungsdiskriminators 12 wird zwar der Energievorrat des Akkumulators 7 geschont, jedoch kann der Halbleiterspeicher 1 nicht für eine unbegrenzte Zeit vom Akkumulator 7 ausreichend gespeist werden.

Wenn nach Wiederkehr der Betriebsspannung die vom Betriebsspannungsdiskriminator 10 überwachte Schwelle überschritten wird, entsteht am Ausgang 13 ein hoher Signalpegel, durch den das Schaltelement 11 geschlossen wird. Da zu diesem Zeitpunkt das Schaltelement 5 noch offen ist, prüft der Versorgungsspannungsdiskriminator 12 die Höhe der vom Akkumulator 7 abgegebenen Spannung. Liegt diese Spannung über der in der Diskriminatorschaltung 12 eingestellten Schwelle, dann tritt am Diskriminatorausgang ein niedriges Potential auf. Wenn der Akkumulator 7 eine unterhalb der Schwelle liegende Spannung abgibt, die ein Kriterium für die Störung der gespeicherten Daten ist, dann steht am Diskriminatorausgang ein hohes Potential an. Das Ausgangssignal der Schaltung 14 sinkt nach der eingestellten Verzögerungszeit auf einen niedrigen Pegel ab. Mit der Signalflanke am Ausgang 16 wird das am D-Eingang des Speichers 17 anstehende Signal gespeichert Gleichzeitig wird das Schaltelement 5 angeschlossen, so daß die Betriebsspannung wieder zur Leitung 3 gelangt Die Spannung am Schaltelement 5 bewirkt die öffnung des Schaltelements 6 und die Schließung des Schaltelements 8.

Sofern die Akkumulatorspannung während des Ausfalls der Betriebsspannung einen für die Erhaltung der gespeicherten Daten ausreichend hohen Pegel hatte, wird mit der Einspeicherung des am D-Eingang anstehenden niedrigen Pegels am negierten Speicherausgang ein hoher Pegel hervorgerufen. Der Speicherzugriff wird deshalb über das NAND-Glied 18 freigegeben.

Bei zu niedriger Akkumulatorspannung während des Betriebsspannungsausfalls wird ein hoher Signalpegel dem D-Eingang zugeführt Deshalb entsteht am negierten Speicherausgang ein niedriger Pegel, der die Diode 19 zum Leuchten bringt Gleichzeitig wird das NAND-Glied 18 zur Abgabe eines Ausgangssignals mit hohem Pegel angeregt, der den Speicherzugriff sperrt Auf diese Weise wird verhindert, daß infolge zu geringer Versorgungsspannung während des Betriebsspannungsausfalls im Halbleiterspeicher entstandene, gestörte Daten weiterverarbeitet werdea

Das Flipflop 17 kann durch Betätigung des Tastschalters 20 wieder zurückgesetzt werden. Dabei wird der Speichezugriff freigegeben und die Diode 19 leuchtet nicht mehr. Anschließend ist es möglich, in der Datenverarbeitungsanordnung durch Eingabe neuer Daten in den Halbleiterspeicher 1 wieder die Ausgangsbasis für den fehlerfreien Betrieb herzustellen.

Die Entstehung eines Freigabesignals am Verknüpfungsglied 15 unmittelbar nach Wiederkehr einer ausreichend hohen Betriebsspannung bedeutet keine Störung des Betriebsablaufs der Datenverarbeitungsanordnung, da diese erst nach Ablauf einer gewissen Verzögerungszeit, die von nicht dargestellten Elementen hervorgerufen wird, ihren Betrieb wieder aufnimmt.
Der Betriebsspannungsdiskriminator 10, der in F i g, 2 im einzelnen dargestellt ist, enthält die Reihenschaltungen einerseits zweier Widerstände 21, 22 und andererseits einer Leuchtdiode 23 und eines Widerstands 24. Die beiden Reihenschaltungen werden von der Betriebsspannung über eine Leitung 31 gespeist Zwischen der gemeinsamen Verbindungsstelle von Leuchtdiode 23 und Widerstand 24 sowie der beiden Widerstände 21, 22 ist die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors 25 angeordnet, dessen Kollektor über einen Widerstand 26 gemeinsam mit den Widerständen 22, 24 an den anderen Pol 27 der Betriebsspannungsquelle gelegt ist Der Kollektor des Transistors 25 ist weiterhin mit der Basis eines Transistors 28 verbunden, dessen Emitter an die Verbindungsstelle der Widerstände 21, 22 gelegt ist. Zwischen dem Kollektor des Transistors 28 und dem Pol 27 ist ein weiterer Widerstand 29 angeordnet Der Kollektor des Transistors 28 ist ferner über einen nicht bezeichneten Widerstand mit der Basis eines Transistors 30 verbunden, dessen Kollektor an die Leitung 31 gelegt ist Der Emitter des Transistors 30 steht über einen nicht bezeichneten Widerstand mit dem Pol 27 in Verbindung. Der Emitter des Transistors 30 bildet den Ausgang 13, der an ein aus einem Widerstand 32 und einem Kondensator 33 bestehendes /?C-Glied der Signalverzögerungsschaltung 14 angeschlossen ist

Mit dem ÄC-Glied ist die Basis eines Transistors 34 verbunden, dessen Emitter über einen nicht bezeichneten Widerstand an die Leitung 31 gelegt ist Der Kollektor des Transistors 34 ist über einen nicht bezeichneten Widerstand an den Pol 27 angeschlossen. Vom Kollektor des Transistors 34 führt eine Leitung zur Basis eines weiteren Transistors 35, dessen Emitter mit dem Emitter des Transistors 34 verbunden ist Zwischen dem Kollektor des Transistors 35 und dem Pol 27 ist ein weiterer nicht bezeichneter Widerstand angeordnet Am KoI-lektor des Transistors 35 wird das verzögerte Signal abgegriffen. Der Kollektor des Transistors 35 speist somit den Ausgang 16a, der mit dem Takteingang des Speichers 17 verbunden ist
Der Kollektor des Transistors 35 ist über einen weiteren Widerstand, der nicht näher bezeichnet ist mit der Basis eines Transistors 36 verbunden, dessen Emitter an den Pol 27 gelegt ist An dem über einen nicht bezeichneten Widerstand mit der Leitung 31 verbundenen Kollektor des Transistors 36 ist das Ausgangssignal der Schaltung 14 abgreifbar. Es ist das negierte verzögerte . Signal des Betriebsspannungsdiskriminators 14.

An Stelle des Transistors 34 kann auch ein Transistor in Emitterschaltung verwendet werden, der über einen Kollektorwiderstand mit dem Pol 9 verbunden ist Der Kollektor dieses Transistors speist einerseits den Anschluß 16 unmittelbar und andererseits über ein ÄC-Glied einen weiteren Transistor in Emitterschaltung, dessen Kollektor an den Ausgang 16a angeschlos-

sen ist

Als Schaltelement 5 dient ein Transistor 37, dessen Basis über eine Diode 38 und einen nicht bezeichneten Widerstand an den Ausgang 16 angeschlossen sind. Der Emitter des Transistors 37 ist mit einer in Durchlaßrichtung des Betriebsstroms für den Speicher 1 gepolten Gleichrichter 39 verbunden, der über eine Induktivität 40 vom Pol 9 gespeist wird. Der Kollektor des Transistors 37 steht über die Diode 4 mit der Leitung 3 in Verbindung.

Als Schaltelement 8 ist ein Transistor vorgesehen, dessen Kollektor an die Leitung 31 angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors 8 ist an den positiven Pol des Akkumulators 7 gelegt Als Schaltelement 6 ist ein Transistor mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke zwischen dem positiven Akkumulatorpol und der Kathode der Diode 4 angeordnet Die Basis des Transistors 6 ist über die Kollektor-Emitter-Strecke eines zusätzlichen Transistors 41 mit dem Kollektor des Transistors 37 verbunden. Die Basis des Transistors 41 ist über einen nicht bezeichneten Widerstand mit dem positiven Akkumulatorpol verbunden. Die Basis des Transistors S ist über einen Widerstand 42 an den Kollektor des Transistors 37 angeschlossen.

Der Versorgungsspannungsdiskriminator 12 enthält ebenfalls die Reihenschaltungen einerseits zweier Widerstände 43 und 44 und andererseits einer Leuchtdiode 45 und eines Widerstands 46. Zwischen den gemeinsamen Verbindungsstellen der Widerstände 43, 44 und der Leuchtdiode 45 und des Widerstands 46 ist die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors 47 angeordnet, dessen Kollektor über einen nicht bezeichneten Widerstand gemeinsam mit den Widerständen 44, 46 an eine Leitung 48 angeschlossen ist. Der Kollektor des Transistors 47 speist die Basis eines Transistors 49, dessen Emitter gemeinsam mit dem Emitter des Transistors 47 an den Widerstand 43 gelegt ist Der Kollektor des Transistors 49 steht über einen nicht bezeichneten Widerstand mit der Leitung 48 in Verbindung.

Zwischen der Leitung 48 und dem Pol 27, der z. B. an Massepotential gelegt ist, befindet sich als Schaltelement 11 die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors, dessen Basis über einen nicht bezeichneten Widerstand mit dem Ausgang 13 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 49 ist weiterhin an die Basis eines Transistors 51 angeschlossen, dessen Emitter mit der Leitung 48 verbunden ist Der Kollektor des Transistors 51 ist einerseits an den D-Eingang de Flipflop 17 und andererseits über einen Widerstand an die Leitung 31 angeschlossen.

Zwischen dem Kollektor des Transistors 37 und der Leitung 31 ist eine weitere Diode 52 vorgesehen. Weiterhin befindet sich ein Kondensator 53 zwischen dem Emitter des Transistors 37 und dem Pol 27.

Dem Gleichrichter 39 wird eine Wechselspannung von einer Zerhackerschaltung 56 zugeführt, zu der die Induktivität 40 gehört, mit der ein nicht bezeichneter Widerstand und ein Schalttransistor 55 in Reihe geschaltet sind. Die Reihenschaltung der Induktivität 40 des Widerstands und des Transistors 55 ist an die Leitungen 31 und 27 angeschlossen. Die Basis des Transistors 55 steht mit einem Invertierglied in Verbindung, das mit einem weiteren Invertierglied 58 an einen Schmitt-Trigger 59 angeschlossen ist Das Invertierglied 58 speist die Basis eines Transistors 60, der mit seinem Kollektor an den Abgriff eines aus zwei Widerständen 61,62 bestehenden Spannungsteilers gelegt ist Über die Widerstände 61, 62 wird ein Kondensator 63 mit Spannung versorgt, an den der Schmitt-Trigger 59 angeschlossen ist Bei Aufladung des Kondensators 63 wird die Ansprechschwelle des Schmitt-Triggers überschritten. Über den invertierten Schmitt-Trigger-Ausgang und das Invertierglied 58 wird daher der Transistor 60 durchlässig gesteuert Der Transistor 60 wird über das Invertierglied 57 ebenfalls leitend. Der Kondensator 63 entlädt sich anschließend über den Transistor 60, bis die Ansprechschwelle des Schmitt-Triggers 59 unterschritten wird. Dadurch werden die Transistoren 60, 55 gesperrt Es beginnt somit wieder die Aufladung des Kondensators. Von der aus den Elementen 40,55,57,58,59, 60,61,62 und 63 bestehenden Zerhackerschaltung wird der Kondensator 53 über den Gleichrichter 39 auf eine

is Spannung aufgeladen, die um den Spannungsabfall am Transistor 37 und an der Diode 4 höher ist als die Betriebsspannung am Pol 9. Am Anschluß 2 steht daher eine Versorgungsspannung zur Verfugung, die in der Höhe der Betriebsspannung entspricht.

Durch das Teilerverhältnis der Widerstände 21, 22 bzw. 43,44 und die Diode 23 bzw. 45 werden in den Diskriminatoren 10, 12 Spannungsschwellen festgelegt Übersteigt die an den Diskriminatoren 10, 12 anstehende Spannung diese Schwellen, dann sind die Spannungsabfälle an den Widerständen 21, 43 größer als die an den Leuchtdioden 23, 45 abfallenden Spannungen. Daher sind die Transistoren 25,47 in nichtleitendem Zustand. Die Transistoren 28 und 49 sind demgegenüber leitend. Deshalb ist im Diskriminator 10 der Transistor 30 leitend, so daß der Ausgang 13 hohes Potential führt. Der Transistor 51 im Diskriminator ist auch leitend, daher steht am D-Eingang des Flipflop 17 niedriges Potential an.
Der Transistor 11 ist aufgrund des hohen Potentials am Ausgang 13 leitend. Daher leuchten die Dioden 25 und 45 und zeigen das Vorhandensein einer ausreichend hohen Betriebsspannung an.

Unterschreitet das an den Diskriminatoren 10,12 anstehende Speisepotential die eingestellte Schwelle, dann leiten die Transistoren 25,47 infolge der höheren Spannungsabfälle an den Dioden 23, 45. Aus diesem Grunde werden die Transistoren 25 und 47 leitend. Die Transistoren 28 und 49 sind somit nichtleitend. Im Diskriminator 10 sperrt deshalb der Transistor 30. Dadurch entsteht am Ausgang 13 niedriges Potential, das auch bei Betriebsspannungsausfall herrscht Im Diskriminator 12 ist der Transistor 11 aufgrund des niedrigen Potentials am Ausgang 13 gesperrt Daher ist der Diskriminator 12 von der Spannungsversorgung abgeschaltet

Wenn am Ausgang 13 ein hohes Potential herrscht, dann befindet sich der Transistor 34 in nichtleitendem Zustand. Demgegenüber leitet der Transistor 35, so daß der Transistor 36 ebenfalls leitet Der Basis des Transistors 37 wird somit niedriges Potential zugeführt Dadurch leitet der Transistor 37. Liegt dagegen am Ausgang 13 niedriges Potential an, dann leitet der Transistor 34, während sich die Transistoren 35, 36 in nichtleitendem Zustand befinden. Der Transistor 37 wird an seiner Basis ebenfalls mit hohem Potential beaufschlagt und sperrt deshalb.

Dem Steuersignal am Ausgang 13 ist bei zu niedriger und fehlender Betriebsspannung der Pegel des mit der Masseleitung verbundenen Pols 27 zugeordnet Am Ausgang 13 herrschen daher bei Ausfall der Betriebsspannung und bei zu niedriger Betriebsspannung Null Volt Während der Abschaltung des Versorgungsspannungsdiskriminators 12 wird daher keine Energie verbraucht

Die beiden Diskriminatoren 10 und 12 weisen eine Hysterese auf. Der Pegelwechsel des Steuersignals tritt daher bei Betriebsspannungsausfall bei einem niedrigeren Schwellenwert als bei Wiederkehr der Betriebsspannung auf.

Fällt der Pegel am Ausgang 13 auf niedriges Potential, dann entlädt sich der Kondensator 33. Nach Entladung wird der Transistor 34 leitend, während die Transistoren 35,36 in den nichtleitenden Zustand übergehen. Das Potential an der Basis des Transistors 37 steigt somit an und sperrt den Transistor 37. Umgekehrt lädt sich der Kondensator 33 auf, wenn das Potential am Ausgang 13 ansteigt Nach der Aufladung sperrt der Transistor 34, während die Transistoren 35, 36 leitend werden. Durch die Leuchtdioden 23,45 findet eine Kompensierung des Temperaturgangs der Transistoren 25,47 statt Die Ansprechschweiien und die Hysterese der Diskriminator 12,10 sind somit weitgehend temperaturunabhängig.

Wenn die von der Zerhackerschaltung 56 erzeugte Spannung vom Schaltelement 5 durchgeschaltet wird, dann liegt die Basis des Transistors 8 auf hohem Poten-

tial, durch das der Transistor 8 leitend ist Über den Transistor 8 und den Widerstand in dessen Emitterkreis kann ein "Ladestrom zur Batterie 7 fließen. Der Transistor 41 ist ebenfalls leitend, so daß der Transistor 6 gesperrt ist Sinkt die Betriebsspannung z. B. infolge Ausfall der Netzspannung ab, dann wird der Transistor 37 gesperrt Dies bewirkt die Sperrung der Transistoren 8 und 41. Dadurch geht der Transistor 6 in den leitenden Zustand über. Es wird dadurch eine unterbrechungsfreie Stromversorgung des Halbleiterspeichers 1 sichergestellt, der mit seinem Anschluß 2 an die Kathode der Diode 4 angeschlossen ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verhinderung der Verarbeitung der in einem batteriegepufferten Halbleiterspeicher einer Datenverarbeitungsanordnung durch zu geringe Versorgungsspannung während des Betriebsspannungsausfalls hervorgerufenen gestörten Daten, dadurch gekennzeichnet, daß erst nach Wiederkehr der Betriebsspannung und vor der Ladung der aufladbaren Batterie (T) die Höhe der von der Batterie abgegebenen Versorgungsspannung auf das Absinken unter einen für die Erhaltung der gespeicherten Daten erforderlichen Schwellenwert geprüft wird und daß bei dessen Unterschreitung ein Signal zur Anzeige eines Störungsfaüs erzeugt wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 'mit einem Betriebsspannungsdiskriminator, der ein in Abhängigkeit von der Höhe der Betriebsspannung in bezug auf mindestens einen Schwellenwert zwei unterschiedliche Pegel aufweisendes Steuersignal erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Batterie (T) verbundener Versorgungsspannungsdiskriminator (12) bei unterhalb des Schwellenwerts liegender Betriebsspannung abschaltbar und bei oberhalb des Schwellenwerts liegender Betriebsspannung einschaltbar ist und daß bei einem Pegelwechsel des Steuersignals ein verzögertes Signal auslösbar ist, mit dem ein Schaltelement (5) aus- bzw. einschaltbar ist, das zwischen dem Pol (9) der Betriebsspannung und dem Versorgungsspannungsanschluß (2) des Halbleiterspeichers (1) angeordnet ist, an den der Versorgungsspannungsdiskriminator (12) über ein Schaltelement (11) angeschlossen ist, von dem bei einer unterhalb einer festgelegten Schwelle liegenden Versorgungsspannung das Signal erzeugt wird.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Signal der Zugriff zum Halbleiterspeicher (1) sperrbar ist

4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Signal ein Anzeigeelement (19) betätigbar ist

5. Anordnung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegelwechsel des. Steuersignals bei Betriebsspannungsausfall vom Unterschreiten eines unteren Schwellenwerts und bei Betriebsspannungswiederkehr vom Überschreiten eines oberen Schwellenwerts abhängt

6. Anordnung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuersignal bei fehlender Betriebsspannung der Pegel Null Volt zugeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Pegelwechsel des verzögerten Signals bei Abfall der Betriebsspannung ein Speicher (17) setzbar ist, mit dessen Ausgangssignal der Beginn eines neuen Arbeitszyklus de Datenverarbeitungsanordnung sperrbar ist.

8. Anordnung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem bei unterhalb des Schwellenwerts liegender Batteriespannung auftretenden Signal des Versorgungsspannungsdiskriminators (12) während des

Pegelwechsels des verzögerten Signals der Speicher (17) setzbar ist

9. Anordnung nach Anspruch 7 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (17) von einem durch Tasterbetätigung erzeugten Signal zurücksetzbar und der Speicherzugriff freigebbar ist

10. Anordnung nach Anspruch 2 oder einem der folgende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Versorgungsspannungsdiskriminator (12) die Reihenschaltungen einerseits zweier Widerstände (43,44) und andererseits eines Widerstands (46) und einer Leuchtdiode (45) enthält, die zwischen dem Versorgungsspannungsanschluß (2) des Halbleiterspeichers (1) und einer gemeinsamen Leitung (48) angeordnet sind, daß zwischen den gemeinsamen Verbindungsstellen der beiden Widerstände (43, 44) und der Diode (45) mit dem Widerstand (46) die Basis-Emitter-Strecke eines Transistors (47) angeordnet ist, dessen Kollektor über eine Transistorstufe (49) an die Basis eines Transistors (51) gelegt ist, der zwischen dem Betriebsspannungsanschluß (9) und dem Eingang des Speichers (17) angeordnet ist, und daß zwischen der gemeinsamen Leitung (48) und dem Bezugspotential (27) ein vom ersten Steuersignal ein- und ausschaltbarer Transistor (11) angeordnet ist

11. Anordnung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schaltelement (5) ein über einen Gleichrichter (39) aufladbarer Kondensator (53) vorgeschaltet ist, der mittels einer Zerhackerschaltung (56) ?"f eine Spannung aufladbar ist, die um den Spannungsabfall am Schaltelement (5) und an der Diode (4) größer als die Betriebsspannung ist

12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter (39) mit einer Induktivität (40) der Zerhackerschaltung verbunden ist, die in Reihe mit einem Widerstand und einem Schaittransistor (55) an die Pole der Betriebsspannung (9, 27) angeschlossen ist.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kondensator und dem Pol (9) der Betriebsspannungsquelle eine Diode (52) angeordnet ist.