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Schaltungsanordnung zur Datensicherung von in
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als flüchtige (volatile) Speicher ausgebildeten Schreib-Lese-Speichern
(RAM) gespeicherten Informationen Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung
zur Datensicherung von in als flüchtige (volatile) Speicher ausgebildeten Schreib-Lese-Speichern
(RAM) gespeicherten Informationen, gegebenenfalls mit Pufferelementen zur Überbrückung
von Netzausfällen bei Mikrocomputersystemen, welche im wesentlichen einen Zentralprozessor
(CPU), einen Festspeicher (ROM), den Informationen speichernden Schreib-Lese-Speicher
und gegebenenfalls einen Monitoranteil aufweisen.
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Es ist bekannt, bei Stromausfällen die in flüchtigen (volatilen) Speichern
gespeicherten Informationen mit Hilfe von Pufferbatterien zu retten. Es treten dabei
jedoch noch Schwierigkeiten auf. Bei Netzausfall entstehen aufgrund von Kapazitäten
und Induktivitäten im Computersystem,und hier auch insbesondere in den Netzgeräten
für die einzelnen Bestandteile des C omputersyste ms, undefinierte Spannungsverhältnisse,
welche die im Schreib-Lese-Speicher (RAM-Bereich) eingeschriebenen Informationen
verfälschen können. Insofern genügt es nicht, daß nur für das Nichtverlorengehen
der im RAM-Bereich eingeschriebenen Informationen Sicherheitsmaßnahmen getroffen
sind, sondern es ist auch notwendig, daß dieser Speicherbereich davor geschützt
wird, daß undefinierbare Spannungen, welche durch den Netzausfall im System hervorgerufen
werden, beispielsweise Störimpulse, welche durch Schwingungen im System hervorgerufen
sein können, auf den RAM-Bereich einen Einfluß ausüben können.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltungsanordnung zur Datensicherung
in flüchtigen Speichern eines Mikrocomputers zu schaffen, bei dem die im volatilen
Speicher gespeicherten Informationen nicht verlorengehen und Störimpulse, welche
im System aufgrund des Netzausfalls hervorgerufen werden, keine Informationsänderungen
im volatilen Speicher hervorrufen können.
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Diese Aufgabe wird bei der Schaltungsanordnung der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei Unterschreitung eines Minimalwerts der
Versorgungsspannung für das Mikrocomputersystem, welche durch eine Vergleichsstufe
abgetastet wird, durch einen von der vorher anliegenden Betriebsspannung mit Energie
versorgten Ladungsspeicher die in dem Schreib-Lese-Speicher (RAM) eingeschriebenen
Informationen für eine bestimmte Zeit gerettet sind, und durch ein Dauersignal der
Schreib-Lese-Speicher durch ein Entkopplungsnetzwerk vom übrigen Computersystem
entkoppelt ist, wobei gegebenenfalls nach Ablauf einer bestimmten Zeit die Sicherung
der im Schreib-Lese-Speicher eingeschriebenen Informationen anstelle des Ladungsspeichers
von einem mit den Pufferelementen bestückten Langzeitspeicher übernommen wird, und
daß zur Erkennung der Wiederkehr einer stabilen Versorgungsspannung eine Zeitstufe
vorgesehen ist, die bei Vorhandensein einer stabilen Versorgungsspannung während
einer bestimmten Zeit eine Schaltstufe ansteuert, welche die durch das Entkopplungsnetzwerk
bewirkte Einschreibsperre vor Aufhebung der Initialisierung des Mikrocomputersystems
löst und schließlich ein Startimpuls für eine automatische Adressenanwahl erzeugt
wird.
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Der Ladungsspeicher, der unmittelbar nach dem Unterschreiten des Minimalwerts
der Versorgungsspannung die für die Rettung im RAM-Bereich eingeschriebenen Informationen
notwendige Betriebsspannung
liefert, kann dies je nach Dimensionierung
für eine bestimmte Zeit, beispielsweise für eine halbe Stunde, tun. Wenn die vom
Ladungsspeicher zur Verfügung gestellte Spannung nicht mehr ausreicht, um den Stromausfall
zu überbrücken, kann diese Überbrückung von dem Pufferbatterien aufweisenden Langzeitspeicher
übernommen werden.
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Bevor überhaupt Störimpulse , welche durch Kapazitäten oder Induktivitäten
im Computersystem oder in den Netzgeräten hervorgerufen werden können, vorhanden
sind, sperrt das Dauersignal, welches beispielsweise ein Massesignal sein kann,
den RAM-Bereich gegenüber jeglichen Informationsänderungen ab. Störimpulse, welche
den im volatilen Speicher vorhandenen Informationsinhalt ändern könnten, werden
dabei beispielsweise nach Masse abgeleitet.
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Durch das Entkopplungsnetzwerk ist es natürlich auch möglich, unmittelbar
den mit den Pufferbatterien ausgerüsteten Langzeitspeicher für die Rettung der in
den volatilen Speicher eingeschriebenen Informationen ansteuern zu lassen.
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Beim Wiederkehren der Versorgungsspannung wird durch die vorgeschaltete
Zeitstufe festgestellt, ob die Versorgungsspannung eine bestimmte Zeit stabil anliegt,
wobei diese Zeit so bemessen ist, daß die Schaltungsanordnung zur Datensicherung
für einen eventuellen weiteren Ausfall der Versorgungsspannung wieder bereit ist.
Diese Zeit kann beispielsweise größenordnungsmäßig auf 1 bis 2 Sekunden bemessen
sein. Ist die Versorgungsspannung während dieser Zeit stabil, so wird der Wiedereinschaltzyklus
eingeleitet. Der Startbefehl kann von Hand erfolgen oder der Betrieb kann so festgelegt
werden, daß nach dem Wiedereinschalten der Netzspannung sowohl der automatische
Startbefehl als auch die automatische Adressenanwahl von neuem eingeleitet werden
kann.
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Durch die Auf hebung der Initialisierung des Mikrocomputersystems
kann die Zeitstufe wieder in Bereitschaftsstellung zurückgesetzt werden. Die Aufhebung
der Initialisierung kann beispielsweise durch eine Aufhebung eines Dauerlöschimpulses
im Computer geschehen, welcher beim Absinken der Versorgungsspannung unter einen
Minimalwert vorhanden ist.
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Durch den Startimpuls für die automatische Adressenanwahl kann zunächst
ein sicheres Zurücksetzen der Zeitglieder einer Impulsfolgeschaltung erzielt werden.
Die Impulsfolgeschaltung kann dann anschließend mit ihren Impulsen eine Adreßcodierungsschaltung
ansteuern. Die Ablaufsteuerung dieser Impulse ist so zeitangepaßt, daß sich die
Schwankung einer Teilzeit nicht auf die folgenden Impulse überträgt. Die folgenden
Impulse sind dann entsprechend zeitversetzt. Das bedeutet, daß zwischen den einzelnen
Impulsen solche zeitlichen Abstände gewählt werden können, welche der Arbeitsweise
des Mikrocomputers angepaßt sind. Man kann dies beispielsweise dadurch erzielen,
daß mit dem Ende eines Impulses eine neue Zeitstufe, welche unabhängig von der vorhergehenden
ist, gesetzt wird. Es werden dann gleiche zeitliche Abstände zwischen den einzelnen
Impulsen, welche an die Arbeit des Mikrocomputers angepaßt werden können, gewährleistet.
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Das Ausgangsnetzwerk der Adreßcodierungsschaltung kann so ausgelegt
sein, daß nach Ablauf der Anwahl keinerlei Belastung für die Eingänge des Computersystems
bestehen. Dies kann beispielsweise durch hochohmige Ausgänge der Entkopplungsbausteine
des Ausgangsnetzwerks erfolgen.
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Durch einen Schalter kann die zeitangepaßte Ablaufsteuerung und Adreßcodierung
derart beeinflußt werden, daß entweder bei geöffnetem Schalter
nur
die Startadresse des Programms ausgewählt wird und der Startimpuls per Hand eingegeben
werden kann oder bei geschlossenem Schalter nach Anwahl der Startadresse auch noch
der Startimpuls automatisch auf das Computersystem übertragen wird.
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Die Erfindung zeigt somit in vorteilhafter Weise eine automatische
Datensicherung, welche bei Netzausfall in Mikrocomputersystemen aller Art angewendet
werden kann, um in flüchtigen (volatilen) Speichern eingeschriebene Informationen
zu retten. Insbesondere werden Störimpulse, welche beim Zusammenbrechen der Betriebsspannung
im Computersystem und auch in den Netzgeräten aufgrund vorhandener Kapazitäten und
Induktivitäten entstehen können, daran gehindert, den Informationsinhalt im volatilen
Speicher zu ändern. Es ist möglich, daß auch bei plötzlichem unerwarteten Netz-
-bz;w.bzw. Versorgungsspannungsausfall der letzte eingespeicherte Informationsinhalt
im volatilen Speicher gesichert und gegen jegliche ungewollte Veränderung geschützt
ist. Ferner kann nach Wiederherstellung der Netzspannungsversorgung die Anwahl einer
beliebigen Startadresse automatisch vorgenommen werden. Der Startbefehl kann nach
Wiederkehr der Netzspannungsversorgung von Hand erfolgen oder es kann ein automatischer
Betrieb eingestellt sein, welcher nach Wiedereinschalten der Netzspannung sowohl
die Adressenanwahl als auch die Erzeugung eines automatischen Startbefehls ermöglicht.
Es kann dann beispielsweise ein Produktionsvorgang, der durch den Mikrocomputer
gesteuert wird und welcher durch den Ausfall des Netzes abgebrochen wurde, von neuem
automatisch eingeleitet werden.
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Die Datensicherung ist auch dann gewährleistet, wenn die für den Computer
vorgesehene Gleichspannungsversorgung ausfällt bzw. wenn bei Ausfall einer T eilgleichspannungsversorgung
ein bestimmter minimaler Wert der Versorgungsspannung unterschritten wird. Die Schaltungsanordnung
kann
so konzipiert werden, daß keinerlei Belastung durch die Schaltung auf Ein- bzw.
Ausgänge auftritt.
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Ferner kann für das einleitend beschriebene Mikrocomputersystem eine
Binäreingabe vorgesehen sein, welche es ermöglicht, daß einzugebende Daten direkt
im Maschinencode binär in Verbindung mit beispielsweise hexadezimaler Eingabe bei
Datenwörtern mit einer Wortlänge von 8 Bit eingelesen werden können. Um dies zu
ermöglichen, kann ein über die binäre Eingabeeinrichtung eingegebenes Wort mit der
Länge von einem Byte in zwei Halbbyteworte aufgeteilt werden und einem Ein-Ausgabe-Baustein
des Mikrocomputersystems zugeleitet werden. Die Halbbyte-Zerlegung bietet den Vorteil,
daß bei einem vorhandenen Monitorübersetzerprogramm die Halbbyteworte, welche beispielsweise
eine Länge von 8 Bit aufweisen, hexadezimal angezeigt werden können.
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Es kann hierzu eine zeitangepaßte Ablaufsteuerschaltung, welche nacheinander
beispielsweise je Zyklus vier Impulse abgibt, ein mit dem Ein-Ausgabe-Baustein verbundenes
Entkopplungsnetzwerk und eine über das Entkopplungsnetzwerk an den Ein-Ausgabe-Baustein
angeschlossene Verriegelungseinrichtung, welche in Abhängigkeit von den aufeinanderfolgenden
Impulsen der Ablaufsteuerschaltung nacheinander die niederwertigen und höherwertigen
Bit des Einbytewortes verriegelt, ansteuern.
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Ferner kann zur Unterdrückung von Impulsen der zeitangepaßten Ablaufsteuerschaltung
mit dieser eine durch zwei Funktionswahlschalter einstellbare Schaltzyklenbestimmungsschaltung
verbunden sein. Die beiden Funktionswahlschalter können als binär codierte Steuerschalter
ausgebildet sein.
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Mittels der beiden binär codierten Steuerschalter lassen sich vier
verschiedene Funktionen bei der Eingabe auswählen.
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Zum Einschreiben eines Einbyteworts kann die zeitangepaßte Ablaufsteuerung
beispielsweise durch einen Ausführimpuls, der gespeichert wird, aktiviert werden
und die zeitangepaßte Ablaufsteuerung liefert vier Impulse, von denen der erste
Impuls zur Verriegelung der niederwertigeren Bit dient, so daß die höherwertigen
Bit des eingegebenen Einbytewortes über das Entkopplungsnetzwerk dem Eingabebaustein
des Computersystems zugeleitet werden. Der zweite Impuls der zeitangepaßten Ablaufsteuerung
kann nun die vier höherwertigen Bit verriegeln und entriegelt die vier niederwertigeren
Bit, so daß diese als Halbbyteinformation ebenfalls über das Entkopplungsnetzwerk
dem Eingabebaustein zugeleitet werden. Der dritte Impuls läuft über das Entkopplungsnetzwerk
direkt zum Eingabebaustein, so daß das Einbytewort nun in den volatilen Speicher
(RAM) abgespeichert werden kann. Der vierte Impuls bringt die Ablaufsteuerung wieder
in die Ausgangslage, wobei weiterhin ein Rücksetzen des Ausführimpulses erzeugt
werden kann.
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Zum Vorwärtslesen können die Steuerschalter in eine solche Lage gebracht
werden, daß die ersten beiden Impulse der zeitangepaßten Ablaufsteuerschaltung durch
die Schaltzyklenbestimmungss chaltung unterdrückt werden. Der dritte Impuls geht
über das Entkopplungsnetzwerk direkt auf den entsprechenden Eingang des Ein-Ausgabe-Bausteins
des Computers. Der Ausgang dieses Bausteins ruft nun das Monitorprogramm des Computers
auf, wodurch der Inhalt der anliegenden Adresse aufgerufen und die Adresse inkrementiert
wird. Der vierte Impuls setzt nach Abfrage der Schaltzyklenbestimmungsschaltung
den Ausführimpuls, welcher nach dem Verbringen der Steuerschalter in die entsprechende
Funktionsstellung gespeichert wurde, zurück. Durch eine weitere Stellung der beiden
binär codierten Steuerschalter kann ein Rückwärtslesen
der Adresse
eingestellt werden, indem die ersten beiden Impulse, die die zeitangepaßte Ablaufsteuerung
abgeben, durch die Schaitzyklenbestimmungsschaltung unterdrückt werden und der dritte
Impuls direkt auf den entsprechenden Eingang des Ein-Ausgabe-Bausteins des Computers
übergeht, wodurch der Ausgang des Ein-Ausgabe-Bausteins das Monitorprogramm des
Computers aufruft und der Inhalt der anliegenden Adresse abgefragt und anschließend
eine Dekrementierung der Adresse durchgeführt wird. Schließlich setzt der vierte
Impuls den Ausführimpuls wieder zurück.
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Wenn die binäre Eingabeeinrichtung so ausgebildet ist, daß für Adressen
ein Zweibytewort notwendig ist, sind zwei Einschreibezyklen vorzusehen, wobei man
als erstes an der Einbyteeingabeeinrlchtung das höherwertige Bytewort einstellt
und nach dem Einschreiben dieses höherwertigen Byteworts das niederwertigere Byte
des Zweibyteworts einstellt. Bei der Eingabe des höherwertigen Byteworts verriegelt
der erste Impuls der zeitangepaßten Ablaufsteuerschaltung die niederwertigere Hälfte
des Byteworts und schiebt über das Entkopplungsnetzwerk die höhere Bytehälfte in
den Eingabebaustein des Computersystems. Der zweite Impuls verriegelt die höherwertigere
Bytehälfte und schiebt über das Entkopplungsnetzwerk die niederwertigere Bytehälfte
in den Ein-Ausgabe-Baustein. Durch die vorher eingestellte Steuerschalterstellung
ist die Schaltzyklenbestimmungsschaltung so vorbereitet, daß der dritte Impuls unterdrückt
wird. Der vierte Impuls der zeitangepaßten Ablaufsteuerschaltung setzt den zu Beginn
des Einschreibzyklus gespeicherten Ausführimpuls zurück. Es kann jetzt das niederwertigere
Byte des Zweibyte-Adreßwortes an der binären Eingabeeinrichtung eingestellt werden.
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Nach Einspeicherung des Ausführimpulses verriegelt der erste Impuls
der zeitangepaßten Ablaufsteuerschaltung die niederwertigere Bytehälfte und schiebt
die höherwertigere Bytehälfte über das Entkopplungsnetzwerk in den Ein-Ausgabe-Baustein
des Computersystems. Der zweite
Impuls verriegelt die höherwertigere
Bytehälfte und schiebt die niederwertigere Bytehälfte in den Ein-Ausgabe-Baustein.
Der dritte Impuls wird jetzt von der Schaltzyklenbestimmungsschaltung durchgelassen
und direkt über das Entkopplungsnetzwerk auf den entsprechenden Eingang des Ein-Ausgabe-Bausteins
gegeben, wodurch der Teil des Monitorprogramms aufgerufen wird, der das Einschreiben
in das Adreßregister übernimmt. Durch den vierten Impuls der Ablaufsteuerschaltung
wird der Ausführimpuls wiederum zurückgesetzt.
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Die Vorteile der im vorstehenden beschriebenen Binäreingabe sind darin
zu sehen, daß die einzugebenden Daten direkt im Maschinencode binär in Verbindung
mit hexadezimaler Eingabe eingelesen werden können.
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Es kann auch wahlweise binär oder hexadezimal eingegeben werden, da
das Binäreingabesystem vom Hexadezimalsystem entkoppelt ist. Um die Binäre ingabee
inrichtung an die üblichen Mikrocomputersysteme anzupassen, die normalerweise in
der Einbyte-Struktur (8 Bit) aufgebaut sind, ist das Eingabesystem für ein Bytewort
ausgebildet.
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Mit Hilfe der beiden binär codierten Steuerschalter lassen sich vier
verschiedene Funktionen auswählen. Zum Beispiel kann Vor- und Rückwärtslesen eingestellt
werden, und es können auch Mehrbyteworte eingeschrieben werden, wie dies beispielsweise
bei einer Adreßanwahl notwendig ist. Insofern eignet sich das vorbeschriebene System
der Binäreingabe in Verbindung mit hexadezimaler Eingabe insbesondere für die einfache
Einweisung in die Befehlsstruktur von Mikrocomputersystemen, wodurch eine besonders
anschauliche Unterweisung in der Schulung möglich wird.
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In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Anhand dieser Figuren soll die Erfindung noch näher erläutert werden.
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Es zeigen:
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung für eine
vollelektronische Datensicherung mit automatischer Adressenanwahl, Fig. 2 eine Schaltungsanordnung
für eine Binäreingabe in Verbindung mit hexadezimaler Eingabe in ein Mikrocomputersystem
und Fig. 3 eine Ablaufsteuerschaltung.
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In der Fig. 1 ist vom Mikrocomputerbereich 1 eine Netzversorgungsschaltung
2, ein Zentralprozessor (CPU) 3, welcher das Steuerwerk und Rechenwerk enthält,
ein ROM-RAM-Bereich 6, welcher den Festspeicher (ROM) sowie den als flüchtigen (volatilen)
Speicher ausgebildeten Schreib-Lese-Speicher (RAM) enthält, dargestellt. Mit dem
RAM-Bereich ist ein Monitorteil 4 des Mikrocomputers verbunden.
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Die Schaltungsanordnung 18 für die Datensicherung enthält eine an
die Netzvers orgungss chaltung 2 angeschlossene Vergleichsstufe, welche zum einen
an ein Entkopplungsnetzwerk 8 mit einem Ladungsspeicher und zum anderen an eine
Zeitstufe 11 angeschlossen ist. Das Entkopplungsnetzwerk dient beim Absinken der
Versorgungsspannung unter einen Minimalwert zum Entkoppeln des RAM-Bereichs im Speicher
6 vom übrigen Mikrocomputerberelch. Das Entkopplungsnetzwerk steuert ferner eine
RAM-Elnschreibsperrschaltung 9 an, durch welche jegliche Informationsänderung im
RAM-Bereich des Speichers 6 unterbunden ist.
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Außerdem ist das Entkopplungsnetzwerk 8 direkt mit einem Pufferelemente
enthaltenden Langzeitspeicher 10 für die Sicherung der eingelesenen Informationen
im RAM-Bereich des Speichers 6 verbunden.
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Die Zeitstufe 11 erkennt, ob die wiederkehrende Versorgungsspannung
stabil ist und steuert eine Schaltstufe 12 an, die ihrerseits eine Schaltung 13
zur Aufhebung der Einschreibsperre aktivieren kann, die wiederum
mit
der RAM-Einschreibsperrschaltung 9 verbunden ist. Die Schaltung 13 zur Aufhebung
der Einschreibsperre ist außerdem mit einer Startimpulserzeugungsschaltung 14 verbunden,
welche für die automatische Adressenwahl einen Startimpuls erzeugt. Die Startimpuls
-erzeugungsschaltung 14 steuert eine zeitangepaßte Ablaufsteuerschaltung 15 an,
welche an die Arbeitsweise des Mikrocomputerbereichs 1 angepaßt ist. Die Impulsfolge
der Ablaufsteuerschaltung 15 gelangt über eine Adreßcodierungsschaltung 16 auf den
Monitorteil 4 des Computerbereichs. Mittels eines Schalters 17 ist es möglich, entweder
nur die Startadresse des Programms anzuwählen, so daß der Startimpuls per Hand eingegeben
werden kann, oder in dem Ablaufzyklus nach Anwahl der Startadresse auch noch den
Startimpuls automatisch auf das Computersystem zu übertragen.
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Die Wirkungsweise der in der Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung
ist die folgende. In der Vergleichsstufe 7 wird der Wert der Versorgungsspannung,
welche aus der Netzversorgung 2 geliefert wird, abgetastet. Auch die Netzgeräteteilspannung
kann von der Vergleichsstufe 7 überwacht werden. Unterschreitet die Versorgungsspannung
bzw. Netzgeräteteilspannung einen bestimmten Minimalwert, so wird über einen Reset-Impuls
der Mikrocomputerbereich 1 zunächst initialisiert. Ferner sperrt ein Dauersignal,
welches beispielsweise ein Massesignal sein kann, über das Entkopplungsnetzwerk
8 jegliche Informationsänderung im RAM-Bereich des Speichers 6. Derartige Informationsänderungen
können beispielsweise durch Störimpulse hervorgerufen werden, die ihrerseits bei
Netzausfall aufgrund von im System vorhandenen Kapazitäten und Induktivitäten erzeugt
werden können. Das Entkopplungsnetzwerk 8 ist mit einem Ladungsspeicher bestückt,
welcher durch die vorher anliegende Betriebsspannung mit Energie versorgt wurde.
Dieser rettet sofort j e nach Dimensionierung für eine bestimmte Zeit die im RAM-Bereich
eingeschriebenen Informationen. Das Entkopplungsnetzwerk
8 erlaubt
es ferner, unmittelbar den Langzeitspeicher 10, der mit Pufferbatterien ausgerüstet
ist, anzusteuern.
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Man kann daher bei plötziichem unerwarteten Netz- bzw. Vers orgungs
-spannungsausfall die letzte eingespeicherte Information des RAM-Bereichs sichern
und gegen jegliche ungewollte Veränderung schützen.
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Bei Wiederkehr der vorher ausgefallenen Netzspannung ermittelt die
vorgeschaltete Zeitstufe 11, ob es sich um eine momentane Wiederkehr der Versorgungsspannung
oder um eine stabile Versorgungsspannung handelt. Die Zeitstufe 11 erkennt, ob der
stabile Zustand der Versorgungsspannung beispielsweise länger als größenordnungsmäßig
1 - 2 Sekunden anhält. Diese Zeit ist so bemessen, daß alle Bausteine der Schaltungsanordnung
18 für die Datensicherung für den nächsten Ausfall der Netzspannung in Bereitschaft
sind. Ist der stabile Zustand der Versorgungsspannung länger als beispielsweise
größenordnungsmäßig 1 - 2 Sekunden, so wird der Wiedereinschaitzyklus eingeleitet.
Wenn die wiederkehrende Versorgungsspannung jedoch nur kurzzeitig vorhanden ist,
bleibt das Computersystem initialisiert und die RAM-Einschreibsperrschaltung 9 aktiviert,
so daß keine Störimpulse oder dgl. auf den RAM-Bereich einwirken können.
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Wenn die Zeitstufe 11 erkannt hat, daß die Versorgungsspannung über
eine bestimmte Zeit hin stabil anliegt, gibt die Zeitstufe ein Ausgangssignal zur
Ansteuerung der Schaltstufe 12 ab. Die Schaltstufe 12 löst die elektronische Verriegelung
in der Schaltung 13 zur Aufhebung der Einschreibsperre Auf diese Weise wird gewährleistet,
daß auf alle Fälle zuerst die Aufhebung der Einschreibsperre erfolgt, bevor die
Initialic sierung des Computersystems aufgehoben wird. Die Aufhebung der Initialisierung,
welche beispielsweise durch Aufhebung eines Dauerlöschimpulses im Computerbereich
1 geschehen kann, setzt die Zeitstufe 11
wieder in i3ereåtschaÎtsste'lung
zurlick, und es wird ein Impuls für den Start der automatischen Adressenanwahl durch
die Schaltung 14 erzeugt.
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Zur sicheren automatischen Adressenaliwahl sind die dabei verwendeten
Ansteuerimpulse an den Arbeitszyklus des Computerbereichs 1 angepaßt.
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Der Startimpuls bewirkt zunächst ein Zurücksetzen der Zeitglieder
in der zeitangepaßten Ablaufsteuerschaltung 15. Die Impulsfolge dieser Ablaufsteuerschaltung
ist so, daß sich die Schwankung einer Teilzeit nicht auf die weiteren Impulse überträgt.
Diese gegebenenfalls durch die Schwankung einer Teilzeit versetzten Impulse steuern
die Adreßcodierungsschaltung 16 an. Um gleiche zeitliche Abstände zwischen den Ansteuerimpulsen
zu gewinnen und um außerdem die zeitliche Folge der Ansteuerimpulse an den Arbeitszyklus
des Computersystems anzupassen, können die Zeitglieder der Ablaufsteuerschaltung
15 so verschaltet sein, daß mit dem Ende eines Impulses eine neue Zeitstufe unabhängig
von der vorhergehenden gesetzt wird.
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Das Ausgangsnetzwerk der Adreßcodierungsschaltung 16 ist so ausgelegt,
daß nach Ablauf der Anwahl keinerlei Belastung für die Eingänge des Computersystems
besteht. Das kann beispielsweise durch hochohmige Ausgänge der Entkopplungsbausteine
erzielt werden.
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Der Schalter 17 beeinflußt die zeitangepaßte Ablaufsteuerschaltung
15 derart, daß bei geöffnetem Schalter nur die Startadresse des Programms angewählt
wird, so daß der Startimpuls per Hand eingegeben werden kann. Bei geschlossenem
Schalter 17 wird in dem Ablaufzyklus nach Anwahl der Startadresse auch noch der
Startimpuls automatis ch auf das Computersystem übertragen.
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Die Fig. 2 zeigt eine Schaltungsanordnung 19, mit welcher eine Binäreingabe
in Verbindung mit hexadezimaler Eingabe in den Mikrocomputer 1 möglich ist. Im Computerbereich
1 ist noch ein Ein-Ausgabe-Baustein 5 neben der Netzversorgung 2 dem Zentralprozessor
3 und dem Monitorteil 4 dargestellt.
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Die Schaltungsanordnung 19 enthält eine Binäreingabeeinrichtung 20,
an welche zur Halbbyteweise-Codierung eine Verriegelungsschaltung 21 angeschlossen
ist. Die Verriegelungsschaltung 21 ist über ein Ent#pplungsnetzwerk 28 an den Eingang
des Ein-Ausgabebausteins 5 des Mikrocomputerbereichs 1 angeschlossen. Eine zeitangepaßte
Ablaufsteuerschaltung 27 steuert sowohl die Verriegelungsschaltung 21 als auch das
Entkopplungsnetzwerk 28 an. Für jeden Eingabezyklus sieht die Ablaufsteuerschaltung
27 vier Impulse vor. Eine Schaltzyklenbestimmungsschaltung 24, welche gegebenenfalls
den einen oder anderen der Impulse der Ablaufsteuerschaltung 27 unterdrückt, ist
über eine Decodierungsschaltung 23 durch eine codierte Funktionsauswahleinrichtung
22, welche zwei binär codierte Steuerschalter SO, S1 aufweist, ansteuerbar. Sowohl
die Schaltzyklenbestimmungsschaltung 24 als auch die Ablaufsteuerschaltung 27 sind
mit einer Rücksetzimpulserzeugungsschaltung 25 verbunden, die ihrerseits eine Schaltung
26 ansteuert, die einen Ausführimpuls abgibt und speichert. Durch den Rücksetzimpuls
der Rücksetzimpulserzeugungsschaltung 25 wird die Schaltung 26 zurückgesetzt.
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Im folgenden soll im einzelnen die Wirkungsweise der Schaltung 19
für vier durch die beiden binär codierten Steuerschalter SO, S1 auswählbare Funktionen
beschrieben werden.
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a) Einschreiben (Schalterstellung z.B. SO = O, S, O) Über acht Eingabeschalter
der Binäreingabeeinrichtung 20 läßt sich ein Wort mit der Länge von einem Byte (8
Bit) einstellen. Nach Eingeben eines Impulses mittels eines Schalters der Schaltung
26, welche den Ausführimpuls liefert, wird die zeitangepaßte Ablaufsteuerschaltung
27 aktiviert. Der Ausführimpuls wird für die Ablaufsteuerung gespeichert. Nach Ablauf
einer kurzen Wartezeit liefert die zeitangepaßte Ablaufsteuerschaltung 27 einen
definierten Impuls, der die höherwertigen vier Bit des eingegebenen Einbytewortes
über das Entkopplungsnetzwerk dem Ein-Ausgabe-Baustein 5 des Computerbereichs 1
zuleitet. Die vier niederwertigeren Bit werden dabei durch die Verriegelungsschaltung
21 verriegelt. Der zweite Impuls, den die zeitangepaßte Ablaufsteuerungsschaltung
27 liefert, verriegelt die vier höherwertigen Bit des Einbytewortes und entriegelt
die vier niederwertigeren Bit mit Hilfe der Verriegelungs-/Entriegelungsschaltung
21. Diese Halbbyte-Information wird ebenfalls über das Entkopplungsnetzwerk 28 dem
Ein-Ausgabe-Baustein 5 des Computerbereichs 1 zugeleitet.
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Durch die Halbbyte-Zerlegung ergibt sich der VorteiL, daß bei einem
vorhandenen Monitorübersetzerprogramm die Halbbyteworte hexadezimal angezeigt werden
können. Der dritte Impuls, den die Ablaufsteuerschaltung 27 liefert, läuft direkt
über das Entkopplungsnetzwerk 28 zum Ein-Ausgabe-Baustein 5 des Computerbereichs
1, so daß das Einbytewort nun im RAM-Bereich, welcher in der Fig. 2 nicht näher
dargestellt ist, abgespeichert werden kann.
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Der vierte Impuls der Ablaufsteuerschaltung 27 bringt die Ablaufsteuerung
wieder in die Ausgangslage zurück. Außerdem wird ein Rücksetzen des Ausführimpulses
erzeugt, nachdem über die Decodierschaltung
23 die Anzahl der
erforderlichen Schaltzyklen abgelaufen ist.
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b) Vorwärtslesen (Schalterstellung z.B. SO = 0, #1 = 1) Nachdem die
Steuerschalter SOund S1 in die entsprechende Lage gebracht sind, wird, wie beim
Einschreiben durch die Schaltung 26, der Ausführimpuls gegeben und für die Ablaufsteuerung
gespeichert.
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Die ersten beiden Impulse, welche die Ablaufsteuerschaltung 27 7abgibt,
werden durch die Schaltzyklenbestimmungsschaltung 24 unterdrückt. Der dritte Impuls
der Ablaufsteuerschaltung 27 geht über das Entkopplungsnetzwerk 28 direkt auf den
entsprechenden Eingang des Ein-Ausgabe-Bausteins des Computerbereichs 1. Der Ausgang
des Ein-Ausgabe-Bausteins 5 ruft nun das Monitorprogramm des Computers auf, wodurch
der Inhalt der anliegenden Adresse aufgerufen und die Adresse inkrementiert wird.
Schließlich setzt der vierte Impuls der Ablaufsteuerschaltung 27 nach Abfrage der
Schaltzyklenbestimmungsschaltung 24 den Ausführimpuls, wie im Zusammenhang mit dem
Einschreiben beschrieben wurde, zurück.
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c) Rückwärtslesen (Schalterstellung z.B. SO= 1, #1 = O) Wie in den
beiden vorstehend beschriebenen Funktionen wird der Ausführimpuls durch die Schaltung
26 gegeben und für die Ablaufsteuerung gespeichert. Die ersten beiden Impulse der
Ablaufsteuerschaltung 27 werden, wie beim Vorwärtslesen, durch die Schaltzyklenbestimmungsschaltung
24 unterdrückt. Der dritte Impuls geht wie beim Vorwärtslesen über das Entkopplungsnetzwerk
28 direkt auf den entsprechenden Eingang des Ein-Ausgabe-Bausteins 5, dessen Ausgang
das Monitorprogramm des Computers aufruft. Der Inhalt der anliegenden Adresse wird
abgefragt und anschließend eine Dekrementierung der Adresse vorgenommen. Schließlich
setzt der
vierte Impuls der Ablaufsteuerschaltung 27 nach Abfrage
der Schaltzyklenbestimmungsschakung 24 den Ausführimpuls zurück.
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d) Einschreiben einer beliebigen Adresse (Schalterstellung z.B. SO
= 1, S1 - °) Bei Mikrocomputern werden Adressen tiblicherweise als Zweibytewort
eingeschrieben. Es ist daher eine Aufteilung in zwei Einschreibezyklen notwendig.
Zunächst wird an der Binäreingabeeinrichtung 20, welche eine Einbyte-Tastatur aufweist,
das höherwertigere Bytewort eingestellt. Nach Betätigung des Schalters der Ausführschaltung
26 gibt diese den Ausführimpuls an die zeitangepaßte Ablaufsteuerschaltung ab. Der
Ausführimpuls wird hinwiederum gespeichert.
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Der erste Impuls, den die Ablaufsteuerschaltung 27 liefert, verriegelt
mit Hilfe der Entriegelungs-/Verriegelungsschaltung 21 die niederwertigere Hälfte
des ersten höherwertigeren Byteworts und schiebt über das Entkopplungsnetzwerk 28
die höherwertige Bytehälfte in den Eingabebaustein des Computersystems. Der zweite
Impuls der Ablaufsteuerschaltung 27 verriegelt mit Hilfe der Verriegelungs-/Entriegelungsschaltung
21 die höherwertigere Bytehälfte des höherwertigeren Bytewortes und schiebt über
das Entkopplungsnetzwerk 28 die niederwertdgere Bytehälfte des höherwertigeren Byteworts
in den Ein-Ausgabe-Baustein 5.
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Über die Decodierungsschaltung 23 ist durch die entsprechende Schalterstellung
der Schalter SO, S1 die Schaltzyklenbestimmungsschaltung 24 so vorbereitet, daß
der dritte Impuls der Ablaufsteuerschaltung 27 unterdrückt wird. Der vierte Impuls
der Ablaufsteuerschaltung setzt den Ausführimpuls, wie im vorstehenden beschrieben,
zurück.
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Hierauf wird das niederwertigere Bytewort des Zweibyte-Adreßwortes
an der Binäreingabeeinrichtung 20 mit der Einbyte-Tastatur eingestellt.
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Nach dem Geben des Ausführimpulses durch die Ausführimpulsschaltung
26 wird durch den ersten Impuls der Ablaufsteuerschaltung 27 die Verriegelungs-/Entriegelungsschakung
21 so gesteuert, daß die niederwertige Bytehälfte verriegelt und die höherwertige
Bytehälfte über das Entkopplungsnetzwerk 28 in den Ein-Ausgabe-Baustein 5 geschoben
wird. Der zweite Impuls der Ablaufsteuerschaltung 27 steuert die Verriegelungs-/
Entriegelungsschaltung 21 so an, daß die höherwert ige Bytehälfte verriegelt und
die niederwertigere Bytehälfte über das Entkopplungsnetzwerk 28 in den Ein-Ausgabe-Baustein
5 geschoben wird. Der dritte Impuls der Ablaufsteuerschaltung 27 wird jetzt jedoch
von der Schaltzyktenbestimmungsschaltung 24 durchgelassen und direkt über das Entkopplungsnetzwerk
28 auf den entsprechenden Eingang des Ein-Ausgabe-Bausteins 5 gegeben. Durch diesen
Impuls wird der entsprechende Teil des Monitorprogramms aufgerufen, der das Einschreiben
in das Adreßregister übernimmt. Der vierte Impuls der Ablaufsteuerschaltung 27 setzt
den Ausführimpuls zurück. Auf diese Weise ermöglicht die Schaltungsanordnung 19
ein maschinencodiertes Einschreiben, ein Vor- und Rückwärtslesen und eine Adreßanwahl
in binärer Form. Die Schaltungsanordnung 19 eignet sich insbesondere für die Binäreingabe
in Verbindung mit hexadezimaler Eingabe.