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Verfahren zum Programmieren von beschreibbaren Festwert-
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speichern.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Programmieren von
beschreibbaren Festwertspeichern, bei denen Binärwerte in Speicherzellen durch Programmiersignale
eingespeichert und/oder geändert werden. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf
eine Schaltungsanordnung zur Durchf:ahrung des Verfahrens.
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Als beschreibbare Festwertspeicher sind elektrisch programmierbare,
elektrisch löschbare und elektrisch änderbare Festwertspeicher bekannt. Die Programmierung
dieser Festwertspeicher erfolgt durch Programmiersignale, die, in Abhängigkeit von
den einzuspeichernden Binärwerten, den entsprechenden Speicherzellen zugeführt werden.
Diese Programmiersignale müssen während einer vorgegebenen Programmierdauer anliegen,
um sicherzustellen, daß die Binärwerte über eine längere Zeitdauer im Festwertspeicher
gespeichert bleiben. Ein Maß für die Sicherheit der Informationserhaltung im Festwertspeicher
ist der Programmiergrad. Der Programmiergrad
nimmt mit zunehmender
Programmierdauer bis zu einem Wert von 100 % zu. Bei gleicher Programmierzeit kann
der Programmiergrad in Abhängigkeit von den verwendeten Festwertspeicherbausteinen
und auch von Speicherzelle zu Speicherzelle innerhalb eines Festwertspeicherbausteins
in einem verhältnismäßig breiten Bereich streuen. Weiterhin hängt der Programmiergrad
von der Temperatur des Festwertspeichers während der Programmierung ab und zwar
nimmt der Programmiergrad, ausgehend von einem Wert von 100 % mit steigender Temperatur
ab. Schließlich hängt der Programmiergrad auch von der Programmierspannung, also
von der Amplitude des Programmiersignals ab.
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Bei dem bekannten Verfahren zum Programmieren der Festwertspeicher
müssen somit stark eingeschränkte Zeit-, Temperatur- und Spannungsbereiche beachtet
werden. Die Zeitbereiche werden dabei so gewählt, daß der gewünschte Programmiergrad
mit Sicherheit erreicht wird. Falls der gewünschte Programmiergrad jedoch bei verschiedenen
Festwertspeichern oder Speicherzellen früher erreicht wird, wird dies bei dem bekannten
Verfahren nicht berücksichtigt. Außerdem können diejenigen Festwertspeicher nicht
verwendet werden, bei denen der notwendige Programmiergrad bei einem größeren Temperatur-
oder Spannungsbereich nicht erreicht wird.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
Programmieren von Festwertspeichern anzugeben, bei dem die Programmierdauer selbsttätig
an die Eigenschaften des Festwertspeichers oder der einzelnen Speicherzellen angepaßt
wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Verfahren der eingangs genannten
Art dadurch gelöst, daß der gerade zu beschreibenden Speicherzelle ein dem einzuspeichernden
Binärwert zugeordnetes Programmiersignal zugeführt wird, daß durch Lesen des Inhalts
der Speicherzelle eine Prüfzeitdauer ermittelt wird, nach der der Binärwert erstmals
in
der Speicherzelle gespeichert ist,und daß in Abhängigkeit von
der Prüfzeitdauer die für eine dauerhafte Speicherung des Binärwerts erforderliche
Gesamtdauer des Programmiersignals festgelegt wird.
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Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung macht davon Gebrauch,
daß aus der Prüfzeitdauer, nach der erstmals der gewünschte Binärwert eingespeichert
ist, auf die Gesamtdauer des Programmiersignals geschlossen werden kann, bei dem
der Binärwert mit großer Sicherheit über eine längere Zeitdauer im Festwertspeicher
gespeichert bleibt.
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Das Verfahren hat den Vorteil, daß der Festwertspeicher in kürzerer
Zeit programmierbar ist, da die Gesamtdauer jedes Programmiersignals individuell
bestimmt wird und nicht auf eine bestimmte bzw. angenommene größte Gesamtdauer festgelegt
werden muß. Bei gleicher mittlerer Gesamtdauer für die Programmierung kann ein erweiterter
Temperatur- und Spannungsbereich zugelassen werden. Damit können auch diejenigen
Festwertspeicher verwendet werden, die normalerweise bei den eingeschränkten Temperatur-
und Spannungsbereichen nicht mehr eingesetzt werden dürfen.
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Die Ermittlung der Zeitdauer und der Gesamtdauer des Programmiersignals
wird auf besonders einfache Weise erreicht, wenn das Programmiersignal aus kurzen
Programmierimpulsen gebildet wird, wenn nach jedem Programmierimpuls die Speicherzelle
ausgelesen wird und wenn die Gesamtdauer des Programmiersignals durch die Gesamtzahl
der Programmierimpulse festgelegt wird.
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Zur Ermittlung der Gesamtdauer des Programmiersignals ist es vorteilhaft,
wenn aufgrund empierischer Werte die Gesamtdauer des Programmiersignals aus der
Prüfzeitdauer durch Berechnung ermittelt wird oder wenn die Gesamtdauer des
Programmiersignals
in Abhängigkeit von der Prüfzeitdauer tabellarisch gespeichert ist.
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Um bei einem Festwerts#eicher, der innerhalb der Temperatur-und spannungsbereiche
nicht mehr programmierbar ist, die Programmierung rechtzeitig abbrechen zu können
ist es vorteilhaft, wenn die Programmierung beendet wird, falls die ermittelte Gesamtdauer
des Programmiersignals eine vorgegebene maximale Programmierzeitdauer überschreitet.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung einer Schaltungsanordnung zur Durchführung
des Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine die Programmiersignale in Abhängigkeit
von den einzuspeichernden Binärwerten erzeugende Programmierstufe, durch einen den
aus der gerade zu beschreibenden Speicherzelle gelesenen Binärwert mit dem einzuspeichernden
Binärwert vergleichenden Vergleicher, durch eine die Prüfzeitdauer messende und
die Gesamtdauer ermittelnde Schaltstufe und durch einen den zeitlichen Ablauf der
Programmierung steuernden Taktgeber. Dabei ist es günstig, wenn ein Zwischenspeicher
vorgesehen ist, in dem die einzuspeichernden Binärwerte während der Programmierung
gespeichert werden.
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Falls die Gesamtdauer durch eine Berechnung ermittelt wird, ist es
von Vorteil, wenn die Schaltstufe ein Rechenwerk enthält, das aus der Prüfzeitdauer
die Gesamtdauer errechnet.
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Falls das Rechengesetz zur Ermittlung der Gesamtdauer tabellarisch
erfaßt ist, ist es günstig, wenn die Schaltstufe einen Speicher enthält, in dem
verschiedenen Prüfzeitdauern zugeordnete Gesamtdauer gespeichert sind.
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Die Schaltungsanordnung erfordert einen besonders geringen Aufwand,
wenn der V#gLelcher, die Schaltstufe und der Takt-
geber Bestandteile
eines Mikroprozessors sind.
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Im folgenden wird eine Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
anhand von Zeichnungen beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Darstellung des Programmiergrads eines Festwertspeichers
in Abhängigkeit von der Zeitdauer eines Programmiersignals, Fig. 2 ein Blockschaltbild
einer Schaltungsanordnung zum Programmieren des Festwertspeichers.
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Bei der Darstellung in Fig. 1 sind in Abszissenrichtung die Zeit t
und in Ordinatenrichtung der Programmiergrad P und das Programmiersignal PR aufgetragen.
Bei der Darstellung des Programmiergrads P stellt die durchgezogen dargestellte
Linie die Kennlinie einer bestimmten Speicherzelle dar, während die beiden daneben
verlaufenden, gestrichelt dargestellten Linien den Streubereich darstellen.
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Der Streubereich wird entweder durch die Kennlinien der restlichen
Speicherzellen eines Festwertspeichers oder die Kennlinien von Speicherzellen in
weiteren Festwertspeichern dargestellt. Das Programmiersignal PR wird bei der Darstellung
aus einer Mehrzahl von Programmierimpulsen gebildet.
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Zum Zeitpunkt tO wird der erste Programmierimpuls des Programmiersignals
PR abgegeben. Es wird angenommen, daß der Festwertspeicher zunächst gelöscht ist
und in allen Speicherzellen der Binärwert 0 eingespeichert ist und in eine betrachtete
Speicherzelle der Binärwert 1 eingespeichert werden soll. Weiterhin wird angenommen,
daß nach jedem Programmierimpuls die Speicherzelle ausgelesen wird und geprüft wird,
ob der einzuspeichernde Binärwert 1 bereits in der Speicherzelle gespeichert ist.
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Nach dem ersten Programmierimpuls ist der Binärwert 1 noch nicht eingespeichert,
so daß weitere Programmierimpulse erzeugt werden. Zum Zeitpunkt t1, nach der Prüfzeitdauer
T1 wird erstmals der Binärwert 1 aus der Speicherzelle ausgelesen. Die Programmierung
des Festwertspeichers kann damit aber noch nicht beendet werden, da nach dieser
Zeitdauer des Programmiersignals PR eine Informationserhaltung über eine genügend
lange Zeit noch nicht gewährleistet werden kann. Die Informationserhaltung wird
erst dann gewährleistet, wenn der Programmiergrad von 100 % erreicht ist.
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Da der prinzipielle Verlauf der Kennlinien der Festwertspeicher bekannt
ist und auch empirisch ermittelt werden kann, kann aus der Prüfzeitdauer T1 die
Gesamtdauer T2 ermittelt werden, mit der die Speicherzelle durch das Programmiersignal
PR beaufschlagt werden muß, um den Programmiergrad von 100 % zu erreichen. Die Ermittlung
der Gesamtdauer erfolgt beispielsweise durch Berechnung, wenn die Kennlinie durch
eine einfache Funktion, beispielsweise eine Parabel angenähert werden kann. Die
Gesamtdauern können auch in Abhängigkeit von verschiedenen Prüfzeitdauern tabellarisch
gespeichert sein, so daß sich die Gesamtdauer T2 des Programmiersignals PR aus der
Prüfzeitdauer T1 unmittelbar ergibt. Eine die Programmierung durchführende Schaltungsanordnung
erfordert dabei einen besonders qeringen Aufwand, wenn das Programmiersignal PR
durch die Prüfimpulse dargestellt wird, da dann die Prüfzeitdauer T1 durch die Anzahl
der Programmierimpulse quantisiert angegeben werden kann und auch die Gesamtzeitdauer
T2 durch die Gesamtzahl von Programmierimpulsen angegeben werden kann.
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Zum Zeitpunkt t2, nach der Gesamtdauer T2, ist der Programmiergrad
von 100 % erreicht und eine Informationserhaltung über eine längere Zeit ist damit
gewährleistet. Das Programmiersignal PR wird damit beendet und mit der Program-
mierung
einer weiteren Speicherzelle des Festwertspeichers kann begonnen werden.
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Falls der Binärwert 1 zum ersten Mal zum Zeitpunkt t1' aus der zu
programmierenden Speicherzelle ausgelesen worden wäre, wäre der Programmiergrad
p von 100 % erst zu einem nicht dargestellten späteren Zeitpunkt erreicht worden.
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Da durch das Verfahren die Gesamtdauer T2 individuell für jede Speicherzelle
durch die entsprechende Prüfzeitdauer T1 festgelegt wird, muß die Gesamtdauer T2
des Programmiersignals PR nicht nach der größten zugelassenen Gesamtdauer bemessen
werden. Die Gesamtdauer T2 wird somit individuell an die einzelnen Speicherzellen
selbsttätig angepaßt und es wird eine kürzere Programmierzeit für den gesamten Festwertspeicher
erreicht. Falls die ursprüngliche Programmierzeit beibehalten werden kann, können
auch Festwertspeicher programmiert werden, die in einem erweiterten Temperatur-
oder Spannungsbereich, bei Verwendung des bekannten Verfahrens nicht mehr programmiert
werden könnten.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung
zum Programmieren von Festwertspeichern werden dem Festwertspeicher SP die Programmiersignale
PR von einer Programmierstufe PS zugeführt. Die Programmierstufe PS kann in bekannter
Weise ausgebildet sein. Der einzuspeichernde Binärwert wird als Signal D1 der Programmierstufe
PS über einen Zwischenspeicher ZS zugeführt. In den Zwischenspeicher ZS gelangt
der Binärwert durch ein Signal D, das nach dem Betätigen eines Kontaktes K erzeugt
wird.
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Der Kontakt K wird entweder durch eine Taste oder durch einen Lochstreifen
gesteuert. Ein Taktgeber TG gibt an den Zwischenspeicher ZS ein Taktsignal S1 ab,
mit dem der Binärwert des Signals D übernommen wird. Der Taktgeber TG erzeugt weiterhin
die das Programmiersignal PR bildenden
Programmierimpulse und gibt
sie als Signale S2 an die Programmierstufe PS ab. Gleichzeitig gibt er ein Signal
S3 an den Festwertspeicher SP ab, mit dem dieser vor jedem Programmierimpuls auf
das Einspeichern und nach jedem Programmierimpuls auf das Auslesen umgeschaltet
wird.
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Ein Vergleicher VG vergleicht zu durch Signale S4 festgelegten Zeitpunkten,
die einzuspeichernden Binärwerte, die durch die Signale D1 dargestellt werden, mit
den aus dem Festwertspeicher ausgelesenen Binärwerten, die durch Signale D2 dargestellt
werden. Wenn erstmals die Binärwerte der Signale D1 und D2 übereinstimmen, gibt
der Vergleicher VG ein Signal S5 an eine Schaltstufe 55 ab, die aus der Zeitdifferenz
zwischen dem Beginn der Programmierung und dem Auftreten des Signals S5 die Prüfzeitdauer
T1 mißt. Aus der Prüfzeitdauer T1 ermittelt die Schaltstufe SS die Gesamtdauer T2
entweder durch Rechnung oder durch Auslesen eines dort tabellarisch gespeicherten
Wertes, gibt an den Taktgeber TG Signale S6 ab, die die Gesamtzahl der Programmierimpulse
angibt. Die Schaltstufe SS wird dabei durch vom Taktgeber TG abgegebene Signale
S7 gesteuert. Wenn die Anzahl der Programmierimpulse mit der durch die Signale angegebenen
Anzahl übereinstimmt, wird das Signal S2 und damit das Programmiersignal PR beendet.
Anschließend wird mit der Programmierung der nächsten Speicherzelle begonnen.
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Auf eine Darstellung der Adressensteuerung, mit der die verschiedenen
Speicherzellen des Festwertspeichers SP angesteuert werden, wurde verzichtet, da
sie nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Außerdem wurde die Durchführung
des Verfahrens auf die Programmierung einer einzigen Speicherzelle beschränkt. In
ähnlicher Weise können auch mehrere Speicherzellen, beispielsweise acht, gleichzeitig
programmiert werden.
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Zur Ermittlung der Gesamtdauer T2 kann die Schaltstufe mit einem Rechenwerk
versehen sein, oder einen Festwertspeicher enthalten, in dem die verschiedenen Prüfzeitdauern
T1 zugeordneten Gesamtzeitdauern T2 gespeichert sind. Auch kann die Schaltstufe
SS einen Vergleicher enthalten, der eine Beendigung der Programmierung veranlaßt,
wenn die ermittelte Gesamtdauer T2 des Programmiersignals PR eine vorgegebene maximale
Programmierzeit überschreitet. In diesem Fall ist der zu programmierende Festwertspeicher
für den vorgesehenen Einsatzfall nicht geeignet.
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Eine besonders einfache Ausführungsform der Schaltungsanordnung wird
erreicht, wenn der Taktgeber TG, der Zwischenspeicher ZS, der Vergleicher VG und
die Schaltstufe SS Bestandtewle eines Mikroprozessors sind. In diesem Fall gibt
der Mikroprozessor die Signale S2 und D1 an die in bekannter Weise ausgebildete
Programmierstufe PS ab und ihm werden die Signale D2 zugeführt, die beim Lesen der
gerade zu programmierenden Speicherzelle vom Festwertspeicher SP abgegeben werden.
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10 Patentansprüche 2 Figuren