DE3514430C2

DE3514430C2 -

Info

Publication number: DE3514430C2
Application number: DE3514430A
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl.-Ing. 3406 Eddigehausen De Knothe; Franz-Josef Dipl.-Ing. 3414 Hardegsen De Melcher; Christian Dipl.-Ing. 3400 Goettingen De Oldendorf
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1985-04-20
Filing date: 1985-04-20
Publication date: 1988-02-04
Also published as: GB2174828A; GB8609141D0; JPS61242400A; CH671837A5; GB2174828B; FR2580851A1; DE3514430A1; JPH0364960B2; US4811293A; FR2580851B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schreibschutzeinrich tung für einen elektrisch löschbaren Speicher, der mit einem Mikroprozessor verbunden ist, mit mindestens einem Schreibschutz-Flip-Flop, dessen beide logischen Zustände "mit Schreibschutz" bzw. "ohne Schreibschutz" bedeuten, und mit mindestens einem Gate in der Schreibleitung des elektrisch löschbaren Speichers, das vom Schreibschutz- Flip-Flop angesteuert wird und bei dessen logischem Zustand "mit Schreibschutz" die Weiterleitung von Schreibbefehlen zu den einzelnen Speicherzellen verhindert.

Elektrisch löschbare Speicher sind allgemein bekannt; übliche Kurzbezeichnungen sind:
EEPROM = electrical erasible programmable read only memory,
EAROM = electrical alterrible read only memory oder
NVRAM = non volatible random access memory.
Im folgenden Text wird für diesen elektrisch löschbaren Speicher immer die Abkürzung EEPROM benutzt.

In Speichern dieser Art besteht die Gefahr, daß der Mikro prozessor durch ungewolltes Überschreiben wichtige abgespeicherte Daten vernichtet. Zum Schutz davor sind verschiedene Schaltungen bekannt, die jedoch alle das einwandfreie Funktionieren des Mikroprozessors zur Voraussetzung haben. Wird dagegen der Mikroprozessor beispielsweise durch äußere elektrische Störungen voll kommen außer Tritt gebracht, so bieten diese Schaltungen keinen absoluten Schutz vor Datenverlusten. Beispielsweise ist in der US-Patentschrift 44 89 380 eine Schaltung der eben angegebenen Art beschrieben. Der Mikroprozessor kann dort das Schreibschutz-Flip-Flop sowohl in den Zustand "mit Schreibschutz" als auch in den Zustand "ohne Schreib schutz" bringen. Im Störungsfall ist es also nicht auszu schließen, daß der Mikroprozessor den Schreibschutz aufhebt und falsche Daten einschreibt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Schaltung anzu geben, die zwar das Einschreiben von Daten durch den Mikroprozessor während einer Programmierungsphase erlaubt, das spätere Löschen von abgespeicherten Daten jedoch zuverlässig und unter allen Umständen verhindert.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein mechanisches Schaltelement vorhanden ist und daß das Schreibschutz-Flip-Flop durch den Mikroprozessor nur in den einen logischen Zustand "mit Schreibschutz" gebracht werden kann, während es in den anderen logischen Zustand "ohne Schreibschutz" nur gebracht werden kann, wenn das mecha nische Schaltelement betätigt ist.

Bei dieser Schaltung wird der Mikroprozessor also nach Abschluß der Programmierungsphase und dem damit verbundenen Einschreiben von Daten in den EEPROM-Speicher das zusätz liche Speicherelement in den logischen Zustand "mit Schreibschutz" bringen und damit die weitere Abspeicherung von Daten - und das damit verbundene Löschen der alten Daten - verhindern. Eine Aufhebung dieses Schreibschutzes ist nur durch das manuelle Betätigen des Schaltelementes möglich, beispielsweise im Rahmen einer Revision oder Reparatur des Gerätes.

Um auch in diesem Falle ein unbeabsichtigtes Überschreiben von Daten, beispielsweise durch einen defekten Mikro prozessor, möglichst zu verhindern, ist es vorteilhaft, daß das Schreibschutz-Flip-Flop nur durch das Betätigen des mechanischen Schaltelementes und zusätzlich durch den entsprechenden Mikroprozessor-Befehl in den logischen Zustand "ohne Schreibschutz" gebracht werden kann. Dies setzt also zur Aufhebung des Schreibschutzes im allgemeinen die einwandfreie Funktion des Mikroprozessors voraus.

Der Schreibschutz kann sich auf den ganzen EEPROM-Speicher beziehen, der damit praktisch zu einem ROM-Speicher wird, er kann sich aber auch vorteilhafterweise auf einen oder mehrere Teilbereiche beschränken, während die anderen Teilbereiche dem Mikroprozessor als normale EEPROM-Speicher bleiben. Dabei kann entweder jedem zu schützenden Teil bereich ein gesondertes Schreibschutz-Flip-Flop zugeordnet sein, oder es wird ein Haupt-Schreibschutz-Flip-Flop benutzt, das nachgeordnete Teilbereich-Schreibschutz- Flip-Flops ansteuert, die dann die einzelnen Teilbereiche vor dem Überschreiben schützen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Schaltschemata erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines in seiner Gesamtheit geschützten EEPROM-Speichers,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines in seiner Gesamtheit geschützten EEPROM-Speichers in einer anderen Ausgestaltung,

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines teilbereichsweise geschützten EEPROM-Speichers in einer ersten Ausgestaltung und

Fig. 4 ein Blockschaltbild eines teilbereichsweise geschützten EEPROM-Speichers in einer zweiten Ausgestaltung.

Das Blockschaltbild in Fig. 1 zeigt einen EEPROM-Speicher 4 mit seinen üblichen Ansteuerelementen 10 für die Auswahl der Zeile und 11 für die Auswahl der Spalte, seinen Datenein- und -ausgängen 12 und dem Schreibeingang 14. Solche EEPROM-Speicher sind allgemein bekannt, weshalb auf eine nähere Erläuterung ihres inneren Aufbaues hier ver zichtet werden kann.

In der Schreibleitung ist nun zwischen der Zuleitung 6 vom Mikroprozessor und dem Eingang 14 in den Speicher 4 ein Gate 3 eingebaut. Der zweite Eingang des Gates 3 liegt am Ausgang 8 eines Schreibschutz-Flip-Flops 1. Damit bestimmt das Schreibschutz-Flip-Flop 1, ob Schreibbefehle zum Speicher 4 durchgelassen werden oder nicht. Liegt am Ausgang 8 des Schreibschutz-Flip-Flops 1 eine logische "1", so werden Schreibbefehle durchgelassen, dies ist der logische Zustand "ohne Schreibschutz". In diesem Zustand befindet sich das Schreibschutz-Flip-Flop 1 während der Programmierungsphase. Am Dateneingang 9 des Schreibschutz- Flip-Flops 1 ist jedoch bereits die logische "0" fest verdrahtet und kann vom Mikroprozessor durch ein Signal auf der Schreibleitung 6 und der Schreibschutzaktivierungs leitung 7 in das Schreibschutz-Flip-Flop 1 übernommen werden. Damit wird das Gate 3 gesperrt und es sind keine Schreiboperationen mehr im Speicher 4 möglich; dies ist also der logische Zustand "mit Schreibschutz". Aus diesem Zustand kann das Schreibschutz-Flip-Flop 1 - das als nichtflüchtiges Speicherelement vorausgesetzt wird - vom Mikroprozessor nicht herausgebracht werden, da der Mikroprozessor auf den Dateneingang 9 keinen Zugriff hat. Nur nach Schließen des mechanischen Schaltelementes 5, beispielsweise durch einen Service-Techniker, kann der Mikroprozessor durch Signale auf den beiden Leitungen 6 und 7 den Urzustand "ohne Schreibschutz" wieder herstellen.

Das mechanische Schaltelement 5 kann dabei je nach Erfordernis des speziellen Anwendungsfalles z. B. als mechanischer Taster ausgeführt sein oder als 2polige Buchse, die durch einen Kurzschlußstecker überbrückt werden kann, oder als Lötaugen oder Lötstifte, die durch ein metallisches Werkzeug elektrisch verbunden werden können.

Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung erlaubt es also dem Mikroprozessor in einer Programmierphase den Speicher 4 mit Daten zu beschreiben und nach Abschluß der Programmierungsphase diese Daten vor versehentlicher späterer Änderung zu schützen. Dieser Schutz ist für den Mikroprozessor irreversibel und kann nur durch mechanische Eingriffe von außen bei Bedarf aufgehoben werden.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausgestaltung unterscheidet sich von den in Fig. 1 gezeigten nur durch die Beschaltung der Eingänge des Schreibschutz-Flip-Flops 1. Beim Betätigen des mechanischen Schaltelementes 5 wird nicht nur die logische "1" auf den Dateneingang 9 gegeben, sondern gleichzeitig über zwei Oder-Gates 20 und 21 der Schreibbefehl (WR) und der Freigabebefehl (ENA) an das Schreibschutz-Flip-Flop 1 gegeben, so daß das Schreibschutz-Flip-Flop 1 ohne Mit wirkung des Mikroprozessors nur durch das Betätigen des mechanischen Schaltelementes 5 in den logischen Zustand "ohne Schreibschutz" gebracht wird.

In Fig. 1 und 2 wurde jeweils der gesamte Speicher 4 mit oder ohne Schreibschutz benutzt. In Fig. 3 ist gezeigt, wie Teilbereiche mit einem Schreibschutz versehen werden können. Der Teilbereich 4′′′ des Speichers ist von vornherein als normaler, ungeschützter EEPROM-Speicher vorgesehen. Der Bereich 4′ ist durch ein Schreibschutz- Flip-Flop 1′ in Verbindung mit dem Gate 3′ schützbar, der Bereich 4′′ ist durch ein zweites Schreibschutz-Flip- Flop 1′′ in Verbindung mit dem Gate 3′′ schützbar. Beide Schreibschutz-Flip-Flops 1′ und 1′′ sind wie das Schreibschutz-Flip-Flop 1 in Fig. 1 aufgebaut und daher hier nur schematisch wiedergegeben. Die beiden Schreib schutzaktivierungsleitungen 7′ und 7′′ sind getrennt zum Mikroprozessor herausgeführt, um eine getrennte, vom Programm des Mikroprozessors gesteuerte Auslösung des Schreibschutzes zu ermöglichen. Dadurch können beispiels weise Gerätevarianten, die verschieden viele zu schützende Grunddaten und allgemeine, nicht zu schützende EEPROM- Daten benötigen, mit der gleichen Hardware realisiert werden; in der einen Gerätevariante wird dann am Ende der Programmierungsphase für beide Schreibschutz-Flip-Flops 1′ und 1′′ der Befehl für den Schreibschutz softwaremäßig vorgesehen, während in der anderen Gerätevariante nur für das eine Schreibschutz-Flip-Flop 1′ der Befehl für den Schreibschutz softwaremäßig gegeben wird, so daß der Speicherbereich 4′′ als normaler, überschreibbarer EEPROM-Speicher bleibt. Die Entriegelung des Schreib schutzes mittels des mechanischen Schaltelementes 5 erfolgt in Fig. 3 für beide Schreibschutz-Flip-Flops 1′ und 1′′ zusammen. Selbstverständlich ist bei Bedarf auch eine getrennte Entriegelung durch zwei mechanische Schalt elemente 5 möglich.

Eine andere Ausgestaltung des Schreibschutzes für Speicher-Teilbereiche ist in Fig. 4 gezeigt. Hier ist für alle Speicherteilbereiche 4′, 4′′, 4′′′ ein gemeinsames Haupt-Schreibschutz-Flip-Flop 1 vorhanden, die Ansteuerung der Gates 23′, 23′′, 23′′′ zum Sperren der Schreibimpulse erfolgt jedoch unter Zwischenschaltung von Teilbereich- Schreibschutz-Flip-Flops 2′, 2′′, 2′′′. Während der Pro grammierungsphase befinden sich das Haupt-Schreibschutz- Flip-Flop 1 und die Teilbereich-Schreibschutz-Flip- Flops 2′, 2′′, 2′′′ im logischen Zustand "1", so daß die Gates 23′, 23′′, 23′′′ Schreibimpulse durchlassen. Nach Abschluß der Programmierungsphase kann dann der Mikro prozessor beim Aktivieren des Schreibschutzes gleichzeitig festlegen, welche Teilbereiche schreibgeschützt werden sollen. Soll z. B. nur der zweite Teilbereich 4′′ schreib geschützt werden, so gibt der Mikroprozessor auf den Dateneingang 15′′ dieses Teilbereiches eine logische "0" und auf die Dateneingänge 15′ und 15′′′ der anderen Teilbereiche 4′, 4′′′ eine logische "1". Dadurch wird beim Eintreffen des Schreibsignals auf dem Anschluß 6 und des Schreibschutzaktivierungssignals auf dem Anschluß 7 von den Teilbereich-Schreibschutz-Flip-Flops 2′, 2′′, 2′′′ nur das eine Teilbereich-Schreibschutz-Flip-Flop 2′′ in den logischen Zustand "0" gebracht, während die anderen Teilbereich-Schreibschutz-Flip-Flops 2′, 2′′′ im logischen Zustand "1" bleiben; gleichzeitig übernimmt natürlich das Haupt-Schreibschutz-Flip-Flop 1 die an seinem Eingang fest verdrahtete logische "0" und sperrt damit das Gate 13, so daß an dessen Ausgang 16 keine Freigabesignale für die Teilbereich-Schreibschutz-Flip-Flops 2′, 2′′, 2′′′ mehr erscheinen können. Dadurch ist der Mikroprozessor nicht mehr in der Lage, die am Ende der Programmierungsphase festgelegte Unterteilung in schreibgeschützte und nichtschreibgeschützte Bereiche zu ändern. Auch die generelle Aufhebung des Schreibschutzes (durch Einspeichern der logischen "1" in das Haupt-Schreibschutz-Flip- Flop 1) ist, wie in den anderen Ausgestaltungen, nur nach Betätigen des mechanischen Schaltelementes 5 möglich.

Claims

1. Schreibschutzeinrichtung für einen elektrisch löschbaren Speicher, der mit einem Mikroprozessor verbunden ist, mit mindestens einem Schreibschutz-Flip-Flop (1, 1′, 1′′), dessen beide logischen Zustände "mit Schreibschutz" bzw. "ohne Schreibschutz" bedeuten, und mit mindestens einem Gate (3, 3′, 3′′, 23′, 23′′, 23′′′) in der Schreibleitung des elektrischen löschbaren Speichers (4, 4′, 4′′, 4′′′), das vom Schreibschutz-Flip-Flop (1, 1′, 1′′) angesteuert wird und bei dessen logischem Zustand "mit Schreibschutz" die Weiterleitung von Schreibbefehlen zu den einzelnen Speicherzellen verhindert, dadurch gekennzeichnet,

- daß ein mechanisches Schaltelement (5) vorhanden ist und
- daß das Schreibschutz-Flip-Flop (1, 1′, 1′′) durch den Mikroprozessor nur in den einen logischen Zustand "mit Schreibschutz" gebracht werden kann, während es in den anderen logischen Zustand "ohne Schreibschutz" nur gebracht werden kann, wenn das mechanische Schaltelement (5) betätigt ist.

2. Schreibschutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß das Schreibschutz-Flip-Flop (1) nur durch das Betätigen des mechanischen Schaltelementes (5) und zusätzlich durch einen entsprechenden Mikro prozessor-Befehl in den logischen Zustand "ohne Schreibschutz" gebracht werden kann.

3. Schreibschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß einem jeden Teilbereich (4′, 4′′, 4′′′) des elek trischen löschbaren Speichers ein Schreibschutz-Flip- Flop (1′, 1′′) zugeordnet ist.

4. Schreibschutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß einem jeden Teilbereich (4′, 4′′, 4′′′) des elek trisch löschbaren Speichers ein Teilbereich- Schreibschutz-Flip-Flop (2′, 2′′, 2′′′) zugeordnet ist und
- daß diese Teilbereich-Schreibschutz-Flip-Flops (2′, 2′′, 2′′′) von einem Haupt-Schreibschutz-Flip- Flop (1) angesteuert werden.