DE4113590C2 - Mikrocomputer - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mikrocomputer gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und insbesondere auf einen Mikrocomputer mit einem wiederbeschreibbaren nichtflüchtigen Speicher.

Fig. 3 zeigt die Anordnung eines Mikrocomputers mit einem herkömmlichen löschbaren Festspeicher bzw. EPROM, einem wiederbeschreibbaren nichtflüchtigen Speicher und seiner Peripherie. In der Figur ist 1 eine Zentraleinheit (CPU), 2 ein interner Bus, 3 ein Schreib/Lesespeicher (RAM) zum Speichern von Daten, 4 ein Nur-Lesespeicher (ROM), 5 ein EPROM, 6c ein Pufferglied, 7 eine Steuerleitung, 8 ein Ausgangsbus und 9 ein Mikrocomputer. Der Mikrocompu­ ter 9 ist zum Initialisieren über einen externen Bus 10 mit einer Programmiereinheit 11 und einem Verarbeitungs­ rechner 12 verbunden. Die Programmiereinheit 11 enthält einen Schreib/Lesespeicher 13, bestehend aus einem Pro­ grammbereich 14 zum Speichern der Daten und einem unbe­ nutzten leeren Bereich 15 ohne Daten.

Der EPROM 5 speichert ein Arbeitsprogramm der Zen­ traleinheit 1 während der Schreib/Lesespeicher 3 die Daten im Arbeitsprozeß sichert. Die Programmiereinheit 11 wird zum Einschreiben der Programme in den EPROM 5 verwendet und die Programme werden vom Verarbeitungsrechner 12 nach Bedarf zugeführt. Ist z. B. die Kapazität des Schreib/Lesespeichers 13 der Programmiereinheit 11 32kByte, so hat der EPROM 5 die Kapazität von 16kByte. Allgemein hat der Schreib/Lesespeicher 13 das zwei- oder mehrfache an Kapazität als der EPROM 5. Dies gilt, weil der ein­ gebaute EPROM 5 so klein wie möglich sein muß, damit Größe und Gewicht des Mikrocomputers verringert werden.

Die Programmiereinheit 11 speichert erzeugte (oder vom Verarbeitungsrechner 12 gelieferte) Programme in den internen Schreib/Lesespeicher 13 und schreibt sie in den EPROM 5 des Mikrocomputers 9 ein.

Als vorbereitender Schritt hinsichtlich dieses Schreibvorganges wird als erstes eine Leerzeichenprüfung an dem EPROM 5 ausgeführt und anschließend das wirkliche Be­ schreiben ausgeführt. Zum Schluß erfolgt eine Quittier­ prüfung zum Ermitteln ob die Programme in den EPROM 5 eingeschrieben wurden oder nicht. Vor dem Beschreiben ist der Inhalt des EPROM 5 "FF", was durch eine Leerzeichen­ prüfung festgestellt wird. Die Inhalte des EPROM 5 sind vor dem Beschreiben und nach dem Löschen alter Programme immer "FF".

Der EPROM 5, ein nichtflüchtiger Speicher, wechselt beim Beschreiben generell seine internen Speicherdaten von "1" auf "0", jedoch nicht von "0" auf "1". "FF" im EPROM 5 bedeutet, daß alle Bitdaten im Bereich gesetzt sind (Leerzeichen = Möglichkeit zum Beschriften).

Nach der Leerzeichenprüfung schreibt die Program­ miereinheit 11 die in dem Schreib/Lesespeicher 13 gespei­ cherten Programmdaten in den EPROM 5 ein. Zu diesem Zeit­ punkt muß eine Adresse anliegen, damit die im Programm­ bereich 14 gespeicherten Daten des Schreib/Lesespeichers 13 in den EPROM 5 eingeschrieben werden.

Sind alle gespeicherten Daten des Programmbereiches 14 in den EPROM 5 eingeschrieben, wird eine Quittierprü­ fung vorgenommen, mit der ermittelt wird, ob die Daten des Pro­ grammbereiches 14 mit den Daten des EPROM 5 übereinstim­ men. Stimmen sie nicht miteinander überein, erscheint ein Fehlersignal und dementsprechend wird ein Ausfallstopsi­ gnal in den Mikrocomputer eingegeben.

Bei dem Beispiel gemäß Fig. 3 werden von der Program­ miereinheit 11, die mit einer Speicherkapazität von 32kByte zweimal soviel Kapazität wie der Scnreib/Lese­ speicher besitzt, die Daten im 256-Modus in den EPROM 5 eingeschrieben.

Im Adreßbereich dieser Programmiereinheit 11 werden Programmdaten im Programmbereich 14 mit einer Adresse 0H bis 3FFFh gesetzt, um die Daten für eine Quittierprüfung in den EPROM 5 einzuschreiben.

Der herkömmliche Mikrocomputer 9 besitzt einen Miß­ stand derart, daß dann, wenn die Programmiereinheit 11 den Leerbereich 15 des Schreib/Lesespeichers 13 liest und die gelesenen Daten mit den Inhalten des EPROM 5 bei ei­ ner Quittierprüfung vor dem Einschreiben in den EPROM 5 vergleicht, die beiden Daten nicht miteinander Überein­ stimmen und das Ausgangssignal des Mikrocomputers unsta­ bil werden kann, was ein Ausfallstopsignal ergibt.

Das heißt, die Inhalte des Leerbereiches 15 der Schreib/ Lesespeicher 13 sind alle "FF", während die Inhalte des EPROM 5 Programmdaten sind und nicht immer "FF" sind. Demnach stimmen diese zwei Daten manchmal nicht überein und erzeugen ein Fehlersignal.

Zum Verhindern von Bereicheinstellfehlern ist es im­ mer notwendig, die Programmiereinheit 11 derart einzu­ stellen, daß Schreibvorgänge (Leerzeichenprüfung, Be­ schriften und Quittierprüfung) nur für den Programmbe­ reich 14 des Schreib/Lesespeichers 13 durchgeführt wer­ den. Die Bestimmung des Programmbereiches (Teils) des Schreib/Lesespeichers 13 erfordert jedoch ein Zusatzprogramm, das wegen Größenbeschränkungen für den Mikrocomputer schwierig zu realisieren ist, so daß oft nur eine unzureichende bzw. fehlerhafte Verifizierung erfolgt.

Aus dem Datenbuch "Microprocessor Applications Manual, Motorola Semiconductor Products Inc., 1975, S. 4/62 - 4/69" ist lediglich allgemein beschrieben, daß die Auswahl von Speichern durch eine Auswahlschaltung bzw. einen Adreßdekoder erfolgen kann. Diese Literaturstelle gibt jedoch keine Hinweise hinsichtlich des Einsatzes einer derartigen Schaltung zur Verifizierung eines Arbeitsprogramms.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mikrocomputer zu schaffen, bei dem eine Verifizierung eines in den Mikrocomputer eingeschriebenen Arbeitsprogramms fehlerfrei und schnell erfolgen kann und darüberhinaus eine kostengünstige und platzsparende Realisierung möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst durch eine Ausgabeschaltung zur Ausgabe eines einzigen bestimmten Festwerts und eine Wählschaltung, die in Abhängigkeit von einer von der Zentraleinheit ausgegebenen Adresse entweder den nicht flüchtigen Speicher oder die Ausgabeschaltung auswählt, wobei die Zentraleinheit zur Verifizierung des Arbeitsprogramms den Inhalt eines Bereichs des Arbeitsspeichers der Programmiereinheit, der das zu übertragende Arbeitsprogramm beinhaltet, mit dem Inhalt eines Bereiches des nichtflüchtigen Speichers, der das übertragene Arbeitsprogramm beinhaltet, vergleicht und den Inhalt des verbleibenden Bereiches des Arbeitsspeichers der Programmiereinheit mit dem von der Ausgabeschaltung ausgegebenen Festwert vergleicht.

In den Unteransprüchen 2 bis 5 sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nä­ her erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Mikrocomputers gemäß einem Ausführungsbeispiel und seiner Peripherie.

Fig. 2 ein Schaltbild einer Be­ reichwählschaltung zeigt.

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines herkömmlichen Mi­ krocomputers und seiner Peripherie.

Die Erfindung wird anhand Fig. 1 genauer beschrieben.

In Fig. 1 ist 1 eine Zentraleinheit, 2 ist ein interner Bus, 3 ist ein Schreib/Lesespeicher zum Datenspeichern, 4 ist ein Festspeicher, 5 ist ein löschbarer Festspeicher bzw. EPROM, 6a und 6b sind Pufferglieder, 7a und 7b sind Steuerleitungen, 8 ist ein Ausgangsbus, 9 ist ein Mikro­ computer, 16 ist eine Adreßinformationsleitung, 17a ist eine Leerbereichwählschaltung, die auf das Lesen der Leerbereichaddresse hin ein Signal zum Einschalten des Puffergliedes 6a ausgibt, und 17b eine Aufnahmebe­ reichwählschaltung, die auf das Lesen einer dem EPROM-Be­ reich (Programmbereich) zugewiesenen Adresse hin, ein Signal zum Einschalten des Puffergliedes 6b ausgibt. 18 ist eine "FF"-Ausgabeschaltung, die "FF" Daten an den Bus ausgibt, wenn das Pufferglied 6a eingeschaltet ist. 10 bezeichnet einen externen Bus, 11 ist eine Program­ miereinheit, 12 ist ein Verarbeitungsrechner, 13 ist ein Schreib/Lesespeicher in der Programmiereinheit 11, 14 ist ein Programmbereich und 15 ist ein Leerbereich.

Um das Gewicht und die Größe des Mikrocomputers zu verringern, wird die Kapazität des EPROM 5 generell so klein wie möglich gemacht. Die externe Programmiereinheit 11, die Programme in den EPROM 5 einschreibt, unterliegt in diesem Falle keiner Größenbegrenzung und ihr Schreib/Lesespeicher 13 hat deshalb eine verhältnismäßig große Kapazität. Folglich bestehen die dem Schreib/Lesespeicher 13 zugeordneten Adressen aus Adressen, die dem EPROM 5 mit kleiner Kapazität zugeordnet sind und Adressen, die großen Bereichen zugeordnet sind. Die Aufnahmebereichwählschaltung 17b gibt durch die Ein­ gabe einer dem EPROM 5 zugeordneten Adresse ein Erken­ nungssignal aus, während die Leerbereichwählschaltung 17a ein anderes Erkennungssignal durch die Eingabe anderer Adressen ausgibt. Die gleiche, dem EPROM 5 zugeordnete Adresse, wird einem Teil des Speicherbereiches des Schreib/Lesespeichers 13 der Programmiereinheit 11 zuge­ wiesen. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden niedrigere Adressen 0000H bis 3FFFH dem EPROM 5 zugewiesen, wobei der Schreib/Lesespeicher 13 das gleiche Adreßfeld wie der EPROM 5 besitzt. Ein Bereich mit einer Adresse von 0000H bis 3FFFH im Schreib/Lesespeicher 13 ist der Aufnah­ mebereich (Programmbereich) 14.

Als nächstes wird die Arbeitsweise des Mikrocomputers beschrieben.

Für das Einschreiben in dem EPROM 5 wird eine Leer­ zeichenprüfung gefolgt vom wirklichen Be­ schreiben ausgeführt. Abschließend folgt eine Quittier­ prüfung, zum Ermitteln, ob die Daten richtig eingeschrie­ ben sind. Zweck der Quittierprüfung ist es, zu prüfen, ob Programme des Programmbereiches 14 innerhalb des Schreib/Lesespeichers 13 der Programmiereinheit 11 genau in den EPROM 5 übertragen wurden. Die Zentraleinheit 1 überprüft das Übereinstimmen der Inhalte des Programmbe­ reiches und des EPROM 5. Wenn die Zentraleinheit 1 Daten im Programmbereich 14 im Schreib/Lesespeicher 13 der Pro­ grammiereinheit 11 liest, wird über die Adreßinforma­ tionsleitung 16 das Adreßsignal in die Wählschaltungen 17a und 17b eingegeben.

Die Aufnahmebereichwählschaltung 17b gibt über die Steuerleitung 7b ein Steuersignal zum Einschalten des Puffergliedes 6b aus. Dann wird ein im EPROM 5 gespei­ chertes Programm gelesen und mit dem Inhalt des Programm­ bereiches 14 der Programmiereinheit 11 verglichen. So­ lange kein besonderer Fehler auftritt stimmen diese Werte miteinander überein und die Quittierprüfung wird durch Ausgabe eines "O.k."-Signals abgeschlossen.

Liest die Zentraleinheit 1 den Leerbereich 15 inner­ halb des Schreib/Lesespeichers 13 der Programmiereinheit 11, so wird dieses Adreßsignal über die Adreßinforma­ tionsleitung 16 auch in die Wählschaltungen 17a und 17b eingegeben. Die Leerbereichwählschaltung 17a gibt dann über die Steuerleitung 7a ein Steuersignal zum Einschal­ ten des Puffergliedes 6a ab. Der Inhalt "FF" der "FF"- Ausgabeschaltung 18 wird gelesen und mit dem Wert des Leerbereichs 15 in der Programmiereinheit 11 verglichen. Weil die Inhalte des Leerbereiches 15 alle "FF" sind, stimmen sie miteinander überein und die Quittierprüfung wird durch die Ausgabe eines "O.k."-Signals abgeschlos­ sen.

Auf diese Weise tritt kein Ausfallstopsignal auf, falls die Kapazität des Schreib/Lesespeichers 13 der Pro­ grammiereinheit 11 größer als die des EPROM 5 ist, und ein Programm wird sicher in dem EPROM 5 eingeschrieben. Der Programmbereich 14 muß deshalb nicht im Schreib/ Lesespeicher 13 festgelegt sein und es müssen für die Festlegung kein weiteres Programm und keine zusätzliche Schaltung vorgesehen werden.

Die Leerbereichwählschaltung 17a und die Aufnahmebe­ reichwählschaltung 17b sind so beschaffen, daß sie ein Signal zum Identifizieren der beiden Bereiche ausgeben können. Wie in Fig. 2 gezeigt, kann z. B. ein Teil einer NOR-Schaltung die Leerbereichwählschaltung 17a bilden, während eine Dreieingangs-NOR-Schaltung die Aufnahmebe­ reichwählschaltung 17b bildet; zum Identifizieren der beiden Bereiche können zusammen mit einem Chipfreigabesi­ gnal und einem Ausgabefreigabesignal Adressensi­ gnale A 14 bis A 00 an die Adreßinformationsleitung 16 angelegt werden. Hinsichtlich der "FF"-Ausgabeschaltung (18) erreicht auch eine Schaltung mit der genannten Funktion, aber von der Schaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel ver­ schiedene Schaltung die erfindungsgemäße Wirkung. An­ stelle des EPROM können andere nichtflüchtige Speicher verwendet werden. Als Pufferglied 6a, 6b kann ein ′TRI-State′- Pufferglied verwendet werden.

Erfindungsgemäß wird "FF" ausgegeben, wenn eine Pro­ grammiereinheit mit ausschließlichem Schreibmodus zum Le­ sen des Leerbereiches für den Schreibvorgang verwendet wird. Dies verhindert das Auftauchen eines Prüffehlers und vereinfacht den Schreibvorgang. Falls die Kapazität eines in einem Mikrocomputer eingebauten Speichers klei­ ner als die einer Programmiereinheit ist, muß ein Pro­ grammbereich für eine Programmiereinheit nicht festgelegt werden.

Claims (5)

1. Mikrocomputer mit einer Zentraleinheit (1), einem Schreib/Lesespeicher (3), einem Nur-Lesespeicher (4), einem nichtflüchtigen Speicher (5) und einem die Zentraleinheit (1) sowie die Speichereinheiten (3, 4, 5) verbindenden Bus (2), wobei ein Arbeitsprogramm für die Zentraleinheit (1) aus einem Arbeitsspeicher (13) einer Programmiereinheit (11) in den nichtflüchtigen Speicher (5) einschreibbar ist, und wobei nach erfolgtem Einschreiben eine Verifizierung des übertragenen Arbeitsprogramms derart erfolgen kann, daß die Zentraleinheit (1) den Inhalt des nichtflüchtigen Speichers (5) mit dem Inhalt des Arbeitsspeichers (13) der Programmiereinheit (11) vergleicht, gekennzeichnet durch eine Ausgabeschaltung (18) zur Ausgabe eines einzigen bestimmten Festwerts ("FF") und eine Wählschaltung (17a, 17b), die in Abhängigkeit von einer von der Zentraleinheit (1) ausgegebenen Adresse entweder den nicht flüchtigen Speicher (5) oder die Ausgabeschaltung (18) auswählt, wobei die Zentraleinheit (1) zur Verifizierung des Arbeitsprogramms den Inhalt eines Bereichs (14) des Arbeitsspeichers (13) der Programmiereinheit (11), der das zu übertragende Arbeitsprogramm beinhaltet, mit dem Inhalt eines Bereiches des nichtflüchtigen Speichers (5), der das übertragene Arbeitsprogramm beinhaltet, vergleicht und den Inhalt des verbleibenden Bereiches (15) des Arbeitsspeichers (13) der Programmiereinheit (11) mit dem von der Ausgabeschaltung (18) ausgegebenen Festwert ("FF") vergleicht.

2. Mikrocomputer gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine erste mit dem nichtflüchtigen Speicher (5) verbundene Torschaltung (6b), und
eine zweite mit der Ausgabeschaltung (18) verbundene Torschaltung (6a), wobei
die Ausgabeschaltung (18) ausschließlich Werte "H" aus binären Datenwerten "H" und "L" speichert, und
ein erster Teil der Wählschaltung (17b) die erste Torschaltung (6b) beim Empfang eines dem nichtflüchtigen Speicher (5) zugeordneten Adreßsignals und ein zweiter Teil der Wählschaltung (17a) die zweite Torschaltung (6a) beim Empfang eines Adreßsignals durchschaltet, das eine andere als die dem nichtflüchtigen Speicher (5) zugeordnete Adresse anzeigt.

3. Mikrocomputer gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Teil der Wählschaltung (17b) ein gegenüber dem zweiten Teil der Wählschaltung (17a) inverses Adreßsignal eingegeben wird.

4. Mikrocomputer gemäß Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der Wählschaltung (17b) sich aus einer alle Eingänge benutzenden NOR-Schaltung zusammensetzt und der zweite Teil der Wählschaltung (17a) aus einer Teil-NOR-Schaltung besteht.

5. Mikrocomputer gemäß Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder zweite Torschaltung (6b oder 6a) aus einem "Tristate-Puffer" besteht.