DE4132397A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung eines reset-impulses - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art zur Erzeugung von Reset-Impulsen beim Vorhandensein einer Fehlfunktion oder eines unregelmäßigen Betriebsverhaltens in einem Rechnersystem, insbesondere einem Mikrorechner mit einge­ bauter Reset-Taste.

Schaltungsanordnungen zur Erzeugung von Reset-Impulsen (Rücksetzschaltungen) sind seit langem bekannt. Einerseits dienen sie dazu, um beim Anlegen der Spannungsversorgung an ein Rechnersystem den Mikroprozessor in einen definierten Ausgangszustand zu versetzen. Andererseits sind Rücksetzschaltungen vorgeschlagen worden, durch welche dann ein Reset-Impuls abgegeben wird, wenn das in einem Rechner abgelegte Programm nicht ordnungsgemäß abgearbeitet worden ist. Dazu werden durch das Rechner­ system kontinuierlich oder nach Abarbeitung bestimmter Programmteile Triggersignale erzeugt, die die Rücksetz­ schaltungen steuern und die Abgabe eines Reset-Impulses bewirken.

Insbesondere zur Kontrolle des korrekten Programmablaufs eines Rechnersystems sind sogenannte Watchdog-Schaltungen bekannt, die durch das Rechnersystem ständig getriggert werden und bei Ausfall des Triggersignals oder bei Fehl­ triggerung einen Reset-Impuls abgeben. Hierdurch wird der Rechner auf den Programmstart zurückgesetzt.

Zur Verbesserung von Rücksetzschaltungen ist aus der DE-OS 39 20 852 eine Lösung bekannt, bei der der gewünschte Reset-Impuls nur dann abgegeben wird, wenn neben einer Fehltriggerung oder vollständigem Ausfall des Trig­ gersignals ein zusätzliches Anforderungssignal vorhanden ist, das durch ein bestimmtes Ereignis ausgelöst wird. Dieses Anforderungssignal wird z. B. ausgelöst, wenn durch den Rechner eine aktive Programmbearbeitung erfolgt. Zur Abgabe der Reset-Impulse wird eine schaltungsmäßig aufwen­ dige Vergleichsschaltung, die mehrere, zu einem UND-Gatter verknüpfte Komperatoren aufweist, verwendet, deren Eingän­ ge jeweils über, aus Widerständen und Kondensatoren gebil­ deten, Kurzzeitspeicher mit den Triggersignalen bzw. mit dem entsprechenden Anforderungssignal versorgt werden.

Aus der DE-OS 34 21 584 ist eine Schaltungsanordnung für die Erzeugung von Rücksetz-Impulsen für Mikroprozessoren, die zur Steuerung von Systemen in Kraftfahrzeugen benutzt werden, bekannt. In dieser Lösung wird vorgeschlagen, zur Auslösung von Reset-Impulsen das Be- bzw. Entladen eines Kondensators über Widerstände zu nutzen.

Der Nachteil vorgenannter Schaltungsanordnungen besteht darin, daß eine Integration einer manuellen Steuerung der Schaltungsanordnung ohne Beeinträchtigung der Gesamtfunk­ tion der Schaltung nicht oder nur bedingt möglich ist.

Des weiteren ist aus der DE-OS 37 14 630 eine Vorrichtung zur Überwachung elektronischer Geräte, insbesondere von Mikrorechnern bekannt, die eine Ladeschaltung und eine als steuerbaren Schwingkreis konzipierte Schwingschaltung auf­ weist. Die Ladeschaltung besteht aus einer Widerstands- Kondensator-Kombination, die durch die von dem zu über­ wachenden elektronischen Gerät abgegebenen Triggersignale entladbar ist und in Abhängigkeit des Ladezustands die Schwingschaltung steuert. Die Schwingschaltung erzeugt ein periodisches Rücksetzsignal, das auf einen Eingang des zu überwachenden elektronischen Geräts geschaltet wird. Die Schwingschaltung ist getrennt von der Ladeschaltung aus­ gebildet und besitzt eine zweite Widerstands-Kondensator- Kombination, mit der die Taktzeit der Schwingschaltung veränderbar ist.

Die als freilaufender Schwingkreis aufgebaute Schwing­ schaltung ist durch ein NICHT-UND-Gatter schaltbar, wobei der Schwellwert des Gatters auf einen bestimmten Ladungs­ zustand des Kondensator der Ladeschaltung festgelegt ist, deren Überschreiten den Schwingvorgang in der Schwing­ schaltung auslöst.

Diese Vorrichtung besitzt zwar den Vorteil, daß sie an mehrere elektronische Geräte anpaßfähig ist, jedoch weist auch sie den entscheidenden Nachteil auf, daß aufgrund des relativ komplizierten schaltungstechnischen, grundsätzlich T-gliedartigen, Aufbaus der in der Vorrichtung verwendeten Ladeschaltung eine manuelle Steuerung der Vorrichtung ohne wesentliche Funktionsbeeinträchtigung des Schaltungs­ systems nicht möglich ist.

Ausgehend von den Mängeln des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungs­ anordnung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit der sowohl eine automatische als auch eine manuell auslös­ bare Erzeugung eines Reset-Impulses gleichermaßen möglich ist und sich die Schaltungsanordnung zusätzlich durch einen besonders einfachen und kostengünstigen Aufbau sowie eine hohe Funktionssicherheit auszeichnet.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich bei Ladeschaltungen, die Kondensatoren enthalten, deren Lade­ zustand zum Umschalten einer, Reset-Impulse erzeugenden, Schaltung vom inaktiven in den aktiven Zustand ausgenutzt werden soll, auf vorteilhafte Weise schaltungstechnische Vereinfachungen erzielen lassen, wenn als Kriterium für das Umschalten der Impulserzeugerschaltung vom passiven in den aktiven Zustand der Entladezustand für den entspre­ chenden Kondensator der Ladeschaltung gewählt wird.

Erfindungsgemäß ist eine Reset-Taste für den Prozessor des Rechnersystems in die die Impulserzeugerschaltung steuern­ de Ladeschaltung derart einbezogen, daß im Falle ihrer Be­ tätigung den elektrischen Ladezustand des Kondensators der Ladeschaltung derart verändert, daß dieser einem solchen Zustand entspricht, den der Kondensator annehmen würde, wenn die, einen normalen Betriebszustand des Rechner- Systems anzeigenden Kontrollsignale ausbleiben. Bei vor­ handenen Kontrollsignalen ist der Ladezustand des Konden­ sators der Ladeschaltung auf einem solchen Pegel, daß eine Aktivierung der Impulserzeugerschaltung verhindert ist.

Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht deshalb die Ladeschaltung aus einer Parallelschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes mit gemeinsamem Masseanschluß. Bei dieser Anordnung ist der Kondensator auf einfache Weise durch ein, von einem Rechner-System, das einem Reset-Impuls versorgt werden soll, an die Ladeschaltung abgegebenen, periodischen Kontrollsignal auf einen bestimmten Spannungswert aufladbar. Diese Konden­ satorspannung ist zur Sperrung der Impulserzeugerschaltung ausnutzbar. Fällt aufgrund einer Störung im Rechner-System das periodisch vom Rechner abgegebene Kontrollsignal aus, kann sich der Kondensator der Ladeschaltung über den ihm parallelgeschalteten Widerstand problemlos entladen. Bei Erreichen der Kondensatorspannung Null wird die Impulserzeugerschaltung zur Abgabe des erforderlichen Reset-Impulses aktiviert.

Um entsprechend der Aufgabe der Erfindung im Bedarfsfall die Erzeugung der Reset-Impulse auch manuell auslösen zu können, wird erfindungsgemäß die im Rechnersystem vorhan­ dene Reset-Taste in die Ladeschaltung schaltungstechnisch einbezogen. Sie ist als kontaktschließendes Bauelement parallel zu den in Parallelschaltung angeordneten Konden­ sator und Widerstand der Ladeschaltung geschaltet.

Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, durch Betä­ tigen der Reset-Taste den Kondensator der Ladeschaltung zu entladen und damit die Impulserzeugerschaltung zur Abgabe der Reset-Impulse zu aktivieren. Die vorgenannte Anordnung der Reset-Taste innerhalb der Ladeschaltung besitzt weiterhin den Vorteil, daß eine Abgabe von Reset-Impulsen unabhängig von dem aktuellen Betriebszustand des Rechner- System ausgelöst und damit ein Rücksetzen des Rechners erfolgen kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schal­ tungsanordnung zur Erzeugung eines Reset-Impulses sowie

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform der Schaltung des in Fig. 1 dargestellten Blockschaltbildes.

Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt ein Rechner-System 1, das einen Ausgang A, an dem bei ord­ nungsgemäßer Funktion des Rechner-Systems ein periodisch wiederkehrende Signalanteile enthaltendes Kontrollsignal ansteht und einen Eingang E, auf den im gegebenen Fall die erforderlichen Reset-Impulse geschaltet werden, aufweist. Die Schaltungsanordnung besteht aus der Reihenschaltung einer Anpaßschaltung 2, einer Ladeschaltung 3 und einer Schwingschaltung 4, wobei der Eingang der Anpaßschaltung 2 mit dem Ausgang A und der Ausgang der Impulserzeuger­ schaltung 4 mit dem Eingang E des Rechner-Systems verbun­ den sind.

Wie in Fig. 2 dargestellt, besteht die Anpaßschaltung 2 aus einem Triggergatter TR1 und einem, einen Kondensator C2 und die Dioden D2 und D3 aufweisenden, Gleichrichter. Das Triggergatter TR1 arbeitet als Impulsformer, das das vom Rechner-System abgegebene, beliebig konfigurierte, periodisch wiederkehrende Signalanteile enthaltende Kontrollsignal in eine Rechteck-Impulsfolge umwandelt. Durch den Kondensator C2 wird der Gleichspannungsanteil der Rechteck-Impulsfolge abgetrennt. Der entsprechende Wechselspannungsanteil wird durch die Diodenkombination D2, D3 gleichgerichtet und an die Ladeschaltung 3 weiterge­ geben.

Die Ladeschaltung 3 wird aus der Parallelschaltung eines Widerstandes R1 und eines Ladekondensators C1 gebildet.

Bei bestimmungsgemäßer Funktionsweise des Rechner-Systems 1 wird der Ladekondensator C1 durch den im Gleichrichter­ teil der Anpaßschaltung 2 aufbereiteten, von dem Kontrollsignal des Rechner-Systems abgeleiteten, Rechteck- Impulsfolge auf einen bestimmten Spannungswert aufgeladen. Fällt das periodische Kontrollsignal aufgrund einer Fehlfunktion innerhalb des Rechner-Systems 1 aus, so entlädt sich der Ladekondensator C1 über den Widerstand R1 in Abhängigkeit von der Zeitkonstanten T=C1×R1 inner­ halb kurzer Zeit vollständig. Dieser Entladezustand des Ladekondensators C1 wird als Schaltkriterium für das In­ betriebsetzen der Impulserzeugerschaltung 4 benutzt, durch welche die erforderlichen Reset-Impulse erzeugt werden.

Durch das Einbeziehen der im Rechner-System 1 vor­ handenen Reset-Taste T1 in die Ladeschaltung 3 in Form einer Parallelschaltung des Schließkontaktes der Reset- Taste T1 zum Ladekondensator C1 kann der Entladezustand des Ladekondensators C1 auch auf einfache Weise manuell erzeugt werden. Diese Form der Schaltung besitzt auch den besonderen Vorteil, daß die Erzeugung eines Reset-Impulses manuell auch dann ausgelöst werden kann, wenn aufgrund eines vom Rechner-System abgegebenen periodisch wiederkehrende Signalanteile enthaltenden Kontrollsignals die automatische Erzeugung eines Reset-Impulses noch nicht wirksam werden würde.

Die Impulserzeugerschaltung 4 besteht aus einem monostabi­ len Multivibrator, dessen Eingangsgatter TR2 einen, durch den Ladungszustand des Ladekondensators C1 schaltbaren, Komparator aufweist. Die Ausgangsimpulse des Multivibra­ tors sind in weiten Grenzen hinsichtlich Tastverhältnis und Frequenz variabel und werden nach Passieren eines als Impulsformer arbeitenden Triggergatters TR3 auf den Reset- Eingang E des Rechner-Systems gegeben.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­ spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.

Claims (6)

1. Schaltung zur Erzeugung eines Reset-Impulses für den Prozessor eines Rechner-Systems, insbesondere bei Vorlie­ gen einer Fehlfunktion, mit einem Eingang, der mit
einem, bei normalem Betriebsverhalten des Rechner- Systems ein periodisch wiederkehrende Signalanteile enthaltendes Kontrollsignal für dessen ordnungsgemäße Funktion bildenden Ausgang des Rechner-Systems ver­ bunden ist, sowie
mit einer einen Kondensator aufweisenden Ladeschal­ tung, deren Ausgang mit dem Eingang einer Impulser­ zeugerschaltung verbunden ist, wobei die periodisch wiederkehrenden Signalanteile des Kontrollsignals den Ladungszustand des Kondensators auf einem solchen Pegel halten, daß eine Aktivierung der Impulser­ zeugerschaltung verhindert ist,
dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Reset-Taste (T1) für den Prozessor des Rechner-Systems in die, die Impulserzeugerschaltung steuernde, Ladeschaltung (3) so einbezogen ist, daß sie bei Betätigung den elektrischen Zustand des Kondensators (C1) der Ladeschaltung (3) derart verändert, daß dieser Zustand dem Ausbleiben der Kontrollsignale entspricht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladeschaltung (3) aus einer Parallel- oder Serienschaltung eines Widerstan­ des (R1) und eines Kondensators (C1) besteht.

3. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Polarität der in dem Kondensator enthaltenen Signalanteile, welche den Kondensator (C1) aufladen, die Reset-Taste (T1) dem Kondensator (C1) der Ladeschaltung (3) zu dessen Entladung parallel geschaltet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kriterium für das Aktivieren der Impulserzeugerschaltung (4) der Entladezu­ stand des Kondensators (C1) dient.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulserzeuger­ schaltung (4) als monostabiler Multivibrator ausgebildet ist, der eine vorgegebene Impulsdauer aufweist.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Reset-Taste (T1) ein, einen Schließkontakt aufweisendes, mechanisch betä­ tigbares Bauelement eingesetzt ist.