Устройство для выключения и перезапуска микропроцессора при сбоях питания Советский патент 1989 года по МПК G06F11/22 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и автоматике и может быть.использовано при построении устройств защиты микропроцессоров от сбоев по цепям питания или на-, рушения допустимых пределов отклонения величины напряжения источника питания.

Цель изобретения - повьппение достоверности работы устройства при отклонении величины контролируемога напряжения от допустимых пределов за счет контроля времени и последовательного формирования сигналов прерывания микропроцессора и отключения питаний.

; На фиг.1 показана функциональная схема устройства для выключения и

перезапуска микропроцессора; на фиг. 2 - принципиальная схема первого (а.) и второго (б) пороговых элементов; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит (фиг.1) пороговые элементы (компараторы) 1 и 2, первый 3, второй 4, третий 5., четверг- тый 6 и пятьш 7 элементы И, первый 8 и второй 9 счетчики импульсов, первый 10 и второй 11 дешифраторы, первый 12 и второй 13 элементы ИЛИ, первьпЧ 14 и второй 15 формирователи импульсов, генератор 16 импульсов, вход 17 устройства для подключения контролируемого напряжения, выходы 18-20 устройства для подключения входов прерывания, разрешения отклонения питания и

СП

о QD ;о

повторного пуска микропроцессора со- ответственно.

Компаратор 1 (фиг,2а) состоит из разрядного диода 21, ограничительного резистора 22 и зарядного конденсатора 23, а компаратор 2 (фиг. 26) - из разрядного диода 24, ограничительного резистора 25, зарядного конденсатора 26 и гасящего резистора 27. tO

Первый 1 компаратор (фиг.2а) предназначен для контроля за появлением и пропаданием питающе го напряжения.

Второй 2 компаратор (фиг. 2б) предназначен для контроля за отклонением 15 питающего напряжения - выше допустимого предела. Номиналы резисторов 25 и 27 подбираются так, что появление сигнала логической/Ч на выходе компаратора 2 соответствует моменту, 20 когда контролируемое напряжение превышает допустимый верхний предел от-- клонения.

Разрядность первого счетчика 8 и соответствующий выход первого дешиф- 25 ратора 10, а также разрядность второго счетчика 9 и соответствующий выход . :второго Дешифратора 11 определяются |из услов1-ш допустимого времени откло- нения питающего напряжения от рабо- 30 чего уровня. Частота генератора 16 импульсов выбирается такой, чтобы о беспечить выполнение первого и второго, указанных условий. , .

Устройство работает следующим об- з5 разом....

На выходе компаратора 1 устанавли- вается уровень логического О только, когда контролируемое (питающее) напряжение станет меньше ннжкето до- 40 .пустимого предела отклонения V...-. В i

Л1Чп 1

остальных случаях -на выходе компара-: тора 1 установлен уровень логической единицы . :

На выходе компаратора 2 устанав- . 45 ливается уровень логической 1 толь-, ко, когда контролируемое напряжение / выше верхнего допустимого предела , мако остальных случаях на выходе j компаратора 2 присутствует уровень ; логического О.

При включении напряжения питания (фиг.З), пока оно не достигнет рабочего уровня, на выходе первого 1 и второго 2 компараторов (фиг.1) уста-; новлен уровень логического О. Пер-, вьщ 3 и второй 4 элементы И закрыты. Как только уровень контролируемого напряжения превысит на выходе

первого компаратора 1 установится логическая 1,. При этом срабытывает второй .элемент .И А (на прямом входе с выхода первого компаратора 1, а на инверсном О с выхода, второго компаратора 2 и запустит второй формирователь 15 импульсов (по переднему фронту)о Импульс с выхода формирователя 15 поступает на вход сброс счетчиков 8 и 9 и обнуляет их. Этот же импульс поступает на выход 20 устройства и далее на вход запуска микропроцессора и осуществляет запуск микропрограммы восстановления.

В микропроцессоре производится Остановка основных регистров в начальное состояние и он готов к реализации рабочих программ.

При превышении контролируемым напряжением верхнего допустимого предела Макс выходе компаратора 2 устанавливается сигнал 1. При этом срабатывает первый элемент И 3, сигнал 1 с выхода которого подается на вход элемента ИПН 12 и элемента И 6. Сигнал 1 с выхода элемента ИЛИ 12 запускает формирователь 14 (по переднему фронту)„ Импульс с выхода формирователя 14 поступает,, на выход 18 устройства и далее на вход прерывания микропроцессора, где запускается микропрограмма Прерывание по питанию., При этом в микропроцессоре производится запоминание содержимого основных регистров и триггеров в энергонезависимом- запоминающем устройстве. Эта информация в дальнейшем может понадобиться для восстановления вычислительного процесса. Импульсы с выхода генератора 16 проходят через элемент И 6 и поступают на счетный вход счетчика 8. Если контролируемое напряжение превьш1ает верхний допустимый предел в течение времени большего чем допустимо по техническим условиям на эксплуатацию элементов, на выходе, дешифратора 10 появляется сигнал,-который, пройдя через элемент IfflH 13, поступает на выход 19 устройства и

далее на вход разрешения отключения пи та ния микропроцессора. Если повыше:ни е контролируемого напряжения непро- должительное по времени, то на выходе компаратора 2 устанавливается О, в результате срабатывает элемент И 4, который запускает формирователь 15, сигналом с выхода которого сбрасывается счетчик 8 и. запускает.ся микропрог15099

)амма восстановления с выхода 20 ройства и процесс решения задачи в микропроцессоре осуществляется с момента прерывания по питанию.

При снижении контролируемого напряжения ниже , на выходе компаратора 1 устанавливается , В результате срабатывает элемент И 5, сигнал 1 с выхода которого разрешает работу, элемента И 7 и одновременно, пройдя элемент ИЛИ 12, запускает формирователь 14. Импульс с выхода формирователя поступает на выход 18 устройства и далее на вход прерывания мик- г ропроцесса.

При этсм в микропроцессоре осуществляется запоминание в энергонезависимой памяти необходимой информации в момент прерывания, которая может быть понадобится для восстановительного вычислительного процесса. Импульсы с выхода генератора 16, пройдя элемент И 7 5 поступают на вход счетчика 9. Если снижение контролируемого напряжения продолжительное, то сигнал с выхода дешифратора 11, пройдя элемент ШВ 13, поступает на выход 19 устройства и далее на вход разрешения отключения напряжения питания микропроцес- ,Q сора. Если снижение напряжения кратко20

25

временное, то на выходе компаратора 1 устанавливается 1. В результате срабатывает элемент И 4, который запускает формирователь 15, импульс с выхода которого сбрасывает счетчик 9 и одновременно поступает на выход 20 устройства и далее на вход повторного запуска микропроцессора с момента прё- .рывания по питанию.

Ф о р м ула изобретения Устройство для выключения и перезапуска микропроцессора при сбоях пи- тания, содержащее первый и второй пороговые элемент:ы, первый и второй элементы И„ генератор импульсов, пер- йьй и второй формирователи импульса.

ства для подключения к источнику контролируемого напряжения, выход первого порогового элемента соединен с первь1м входом первого элемента И, выход второго порогового элемента соединен с инверсным входом второго элемента И, отличающееся тем, что, с целью повьппения достоверности работы устройства, в него введены три элемента И, два счетчика, два дешифратора и два элемента ИШ, причем выходы первого и третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход генератора импульсов подключен к первым входам четвертого и пятого элементов И, выход первого порогового элемента соединен с первым инверсным входом третьего элемента И и с прямым входом второго элемента И, выход второго пороговою элемента соединен с вторым входом первого элемента Икс вт.орым; инверсным входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом первого элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом первого формирователя имщ льса, выход которого является выходом устройства для подключения входа прерывания микропроцессора, выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно со счётными входами первого и второго счетчиков, разрядные выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго дешифраторов, выходы которых подключены соответственно к входам второго элемента ИЛИ, выход .котрого является выходом устройства для подключения входа разрешения отключения питания микропроцессора, выход второго элемента И соединен с входом второго формирователя, выход которого соединен с входами сброса первого и второго счетчиков и являетГг

35

40

причем вход первого порогового элемен- ся выходом устройства для подключения ira соединен с входом второго порогово- .входа повторного запуска микропроцес- го элемента и является входом устрой- сора.

10

, г

,Q 20

ства для подключения к источнику контролируемого напряжения, выход первого порогового элемента соединен с первь1м входом первого элемента И, выход второго порогового элемента соединен с инверсным входом второго элемента И, отличающееся тем, что, с целью повьппения достоверности работы устройства, в него введены три элемента И, два счетчика, два дешифратора и два элемента ИШ, причем выходы первого и третьего элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИ, выход генератора импульсов подключен к первым входам четвертого и пятого элементов И, выход первого порогового элемента соединен с первым инверсным входом третьего элемента И и с прямым входом второго элемента И, выход второго пороговою элемента соединен с вторым входом первого элемента Икс вт.орым; инверсным входом третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И, второй вход четвертого элемента И соединен с выходом первого элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом первого формирователя имщ льса, выход которого является выходом устройства для подключения входа прерывания микропроцессора, выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно со счётными входами первого и второго счетчиков, разрядные выходы которых соединены соответственно с информационными входами первого и второго дешифраторов, выходы которых подключены соответственно к входам второго элемента ИЛИ, выход .котрого является выходом устройства для подключения входа разрешения отключения питания микропроцессора, выход второго элемента И соединен с входом второго формирователя, выход которого соединен с входами сброса первого и второго счетчиков и являетГг

25

35

40

- ся выходом устройства для подключения - .входа повторного запуска микропроцес- сора.

Фиг. 2

ВхоЗП

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств защиты микропроцессоров при сбоях по цепям питания. Цель изобретения - повышение достоверности работы устройства при отклонении величины контролируемого напряжения от допустимых пределов. Устройство содержит по два компаратора, счетчика, дешифратора, формирователя, элемента ИЛИ, элементы И и генератор. Новым в устройстве является введение дополнительных элементов И, счетчиков и дешифраторов, что позволяет определить момент отклонения контролируемого напряжения за допустимые пределы и сформировать сигнал прерывания микропроцессора, а также время, в течение которого напряжение находится вне допустимых пределов. В случае, если это время превышает допустимое, то вырабатывается сигнал отключения питания. После восстановления питающего напряжения осуществляется перезапуск микропроцессора. 3 ил.