184570. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés mikroszámítógépes rendszerek megbízhatóságának növelésére
i 184 570 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés mikroszámítógépes rendszerek megbízhatóságának növelésére. A mikroszámítógépes rendszerek hibás működését túlnyomórészt villamos zavarok okozzák. A villamos zavarok - amelyek általában gyors lefolyásnak - rövid időre megzavarhatják a mikroszánp'tógépes rendszer adatés/vagy címvezetékein megjelenő információkat, és ennek következtében a teljes rendszer hibásan működhet a külső zavar megszűnte után is. A hibás működés következtében a mikroszámítógép sok esetben nem képe* visszatérni normális működéséhez, és/vagy a hibás működés előtt tárolt adatok megsérülhetnek az ellenőrizhetetlen működés következtében. A megbízhatóság növelésére ismert technika a redundancia alkalmazása, amely azonban jelentős többletköltséggel jár, és ezért mikroszámítógépes rendszerek tranziens hibáinak kiküszöbölésére nem alkalmazható gazdaságosan. Egy másik ismert módszer tranziens hibák észlelésére a számítógépek utasításainak minden utasítás-végrehajtás előtti ellenőrzése, ugyanis egy 16 vagy 32 bit szóhosszúságú gép esetében igen nagy azoknak a hitkombinációknak a száma, amelyeket a gép nem tud utasításként értelmezni. Mikroszámítógépek esetében ez a módszer sem túl hatékony, mert az általában 8 bit szóhosszúságú mikroszámítógépek esetében az utasításként nem értelmezett bitkombinációk száma viszonylag csekély. Célunk, hogy a találmány alkalmazásával az említett hátrányokat kiküszöböljük, hatékony módszert adva a mikroszámítógépes rendszerek tranziens hibáinak kiküszöbölésére. A találmány tárgya kapcsolási elrendezés mikroszámítógépes rendszerek megbízhatóságának növelésére, ahol az elrendezés önmagában ismert mikroszámítógépes rendszert, csak olvasható memóriát (ROM), figyelőáramkört, regisztert, huzalozott logikai VAGY kapcsolatot létrehozó egységet, összehasonlító áramkört, kiválasztó áramkört és logikai VAGY áramkört tartalmaz, amelynek lényege az, hogy a mikroszámítógépes rendszer mikroszámítógépének adatvezetékei a csak olvasható memória címbemeneteinek egy részére vannak kötve, a csak olvasható memória címbemeneteinek másik része a regiszter kimeneteinek egy részére csatlakoznak, ugyanezen címbemenetek a huzalozott logikai VAGY kapcsolatot létrehozó egység bemenetéinek egy részére csatlakoznak, a regiszter kimeneteinek másik része az összehasonlító áramkör egyes bemeneteire csatlakozik, ugyanezen jelvezetékek a huzalozott logikai VAGY kapcsolatot létrehozó egység bemenetei másik részére vannak kötve, a mikroszámítógépes rendszer mikroszámítógépének címvezetékei egyrészt a regiszter egyes bemeneteire kapcsolódnak, másrészt a huzalozott logikai VAGY kapcsolatot létrehozó egység egyes bemeneteire csatlakoznak, harmadrészt az összehasonlító áramkör másik bemeneteire vannak kötve, negyedrészt a kiválasztó áramkör egyik bemenetére kapcsolódnak, a mikroszámítógépes rendszer mikroszámítógépének vezérlőjel-kimenetei egyrészt a figyelőáramkör egy bemenetére vannak kötve, másrészt a regiszter egyes bemeneteire kapcsolódnak, harmadrészt a huzalozott logikai VAGY kapcsolatot létrehozó egység egyik bemenetére vannak kötve, negyedrészt a kiválasztó áramkör egyik bemenetére kapcsolódnak, a kiválasztó áramkör egyik kimenete a figyelőáramkör egyik bemenetére csatlakozik, a kiválasztó áramkör másik kimenete a mikroszámítógépes rendszer egyik bemenetére kapcsolódik, a mikroszámítógépes rendszer egyes kimenetéi a logikai VAGY áramkör bemeneteire vannak kötve, a logikai VAGY áramkör kimenete a figyelőáramkör egyik bemenetére csatlakozik, a figyelőáramkör másik bemenete a csak olvasható memória kimenetére van kötve, a figyelőáramkör kimeneté a számítógépes rendszer egyik bemenetére csatlakozik. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés blokksémája az 1. ábrán látható, a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy példakénti kiviteli alakját a 2., 3. és 4. ábrák szemléltetik, amelyek egymáshoz csatlakoznak. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés a következő egységekből épül fel: 1 mikroszámítógépes rendszer, 2 csak olvasható memória, 3 figyelőáramkör, 4 regiszter, 5 huzalozott logikai VAGY kapcsolatot létrehozó egység, 6 összehasonlító áramkör, 7 kiválasztó áramkör, 8 logikai VAGY áramkör. Az 1 mikroszámítógépes rendszer itt csak a találmány szerinti kapcsolási elrendezés megértéséhez szükséges bemenetekkel és kímenetekkel rendelkező általános felépítésű mikroszámítógépes rendszert jelöl. A kapcsolás működése a következő: A találmány szerinti kapcsolási elrendezés a mikroszámítógépes rendszerek megbízhatóságának növelését a következő részfunkciók szintézisével valósítja meg: a) a futó programrészben nem értelmezett utasítások által okozott zavarok elhárítása; b) nem létező címeken történő műveletek következtében előálló hibás működés elhárítása; c) kijelölt RAM területek írásvédelme. Ha a mikroszámítógépes rendszer zavarása következtében bármely állapot előáll, ugyanaz a zavarelhárító és újraindító eljárás állítja vissza a mikroszámítógépes rendszer helyes működését. A futó programrészben nem értelmezett utasítások okozta zavarok elhárítása úgy történik, hogy a 2 csak olvasható memória n címtartományból áll, ahol n = 2 m (m = 0 vagy pozitív egész szám), és az egyes címtartományok engedélyezése a 4 regiszter kimeneteiről történik. Az aktuális engedélyezett címtartomány a futó program egy szegmensének felel meg, és az itt előforduló utasítások kódja a 2 csak olvasható memória egy-egy címének felel meg, ahol ezeken a memóriahelyeken logikai 0 jelzi az utasítások érvényességét, míg a többi helyen logikai 1 érték van a megfelelő biten. A 3 figyelőáramkör minden egyes utasítás olvasásakor mintát vesz a 2 csak olvasható memória kimenetéről - amely a memória tartalmának egy tetszőleges bitje lehet -, és ha nem érvényes utasítást érzékel, akkor megszakítási parancsot ad ki az 1 mikroszámítógépes rendszernek, amely ennek hatására feltétel nélkül megszakítja a program futását, és újra indítja a program normális futását egy előre meghatározott pontról. A program újraindítási helyének meghatározásához az 1 mikroszámítógépes rendszer kiolvashatja a 4 regiszternek a programnak a hiba jelentkezése előtti állapotát az 5 huzalozott logikai VAGY kapcsolatot létrehozó egységen keresztül. Ha a címvezetékek zavarása következtében olyan címtartományba próbálná írni vagy olvasni az 1 mikroszámítógépes rendszer, ahol a program szerint semmilyen művelet nincs értelmezve, akkor ebből a zaj okozta hibás működésből a következő módon tér vissza a rendszer: az 1 mikroszámítógépes rendszer feladatának megfelelően az értelmezett címtartományoknak megfelel egy-egy engedélyező jel. Ezeknek az engedélyező jeleknek az állapotát a 8 logikai VAGY áramkörön keresztül a 3 figyelőáramkör figyeli az 1 mikroszámítógépes rend5 10 1!5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
