Устройство для выключения и перезапуска микропроцессора при сбоях питания

 

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.

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

m4.GО6 F 11 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 4394195/24 — 24 (22) 21.03.88 (46) 23.09.89. Бюл. № 35 (72) С.В Яковлев и А.М.Заяц (53) 681.326.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 115 1972, кл. G 06 F 1.1/22 . 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1352492, кл. G 06 F 11/22, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫКЛЮЧЕНИЯ И

ПЕРЕЗАПУСКА МИКРОПРОЦЕССОРА ПРИ

СБОЯХ ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств защиты микропроцессоров при сбоях

rro цепям питания. Цель изобретения— повьш ение достоверности работы устройства при отклонении величины

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

Цель изобретения — повышение достоверности работы устройства при отклонении величины контролируемогонапряжения 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

„„SU „„1509904 А 1

2 контролируемого напряжения от допустимых пределов. Устройство содер жит 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 отклю- « ф чения питания. После восстановления питающего напряжения осуществляется перезапуск микропроцессора. 3 ил. перезапуска микропроцессора; на ЬйииЬ фиг. 2 — принципиальная схема первого (а) и второго (б) пороговых элементов; на фиг. 3 — временные диаграммы, цир поясняющие работу устройства.

C©

Устройство содержит (фиг.1) пороговые элементы (компараторы) 1 и 2, первый 3, второй 4, третий 5, четвер-.. тый 6 и пятый 7 элементы И, первый 8 и второй 9 счетчики импульсов, первыи

10 и второй 11 дешифраторы, первый 12 и второй 13 элементы ИЛИ, первый 14 и второй 15 формирователи импульсов, 3ы генератор 16 импульсов, вход 17 устройства для подключения контролируемого напряжения, выходы 18 — 20 устройства для подключения входов.прерыва-! ния, разрешения отклонения питания и

04 Д

3 15099 йовторного пуска микропроцессора соответственно.

Компаратор 1 (фиг.2а) состоит иэ разрядного диода .21, ограничительного 5 резистора 22 и зарядного конденсатора

23, а компаратор 2 (фиг. 2б) — из разрядного диода 24, ограничительного резистора 25, зарядного конденсатора

26 и гасящего резистора 27. 10

Первый 1 компаратор (фиг. 2а) предназначен для контрсля за появлением и пропаданием питающего 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."1" на выходе компаратора 2 соответствует моменту, 20 когда контролируемое напряжение превышает допустимый верхний предел отклонения, Разрядность первого счетчика 8 и соответствующий выход первого дешифратора 10, а также разрядность второго счетчика 9 и соответствующий выход, второго дешифратора 11 определяются из условий допустимого времени откло нения питающего напряжения от раба- 30 чего уровня. Частота генератора 16 импульсов выбирается такой, чтобы обеспечить выполнение первого и второго указанных условий.

Устройство работает следующим образом.

На выходе компаратора 1 устанавли- вается уровень логического "0" только, когда контролируемое (питающее) напряжение станет меньше нижнего до- 40 .пустимого предела отклонения V„ù, . В остальных случаях на выходе компара-, тора 1 установлен уровень логической; единицы.

На выходе компаратора 2 устанав- .45 ливается уровень логической "1" толь- ко, когда кснтролируемое напряжение

1 выше верхнего допустимого предела

V, В остальных случаях на выходе макс компаратора 2 присутствует уровень

11 11 логического 0

При включении напряжения питания (фиг . 3 ) пока оно не достигнет р абочего уровня, н а выходе первого 1 и второго 2 компар ат оров -(Фиг ° 1 ) уста

11 11 новлен уровень логического 0 . Пер- . вый 3 и второй 4 элементы И з акрыты .

Как только уровень контролируемого напряжения превысит 7 м „„ на выходе первого компаратора 1 установится логическая "1". При этом срабытывает второй элемент .И 4 (на прямом входе

"1" с выхода первого компаратора 1, а на инверсном "0" с вых да,, второго компаратора 2 и запустит второй формирователь 15 импульсов (по переднему фронту)., Импульс с выхода формирователя 15 поступает на вход сброса 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 микроцроцессоре производится установка основных регистров в начальное состояние и ан готов к реализации рабочих программ.

При превышении контролируемым напряжением верхнего допустимого предела

Ч „, на выходе компаратора 2 устанавливается сигнал "1". При этом срабатывает первый элемент И 3, сигнал "1" с выхода которого подается на вход элемента ИЛИ 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 превышает 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 ИЛИ 13, поступает на выход 19 устройства и далее на вход разрешени11 отключения питания микропроцессора. Если повышение контролируемого напряжения непродолжительное по времени, то на выходе

I I I1 компаратора 2 устанавливается О, в результате срабатывает элемент И 4, который запускает формирователь 15, сигналом с выхода которого сбрасывает-. ся счетчик 8 и.запускается микропрог40

5 15099 рамма восстановления с выхода 20 устройства и процесс решения задачи в микропроцессоре осуществляется с момента прерывания по питанию.

При снижении контролируемого нап-. ряжения ниже V на выходе компаратора 1 устанавливается "0". В результате срабатывает элемент И 5, сигнал

1l tI

1 с выхода которого разрешает работу10 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 микропроцесса.

При этом в микропроцессоре осуществляется запоминание в энергонезависимой памяти необходимой информации в момент прерывания, которая может быть 20 понадобится для восстановительного вычислительного процесса. Импульсы с выхода генератора 16, пройдя элемент

И 7 поступают на вход счетчика 9.

Если снижение контролируемого напря- 25

I жения продолжительное, то сигнал с выхода дешифратора 11, пройдя элемент

ИЛИ 13, поступает на выход 19 устройства и далее на вход разрешения отключения напряжения питания микропроцес- 30 сора. Если снижение напряжения кратковременное, 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 пре.рывания по питанию.

Формула изобретения

1

Устройство для выключения и перезапуска микропроцессора при сбоях питания, содержащее первый и второй пороговые элементы, первый и второй элементы И„ генератор импульсов, первый и второй формирователи импульса, причем вход первого порогового элемен,та соединен с входом второго порогового элемента и является входом устрой50

04 6 ства для подключения к источнику контролируемого напряжения, выход первого порогового элемента соединен с первйм входом первого элемента И, выход второго порогового элемента соединен с инверсным входом второго элемента И, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности работы устройства, в него введены три элемента И, два счетчика, два дешифратора и два элемента ИЛИ, 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 порогово1о элемента соединен с вторым ю входом первого элемента И и с вторым

% 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 импульса, выход которого является выходом устройства для подключения входа прерывания микропроцессора, выходы четвертого и пятого элементов И соединены соответственно со счетными входами первого и второго счетчиков. разрядные выходы которых соединены соответственно с информационными входами пер-. вого и второго дешифраторов, выходы которых подключены соответственно к входам второго элемента ИЛИ, выход .котрого является выходом устройства для подключения входа разрешения от-. ключения питания микропроцессора, выход второго элемента И соединен с входом второго формирователя, выход которого соединен с входами сброса первого и второго счетчиков и являет ся выходом устройства для подключения ! входа повторного запуска микропроцес:сора.

1509904 фиг.1 1509904

Вхоа П

Редактор О.Головач

Заказ:5814/47 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, R-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

2

1

Ъ 1 7 Я

a I ®

08j

5, 13 (T9) Составитель В.Вертлиб

Техред М.Дидык Корректор Э.Лончакова,