NL8001608A

NL8001608A - Instandhoudings- en verificatiestelsel voor een geheu- gen.

Info

Publication number: NL8001608A
Application number: NL8001608A
Authority: NL
Original assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1979-04-16
Filing date: 1980-03-18
Publication date: 1980-10-20
Also published as: NL181154B; JPS55142499A; FR2454674B1; FR2454674A1; NL181154C; US4232377A; GB2047927A; GB2047927B; DE3013523C2; DE3013523A1; JPS6245572B2; CA1135869A

Description

-v 803102/Ti/AA/vL \ -1-

Aanvraagster: Tektronix, Inc. ^900 S.W. Griffith Drive, BEAVERTON Oregon 97005, Verenigde Staten van Amerika

Korte aanduiding: Instandhoudings- en verificatiestelsel voor een geheugen

Tengevolge van de vorderingen op het gebied van halfgeleiderfa-bricage resulterend in kleinere afmetingen, lagere kosten en lagere vermogensopname, is het voordelig in allerlei elektrisch apparatuur om digitale verwerkings- en rekenstelsels op te nemen. Een probleem bij 5 dergelijke systemen is, dat indien de voedingsspanning wordt onderbroken of wordt uitgeschakeld de in de systeemgeheugens opgeslagen gegevens verloren raken.

Zoals bekend kan dit probleem in zekere mate worden opgelost door de ge-heugeneenheden met een batterijvoeding te ondersteunen teneinde de in de 10 geheugeneenheden opgeslagen gegevens te behouden. Een ander probleem echter betreft de vergewissing, of de opgeslagen gegevens correct of geldig zijn na het weer aanleggen van de bedrijfsspanning. Reeds is voorgesteld om een bekend gegevenswoord op te slaan en het voor geldigheid te verifiëren voordat met enige gegevensverwerking wordt begonnen.

15 Echter, een dergelijk bekend gegevenswoord kan altijd hetzelfde zijn en kan altijd in dezelfde geheugenlocatie worden opgeslagen en door een of andere ongedefinieerde fysische eigenschap van de geheugeneenheid kan de opslaglocatie van de geheugeneenheid, analoog aan een onthouden latente afbeelding op een weergave-eenheid, iets van het bekende gegevenswoord 20 overnemen. Dit heeft het gevaar, dat het bekende gegevenswoord voor de < verificatie na het weer aanleggen van bedrijfsspanning door het geheugen wordt afgegeven alhoewel de inhoud van het geheugen tijdens de afwezigheid van de bedrijfsspanning vernietigd kan zijn.

De uitvinding verschaft een instandhoudings- en verificatiestelsel 25 waarin de geheugeninhoud op geldigheid wordt geverifieerd na de onderbreking en het daarna weer aanleggen van de bedrijfsspanning.

In een elektrische inrichting met digitale verwerkingsketens is. voorzien in een ondersteuningsvoeding voor het behoud van de geheugeninhoud tijdens de onderbreking of het wegvallen van een hoofdvoeding.

30 Er wordt een pseudo-willekeurig digitaal getal N^ opgewekt en zodanig verwerkt dat het een tweede digitaal getal N^ geeft, dat op unieke wijze gerelateerd is met N^. De digitale getallen N^ en N^ worden in vooraf 800 1 6 08 -2-

J

bepaalde aangrenzende resp. eerste en tweede geheugenlocatie opgeslagen en worden in deze locaties gehandhaafd tijdens de normale werking van de inrichting. Op ieder tijdstip kan de geheugentoestand gecontroleerd worden door het uitlezen van de digitale getallen en N,, en door con-5 trole van de relatie tussen de twee getallen. Het is met name van belang deze relatie te controleren na een onderbreking of het wegvallen van de hoofdvoeding, gedurende welke tijd een ondersteuningsvoeding, zoals een batterij, wordt gebruikt om de in de systeemgeheugens opgeslagen gegevens in stand te houden. Een correcte relatie tussen de digitale getallen 10 en IT2 betekent, dat de toestand van de gegevens in het geheugen behouden is gebleven.

De uitvinding verschaft aldus een nieuw stelsel voor de instandhouding en verificatie van geheugen gegevens te verschaffen.

De uitvinding beoogt verder een dergelijk geheugenstelsel te ver-15 schaffen, waarin pseudo-willekeurig opgewekte digitale getallen in vooraf bepaalde geheugenlocaties opgeslagen kunnen worden voor latere verificatie.

De uitvinding verschaft voorts een dergelijk stelsel waarin de geheugeninhoud op geldigheid wordt geverifieerd na onderbreking en het 20 daarna weer aanleggen van de hoofdbedrijfsspanning door de opslag van een willekeurig digitaal getal en een daar vanaf geleid bepaald codegetal in aangrenzende geheugenlocaties en door latere verificatie van de relatie tussen het digitale getal en het codegetal.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening.

25 Het instandhoudings-verificatiestelsel voor een geheugen volgens de uitvinding kan zijn opgencmen in elektronische inrichtingen zoals reken- of meetinstrumenten of gegevensoverdrachtapparatuur met een digitale verwerkingsketen 10 en een geheugeneenhéid 12. De digitale verwer-kingsketen 10 kan dan een schakeling van logische poorten, schuifregisters, 30 flip-flops etc. zijn voor de uitvoering van een gewenste digitale signaalverwerking. Via ingangslijnen 1U worden ingangsgegevens naar de digitale verwerkingsketen 10 gevoerd en worden verwerkte gegevens vla de gegevens-lijnen 16 uitgevoerd. De ingangs- en uitgangslijnen 14 resp. 16 kunnen dezelfde bundel betreffen. De digitale verwerkingsketen 10 kan eveneens 35 logische verwerkings- en besturingsketens bevatten; in deze uitvoering is echter een gescheiden logische verwerkings- en besturingsketen 18 opgenomen en niet alleen ter vereenvoudiging van de beschrijving maar andat 800 1 6 08

V

«s, -3- een dergelijke logische ververkings- en besturingsketen 18 aparte microprocessor- of computerapparatuur kan zijn. Omdat deze ketens bekend zijn, vordt hier geen gedetailleerde beschrijving van deze ketens gegeven.

De geheugeneenheid 12 bestaat in haar meest eenvoudige uitvoering 5 uit een of meer flip-flops; veelal echter zal het geheugen bestaan uit een villekeurig toegankelijk geheugen (RAM) met duizenden adresseerbare geheugenlocaties. De geheugeneenheid 12 is voor haar energietoevoer verbonden tussen een bronklem van een elektrische voeding en massa. De elektrische voeding kan gevormd vorden door een hoofdvoeding 20 of een onder-10 steuningsvoeding 22, die beide via een schakelaar 2b met de geheugeneenheid 12 zijn verbonden. De hoofd voeding 20 kan de voeding voor de gehele inrichting zijn, terwijl de ondersteuningsvoeding 22 een batterij binnen de inrichting of een externe voeding kan zijn. De schakelaar 2b kan een elektronische schakelaar zijn, zoals een paar als vergelijker verbonden 15 transistors met geschikte voorinstellings- en meetketens om de schakelaar met de juiste voeding te doen verbinden. In normaal bedrijf is de hoofdvoeding 20 via de schakelaar 2b met het geheugen 12 verbonden.

Indien de hoofdvoeding wordt onderbrokencf wordt uitgeschakeld, wordt de ondersteuningsvoeding 22 met de keten verbonden om de in de geheugen-20 eenheid 12 opgeslagen gegevens te behouden. Omdat de schakelaktie van de schakelaar 2b niet ogenblikkelijk kan plaatsvinden, is voorzien in een condensator 26 voor het handhaven van een werkspanning tijdens het omschakelen en ter voorkoming van verlies van opgeslagen gegevens.

Een getallengenerator 30 is opgenomen voor de opwekking van digi-25 tale getallen op een pseudo-willekeurige wijze. Een dergelijke getallengenerator kan bij voorbeeld een continu tellende tellerketen zijn. De logische verwerkings- en besturingsketen 18 ontvangt van een getallengenerator 30 een digitaalgetal II^ en verwerkt dit getal zodanig dat het een tweede digitaal E2 afgeeft, dat op unieke wijze gerelateerd is aan 30 · De digitale getallen E^ en Eg worden in vooraf bepaalde resp. eerste en tweede geheugenlocaties in de geheugeneenheid 12 opgeslagen en worden in deze locaties behouden tijdens de normale werking van de inrichting gedurende welke tijd de hoofdvoeding 20 een bedrijfsspanning aan het geheugen legt. De door de digitale verwerkingsketen 10 verwerkte gegevens 35 kunnen op bekende wijze in het geheugen opgeslagen worden. De geheugen-toestand kan op ieder tijdstip worden gecontroleerd door het uitlezen van de digitale getallen E^ en E^ en door controle van de relatie tussen de 8001608 Μ ,/ -k- twee getallen. Dit kan worden gedaan door eerst het. digitale getal uit te lezen, het getal op dezelfde wijze te verwerken als eerder gedaan werd ter verkrijging van een nieuw digitaal getal en dan het nieuwe digitale getal te vergelijken met het oorspronkelijk opgeslagen dig it a-5 le getal N2. Indien deze getallen gelijk zijn, is dit een aanduiding dat de in het geheugen 12 opgeslagen gegevens goed zijn behouden. Het is van bijzonder belang deze relatie te controleren na de onderbreking of het wegvallen van de hoofdvoeding gedurende welke tijd de ondersteuningsvoe-ding wordt gebruikt voor het behoud van de in het systeemgeheugen opge-10 slagen gegevens. Een toepassingseenheid is met de logische verwerkings-en besturingsketen 18 verbonden voor het geven van een indicatie van een goede of niet goede verificatie van de instandhouding van de geheugen- . toestand. De toepassingseenheid 3^ kan bij voorbeeld een indicatielamp, een alarm, een terugstelschakelaar een weergever met een kathodestraal-15 buis of een drukeenheid zijn, die aan een bedienaar een visuele indicatie geven.

De bij voorkeur toegepaste uitvoering van'het instandhoudings- en verificatiestelsel voor een geheugen zoals hiervoor beschreven is universeel toepasbaar. Het beschreven stelsel is bij voorbeeld opgencmen in een 20 oscilloscoop, die de mogelijkheid heeft digitale berekeningen te maken.

De digitale verwerkingsketen 10 en de logische verwerkings- en besturingsketen 18 omvatten daarbij een microprocessor en daarmee samenwerkende ketens. Het geheugen 12 bestaat uit een aantal willekeurig toegankelijke geheugens. De hoofdvoeding 20 wordt gevormd door de voeding voor de gehele 25 oscilloscoop. De getallengenerator 30 wordt gevormd door de telketens die een daarmee samenwerkend toetsenbord sturen. De toepassingseenheid 3^ is de kathodestraalbuis van de oscilloscoop. Omdat slechts een de°L van het geheugen bij de verificatieprocedure wordt gecontroleerd is de aanname dat in de rest van het geheugen geldige gegevens zijn opgeslagen op 30 waarschijnlijkheid. Er zijn verschillende stappen ondernemen ter verkrijging van een hoge waarschijnlijkheidsgraad voor de gegevensgeldigheid. Ten eerste zijn de digitale getallen en digitale 8-bit getallen.

De logische verwerkings- en besturingsketen 18 analyseert het getal ET^ en accepteert geen getal met allemaal nullen of allemaal enen. De opge-35 slagen getallen hebben daarom zowel nullen als enen, waardoor de kans geëlimineerd wordt, dat een geheugen met allemaal enen of allemaal nullen naar een achtereenvolgende inschakeling van de voeding bij de verificatie- 800 1 6 08 V.

-5- ·% procedure gebruikt zal worden. De bewerking ter verkrijging van het tweede digitale getal geeft het complement van het eerste digitale getal ET . Dat wil zeggen, dat alle nullen in het getal ET^ voor het getal H worden omgezet in enen en dat de enen van het eerste getal voor het 5 getal lig worden omgezet in nullen. De twee getallen en Mg worden in vooraf bepaalde aangrenzende eerste en tweede geheugenlocaties opgeslagen.

Er wordt verondersteld, dat deze situatie in werkelijkheid de kans op geheugenvernietiging bij onderbreking van de voedingsspanning verhoogt, zodat omgekeerd een positieve verificatie na daarop volgende terugkeer 10 van de voedingsspanning de kans verhoogt dat de in de rest van het geheugen opgeslagen gegevens geldig zijn. Het gebruik van complementair digitale getallen U en IT2 vereenvoudigen verder de verificatieprocedure omdat de digitale ΙΓ en Hg direkt, zonder opwekking van een nieuw digitaal getal N , vergeleken kunnen worden.

800 1 6 08

Claims

1. Instandhoudings- en verificatiestelsel voor een geheugen bestaande uit met het geheugen verbonden voedingsmiddelen gevormd door een hoofdvoeding en een ondersteuningsvoeding, gekenmerkt door middelen voor de opwekking van een eerste digitaal getal, logische verwerkings- en be- 5 sturingsmiddelen voor het opwekken van een tweede digitaal getal voor de opslag van zowel het eerste als het tweede digitale getal in het geheugen, waarbij het tweede dgitale getal mathematisch aan het eerste digitale getal gerelateerd is, de logische verwerkings- en besturings-middelen eveneens dienen voor het uitlezen van het eerste en het tweede 10 digitale getal en voor controle van de relatie daartussen voor het afgeven van een geldigheidsveiificatie voor de inhoud van de geheugen, en door verbruikingsmiddelen, die een aanduiding van deze verificatie geven.

2. Stelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de voedingsmid-15 delen verder schakelmiddelen omvatten om of de hoofdvoeding dan wel de ondersteuningsvoeding met het geheugen te kunnen verbinden en die onder vooraf bepaalde condities naar de andere voeding geschakeld worden. 800 1 6 08