Hintergrund der Erfindung
1. Bereich der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft eine Daten-Speicherungsschaltung,
genauer eine Daten-Speicherungsschaltung, welche einen
irrtümlichen Schreibbefehl sicher davon abhalten kann, Daten
zu zerstören, welche in einem Reserve-RAM-Speicher für eine
sichere Datenspeicherung gespeichert sind und eine
Spielvorrichtung, welche mit der Daten-Speicherungsschaltung
ausgestattet ist.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Eine herkömmliche Video-Spielvorrichtung wählt aus einer
Vielzahl von Programm-ROM-Speichern oder einer Kassette,
welche Spielprogramme enthält, ein ausgelesenes Programm,
durch ein Chip-Auswahlsignal eines Adressendekoders für die
gewünschte Verarbeitung. Der Adressendekoder wählt einen
der Programm-ROMs, welcher vorbestimmte Programme enthält,
durch ein Chip-Auswahlsignal. Um Daten wie den
gegenwärtigen Ausführungszustand oder das Ergebnis des Spieles in
jedem Zeitintervall unversehrt zu speichern, kann der
Adressendekoder einen Reserve-RAM auswählen, und wenn ein
Speichersignal eingegeben wird, ein Reservechip-Auswahlsignal
zur Speicherung der Daten zu dem Zeitpunkt ausgeben. Daher
kann in einer Video-Spielvorrichtung der Zwischenzustand
oder das Ergebnis (Spielstand) eines Spieles wie eines
Rollenspieles sicher gespeichert werden.
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Abb. 4 zeigt einen schematischen Schaltungsaufbau einer
herkömmlichen Video-Spielvorrichtung.
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In Abb. 4 ist die Video-Spielvorrichtung mit einem Arbeits-
RAM 19 und vier Programm-ROMs 11 bis 14, welche in einer
an eine Kassetten-Hülse oder die Video-Spielvorrichtungs-
Haupteinheit angeschlossene Kassette eingebaut sind,
ausgestattet. Neben den Programm-ROMs 11 bis 14 und Arbeits-
RAM 19 befindet sich ein Reserve-RAM 20.
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Ein Adressendekoder 21 ist vorgesehen, einen der vier
Programm-ROMs 11 bis 14, Arbeits-RAM 19 und Reserve-RAM 20
auszuwählen; er wählt einen der Programm-ROMs 11 bis 14 und
Arbeits-RAM 19 durch Chip-Auswahlsignale 21a, 21b, 21c,
21d, beziehungsweise 21e. Wenn ein vorbestimmtes
Speichersignal eingegeben wird, gibt der Adressendekoder 21 ein
Reservechip-Auswahlsignal 21f aus, um den Sicherungs-RAM
20 freizugeben.
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Eine CPU 22 ist vorgesehen, um ein gewünschtes
Adressensignal dem Adressendekoder 21 und vorbestimmte
Adressensignale den ROMs 11 bis 14, Arbeits-RAM 19 und Reserve-RAM 20
zuzuführen. Gemäß einer herkömmlichen Ausführungsform wird
ein 4-bit-Adressensignal dem Adressendekoder 21 zugeführt
und 8-bit-Adressensignale werden den ROMs 11 bis 14,
Arbeits-RAM 19 und Reserve-RAM 20 zugeführt. Wie allgemein
bekannt, ist ein Datenspeicher-RAM 23 mit der CPU 22
verbunden und ein mittels eines Joystick 25 eingegebenes
Signal wird über einen I/O-Controller der CPU 22 zugeführt,
des weiteren wird das Operationsergebnis auf einer CRT 27
(Kathodenstrahl-Röhre) über einen Video-Controller 26
angezeigt.
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Demgemäß kann die Video-Spielvorrichtung 10 bislang als
Erwiderung auf ein vom Benutzer über den Joystick 25 oder ein
von der CPU 22 unabhängig ausgegebenes Speichersignal den
Reserve-RAM 20 durch das Reservechip-Auswahlsignal 21f von
dem Adressendekoder 21 auswählen, um jedesmal die bislang
gemachten Bearbeitungsinhalte zu speichern.
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Ein Software-Absturz oder ein Fehllaufen kann während dem
Betrieb des Systems durch die CPU aus einem Grund wie einem
in den Spielprogrammen, welche in den Programm-ROMs 11 bis
14 gespeichert sind, verborgenen Fehler oder einem der
Video-Spielvorrichtung 10 versetzten Schlag auftreten.
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Ehemals ist ein Watchdog-Timer vorgesehen, um eine
vorbestimmte Handlung auszuführen oder das System
zurückzusetzen, wenn ein solcher Software-Absturz auftritt. Falls dem
Watchdog-Timer nicht ein Rücksetz-Signal innerhalb eines
jeden, vorbestimmten Zeitraumes geschickt wird, wird darauf
geschlossen, daß ein Software-Absturz stattfindet und ein
vorbestimmter Zurücksetzungsprozeß wird durchgeführt.
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Wenn allerdings ein Speichersignal eingegeben wird, wählt
die herkömmliche Spielvorrichtung 10 unbedingt den Reserve-
RAM 20 und speichert den Zustand oder das Ergebnis zu der
Zeit, wenn also ein Software-Absturz im System der Video-
Spielvorrichtung 10 auftritt, kann es dazu führen, daß das
Reservechip-Auswahlsignal 21f von dem Adressendekoder 21
unbeabsichtigt ausgegeben wird, in welchem Fall fehlerhafte
Daten in dem Sicherungs-RAM 20 gespeichert werden.
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So werden Daten wie der gespeicherte Zwischenzustand des
Spiels zerstört und die Zuverlässigkeit der
Spielvorrichtung oder der mit der Spielvorrichtung benutzten Programme
nimmt ab.
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Insbesondere werden die Daten, welche gespeichert oder
zurückgehalten werden müssen, nicht sehr häufig geschrieben
und falls die Daten leicht verloren gehen, wenn ein
Software-Absturz
oder ähnliches stattfindet, wird es zu einem
verhängnisvollen Verlust kommen. Die Verhinderung eines
fehlerhaften Schreibens bei einem Software-Absturz ist ein
grobes Problem, das es zu lösen gilt.
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Aus EP-A2-0 431 723 ist eine TV-Spielvorrichtung mit einer
Speicherkassette bekannt, welche zumindest nichtflüchtige
Speicher hat, welche ein Spielprogramm und weitere
Bearbeitungsdaten für die Komponenten der Spielvorrichtung
enthalten. Ein Arbeits-RAM speichert vorübergehend den
Fortschritt des Spiel und eine IC-Karte ist vorgesehen, welche
einen RAM enthält, auf welchem der Fortschritt des Spiels
gespeichert werden kann. Allerdings ist keine Lösung des
Problems des irrtümlichen Speicherns von Daten während
eines Programmabsturzes vorgesehen.
Zusammenfassung der Erfindung
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Somit ist ein Ziel der Erfindung eine
Daten-Speicherungsschaltung bereitzustellen, welche sicher verhindern kann,
daß fehlerhafte Daten in ein Reserve-RAM geschrieben
werden, sogar wenn ein Software-Absturz auftritt, zur sicheren
Datenspeicherung in dem Sicherungs-RAM und eine
Spielvorrichtung, welche mit der Daten-Speicherungsschaltung
ausgestattet ist.
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Zu dem Zweck ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
eine Daten-Speicherungsschaltung vorgesehen, welche einen
Adressendekoder enthält, welcher eines aus einer Vielzahl
von Programm-ROMs und ein Sicherungs-RAM in Erwiderung auf
ein von einer CPU zugeführtes Adressensignal auswählt und
eine Freigabeleitung, welche es einem
Sicherungschip-Auswahlsignal ermöglicht, vom Adressendekoder dem Reserve-RAM
zugeführt zu werden, nur wenn ein vorbestimmtes, das Fehlen
eines Software-Absturzes anzeigendes Adressensignal
eingegeben wird.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine
Daten-Speicherungsschaltung vorgesehen, die einen
Adressendekoder, welcher eines aus einer Vielzahl von Programm-ROMs
und ein Reserve-RAM in Erwiderung auf ein von einer CPU
zugeliefertes Adressensignal auswählt und eine CPU-Software-
Absturz-Erkennungsschaltung enthält, welche eine logische
Operationsschaltung enthält, welche mit einem
Chip-Auswahlsignal von dem Adressendekoder und einem
Lese-/Schreibsignal von einem der Programm-ROMs eine Operation ausführt,
worin die Software-Absturz-Erkennungsschaltung ein
Software-Absturz-Erkennungssignal ausgibt, wenn ein Speicher-
Zugangsmuster für das Programm-ROM mit dem
Lese-/Schreibsignal nicht übereinstimmt, worauf Daten davon abgehalten
werden, in das Reserve-RAM geschrieben zu werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine
Daten-Speicherungsschaltung vorgesehen, die einen
Adressendekoder, welcher eines aus einer Vielzahl von Programm-ROMs
und ein Sicherungs-RAM in Erwiderung auf ein von der CPU
zugeführtes Adressensignal auswählt, eine Freigabeleitung
welche es einem Reservechip-Auswahlsignal ermöglicht, vom
Adressendekoder dem Sicherungs-RAM zugeführt zu werden, nur
wenn ein vorbestimmtes Adressensignal, welches das Fehlen
eines Software-Absturzes anzeigt, eingegeben wird, und eine
CPU-Software-Absturz-Erkennungsschaltung enthält, welche
eine logische Operationsschaltung enthält, die eine
Operation mit einem Chip-Auswahlsignal von dem Adressendekoder
und einem Lese-/Schreibsignal von einem der Programm-ROMs
ausführt, worin die Software-Absturz-Erkennungsschaltung
ein Software-Absturz-Erkennungssignal ausgibt, wenn ein
Speicher-Zugangsmuster für das Programm-ROM mit dem Lese-/
Schreibsignal nicht übereinstimmt, worauf Daten davon
abgehalten werden, in das Reserve-RAM geschrieben zu werden.
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Gemäß der Erfindung ist eine Spielvorrichtung vorgesehen,
welche die Daten-Speicherungsschaltung enthält.
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Daher kann die CPU-Software-Absturzerkennungsschaltung
gemäß der Erfindung sogar, wenn ein Software-Absturz
auftritt, ein der Adressendekoder-Absturzzeit eigenes,
gestörtes Chip-Auswahlsignal mit dem Lese-/Schreibsignal-
Zustand vergleichen und eine zwischen Chip-Auswahlsignal
und Lese-/Schreibsignal auftretende Inkonsistenz zur
sicheren Software-Absturz-Erkennung nutzen, und dadurch sicher
ein fehlerhaftes Schreiben in das Reserve-RAM verhindern,
wenn der Software-Absturz auftritt.
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Bei jeder anderen Ursache als dem Software-Absturz kann, da
die Freigabe-Schaltung die Reserveoperation nur, wenn ein
bestimmtes Adressensignal verwendet wird, freigibt,
fehlerhaftes Schreiben in das Reserve-RAM sicher verhindert
werden und Daten können in dem Sicherungs-RAM gespeichert
werden, nur wenn die Sicherungs-Operation freigegeben ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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In den begleitenden Zeichnungen ist
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Abb. 1 ein Blockschaltbild, welches eine
Daten-Speicherungsschaltung gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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Abb. 2 ein Blockschaltbild, welches den Hauptteil der
Daten-Speicherungsschaltung zeigt, welche eine
Software-Absturz -Erkennungsschaltung gemäß der
Erfindung enthält;
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Abb. 3 ein Schaltplan, der eine bevorzugte
Ausführungsform einer Freigabe-Schaltung gemäß der
Erfindung zeigt; und
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Abb. 4 ein Block-Schaltbild, welches ein Beispiel einer
herkömmlichen Spielvorrichtung zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Bezugnehmend auf die begleitenden Zeichnungen wird eine
bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
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Abb. 1 zeigt eine Daten-Speicherungsschaltung in einer
Spielvorrichtung gemäß der Erfindung. Schaltungsteile,
welche identisch mit oder ähnlich zu den zuvor mit Bezug auf
Abb. 4 beschrieben sind, werden in Abb. 1 mit denselben
Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht nochmals
diskutiert.
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Die Erfindung ist gekennzeichnet durch ein
Reservechip-Auswahlsignal 21f von einem Adressendekoder 21, welches über
ein AND-Gate 30 einem Sicherungs-RAM 20 zugeführt wird, und
das AND-Gate 30, welches freigegeben wird, nachdem eine
Prüfung gemacht wurde, um sicher zu stellen, daß kein
Software-Absturz auftritt gemäß einer Kombination von An- und
Abwesenheit von Signalausgaben von einer Freigabeschaltung
31 und eine Software-Absturz-Erkennungsschaltung 41, aus
welcher sich die Daten-Speicherungsschaltung zusammensetzt.
Fehlerhafte Daten können sicher davon abgehalten werden,
zur Datenspeicherung in das Reserve-RAM 20 geschrieben zu
werden, durch Nutzung der Freigabeschaltung 31 und der
Software-Absturz-Erkennungsschaltung 41, um das AND-Gate 30
freizugeben.
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Die Funktionsweise der Daten-Speicherungsschaltung gemäß
der Ausführungsform wird beschrieben.
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Die Software-Absturz-Erkennungsschaltung 41, ein
Bestandteil der Daten-Speicherungsschaltung, berechnet die
Korrelation zwischen den Chip-Auswahlsignalen 21a bis 21d und
einem Lesesignal 41b und einem Schreibsignal 41c und
erkennt einen Software-Absturz, wenn Inkonsistenz zwischen
den Speicher-Zugangsmustern und dem Lese-/Schreibsignal
auftritt.
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Abbildung 2 greift einen Teil von Abb. 1 heraus, um Details
des Aufbaus der Software-Absturz-Erkennungsschaltung 41 zu
zeigen. Die Funktionsweise der
Software-Absturz-Erkennungsschaltung 41 wird in Verbindung mit den Abb. 1 und 2
beschrieben.
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In Abb. 2 werden zwei Arten von Vergleich zwischen dem
Zugangsmuster und dem Lese-/Schreibsignal gemacht. Der erste
Vergleich wird durch ein NOR-Gate 42 freigegeben, welchem
alle Chip-Auswahlsignale 21a bis 21d eingegeben werden, ein
OR-Gate 43, welches entweder ein Lesesignal RD oder ein
Schreibsignal WR erkennt, und ein AND-Gate 44, welches die
Ausgabesignale des NOR-Gates 42 und des OR-Gates 43
konjugiert. Folglich sollte zumindest der Adressendekoder 21
gemäß dem ersten Software-Absturz-Erkennen, wenn das
Lese- oder Schreibsignal ausgegeben wird, einen der externen
Speicher auswählen und eines der Chip-Auswahlsignale 21a
bis 21b sollte gewählt werden.
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Daher kann ermittelt werden, daß eine Software-Störung
auftritt, wenn entweder das Lesesignal RD oder das
Schreibsignal WR ausgegeben wird, falls keines der
Chip-Auswahlsignale 21a bis 21d ausgegeben wird. Dies liegt daran, daß
ein solcher Zustand den Zugang zu einem Bereich bedeutet,
dessen Adresse nicht dekodiert ist und das Zugangsmuster
inkonsistent mit dem ausgegebenen Lese- oder Schreibsignal
ist. Wenn eine solche Inkonsistenz auftritt, kann erkannt
werden, daß ein Software-Absturz auftritt.
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In der zweiten Software-Absturz-Erkennung in der
Ausführungsform werden das Chip-Auswahlsignal 21a und das
Schreibsignal WR durch ein AND-Gate 45 konjugiert, wenn das
Programm-ROM 11 von dem Chip-Auswahlsignal 21a ausgewählt
wird. Wenn das Signal 21a zur Auswahl des Programm-ROMs 11
ausgegeben wird, ist es zweckmäßig, daß das Lesesignal RD
ausgegeben werden sollte, aber es ist nicht zweckmäßig, daß
das Schreibsignal WR ausgegeben werden sollte; wenn beide
Signale RD und WR ausgegeben werden, wird gefolgert, daß
Inkonsistenz zwischen dem Zugangsmuster und dem
Schreibsignal WR vorliegt. In fast allen Fällen wird es durch einen
Software-Absturz verursacht. Daher kann die Ausgabe des AND-
Gates als ein Software-Absturz-Erkennungs-Signal 41a
genutzt werden.
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Somit führt die Software-Absturz-Erkennungsschaltung 41 in
dieser Ausführungsform zwei Arten der Software-Absturz-
Erkennung durch. Die Ausgaben beider AND-Gates 44 und 45
werden in ein OR-Gate 46 eingegeben, und das Ergebnis der
OR-Operation wird einem Flip-Flop 47 eingegeben. Wenn einer
der Software-Abstürze, wie oben beschrieben, erkannt wird,
kann das Software-Absturzsignal 41a von einem Anschluß Q des
Flip-Flop 47 ausgegeben werden.
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Wenn auf ein Gebiet, dessen Adresse nicht dekodiert ist,
zugegriffen wird oder wenn ein Schreibsignal 41c an das
Programm-ROM 11 ausgegeben wird, wird festgestellt, daß ein
Software-Absturz stattfindet und ein
Software-Absturz-Erkennungssignal 41a wird von dem logischen Operations-
Schaltkreis ausgegeben.
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Obwohl die zweite Software-Absturz-Erkennung in der
Ausführungsform das Chip-Auswahlsignal 21a für die logische
Operation mit dem Schreibsignal WR nutzt, ist das Signal
nicht auf das Chip-Auswahlsignal 21a begrenzt.
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Ein Adressensignal mit einer beliebigen Anzahl von Bits,
wie z.B. höherwertige zwei Bits, die aus einem
Adressensignal aus höherwertigen vier Bits, welche dem
Adressendekoder 21 eingegeben wurden, ausgewählt wurden, wird der
Freigabeschaltung 31, einer Komponente der
Daten-Speicherungsschaltung, von der CPU 22 zugeführt. Nur wenn die
höherwertigen Adressignale in einer bestimmten Kombination
geliefert werden, kann ein Freigabesignal 31a zum AND-
Gate 30 gesandt werden.
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Der somit festgestellte spezifische Adressen-Signalsatz
wird von der CPU 22 als ein Identifikations-Codesignal zum
Speichern bereitgestellt. Wenn sie ein Speichersignal
ausgibt, um die Bearbeitungsinhalte während der Ausführung des
laufenden Programmes abzuspeichern, führt die CPU 22 das
vorbestimmte Identifikations-Codesignal der
Freigabeschaltung 31 zu. Z.B. kann sich der Identifikations-Code aus
einer Kombination von vier 2-Bit-Signalen aus "11, 10,
01, 00" zusammensetzen. Die Freigabeschaltung 31 gibt
solange kein Freigabesignal 31a an das AND-Gate 30 aus, bis
die höherwertigen zwei Bits von Adressensignalen in der
Folge bereitsgestellt werden. Daher wird so ein bestimmtes
Identifikations-Codesignal nicht bereitgestellt, wenn ein
Software-Absturz stattfindet. Selbst wenn das Reserve-Chip-
Auswahlsignal 21f vom Adressendekoder 21 ausgegeben wird,
kann eine Schreiboperation in das Reserve-RAM 20 verhindert
werden.
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Die Funktionsweise der Freigabeschaltung 31 wird in
Verbindung mit den Abb. 1 und 3 beschrieben.
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Abbildung 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der
Freigabeschaltung 31, in der vier D-Flip-Flops 33 bis 36
kaskadiert sind und führende zwei Bits jeden Signales, welche
von der CPU 22, A15 und A14 zur Verfügung gestellt werden,
werden über logische Schaltungen in die D-Eingänge jedes
der Flip-Flops 33 bis 36 eingegeben.
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Eines der Chip-Auswahlsignale, welche von den
Adressendekodern 21 ausgegeben werden, wie z.B. 21a, wird einem
Reset-Eingang eines jeden der Flip-Flops 33 bis 36
zugeführt und ein Lese-Taktsignal RDCLK wird jedem Takteingang
zugeführt.
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Daher wird gemäß der in Abb. 3 gezeigten Ausführungsform
ein Freigabesignal 31a von einem Q-Ausgang des Flip-Flop 36
an der letzten Stufe so lange nicht ausgegeben, bis das
vorab genannte Identifikations-Codesignal "11, 10, 01, 00"
zur Verfügung gestellt wird.
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Daher werden, selbst wenn ein Systemabsturz auf den
Programm-ROMs 11 bis 14 stattfindet, fehlerhafte Daten nicht
in den Reserve-RAM 20 geschrieben, weil ein vorbestimmtes
Identifikations-Codesignal nicht der Freigabeschaltung 31
von der CPU 22 eingegeben wird.
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In der Ausführungsform in Abb. 1 ist sowohl die
Freigabeschaltung 31 als auch die
Software-Absturz-Erkennungsschaltung 41 vorgesehen, ein fehlerhaftes Schreiben zu
verhindern, und wenn ein Freigabe-Signal 31a nicht ausgegeben
wird, selbst falls ein Software-Absturz-Erkennungssignal
41a nicht ausgegeben wird, oder wenn ein Software-Absturz-
Erkennungssignal 41a ebenso ausgegeben wird, obwohl ein
Freigabesignal 31a ausgegeben wird, blockiert das AND-
Gate 30 eine Zufuhr eines Reservechip-Auswahlsignales 21f
von dem Adressendekoder 21 zum Reserve-RAM 20.
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Daher kann ein Schreiben in den Reserve-RAM 20 sicher
verhindert werden, wenn ein Software-Absturz stattfindet, und
nur wenn kein System-Absturz stattfindet und ein Schreiben
in den Reserve-RAM 20 freigegeben ist, können Daten
gespeichert werden.
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In der Ausführungsform werden die Chip-Auswahlsignale des
Adressendekoders genutzt, Inkonsistenz zwischen einem
gegebenen Zugriffsmuster und einem Lese-/Schreibsignal, wie
vorab beschrieben, zu erkennen. Die Inhalte der
Inkonsistenz-Erkennung sind jedoch nicht auf einen Zugriff auf ein
Gebiet, dessen Adresse nicht dekodiert ist, oder eine
Schreibanweisung in ein Programm-ROM begrenzt und ein
Software-Absturz kann mit jedem ähnlichen Muster erkannt
werden.
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Die Daten-Speicherungsschaltung gemäß der Ausführungsform
kann ebenfalls auf eine Spielvorrichtung, die durch
Wechseln einer Kassette, die ein Spiel enthält, genutzt
wird, angewendet werden. Sie kann in die Haupteinheit der
Spielvorrichtung oder die Kassette aufgenommen werden.
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Gemäß der Erfindung wird die früher von einem Watchdog-
Timer vollzogene Software-Absturz-Erkennung durch Nutzen
der Chip-Auswahlsignale des Adressendekoders ausgeführt,
und somit kann ein Software-Absturz, der ein periodisches
Rücksetzen, das nicht von dem Watchdog-Timer erkannt werden
kann, ebenfalls sicher erkannt werden und wenn ein System-
Absturz stattfindet, kann fehlerhaftes Schreiben in den
Reserve-RAM sicher verhindert werden und eine Zerstörung
von Daten, die in den Reserve-RAM geschrieben sind, kann
sicher verhindert werden.
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Aufgrund der Chip-Auswahlkontrolle der Programm-ROMs und
des Reserve-RAM kann die Freigabeschaltung sicher
fehlerhaftes Schreiben in den Reserve-RAM verhindern, wenn ein
System-Absturz stattfindet und ermöglicht Daten sicher
gespeichert zu werden, nur wenn kein System-Absturz
stattfindet und ein Schreiben in den Reserve-RAM freigegeben
ist, wodurch die Zuverlässigkeit der Spielemaschine durch
das Einbauen der Daten-Speicherungsschaltung erhöht wird.