Устройство для блокировки информации в вычислительной системе при включении и выключении электропитания

(56) Авторское свидетельство СССР , г 824214, кл, а 06 г 11/22, 1978,Авторское свидетельство СССРИф 1310825, кл, С 06 Р 11/22, 1985.(54) УСТРОЙСТВО,яЛЯ БЛОКИРОВКИ ИНФОРМАЦИИ В ЕЫЧИСЛИТЕЛЬНО СИСТЕМЕ ПРИВКЛЮЧЕНИИ И ВЫКЛЮЧЕНИИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ Изобретение относится к автомати-ке и вычислительной технике и можетбыть использовано в микропроцессорных измерительных и управляющих системах,Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства путем обеспечения возможности выполнения подпрограммы прерывания по сигналу аварии питания,На фиг, представлена функциональ"ная схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма работы устройствадля случая, когда время сохранениястабилизированного напряжения большевремени, затрачиваемого на выполнениеподпрограммы прерывания по сбою электропитания, на фиг,3 - то же, когдавремя сохранения стабилизированногонапряжения меньше времени, затрачиваГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОЛИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СИИ(57) Изобретение относится к автома-,тике и вычислительной технике и можетбыть использовано в микропроцессорных измерительных и управляющих системах. Цель изобретения " расширениефункциональных возможностей устройства. Цель достигается тем, что вустройство, содержащее блок контролянапряжения первичной сети, триггерсигнала аварийного включения, дватриггера, четыре элемента И, формирователь импульсов начального запуска, элемент НЕ, компаратор и форми"рователь парафазных импульсов, введены два элемента ИЛИ, 3 ил,й емого на выполнение подпрограммыпрерывания по сбою электропитания,Устройство содержит блокпита-, ния, выход 2 которого соединен с бло" ком 3 контроля напряжения первичной сети, выход которого соединен с установочным входом 4 триггера 5 сигнала аварийного выключения, выход 6 которого является выходом аварии элек" тропитания устройства. Выход 7 бло- ка 1 питания соединен с первым входом компаратора 8, второй вход которогосоединен с входом 9 эталонного напрй" жения устройства, Выход 10 компаратора 8 соединен с входом элемента НЕ, (инвертора) 11, входом формирователя 12 импульсов начального запуска, с выходом 13 обращения к ОЗУ устройства, с вторыми входами. третьего : элемента И 14 и второго элемента И 1, 17а выход формирователя 12 соединен свыходом 16 начального запуска устРойства еВходы 17 и 18 программной установки устройства соединены с первымивходами элемента И 11 и элементаИ 5, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 19,выход которого соединен с входамисброса первого триггера 20, второготриггера 21 и вторым входом первогоэлемента ИЛИ 22, Выход элемента И 1 чсоединен с входом формирователя 23одиночного импульса, инверсный выход21 которого соединен с первым входомчетвертого элемента И 25, а прямойвыход 26 - с входом установки триггера 21, инверсный выход 27 которогосоединен с вторым входом первого, элемента И 28, а прямой выход 29 с вторым входом четвертого элементаИ 25, выход которого соединен с вторым сигнальным выходом 30 ("Информация запомнена") устройства. Выход 3 1инвертора 11 соединен с первым входом первого элемента И 28, выход 32которого соединен с входом установкипервого триггера 20, выход которогосоединен с первым сигнальным выходом 3.3 (" Информация не запомнена")устройства и первым входом элементаИЛИ 22,Блок 1 предназначен для преобразования напряжений сети переменного тока в стабилизированные напряженияпитания постоянного тока (например,5 В, 12 В), которые необходимь дляпитания элементов вычислительнойсистемы,Блок 3 представляет собой ампли"тудный детектор, вход которого подключен к выходу вторичной обмоткипонижающего трансформатора блока 1.При включении блокана вход детектора поступают импульсы напряженияпеременного тока (амплитудой .1020 В), и на выходе детектора формируется потенциал логической единицы,который сохраняется в тецение всейработы блока 1, При отключении. блока1 потенциал логической единицы навыходе блока 3 резко сменяется по"тенциалом логического нуля, Такимобразом блок .3 служит для выработкипотенциала логицеской единицы, начиная с.нацала работы блока 1 питания,и потенциала логицеского нуля поокончании его работы,35854Триггер 5 предназначен для формирования сигнала аварии электропита-ния на выходе б устройства. Триггер5 устанавливается по срезу импульса .5(перепад с потенциала логической единицы на потенциал логицеского нуля),причем прямой выход триггера 5 является выходом 6, При появлении срезаимпульса на выходе блока 3 контролянапряжения происходит установка триггера 5 и на его выходе появляется потенциал логицеской единицы,Компаратор 8 предназначен длясравнения напряжения стабилизированного питания с выхода 7 блока 1 иэталонного напряжения, подаваемогона вход 9 устройства. Гсли эталонноенапряжение .меньше или равно напряже 20. нию стабилизированного питания, тона выходе 10 вырабатывается потенциал логической единицы, а если больше - потенциал логического нуля,Устройство работает следующим образом,Перед нацалом работы производитсяначальная установка устройства, т,е.производится установка в исходноесостояние триггера 5, триггера 21,30триггера 20 путем подачи импульса установки (потенциал логической единицы) на второй вход элемента ИЛИ 19,В результате на выходах 6, 30 и 33устройства присутствует потенциаллогического нуля,35 .При отключении сетевого электропитания на выходе 7 блока 1 отсутствует напряжение постоянного тока(например, +5 В). На выходе 104 О компаратора 8 формируется потенциаллогического нуля, который поступаетна выход 13 устройства и запрещаетобращение к ОЗУ, Этот же потенциалпоступает на входы элементов И 14 и15 и запрещает прохождение сигналовс входов 17 и 18 устройства. До включения блокана его выходе 2 отсутствует напряжение, поэтому на выходеблока 3 потенциал логического нуля,В нацальныи момент после включения блокадо цостижения номинального уровня напряжения на еговыходе 7 на выходе компаратора 8 присутствует потенциал логического нуля.5 Этот потенциал запрещает обращениек ОРУ и прохождение сигналов с вхо-дов 17 и 18 программной установкиустройства с целью защиты от проник-,новения помех, вызванных переходными,5 1735853процессами в вычислительной системев момент включения питания, Такимобразом ОЗУ до и в начальный моментпосле включения блока 1 находится врежиме хранения информации,Через некоторое время после включения блока 1 на его выходе 7 устанавливается напряжение постоянноготока, равное номинальному, При этомна выходе 10 компаратора 8 появляется потенциал логической единицы, который запускает формирователь 12 пофронту сигнала (перепад с потенциалалогического нуля на потенциал логической единицы) . В результате формируется импульс начального запуска на.выходе 16 устройства, Импульсом начального запуска устанавливаются вначальное состояние соответствующиеэлементы вычислительной. системы (например; микропроцессор, интерфейсные,БИС и т,д.), В результате вычисли"тельная система считается включенчной и готовой к выполнению рабочеипрограммы,В моменты отключения напряжения сети или аварии электропитания на выходе 2 блока 1 питания пропадает З 0 напряжение переменного тока и блок 3 вырабатывает потенциал логического нуля. По срезу импульса перепада напряжения с единичного уровня в нулевой на выходе триггера 5 появляется.35 потенциал логической единицы (фиг.2), Потенциал единичного уровня на выходе 6 аварии электропитания устройства вызь 1 вает прекращение выполнения основной программы и вычислительная система переходит на выполнение подпрограммы прерывания по сбою сетевого электропитания. Этой подпрограммой осуществляется запоминание в энергонезависимой памяти состояния внутренних регистров микропроцессора, а также необходимых данных промежуточных вычислений, Подпрограмма пре" рывания по сбою сетевого электропи" тания заканчивается командой программного останова микропроцессора, Например, для микропроцессора КР580 ВИ 80, микроЭВИ СИ 1800, 1 Искра 226", "К 1-10", "К 1-30" и т,д. такой командой останова является команда 5 Н 1.Т, Вывести микропроцессор из состояния останова можно либо с поморью сигнала начального запуска, либо по сигналам внешних запросов прерывания,6Подпрограммой прерывания на входе.18 формируется сигнал логическойединицы, который поступает через элементы И 15, ИЛИ 19, ИЛИ 22 на входсброса триггера 5, в результате. навыходе 6 присутствует потенциал логического нуля,Второй сигнал логической единицы,программно сформированный подпрограммой, поступает на вход 17 через промежуток времени 1 и, пройдя черезэлемент И 1 Й, на вход формирователя23 (одновибратора). На прямом выходе26"формирователя 23 появляется потенчциал логической единицы, которыи устанавливает триггер 21 в единичноесостояние На прямом выходе 29 триггера 21 потенциал логической единицы,поступающий через элемент И 25 навыход 30 устройства, означает., чтоинформация, необходимая для восстановления прерванного процесса вь 1 числения, запомнена. На инверсном выходе 27 триггера 21 появляетсл потенциал логического нуля, котсрый запрещает прохождение сигнала с выхода инвертора 11 через элементИ 28,Одновременно с импульсом, формируемым на прямом выходе 26, наинверсном выходе 2 ч формирователя 23появляется импульс длительности ез.Этот импульс поступает на вход элемента И 25, тем самым запрещая прохождение сигнала через элемент И 25на выход 30 (" Информация запомнена" )устройства. Длительность СЭ запрещающего импульса с инверсного вь 1 ходаформирователя 2 И выбирается .такой,чтобы разрешение прохождения сигнала с прямого выхода триггера 21 наэлемент И 25 поступило только послепропадания стабилизированного напря"жения питания на выходе 7 блокаЭто исключает возможность ошибочногопрерывания программы по сигналу "Ин"формация запомнена" до полного про"Фпадания стабилизированного напряже"ния питания.Если в течение времени с 5 стабилизированное напряжение не пропало, например, в случае кратковременногоисчезновения сетевого электропитания, когда время отсутствия напряжения сети меньше времени 1 сохране"ния стабилизированного напряжения,то через время сэ на вход элементаИ 25 поступит сигнал разрешения (по1735853 тенциал логической единицы), которыйпропустит сигнал "Информация запомнена" на выход 30 устройства,- Таким образом произойдет выходвычислительной системы из состоянияостанова по сигналу прерывания навыходе 30 устройства, В результатебудет выполнена подпрограмма восстановления вычислительного процесса,после выполнения которой вычисленияпродолжаются с прерванного места.В том случае, если недостаточновремени, в течение которого сохраняется номинальное значение стабилизированного питания, импульс с входа17 устройства не поступит фиг. 3) .На выходе 1 О компаратора 8 появитсяпотенциал логического нуля. Зтот потенциал инвертируется инвертором 11,с выхода 31 которого через элементИ 28 поступит на вход установки триггера 20, В результате по положительному фронту производится установкатриггера 20, потенциал единичногоуровня, с прямого выхода которогопоступает через элемент ИЛИ 22 навход сброса триггера 5 и на выход33 устройства, что означает "Информация не запомнена",При включении блока 1 питания производится начальный запуск вычислительной машины в последовательности,описанной выше. После начального запуска, если на выходе 30 потенциаллогической единицы (" Информация запомнена"), производится переход насоответствующую подпрограмму восстановления того состояния, которое было в момент выключения электропитания, После восстановления состоянияосуществляется дальнейшее выполнениерабочей программы,В том случае, если на выходе 33потенциал логической единицы (пИнформация не запомнена"), производится переход на соответствующую подпрограмму, с помощью которой осуществляется перезапуск, рабочей програм"мы сначала и информирование обслуживающего персонала об этом, например,путем выдачи сообщения на индикатор,печатающее устройство, дисплейГьдь э Формула изобретения Устройство для блокировки информации в вычислительной системе при включении и выключении электропитания, содержащееблок контроля напряжения первичной сети, входом соединенный с контрольным выходом блока питания, компаратор, первым входом соединенный с выходом основного канала блока питания, а вторым входом - с входом эталонного напряжения устройства, четыре элемента И, два триггера, формирователь импульсов начального запуска, элемент НЕ,.выходом подключенный к первому входу первого элемента И, выход которого соединен с установочным входом первого триггера, выход которого является первым сигнальным выходом устройства, и формирователь одиночного импульса, прямой выход которо О го соединен с установочным входомвторого триггера, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможносд ти выполнения подпрограммы прерыванияпо сигналу аварии питания, в устройство введены триггер сигнала аварийного выключения и два элемента .ИЛИ, причем установочный вход и выход триггера сигнала аварийного выключения соединены соответственно с выходом блока контроля напряжения первичной сети и выходом аварии электропитания устройства, а вход сброса - с выходом первого элемента ИЛИ, первым входом подключенного к выходу первого триггера, а вторым входомк входам сброса первого и второго триггеров и выходу второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, а второй вход является входом начальнойустановки устройства, первые входытретьего и второго элементов И явля ются соответственно первым и вторымвходами установки устройства а вто 1ьрые входы соединены с входом элемента НЕ, выходом компаратора и выходом 56сигнала обращения к ОРУ устройствавыход третьего элемента И соединен свходом формирователя одиночногоСимпульса, инверсный выход которого соединен с первым входом четвертого эле- Ымента И, выход которого является вторым сигнальным выходом устройства, авторой вход соединен с прямым выходом второго триггера, инверсным выходом подключенного к второму входу10 1735853 2 первого элемента И, выход компаратора через. формирователь импульсов начального запуска соединен с выходом начального запуска устройства,,Обруча едакт иское водственно-издательский ул, Гагарина, 1 О ои ЗаВНИИПИ 1817 ТиражГосударственного коми113035, Ио тета по изобретениям и отва, 3-35, Раушская наб.,бинат Патент р г Уяг ытияи при ГКНТ ССС /5