專利名稱:微程序裝入器的制作方法
本發(fā)明涉及用于工廠中過程控制的可編程控制器，特別是涉及高速、高性能控制的可編程控制器的微程序裝入器。
可編程控制器最初用于簡(jiǎn)單的時(shí)序控制。但近幾年來，可編程控制器在速度、功能與可靠性方面，已有了很大的提高。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，需對(duì)現(xiàn)有控制器的功能加以改進(jìn)，減少停機(jī)時(shí)間，並要求能在現(xiàn)場(chǎng)安裝控制器。
一般常用的方法是，將微程序存放在微程序只讀存貯器內(nèi)，無需裝入。但采用這種方法時(shí)，不可能裝入包含新功能的微程序，也不可能對(duì)即將淘汰的控制器功能加以增強(qiáng)。
一種旨在克服上述缺陷的方法是，用一個(gè)程序轉(zhuǎn)送器將微程序從軟盤這類大容量機(jī)械式非易失性存貯器轉(zhuǎn)送到可讀寫微程序存貯器。這種方法比較簡(jiǎn)單，但由于非易失性存貯器中的機(jī)械部件，需用空調(diào)保持良好的周圍環(huán)境，因此，這種方法只局限于那些安裝在良好環(huán)境中的裝置，例如辦公計(jì)算機(jī)。在日本專利未審查公布號(hào)146547/79中曾提出過的微程序裝入器就是這類裝置。在這個(gè)裝置中，加電或復(fù)位時(shí)微程序從軟盤裝置轉(zhuǎn)送到控制器，與以往的設(shè)計(jì)不同，它不經(jīng)過軟盤。由于此裝置采用了帶機(jī)械部件的磁盤裝置，它必須安裝在良好的環(huán)境之中。此外，由于采用了機(jī)械部件，程序讀出速度較低，使得裝入時(shí)間較長(zhǎng)，由停電而引起的停機(jī)時(shí)間也延長(zhǎng)。
除此以外，雖然微程序可以高速地從控制器中的存貯器讀出或?qū)懭耄珵榱双@得高速，需消耗大量的電能，停電時(shí)也沒有提供后備電池。
本發(fā)明旨在排除現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，提出一種能高速地裝入微程序的微程序裝入器，使得可編程控制器中的中央處理機(jī)在電源恢復(fù)的瞬間能處于就緒狀態(tài)，從而可以不需要固定地配置一個(gè)包括機(jī)械部件的存貯器。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠?qū)删幊炭刂破鬟M(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫的微程序裝入器，它能夠在使用控制器的現(xiàn)場(chǎng)，將微程序重新寫入，以便于改進(jìn)功能。
在本發(fā)明所涉及的微程序裝入器中，有一個(gè)可讀寫的集成電路存貯器，其速度較低，因此，與可編程序控制器中的中央處理機(jī)存貯器相比，功耗較低。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，送到中央處理機(jī)存貯器的微程序存放在集成電路存貯器里?？勺x寫集成電路存貯器有一個(gè)后備電池。在加電時(shí)先確定可讀寫集成電路存貯器內(nèi)的數(shù)據(jù)是否丟失。只要數(shù)據(jù)不丟失，可讀寫集成電路存貯器中的微程序就裝入到中央處理機(jī)存貯器。如果數(shù)據(jù)丟失，微程序則從單獨(dú)設(shè)置的非易失性存貯器裝入。
根據(jù)后備電池工作是否正常，或者集成電路存貯器中某一預(yù)定存貯單元中的存貯內(nèi)容是否正確，來決定可讀寫集成電路存貯器中的數(shù)據(jù)是否丟失。
可讀寫集成電路存貯器的讀寫速度高于非易失性存貯器的速度。因此，采用這種集成電路存貯器，在電源回到正常狀態(tài)時(shí)，中央處理機(jī)能很快恢復(fù)工作。這樣，只要配一個(gè)可讀寫集成電路存貯器，不必固定配置非易失性存貯器。非易失性存貯器平時(shí)可放在周圍環(huán)境較好的地方。如果加電時(shí)可讀寫集成電路存貯器中的數(shù)據(jù)有丟失，可將非易失性存貯器拿到控制器附近，將此存貯器中的微程序裝入中央處理機(jī)存貯器。
可以將低速集成電路存貯器用作可編程控制器的主存貯器，將主存貯器中的某個(gè)存貯區(qū)用作可讀寫集成電路存貯器。
根據(jù)本發(fā)明，只要加上廉價(jià)的配以后備電池的集成電路存貯器，就可以高速地完成微程序裝入，縮短停機(jī)時(shí)間。此外，還可以在使用控制器的現(xiàn)場(chǎng)方便地改進(jìn)功能，即重新寫入微程序。再者，由于不必總要配置軟盤這類較貴的存貯器，它可供數(shù)個(gè)控制器公用，平時(shí)可放在周圍環(huán)境較好的地方。
根據(jù)以下說明以及有關(guān)附圖，可以了解此發(fā)明的目的與優(yōu)點(diǎn)。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的可編程控制器的配置圖，其中采用只讀微程序存貯器;
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的可編程控制器的配置圖，其中采用非易失性存貯器作為電源恢復(fù)時(shí)的裝入存貯器;
圖3是本發(fā)明的可編程控制器的框圖;
圖4是圖3可編程控制器的轉(zhuǎn)送電路;
圖5是圖3可編程控制器的工作流程圖。
下面是最佳實(shí)施例的說明。
在敘述本發(fā)明的有關(guān)裝置之前，先說明一下現(xiàn)有技術(shù)的配置圖。
在圖1所示的方案中，微程序存放在只讀微程序存貯器中，不進(jìn)行微程序裝入。在圖1所示的可編程控制器的中央處理機(jī)1中，微程序存放在只讀微程序存貯器內(nèi)。此方案雖然很簡(jiǎn)單，但要增強(qiáng)功能非常困難。
在圖2例示的方案中，電源恢復(fù)時(shí)用非易失性存貯器作為裝入存貯器。在圖2所示的可編程控制器的中央處理機(jī)3中，微程序存貯器4是可讀寫的。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，程序轉(zhuǎn)送器6將微程序從軟盤5送到微程序存貯器4。這個(gè)方案較簡(jiǎn)單，由于非易失性存貯器內(nèi)采用了機(jī)械部件，存貯器必須放在周圍環(huán)境較好的地方。此外，由于存貯器的讀寫速度較低，可編程控制器的停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)。
本發(fā)明提出一種可編程控制器，它不存在以往設(shè)計(jì)中的那些問題，圖3是本發(fā)明所涉及的可編程控制器裝置的框圖。
如圖3所示，本發(fā)明微程序裝入器包括處理器7、主存貯器8、程序轉(zhuǎn)送器9與外存貯器10。處理器7包括運(yùn)算器71與控制運(yùn)算機(jī)71的控制器72。作為控制微程序流程的基本部份，控制器72還包括時(shí)鐘發(fā)生器721、微程序計(jì)數(shù)器722與微程序存貯器723。
在處理器中，微程序計(jì)數(shù)器722的內(nèi)容由時(shí)鐘發(fā)生器721產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖更新。根據(jù)計(jì)數(shù)值，將存放在微程序存貯器723中的內(nèi)容，即預(yù)先寫入存貯器的微程序，逐條讀出去控制運(yùn)算器7。在通常情況下，選擇器726將微程序計(jì)數(shù)器722中的計(jì)數(shù)值送到微程序存貯器723，作為它的地址。這是微程序流程中控制器72的基本工作。
微程序存貯器723是一個(gè)高速、易失性存貯器，掉電時(shí)它的內(nèi)容受到破壞。在控制器72中，有一個(gè)電源恢復(fù)檢測(cè)器724與裝入許可標(biāo)志器725。當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)，由電源恢復(fù)檢測(cè)器724檢出，使裝入許可標(biāo)志器725置位。在裝入許可標(biāo)志器725的控制下，選擇器726將微程序存貯器723的地址源，從微程序計(jì)數(shù)器722轉(zhuǎn)接到外部，使得從處理器7外部送入的微程序能夠裝入到微程序存貯器723。
在裝入許可標(biāo)志器725的控制下，時(shí)鐘許可開關(guān)727關(guān)閉，使微程序計(jì)數(shù)器722停止工作，處理器7的工作也停止。裝入方法以后介紹。當(dāng)微程序存貯器723的微程序裝入完畢后，由外部產(chǎn)生的信號(hào)將裝入許可標(biāo)志器725復(fù)位。此時(shí)，選擇器726動(dòng)作，將微程序計(jì)數(shù)器722的輸出送給微程序存貯器723，並且時(shí)鐘許可開關(guān)727接通，使處理器7開始正常工作。
程序轉(zhuǎn)送器9包括一個(gè)轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM91、轉(zhuǎn)送電路92與選擇器93。轉(zhuǎn)送程序ROM91是只讀存貯器，其中已預(yù)先寫入電源恢復(fù)時(shí)的程序裝入程序。即使在掉電時(shí)，寫入的程序也不會(huì)受到破壞。裝入程序以后介紹，根據(jù)轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM91的內(nèi)容，由轉(zhuǎn)送電路92完成程序與微程序的裝入。選擇器93選擇外存貯器10或者主存貯器8的輸出作為轉(zhuǎn)送電路92的輸入。
圖4是程序轉(zhuǎn)送器9中轉(zhuǎn)送電路92的框圖，時(shí)鐘發(fā)生器921產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖將它們送到地址計(jì)數(shù)器922。地址計(jì)數(shù)器922受處理器7中電源恢復(fù)檢測(cè)器724的電源恢復(fù)檢出信號(hào)的控制，對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，向轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM91發(fā)送地址信號(hào)，在執(zhí)行存放在轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM91的程序時(shí)，在地址計(jì)數(shù)器922中建立來自轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM91的地址。在電池電壓檢測(cè)電路82與轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器之間有一條傳送電池電壓異常信號(hào)的線。轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM91根據(jù)是否出現(xiàn)電池電壓異常檢出信號(hào)控制選擇器93。當(dāng)不出現(xiàn)電池電壓異常檢出信號(hào)時(shí)，將主存貯器8中的數(shù)據(jù)送到選擇器923。當(dāng)出現(xiàn)信號(hào)時(shí)，將外存貯器10中的數(shù)據(jù)送到選擇器923。在正常情況下，當(dāng)存放在主存貯器8中的程序被裝入到處理器7的微程序存貯器時(shí)，主存貯器8的數(shù)據(jù)通過寄存器924送到數(shù)據(jù)總線13，不通過選擇器923。在這種情況下，將數(shù)據(jù)存入微程序存貯器723的某一預(yù)定地址是由處理器7完成的，因?yàn)樘幚砥?處于正常狀態(tài)。
當(dāng)電池電壓正常時(shí)，即當(dāng)電源恢復(fù)時(shí)檢出電壓為正常時(shí)，根據(jù)轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM91提供的地址，經(jīng)過轉(zhuǎn)送電路92與地址總線12，將程序從程序存貯器81的微程序區(qū)812讀出。讀出的程序經(jīng)過總線13、選擇器93與選擇器923送入寄存器924。根據(jù)轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM931提供的地址，經(jīng)過地址總線，將程序存入微程序存貯器723的指定地址。當(dāng)電池電壓不正常時(shí)，根據(jù)從轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM91讀出經(jīng)過電纜14送到外存貯器10的指令，將程序從外存貯器10讀出，經(jīng)過電纜14、選擇93與選擇器923，送入寄存器924。根據(jù)經(jīng)地址總線13由轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM91給定的地址，將讀出的程序存入程序存貯器81中的指定位置。此后，與電池電壓正常時(shí)的操作一樣，將程序從程序存貯器81讀出，寫入微程序存貯器723。
外存貯器10是大容量存貯器，例如磁帶、軟盤或固定磁盤。由于一般都用到機(jī)械部件，外存貯器10只能用于周圍環(huán)境受一定限制的地方。它是一種很昂貴的裝置，工作速度中等或較低。此外，外存貯器10可以不與程序轉(zhuǎn)移器9放在一起，原版程序與微程序均預(yù)先存入外存貯器10。
下面將介紹電源恢復(fù)時(shí)的裝入操作，執(zhí)行裝入的程序預(yù)先寫入到轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM91，圖5示出了裝入過程的流程圖。
當(dāng)處理器7中的電源恢復(fù)檢測(cè)器724檢出電源恢復(fù)時(shí)，微程序存貯器723已準(zhǔn)備就緒，可從外部裝入信息。此時(shí)，處理器7中止操作。電源恢復(fù)檢測(cè)器724啟動(dòng)程序轉(zhuǎn)送器9中的電源恢復(fù)處理。轉(zhuǎn)送電路92中的地址計(jì)數(shù)器922開始計(jì)數(shù)。這相當(dāng)于圖5中的“啟動(dòng)”這一步。轉(zhuǎn)送電路92從主存貯器8的電池電壓檢測(cè)電路82取得檢出結(jié)果，以確定電池的工作情況。
當(dāng)電池電壓正常時(shí)，作為程序存貯器723內(nèi)容的程序與微程序均正常。通過轉(zhuǎn)送電路92與地址總線12將地址信息送到主存貯器8，轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM將微程序讀出，通過數(shù)據(jù)總線13與選擇器93，將它存入轉(zhuǎn)送電路92中的寄存器924。通過轉(zhuǎn)送電路92與地址總線12將地址信息送入微程序存貯器723，轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM91將寄存器924中的微程序通過數(shù)據(jù)總線13送入微程序存貯器723。此后，重復(fù)微程序裝入操作。當(dāng)微程序裝入完畢后，轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM91通過轉(zhuǎn)送電路93與數(shù)據(jù)總線13向裝入許可標(biāo)志器725發(fā)送一個(gè)信號(hào)，將標(biāo)志器725復(fù)位，處理機(jī)1工作。
如果電池電壓檢測(cè)電路82檢出電池11有故障，受轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM91控制的選擇器93將外存貯器10的數(shù)據(jù)送入轉(zhuǎn)移電路92。原版程序與微程序逐字從外存貯器10讀出，存入轉(zhuǎn)送電路92中的寄存器924。通過地址總線12將地址信息送入程序存貯器81，轉(zhuǎn)送程序只讀存貯器ROM91將程序與微程序送入程序存貯器81。與上述電池電壓正常時(shí)操作相同，將程序存貯器81中的內(nèi)容裝入微程序存貯器723，然后啟動(dòng)處理器。
如上所述，假定在電源恢復(fù)時(shí)電池11正常，則從程序存貯器81裝入微程序。因此，可以高速完成裝入。此外，外存貯器10可以與用來將另一個(gè)控制器置于準(zhǔn)備就緒狀態(tài)的程序轉(zhuǎn)送器分離，或者放在周圍環(huán)境較好的地方，保存起來，如果外存貯器10不與程序轉(zhuǎn)送器裝在一起，而電池11有了故障，此時(shí)程序與微程序就不能從外存貯10送入，需要將外存貯器10接上。
在上述裝置中，電池電壓檢測(cè)電路82用來確定在電源恢復(fù)時(shí)程序存貯器81中的內(nèi)容是否正確。在另一種裝置中，預(yù)先在程序存貯器81的某一預(yù)定單元中存放一個(gè)預(yù)定的代碼。檢驗(yàn)這一存入的代碼是否正確，而不是檢測(cè)電池電壓。
以上已示范說明了本發(fā)明的某些裝置，對(duì)于那些本技術(shù)領(lǐng)域：
中的熟練人員，可以在本發(fā)明所述的范圍內(nèi)，對(duì)有關(guān)裝置作進(jìn)一步的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.微程序裝入器，其特征為一個(gè)存放微程序的可讀寫微程序存貯器，所述微程序存貯器放在中央處理機(jī)內(nèi)；一個(gè)速度較低的可讀寫非易失性存貯器；一個(gè)帶后備電池的可讀寫存貯器；一個(gè)用來檢測(cè)所述帶后備電池的可讀寫存貯器中數(shù)據(jù)丟失的裝置；以及一個(gè)程序轉(zhuǎn)送器，用來確定所述帶后備電池的可讀寫存貯器在加電時(shí)數(shù)據(jù)是否丟失。當(dāng)沒有數(shù)據(jù)丟失時(shí)，將微程序從所述帶后備電池的可讀寫存貯器讀出，寫入所述微程序存貯器；當(dāng)有數(shù)據(jù)丟失時(shí)，將微程序從所述非易失性存貯器讀出，寫入所述微程序存貯器。
2.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的微程序裝入器，其特點(diǎn)是所述數(shù)據(jù)丟失檢測(cè)裝置，根據(jù)加電時(shí)所述帶后備電池的可讀寫存貯器的后備電池不正常這一事實(shí)，來檢出數(shù)據(jù)丟失。
3.根據(jù)權(quán)項(xiàng)1所述的微程序裝入器，其特點(diǎn)是所述數(shù)據(jù)丟失檢測(cè)裝置，根據(jù)所述帶后備電池的可讀寫存貯器中某一固定單元中存放的預(yù)定代碼是否正確，來檢出數(shù)據(jù)丟失。
專利摘要
微程序裝入器包括一個(gè)位于中央處理機(jī)內(nèi)的用來存放微程序的可讀寫微程序存貯器，速度較低的非易失性可讀寫存貯器，以及帶后備電池的可讀寫存貯器。在加電時(shí)，先確定帶后備電池的可讀寫存貯器中的數(shù)據(jù)是否有丟失。如果沒有數(shù)據(jù)丟失，則微程序從帶后備電池的可讀寫存貯器讀出，寫入微程序存貯器。如果有數(shù)據(jù)丟失，則微程序從非易失性存貯器讀出，寫入微程序存貯器。
文檔編號(hào)G06F9/24GK85106783SQ85106783
公開日1987年4月1日 申請(qǐng)日期1985年9月7日
發(fā)明者岡本正, 山岡弘昌, 下山和彥 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan