專利名稱：具有非易失性可寫數(shù)據(jù)存儲器的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有非易失性可寫數(shù)據(jù)存儲器例如EEPROM的電子設(shè)備，特別是一種具有現(xiàn)場設(shè)備電子器件和可寫數(shù)據(jù)存儲器的現(xiàn)場設(shè)備。下面以現(xiàn)場設(shè)備為例解釋本發(fā)明及其現(xiàn)有技術(shù)。然而，本發(fā)明不限于現(xiàn)場設(shè)備。
背景技術(shù)：
在過程自動化技術(shù)中，優(yōu)選地，現(xiàn)場設(shè)備用于產(chǎn)生代表過程的物理或化學(xué)測量變量的模擬或數(shù)字測量信號。
通常，這種現(xiàn)場設(shè)備經(jīng)過相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(例如，4～20mA電流回路和/或數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線)彼此相連和/或與過程控制計算機相連，其中現(xiàn)場設(shè)備將測量信號發(fā)送至過程控制計算機。特別用作數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的是串行現(xiàn)場總線系統(tǒng)，諸如PROFIBUS-PA、FOUNDATIONFIELDBUS、CAN-BUS等，以及相應(yīng)的傳輸協(xié)議。
過程控制計算機進一步處理傳輸?shù)臏y量信號并將它們例如在監(jiān)視器上可視化，作為相應(yīng)的測量結(jié)果，并且/或者將它們轉(zhuǎn)換為用于過程控制元件(例如磁控閥門、電機等)的控制信號。
除了主要的功能之外，即，除了產(chǎn)生測量信號之外，現(xiàn)代現(xiàn)場設(shè)備可以具有許多其它功能，以支持要觀察的過程的有效且安全的操作。為此，包括這樣的附加功能現(xiàn)場設(shè)備的自監(jiān)控、測量值的存儲、用于控制元件的控制信號的產(chǎn)生，等等。由于現(xiàn)場設(shè)備的這種高度功能性，過程控制功能可以以顯著增加的程度轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場級中，并且因而，過程控制系統(tǒng)可以相應(yīng)地分散或者以分散的方式組織。另外，這些附加的功能可以例如還涉及現(xiàn)場設(shè)備的啟動以及它與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的連接。
現(xiàn)場設(shè)備的這些上述可能的進一步功能通常是利用現(xiàn)場設(shè)備電子器件實現(xiàn)的，該電子器件包括微處理器以及合適地在其中實現(xiàn)的軟件。在現(xiàn)場設(shè)備啟動之前或同時，軟件被下載在永久性存儲器，例如ROM中，并且被載入易失性存儲器，例如RAM中，用于現(xiàn)場設(shè)備的操作。
在非易失性可寫存儲器，例如EEPROM中，可以可選地在事件控制地或周期性地寫入附加的設(shè)備數(shù)據(jù)，諸如應(yīng)用數(shù)據(jù)、補償系數(shù)、標(biāo)定數(shù)據(jù)、錯誤報告以及其它狀態(tài)參數(shù)。另外，可以例如以極限指示器功能的形式周期性地或在事件控制下寫入過程數(shù)據(jù)。
在這種情況中，對于EEPROM的寫訪問次數(shù)是有限的，這是個問題。例如，Atmel公司的24C164型16Kbit EEPROM指定允許每單元一百萬次寫訪問。由此，在大約每五分鐘一次寫訪問的正常操作條件下，可以預(yù)期大約十年的壽命。在特殊環(huán)境下，寫訪問的頻率將大大增加，使得EEPROM的壽命顯著降低。這在極端情況中會導(dǎo)致不期望的設(shè)備故障。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有存儲模塊的電子設(shè)備，其克服現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備的缺點。
根據(jù)本發(fā)明，這個目的通過獨立權(quán)利要求1限定的電子設(shè)備實現(xiàn)。
本發(fā)明的電子設(shè)備包括微處理器；非易失性可寫數(shù)據(jù)存儲器，其可被寫入寫訪問的預(yù)定最大寫訪問次數(shù)MSZ；其特征在于，該設(shè)備包括記錄寫訪問的計數(shù)器，并且微處理器依賴于寫訪問次數(shù)的發(fā)展以及根據(jù)需要依賴于最大寫訪問次數(shù)MSZ而生成報警信號。
在本發(fā)明的第一實施例中，當(dāng)最大寫訪問次數(shù)MSZ和當(dāng)前寫訪問次數(shù)之間的差低于極限值時，微處理器可以生成報警信號。這個極限值可以例如是固定的預(yù)定寫訪問次數(shù)、或可由用戶預(yù)定的寫訪問次數(shù)、或最大寫訪問次數(shù)MSZ和當(dāng)前寫訪問次數(shù)之間的差的函數(shù)、以及每單位時間平均寫訪問次數(shù)或兩次寫訪問之間的平均時間間隔的函數(shù)。在第二種變型中，每單位時間平均寫訪問次數(shù)或兩次寫訪問之間的平均時間間隔可以例如作為累計或滑動平均值而確定。
在本發(fā)明的第二實施例中，當(dāng)根據(jù)寫訪問次數(shù)的時間發(fā)展和最大寫訪問次數(shù)確定的非易失性可寫數(shù)據(jù)存儲器的剩余壽命低于最小時間時，微處理器可以生成報警信號。最小時間可以例如是預(yù)定值或可由用戶預(yù)定的值。
在本發(fā)明的第三實施例中，當(dāng)每單位時間的平均寫訪問次數(shù)超過最大速率，或兩次寫訪問之間的平均時間間隔低于最小時間時，微處理器可以生成報警信號。最大速率或最小時間可以或者是固定的預(yù)定值或可由用戶預(yù)定的值，或者是在最大寫訪問次數(shù)MSZ和當(dāng)前寫訪問次數(shù)之間的差的函數(shù)。
在本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實施例中，非易失性可寫數(shù)據(jù)存儲器包括EEPROM。
在這方面，即使在暫時的設(shè)備故障或者供電故障之后，寫訪問次數(shù)優(yōu)選地應(yīng)當(dāng)仍然有效，有利的是當(dāng)前寫訪問次數(shù)存儲在非易失性存儲器，例如EEPROM中。
另外，所選擇的寫訪問的訪問時間可存儲在RAM或EEPROM中，用于確定訪問速率。
一種有效的方案是將寫訪問的計數(shù)器集成在微處理器中。
在本發(fā)明的進一步發(fā)展中，電子設(shè)備包括用于檢測化學(xué)或物理過程測量變量或者用于控制致動器(諸如閥門驅(qū)動裝置或泵)的現(xiàn)場設(shè)備。化學(xué)或物理過程測量變量例如是體積或質(zhì)量流量、料位、壓力、溫度、濕度、解析參數(shù)(諸如pH值或其它電位變量)、氧含量、氮含量、濁度、氣體濃度。這個過程測量變量列表僅用于說明而不是作為限定。
本發(fā)明的現(xiàn)場設(shè)備可以特別地是擁有具有通信接口的數(shù)字通信的現(xiàn)場設(shè)備，微處理器通過該通信接口連接至現(xiàn)場總線。現(xiàn)場總線可以例如是PROFIBUS-PA、FOUNDATION FIELDBUS或CAN-BUS。
通過現(xiàn)場總線從外部訪問現(xiàn)場設(shè)備可以導(dǎo)致對于非易失性可寫存儲器的寫訪問顯著增加，從而處于預(yù)警監(jiān)控的需要，本發(fā)明的報警功能是必須的。
在進一步發(fā)展中，考慮EEPROM包括多個單元，例如2000個單元。在這種情況中，當(dāng)總是對于相同單元重復(fù)寫訪問時，特別地壽命非常有限。相反，在不同單元之間分布寫訪問導(dǎo)致較少的磨損。對于在特定應(yīng)用中不總是訪問相同的單元而是訪問多個不同單元或多個不同單元簇的情況，具有優(yōu)點的是利用多個計數(shù)器檢測對于各個單元或簇的寫訪問，其中每個計數(shù)器被分配給一個單元或單元簇，并且當(dāng)對于一個單元或單元簇達到相應(yīng)的報警條件時，以對應(yīng)于上面解釋的規(guī)則的形式生成報警。


現(xiàn)在根據(jù)圖1中顯示的實施例解釋本發(fā)明，圖1顯示了本發(fā)明的現(xiàn)場設(shè)備的現(xiàn)場設(shè)備電子器件的框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的現(xiàn)場設(shè)備1是測量變送器，例如壓力測量變送器，其包括主傳感器2，如果需要，還包括預(yù)放大器，其模擬信號被經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器4饋送至微處理器5。微處理器5還與總線接口6相連并經(jīng)由它與現(xiàn)場總線3，例如Foundation現(xiàn)場總線通信。
微處理器還與EEPROM 7、RAM 8和ROM(未顯示)相連。為了操作測量變送器，ROM中存儲的微處理器程序被載入RAM 8。同樣，壓力傳感器的補償系數(shù)和其它傳感器及狀態(tài)數(shù)據(jù)被從EEPROM 7中讀出并被寫入RAM 8。在實際操作中，處理器以RAM 8中存儲的補償參數(shù)以及傳感器及狀態(tài)數(shù)據(jù)工作。通過寫訪問，將以確定的時間間隔更新的測量數(shù)據(jù)平均值存儲在EEPROM 7中。另外，例如最小和最大數(shù)據(jù)以及錯誤事件和狀態(tài)數(shù)據(jù)可以被通過寫訪問而在EEPROM中更新。例如在服務(wù)模式中，當(dāng)要更新應(yīng)用特定的數(shù)據(jù)或標(biāo)定數(shù)據(jù)時，其它對于EEPROM 7的寫訪問可以通過顯示及交互單元10或現(xiàn)場總線3執(zhí)行。特別是在來自外部的寫訪問的情況中，可能經(jīng)歷非常高速率的寫訪問，這導(dǎo)致EEPROM迅速老化。在這種情況中，為了能夠出于預(yù)測性維護的考慮而及時發(fā)出警告，測量變送器包括計數(shù)器9，其記錄寫訪問的次數(shù)并例如將其存儲在EEPROM和/或RAM中?？梢岳缤ㄟ^存儲第N次寫訪問的時間并將其從第(N+M)次寫訪問的時間中減去，而確定寫訪問的速率，其中選擇M足夠大以保證確定的速率具有統(tǒng)計意義。M可以例如在幾十到幾千的量級。當(dāng)速率例如大于每秒十次時，報警被生成并經(jīng)由通信接口發(fā)出。同樣，當(dāng)基于當(dāng)前寫訪問次數(shù)和平均寫訪問速率，顯然在不到一個月的時間內(nèi)將超過最大寫訪問次數(shù)MSZ時，生成報警。
權(quán)利要求
1.電子設(shè)備，包括微處理器；非易失性可寫數(shù)據(jù)存儲器，其可被寫入寫訪問的預(yù)定最大寫訪問次數(shù)MSZ；其特征在于，該設(shè)備包括至少一個記錄寫訪問的計數(shù)器，并且微處理器依賴于寫訪問次數(shù)的發(fā)展而生成報警信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中當(dāng)最大寫訪問次數(shù)MSZ和當(dāng)前寫訪問次數(shù)之間的差低于極限值時，微處理器生成報警信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子設(shè)備，其中極限值是固定的預(yù)定寫訪問次數(shù)或固定的可預(yù)定的寫訪問次數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子設(shè)備，其中極限值是最大寫訪問次數(shù)MSZ和當(dāng)前寫訪問次數(shù)之間的差的函數(shù)、以及每單位時間平均寫訪問次數(shù)或兩次寫訪問之間的平均時間間隔的函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子設(shè)備，其中每單位時間平均寫訪問次數(shù)或兩次寫訪問之間的平均時間間隔被作為累計或滑動平均值而確定。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電子設(shè)備，其中當(dāng)根據(jù)寫訪問次數(shù)的時間發(fā)展和最大寫訪問次數(shù)確定的非易失性可寫數(shù)據(jù)存儲器的剩余壽命低于最小時間時，微處理器生成報警信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子設(shè)備，其中最小時間是預(yù)定值或可預(yù)定值。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電子設(shè)備，其中當(dāng)每單位時間的平均寫訪問次數(shù)超過極限值或兩次寫訪問之間的平均時間間隔低于極限值時，微處理器生成報警信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其中極限值是固定的預(yù)定值或可預(yù)定值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其中極限值是最大寫訪問次數(shù)MSZ和當(dāng)前寫訪問次數(shù)之間的差的函數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子設(shè)備，其中非易失性可寫數(shù)據(jù)存儲器包括EEPROM。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，其中當(dāng)前寫訪問次數(shù)和/或所選擇的寫訪問的時間存儲在RAM或EEPROM中。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電子設(shè)備，其中計數(shù)器集成在微處理器中。
14.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電子設(shè)備，其中電子設(shè)備是用于檢測化學(xué)或物理過程測量變量或者用于控制致動器的現(xiàn)場設(shè)備。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備，還具有通信接口，微處理器通過該通信接口與現(xiàn)場總線相連。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電子設(shè)備，其中多數(shù)對于EEPROM的寫訪問是通過經(jīng)由現(xiàn)場總線傳輸?shù)男盘柾瓿傻摹?br> 17.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的電子設(shè)備，其中數(shù)據(jù)存儲器具有至少兩個單元或單元簇，并且設(shè)備包括相應(yīng)數(shù)目的計數(shù)器，計數(shù)器各自被分配給單元或單元簇并且記錄各自的寫訪問，其中微處理器依賴于對于單個單元或單元簇的寫訪問次數(shù)的發(fā)展而生成報警信號。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的電子設(shè)備包括微處理器；非易失性可寫數(shù)據(jù)存儲器，其可被寫入寫訪問的預(yù)定最大寫訪問次數(shù)MSZ；其特征在于，該設(shè)備包括記錄寫訪問的計數(shù)器，并且微處理器依賴于寫訪問次數(shù)的發(fā)展以及根據(jù)需要依賴于最大寫訪問次數(shù)MSZ而生成報警信號。
文檔編號G11C16/34GK101053041SQ200580023630
公開日2007年10月10日 申請日期2005年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月13日
發(fā)明者邁克爾·菲利普斯 申請人:恩德萊斯和豪瑟爾兩合公司