DE2811121A1

DE2811121A1 - Schaltungsanordnung zur verarbeitung von daten

Info

Publication number: DE2811121A1
Application number: DE19782811121
Authority: DE
Inventors: Stephen Edward Cowles
Original assignee: Ferranti PLC
Current assignee: Ferranti International PLC
Priority date: 1977-03-19
Filing date: 1978-03-15
Publication date: 1978-09-28
Also published as: IT1103553B; NO780871L; IT7848483A0; NL7802779A; FR2384301A1; BR7801685A; DK119278A; IN148642B; AU516079B2; AU3418378A; BE864893A; GB1554013A

Description

Patentanwälte Dipl. Ir3. !Y-jr-yß-'-ri füller Dr. Ttv. : . ··.·■:·.·:..: ^;>r?Kdt

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Unser Zeichen: A 14 Lh/fi

Ferranti Limited

Hollinwood, Lancashire, England

Schaltungsanordnung zur Verarbeitung von Daten

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A 14 131 Ferranti Limited

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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Verarbeiten von Daten, insbesondere eine Schaltung mit einem transportablen Datenspeicher.

Datenverarbeitungsschaltungen oder Anlagen werden auf vielen Gebieten verwendet und es ist häufig erforderlich, Datenspeicher von einer Stelle zu einer anderen Stelle zu transportieren und dort zu benutzen. Es ist in diesem Fall natürlich wesentlich, daß die gespeicherten Daten während des Transportes gespeichert bleiben, weshalb hierzu häufig die Speicherung in Form magnetischer Bänder oder Platten oder in Form von Lochkarten vorgenommen wird. Datenanlagen mit Speichern dieser Art sind in entsprechenden Anwendungsfällen durchaus zufriedenstellend, in manchen Fällen ist jedoch ihre Masse und ihr Raumbedarf bei der Handhabung solcher Speicher, wie Lochkarten, Lese-, Wiedergabe- und Aufzeichnungsgeräte, sehr nachteilig. Ferner haben solche Anlagen mechanische bewegte Teile.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung mit einem beweglichen bzw. transportablen Speicher zu schaffen, der diese Nachteile nicht aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies erreicht durch eine Daten-Schaltungsanordnung mit einem Prozessor, einem Halbleiterspeicher zum Empfang von Daten und zum Abgeben von Daten an einen Prozessor während er an diesen angeschlossen ist und zum Aufrechterhalten der gespeicherten Daten während er von dem Prozessor getrennt ist, eine Verbindungseinrichtung, um den Speicher an den Prozessor anzuschließen

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und ihn von ihm zu trennen, eine Energiequelle zur Versorgung des Speichers, eine erste Schaltung um sicherzustellen, daß die dem Speicher τοη der Energiequelle zugeführte Energie bei der Verbindung bzw. Trennung entsprechend zugeführt und getrennt wird, in der Weise, daß der Verlust von gespeicheten Daten verhindert wird, ferner durch eine weitere Schaltung im Speicher zum Schutz der gespeicherten Daten während der Speicher ausgebaut und nicht angeschlossen ist.

Der Halbleiterspeicher kann einen leistungslosen Speicher aufweisen, in welchem die gespeicherten Daten aufrechterhalten werden, wenn der Speicher nicht angeschlossen ist.

Alternativ kann der Halbleiterspeicher einen nicht-permanenten bzw. leistungsabhangigen Speicher aufweisen, sowie eine Energiequelle, um die gespeicherten Daten aufrechtzuerhalten während der Speicher von dem Prozessor getrennt ist.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform zeigt.

Fig. 2 zeigt ein logisches Diagramm eines Details der Schaltung nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt ein logisches Diagramm einer zweiten Ausführungsform.

Fir. 1 zeigt eine Datenverarbeitungsanlage, die in drei Abschnitte unterteilt sein kann, nämlich einen Datenprozessor DP, ein Zwischengerät IF und einen transportablen Speicher PS. Der Prozessor umfaßt einen Computer CPU und eine Energiequelle PSU, die Energie an den Speicher PS liefern kann. Das Zwischen-

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gerät IF umfaßt Daten-Tore DG, die die Datenleitungen zwischen dem Computer und dem transportablen Speicher steuern, sowie eine Zeitsteuerung TG, die vom Computer gesteuert wird und die den Betrieb des transportablen Speichers steuert. Das Zwischengerät umfaßt ferner eine Schaltung in Form eines Netzschalters PSW, der durch die Zeitsteuerung TG gesteuert wird.

Ein Anschlußstück CT verbindet das Zwischengerät und den beweglichen Speicher, so daß der Speicher leicht vom Prozessor gelöst und mit ihm verbunden werden kann.

Die meisten der Leitungen vom Verbindungsstück in dem transportablen Speicher laufen durch eine weitere Schaltung, die statische Schutzschaltung SP, die verhindert, daß der Speicher infolge des Aufbaus von statischen Spannungen an dem freiliegenden Anschlußstück beschädigt wird, wenn der transportable Speicher nicht angeschlossen ist. Der transportable Speicher umfaßt eine Steuereinrichtung CTL und einen Speicher M. Ein Anschluß P führt Energie von der . äußeren Energiequelle PS und er ist sowohl an die Steuereinrichtung CTL und an den Speicher M angeschlossen, der ein Halbleiterspeicher ist, der das Anlegen von Energie erfordert, um Daten in ihn einzuschreiben oder aus ihm auszulesen. In der Ausführungsform nach Fig. 1 wird angenommen, daß dieser Speicher ein leistungsloser Speicher ist, d.h. eh solcher in welchem die gespeicherten Daten aufrechterhalten werden, auch wenn die äußere Energiequelle von ihm getrennt wird.

Es wird ferner angenommen, daß der Speicher in solcher Weise benutzt wird, daß sein gesamter Inhalt nacheinander in nichtlöschender Weise ausgelesen wird. Die Adressiereinrichtungen können daher sehr einfach sein und beispielsweise nur einen

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Zähler umfassen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf einen solchen Speicher beschränkt, so kann z.B. auch ein Speicher mit direktem Zugriff verwendet werden, wenn die erforderliche Adressierlogik vorhanden ist. Die drei Anschlüsse von der Zeitsteuerung TG des Zwischengerätes sind an die Steuereinrichtung CTL des Speichers gelegt, während die Duplex-Daten-Leitungen D von den Daten-Toren direkt an den Speicher M gelegt sind. Die Verbindung IC geht von Erde oder Masse in dem transportablen Speicher zu einem Daten-Tor. Die drei Anschlüsse zu der Steuereinrichtung CTL sind der Lese-Schreib-Anschluß RW, der Ansteuerungsanschluß EN und der Rückstellanschluß RS.

Im Betrieb können, unter der Annahme daß der transportable Speicher an den Prozessor über das Zwischengerät angeschlossen wird, Daten in den Speicher M über die Daten-Tore DG und die Duplex-Leitungen D eingelesen werden. Es müssen hierbei natürlich die entsprechenden Stellungen der Eingänge EN und RW zu der Steuereinrichtung CTL vorhanden sein.

In gleicher Weise können Daten aus dem Speicher M über die Datenhauptleitung D ausgelesen werden, in den Computer CPU, wenn an den Steuereingängen die entsprechenden Stellungen "Ansteuerung" und "Lesen" vorhanden sind. In beiden Fällen wird an den Halbleiterspeicher und die Steuereinrichtung Energie aus der externen Energiequelle PSU im Prozessor angelegt.

Die IC-Verbindung wird benutzt, um dem Computer anzuzeigen, daß der transportable Speicher tatsächlich angeschlossen ist. Hierdurch wird nicht nur die Energiezufuhr zum Speicher gesteuert, sondern auch die Lese- und Schreiboperationen.

Fig. 2 zeigt in größerem Detail die Schaltung des Zwischengerätes IF und einen Teil das Speichers PS. Wie bereits erwähnt, wird die Energiezufuhr zu dem transportablen Speicher von der Energiequelle PSU gesteuert durch einen Netzschalter PSW. Wie Fig. 2 zeigt, besteht dieser Schalter im wesentlichen aus einem Transistorschalter mit einem Transistor TR, der durch eine bistabile Schaltung BS gesteuert wird. Der Kollektor des dargestellten NPN-Transistors ist an die Speiseleitung von der Energiequelle PSU gelegt und sein Emitter ist an den Energieanschluß P des Verbindungsterles CT gelegt. Der bistabile Kreis BS, der an die Basis des Transistors gelegt ist, wird durch einen Ausgang der Zeitsteuerung TG gesteuert.

Der Anschluß RW des Verbindungsstückes wird direkt von einem Schreib-Ausgang W der Zeitsteuerung TG abgenommen, während der Anschluß EN durch den Ausgang eines ODER-Tores G1 geliefert wird, das als Eingänge den RW-Ausgang und einen zweiten Lese-Ausgang R von der Zeitsteuerung hat.

Die Daten-Tore DG von Fig. 1 sind in Fig. 1 durch drei Gruppen von Puffer-Toren dargestellt. Zwei Gruppen der Puffer-Tore CB und IB steuern das Anlegen von Daten an den Computer CPU übar die Datenleitungen DH, während der dritte Satz von Puffer-Toren OB das Anlegen von Daten vom Computer CPU an den Speicher steuert.

Die Puffer-Tore CB haben Steuerfunktionen. Ein Eingang zu diesen Toren erfolgt über die Verbindung IC des Verbindungsteiles CT, wobei dieser Anschluß auch über einen Widerstand an eine Spannung V gelegt ist. Ein zweiter Eingang an die Puffer-Tore CB wird durch den Ausgang des bistabilen Kreises BS gebildet. Ein Steuereingang zu den Puffer-Toren CB wird vom Ausgang R der Zeitsteuerung TG erhalten.

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Die Puffer-Tore IB sind zwischen die Daten-Leitung D des Verbindungsteiles CT und die Eingangs-Datenleitung IDH zum Computer CPU geschaltet und sie werden durch den Ausgang R der Zeitsteuerung TG gesteuert.

Die Puffer-Tore OB sind zwischen dieselbe Datenleitung D des Verbindungstückes CT und die Datenleitung DH vom Computer CPU geschaltet. Diese Tore werden vom Ausgang W der Zeitsteuerung über ein UND-Tor 62 gesteuert. Ein Eingang zu dem UND-Tor ist direkt an den Ausgang W gelegt, während der andere Eingang über eine Verzögerungsschaltung DY an den Ausgang W gelegt ist.

Wenn der Speicher von dem Zwischengerät getrennt wird, hat die Leitung IC, die mit dem Puffer-Tor CB verbunden ist, das Potential V. Dies führt dazu, daß ein Signal an den Computer CPU gegeben wird, welches anzeigt, daß der transportable Speicher abgetrennt ist und damit die Abfrage- und Schreiboperationen verhindert.

Wenn der transportable Speicher angeschlossen ist, wird durch das Erdpotential, das an die Verbindungsleitung IC durch den Speicher gelegt ist, das Potential auf der Leitung verändert, wodurch der Computer erfährt, daß der Speicher angeschlossen worden ist. Der Computer schaltet dann den Zustand bzw. die Stellung des bistabilen Kreises BS über die Zeitsteuerung TG um. Hierdurch wird der Transistor TR leitend und legt Energie von der Energiequelle PSU an den transportablen Speicher. Der Ausgang des bistabilen Kreises wird ferner über ein Puffer-Tor CB angelegt, um dem Computer CPU anzuzeigen, daß die Energie an den transportablen Speicher angelegt worden ist.

Wenn es erforderlich ist, Daten aus dem transportablen Speicher zu lesen, wird durch ein Signal von der Zeitsteuerung auf der

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Leitung RS die Adressierung rückgestellt, die dann durch das Anlegen von Impulsen über die Leitung EN gesteuert wird. Diese Impulse resultieren aus dem Signal R von der Zeitsteuerung TG über das ODER-Tor G1.

Die Abwesenheit des Signales W auf der Leitung RW stellt den Speicher M im transportablen Speicher auf die Lese-Stellung. Das Signal R steuert die Puffer-Tore IB an und ermöglicht es, daß Daten von dem transportablen Speicher durch diese Tore zum Computer CPU über die Datenleitung DH laufen. Da die Puffer-Tore OB nicht angesteuert sind, ist es nicht möglich, Daten an den transportablen Speicher zur selben Zeit anzulegen.

Wenn Daten in den Speicher M des transportablen Speichers einzuschreiben sind, erscheint das Signal W auf der Leitung RW. Hierdurch wird das erforderliche Ansteuerungssignal auf der Leitung EN über das Tor G2 erzeugt. Ferner, wenn das Signal W über eine ausreichend lange Zeit bleibt, ermöglicht die Verzögerungsschaltung DY es dem Tor G2 einen Ausgang abzugeben, um die Puffer-Tore OB anzusteuern. Hierdurch können Daten über die Datenleitung DH durch die Puffer-Tore an den transportablen Speicher laufen.

Der statische Schutzschaltkreis umfaßt Wege mit niedriger Impedanz von den verschiedenen Leitungen in dem transportablen Speicher, entweder zur Erde oder zu einer Spannung V. Diese niedrigen Impedanzen verhindern den Aufbau irgendwelcher statischer Spannungen an den freiliegenden Verbindungskontakten während der Speicher ausgebaut bzw. nicht angeschlossen ist.

In der obigen Ausführungsform wurde ein leistungsloser Speicher M im transportablen Speicher angenommen. Es ist

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jedoch auch möglich, einen nicht-permanenten bzw. leistungsabhängigen Speicher M zu verwenden, wenn eine Energiequelle in dem transportablen Speicher eingebaut ist. Um die Lebensdauer einer solchen Energiequelle zu verlängern, die beispielsweise eine Batterie sein kann, wird vorzugsweise die äußere Energiequelle PSU zum Lesen und Schreiben verwendet, während die innere Energiequelle nur benutzt wird, um die gespeicherten Daten aufrechtzuerhalten während der transportable Speicher abgetrennt ist.

Fig. 3 zeigt einen Teil der logischen Schaltung für eine solche Situation. Details, die in Fig. 3 nicht gezeigt sind, sind dieselben, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2.

Fig. 3 zeigt den transportablen Speicher PS mit einer inneren Batterie B, die mit der Energieleitung P über eine Diode D1 verbunden ist. Das Zwischengerät IF umfaßt eine weitere Schaltung in Form eines !Comparators CP „ Ein Eingang von diesem ist an die Leitung P des Zwischengerätes gelegt, während die andere Leitung an einen Abgriff eines Potentiometers RV gelegt ist über eine Bezugsspannungsquelle Z, die von der äußeren Energiequelle PSU gespeist wird. Der Ausgang des !Comparators CP ist über eines der Puffer-Tore CB mit dem Computer CPU verbunden.

Im Betrieb, wenn der transportable Speicher PS abgetrennt ist, wird die Diode D1 vorwärts vorgespannt durch die Batteriespannung, womit die Batterie die Steuereinrichtung CTL und den Speicher M versorgt» Wenn der transportable Speicher PS an das Zwischengerät angeschlossen ist, vergleicht der Komparator die äußere Speisespannung an der Bezugsspannungsquelle Z mit derjenigen der Batterie B₀ Wenn die Batteriespannung zu niedrig ist, wird der Computer CPU daran gehindert, aus dem Speicher M auszulesen oder in

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ihn einzuschreiben, da angenommen wird, daß irgendwelche gespeicherten Daten falsch sein können infolge einer fehlerhaften Operation des Speichers M.

Wenn jedoch die Batteriespannung über einem Schwellwert liegt, der durch das Potentiometer RV eingestellt wird, so zeigt der Ausgang des Komparators dem Computer CPU an, daß die äußere Energiequelle PSU angeschlossen werden kann. Wenn dies durchgeführt worden ist, ist die von der Energiequelle zugeführte Spannung etwas höher als die der Batterie, so daß die Diode D1 umgekehrt vorgespannt wird, wodurch effektiv die Batterie und die Energiequelle für den Speicher M und die Steuereinrichtung CTL von der äußeren Energiequelle PSU getrennt wird.

Eine detaillierte Beschreibung der Arbeitsweise des Computers CPU und der logischen Elemente in dem transportablen Speicher PS ist nicht erforderlich, da jede geeignete Schaltungsanordnung benutzt werden kann.

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Claims

A 14 131 Ferranti Ltd.

Patentansprüche

M, Schaltungsanordnung zum Verarbeiten von Daten, gekennzeichnet durch einen Prozessor, einen Halbleiter-Datenspeicher zum Empfang von Daten von und zum Abgeben von Daten an den Prozessor während er mit diesem verbunden ist und um die gespeicherten Daten aufrechtzuerhalten während er von dem Prozessor getrennt ist, eine Verbindungseinrichtung, um den Speicher mit dem Prozessor zu verbinden undvon ihm zu trennen , eine Energiequelle zum Versorgen des Speichers mit Energie, eine ersten Schaltung, um sicherzustellen, daß die dem Speicher von der Energiequelle zugeführte Energie beim Anschluß bzw. beim Abtrennen des Speichers in der Weise angelegt und unterbrochen wird, daß ein Verlust von gespeicherten Daten verhindert wird, sowie durch eine Schaltung des Speichers zum Schutz gespeicherter Daten während der Speicher abgetrennt ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Halbleiter-Datenspeicher einen leistungslosen Speicher aufweist, in welchem gespeicherte Daten aufrechterhalten werden wenn der Speicher von dem Prozessor getrennt wird.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Halbleiter-Datenspeicher einen nicht-permanenten bzw. leistungsabhängigen Speicher und eine Energiequelle enthält, um gespeicherte Daten aufrechtzuerhalten während der Speicher von dem Prozessor getrennt ist.

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4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Energiequelle eine Batterie umfaßt.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Schaltkreis eine Schalteinrichtung enthält, um Energie von der Energiequelle an den Speicher zu legen, sowie eine Steuereinrichtung, um den Betrieb der Schalteinrichtung nur dann zuzulassen, wenn der Speicher richtig an den Prozessor angeschlossen ist.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Schaltkreis eine Schalteinrichtung aufweist, um Energie von der Energiequelle an den Speicher zu legen, sowie eine Steuereinrichtung, um einen Betrieb der Schalteinrichtung nur dann zuzulassen, wenn der Speicher richtig an den Prozessor angeschlossen ist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung einen Komparator enthält zum Vergleich der Spannungen, die von der Energiequelle abgegeben werden, mit derjenigen der Energiequelle im Speicher.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der weitere Schaltkreis Einrichtungen enthält, um Nebenwege niedriger Impedanz für irgendwelche schädlichen Spannungen an den freiliegenden Teilen des Verbindungsstückes zu schaffen.

ORIGINAL INSPECTED

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