专利名称:微程序装入器的制作方法
本发明涉及用于工厂中过程控制的可编程控制器，特别是涉及高速、高性能控制的可编程控制器的微程序装入器。
可编程控制器最初用于简单的时序控制。但近几年来，可编程控制器在速度、功能与可靠性方面，已有了很大的提高。随着应用领域的扩大，需对现有控制器的功能加以改进，减少停机时间，並要求能在现场安装控制器。
一般常用的方法是，将微程序存放在微程序只读存贮器内，无需装入。但采用这种方法时，不可能装入包含新功能的微程序，也不可能对即将淘汰的控制器功能加以增强。
一种旨在克服上述缺陷的方法是，用一个程序转送器将微程序从软盘这类大容量机械式非易失性存贮器转送到可读写微程序存贮器。这种方法比较简单，但由于非易失性存贮器中的机械部件，需用空调保持良好的周围环境，因此，这种方法只局限于那些安装在良好环境中的装置，例如办公计算机。在日本专利未审查公布号146547/79中曾提出过的微程序装入器就是这类装置。在这个装置中，加电或复位时微程序从软盘装置转送到控制器，与以往的设计不同，它不经过软盘。由于此装置采用了带机械部件的磁盘装置，它必须安装在良好的环境之中。此外，由于采用了机械部件，程序读出速度较低，使得装入时间较长，由停电而引起的停机时间也延长。
除此以外，虽然微程序可以高速地从控制器中的存贮器读出或写入，但为了获得高速，需消耗大量的电能，停电时也没有提供后备电池。
本发明旨在排除现有技术中的上述问题，提出一种能高速地装入微程序的微程序装入器，使得可编程控制器中的中央处理机在电源恢复的瞬间能处于就绪状态，从而可以不需要固定地配置一个包括机械部件的存贮器。
本发明的另一目的是提供一种能够对可编程控制器进行数据读写的微程序装入器，它能够在使用控制器的现场，将微程序重新写入，以便于改进功能。
在本发明所涉及的微程序装入器中，有一个可读写的集成电路存贮器，其速度较低，因此，与可编程序控制器中的中央处理机存贮器相比，功耗较低。当电源恢复时，送到中央处理机存贮器的微程序存放在集成电路存贮器里。可读写集成电路存贮器有一个后备电池。在加电时先确定可读写集成电路存贮器内的数据是否丢失。只要数据不丢失，可读写集成电路存贮器中的微程序就装入到中央处理机存贮器。如果数据丢失，微程序则从单独设置的非易失性存贮器装入。
根据后备电池工作是否正常，或者集成电路存贮器中某一预定存贮单元中的存贮内容是否正确，来决定可读写集成电路存贮器中的数据是否丢失。
可读写集成电路存贮器的读写速度高于非易失性存贮器的速度。因此，采用这种集成电路存贮器，在电源回到正常状态时，中央处理机能很快恢复工作。这样，只要配一个可读写集成电路存贮器，不必固定配置非易失性存贮器。非易失性存贮器平时可放在周围环境较好的地方。如果加电时可读写集成电路存贮器中的数据有丢失，可将非易失性存贮器拿到控制器附近，将此存贮器中的微程序装入中央处理机存贮器。
可以将低速集成电路存贮器用作可编程控制器的主存贮器，将主存贮器中的某个存贮区用作可读写集成电路存贮器。
根据本发明，只要加上廉价的配以后备电池的集成电路存贮器，就可以高速地完成微程序装入，缩短停机时间。此外，还可以在使用控制器的现场方便地改进功能，即重新写入微程序。再者，由于不必总要配置软盘这类较贵的存贮器，它可供数个控制器公用，平时可放在周围环境较好的地方。
根据以下说明以及有关附图，可以了解此发明的目的与优点。
图1是现有技术中的可编程控制器的配置图，其中采用只读微程序存贮器;
图2是现有技术中的可编程控制器的配置图，其中采用非易失性存贮器作为电源恢复时的装入存贮器;
图3是本发明的可编程控制器的框图;
图4是图3可编程控制器的转送电路;
图5是图3可编程控制器的工作流程图。
下面是最佳实施例的说明。
在叙述本发明的有关装置之前，先说明一下现有技术的配置图。
在图1所示的方案中，微程序存放在只读微程序存贮器中，不进行微程序装入。在图1所示的可编程控制器的中央处理机1中，微程序存放在只读微程序存贮器内。此方案虽然很简单，但要增强功能非常困难。
在图2例示的方案中，电源恢复时用非易失性存贮器作为装入存贮器。在图2所示的可编程控制器的中央处理机3中，微程序存贮器4是可读写的。当电源恢复时，程序转送器6将微程序从软盘5送到微程序存贮器4。这个方案较简单，由于非易失性存贮器内采用了机械部件，存贮器必须放在周围环境较好的地方。此外，由于存贮器的读写速度较低，可编程控制器的停机时间较长。
本发明提出一种可编程控制器，它不存在以往设计中的那些问题，图3是本发明所涉及的可编程控制器装置的框图。
如图3所示，本发明微程序装入器包括处理器7、主存贮器8、程序转送器9与外存贮器10。处理器7包括运算器71与控制运算机71的控制器72。作为控制微程序流程的基本部份，控制器72还包括时钟发生器721、微程序计数器722与微程序存贮器723。
在处理器中，微程序计数器722的内容由时钟发生器721产生的时钟脉冲更新。根据计数值，将存放在微程序存贮器723中的内容，即预先写入存贮器的微程序，逐条读出去控制运算器7。在通常情况下，选择器726将微程序计数器722中的计数值送到微程序存贮器723，作为它的地址。这是微程序流程中控制器72的基本工作。
微程序存贮器723是一个高速、易失性存贮器，掉电时它的内容受到破坏。在控制器72中，有一个电源恢复检测器724与装入许可标志器725。当电源恢复时，由电源恢复检测器724检出，使装入许可标志器725置位。在装入许可标志器725的控制下，选择器726将微程序存贮器723的地址源，从微程序计数器722转接到外部，使得从处理器7外部送入的微程序能够装入到微程序存贮器723。
在装入许可标志器725的控制下，时钟许可开关727关闭，使微程序计数器722停止工作，处理器7的工作也停止。装入方法以后介绍。当微程序存贮器723的微程序装入完毕后，由外部产生的信号将装入许可标志器725复位。此时，选择器726动作，将微程序计数器722的输出送给微程序存贮器723，並且时钟许可开关727接通，使处理器7开始正常工作。
程序转送器9包括一个转送程序只读存贮器ROM91、转送电路92与选择器93。转送程序ROM91是只读存贮器，其中已预先写入电源恢复时的程序装入程序。即使在掉电时，写入的程序也不会受到破坏。装入程序以后介绍，根据转送程序只读存贮器ROM91的内容，由转送电路92完成程序与微程序的装入。选择器93选择外存贮器10或者主存贮器8的输出作为转送电路92的输入。
图4是程序转送器9中转送电路92的框图，时钟发生器921产生的时钟脉冲将它们送到地址计数器922。地址计数器922受处理器7中电源恢复检测器724的电源恢复检出信号的控制，对时钟脉冲进行计数，向转送程序只读存贮器ROM91发送地址信号，在执行存放在转送程序只读存贮器ROM91的程序时，在地址计数器922中建立来自转送程序只读存贮器ROM91的地址。在电池电压检测电路82与转送程序只读存贮器之间有一条传送电池电压异常信号的线。转送程序只读存贮器ROM91根据是否出现电池电压异常检出信号控制选择器93。当不出现电池电压异常检出信号时，将主存贮器8中的数据送到选择器923。当出现信号时，将外存贮器10中的数据送到选择器923。在正常情况下，当存放在主存贮器8中的程序被装入到处理器7的微程序存贮器时，主存贮器8的数据通过寄存器924送到数据总线13，不通过选择器923。在这种情况下，将数据存入微程序存贮器723的某一预定地址是由处理器7完成的，因为处理器7处于正常状态。
当电池电压正常时，即当电源恢复时检出电压为正常时，根据转送程序只读存贮器ROM91提供的地址，经过转送电路92与地址总线12，将程序从程序存贮器81的微程序区812读出。读出的程序经过总线13、选择器93与选择器923送入寄存器924。根据转送程序只读存贮器ROM931提供的地址，经过地址总线，将程序存入微程序存贮器723的指定地址。当电池电压不正常时，根据从转送程序只读存贮器ROM91读出经过电缆14送到外存贮器10的指令，将程序从外存贮器10读出，经过电缆14、选择93与选择器923，送入寄存器924。根据经地址总线13由转送程序只读存贮器ROM91给定的地址，将读出的程序存入程序存贮器81中的指定位置。此后，与电池电压正常时的操作一样，将程序从程序存贮器81读出，写入微程序存贮器723。
外存贮器10是大容量存贮器，例如磁带、软盘或固定磁盘。由于一般都用到机械部件，外存贮器10只能用于周围环境受一定限制的地方。它是一种很昂贵的装置，工作速度中等或较低。此外，外存贮器10可以不与程序转移器9放在一起，原版程序与微程序均预先存入外存贮器10。
下面将介绍电源恢复时的装入操作，执行装入的程序预先写入到转送程序只读存贮器ROM91，图5示出了装入过程的流程图。
当处理器7中的电源恢复检测器724检出电源恢复时，微程序存贮器723已准备就绪，可从外部装入信息。此时，处理器7中止操作。电源恢复检测器724启动程序转送器9中的电源恢复处理。转送电路92中的地址计数器922开始计数。这相当于图5中的“启动”这一步。转送电路92从主存贮器8的电池电压检测电路82取得检出结果，以确定电池的工作情况。
当电池电压正常时，作为程序存贮器723内容的程序与微程序均正常。通过转送电路92与地址总线12将地址信息送到主存贮器8，转送程序只读存贮器ROM将微程序读出，通过数据总线13与选择器93，将它存入转送电路92中的寄存器924。通过转送电路92与地址总线12将地址信息送入微程序存贮器723，转送程序只读存贮器ROM91将寄存器924中的微程序通过数据总线13送入微程序存贮器723。此后，重复微程序装入操作。当微程序装入完毕后，转送程序只读存贮器ROM91通过转送电路93与数据总线13向装入许可标志器725发送一个信号，将标志器725复位，处理机1工作。
如果电池电压检测电路82检出电池11有故障，受转送程序只读存贮器ROM91控制的选择器93将外存贮器10的数据送入转移电路92。原版程序与微程序逐字从外存贮器10读出，存入转送电路92中的寄存器924。通过地址总线12将地址信息送入程序存贮器81，转送程序只读存贮器ROM91将程序与微程序送入程序存贮器81。与上述电池电压正常时操作相同，将程序存贮器81中的内容装入微程序存贮器723，然后启动处理器。
如上所述，假定在电源恢复时电池11正常，则从程序存贮器81装入微程序。因此，可以高速完成装入。此外，外存贮器10可以与用来将另一个控制器置于准备就绪状态的程序转送器分离，或者放在周围环境较好的地方，保存起来，如果外存贮器10不与程序转送器装在一起，而电池11有了故障，此时程序与微程序就不能从外存贮10送入，需要将外存贮器10接上。
在上述装置中，电池电压检测电路82用来确定在电源恢复时程序存贮器81中的内容是否正确。在另一种装置中，预先在程序存贮器81的某一预定单元中存放一个预定的代码。检验这一存入的代码是否正确，而不是检测电池电压。
以上已示范说明了本发明的某些装置，对于那些本技术领域：
中的熟练人员，可以在本发明所述的范围内，对有关装置作进一步的改进。
权利要求
1.微程序装入器，其特征为一个存放微程序的可读写微程序存贮器，所述微程序存贮器放在中央处理机内；一个速度较低的可读写非易失性存贮器；一个带后备电池的可读写存贮器；一个用来检测所述带后备电池的可读写存贮器中数据丢失的装置；以及一个程序转送器，用来确定所述带后备电池的可读写存贮器在加电时数据是否丢失。当没有数据丢失时，将微程序从所述带后备电池的可读写存贮器读出，写入所述微程序存贮器；当有数据丢失时，将微程序从所述非易失性存贮器读出，写入所述微程序存贮器。
2.根据权项1所述的微程序装入器，其特点是所述数据丢失检测装置，根据加电时所述带后备电池的可读写存贮器的后备电池不正常这一事实，来检出数据丢失。
3.根据权项1所述的微程序装入器，其特点是所述数据丢失检测装置，根据所述带后备电池的可读写存贮器中某一固定单元中存放的预定代码是否正确，来检出数据丢失。
专利摘要
微程序装入器包括一个位于中央处理机内的用来存放微程序的可读写微程序存贮器，速度较低的非易失性可读写存贮器，以及带后备电池的可读写存贮器。在加电时，先确定带后备电池的可读写存贮器中的数据是否有丢失。如果没有数据丢失，则微程序从带后备电池的可读写存贮器读出，写入微程序存贮器。如果有数据丢失，则微程序从非易失性存贮器读出，写入微程序存贮器。
文档编号G06F9/24GK85106783SQ85106783
公开日1987年4月1日 申请日期1985年9月7日
发明者冈本正, 山冈弘昌, 下山和彦 申请人:株式会社日立制作所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan