Brevet FR2476348A1 — publié le 19810821

La présente invention concerne un système de sauvegarde des données dans les circuits numériques pendant les pannes temporaires d'alimentation. Dans les systèmes électroniques du type numérique, il est essentiel de maintenir l'alimentation dans tout l'en- semble puisqu'une interruption de l'alimentation même momentanée, détruit des informations contenues dans des circuits effaçables (comme des mémoires, des compteurs, des systèmes d'adressage, etc..) avec comme conséquence la io nécessité de réinitialiser le système ou de réintroduire des informations perdues au cours de la panne. Selon l'invention, il est prévu d'employer des éléments logiques C-MOS ou équivalents pour l'adressage et/ou le stockage lesquels, en régime permanent, ont une consommation négligeable, essentiellement due à des courants de chute, qui sont fournis pendant les interruptions de l'alimentation principale par la charge emmagasinée dans un condensateur de capacité élevée, sur un circuit d'alimentation distinct, tandis que le reste des circuits y compris les circuits logiques consommant de l'énergie comme les éléments TTL ou autres éléments dissipateurs d'énergie dans tous les cas, sont alimentés par un circuit d'alimentation préféré présen- tant de préférence une faible constante de temps, de façon à ce que l'alimentation de ces derniers circuits soit coupée presque immédiatement au moment de la panne de l'alimenta- tion principale. La présente invention va être décrite ci-après en se référant à ses formes de réalisation préférées, lesquelles sont décrite à titre indicatif mais nullement limitatif-en se référant aux dessins annexés. Sur ces dessins, la figure 1 représente une première réalisation d'une double alimentation pour un montage selon l'invention; la figure 2 représente une seconde forme de réalisa- tion de la source d'alimentation de la figure 1; la figure 3 représente une troisième réalisation de la source d'alimentation de la figure 1; la figure 4 représente un montage d'ensemble d'un circuit numérique selon l'invention; la figure 5 représente également un schéma d'ensemble d'un circuit numérique comprenant un microprocesseur, selon l'invention; et la figure 6 représente des formes de signaux illustrant le fonctionnement du circuit de la figure 5. En se référant à la figure 1, on va décrire un régula- teur de la tension générale d'alimentation qui délivre sur sa borne de sortie une tension d'alimentation Vout pour circuit numérique. Une première résistance Ri est connectée entre Vout et la masse de façon à dissiper rapidement les charges éventuelles qui pourraient être emmagasinées dans les condensateurs de filtrage prévus ou contenues dans la source d'alimentation 1. A partir du noeud 2, partent deux lignes d'alimentation séparées désignées respectivement par Vi et V2. La ligne Vi est découplées de la source d'alimen- tation 1 par l'intermédiaire d'une diode Dl à faible courant inverse et comprend un condensateur de capacité élevée Ci. La ligne V2 comprend une diode de compensation D2, une résistance R2 pour la dissipation des charges emmagasinées dans le condensateur de filtrage C2. Il est évident qu'au moment de la disparition de la tension Vout, la tension V2 tombe aussi tandis qu'une tension Vi provenant des charges emmagasinées dans le condensateur Ci est maintenue. La tension Vi sert à alimenter, comme on l'expliquera par la suite, des circuits de mémoire d'adressage et autres cir- cuits semblables faibles consommateurs d'énergie dans des conditions établies, ce qui permet donc de sauvegarder à volonté et pendant un temps donné et préréglable les informations contenues dans ces circuits. La tension V2 qui tombe rapidement à zéro au moment o la tension Vout est coupée invalide les autres circuits 3 2476348 logiques consommateurs d'énergie. Donc au moment o la source principale est rétablie et par conséquent Vout également, la tension V2 est égale- ment rétablie et le circuit peut alors reprendre son fonctionnement depuis le point o ils étaient arrêtés sans qu'il soit nécessaire de faire une nouvelle initialisation puisque les informations ont été sauvegardées par la présence de la tension VI. La figure 2 représente une seconde forme de réalisation. Le régulateur de tension 1' semblable à celui qui est représenté sur la figure 1 délivre une tension stabilisée Vout qui se subdivise à partir du noeud 2' en deux lignes correspondant à VI et V2. La ligne Vi est identique à celle de la figure 1. Sur la ligne V2 une résistance série R3 de valeur relativement faible est intercalée en amont des contacts normalement fermés rl d'un relais RL excité par la tension d'alimentation non stabilisée Vi. Donc, au moment de la coupure de la source d'alimentation principale, la tension Vi s'annule aussi et par conséquent l'excitation du relais RL est coupée et les contacts rl court-circuitent V2 à la masse de façon à ce que cette tension puisse diminuer aussi rapidement que possible. La figure 3 représente une troisième forme de réalisation. Le régulateur de tension 1" semblable à celui des figures 1 et 2 délivre une tension stabilisée Vout- Celle-ci se subdivise à partir du noeud 2" en une branche correspondant à la tension VI comme on l'a déjà vu ci- dessus, et en une branche relative à la tension V2 par l'intermédiaire d'un redresseur au silicium commandé (SCR) SR1, dont l'anode est connectée au noeud 2" et la cathode reliée à la borne V2. L'électrode de gâchette G du redres- setvr commandé SR1 est reliée au noeud du groupe RC constitué par un condensateur C3 et une résistance R4 qui forment un groupe différentiateur à faible constante de temps capable de commuter le redresseur commandé à l'état conducteur lorsque la tension VOut est fournie par ou rétablie à partir de la source d'alimentation 1". Il est évident qu'à chaque fois que la tension V s'annule, l'anode du Tout redresseur SR1 sera négative par rapport à sa cathode et que par conséquent ce redresseur sera amené au blocage. Lorsque la tension Vout sera rétablie, une impulsion de tension sera appliquée à la gâchette G et elle amènera le redresseur à la conduction en rétablissant par consé- quent le tension V2. La figure 4 représente un montage général de circuit numérique qui suit le principe de l'invention. A la gauche du circuit, est prévue une unité de découplage 10 constituée par des portes ET alimentées par la tension V2, les sorties de ces portes sont appliquées aux entrées d'une logique de commande à faible consommation réalisée par une techno- logie C-MOS ou une technologie équivalente, la sortie de cette logique étant par exemple reliée à un microprocesseur 12 par l'intermédiaire d'une seconde unité de découplage 13 constituée par un inverseur ou un tampon alimenté par la tension V2. Le bloc 12 est à son tour connecté à un tampon 14 qui commande plusieurs charges. La tension V2 alimente tous les circuits à l'exception de ceux qui sont reliés au bloc 11 lequel est par contre alimenté par la tension de maintien VI. En se référant maintenant à la figure 5, on va décrire le schéma de principe d'un système numérique utilisant une logique programmée (un microprocesseur) dans laquelle les tensions d'alimentation ont été découplées à la fois du point de vue électrique et du point de vue dynamique sur trois lignes d'alimentation. On peut voir qu'une tension d'entrée Vi est appliquée à une source d'alimentation, qui délivre une tension générale d'alimentation VI. La tension VI se subdivise grâce aux diodes DI, D2 et D3 en trois tensions VI, V2 et V3 de la façon suivante: Vi est la tension d'alimentation du microprocesseur pP et/ou des circuits logiques dissipateurs; V2 est une tension de détection de la présence de la tension d'alimentation dans le système; V3 est une tension d'alimentation d'une logique à MOS complémentaires (C-MOS) qui assure la sauvegarde du programme en cours du microprocesseur. On peut voir que les tensions VI, V2 et V3 sont associées aux constantes de temps suivantes Tl = RI équiv.. Cl Ri equiv. étant la résistance équivalente telle qu'elle est vue depuis les bornes du condensateur Cl; T 2 = R2. C2 equiv. C2 équiv. étant la capacité d'entrée équivalente vue des bornes de la résistance R2 reliée au circuit 51 pour la détection de la disparition de la tension d'alimentation T3 = R3 equiv. C3 R3 equiv. étant la résistance équivalente telle qu'elle est vue des bornes du condensateur C3. Pour obtenir un fonctionnement correct, selon l'inven- tion, des circuits représentés sur la figure 5, les conditions suivantes doivent être satisfaites 12 ",cl et î1 " -3 La relation T2"Tl permet de détecter dans le temps le plus court possible la disparition de la tension d'alimen- tation et de déclencher dans le microprocesseur pP la routine de transfert des informations identifiant une étape de traitement jusqu'au registre de sauvegarde contenu dans le bloc 52. La relation T1"T3 maintient, pendant l'instant o le microprocesseur est inactif, les informations dans un registre logique complémentaire contenu dans le bloc 52. Lorsque la tension d'alimentation est rétablie, le micro- processeur obtiendra l'adresse de redémarrage du registre en question. La figure 6 représente les formes des signaux rythmeurs des tensions Vi, V2 et V3 et n'ont pas besoin d'être décrites avec davantage de détail. Il résulte donc de la description présentée ci-dessus, qu'en cas de pannes d'alimentation, le fonctionnement du système ne risque pas d'être détérioré, dans la mesure ou il peut pratiquement reprendre son fonctionnement au point o l'interruption s'est produite sans qu'aucune action extérieure ne soit nécessaire. L'invention a été présentée en se référant aux modes de réalisation préférés, mais comme on le comprendra facilement, des modifications ou changements peuvent lui être apportés en pratique stans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Système de sauvegarde des données dans des circuits numé- riques pendant des pannes momentanées d'alimentation, caractérisé en ce qu'il comprend des éléments de stockage temporaire de données (52), réalisés grâce à des circuits logiques du type complémentaire, à faible consommation d'énergie, dans des conditions établies, et en ce qu'il est associé à une double source d'alimentation, une première ligne (D3, V3) étant combinée à une alimentation appliquée à un condensateur (C3) de grande capacité monté sur ces éléments logiques du type complémentaire, la seconde ligne (Dl, VI) étant associée au reste des circuits y compris à des circuits logiques consommateurs d'énergie éventuels comme des TTL. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première ligne (D3, V3) est découplée par une diode (D3) à faible courant inverse. 3. Système selon les revendications I et 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour court-circuiter à la masse la seconde ligne d'alimentation, ces moyens de court-circuiter à la masse comprenant de préférence un contact de relais (RL) excité. 4. Système selon les revendications I ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de découplage sur la seconde ligne d'alimentation constitués d'un redresseur au silicium commandé (SRI), ledit redresseur au silicium commandé étant branché de façon à être amené à l'état conducteur au moment du rétablissement de l'alimentation principale.