Brevet FR2536878A1 — publié le 19840601

"Circuit de remise automatique en activité d'un processeur". Les processeurs numériques se sont imposés dans une large gamme d'application Ces processeurs sont des dispo- sitifs très complexes, et comme tels, nécessitent l'existence d'un état spécifique de lancement pour exécuter de manière appro- priée les instructions et les commandes du programme pour les- quelles ils ont été conçus En général, lors de la mise sous tension initiale, l'état spécifique de lancement est fourni par un signal de "restauration" de mise en route de l'alimen- tation; ce signal est engendré par la réalisation d'un "ET" logique d'une ou plusieurs tensions d'alimentation pour le pro- cesseur lui-même. Pour la majorité des processeurs tels que le micro- processeur 8085 A fabriqué par INTEL CORPORATION, le signal de "restauration" doit être sous la forme d'une impulsion d'une du- rée spécifique en fonction des caractéristiques internes du pro- cesseur Dès lors que, après la mise sous tension initiale, les alimentations qui engendrent le signal de "restauration" restent normalement sous tension, le processeur lui-même, ou un circuit auxiliaire, fournit un signal "d'arrêt de restauration" qui peut être utilisé pour éliminer au niveau logique le signal de restau- ration après que le temps nécessaire se soit écoulé. Pour une grande quantité de raisons,-telles que les décharges statiques aléatoires, des problèmes de mise en route de l'alimentation ou ma mise en court-circuit d'un bus de données par un réparateur, le matériel du processeur peut être temporairement perturbé, Mal- heureusement, dès qu'une telle défaillance "du logiciel" se pro- duit, le processeur peut être incapable de reprendre un fonc- tionnement régulier dès qu'une perturbation s'est produite -Une telle condition est souvent désignée comme étant une "perdition" du fait que le processeur n'est pas capable de reprendre un fonc- tionnement normal à moins que l'alimentation de l'ensemble du pro- cesseur ne soit coupée puis remise manuellement pour engendrer un nouveau signal de "restauration". La présente invention élimine la nécessité de res- taurer manuellement le processeur dans le cas o il est en "per- dition". -2-' L'invention décrit un circuit de restauration qui surveille de manière indirecte l'exécution du programme du pro- cesseur et, si le programme n'est pas exécuté correctement, le dispositif selon l'invention détectera la condition anormale et engendrera la remise automatique en activité du matériel Ainsi, lors de l'apparition d'une défaillance du logiciel, l'opérateur n'est plus obligé de restaurer manuellement le processeur. Le circuit de remise en activité surveille un si- gnal de maintien fourni régulièrement du processeur, tel qu'un signal d'interruption et engendre une tension continue qui est proportionnelle au facteur d'utilisation sur cette-ligne du signal du processeur Cette ten ion continue est ensuite compa- rée à une tension de référence au moyen d'un comparateur analogi- que Tant que la régularité de la ligne du signal du processeur est maintenue, le signal de sortie logique du comparateur reste à un premier état logique "vrai" Si le facteur d'utilisa- tion de la ligne du signal processeur varie du fait d'une défail- -lance du logiciel, le signal de sortie du conservateur passe à un second état logique "faux" L'état logique "faux" du compara- teur est à son tour envoyé à la ligne d'entrée de restauration du processeur pour restaurer le processeur de manière automatique. Le processeur lui-même, ou un circuit auxiliaire normal, engendre ensuite un signal "d'arrêt de restauration" Le circuit selon la présente invention utilise ce signal "d'arrêt de restauration" non seulement pour mettre fin au signal de "res- tauration" comme cela est nécessaire pour une remise en activi- té normale, mais aussi pour fournir une hystéris dans le circuit du comparateur en vue d'assurer un fonctionnement stable. Le circuit de remise automatique en activité d'un processeur selon la présente invention comprend un élément constituant une bascule relié au signal de maintien régulièrement fourni du processeur pour four- nir un signal de sortie dont le facteur d'utilisation est proportionnel à la fréquence du signal de maintien régulièrement fourni du processeur; -3 = un élément constituant un filtre passe-bas com- portant une entrée reliée à la sortie de l'élément constituant une bascule et une sortie, en vue de fournir une tension propor- tionnelle à la valeur moyenne du signal de sortie de l'élément constituant une bascule; un élément de référence en vue-de fournir une tension de référence avec laquelle on peut comparer la sortie de l'élément constituant un filtre passe-bas et, un élément comparateur ayant une première entrée reliée à la sortie dudit élément constituant un filtre passe-bas, une seconde entrée reliée à l'élément de référence pour recevoir la tension de référence et une sortie pour fournir le signal de restauration au processeur. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront de la description qui suit, faite'en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels: la fig 1 est le schéma d'un mode de réalisation préféré d'un circuit conforme à la présente invention et, les fig 2 A à 2 H représentent les signaux de synchro- nisation du circuit représenté à la fig 1 La fig 1 représente uncircuit de remise automatique en activité conforme à la présente invention Deux portes NON-ET et 20 sont branchées en croix de manière à constituer une bas- cule bi-stable 25 L'entrée libre de la porte NON-ET 10 est dé- signée comme étant l'entrée de remise à zéro-(reset) R et l'en- trée libre de la porte NON-ET 20 est désignée comme étant l'en- trée de déclenchement (set) S Un premier signal de synchronisa- tion ou d'horloge tel que le signal d'horloge sous forme d'ondes carrées 30 représenté à la figo 2 A, est appliqué à l'entrée de déclenchement S Un deuxième signal de synchronisation tel que le signal impulsionnel normalement au-niveau haut 40 tel que re- présenté à la fig 2 B et qui est maintenu de manière régulière par le processeur et synchrone avec -le'signal d'horloge 30 est ap- pliqué à l'entrée de remise à zéro R Le signal d'horloge 30 et le signal impulsionnel 40 sont eux-mêmes normalement présents dans le dispositif du pro- cesseur Par exemple, les éléments d'un sous-système d'interruption 4 - du processeur, tels que représentés à la gauche de la fig 1, four- nissent de tels signaux Pour obtenir un meilleur fonctionnement du circuit de remise automatique en activité, le signal d'horloge doit être une onde de forme carrée ayant la même fréquence que le signal impulsionnel 40 bien que ceci ne soit pas nécessaire aussi longtemps que le réseau de synchronisation quelconque qui existe entre les deux signaux 30 et 40 est constant et répétitif. L'explication qui suit suppose que ces signaux 30 et 40 sont sous- leur forme optimale et que les -éléments de circuit logique sont des éléments de la famille logique transistor-transistor (TTL)o. Les signaux de sortie des portes NON-ET 10 et 20 qui sont présents à des bornes de la bascule 25 désignées respectivement par Q et Q, comme représentées aux fig 2 C et 2 D, ont la même fréquence que - les signaux d'entrée 30 et 40 et présentent également un facteur d'utilisation de 50 % Une résistance Ri et un condensateur Cl sont reliés à la sortie Q et une résistance R 2 et un condensateur C 2 sont reliés à la sortie Q de la bascule 25, ces deux ensembles de composants servant chacun à fournir des filtres passe-bas 50 et 60 pour chacune des sorties Q et Q O Du fait que les sorties Q et Q de la bascule ont un coefficient d'utilisation de 50 %, les sorties des filtres passe-bas aux points de connexion 70 et 80 seront approximativement de 2,5 V si la tension de sortie au ni- veau haut des portes NON-ET 10 et 20 est de + 5 V. Les filtres 50 et 60 sont reliés tous les deux de manière à constituer un "OU" à l'entrée négative 90 d'un compara- teur analogique 100 par l'intermédiaire de diodes D 1 et D 2 res- pectivement L'entrée négative 90 est également reliée à la masse par l'intermédiaire d'une résistance R 6 et à un signal d'arrêt de restauration au niveau bas par 1 'intermédiaire d'une résistance R 5 Le signal d'arrêt de restauration, comme reprèsenté à la " ffig 2 H, est un signal de sortie du processeur engendré en réponse au signal de restauration Ainsi, du fait de la chute de tension directe des diodes D 1 et D 2 et du courant traversant les résis- tances R 5 et 56, dans le fonctionnement normal du processeur, la tension à l'entrée négative 90 est inférieure à + 2 V. * L'entrée positive 110 du comparateur est reliée à l'alimentation + 5 v par l'intermédiaire d'une résistance R 3 et au signal d'arrêt de restauration par l'intermédiaire d'une résistance R 4 Les résistances R 3 et R 4 sont choisies de manière à fournir une tension d'entrée 110 qui soit supérieure à la ten- sion normale de fonctionnement sur l'entrée négative 90, Dans l'exemple représenté, la tension sur l'entrée 110 doit être éga- le ou supérieure à + 2 V Par conséquent, dans le fonctionnement normal du processeur, le signal de restauration rcset in est à l'état logique haut comme représenté à la fig 2 G et comme cela est nécessité par le processeur en fonctionnement. Lorsqu'une défaillance du logiciel se produit, le signal impulsionnel 40 peut être maintenu à un niveau haut ou à un niveau élevé ou basculer de manière irrégulière comme cela est illustré dans la partie 45 de la fig 2 B En tout cas, la bascule ne maintiendra pas les signaux à coefficient d'utilisation à % aux sorties Q et Q Il en résulte que la valeur moyenne du signal Q ou du signal Q va augmenter, ce qui élève la tension d'entrée négative au point 90, comme représenté à la fig 2 E, en dépassant la tension de l'entrée positive 110, ce qui fait pas- ser la sortie du comparateur 100 à l'état bas Le signal reset in qui est au niveau bas va àson tour causer la restauration du processeur. Le processeur à son tour va répondre en mettant le signal d'arrêt de restauration au niveau haut comme représenté à la fig 2 H Du fait qu'on a également relié un condensateur C 4 à l'entrée positive 110, le signal sur l'entrée positive 110 augmente de manière exponentielle vers la valeur + 5 V comme re- présenté à la fig 2 F Lorsque le signal sur la borne d'entrée positive 110 dépasse le signal sur la borne d'entrée négative 90, le signal de sortie comparateur 100 va de nouveau passer à la valeur élevée Ainsi, le signal "reset in" fournit l'impulsion de remise automatique en activité comme cela est nécessaire pour une remise en activité automatique appropriée du processeur. Finalement, le signal d'arrêt de restauration qui est envoyé à l'entrée négative 90 par l'intermédiaire d'une ré- sistance R 5 réalise une réaction positive pour le comparateur 100. 6 - Il en résulte que les entrées 90 tent une hystérésis pour assurer circuit de remise en activité. et 110 du comparateur présen- le fonctionnement stable du 7 - REVENDICATIONS ) Circuit de remise en activité d'un processeur qui surveille un signal de maintien régulièrement fourni du pro- cesseur et qui fournit de manière automatique un signal de res- tauration à un processeur lorsque la fréquence dudit signal de maintien fourni régulièrement du processeur varie, caractérisé en ce qu'il comprend: un élément formant bascule ( 25) relié au signal de maintien fourni régulièrement du processeur envue de fournir un signal de sortie ayant un facteur d'utilisation proportionnel à la fréquence du signal de maintien,fourni régulièrement du pro- cesseur; un élément (R 1,C 1 l R 2,C 2) constituant un filtre passe-bas ayant une entrée reliée à la sortie de l'élément cons- tituant une bascule et une sortie en vue de fournir-une tension proportionnelle d'la valeur moyenne du signal de sortie de l Uélé- ment constituant une bascule un élément de référence (R 3,C 4) destiné à fournir une tension de référence avec laquelle on peut comparer la sor- tie de l'élément (R 1,C 1,R 2,C 2) constituant un filtre passe-bas, et un comparateur ( 100) ayant une première entrée ( 90) reliée à la sortie dudit élément constituant un filtre passe- bas, une seconde entrée ( 110) reliée à l'élément de référence pour recevoir la tension de référence et une sortie en vue de fournir le signal de restauration au processeur 2 ) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: un premier élément d'entrée de remise à zéro com- prenant une première résistance (R 5) dont une extrémité est re- liée à la première entrée du comparateur et dont l'autre extrémité est branchée de manière à recevoir un signal de configuration de restauration provenant du processeur en vue de fournir une hysté- résis pour les entrées du comparateur ( 100) et- -un second élément d'entrée de restauration compor- tant une seconde résistance (R 4) dont une extrémité est reliée à la seconde entrée du comparateur ( 110) et dont l'autre extrémité -8- est branchée de manière à recevoir un signal de configuration de restauration provenant du processeur pour faire arrêter le signal de restauration envoyé au processeur. 3 ) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément formant bascule comprend: ' une première porte ( 10) de signal de sortie et. une deuxième porte ( 20) de signal de sortie en vue de fournir un signal logique qui est l'inverse logique du signal à la première porte ( 10) de signal de sortie. 4 ) Circuit selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit élément constituant un filtre passeé-bas comprend-: un premier filtre passe-bas (R 1,C 1) relié à la première porte ( 10) de sortie de bascule, un second filtre passe-bas (R 2,C 2) relié à la 1 '5 seconde porte ( 20) du signal de sortie de la bascule, une première diode (Dl) dont l'anode est reliée à la sortie du premier filtre passe-bas (R 1,C 1), et une deuxième diode (D 2) dont l'anode'est reliée à la sortie du deuxième filtre passe-bas (R 2,C 2), les cathodes de chacune desdites diodes (F 1, D 2) étant reliées ensemble de telle manière que les premier et second signaux de sortie de bascule sont branchés de manière à constituer un circuit logique "OU" reliés à la première entrée ( 90) du compa- rateur.