Brevet FR2703484A1 — publié le 19941007

APPAREIL DE TRAITEMENT D'INFORMATIONS A SAWEGARDE SELECTIVE DE DONNEES La présente invention concerne un appareil de traitement d'informations comportant un premier ensemble de composants de faible consommation, un second ensemble de composants de forte consommation, des moyens d'alimentation du premier ensemble et des moyens d'alimentation du second ensemble, lesdits moyens d'alimentation du premier ensemble étant agencés pour sauvegarder ses informations en cas de mise hors tension de l'appareil et lesdits moyens d'alimentation des deux ensembles étant agencés pour être reliés à une source d'énergie externe de mise sous tension de l'appareil. Le problème que s'est posé la demanderesse, mais, qui, cependant, ne doit pas limiter la portée de cette demande, est de sauvegarder temporairement, même en cas de défaillance du réseau de distribution électrique, des données ou des messages reçus par un télécopieur alimenté par ce réseau. I1 faut aussi sauvegarder, pendant une durée assez longue, diverses fonctions ou paramètres nécessaires au fonctionnement du télécopieur, comme la date et l'heure. Pour sauvegarder des données, il est connu d'utiliser, dans le cas d'un micro-ordinateur personnel, des mémoires magnétiques, disques durs et disquettes. Cependant, dans le cas du problème posé, où le volume des données reste limité à l'équivalent de quelques pages de télécopie, le surplus de coût et de volume induit par l'utilisation de mémoires magnétiques, en remplacement de mémoires volatiles en circuits intégrés, ne se justifie pas. De plus, une simple mémoire ne peut assurer de fonction, comme une fonction d'horloge. On peut aussi prévoir une batterie de très grosse capacité, mais son coût et son volume sont inacceptables pour un télécopieur et son autonomie de toutes façons insuffisante pour les fonctions et paramètres à sauvegarder. Il est aussi connu, pour sauvegarder la fonction horloge dans un micro-ordinateur personnel, d'utiliser un circuit intégré compteur de temps, à faible consommation, associé à une pile prenant localement le relais de l'alimentation générale lors des interruptions de celle-ci. Comme le rythme de fonctionnement du compteur ci-dessus, qui détermine la consommation, est faible, une pile de faible capacité suffit pour assurer une autonomie de plusieurs années. S'il faut aussi sauvegarder des données contenues dans des mémoires de travail en circuit intégré, dont l'accès doit être rapide, on utilise une batterie tampon rechargeable, portée par la carte comportant les circuits mémoires, qui prend localement le relais de l'alimentation générale. Cette batterie doit avoir une capacité bien supérieure à celle de la pile ci-dessus car elle alimente en général un grand nombre de circuits qui, de plus, consomment beaucoup car ce sont des mémoires de travail très rapides. On peut chercher à augmenter la durée d'autonomie en utilisant des circuits mémoires à plus faible consommation, par exemple des circuits mémoires de type mémoire statique à accès aléatoire (SRAM, pour Static Random Access Memory) en lieu et place de mémoires dynamiques. Cependant, les mémoires statiques sont, à capacité égale, de structure plus complexe et volumineuse, donc plus coûteuses, ce qui augmente le nombre de boîtiers nécessaires et va aussi à l'encontre des objectifs, toujours présents dans le domaine du traitement de l'information, de réduction du volume des appareils. La sauvegarde séparée, par pile et par batterie, de l'alimentation des circuits mémoires à faible consommation et de ceux à forte consommation, qui assure une grande durée d'autonomie aux circuits à faible consommation, est moins lourde que les solutions précédentes mais conduit à dupliquer les sources de tension en tampon, ce qui augmente le coût et le volume occupé. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. A cet effet, la présente invention concerne un appareil du type mentionné ci-dessus, appareil caractérisé par le fait que l'alimentation des deux dits ensembles est assurée par une unique batterie de sauvegarde, agencée pour donc alimenter le premier ensemble et, par l'intermédiaire de moyens interrupteurs, le second ensemble, et le premier ensemble est agencé pour contrôler les moyens interrupteurs afin que la sauvegarde du premier ensemble soit prioritaire sur celle du second ensemble. La demanderesse est ainsi allée à l'encontre du préjugé selon lequel chaque ensemble de composants aurait dû disposer en propre d'une source d'alimentation de sauvegarde. Or, dans l'appareil de l'invention, une seule batterie suffit pour assurer la sauvegarde de l'alimentation des deux ensembles de composants tout en préservant, grâce à la priorité qui leur est accordée, l'autonomie voulue pour les composants à faible consommation. Ces derniers peuvent alors, dans un premier temps, de durée restreinte, maintenir l'alimentation des circuits à forte consommation, pour masquer la plupart des défaillances, généralement courtes, du réseau d'alimentation externe, mais, dans un second temps, cette dernière alimentation est interrompue pour préserver l'autonomie des composants à faible consommation. On comprendra que le concept de l'invention est applicable à plus de deux ensembles de composants. Avantageusement, le premier ensemble de composants comporte un circuit temporisateur agencé pour, en réponse à la réception, sur une de ses entrées, d'un signal représentatif de la disparition de ladite source d'énergie externe, fournir, avec un retard déterminé par rapport à ladite disparition, un signal de commande d'ouverture des moyens interrupteurs. Connaissant la consommation du second ensemble de composants, on peut ainsi, par mesure du temps, autoriser la consommation d'une quantité déterminée d'énergie, l'énergie restante étant réservée au premier ensemble de composants. Avantageusement encore, ledit premier ensemble de composants comporte un circuit sensible à la tension de la batterie de sauvegarde, agencé pour fournir un signal de commande d'ouverture des moyens interrupteurs lorsque ladite tension de batterie est inférieure à un seuil déterminé. Cela permet, en particulier, de préserver l'énergie destinée au premier ensemble, en déconnectant le second ensemble, ou même en empêchant sa connexion initiale, si la batterie est insuffisamment chargée. Avantageusement encore, le premier ensemble de composants comporte un circuit mémoire, décrivant l'état, vide ou non, de mémoires du second ensemble, qui est agencé pour fournir un signal de commande d'ouverture des moyens interrupteurs lorsque lesdites mémoires du second ensemble ne contiennent pas de données. Ainsi, en l'absence de données à sauvegarder dans le second ensemble, le premier ensemble bénéficie, en plus, de l'énergie stockée prévue pour le second ensemble. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée de l'appareil- de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est un schéma par blocs illustrant la structure fonctionnelle de l'appareil, - la figure 2 représente des circuits de commande d'un interrupteur contrôlant l'alimentation de circuits de forte consommation et - la figure 3 représente l'interrupteur ci-dessus. L'appareil de l'invention, ici un télécopieur repéré par le cadre partiel 1 de la figure 1, est alimenté électriquement par une source externe 2, ici un réseau de distribution 220 volts. Une alimentation 3 du télécopieur 1, reliée en entrée à la source 2, fournit, par un fil d'alimentation 4, les tensions nécessaires aux divers éléments, non tous représentés, du télécopieur 1, ici une seule tension, de + 5 volts. La masse est, ici, commune à tous les éléments, si bien que seules sont décrites les liaisons relatives aux fils d'alimentation au + 5 volts. Une batterie tampon rechargeable 5, de tension nominale 5 volts, est alimentée par l'alimentation 3 à travers une diode 6 reliée au fil 4. Un fil d'alimentation 7, relié au point commun à la batterie 5 et à la diode 6, alimente un premier ensemble 8 de composants, ici des circuits intégrés à très faible consommation, dont certains sont des mémoires statiques 18 (figure 2) à accès aléatoire de type CMOS, contenant des données ou paramètres nécessaires au fonctionnement du télécopieur 1, et d'autres sont des circuits logiques. La liaison 7 est aussi raccordée à une entrée d'un interrupteur commandable 9 relié en sortie à une entrée d'alimentation d'un second ensemble 10 de composants, à forte consommation, qui, ici, sont, pour la plupart, des mémoires dynamiques 30 à accès aléatoire. A l'exception d'un circuit 31 (figure 2), il n'est pas prévu, dans cet exemple, de circuits de logique combinatoire dans le second ensemble 10. Une entrée 11 d'un circuit temporisateur 12 du premier ensemble 8 est reliée au fil 4, tandis qu'une sortie 13 du circuit 12 fournit un signal de commande 14 qui, appliqué à une entrée de commande de l'interrupteur 9, peut commander l'ouverture de ce dernier. Le circuit 12, limité par un double pointillé sur la figure 2, comporte un compteur 15 dont une entrée de mise à zéro est reliée à l'entrée 11. Une entrée d'horloge 16 du compteur 15 reçoit un signal d'horloge issu d'un circuit horodateur 17 appartenant au premier ensemble 8. Le circuit horodateur 17, qui, aussi, conserve à jour l'heure, est de type connu, à oscillateur et compteur. Le compteur 15 comporte des sorties parallèles 19 appliquées à des premières entrées d'un comparateur 20 du circuit 12, recevant, sur des secondes entrées, les sorties parallèles d'un registre de temporisation 21 du circuit 12. Des entrées de données 22 du registre de temporisation 21 sont reliées à un bus 23 commun aux circuits logiques du télécopieur 1. Une sortie du comparateur 20 est reliée à la sortie 13, pour fournir le signal 14. Une entrée de commande du comparateur 20 est reliée à 1 l'entrée 11 et force le signal 14 dans l'état autorisant l'état fermé, c'est-àdire passant, de l'interrupteur 9 lorsque la tension + 5 volts de l'alimentation 3 (fil 4) est présente sur l'entrée 11. Comme expliqué ci-dessous, l'interrupteur 9 est commandé, dans cet exemple, par trois signaux, le premier étant le signal 14, permettant, chacun, de commander l'ouverture de l'interrupteur 9, c'est-à-dire que l'état ouvert de l'interrupteur 9 est logiquement régi par une fonction OU à 3 entrées de commande d'ouverture, ou, exprimé autrement, son état fermé est régi par une fonction ET à 3 entrées de commande de fermeture. Le deuxième signal de commande a pour origine le circuit 31, appartenant, ici, au second ensemble 10, qui mémorise le fait que des données sont écrites ou lues dans les mémoires 30. Tout comme le registre 21, les mémoires 30 et le circuit 31 sont reliés-au bus 23, ce qui permet au circuit 31 de détecter les accès en écriture ou en lecture aux mémoires 30 à partir des autres circuits, non représentés, du télécopieur 1. En fonction de ces détections, le circuit 31 tient à jour une carte interne, ou descripteur, électronique des zones occupées dans les mémoires 30. En l'absence d'occupation des mémoires 30, le circuit 31 envoie, par le bus 23, un nombre de valeur nulle dans le registre 21, tandis que, dans le cas contraire, il lui envoie un nombre non nul de valeur prédéterminée. Le deuxième signal de commande est donc physiquement semblable au premier signal de commande 14, mais correspond à une valeur nulle dans le registre 21. Pour la fourniture du troisième signal de commande, il est prévu, dans cet exemple, un circuit détecteur de seuil bas de tension sur le fil d'alimentation 7, comportant un transistor PNP monté en ballast 41 (figure 3) dont l'émetteur est relié à la liaison 7 et dont le collecteur alimente le second ensemble 10. Le troisième signal commandant l'interrupteur 9 est en fait la tension d'alimentation présente sur la liaison 7. La base du transistor 41 est reliée à la masse à travers une résistance 42 et une zener 43 avec interrupteur commandable intégré. La zener 43 équivaut à un transistor interne PNP, émetteur à la masse, présentant un effet zener et commandé par sa tension base/émetteur. Une telle zener est commercialisée par la société MOTOROLA sous la référence LM431. Une résistance 44 est en parallèle entre l'émetteur et la base du transistor 41 et en détourne une partie du courant de commande du transistor 41, provenant de la liaison 7 et s'écoulant vers la zener 43 à travers la diode émetteur-base du transistor 41. Ce détournement permet d'obtenir une commutation franche du transistor 41 en cas de chute de tension sur la liaison 7. La zener 43 a une tension un peu inférieure à la tension de seuil à détecter (+ 5 volts), si bien que, en cas de chute de tension sur la liaison 7, le courant traversant l'émetteur du transistor 41 chute rapidement et interrompt la fourniture de courant au collecteur, donc aussi au second ensemble 10. Un pont diviseur résistif 45, 46, branché entre la liaison 7 et la masse, est relié par son point intermédiaire à une entrée de commande 47 de la zener 43 (base du transistor interne), afin de la rendre passante en présence de tension sur la liaison 7. Dans cet exemple, le pont diviseur 45, 46 n'a pas pour but de détecter une baisse de la tension sur la liaison 7, cette baisse étant détectée, comme expliqué, par comparaison des tensions sur la liaison 7 et sur la zener 43. L'anode d'une diode 48 est aussi reliée à l'entrée de commande 47 de la zener 43, tandis que sa cathode reçoit le signal de commande 14. L'état actif du signal de commande 14 correspond ici à une tension 0 volt, ce qui fait conduire la diode 48 et bloque la zener 43, donc aussi, faute de courant base, le transistor 41. On notera qu'il serait possible, en variante, d'avoir deux seuils, ctest-à-dire, après panne puis retour d'une alimentation en provenance de la source 2, autoriser l'alimentation du second ensemble 10 dès que l'alimentation 3 fournit à nouveau une tension sur le fil 4, et ce même si la tension batterie sur la liaison 7 est inférieure à un seuil haut. Sur la figure 3, il suffirait alors d'abaisser légèrement la tension de la zener 43 (seuil inférieur) et de commander, dans ce cas, la conduction de la zener 43 par le pont diviseur 45, 46, complété par une résistance reliant le fil 4 à l'entrée de commande 47, déterminant le seuil supérieur en fournissant un courant supplémentaire dans la résistance 46. Le fonctionnement du télécopieur 1 est décrit ci-dessous. A la mise sous tension du télécopieur 1 au moyen de la source 2, la batterie 5 se charge jusqu'à sa capacité maximale. L'entrée 11 fournissant une tension + 5 volts, le compteur 15 reste bloqué à l'état zéro, tandis que le comparateur 20 est bloqué en sortie et fournit un signal 14 de fermeture de l'interrupteur 9 (diode 48 bloquée par une tension haute). La zener 43 est passante, ce qui autorise l'état fermé de l'interrupteur 9. Pour sa part, le circuit 31 charge initialement une valeur nulle dans le registre 21. L'égalité des deux valeurs, zéro à ce moment, présentées aux entrées du comparateur 20, fournirait, en l'absence de l'entrée de commande du comparateur 20 à l'état + 5 volts, un signal 14 commandant l'ouverture de l'interrupteur 9. Cependant, à ce moment, l'entrée 11 force le signal 14 en un état commandant la fermeture de l'interrupteur 9. L'interrupteur 9, ne recevant aucune commande d'ouverture, est donc fermé, et alimente le second ensemble 10, ce qui permet un fonctionnement normal du télécopieur 1. Si le télécopieur 1 reçoit des données, pages de télécopie, provenant d'un autre télécopieur, elles sont mémorisées dans les mémoires 30, tandis que le circuit 31 garde trace de l'occupation mémoire correspondante et charge la valeur prédéterminée non nulle dans le registre 21. Si les mémoires 30 se vident, à la suite de l'impression de leurs données, le circuit 31 charge à nouveau une valeur nulle dans le registre 21. En cas d'arrêt de la fourniture de courant par la source 2, le fil 4 n'alimente plus les divers éléments du télécopieur 1 et son potentiel chute à 0 volt. La diode 6 limite au fil 7 la fourniture de courant en provenance de la batterie 5. L'entrée 11, passant à 0 volt, libère le compteur 15 et le comparateur 20. En l'absence de données dans les mémoires 30, le registre 21 fournissant une valeur nulle, le signal 14 change d'état immédiatement et l'interrupteur 9 s'ouvre, par application d'une tension nulle sur la diode 48. Pour éviter une courte ouverture initiale de l'interrupteur 9 dans une phase où le circuit 31 n'aurait pas encore, au moment de la disparition du + 5 volts, transmis le nombre non nul au registre 21, on comprendra qu'il peut être prévu de charger le registre 21 avec un nombre faible à la place du nombre nul, par exemple deux, afin de garantir une durée minimale de temporisation masquant le retard de l'arrivée du nombre non nul. En présence de données dans les mémoires 30, le compteur temporisateur 15 avance alors au rythme du signal d'horloge fourni par le circuit horodateur 17 et, lorsque ses sorties fournissent un nombre égal à celui du registre 21, le signal 14 passe à l'état commandant l'ouverture de l'interrupteur 9. Le second ensemble 10 de composants n'est plus alors alimenté. Le signal 14 bloque, par ailleurs, une porte, non représentée, contrôlant la fourniture du signal d'horloge au compteur 15, qui reste ainsi figé et maintient le signal 14. Connaissant les consommations des premier et second ensembles, ici respectivement 0,05 et 5 milliampères, il a été choisi, dans cet exemple de réalisation, une batterie de capacité un peu supérieure à 41 milliampères-heure (mA-h) permettant d'alimenter 1 heure (5 mA-h) le second ensemble 10 de circuits à forte consommation et 1 mois (36 mA-h) le premier ensemble 8 de circuits à faible consommation. La fonction détection de seuil bas de tension de l'interrupteur 9 sert à commander, en l'absence de tension fournie par la source 2, une ouverture anticipée de l'interrupteur 9 lorsque, la batterie 5 étant insuffisamment chargée lorsqu'elle doit fournir du courant, sa tension chute en dessous d'un seuil. Ce seuil correspond à l'énergie subsistante nécessaire pour alimenter le premier ensemble 8 de composants pendant la durée voulue après passage sous le seuil. En particulier, cela pourrait se traduire, dans le cas de la variante de l'interrupteur 9 (deux seuils), par une ouverture immédiate de l'interrupteur 9 si la tension batterie est inférieure au seuil ci-dessus lors du passage à 0 volt du fil 4. La valeur du seuil ci-dessus peut aussi être déterminée pour maintenir une marge de sécurité acceptable sur la tension de fonctionnement des circuits du premier ensemble 8, tension susceptible d'être de plus en plus perturbée par des appels de courant intenses des mémoires dynamiques 30 du second ensemble 10, à mesure que baisse la tension batterie. Le retour à l'état normal du télécopieur 1 se traduit par le passage à 5 volts du fil 4, ce qui inhibe le compteur 15, le comparateur 20 et ferme l'interrupteur 9, immédiatement, dans le cas de sa variante à deux seuils, ou après remontée de la tension batterie sur la liaison 7. On voit ainsi que le maintien de l'alimentation du premier ensemble 8 est prioritaire sur celui du second ensemble 10, dans cet exemple en fonction de trois critères : durée, seuil de tension, occupation des mémoires 30 ; d'autres choix de critères ou même des combinaisons de ceux-ci peuvent aussi être retenus. On comprendra qu'un détecteur de seuil, associé à un interrupteur distinct et remplissant avec lui la fonction de l'interrupteur 9, pourrait être prévu sous forme de circuit intégré. L'alimentation de ce détecteur devrait alors être sauvegardée, au moins tant qu'il détecterait une tension supérieure au seuil, puisque l'interrupteur 9 peut être agencé pour que la disparition du signal de commande issu du circuit détecteur de seuil maintienne l'interrupteur 9 à l'état ouvert, par exemple en branchant le pont 45, 46 en aval du ballast 41. Ce détecteur peut, en particulier, être prévu dans le premier ensemble 8. De même, le circuit 31 peut être ailleurs que dans le second ensemble 10 et peut, par exemple, être logé dans le premier ensemble 8. De façon pratique, on comprendra que la diode 6 pourrait etre reliée à une autre sortie de l'alimentation 3, fournissant une tension accrue pour compenser, ou même surcompenser, la chute de tension dans la diode 6 et ainsi garantir une charge complète de la batterie 5. REVENDICATIONS 1. Appareil de traitement d'informations comportant un premier ensemble (8) de composants de faible consommation, un second ensemble (10) de composants de forte consommation, des moyens d'alimentation (5) du premier ensemble (8) et des moyens d'alimentation du second ensemble, lesdits moyens d'alimentation (5) du premier ensemble (8) étant agencés pour sauvegarder ses informations en cas de mise hors tension de l'appareil et lesdits moyens d'alimentation des deux ensembles (8,10) étant agencés pour être reliés à une source (2) d'énergie externe de mise sous tension de l'appareil, appareil caractérisé par le fait que l'alimentation des deux dits ensembles (8, 10) est assurée par une unique batterie de sauvegarde (5), agencée pour donc alimenter le premier ensemble (8) et, par l'intermédiaire de moyens interrupteurs (9), le second ensemble (10), et le premier ensemble (8) est agencé pour contrôler les moyens interrupteurs (9) afin que la sauvegarde du premier ensemble (8) soit prioritaire sur celle du second ensemble (10). 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel le premier ensemble (8) de composants comporte un circuit temporisateur (12) agencé pour, en réponse à la réception, sur une de ses entrées (11), d'un signal (4) représentatif de la disparition de ladite source (2) d'énergie externe, fournir, avec un retard déterminé par rapport à ladite disparition, un signal de commande (14) d'ouverture des moyens interrupteurs (9). 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel ledit premier ensemble (8) de composants comporte un circuit (42-47) sensible à la tension de la batterie de sauvegarde (5), agencé pour commander l'ouverture des moyens interrupteurs (9 ; 41) lorsque ladite tension de batterie (5) est inférieure à un seuil déterminé. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le premier ensemble (8) de composants comporte un circuit mémoire (21, 31), décrivant l'état, vide ou non, de mémoires (30) du second ensemble (10), qui est agencé pour fournir un signal de commande d'ouverture (14) des moyens interrupteurs (9) lorsque lesdites mémoires (30) du second ensemble (10) ne contiennent pas de données.