[其他]限定程序计数器指针范围装置

说明书

本实用新型属于计算机可靠性技术领域，更确切地说，是保证计算机及电脑化设备当PC指针跳出用户指定程序区时能立即复位返回的硬件电路装置。用于计算机及其应用领域。

现有“自动复位保护微处理机系统现场”的电路和“微机监控器”（参见：美国《Eleotronic    Design》1981年2月19日P192和《小型微型计算机系统》1983年第3期“微机监控器及其应用”）。这些电路虽然能监视计算机的正常运行，但对因计算机工作不稳定、人为操作失误和电网电压波动等各种干扰造成的“飞程序”这一最常见的瞬时性故障，都不能立即发现，等到用户决定的监控器监控时间到再告警或重新启动时，常常是程序早已不知跳往何处去任意执行，RAM中内容被随机改写，故障前各种有用数据荡然无存，甚至会造成系统失控等严重后果。

本实用新型的目的是：通过增加硬件电路，保证计算机及电脑化设备，当PC指针跳出用户指定程序区时能立即复位返回，及时避免“飞程序”带来的各种不良后果，提高现有计算机及电脑化设备的使用效率。或者直接制造包含有本实用新型功能的计算机和电脑化设备。

实现本实用新型的方法是：利用计算机CPU内部都有程序计数器PC、外部都有用来识别机器周期的输出标志这两个特点，只要在图1所示的方框图中，设计一个监测电路（1），使之能在识别出取指周期时，判断出该周期内PC的内容是否在用户指定程序内存地址空间范围内，并由复位电路（2）做到：从用户指定程序中取出的指令，允许CPU加以译码和执行；凡是从用户指定程序之外的任何其它内存空间取指，CPU都立即复位。并使计算机自动重新进入用户指定程序。然后，该装置再自动继续工作。监测电路（1）所需的一组输入信号SCB：代表不同CPU识别取指周期所必需的系统控制总线输出信号；监测电路（1）所需的另一组输入信号MCS：代表反映PC内容是否在用户指定程序内存地址空间范围内的译码器输出信号；复位电路（2）的输入信号E，代表各种微机监控器发出的计算机故障信号。G代表原计算机RESET连线与CPU断路后的端子点。经该点连线作为复位电路（2）的另一输入信号，然后再通过（2）的输出F重新接往CPU的RESET端。

为了易于理解本实用新型，下面仅举其在Z80－CPU微型计算机上的一个实施例，结合附图2的电路原理图予以具体说明。

根据前述实现本实用新型方法和Z80－CPU时序，监测电路选择M₁和RD信号识别取指周期，用二者或非后的输出作为两输入端与门的开门信号。要求M₁和RD均为低电平时或非门输出高电平，一是为了缩短M₁有效时间，保证地址总线上的PC内容稳定后，存储器的片选信号、译码信号均已有效，二是为了能与中断请求／响应周期区别开。选择存储用户指定程序的内存地址的译码器输出信号PROM·SEL限制PC指针范围。在非取指时，或非门输出为低电平，两输入与门关闭；取指时或非门输出为高电平与门打开：这时如任一PROM·SEL输入为低电平，就表示PC内容在用户指定程序范围内；如PROM·SEL均为高电平即表示CPU是在非用户指定程序范围内取指，这时两输入与门立即输出高电平表示告警并启动复位电路。

图2中与复位电路有关的输入信号G、E和输出信号F的含义及接法与图1的说明相同。图2中74LS74是正沿触发双D型触发器74LS123是可再触发双单稳多谐振荡器。电路中与监测电路相连的D触发器的作用是每次故障出现一连串告警脉冲后，只收下第一个脉冲，在计算机重新启动进入用户指定程序前，两输入与门后来输出的告警脉冲再不起作用。由两个与非门组成的积分型单稳态电路的作用是：将D触发器输出的长正脉冲变成复位用短负脉冲，相当于按一次RESET键，不让RESET总为低电平。74LS123的作用是组成一延时电路，因为当用户指定程序不是从0000H地址开始时，在每次故障重新启动尚未进入用户指定程序前，要求D触发器不能复位。所以延时电路的调整时间就是要大于等于复位初始化程序执行时间，当计算机重新进入用户指定程序后，D触发器再复位。监测电路的监测重新有效，复位电路又一次处于待命状态，该装置自动继续工作。

图2电路及按本实用新型所述方法设计的其它类似电路都能达到本发明的目的。使得在计算机调试程序阶段，可以避免出错冲程序；当用于无法完全消除干扰的复杂现场时，可保护计算机RAM区内容不因PC指针跳离用户指定程序区而冲毁，以及避免“飞程序”造成的各种其它不良后果，弥补了“微机监控器”的不足。本实用新型和已有监控器方法配合使用，可提高计算机连续无间断运行时间和使用效率，对于过程控制中要求长期、连续、稳定运行的各种电脑化设备尤为适宜。