專利名稱：可編程的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件的可編程現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置(field mounted device)，并涉及改裝現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件的方法。
在過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)中，最好利用現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置產(chǎn)生表示過(guò)程變量的模擬或數(shù)字測(cè)量信號(hào)。過(guò)程變量可表示出，例如利用適當(dāng)?shù)膫鞲衅鳈z測(cè)的質(zhì)量流率，箱內(nèi)容量水平，壓力，溫度等等。
這種現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置通常相互連接，并且經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與過(guò)程控制計(jì)算機(jī)相連，它們通過(guò)，例如4～20mA電流回路和/或通過(guò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線向過(guò)程控制計(jì)算機(jī)發(fā)送測(cè)量信號(hào)。在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)方面，使用場(chǎng)總線系統(tǒng)，尤其是諸如Profibus-PA，F(xiàn)oundation Fieldbus，CANbus之類的串行系統(tǒng)和相應(yīng)的通信協(xié)議。
借助過(guò)程控制計(jì)算機(jī)，傳輸?shù)臏y(cè)量信號(hào)被測(cè)量并在，例如監(jiān)視器上被顯象為相應(yīng)的測(cè)量結(jié)果，和/或被轉(zhuǎn)換為用于致動(dòng)器，例如電磁閥，電動(dòng)機(jī)的控制信號(hào)。
除了它們的基本功能，即產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)之外，現(xiàn)在的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置具有支持有效并且可靠地控制被監(jiān)視過(guò)程的各種輔助功能性。這些功能性包括借助現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的自檢，存儲(chǔ)測(cè)量的數(shù)值，產(chǎn)生用于致動(dòng)器的控制信號(hào)之類的功能。由于現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的這種高功能性，過(guò)程控制功能可逐漸轉(zhuǎn)變到現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用范圍，從而過(guò)程控制系統(tǒng)可被組織成相應(yīng)的分散系統(tǒng)。這些輔助功能性還與，例如現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的啟動(dòng)，以及現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的連接相關(guān)。
現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的這些功能和其它功能，通常利用現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件包括微計(jì)算機(jī)和構(gòu)成該微計(jì)算機(jī)一部分的適當(dāng)軟件。在現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的起動(dòng)之前或者起動(dòng)過(guò)程中，軟件被寫(xiě)入微計(jì)算機(jī)的永久性存儲(chǔ)器，例如PROM，或者非易失性持久存儲(chǔ)器，例如EEPROM中，用于現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的操作的軟件可被載入易失性存儲(chǔ)器，例如RAM中。
根據(jù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)，以及單個(gè)工步的時(shí)序，現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置監(jiān)視的過(guò)程時(shí)常發(fā)生變化。因此，必須使現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置適應(yīng)于不斷變化的工藝條件，并進(jìn)一步研制現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置。這適用于傳感器，不過(guò)特別適用于實(shí)現(xiàn)的功能，例如傳感器的控制，測(cè)量信號(hào)的處理，或者測(cè)量結(jié)果的表示，另外還適用于與數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的通信。
對(duì)于在現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件中實(shí)現(xiàn)的功能的這種重構(gòu)，在可編程現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置中，對(duì)存儲(chǔ)軟件進(jìn)行主要的相應(yīng)修改是必需的。通常通過(guò)與現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置相連的控制器，就地進(jìn)行這種重構(gòu)，這種重構(gòu)可包括，例如，單個(gè)儀器參數(shù)的改變或者完整的處理程序的加載。
實(shí)現(xiàn)重構(gòu)的一種途徑是用含有修改后的軟件的存儲(chǔ)器替換含有要修改的軟件的存儲(chǔ)器，這可通過(guò)，例如重新布置單個(gè)存儲(chǔ)元件或者替換相應(yīng)的存儲(chǔ)板來(lái)完成。這需要打開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的外殼，從而必須關(guān)閉現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置。
另一缺陷是在這種重構(gòu)過(guò)程中，可能還必須關(guān)閉受影響的設(shè)備部分。
如果非易失性存儲(chǔ)裝置被用于存儲(chǔ)軟件，則重構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件的另一可能途徑是通過(guò)下載總線從大容量存儲(chǔ)器，例如磁盤(pán)，CD-ROM或者磁帶把修改后的軟件下載到信號(hào)處理器的易失性存儲(chǔ)器中，例如下載到RAM中。要修改的軟件隨后可在非易失性存儲(chǔ)器中被擦除，并用易失性存儲(chǔ)器含有的軟件替換。
對(duì)于這些重構(gòu)來(lái)說(shuō)，不必打開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的外殼；但是，必須使現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置離線，即，必須使其停止工作。這顯著地降低了重構(gòu)時(shí)間，但是仍然必須關(guān)閉受影響的設(shè)備部分。
這種重構(gòu)的另一缺陷是當(dāng)修改后的軟件還未被完全加載時(shí)，要修改的軟件不再被加載。這種情況持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)，發(fā)生外部干擾，例如電源變化的可能性就越大。由于寫(xiě)入非易失性存儲(chǔ)器需要相當(dāng)高的電壓，并且由于現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置中，尤其是故障自動(dòng)防護(hù)裝置中能量?jī)?chǔ)備通常較小，這會(huì)導(dǎo)致從易失性存儲(chǔ)器中擦除要加載的軟件，從而要加載的軟件不可用于重構(gòu)。因此，重構(gòu)將在未完成的情況下終止。通過(guò)，例如把微計(jì)算機(jī)重置為預(yù)先編制的缺省設(shè)置，并重新加載軟件可克服這種錯(cuò)誤情況，但是這延長(zhǎng)了現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的停機(jī)時(shí)間，并且可能延長(zhǎng)受影響的設(shè)備部分的停機(jī)時(shí)間。
但是，許多情況下，通過(guò)利用，例如輔助的儲(chǔ)能蓄電池和/或電容網(wǎng)絡(luò)增大可用電力來(lái)降低故障概率，和對(duì)具有最小空間和能量需要以及最小的電路復(fù)雜性的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件的需要相沖突。此外，對(duì)于多數(shù)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，尤其是在危險(xiǎn)領(lǐng)域，儲(chǔ)能電路的存儲(chǔ)容量受到與最大能量?jī)?chǔ)備相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)的限制。
于是，本發(fā)明的目的是提供一種可編程的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置，尤其是一種內(nèi)在安全的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置，包括在在線工作過(guò)程中可重構(gòu)的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件，并且在重構(gòu)過(guò)程中和重構(gòu)過(guò)程之后，該現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件不會(huì)處于由重構(gòu)引起的不確定或錯(cuò)誤的狀態(tài)中。此外，在重構(gòu)過(guò)程中，即使在電源故障之后，至少最后執(zhí)行的軟件將被存儲(chǔ)在現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件中。
為了獲得上述目的，本發(fā)明在于一種配置具有存儲(chǔ)器的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的方法，該方法包括下述步驟運(yùn)行可以對(duì)激活的第一存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀訪問(wèn)的計(jì)算過(guò)程，該第一存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)有可編程的第一裝置配置；釋放(deactivate)第一存儲(chǔ)區(qū)，其中所述步驟包括使所述計(jì)算過(guò)程不能訪問(wèn)第一存儲(chǔ)區(qū)；及激活存儲(chǔ)有可編程的第二裝置配置的釋放第二存儲(chǔ)區(qū)，其中所述步驟包括準(zhǔn)許所述計(jì)算過(guò)程對(duì)第二存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀訪問(wèn)。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和方法的改進(jìn)由相應(yīng)的從屬權(quán)利要求限定。
此外，本發(fā)明在于一種可編程的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置，包括包括多個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的存儲(chǔ)電路，每個(gè)存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)程序代碼，每個(gè)存儲(chǔ)區(qū)被有選擇地激活；配置成生成選擇信號(hào)的控制電路，選擇信號(hào)激活多個(gè)存儲(chǔ)區(qū)之一，產(chǎn)生含有代表第一裝置配置的第一程序代碼的激活存儲(chǔ)區(qū)，并釋放剩余的存儲(chǔ)區(qū)之一，產(chǎn)生用于存儲(chǔ)代表第二裝置配置的第二程序代碼的釋放存儲(chǔ)區(qū)。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例和目的的改進(jìn)由相應(yīng)的從屬權(quán)利要求限定。
此外，本發(fā)明在于一種為運(yùn)行計(jì)算過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置編制程序的方法，該方法包括下述步驟激活存儲(chǔ)第一可編程配置的第一存儲(chǔ)區(qū)；釋放存儲(chǔ)第二可編程配置的第二存儲(chǔ)區(qū)；利用第二可編程配置的修改，配置第二存儲(chǔ)區(qū)；及協(xié)調(diào)第二存儲(chǔ)區(qū)和計(jì)算過(guò)程的配置，第二存儲(chǔ)區(qū)的配置的協(xié)調(diào)包括在利用第二可編程配置的修改，配置第二存儲(chǔ)區(qū)的過(guò)程中，由計(jì)算過(guò)程同時(shí)執(zhí)行第一存儲(chǔ)區(qū)中的第一可編程配置，當(dāng)利用第二可編程配置的修改配置第二存儲(chǔ)區(qū)完成時(shí)，釋放第一存儲(chǔ)區(qū)，以及當(dāng)利用第二可編程配置的修改配置第二存儲(chǔ)區(qū)完成時(shí)，激活第二存儲(chǔ)區(qū)。
本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施例和改進(jìn)由相應(yīng)的從屬權(quán)利要求限定。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一是在重構(gòu)過(guò)程中，可以無(wú)變化地加載代表現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件的當(dāng)前配置的第一程序代碼，從而正運(yùn)行的軟件始終處于一致的狀態(tài)。由于在重構(gòu)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件是可供使用的，因此當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置工作進(jìn)，也可進(jìn)行重構(gòu)。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)是即使外部電源發(fā)生故障，利用在這種現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置中，尤其是在固有安全裝置中通常保留的能量，也能可靠并且始終如一地同時(shí)完成第一配置的釋放和第二配置的激活。
結(jié)合附圖，參考實(shí)施例的下述說(shuō)明，本發(fā)明及其其它優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的。在各個(gè)附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于表示相同的部件；已介紹的附圖標(biāo)記在后續(xù)附圖中不再重復(fù)。
圖1是具有現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件的可編程現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的實(shí)施例的示意方框圖；圖2是圖解說(shuō)明重構(gòu)圖1的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件的方法的優(yōu)先圖4是表示根據(jù)本發(fā)明的方法的改進(jìn)方法的步驟的流程圖。
可對(duì)本發(fā)明作不同的修改，附圖中僅給出了本發(fā)明的例證實(shí)施例，這里將詳細(xì)說(shuō)明這些例證實(shí)施例。但是應(yīng)明白，這并不意味著把本發(fā)明局限于公開(kāi)的特定形式，相反，本發(fā)明將覆蓋落入由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改，等同物和替換物。
圖1以方框圖的形式表示了用于產(chǎn)生至少一個(gè)模擬或數(shù)字測(cè)量信號(hào)x12的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的實(shí)施例，測(cè)量信號(hào)x12表示過(guò)程變量x11，例如箱內(nèi)容量水平，流動(dòng)流體的體積和/或質(zhì)量流率，壓力，或者介質(zhì)的pH值和/或溫度等等。
為了向其它過(guò)程監(jiān)視和/或過(guò)程控制信息系統(tǒng)，例如向存儲(chǔ)程序控制器和/或過(guò)程控制計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，例如測(cè)量信號(hào)x12，和/或接收數(shù)據(jù)，例如設(shè)置值，現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置包括通過(guò)通信接口11和外部總線系統(tǒng)2耦接的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1。這種總線系統(tǒng)，例如Profibus-PA，F(xiàn)oundation Fieldbus，CANbus等除了傳輸數(shù)據(jù)之外，還用于向連接的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置傳送動(dòng)力。
就通信接口11而論，可使用諸如標(biāo)準(zhǔn)接口RS-485或者4～20mA電流回路之類的雙線接口，或者諸如標(biāo)準(zhǔn)接口RS-422，TTY之類的多線接口，以及相應(yīng)的通信協(xié)議。
根據(jù)通信接口11的設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置可直接與總線系統(tǒng)2相連，或者可經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)程I/O模塊與總線系統(tǒng)2相連。后一情況下，可使用諸如HART，INTENSOR之類的靈巧協(xié)議，在這些協(xié)議中，對(duì)模擬測(cè)量信號(hào)x12進(jìn)行調(diào)頻或調(diào)幅，以便傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，響應(yīng)過(guò)程變量x11的傳感器3與現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置相連。傳感器3把過(guò)程變量x11轉(zhuǎn)換為代表該過(guò)程變量的傳感器信號(hào)x31，尤其是轉(zhuǎn)換為諸如信號(hào)電流，信號(hào)電壓之類的模擬信號(hào)，或者頻率信號(hào)。傳感器3可以是，例如Coriolis質(zhì)量流率傳感器，電磁體積流動(dòng)傳感器，壓力傳感器，溫度傳感器，水平傳感器等。
如圖1中所示，來(lái)自傳感器3的傳感器信號(hào)x31被提供給現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1的轉(zhuǎn)換器電路13的輸入端，轉(zhuǎn)換器電路13用于把信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字傳感器信號(hào)x32。為此，可使傳感器信號(hào)x31通過(guò)防偽信號(hào)濾波器，并利用適當(dāng)?shù)腁/D轉(zhuǎn)換器對(duì)其采樣，保持和數(shù)字化。數(shù)字傳感器信號(hào)x32通過(guò)可尋址的信號(hào)端口，從轉(zhuǎn)換器電路13的輸出端被提供給現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1的內(nèi)部總線系統(tǒng)12的數(shù)據(jù)總線。除了經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換器電路13與內(nèi)部總線系統(tǒng)12相連的傳感器3之外，或者代替該傳感器3，另一現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置，尤其是測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸裝置當(dāng)然可經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)慕涌谂c內(nèi)部總線系統(tǒng)12相連。
除了數(shù)字化傳感器信號(hào)x31之外，現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1還用于把數(shù)字傳感器信號(hào)x32轉(zhuǎn)換為測(cè)量信號(hào)x12，并產(chǎn)生通信協(xié)議。此外，現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1可向傳感器3提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，尤其是用于以電或機(jī)電方式激勵(lì)傳感器的信號(hào)。
現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1最好被包含在現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的單個(gè)電子設(shè)備外殼中；在具有傳感器模塊和信號(hào)處理模塊的模塊化現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的情況下，測(cè)量電子器件還可分布在這兩個(gè)模塊之間。
可利用，例如常規(guī)的ASIC和/或SMD技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1。
在所述類型的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的使用期限內(nèi)，通常在用戶方面和/或在制造商方面啟動(dòng)在現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1中完成一個(gè)或多個(gè)修改，例如包括，現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1的重新校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)的評(píng)估程序的改進(jìn)，和/或?qū)νㄐ艆f(xié)議的修改。
于是在現(xiàn)在的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置中，預(yù)計(jì)到可能發(fā)生修改的這種信號(hào)信號(hào)處理例程通常被持久地存儲(chǔ)為固定程控軟件?！俺志谩币环矫嬉馕吨词乖谥匦聠?dòng)現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1之后，尤其是在掉電再起動(dòng)之后，也可讀取并執(zhí)行該軟件，另一方面意味著可改編該軟件，尤其是用于重構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1。
于是如圖1中所示，現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1包括具有至少一個(gè)微處理器141的控制電路14，它最好通過(guò)總線系統(tǒng)12可獲得數(shù)字傳感器信號(hào)x32，并可獲得持久存儲(chǔ)在現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1的非易失性數(shù)字存儲(chǔ)電路15中的軟件。此外，通過(guò)總線系統(tǒng)2和現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1通信的外部過(guò)程可寫(xiě)入和/或讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15，從而寫(xiě)入和/或讀取存儲(chǔ)的軟件。
例如，可利用一個(gè)或多個(gè)EEPROM電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15。當(dāng)然，還可利用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的其它非易失性存儲(chǔ)電路，例如快速EEPROM，EPROM，和/或CMOS電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15。
對(duì)于快速信號(hào)處理例程，尤其是實(shí)時(shí)進(jìn)行的例程的實(shí)現(xiàn)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1最好包括用作主存儲(chǔ)器的快速存取易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路16，將頻繁運(yùn)行的程序代碼可從例如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15載入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路16中。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路16可通過(guò)內(nèi)部總線系統(tǒng)12與控制電路14相連，和/或作為超高速緩沖存儲(chǔ)器加入控制電路14中。可利用靜態(tài)和/或動(dòng)態(tài)RAM電路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路16。
現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件17還包括儲(chǔ)能電子器件17，例如儲(chǔ)能蓄電池和/或電容網(wǎng)絡(luò)，它最好用于存儲(chǔ)通過(guò)總線系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15進(jìn)行至少一次寫(xiě)訪問(wèn)所需的能量(尤其是在電源故障過(guò)程中)。
如圖2中所示，存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15中的軟件至少包括第一程序代碼C151，第一程序代碼C151代表現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1的第一配置，并占據(jù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15的激活的第一存儲(chǔ)區(qū)151。“激活的存儲(chǔ)區(qū)”意味著在微處理器141中運(yùn)行的至少一個(gè)計(jì)算過(guò)程tak1已讀取該存儲(chǔ)區(qū)，并可相應(yīng)地執(zhí)行存儲(chǔ)的程序代碼，例如程序代碼C151，“釋放的存儲(chǔ)區(qū)”意味著此時(shí)沒(méi)有在微處理器141中運(yùn)行的計(jì)算過(guò)程對(duì)該存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行讀取或?qū)懭氩僮鳌?br>
為了重構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1，根據(jù)本發(fā)明的有利特征，程序代碼C151被第二程序代碼C152代替，程序代碼C152用于重新編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)的軟件，并提供現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1的第二配置，以便在圖2中由虛線箭頭符號(hào)表示的第二程序代碼C152是可執(zhí)行的，或者取代程序代碼C151由計(jì)算過(guò)程tsk1執(zhí)行。如圖1中所示，為了修改正被執(zhí)行的軟件，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15還包括至少一個(gè)可激活的第二存儲(chǔ)區(qū)152，該存儲(chǔ)區(qū)含有程序代碼C152。程序代碼可是以完整的程序，例如產(chǎn)生測(cè)量信號(hào)x12的信號(hào)處理例程，單個(gè)程序步驟，和/或被編碼為程序參數(shù)的用于現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
此外，用于實(shí)現(xiàn)通信接口和/或用于驅(qū)動(dòng)外圍的指示和控制組件的例程可以程序代碼的形式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15中。尤其是在現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的啟動(dòng)過(guò)程中或者在啟動(dòng)之后，可由制造商和用戶在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15中產(chǎn)生并實(shí)現(xiàn)所述類型的程序代碼。
如圖3中所示，在現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1的工作過(guò)程中，在由步驟100表示的時(shí)間間隔中，計(jì)算過(guò)程tsk1可讀取存儲(chǔ)區(qū)151。這樣在步驟100中，在計(jì)算過(guò)程tsk1中，程序代碼C151至少被臨時(shí)執(zhí)行。為了在步驟200中生成程序代碼C152，啟動(dòng)第一配置過(guò)程tsk2，第一配置過(guò)程tsk2把相應(yīng)的修改數(shù)據(jù)TD，例如手動(dòng)輸入的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15。為此，配置過(guò)程tsk2最好能夠?qū)?shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15進(jìn)行讀取和寫(xiě)入操作。
配置過(guò)程tsk2可以是，例如在現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1中，或者經(jīng)過(guò)前面提及的調(diào)制解調(diào)器與通信接口11相連的外部編程裝置中運(yùn)行的編輯程序，或者把修改數(shù)據(jù)TD從大容量存儲(chǔ)器載入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15的例行程序。配置過(guò)程tsk2還可在經(jīng)過(guò)總線系統(tǒng)2發(fā)送修改數(shù)據(jù)TD的外部編程裝置上運(yùn)行。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1的重構(gòu)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置可保持測(cè)量狀態(tài)，即即使在重構(gòu)過(guò)程中，可執(zhí)行的軟件始終保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器15中。為此，如圖3中所示，即使在起動(dòng)配置過(guò)程tsk2之后，存儲(chǔ)區(qū)151仍然是激活的，從而至少前述計(jì)算過(guò)程tsk1仍可執(zhí)行代表目前有效的第一配置的程序代碼C151。
在包括計(jì)算過(guò)程tsk1和配置過(guò)程tsk2的這種多用戶環(huán)境中，必須協(xié)調(diào)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15的讀和/或?qū)懺L問(wèn)，以便可執(zhí)行的軟件，尤其是和預(yù)定的測(cè)量任務(wù)相符的軟件始終處于激活狀態(tài)；因此，必須防止可能導(dǎo)致運(yùn)行的軟件和測(cè)量任務(wù)之間相互矛盾的修改。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，在步驟400中，在控制電路14中起動(dòng)協(xié)調(diào)過(guò)程tsk4。協(xié)調(diào)過(guò)程tsk4控制在微處理器141中運(yùn)行的過(guò)程，尤其是借助配置過(guò)程tsk2和/或借助計(jì)算過(guò)程tsk1，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15的讀和/或?qū)懺L問(wèn)。
可由在現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1中實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)的持久管理程序完成協(xié)調(diào)過(guò)程tsk4。持久管理程序可由數(shù)據(jù)庫(kù)的更高級(jí)別的事項(xiàng)管理程序控制。該數(shù)據(jù)庫(kù)還可以軟件的形式持久地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15中。為了運(yùn)行該軟件，還可把持久管理程序，以及事項(xiàng)管理程序(如果有的話)載入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路16中。
在起動(dòng)配置過(guò)程tsk2之后，在步驟401中，正在控制電路14中執(zhí)行的協(xié)調(diào)過(guò)程tsk4記錄配置過(guò)程tsk2。
隨后協(xié)調(diào)過(guò)程tsk4為配置過(guò)程tsk2保留當(dāng)前釋放的存儲(chǔ)區(qū)152，以便在步驟201中，準(zhǔn)許配置過(guò)程tsk2唯一地對(duì)存儲(chǔ)區(qū)152進(jìn)行讀訪問(wèn)。這樣，和配置過(guò)程tsk2同時(shí)運(yùn)行任意配置過(guò)程不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)區(qū)152中。
隨后在步驟202中，配置過(guò)程tsk2把修改數(shù)據(jù)TD發(fā)送給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15。在配置過(guò)程tsk2已把程序代碼C152完整地轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)區(qū)152中，尤其是無(wú)錯(cuò)誤地轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)區(qū)152中之后，在步驟203中，配置過(guò)程tsk2向協(xié)調(diào)過(guò)程tsk4發(fā)送表征傳輸結(jié)束的命令EOT。
為了重構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1，現(xiàn)在只需要激活具有程序代碼C152的存儲(chǔ)區(qū)152。由于在某一時(shí)刻只有現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1的一個(gè)配置是有效的，即，由于同一時(shí)刻，存儲(chǔ)區(qū)151，152只有一個(gè)是可被激活的，因此必須首先釋放激活的存儲(chǔ)區(qū)151。
如圖3中所示，存儲(chǔ)區(qū)151的釋放和存儲(chǔ)區(qū)151的激活在單一步驟500中進(jìn)行，該步驟也由協(xié)調(diào)過(guò)程tsk4控制。用于釋放存儲(chǔ)區(qū)151并激活存儲(chǔ)區(qū)152的數(shù)字選擇信號(hào)x14由控制電路14產(chǎn)生。選擇信號(hào)x14可以是，例如，尋址并發(fā)送給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15，并用于用第二分支地址代替持久存儲(chǔ)的第一分支地址的寫(xiě)入指令，第一分支地址指向存儲(chǔ)區(qū)151，第二分支地址指向存儲(chǔ)區(qū)152；此外，用作選擇信號(hào)x14的寫(xiě)入指令可導(dǎo)致控制計(jì)算過(guò)程的第一分支地址的編碼標(biāo)識(shí)被第二分支地址的編碼標(biāo)識(shí)代替。
由于存儲(chǔ)區(qū)151，152實(shí)際上起交換緩沖區(qū)的作用，因此現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1只在較短的持續(xù)時(shí)間內(nèi)，即只在從激活的存儲(chǔ)區(qū)151切換到激活的存儲(chǔ)區(qū)152的時(shí)間內(nèi)處于臨界狀態(tài)，在該時(shí)間內(nèi)，第一配置停止工作，第二配置還未開(kāi)始工作。存儲(chǔ)區(qū)151，152的切換由對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15的單一寫(xiě)入訪問(wèn)實(shí)現(xiàn)，并且通過(guò)利用儲(chǔ)能電路17中存儲(chǔ)的能量?jī)?chǔ)備，可被容易地緩存。這樣，在重構(gòu)過(guò)程中和/或在上面提及的外部電源發(fā)生故障之后，當(dāng)前有效的軟件，從而現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1始終處于可運(yùn)行的狀態(tài)。
在步驟500完成之后，計(jì)算過(guò)程tsk1，如圖3中示意表示為步驟101，可執(zhí)行包含在存儲(chǔ)區(qū)152中的程序代碼C152。當(dāng)然，激活的程序代碼C151可按照上面描述的方式由另一程序代碼代替。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選改進(jìn)，在起動(dòng)配置過(guò)程tsk2之前，包含在存儲(chǔ)區(qū)151中的程序代碼C151由微處理器141控制的讀/寫(xiě)操作轉(zhuǎn)移到存儲(chǔ)區(qū)152中，從而程序代碼C151的副本被保留。這樣，即使在存儲(chǔ)區(qū)151中發(fā)生軟件和/或硬件錯(cuò)誤，程序代碼C151的可用性也較高，并且可利用，例如激活存儲(chǔ)區(qū)152的另一選擇信號(hào)以簡(jiǎn)單的方式重新激活程序代碼C151。程序代碼C151的復(fù)制可在，例如在加載程序代碼C151之后，或者在激活存儲(chǔ)區(qū)151之后立即進(jìn)行。按照類似的方式，在釋放存儲(chǔ)區(qū)151之后，可把程序代碼C152從存儲(chǔ)區(qū)152復(fù)制到存儲(chǔ)區(qū)151。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15可有利地被實(shí)現(xiàn)為包括存儲(chǔ)區(qū)151，152的單片電路。存儲(chǔ)區(qū)151和/或存儲(chǔ)區(qū)152也可被實(shí)現(xiàn)為永久地或者非永久地耦接總線系統(tǒng)12的模塊，非永久連接最好是插入連接。這種情況下，也可利用外部存儲(chǔ)電路，例如前面提及的與現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1相連的編程裝置中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路，實(shí)現(xiàn)激活的存儲(chǔ)區(qū)152，現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件1至少能夠暫時(shí)讀訪問(wèn)編程裝置中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路。
根據(jù)本發(fā)明的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的又一優(yōu)選改進(jìn)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路15還包括存儲(chǔ)第三程序代碼C153的可臨時(shí)激活的第三存儲(chǔ)區(qū)153，第三程序代碼C153代表現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置的第三配置。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)選改進(jìn)，在協(xié)調(diào)過(guò)程tsk4中記錄配置過(guò)程tsk2之后，起動(dòng)第二配置過(guò)程tsk3，以致兩個(gè)配置過(guò)程tsk2，tsk3并行運(yùn)行，即，實(shí)際上同時(shí)運(yùn)行，如圖4中步驟300所示。隨后，在步驟402中，同樣在協(xié)調(diào)過(guò)程tsk4中記錄配置過(guò)程tsk3，并且在步驟301中，為配置過(guò)程tsk3保留當(dāng)前釋放的存儲(chǔ)區(qū)153。類似于存儲(chǔ)區(qū)152的保留那樣進(jìn)行存儲(chǔ)區(qū)153的保留，以便配置過(guò)程tsk3可以唯一地對(duì)存儲(chǔ)區(qū)153進(jìn)行寫(xiě)訪問(wèn)。借助協(xié)調(diào)過(guò)程tsk4，存儲(chǔ)區(qū)153同時(shí)被調(diào)整，以便諸如計(jì)算過(guò)程tsk1之類的計(jì)算過(guò)程即不讀訪問(wèn)存儲(chǔ)區(qū)153，也不對(duì)存儲(chǔ)區(qū)153進(jìn)行寫(xiě)訪問(wèn)。
此外，配置過(guò)程tsk2也不能把數(shù)據(jù)寫(xiě)入存儲(chǔ)區(qū)153中。
根據(jù)本發(fā)明的方法的又一優(yōu)選改進(jìn)，在記錄配置過(guò)程tsk2之后，協(xié)調(diào)過(guò)程tsk4調(diào)整存儲(chǔ)區(qū)152，以便配置過(guò)程tsk3可能對(duì)存儲(chǔ)區(qū)152進(jìn)行讀訪問(wèn)。這樣，配置過(guò)程tsk2對(duì)存儲(chǔ)區(qū)152中的軟件進(jìn)行修改后，可進(jìn)行配置過(guò)程tsk3，并且就程序代碼C153的生成來(lái)說(shuō)，可把這種修改考慮在內(nèi)。
雖然在附圖和前述說(shuō)明中已詳細(xì)舉例說(shuō)明了本發(fā)明，但是這種舉例說(shuō)明應(yīng)被看作是例證性的，而不是對(duì)本發(fā)明的限制，應(yīng)理解只是例舉和說(shuō)明了例證實(shí)施例，落入這里說(shuō)明的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有改變和修改都應(yīng)得到保護(hù)。
權(quán)利要求
1．一種對(duì)具有存儲(chǔ)器的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置編程的方法，該方法包括下述步驟運(yùn)行可以對(duì)激活的第一存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀訪問(wèn)的計(jì)算過(guò)程，該第一存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)有可編程的第一裝置配置；釋放第一存儲(chǔ)區(qū)，其中所述步驟包括使所述計(jì)算過(guò)程不能訪問(wèn)第一存儲(chǔ)區(qū)；及激活存儲(chǔ)有可編程的第二裝置配置的釋放第二存儲(chǔ)區(qū)，其中所述步驟包括準(zhǔn)許所述計(jì)算過(guò)程對(duì)第二存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀訪問(wèn)。
2．按照權(quán)利要求1所述的方法，還包括下述步驟運(yùn)行可以對(duì)釋放的第二存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀訪問(wèn)和寫(xiě)訪問(wèn)的第二配置過(guò)程；及存儲(chǔ)第二存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)，以便修改第二存儲(chǔ)區(qū)中的第二裝置配置。
3．按照權(quán)利要求2所述的方法，還包括下述步驟在第一配置過(guò)程的運(yùn)行過(guò)程中，由計(jì)算過(guò)程執(zhí)行第一存儲(chǔ)區(qū)中的第一裝置配置。
4．按照權(quán)利要求2所述的方法，還包括下述步驟運(yùn)行可以對(duì)釋放的第三存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)訪問(wèn)的第二配置過(guò)程；及存儲(chǔ)第三存儲(chǔ)區(qū)中的數(shù)據(jù)。
5．按照權(quán)利要求3所述的方法，還包括下述步驟通過(guò)準(zhǔn)許第一配置過(guò)程獨(dú)占地訪問(wèn)第二存儲(chǔ)區(qū)，使第二配置過(guò)程不能訪問(wèn)第二存儲(chǔ)區(qū)；借助所述第二配置過(guò)程，修改第二存儲(chǔ)區(qū)中的第二裝置配置；及在所述修改步驟之后，準(zhǔn)許計(jì)算過(guò)程訪問(wèn)第二存儲(chǔ)區(qū)。
6．按照權(quán)利要求2所述的方法，還包括下述步驟把第一裝置配置存儲(chǔ)到第二存儲(chǔ)區(qū)中。
7．按照權(quán)利要求1所述的方法，還包括下述步驟利用指向第二存儲(chǔ)區(qū)的第二分支地址，改寫(xiě)指向第一存儲(chǔ)區(qū)的第一分支地址，以便在單個(gè)寫(xiě)訪問(wèn)中釋放第一存儲(chǔ)區(qū)，并激活第二存儲(chǔ)區(qū)。
8．按照權(quán)利要求7所述的方法，還包括下述步驟當(dāng)在第一存儲(chǔ)區(qū)中發(fā)生硬件或軟件錯(cuò)誤時(shí)，釋放第一存儲(chǔ)區(qū)；及當(dāng)發(fā)生所述錯(cuò)誤時(shí)，激活第二存儲(chǔ)區(qū)。
9．按照權(quán)利要求7所述的方法，還包括下述步驟把第一裝置配置從第一存儲(chǔ)區(qū)復(fù)制到第二存儲(chǔ)區(qū)中。
10．按照權(quán)利要求9所述的方法，還包括下述步驟在復(fù)制過(guò)程中，計(jì)算過(guò)程執(zhí)行第一存儲(chǔ)區(qū)中的第一裝置配置。
11．一種可編程的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置，包括包括多個(gè)存儲(chǔ)區(qū)的存儲(chǔ)電路，每個(gè)存儲(chǔ)區(qū)存儲(chǔ)程序代碼，每個(gè)存儲(chǔ)區(qū)被有選擇地激活；配置成生成選擇信號(hào)的控制電路，選擇信號(hào)激活多個(gè)存儲(chǔ)區(qū)之一，產(chǎn)生含有代表第一裝置配置的第一程序代碼的激活存儲(chǔ)區(qū)，并釋放剩余的存儲(chǔ)區(qū)之一，產(chǎn)生用于存儲(chǔ)代表第二裝置配置的第二程序代碼的釋放存儲(chǔ)區(qū)。
12．按照權(quán)利要求11所述的裝置，其中控制電路包括微處理器，微處理器能夠讀訪問(wèn)激活的存儲(chǔ)區(qū)，以便執(zhí)行第一程序代碼。
13．按照權(quán)利要求11所述的裝置，還包括構(gòu)造成修改釋放的存儲(chǔ)區(qū)中的第二程序代碼的配置裝置。
14．按照權(quán)利要求13所述的裝置，其中控制電路被構(gòu)造成準(zhǔn)許配置裝置對(duì)釋放的存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行讀寫(xiě)訪問(wèn)，以便修改第二程序代碼。
15．按照權(quán)利要求11所述的裝置，其中控制電路還被構(gòu)造成釋放含有第一程序代碼的激活存儲(chǔ)區(qū)，并激活含有修改后的第二程序代碼的釋放存儲(chǔ)區(qū)。
16．按照權(quán)利要求12或15所述的裝置，其中控制電路還被構(gòu)造成使微處理器可以對(duì)含有第二程序代碼的存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行讀訪問(wèn)，以便執(zhí)行所述程序代碼。
17．按照權(quán)利要求11所述的裝置，其中通過(guò)在存儲(chǔ)電路中寫(xiě)入對(duì)應(yīng)于所述存儲(chǔ)區(qū)的分支地址，激活含有第二程序代碼的釋放存儲(chǔ)區(qū)。
18．按照權(quán)利要求11所述的裝置，其中通過(guò)利用對(duì)應(yīng)于含有第二程序代碼的存儲(chǔ)區(qū)的分支地址，改寫(xiě)對(duì)應(yīng)于所述存儲(chǔ)區(qū)地址的存儲(chǔ)電路中的分支地址，釋放含有第一程序代碼的激活存儲(chǔ)區(qū)。
19．按照權(quán)利要求11所述的裝置，其中存儲(chǔ)電路是非易失性存儲(chǔ)器。
20．按照權(quán)利要求11所述的裝置，其中存儲(chǔ)電路是EEPROM。
21．按照權(quán)利要求11所述的裝置，還包括被構(gòu)造成保存用于對(duì)存儲(chǔ)電路進(jìn)行至少一次寫(xiě)訪問(wèn)的能量的儲(chǔ)能裝置。
22．一種為運(yùn)行計(jì)算過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置編制程序的方法，該方法包括下述步驟激活存儲(chǔ)第一可編程配置的第一存儲(chǔ)區(qū)；釋放存儲(chǔ)第二可編程配置的第二存儲(chǔ)區(qū)；利用第二可編程配置的修改，配置第二存儲(chǔ)區(qū)；及協(xié)調(diào)第二存儲(chǔ)區(qū)和計(jì)算過(guò)程的配置，第二存儲(chǔ)區(qū)的配置的協(xié)調(diào)包括在利用第二可編程配置的修改，配置第二存儲(chǔ)區(qū)的過(guò)程中，由計(jì)算過(guò)程同時(shí)執(zhí)行第一存儲(chǔ)區(qū)中的第一可編程配置，當(dāng)利用第二可編程配置的修改配置第二存儲(chǔ)區(qū)完成時(shí)，釋放第一存儲(chǔ)區(qū)，以及當(dāng)利用第二可編程配置的修改配置第二存儲(chǔ)區(qū)完成時(shí)，激活第二存儲(chǔ)區(qū)。
23．按照權(quán)利要求22所述的方法，其中激活第二存儲(chǔ)區(qū)并釋放第一存儲(chǔ)區(qū)的步驟包括利用指向第二存儲(chǔ)區(qū)的第二分支地址改寫(xiě)指向第一存儲(chǔ)區(qū)的第一分支地址的步驟。
24．按照權(quán)利要求22所述的方法，其中利用計(jì)算過(guò)程，協(xié)調(diào)第二存儲(chǔ)區(qū)的配置的步驟包括下述步驟使計(jì)算過(guò)程不能訪問(wèn)第二存儲(chǔ)區(qū)；準(zhǔn)許配置過(guò)程獨(dú)占地訪問(wèn)第二存儲(chǔ)區(qū)；及在修改步驟之后，準(zhǔn)許計(jì)算過(guò)程訪問(wèn)第二存儲(chǔ)區(qū)。
25．按照權(quán)利要求22所述的方法，其中利用對(duì)分支地址的單一寫(xiě)訪問(wèn)，完成激活第二存儲(chǔ)區(qū)并釋放第一存儲(chǔ)區(qū)的步驟。
全文摘要
為了在現(xiàn)場(chǎng)安裝裝置電子器件中,在計(jì)算過(guò)程的運(yùn)行過(guò)程中,對(duì)該裝置編程,該裝置具有存儲(chǔ)第一可編程配置的激活第一存儲(chǔ)區(qū)和存儲(chǔ)第二可編程配置的釋放第二存儲(chǔ)區(qū)。修改第二可編程配置。同時(shí),計(jì)算過(guò)程執(zhí)行第一存儲(chǔ)區(qū)中的第一可編程配置。當(dāng)?shù)诙鎯?chǔ)區(qū)的配置完成時(shí),釋放第一存儲(chǔ)區(qū),并激活第二存儲(chǔ)區(qū),以便計(jì)算過(guò)程執(zhí)行修改后的第二可編程配置。
文檔編號(hào)G01D3/02GK1293398SQ00131429
公開(kāi)日2001年5月2日 申請(qǐng)日期2000年10月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月18日
發(fā)明者約切·斯蒂紐斯, 莫尼卡·班澤夫 申請(qǐng)人:安德雷斯和霍瑟·弗羅泰克有限公司