DE10348448A1

DE10348448A1 - Non-volatile data storage method for processor-based control device e.g. for machine tool, by monitoring changes to data stored in volatile memory and storing changed data in non-volatile memory

Info

Publication number: DE10348448A1
Application number: DE2003148448
Authority: DE
Inventors: Rainer Dirnfeldner; Roman Dr. Hodek; Reiner Müller; Guido Dr. Seeger; Josef Willert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2005-05-19

Abstract

The method involves defining a data consistency region in a volatile memory medium (11) of the control device (1). A start state of this region is stored in a non-volatile memory medium (2). Changes to the data stored in the data consistency region are monitored. If there is a change, the changed data are stored in the non-volatile memory medium, and in the event of a loss of data, the last consistent data stored in the data consistency region are copied from the non-volatile memory medium to the volatile memory medium. An independent claim is included for a machine tool or production machine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur persistenten Datenhaltung einer prozessorgesteuerten Steuerungs- oder Regelungseinrichtung sowie eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to a method for persistent data storage of a processor-controlled control or regulating device and a control or regulating device for carrying out the Process.

Die Gewährleistung einer persistenten Datenhaltung einer prozessorgesteuerten Einrichtung z.B. nach einem Ausfall der Versorgungsspannung der Einrichtung, stellt in der Technik ein weit verbreitetes Problem dar. Insbesondere bei einer prozessorgesteuerten Steuerungs- oder Regelungseinrichtung z.B. einer Werkzeug- oder Produktionsmaschine muss unbedingt sichergestellt werden, dass z.B. nach einem Spannungsausfall der Bearbeitungs- bzw. Produktionsvorgang möglichst exakt an der Stelle weitergeführt werden kann, an der er durch den Spannungsausfall unterbrochen wurde. Hierzu ist eine persistente Datenhaltung der prozessorgesteuerten Steuerungs- oder Regelungseinrichtung unbedingt erforderlich.The warranty a persistent data storage of a processor-controlled device, e.g. after a failure of the supply voltage of the device, provides a widespread problem in the art a processor controlled controller, e.g. of a tool or production machine must necessarily be ensured be that e.g. after a power failure of the processing or Production process as possible continued exactly at the point which it was interrupted by the power failure. For this purpose, a persistent data management of the processor-controlled Control or Control device absolutely necessary.

In 1 ist eine handelsübliche Steuerungseinrichtung dargestellt. Die Steuerungseinrichtung 1 weist einen nicht flüchtiges Speichermedium in Form einer Flashkarte 2 auf, die Daten in Form von einem Steuerprogramm und Parametern oder sonstigen Daten nicht flüchtig gespeichert hat, d.h. die Daten bleiben auch nach einem Ausfall der Versorgungsspannung der Steuerungseinrichtung 1 auf der Flashkarte 2 erhalten. Anstatt der Flashkarte 2 könnte z.B. auch eine Festplatte vorgesehen sein. Nach dem Einschalten der Steuereinrichtung 1 werden die Daten 10 bei handelsüblichen Systemen in ein weiteres nicht flüchtigen Speichermedium, das häufig handelsüblich in Form eines SRAM-Speichers 7 (Static Random Access Memory) vorliegt, übertragen. Das Übertragen der Daten 10 in den SRAM-Speicher 7 ist durch einen Pfeil 3 angedeutet. Im Falle eines Ausfalls der Versorgungsspannung bleiben die Daten 10 im SRAM-Speichers 7 erhalten. Eine persistente Datenhaltung wird somit handelsüblich mit Hilfe von SRAM-Speicherbausteinen sichergestellt. Selbstverständlich enthält die Steuereinrichtung 1 noch weitere Komponenten, die jedoch der Übersichtlichkeit halber, da sie für das Verständnis der vorliegenden Erfindung unwesentlich sind, in 1 nicht dargestellt sind.In 1 a commercial control device is shown. The control device 1 has a non-volatile storage medium in the form of a flash card 2 on, the data in the form of a control program and parameters or other data has not stored volatile, ie the data remain even after a failure of the supply voltage of the control device 1 on the flashcard 2 receive. Instead of the flashcard 2 For example, a hard disk could also be provided. After switching on the control device 1 become the data 10 in commercial systems in another non-volatile storage medium, which is often commercially available in the form of an SRAM memory 7 (Static Random Access Memory) is present. Transferring the data 10 in the SRAM memory 7 is by an arrow 3 indicated. In the event of a power failure, the data will remain 10 in the SRAM memory 7 receive. A persistent data management is thus ensured commercially with the aid of SRAM memory modules. Of course, the controller includes 1 yet other components, but for the sake of clarity, since they are immaterial to the understanding of the present invention, in 1 are not shown.

Dies hat in der Praxis zahlreiche Nachteile. Die Kosten eines SRAM-Speichermediums sind weit höher als die eines gleich großen flüchtigen Speichers wie z.B. eines DRAM-Speichers (Dynamic Random Access Memory). Weiterhin wird zur Aufrechterhaltung der Stützspannung bei SRAM-Speichern eine Batterie oder ein Kondensator benötigt, wodurch zusätzliche Kosten entstehen. SRAM-Speicherbausteine benötigen zudem auf einer Platine aufgrund ihrer relativ geringen Integrationsdichte mehr Platz als DRAM-Speicherbausteine. Der Aufbau einer Steuerungs- oder Regelungseinrichtung mit SRAM-Speicherbaustein weist somit eine geringere Integrationsdichte auf als dies mit einer Realisierung mit DRAM-Speicherbaustein möglich wäre. Weiterhin ist der Zugriff auf SRAM-Speicherbausteine durch den Prozessor in der Regel langsamer als bei DRAM-Speicherbausteinen. Dadurch ergibt sich bei Verwendung eines identischen Prozessors bei der Verwendung von SRAM-Speicherbaustein als Arbeitsspeicher eines Prozessors eine geringere Leistung des Gesamtsystems als bei der Verwendung von DRAM-Speicherbausteinen als Arbeitsspeicher.This has many disadvantages in practice. The cost of an SRAM storage medium are far higher as that of an equal size volatile Memory such as e.g. a DRAM (Dynamic Random Access Memory) memory. Furthermore, to maintain the support voltage in SRAM memories a battery or a capacitor is needed, which adds extra Costs arise. SRAM memory devices also require a circuit board due to their relatively low integration density more space than DRAM memory devices. The structure of a control or regulating device with SRAM memory module thus has a lower integration density on as this would be possible with a realization with DRAM memory device. Farther is the access to SRAM memory chips by the processor in the Usually slower than with DRAM memory modules. This results when using an identical processor when using SRAM memory device as main memory a processor has a lower performance of the overall system than at the use of DRAM memory devices as a working memory.

Häufig besteht vom Hersteller auch der Wunsch, unterschiedliche Leistungsstufen einer Steuerungs- oder Regelungseinrichtung anzubieten. Dies führt in der Regel dazu, dass sich damit auch die Größe des benötigten SRAM-Speichers zwischen den einzelnen Leistungsstufen unterscheidet. Da die Kosten für SRAM-Speicherbausteine relativ hoch sind und die Bauteile zudem mehr Platz benötigen, besteht aus wirtschaftlichen Grün den oft die Notwendigkeit für unterschiedliche Leistungsstufen unterschiedliche Hardwareausprägungen der Steuerungs- oder Regelungseinrichtung anzubieten. Diese unterschiedlichen Hardwareausprägungen bedingen zusätzliche Kosten.Often exists From the manufacturer also the desire, different performance levels to offer a control or regulating device. This leads in the As a rule, the size of the required SRAM memory between the different performance levels. As the cost of SRAM memory chips are relatively high and the components also require more space, there is because of economical reasons often the need for different power levels different hardware versions of the Control or To offer control device. These different hardware characteristics require additional Costs.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Verfahren zur persistenten Datenhaltung einer prozessorgesteuerten Steuerungs- oder Regelungseinrichtung zu schaffen, dass ohne die Verwendung eines nicht flüchtigen Speichermediums als Arbeitsspeicher auskommt.Of the The invention is therefore based on the object, a cost-effective Method for persistent data storage of a processor-controlled Control or regulating device to create that without the Use of a non-volatile Storage medium works as a working memory.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur persistenten Datenhaltung einer prozessorgesteuerten Steuerungs- oder Regelungseinrichtung, wobei mindestens ein Datenkonsistenzbereich auf einem flüchtigen Speichermedium der Steuerungs- oder Regelungseinrichtung definiert wird, wobei ein Anfangszustand des Datenkonsistenzbereiches auf einem nichtflüchtigen Speichermedium hinterlegt ist, wobei der Datenkonsistenzbereich auf Veränderung seiner gespeicherten Daten überwacht wird, wobei im Falle von Veränderungen der Daten eine konsistente Speicherung der veränderten Daten in dem nichtflüchtigen Speichermedium erfolgt und im Falle eines Verlustes der Daten im flüchtigen Speichermedium der zuletzt konsistent gespeicherte Datenkonsistenzbereich vom nichtflüchtigen Speichermedium auf das flüchtige Speichermedium kopiert wird, gelöst.These Task is a method for persistent data management of a processor-controlled control or regulating device, wherein at least a data consistency area on a volatile storage medium of Control device is defined, wherein a Initial state of the data consistency area on a non-volatile Storage medium is deposited, where the data consistency range on changing his monitored stored data being, in case of changes The data is a consistent storage of the changed data in the non-volatile Storage medium takes place and in case of loss of data in volatile Storage medium The most consistently stored data consistency area from the non-volatile Storage medium on the volatile Storage medium is copied, solved.

Eine erste vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine konsistente Speicherung der veränderten Daten in dem nichtflüchtigen Speichermedium erfolgt indem überprüft wird, ob sämtliche veränderten Daten des Datenkonsistenzbereiches vor Verlust der Daten des flüchtigen Speichermediums auf dem nicht flüchtigen Speichermedium gespeichert wurden, wobei eine Speicherung der veränderten Daten in dem nichtflüchtigen Speichermedium durch Überschreiben der jeweilig zugehörigen Daten des Datenkonsistenzbereiches vom Anfangszustand auf dem nichtflüchtigen Speichermedium durchgeführt wird, wobei falls nicht sämtliche veränderten Daten des Datenkonsistenzbereiches vor Verlust der Daten des flüchtigen Speichermediums auf dem nicht flüchtigen Speichermedium gespeichert wurden, die letzte vollständig durchgeführte Speicherung des Datenkonsistenzbereichs, als zuletzt konsistent gespeicherte Datenkonsistenzbereich definiert wird. Hierdurch wird eine besonders sichere konsistente Speicherung der veränderten Daten in den nicht flüchtigen Speichermedium sichergestellt.A first advantageous embodiment of the invention is characterized in that a consistent storage of the changed data in the non-volatile Storage medium is done by checking whether all changed Data Consistency Area Data Loss of Volatile Data Storage medium on the non-volatile storage medium stored, with a storage of the changed Data in the non-volatile Storage medium by overwriting the respective associated Data consistency data from the initial state on the nonvolatile storage medium carried out is, if not all changed data of data consistency area before loss of data of volatile Storage medium on the non-volatile Storage medium, the last fully performed storage of the data consistency area, as last saved consistently Data consistency range is defined. This will be a particularly safe Consistent storage of changed data in the non-volatile Storage medium ensured.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Datenkonsistenzbereich in Datenfragmentbereiche unterteilt wird, wobei der Datenkonsistenzbereich auf Veränderung seiner gespeicherten Daten überwacht wird, in dem jeder Datenfragmentbereich auf Veränderungen seiner Daten überwacht wird. Eine Unterteilung der Datenkonsistenzbereiche in Datenfragmentbereiche erlaubt eine besonders schnelle und effektive Überwachung auf Veränderung der Daten innerhalb des Datenkonsistenzbereichs.Further proves to be advantageous if the data consistency area is divided into data fragment areas, where the data consistency area on change monitored his stored data where each data fragment area is monitored for changes in its data becomes. A subdivision of the data consistency areas into data fragment areas allows a particularly fast and effective monitoring for change the data within the data consistency area.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Falle von Veränderungen der Daten eine konsistente Speicherung der veränderten Daten in dem nichtflüchtigen Speichermedium erfolgt, indem überprüft wird, ob sämtliche veränderten Datenfragmentbereiche vor Verlust der Daten des flüchtigen Speichermediums auf dem nicht flüchtigen Speichermedium gespeichert wurden, wobei eine Speicherung der veränderten Datenfragmentbereiche in dem nichtflüchtigen Speichermedium durch Überschreiben der jeweilig zugehörigen Datenfragmentbereiche des Datenkonsistenzbereiches vom Anfangszustand auf dem nichtflüchtigen Speichermedium durchgeführt wird, wobei falls nicht sämtliche veränderten Datenfragmente des Datenkonsisistenzbereiches vor Verlust der Daten des flüchtigen Speichermediums auf dem nicht flüchtigen Speichermedium gespeichert wurden, die letzte vollständig durchgeführte Speicherung des Datenkonsistenzbereichs, als zuletzt konsistent gespeicherte Datenkonsistenzbereich definiert wird. Hierdurch ist eine besonders sichere konsistente Speicherung der veränderten Daten in den nicht flüchtigen Speichermedium sichergestellt.A Further advantageous embodiment of the invention is characterized in that that in case of changes The data is a consistent storage of the changed data in the non-volatile Storage medium is done by checking whether all changed Data fragment areas before losing the data of the volatile Storage medium on the non-volatile Storage medium were stored, with a storage of the changed Data fragment areas in the nonvolatile storage medium by overwriting the respective associated Data fragment areas of the data consistency area from the initial state on the non-volatile Storage medium is carried out if not all changed Data fragments of the data consistency area before loss of the data of the fleeting Storage medium on the non-volatile Storage medium, the last fully performed storage of the data consistency area, as last saved consistently Data consistency range is defined. This is a special secure consistent storage of changed data in the non volatile Storage medium ensured.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn als Mittel zur Überwachung des Datenkonsistenzbereichs auf Veränderung seiner gespeicherten Daten eine Paging Unit einer Central Prozessor Unit vorgesehen ist. Mit Hilfe einer Paging Unit einer Central Prozessor Unit lässt sich die Überwachung des Datenkonsistenzbereichs auf Veränderung seiner gespeicherten Daten besonders effektiv realisieren.Farther proves to be advantageous if as a means of monitoring the data consistency area to change its stored data a paging unit of a central processor unit is provided. With Help of a paging unit of a central processor unit can be The supervision the data consistency area to change its stored Realize data particularly effectively.

Im vorgenannten Zusammenhang erweist es sich zur Durchführung des Verfahrens als besonders günstig, dass eine Steuerungs- oder Regelungseinrichtung vorgesehen ist, mit mindestens einem flüchtigen und mindestens einem nicht flüchtigen Speichermedium und mit einem Mittel zur Überwachung des Datenkonsistenzbereiches auf Veränderung seiner gespeicherten Daten und einem Mittel zum konsistenten Speichern und Kopieren des mindestens einen Datenkonsistenzbereiches.in the the aforementioned context, it proves to carry out the Process as particularly favorable, that a control or Control device is provided with at least one volatile and at least one non-volatile Storage medium and with a means for monitoring the data consistency range on change its stored data and means for consistent storage and copying the at least one data consistency area.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn als Mittel zur Überwachung des Datenkonsistenzbereiches auf Veränderung seiner gespeicherten Daten eine Paging Unit einer Central Prozessor Unit vorgesehen ist. Moderne Prozessoren sind heutzutage oft schon mit einer integrierten Paging Unit ausgestattet, so dass keine zusätzliche Hard- oder Software zur Realisierung des Mittels zur Überwachung des Datenkonsistenzbereiches mehr benötigt wird.Further proves to be advantageous if as a means of monitoring of the data consistency area to change its stored Data is provided a paging unit of a central processor unit. Modern processors are often already integrated today Paging Unit equipped, so no additional hardware or software for implementing the means for monitoring the data consistency range more needed becomes.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn als Mittel zum konsistenten Speichern und Kopieren des Datenkonsistenzbereichs eine Betriebssystemfunktionalität vorgesehen ist. Moderne Betriebssysteme weisen häufig bereits Betriebssystemfunktionalitäten auf, die das konsistente Speichern und Kopieren von Datenkonsistenzbereichen unterstützen.Further proves to be advantageous if as a means to consistent Saving and copying the data consistency area provided an operating system functionality is. Modern operating systems often already have operating system functionalities, Consistently saving and copying data consistency areas support.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn als Datenkonsistenzbereich ein Memory Map File vorgesehen ist. Die Verwendung von Memory Map Files zur Definition von Datenkonsistenzbereichen werden von modernen Betriebssystemen häufig schon unterstützt.Farther proves to be advantageous if as a data consistency area a memory map file is provided. The use of Memory Map Files for defining data consistency ranges are used by modern ones Operating systems frequently already supported.

Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn als nicht flüchtiges Speichermedium ein Netzlaufwerk vorgesehen ist, da dann das nicht flüchtige Speichermedium auch außerhalb der Regelungs- oder Steuerungseinrichtung realisiert werden kann.Further it proves to be advantageous if as non-volatile Storage medium a network drive is provided, because then that is not volatile storage medium also outside the control or regulating device can be realized.

Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn eine Werkzeug- oder Produktionsmaschine mit einer Steuer- oder Regeleinrichtung ausgestattet ist, auf der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Insbesondere bei Steuer- oder Regeleinrichtungen von Werkzeug- oder Produktionsmaschinen ist es besonders wichtig, eine persistente Datenhaltung sicherzustellen. Es sei jedoch an dieser Stelle ausdrücklich angemerkt, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch für Steuerungs- oder Regelungseinrichtungen auf anderen technischen Gebieten geeignet ist.Furthermore, it proves to be advantageous if a tool or production machine is equipped with a control or regulating device on which the method according to the invention is carried out. Especially with control or regulating devices of tool or production machines, it is particularly important to ensure a persistent data management. However, it should be expressly noted at this point that the erfindungsge appropriate method is also suitable for control or regulating devices in other technical fields.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigen:One embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below explained in more detail. there demonstrate:

1 eine handelsübliche Steuereinrichtung, 1 a commercially available control device,

2 eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung und 2 a control device according to the invention and

3 ein detailliertes Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung. 3 a detailed block diagram of a control device according to the invention.

Das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin als Arbeitsspeicher einer prozessorgesteuerten Steuerungs- oder Regelungseinrichtung ein flüchtiges Speichermedium z.B. in Form eines DRAM-Speichers als Arbeitsspeicher eines Prozessors zu verwenden und die Daten im flüchtigen Speichermedium abzulegen und eine Kopie davon auf einem nicht flüchtigen Speichermedium z.B. einer Flashkarte oder einer Festplatte als Backup zu halten. Jede Veränderung der Daten des nicht flüchtigen Speichermediums wird überwacht und fortlaufend auf dem nicht flüchtigen Speichermedium nachgeführt. Nach dem Ende z.B. eines Spannungsausfalls wird das dadurch in dem nicht flüchtigen Speichermedium erzeugte Backup in das flüchtigen Speichermedium zurückkopiert und damit der ursprüngliche Zustand vor Spannungsausfall wieder hergestellt.The Basic principle of the method according to the invention consists of as a memory of a processor-controlled control or control device a volatile Storage medium e.g. in the form of a DRAM memory as a working memory to use a processor and the data in volatile Store storage medium and a copy of it on a non-volatile Storage medium e.g. a flash card or a hard disk as a backup to keep. Every change the data of the non-volatile Storage medium is monitored and continuously on the non-volatile Tracking medium tracked. After the end, e.g. a power failure is characterized in the non-volatile Storage medium produced backup back into the volatile storage medium and thus the original one Condition restored before power failure.

In 2 ist in Form eines Blockschaltbildes schematisch das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt. Eine Steuereinrichtung 1 enthält neben zahlreichen anderen Komponenten, die da sie für das Verständnis der Erfindung unwesentlich sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind, ein nicht flüchtiges Speichermedium in Form einer Flashkarte 2, welches über eine Verbindung 3 mit einem flüchtigen Speichermedium, das in dem Ausführungsbeispiel in Form eines DRAM 11 vorliegt, verbunden ist. Nach dem erstmaligen Einschalten der Spannungsversorgung werden Daten 10 von der Flashkarte 2 in den DRAM-Speicher 11 überspielt. Die Daten 10 können dabei z.B, in Form von Parametern, einem Steuerprogramm oder sonstigen Daten vorliegen. Der DRAM-Speicher 11 dient dabei als Arbeitsspeicher eines nicht in 2 dargestellten Prozessors. Der DRAM-Speicher 11 wird nun laufend auf Veränderungen seiner Daten überwacht und geänderte Daten werden vom DRAM-Speicher 11 auf die Flashkarte 2 kopiert. Bei Ausfall der Spannungsversorgung befindet sich dann eine vollständiger Backup (Kopie) des Inhaltes des DRAM-Speichers 11 direkt vor dem Spannungsausfall. Nach Wiederherstellung der Spannungsversorgung wird über die Verbindung 3 der Backup wieder in den DRAM-Speicher 11 zurückkopiert und die Steuerungseinrichtung 1 kann die Arbeit exakt an der Stelle, an der sie vorher unterbrochen wurde, wieder aufnehmen. Selbstverständlich kann anstatt der Steuerungseinrichtung 1 auch eine Regelungseinrichtung vorliegen. Wichtig dabei ist, dass die Sicherung der Daten auf dem nicht flüchtigen Speichermedium konsistent erfolgt.In 2 is shown schematically in the form of a block diagram, the inventive method. A control device 1 contains, among numerous other components, which are not essential for the understanding of the invention are not shown for clarity, a non-volatile storage medium in the form of a flash card 2 which has a connection 3 with a volatile storage medium, which in the embodiment in the form of a DRAM 11 present, is connected. After the power is turned on for the first time, the data becomes 10 from the flashcard 2 in the DRAM memory 11 dubbed. The data 10 can be present, for example, in the form of parameters, a control program or other data. The DRAM memory 11 serves as a main memory not in 2 represented processor. The DRAM memory 11 is now constantly monitored for changes in its data and changed data is from the DRAM memory 11 on the flashcard 2 copied. If the power supply fails then there is a complete backup (copy) of the contents of the DRAM memory 11 right before the power failure. After restoration of the voltage supply is over the connection 3 the backup back into the DRAM memory 11 copied back and the controller 1 can resume work exactly at the point where it was previously interrupted. Of course, instead of the controller 1 also a control device available. It is important that the backup of the data on the non-volatile storage medium is consistent.

In 3 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In dem Ausführungsbeispiel wird das flüchtige Speichermedium, das in dem Ausführungsbeispiel in Form eines DRAM-Speichers 11 vorliegt in Datenfragmentbereiche 12a', 12b, 12c und 12d' unterteilt, die fachspezifisch auch als sogenannte Pages bezeichnet werden.In 3 a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention is shown. In the exemplary embodiment, the volatile storage medium, which in the exemplary embodiment is in the form of a DRAM memory 11 exists in data fragment areas 12a ' . 12b . 12c and 12d ' subdivided, which are also referred to as so-called Pages.

In 3 sind der Übersichtlichkeit halber nur die Pages 12a', 12b, 12c und 12d' mit Bezugszeichen versehen. Jeder Page ist logisch gesehen ein Datum zugeordnet, wobei in 3 der Übersichtlichkeit halber nur ein Datum 13, bezeichnet ist. Bereiche zusammengehöriger Daten, die in sich konsistent sein müssen, werden als Datenkonsistenzbereiche bezeichnet. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 ist ein solcher Datenkonsistenzbereich 14, der die Pages 12a', 12b', 12c' und 12d' umfasst, dargestellt. Die Datenkonsistenzbereiche können dabei z.B. vom Programmierer definiert werden. Mit Hilfe einer sogenannten Paging Unit 17, die bei modernen Prozessoren integraler Bestandteil des Prozessors sein kann, wird jeder Schreibzugriff 19 auf dem DRAM-Speicher 11 überwacht. Durch Setzen eines der jeweiligen Page logisch zugeordneten Datums wird von der Paging Unit 17 die seit der letzen Sicherung durch einen Schreibzugriff veränderten Pages markiert. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 3 wurde durch zwei Schreibzugriffe innerhalb des Datenkonsistenzbereichs 14 die Page 12a' und 12d' gegenüber der ursprünglichen Page 12a und 12d verändert. Die Paging Unit 17 sorgt dafür, dass die beiden geänderten Pages 12a' und 12d' durch einen Wechsel des jeweilig logisch zugehörigen Datums von Null auf Eins markiert werden. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass das der jeweiligen Page logisch zugeordnete Datum nicht innerhalb der Page selbst gespeichert sein muss, sondern auch in einem anderen Speicherbereich des DRAM-Speicher 11 gespeichert sein kann.In 3 For the sake of clarity, only the pages are 12a ' . 12b . 12c and 12d ' provided with reference numerals. Each page is logically assigned a date, with in 3 for the sake of clarity only a date 13 , is designated. Areas of related data that need to be consistent are called data consistency areas. In the embodiment according to 3 is such a data consistency area 14 who is the pages 12a ' . 12b ' . 12c ' and 12d ' includes shown. The data consistency ranges can be defined by the programmer, for example. With the help of a so-called paging unit 17 , which in modern processors can be an integral part of the processor, becomes any write access 19 on the DRAM memory 11 supervised. By setting one of the respective page logically assigned date is from the paging unit 17 marks pages modified since the last backup by a write access. In the embodiment according to 3 was due to two write accesses within the data consistency area 14 the page 12a ' and 12d ' opposite the original page 12a and 12d changed. The paging unit 17 ensures that the two changed pages 12a ' and 12d ' be marked by a change of the respective logically associated date from zero to one. It should be noted at this point that the date associated with the respective page does not have to be stored within the page itself, but also in another memory area of the DRAM memory 11 can be stored.

Eine Backup-Logic 16 überwacht, dass der jeweiligen Page logisch zugeordnete Datum auf Veränderung. Die Backup-Logic 16 kann dabei Bestandteil eines Betriebssystems sein, das die Datenkonsistenzbereiche z.B. als sogenannte Memory Map Files verwaltet. Die veränderten Pages 12a' und 12d' werden anschließend auf Anforderung z.B. einer Steuerungssoftware mit Hilfe der Backup-Logics 16 auf die Flashkarte 2 kopiert. Auf der Flashkarte 2 ist unter anderem ein Datenkonsistenzbereich 15b in einem Anfangszustand gespeichert. Die Daten des Datenkonsistenzbereiches 14 vor den beiden Schreibzugriffen stimmen mit den Daten des Datenkonsistenzbereiches 15b überein. Die Speicherung der geänderten Daten des Datenkonsistenzbereichs 14, d.h. der Pages 12a' und 12d' erfolgt nun über eine Verbindung 18 und Überwachung der Backup-Logic 16 solchermaßen, dass die Pages 12a und 12b des Datenkonsistenzbereichs 15b des Anfangszustandes mit den geänderten Pages 12a' und 12d' überschrieben werden. Dieser Vorgang ist durch einen gestrichelt gezeichneten Pfeil 20 angedeutet. Wenn während dieses Vorgangs sämtliche geänderte Daten des Datenkonsistenzbereichs 14d.h. beide Pages 12a' und 12d' gesichert werden konnten, so liegt eine konsistente Speicherung der veränderten Daten vor.A backup logic 16 monitors that the respective page is logically assigned to change. The backup logic 16 can be part of an operating system that manages the data consistency areas, for example, as so-called memory map files. The changed pages 12a ' and 12d ' who then on request, for example, a control software using the backup logic 16 on the flashcard 2 copied. On the flashcard 2 is, among other things, a data consistency area 15b stored in an initial state. The data of the data consistency area 14 before the two write accesses agree with the data consistency data 15b match. The storage of the changed data of the data consistency area 14 ie the pages 12a ' and 12d ' Now takes place via a connection 18 and monitoring the backup logic 16 in such a way that the pages 12a and 12b of the data consistency area 15b the initial state with the modified pages 12a ' and 12d ' be overwritten. This process is indicated by a dashed arrow 20 indicated. If any of the data consistency range data changes during this process 14d .H. both pages 12a ' and 12d ' secured, there is a consistent storage of the changed data.

Ein besonders ungünstigerer Fall ergibt sich, wenn z.B. der Spannungsausfall sich dahingehend auswirkt, dass die Page 12a' noch gespeichert werden konnte, aber die Page 12d' nicht mehr gespeichert werden konnte. In einem solchen Fall liegt keine konsistente Speicherung der veränderten Daten auf der Flashkarte 2 vor. In einem solchen Fall sorgt die Backup-Logic 16 dafür, dass, falls nicht sämtliche veränderten Daten des Datenkonsistenzbereiches 14 vor Verlust der Daten des DRAM-Speichers 11 auf der Flashkarte 2 gespeichert wurden, die letzte vollständig durchgeführte Speicherung des Datenkonsistenzbereiches, als zuletzt konsistent gespeicherter Datenkonsistenzbereich definiert wird. Der zuletzt konsistent gespeicherte Datenkonsistenzbereich bildet somit den Anfangszustandes des Datenkonsistenzbereiches.A particularly unfavorable case arises if, for example, the power failure has the effect that the Page 12a ' could still be saved, but the page 12d ' could not be saved anymore. In such a case, there is no consistent storage of the changed data on the flashcard 2 in front. In such a case, the backup logic ensures 16 that, if not all changed data of the data consistency area 14 before losing the data of the DRAM memory 11 on the flashcard 2 have been stored, the last completely performed storage of the data consistency area is defined as the last consistently stored data consistency area. The last consistently stored data consistency area thus forms the initial state of the data consistency area.

Selbstverständlich ist neben der in 3 beschriebenen vermischten Hard- und Softwarelösung auch eine reine Softwarelösung möglich. So besteht z.B. die Möglichkeit, zu jedem Zeitpunkt t+1 den Datenkonsistenzbereich 14 mit einer Kopie des Datenkonsistenzbereichs zum Zeitpunkt t zu vergleichen und solchermaßen Veränderungen der Daten zu erkennen. Bei einer alternativen Realisierung ist es z.B. auch denkbar, alle Schreibzugriffe auf den DRAM-Speicher 11 über eine einheitliche Softwareaufrufschnittstelle vorzunehmen, so dass Änderungen der Daten von der Software überwacht und in einer Liste mitgeführt werden können. Die Paging Unit 17 wird solchermaßen durch eine entsprechendes Softwaremodul ersetzt.Of course, in addition to the in 3 described mixed hardware and software solution also a pure software solution possible. For example, there is the possibility of the data consistency area at each time t + 1 14 to compare with a copy of the data consistency area at time t and thus to detect changes in the data. In an alternative implementation, it is also conceivable, for example, all write accesses to the DRAM memory 11 via a common software call interface, so that changes to the data can be monitored by the software and included in a list. The paging unit 17 is thus replaced by a corresponding software module.

In einer vorteilhaften Ausprägung des angesprochenen listenorientierten Verfahrens erfolgt spätestens bei Spannungsausfall eine Sicherung der Liste in einem relativ kleinen nicht flüchtigen Speichermedium, so dass beim nächsten Einschalten die noch nicht gesicherten geänderten Daten wieder zur Verfügung stehen. Dieser Speicher wird zweckmäßig aus FRAM, MRAM oder ähnlichen Bausteinen aufgebaut, da diese eine relativ hohe Schreibrate haben, die Daten aber bei Spannungsausfall nicht verloren gehen. Alternativ ist auch ein kleiner kondensator-gepufferter SRAM-Speicher möglich.In an advantageous form the addressed list-oriented procedure takes place at the latest in case of power failure a backup of the list in a relatively small non-volatile Storage medium, so the next Switching on the not yet saved changed data are available again. This memory will be useful FRAM, MRAM or similar Built blocks, as they have a relatively high write rate, the Data but not lost in case of power failure. alternative is also a small capacitor-buffered SRAM memory possible.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn als Mittel zur Überwachung des Datenkonsistenzbereiches 14 auf Veränderung seiner gespeicherten Daten eine Paging Unit 17 einer Central Prozessor Unit vorgesehen ist. Alternativ kann auch die schon oben beschriebene reine Softwarelösung als Mittel zur Überwachung des Datenkonsistenzbereiches 14 vorgesehen sein.It is particularly advantageous if as means for monitoring the data consistency range 14 on changing its stored data a paging unit 17 a central processor unit is provided. Alternatively, the pure software solution already described above can also be used as a means of monitoring the data consistency range 14 be provided.

Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn als Mittel 16 zum konsistenten Speichern und Kopieren des mindestens einen Datenkonsistenzbereiches 14 eine Betriebssystemsfunktionalität vorgesehen ist. Alternativ kann auch eine betriebssystemtunabhängige Softwarelösung als Mittel zum konsistenten Spei chern und Kopieren des Datenkonsistenzbereiches vorgesehen sein.Furthermore, it is particularly advantageous if as an agent 16 for consistent storage and copying of the at least one data consistency area 14 an operating system functionality is provided. Alternatively, an operating system-independent software solution can be provided as a means for consistent storage and copying of the data consistency range.

Weiterhin ist es auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren denkbar, dass nicht flüchtige Speichermedium nicht wie im Ausführungsbeispiel in Form einer Flashkarte oder einer Festplatte welche Bestandteil der Steuerungseinrichtung ist zu realisieren, sondern bei entsprechender Vernetzung der Steuerungseinrichtung mit anderen Systemen und ausreichender Busbandbreite kann das nicht flüchtige Speichermedium auch in Form einer externen Komponente z.B. einem Netzlaufwerk vorliegen.Farther it is also conceivable in the inventive method that non-volatile Storage medium not as in the embodiment in the form of a flash card or a hard disk which is part of it the control device is to realize, but with appropriate Networking the controller with other systems and sufficient Bus bandwidth can be non-volatile Storage medium also in the form of an external component e.g. one Network drive present.

Selbstverständlich könnte anstatt der im Ausführungsbeispiel verwendeten Steuerungseinrichtung auch eine Regelungseinrichtung vorliegen.Of course, instead of in the embodiment used control device and a control device available.

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass als Werkzeugmaschinen z.B. ein- oder mehrachsige Dreh-, Fräs-, Bohr- oder Schleifmaschinen zu verstehen sind. Zu den Werkzeugmaschinen werden auch noch Bearbeitungszentren, lineare und rotatorische Transfermaschinen, Lasermaschinen oder Wälz- und Verzahnmaschinen gezählt. Allen gemeinsam ist, dass ein Material bearbeitet wird, wobei diese Bearbeitung mehrachsig ausgeführt werden kann. Zu den Produktionsmaschinen werden z.B. Textil-, Kunststoff-, Holz-, Glas-, Keramik- oder Steinbearbeitungsmaschinen gezählt. Maschinen der Umformtechnik, Verpackungstechnik, Drucktechnik, Fördertechnik, Aufzugstechnik, Pumpentechnik, Transporttechnik, Lüftertechnik sowie Windkrafträder, Hebewerkzeuge, Kräne und Roboter gehören ebenfalls zu den Produktionsmaschinen.It It should be noted at this point that as machine tools, e.g. single or multi-axis turning, milling, Drilling or grinding machines are to be understood. To the machine tools are also machining centers, linear and rotary transfer machines, Laser machines or rolling and gear machines counted. All have in common is that a material is edited, this being Machining multiaxial can be. To the production machines are e.g. Textile, Plastic, Counted wood, glass, ceramic or stone processing machines. machinery of forming technology, packaging technology, printing technology, conveyor technology, elevator technology, Pump technology, transport technology, fan technology and wind turbines, lifting tools, cranes and robots belong also to the production machines.

Claims

Method for the persistent data storage of a processor-controlled control or regulating device ( 1 ), wherein at least one data consistency area ( 14 ) on a volatile storage medium ( 11 ) of the control device ( 1 ), where an initial state ( 15b ) of the data consistency area ( 14 ) on a non-volatile storage medium ( 2 ), the data consistency range ( 14 ) is monitored for changes in its stored data, in the case of changes to the data consistent storage of the changed data in the non-volatile storage medium ( 2 ) and in case of loss of data in the volatile storage medium ( 11 ) the last consistently stored data consistency area ( 15a ) from the non-volatile storage medium ( 2 ) on the volatile storage medium ( 11 ) is copied.

Method according to claim 1, characterized in that a consistent storage of the changed data in the non-volatile storage medium ( 2 ) is checked by checking whether all changed data of the data consistency area ( 14 ) before loss of the data of the volatile storage medium ( 11 ) on the non-volatile storage medium ( 2 ), wherein storage of the changed data in the non-volatile storage medium ( 2 ) by overwriting the respectively associated data of the data consistency area ( 15b ) from the initial state on the non-volatile storage medium ( 2 ), in which case if not all changed data of the data consistency area ( 14 ) before loss of the data of the volatile storage medium ( 11 ) on the non-volatile storage medium ( 2 ), the last complete storage of the data consistency area ( 14 ), as the last consistently stored data consistency area is defined.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the data consistency area ( 14 ) in data fragment areas ( 12a ' . 12b . 12c . 12d ' ), where the data consistency range ( 14 ) is monitored for changes in its stored data by including each data fragment area ( 12a ' . 12b . 12c . 12d ' ) is monitored for changes in its data.

A method according to claim 3, characterized in that in the case of changes of the data, a consistent storage of the changed data in the non-volatile storage medium ( 2 ) is performed by checking whether all changed data fragment areas ( 12a ' . 12d ' ) before loss of the data of the volatile storage medium ( 11 ) on the non-volatile storage medium ( 2 ), whereby storage of the changed data fragment areas ( 12a ' . 12d ' ) in the nonvolatile storage medium ( 2 ) by overwriting the respectively associated data fragment areas ( 12a . 12d ) of the data consistency area ( 15b ) from the initial state on the non-volatile storage medium ( 2 ), in which case not all changed data fragment areas ( 12a ' . 12d ' ) of the data consistency area ( 14 ) before loss of the data of the volatile storage medium ( 11 ) on the non-volatile storage medium ( 2 ), the last complete storage of the data consistency area ( 14 ), as the last consistently stored data consistency area is defined.

Control device ( 1 ) for carrying out the method according to one of the preceding claims, having at least one volatile and at least one non-volatile storage medium ( 11 . 2 ) and with a means ( 17 ) for monitoring the data consistency area ( 14 ) to change its stored data and a means ( 16 ) for consistent storage and copying of the at least one data consistency area ( 14 ).

Control device ( 1 ) according to claim 5, characterized in that as means ( 17 ) for monitoring the data consistency area ( 14 ) to change its stored data a paging unit ( 17 ) of a central processor unit is provided.

Control device ( 1 ) according to claim 5 or 6, characterized in that as means ( 16 ) for consistently saving and copying the data consistency area ( 14 ) an operating system functionality is provided.

Control device ( 1 ) according to claim 5, 6 or 7, characterized in that as data consistency area ( 14 ) a memory map file is provided.

Control or regulating device according to claim 5, 6, 7 or 8, characterized in that as non-volatile storage medium ( 2 ) a network drive is provided.

Tool or production machine with a control or regulating device ( 1 ) according to any one of claims 5, 6, 7, 8 or 9.