DE102008037431B4

DE102008037431B4 - Method for dynamically configuring a signal conditioner

Info

Publication number: DE102008037431B4
Application number: DE200810037431
Authority: DE
Inventors: Alexander Mainz
Original assignee: Lear Corp GmbH
Current assignee: Lear Corp GmbH
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2028-10-11
Also published as: DE102008037431A1

Abstract

Verfahren zur dynamischen Anpassung der Verarbeitungsstruktur eines Signalaufbereiters (12, 32, 42), wobei der Signalaufbereiter (12, 32, 42) mindestens einen Eingang (321, 322, 323, 421, 422, 423) für mindestens ein Eingangssignal und mindestens einen Ausgang (331, 332, 333, 431, 432, 433) für die Ausgabe des verarbeiteten mindestens einen Eingangssignals aufweist und mindestens ein Eingang (31, 41) für Steuersignale und Daten am Signalaufbereiter (12, 32, 42) vorgesehen ist, wobei der Signalaufbereiter (12, 32, 42) in seiner internen Struktur in Funktionsmodule (311 bis 319, 411 bis 419) aufgegliedert wird, wobei die Funktionsmodule (311 bis 319, 411 bis 419) untereinander frei verschaltbar sind und die Verschaltung dieser Funktionsmodule (311 bis 319, 411 bis 419) über den Eingang (31, 41) für Steuersignale und Daten gesteuert und konfiguriert wird, die Funktionsmodule (311 bis 319, 411 bis 419) in ihrer Funktionsbereitstellung frei konfigurierbar sind und die zur Konfiguration der Funktionsmodule (311 bis 319, 411 bis 419) benötigten Daten über den Eingang (31, 41) für Steuersignale und Daten in den Signalaufbereiter (12, 32, 42) geladen werden, wobei die Verschaltung der Funktionsmodule (311 bis 319, 411 bis 419) untereinander und die Daten für die Funktionsmodule (311 bis 319, 411 bis 419) während des Betriebes des Signalaufbereiters (12, 32, 42) verändert werden, indem über den Eingang (31, 41) für Steuersignale entsprechende Daten in den Signalaufbereiter (12, 32, 42) geladen werden und anhand dieser Daten die interne Signalverarbeitung des Signalaufbereiter (12, 32, 42) umkonfiguriert wird, wobei die Funktionsmodule (311 bis 319, 411 bis 419) des Signalaufbereiters (12, 32, 42) als Objekte in einem übergeordneten Computer (10) hinterlegt und die Funktionen der Funktionsmodule (311 bis 319, 411 bis 419) und die Verschaltung der Funktionsmodule (311 bis 319, 411 bis 419) im übergeordneten Computer (10) definiert werden.A method for dynamically adapting the processing structure of a signal conditioner (12, 32, 42), the signal conditioner (12, 32, 42) having at least one input (321, 322, 323, 421, 422, 423) for at least one input signal and at least one output (331, 332, 333, 431, 432, 433) for the output of the processed at least one input signal and at least one input (31, 41) for control signals and data at the signal conditioner (12, 32, 42) is provided, wherein the signal conditioner (12, 32, 42) in its internal structure in function modules (311 to 319, 411 to 419) is broken down, wherein the function modules (311 to 319, 411 to 419) are interconnected freely and the interconnection of these function modules (311 to 319 , 411 to 419) is controlled and configured via the input (31, 41) for control signals and data, the function modules (311 to 319, 411 to 419) are freely configurable in their function provision and those for configuration the function modules (311 to 319, 411 to 419) are loaded via the input (31, 41) for control signals and data in the signal conditioner (12, 32, 42), wherein the interconnection of the function modules (311 to 319, 411 to 419) with each other and the data for the function modules (311 to 319, 411 to 419) during operation of the signal conditioner (12, 32, 42) are changed by the input via the input (31, 41) for control signals corresponding data in the signal conditioner ( 12, 32, 42) and from this data the internal signal processing of the signal conditioner (12, 32, 42) is reconfigured, wherein the function modules (311 to 319, 411 to 419) of the signal conditioner (12, 32, 42) as objects stored in a higher-level computer (10) and the functions of the function modules (311 to 319, 411 to 419) and the interconnection of the function modules (311 to 319, 411 to 419) are defined in the parent computer (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen Konfiguration eines Signalaufbereiters gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.The present invention relates to a method for the dynamic configuration of a signal conditioner according to the features of claim 1.

Signalaufbereiter oder digitale Signalprozessoren sind hinlänglich bekannt. Der bekannte Signalaufbereiter gliedert sich intern in verschiedene Module, wobei die Zusammenschaltung der programmierbaren Funktion der einzelnen Module und somit der Signalfluss im Signalaufbereiter zum Zeitpunkt dessen Programmierung festgelegt wird. Diese Programmierung bzw. Festlegung erfolgt mit Hilfe einer auf den Signalaufbereiter zugeschnittenen Software. Mittels dieser Software wird unter anderem der Signalfluss im Signalaufbereiter festgelegt, ebenso erfolgt eine Funktionszuweisung an die einzelnen Module. Diese Software, zumeist in Form eines Objektcodes, ist aber vor dem funktionalen Einsatz des Signalaufbereiters auf diesen zu laden. Daher sind die Funktion(en), welche der Signalaufbereiter bereitstellt, und sowie die Funktionen der einzelnen Module und des Signalflusses im Signalaufbereiter von vornherein, d. h. mit dessen Programmierung, festgelegt.Signal conditioners or digital signal processors are well known. The known signal conditioner is divided internally into different modules, whereby the interconnection of the programmable function of the individual modules and thus the signal flow in the signal conditioner at the time of its programming is determined. This programming or determination takes place with the aid of software tailored to the signal conditioner. Among other things, the signal flow in the signal conditioner is determined by means of this software, as is a function assignment to the individual modules. However, this software, usually in the form of an object code, is to be loaded on it before the functional use of the signal conditioner. Therefore, the function (s) provided by the signal conditioner and the functions of the individual modules and the signal flow in the signal conditioner are a priori, i. H. with its programming.

In WO 98/32223 A2 ist eine Architektur für digitale Signalprozessoren aufgezeigt, bei der mehrere digitale Signalprozessoren als Mischer von digitalen Eingangssignalen geschaltet und programmiert sind. Auch hier sind der Signalfluss im digitalen Signalprozessor und die Funktion des Signalprozessors festgelegt und können nicht verändert werden.In WO 98/32223 A2 An architecture for digital signal processors is shown in which several digital signal processors are switched and programmed as mixers of digital input signals. Again, the signal flow in the digital signal processor and the function of the signal processor are fixed and can not be changed.

In EP 1 283 994 B1 ist ein Umkonfigurierungsmanager zum Steuern der Umkonfiguration eines umkonfigurierbaren Systems offenbart. Im Weiteren ist ein Verfahren zur Durchführung der Umkonfiguration eines eine Mehrzahl von Softwarebausteinen umfassenden, umkonfigurierbaren Systems beschrieben. Es wird hier ein Umladen von Software in einem Modul aufgezeigt. Es erfolgen jedoch keine Abänderung und Veränderung des Signalflusses und der Ablaufstruktur im System, der Signalfluss bleibt stets unverändert.In EP 1 283 994 B1 there is disclosed a reconfiguration manager for controlling the reconfiguration of a reconfigurable system. The following describes a method for carrying out the reconfiguration of a reconfigurable system comprising a plurality of software components. It is shown here a reloading of software in a module. However, there is no change and change of the signal flow and the sequence structure in the system, the signal flow always remains unchanged.

In EP 1 402 395 B1 ist eine umprogrammierbare Hardwarelogik offenbart. Hierbei handelt es sich um eine allgemein bekannte FPGA-Programmierung.In EP 1 402 395 B1 is a reprogrammable hardware logic disclosed. This is a well-known FPGA programming.

In DE 196 14 991 C2 ist eine dynamisch konfigurierbare Verarbeitungseinheit offenbart. Diese dient zur Ausführung von Programminstruktionen, um eingehende Daten zu verarbeiten. Die Verarbeitungseinheit umfasst einen Dateneingang für die zu verarbeitenden Daten, einen Datenausgang für die verarbeitenden Daten, eine veränderbare interne Hardwareorganisation, die die Daten verarbeitet, und einen Speicher, der eine Mehrzahl von Konfigurationsdatensätzen speichert, wobei jeder Konfigurationsdatensatz eine bestimmte interne Hardwareorganisation spezifiziert, die für eine bestimmte Instruktionssatzarchitektur optimiert ist und die selektiv während der Ausführung einer Sequenz von Programminstruktionen durch Rekonfigurationsanweisung veränderbar ist, wobei jede Rekonfigurationsanweisung auf einen bestimmten Konfigurationsdatensatz Bezug nimmt. Nachteilig hierbei ist, dass die Umkonfiguration und die Umkonfigurierbarkeit auf ausschließlicher Hardwarebasis beruhen und mittels reiner Hardwarebefehlen erfolgen.In DE 196 14 991 C2 a dynamically configurable processing unit is disclosed. This is used to execute program instructions to process incoming data. The processing unit includes a data input for the data to be processed, a data output for the processing data, a variable internal hardware organization that processes the data, and a memory that stores a plurality of configuration records, each configuration record specifying a particular internal hardware organization that is responsible for a particular instruction set architecture is optimized and which is selectively changeable during execution of a sequence of program instructions by reconfiguration instruction, each reconfiguration instruction referring to a particular configuration record. The disadvantage here is that the reconfiguration and the reconfigurability are based on an exclusive hardware basis and done by means of pure hardware commands.

In US 2005/0152322 A1 ist ein rekonfigurierbares Signalprozessormodul offenbart. Hierbei wird über ein Netzwerk eine Software mit einem Compiler generiert und in die Hardware geladen. Es muss aber jede Rekonfiguration vorher kompiliert und dann auf die Hardware herunter geladen werden.In US 2005/0152322 A1 a reconfigurable signal processor module is disclosed. Here a software with a compiler is generated over a network and loaded into the hardware. But each reconfiguration must be compiled in advance and then downloaded to the hardware.

Aus EP 1 391 991 A1 ist ein Signalaufbearbeiter offenbart, der Ein- und Ausgänge aufweist. Der Signalaufbereiter besteht aus einer Buskontrolleinheit, die mit einem Risk-Prozessor, einer Matrix und einer Interrupt-Controller-Einheit in Verbindung steht. Die Matrix kann über Steuerbefehle frei konfiguriert werden, eine Konfiguration ist jedoch nicht während des Betriebes möglich, hierzu muss die Einheit in einen Sondermodus verbracht werden.Out EP 1 391 991 A1 there is disclosed a signal conditioner having inputs and outputs. The signal conditioner consists of a bus control unit which communicates with a risk processor, a matrix and an interrupt controller unit. The matrix can be freely configured via control commands, but configuration is not possible during operation, for this purpose the unit must be put into a special mode.

In DE 101 38 683 C1 sind ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur Änderung des Frequenzganges eines digitalen Audiosignals mittels digital einstellbarer Filter in einem Signalzweig eines digitalen Audiosignals offenbart. Nachteilig hierbei ist, dass die Art und die Anzahl der Module im Signalfluss des digitalen Signalprozessors festgelegt sind. Die Anzahl und Lage der Filter und deren Koeffizienten sind zum Zeitpunkt der Softwareerstellung fest und können nicht modifiziert werden.In DE 101 38 683 C1 For example, a method and circuitry for changing the frequency response of a digital audio signal by means of digitally adjustable filters in a signal branch of a digital audio signal are disclosed. The disadvantage here is that the type and number of modules in the signal flow of the digital signal processor are fixed. The number and location of the filters and their coefficients are fixed at the time of software development and can not be modified.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es aber nicht möglich, einen Signalaufbereiter, respektive einen digitalen Signalprozessor, derart flexibel zu gestalten und zu verwenden, dass er für unterschiedliche Verarbeitungsschritte während seines Betriebes umprogrammierbar und verwendbar ist. Nachteilig beim bekannten Stand der Technik ist, dass alle Module im Signalaufbereiter und der Signalfluss sowie die den Signalfluss beeinflussenden Komponenten zum Zeitpunkt der Softwareerstellung und Kompilierung festgelegt sind. Es ist nicht möglich, den Signalfluss und die Funktionseigenschaften des digitalen Signalprozessors nach der Softwareerstellung und Kompilierung, insbesondere während seines Betriebes, zu verändern. Eine Umprogrammierung setzt stets ein komplettes Abschalten des Systems und eine dann zu erfolgende Umprogrammierung voraus. Eine Umkonfiguration während des laufenden Betriebes des Signalaufbereiters ist nach dem Stand der Technik nicht ausführbar.Based on this prior art, it is not possible to make a signal conditioner, or a digital signal processor, so flexible and to use that it can be reprogrammed and used for different processing steps during its operation. A disadvantage of the known state of the art is that all modules in the signal conditioner and the signal flow as well as the components influencing the signal flow are fixed at the time of software development and compilation. It is not possible to alter the signal flow and functional characteristics of the digital signal processor after software creation and compilation, especially during its operation. A reprogramming always requires a complete shutdown of the system and then reprogramming. A reconfiguration during the ongoing operation of the signal conditioner is not feasible according to the prior art.

Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelöst.This object is achieved by the present invention.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Signalaufbereiter während des Betriebes, integriert in einem elektronischen Gerät, frei umkonfigurierbar und programmierbar zu gestalten. Hierzu wird ein Verfahren zum Betrieb des Signalaufbereiters aufgezeigt.The object of the present invention is to make a signal conditioner during operation, integrated in an electronic device, freely reconfigurable and programmable. For this purpose, a method for operating the signal conditioner is shown.

Diese Aufgabe wird anhand der Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich anhand der abhängigen Ansprüche sowie der weiteren Beschreibung.This object is achieved by the features of claim 1. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the further description.

Die vorliegende Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass der Signalaufbereiter intern in Module gegliedert wird, wobei die einzelnen Module untereinander frei verbindbar sind. Es können somit die Eingangssignale über den zu definierenden Signalfluss über die einzelnen Module geleitet werden.The present invention solves this problem by the fact that the signal conditioner is internally divided into modules, the individual modules are freely interconnectable. Thus, the input signals can be routed through the individual modules via the signal flow to be defined.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur dynamischen Anpassung der Verarbeitungsstruktur eines Signalaufbereiters aufgezeigt. Der Signalaufbereiter weist mindestens einen Eingang für mindestens ein Eingangssignal und mindestens einen Ausgang für die Ausgabe des verarbeiteten mindestens einen Eingangssignals auf. Es ist mindestens ein Eingang für Steuersignale und Daten am Signalaufbereiter vorgesehen. Der Signalaufbereiter wird in seiner internen Struktur in Funktionsmodule aufgegliedert, wobei die Funktionsmodule untereinander frei verschaltbar sind und die Verschaltung dieser Funktionsmodule über den Eingang für Steuersignale und Daten gesteuert und konfiguriert wird. Die Funktionsmodule sind in ihrer Funktionsbereit stellung frei konfigurierbar und die zur Konfiguration der Funktionsmodule benötigten Daten werden über den Eingang für Steuersignale und Daten in den Signalaufbereiter geladen, wobei die Verschaltung der Funktionsmodule untereinander und die Daten für die Funktionsmodule während des Betriebes des Signalaufbereiters veränderbar sind, indem über den Eingang für Steuersignale entsprechende Daten in den Signalaufbereiter geladen werden. Der Signalaufbereiter nimmt anhand dieser Daten die interne Signalverarbeitung des mindestens einen Eingangsignals vor, wobei die Funktionsmodule des Signalaufbereiters als Objekte in einem übergeordneten Computer hinterlegt werden, wobei die Funktionen der Funktionsmodule und die Verschaltung der Funktionsmodule im übergeordneten Computer definiert werden. Dies ermöglicht es, durch eine objektorientierte Programmiersprache eine Funktionsvielfalt bereitzustellen, welche von dem dann eingesetzten Signalaufbereiter und dessen konkreter Hardwareausführung unabhängig ist. Somit wird ein einfach zu handhabendes und wartbares System geschaffen.According to the invention, a method for the dynamic adaptation of the processing structure of a signal conditioner is shown. The signal conditioner has at least one input for at least one input signal and at least one output for the output of the processed at least one input signal. At least one input is provided for control signals and data at the signal conditioner. In its internal structure, the signal conditioner is subdivided into function modules, whereby the function modules can be freely interconnected and the interconnection of these function modules is controlled and configured via the input for control signals and data. The functional modules are freely configurable in their functional position and the data required for configuring the functional modules are loaded into the signal conditioner via the input for control signals and data, the interconnection of the functional modules with one another and the data for the functional modules being changeable during operation of the signal conditioner. by loading corresponding data into the signal conditioner via the input for control signals. Based on these data, the signal conditioner performs the internal signal processing of the at least one input signal, the function modules of the signal conditioner being stored as objects in a higher-level computer, whereby the functions of the function modules and the interconnection of the function modules in the higher-level computer are defined. This makes it possible to provide a variety of functions through an object-oriented programming language, which is independent of the then used signal conditioner and its specific hardware implementation. This creates an easy-to-use and maintainable system.

Vorteilhaft gemäß Patentanspruch 2 ist, dass als übergeordneter Computer ein PC oder eine Workstation verwendet wird. Dies ermöglicht, Standard-Software einzusetzen und eine einfache Handhabung des Systems.Advantageous according to claim 2, that is used as a higher-level computer, a PC or a workstation. This allows to use standard software and easy handling of the system.

Vorteilhaft gemäß Patentanspruch 3 ist, dass mittels des übergeordneten Computers die Daten für die Funktionsmodule erzeugt werden, wobei hierzu ein GUI eingesetzt wird. Dies vereinfacht die Handhabung des Systems.Advantageous according to claim 3 is that the data for the function modules are generated by means of the parent computer, for which purpose a GUI is used. This simplifies the handling of the system.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 4 ist vorgesehen, dass eine externe Speichereinheit vorgesehen ist, in welcher die Daten für die Funktionsmodule und deren Verschaltung hinterlegt werden.In an advantageous embodiment according to claim 4 is provided that an external memory unit is provided, in which the data for the function modules and their interconnection are stored.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 5 ist vorgesehen, dass aus der externen Speichereinheit vom Signalaufbereiter selbsttätig in Reaktion auf Steuersignale, welche über den Eingang für Steuersignale eingehen, Daten ausgelesen und in einen internen Speicher des Signalaufbereiters eingelesen werden.In an advantageous embodiment according to claim 5 is provided that read from the external memory unit of the signal conditioner automatically in response to control signals which are received via the input for control signals, data and read into an internal memory of the signal conditioner.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 6 ist vorgesehen, dass über das GUI die Speicherkonfiguration des internen Speichers des Signalaufbereiters gesteuert wird.In an advantageous embodiment according to claim 6 it is provided that the memory configuration of the internal memory of the signal conditioner is controlled via the GUI.

In einer vorteilhaft Ausgestaltung nach Patentanspruch 7 ist vorgesehen, dass als Eingangssignale und Ausgangssignale digitale Signale und als Signalaufbereiter ein digitaler Signalprozessor verwendet werden.In an advantageous embodiment according to claim 7 is provided that are used as input signals and output signals digital signals and signal conditioner as a digital signal processor.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 8 ist vorgesehen, dass ein Konfigurationsmanagement im übergeordneten Computer zur dynamischen Anpassung der Verarbeitungsstruktur eines Signalaufbereiters in die Bereiche Speichermanagement, Signalleitungsmanagement, Konfigurationsmanagement, Ablaufplan und Objektcode gegliedert wird.In an advantageous embodiment according to claim 8 is provided that a configuration management in the parent computer for dynamically adapting the processing structure of a signal conditioner in the areas of memory management, signal line management, configuration management, schedule and object code is divided.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 9 ist vorgesehen, dass die Funktionsmodule im übergeordneten Computer objektorientiert auf einem niedrigen Niveau einer Programmiersprache definiert werden.In an advantageous embodiment according to claim 9 is provided that the function modules are defined object-oriented in the parent computer at a low level of a programming language.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 10 ist vorgesehen, dass ein Scheduler integriert wird, um Schritt für Schritt eine konsequente Reihenfolge auszuführen. In an advantageous embodiment according to claim 10, it is provided that a scheduler is integrated in order to carry out a consistent sequence step by step.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Patentanspruch 11 ist vorgesehen, dass die Daten zur Konfiguration des Signalaufbereiters in einen Scheduler geladen werden, über welchen dann diese Daten in den Signalaufbereiter übertragen werden.In an advantageous embodiment according to claim 11, it is provided that the data for configuring the signal conditioner are loaded into a scheduler, via which these data are then transmitted to the signal conditioner.

Die einzelnen Module des Signalaufbereiters werden insoweit ohne eine bestimmte Ausführungssequenz als Funktionsmodul angewendet. Der Signalfluss wird online in einem GUI, welches üblicherweise ein PC-Programm ist, konfiguriert und auf den Signalaufbereiter heruntergeladen. Als alleinstehende Funktion ist die Konfiguration auf einem Festwertspeicher gespeichert. Bei diesem Festwertspeicher handelt es sich vorteilhafterweise um einen Flash-Speicher. Die Konfigurationsdaten werden von einem Mikroregler bzw. Mikrocomputer oder einem Computer auf den Signalaufbereiter heruntergeladen oder aber in einer weiteren Ausgestaltungsform der Erfindung, welche vorteilhaft ist, lädt der Signalaufbereiter selbsttätig die Konfigurationsdaten von einem zugeordneten Speicher. Der Signalaufbereiter ist in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung als digitaler Signalprozessor ausgeführt.The individual modules of the signal conditioner are used so far without a specific execution sequence as a function module. The signal flow is configured online in a GUI, which is usually a PC program, and downloaded to the signal conditioner. As a stand-alone function, the configuration is stored on a read-only memory. This read-only memory is advantageously a flash memory. The configuration data are downloaded from a microcontroller or microcomputer or a computer to the signal conditioner or, in another embodiment of the invention, which is advantageous, the signal conditioner automatically loads the configuration data from an associated memory. The signal conditioner is designed in an advantageous embodiment of the invention as a digital signal processor.

Das gesamte Konfigurationsmanagement ist in verschiedene Teile unterteilt, nämlich in

– Speichermanagement
– Signalleitungsmanagement
– Konfigurationsmanagement
– Ablaufplan und/oder Signalfluss
– Objektcode

The entire configuration management is divided into different parts, namely in

- Memory management
- Signal line management
- Configuration Management
- Schedule and / or signal flow
- object code

Im Signalaufbereiter sind alle Funktionsmodule objektorientiert auf einem niedrigen Niveau einer Programmiersprache definiert. Außerdem ist ein Planer integriert, um Schritt für Schritt eine konsequente Reihenfolge auszuführen. Das GUI konfiguriert die Konfiguration der Funktionsmodule und deren logische Zusammenschaltung und Anordnung im Signalaufbereiter. Das Konfigurationsprogramm, das GUI, ist für die Speicherkonfiguration und das Signalleitungsmanagement zuständig. Das GUI liest die Zielinformationen, die Speicherbedingungen und Arten der vorhandenen Funktionsmodule, auch Objekte genannt, aus dem Speicher heraus. Mittels des GUI ist ein Nutzer in der Lage die Objekte und die Arten der Objekte, auch Objekttypen genannt, zu definieren und im Signalaufbereiter zu platzieren und untereinander zu verbinden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Nutzer einzelnen Objekttypen Nummern zuweisen und anhand dieser Nummern kann er dann auf einer grafischen Oberfläche, diese Objekte und den Signalfluss im Signalaufbereiter konfigurieren.In the signal conditioner, all function modules are object-oriented at a low level of programming language. In addition, a scheduler is integrated to perform a consistent order step by step. The GUI configures the configuration of the function modules and their logical interconnection and arrangement in the signal conditioner. The configuration program, the GUI, is responsible for memory configuration and signal line management. The GUI reads the destination information, storage conditions and types of existing functional modules, also called objects, from memory. By means of the GUI, a user is able to define the objects and the types of objects, also called object types, and place them in the signal conditioner and connect them to one another. In an advantageous embodiment of the invention, the user can assign numbers to individual object types, and using these numbers, he can then configure these objects and the signal flow in the signal conditioner on a graphical user interface.

Auf diese Weise kann ein Signalaufbereiter, der eine beliebige Anzahl von Signaleingängen und eine beliebige Anzahl von Signalausgängen haben kann, während des Betriebs umkonfiguriert und in seiner Arbeitsweise und somit der Ver- und Bearbeitung von Eingangssignalen und somit Erzeugung von Ausgangssignalen auf die jeweiligen Erfordernisse der Signalbearbeitung und Verarbeitung angepasst werden.In this way, a signal conditioner, which may have any number of signal inputs and any number of signal outputs, reconfigured during operation and in its operation and thus the processing and processing of input signals and thus generation of output signals to the respective requirements of the signal processing and processing.

Im Weiteren wird die vorliegende Erfindung anhand eines konkreten Ausführungsbeispieles anhand von Figuren beschrieben.Furthermore, the present invention will be described with reference to a concrete embodiment with reference to figures.

Es zeigen:Show it:

1 den funktionellen Aufbau eines entsprechenden Systems; 1 the functional structure of a corresponding system;

2 den Online-Konfigurationsprozess gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren, 2 the online configuration process according to the method of the invention,

3 den funktionellen Aufbau eines Signalaufbereiters mit frei konfigurierbaren Modulen und -verbindungen und 3 the functional structure of a signal conditioner with freely configurable modules and connections and

4 eine konkret ausgeführte Modulfunktionszuweisung und -verbindung. 4 a specific module function assignment and connection.

1 zeigt den funktionellen Aufbau des Systems, das zur Anwendung des Verfahrens notwendig ist. Das System besteht aus einem PC oder einer Workstation 10, welche mit einem Mikrocomputer 11 in Verbindung steht. Der Mikrocomputer 11 steht in Verbindung mit einem Speicher 13 und dem Signalaufbereiter 12, welcher in vorteilhafter Ausführung ein digitaler Signalprozessor ist. 1 shows the functional structure of the system, which is necessary for the application of the method. The system consists of a PC or a workstation 10 , which with a microcomputer 11 communicates. The microcomputer 11 is related to a memory 13 and the signal conditioner 12 , which is a digital signal processor in an advantageous embodiment.

Über die Workstation 10 kann eine Programmierung des Signalaufbereiters 12 erfolgen, indem dort ein Schema für den Signalaufbereiter 12 konfiguriert wird. Dieses Schema definiert den Signalsfluss des Eingangssignals bzw. der Eingangssignale, welche dem Signalaufbereiter 12 zugeführt werden, innerhalb des Signalaufbereiters 12 und von bzw. über die einzelnen im Signalaufbereiter 12 definierten Funktionsmodule. Außerdem werden dort die einzelnen Funktionen der Funktionsmodule im Signalaufbereiter 12 definiert. Die Koeffizienten und Daten, welche die Funktion der einzelnen Funktionsmodule im Signalaufbereiter 12 definieren, werden ebenfalls auf diese Weise konfiguriert. Durch diese Konfiguration kann der Signalaufbereiter 12 die Eingangssignale entsprechend be- bzw. verarbeiten und die gewünschten Ausgangssignale gewinnen.About the workstation 10 may be a programming of the signal conditioner 12 done by adding a scheme for the signal conditioner 12 is configured. This scheme defines the signal flow of the input signal or signals to the signal conditioner 12 be fed within the signal conditioner 12 and from or about the individual in the signal conditioner 12 defined function modules. In addition, there are the individual functions of the function modules in the signal conditioner 12 Are defined. The coefficients and data representing the function of each function module in the signal conditioner 12 are also configured in this way. This configuration allows the signal conditioner 12 process or process the input signals accordingly and obtain the desired output signals.

Dieses Ablaufschema wird über den Mikrocomputer 11 in den Speicher 13 geladen. Der Mikrocomputer 11 lädt dann entsprechend den Anweisungen und Verarbeitungsschritten die entsprechenden Konfigurationsdaten in den Signalaufbereiter 12. Der Signalaufbereiter 12 ist somit frei konfigurierbar, sogar während des Betriebs.This flowchart is about the microcomputer 11 in the store 13 loaded. The microcomputer 11 then loads the corresponding configuration data into the signal conditioner according to the instructions and processing steps 12 , The signal conditioner 12 is thus freely configurable, even during operation.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Signalaufbereiter 12 direkt mit dem Speicher 13 verbunden und lädt die dort abgelegten Daten selbstständig und selbsttätig herunter. In diesem Fall kann dann sogar der Mikrocomputer 11 entfallen. In a further advantageous embodiment of the invention, the signal conditioner 12 directly with the memory 13 connected and downloads the data stored there independently and automatically down. In this case, then even the microcomputer 11 omitted.

In 2 ist der Online-Konfigurationsprozess für den Signalaufbereiter dargestellt. Der Konfigurationsprozess läuft wie folgt ab:
Zunächst werden die Zielinformationen geladen. Dies erfolgt im Schritt 21. Anschließend konfiguriert der Benutzer den Signalfluss im Signalaufbereiter. Dies ist durch Schritt 22 realisiert. Anschließend erfolgt eine entsprechende Allokation des notwendigen Speichers und der Konfiguration der Funktionsmodule im Signalaufbereiter. Dies ist durch den Schritt 23 realisiert. Anschließend werden im Schritt 24 die Transferdaten zum Ziel transferiert, d. h. in den Signalaufbereiter. Insoweit werden die Daten zur Konfiguration in einen sogenannten Scheduler sowie in den allozierten Speicher geladen. Dies erfolgt durch Laden der Konfigurationsdaten in den Scheduler, auch Scheduling Array genannt, sowie in den Objektspeicher. In Schritt 25 sind die notwendigen Informationen bezüglich Speicherkonfiguration, Rechenzeit, verfügbarer Objekte und Objektinformationen hinterlegt.In 2 is the online configuration process for the signal conditioner. The configuration process is as follows:
First, the destination information is loaded. This is done in the step 21 , The user then configures the signal flow in the signal conditioner. This is by step 22 realized. This is followed by a corresponding allocation of the necessary memory and the configuration of the function modules in the signal conditioner. This is through the step 23 realized. Subsequently, in the step 24 transfers the transfer data to the destination, ie into the signal conditioner. In that regard, the data is loaded for configuration in a so-called scheduler and in the allocated memory. This is done by loading the configuration data into the scheduler, also called scheduling array, as well as into the object memory. In step 25 the necessary information regarding memory configuration, computing time, available objects and object information are stored.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Signalaufbereiter derart vorprogrammiert, dass er kontinuierlich den Scheduler überprüft, ob dort neue Konfigurationsanweisungen anliegen. Ist dies der Fall, lädt der Signalaufbereiter selbsttätig diese Daten, mit Hilfe des Schedulers, herunter. Es kann somit die erfindungsgemäße freie Umprogrammierung erfolgen.In an advantageous embodiment of the invention, the signal conditioner is preprogrammed such that it continuously checks the scheduler whether new configuration instructions are present there. If this is the case, the signal conditioner automatically downloads this data using the scheduler. It can thus take place the free reprogramming according to the invention.

In 3 ist der Aufbau eines Signalaufbereiters 32 dargestellt. Der Signalaufbereiter 32 weist m Eingänge und n Ausgänge auf, wobei m und n unterschiedliche ganzzahlige Werte sind. Im konkreten Ausführungsbeispiel gemäß 3 sind dies drei Eingänge 321, 322, 323 und drei Ausgänge 331, 332, 333.In 3 is the construction of a signal conditioner 32 shown. The signal conditioner 32 has m inputs and n outputs, where m and n are different integer values. In the concrete embodiment according to 3 these are three inputs 321 . 322 . 323 and three outputs 331 . 332 . 333 ,

Es sind im Weiteren die Funktionsmodule 311 bis 319 im Signalaufbereiter 32 vorhanden. Diese Funktionsmodule 311 bis 319 können durch das externe GUI, welche über eine Datenzuleitung 31 in den Speicher des Signalaufbereiters 31 eingeladen werden, frei konfiguriert werden. Insoweit kann jedes der einzelnen Funktionsmodule 311 bis 319 untereinander verbunden werden. Es müssen jedoch Rückkopplungsschleifen vermieden werden, so dass keine Rekursionsschleifen entstehen. Somit können die Signaleingänge 321 bis 323 über die Funktionsmodule 311 bis 319 frei konfiguriert und verändert werden und auf die Ausgänge 331 bis 333 entsprechende Daten bzw. Signale ausgegeben werden. Im Weiteren ist ein externer Speicher 35 vorgesehen, welcher über die Konfigurationseinheit 34, welche Teil eines Mikroprozessors 36 ist, verwaltet und mit Daten versehen wird. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Konfigurationseinheit 34 als eigenständige Einheit oder als Teil des Signalaufbereiters 32 ausgestaltet. In der Konfigurationseinheit 34 werden die entsprechenden Konfigurationsdaten für die einzelnen Funktionsmodule 311 bis 319 und die interne Verschaltung der einzelnen Funktionsmodule 311 bis 319 untereinander abgelegt. Weiterhin ist der Mikrocomputer 36 vorgesehen, um die Steuerung der Ladevorschriften der Daten in den Signalaufbereiter 32 zu generieren.These are the function modules 311 to 319 in the signal conditioner 32 available. These functional modules 311 to 319 can through the external GUI, which has a data feed 31 into the memory of the signal conditioner 31 be invited to be configured freely. In that regard, each of the individual functional modules 311 to 319 be interconnected. However, feedback loops must be avoided so that no recursion loops occur. Thus, the signal inputs 321 to 323 via the function modules 311 to 319 be freely configured and changed and on the outputs 331 to 333 corresponding data or signals are output. In the following is an external memory 35 provided, which via the configuration unit 34 which part of a microprocessor 36 is, managed and provided with data. In a further advantageous embodiment of the invention, the configuration unit 34 as a stand alone unit or as part of the signal conditioner 32 designed. In the configuration unit 34 become the corresponding configuration data for the individual function modules 311 to 319 and the internal interconnection of the individual function modules 311 to 319 filed with each other. Furthermore, the microcomputer 36 provided to control the loading of the data in the signal conditioner 32 to generate.

Auf diese beschriebene Weise ist es nunmehr möglich, die einzelnen Funktionsmodule 311 bis 319 frei zu konfigurieren und auf die Bedürfnisse der Signalverarbeitung anzupassen. Für verschiedene Aufbereitungsalgorithmen von Eingangssignalen, wie beispielsweise Audiosignalen, Dolby-Pro Logic usw. werden die Funktionsmodule 311 bis 319 entsprechend untereinander derart verschaltet und mit Konfigurationsdaten versehen, dass diese Funktionen von den herunterzuladenden Daten und den Funktionsmodulen 311 bis 319 realisiert werden. Es ist daher nicht mehr nötig, den Signalfluss im Signalaufbereiter 32 vorab zu definieren, sondern es können während oder zur Signalverarbeitung kontinuierlich die Funktionsmodule 311 bis 319 des Signalaufbereiters 32 frei untereinander verknüpft und in deren Funktion verändert werden, so dass eine freie Programmierung möglich ist. Vorteilhaft ist insoweit, dass einzelne GUI's für diverse Projekte nur einmal zu entwickeln sind, da der Signalaufbereiter 31 und dessen Funktionsmodule 311 bis 319 dann entsprechend einzeln direkt programmierbar ist.In this way, it is now possible, the individual functional modules 311 to 319 freely configurable and adapt to the needs of signal processing. For various editing algorithms of input signals, such as audio signals, Dolby Pro Logic, etc., the functional modules become 311 to 319 appropriately interconnected and provided with configuration data that these functions of the data to be downloaded and the function modules 311 to 319 will be realized. It is therefore no longer necessary to control the signal flow in the signal conditioner 32 it is possible to continuously define the functional modules during or for signal processing 311 to 319 of the signal conditioner 32 freely linked with each other and changed in their function, so that a free programming is possible. It is advantageous to the extent that individual GUI's for various projects only once to develop, as the signal processor 31 and its functional modules 311 to 319 then individually directly programmable.

Auf diese Weise kann der Signalaufbereiter 32, gemäß eines weiteren nicht in 3 dargestellten Konfigurationsbeispieles in einer ersten konkreten Konfiguration mit vier FIR-Filtern mit je 256 TPS und in einer zweiten konkreten Konfiguration mit sechs FIR-Filtern mit 400 TPS konfiguriert werden, wobei die Filterkoeffizienten für jeden FIR-Filter einstellbar ist.In this way, the signal conditioner 32 , according to another not in 3 configuration example in a first specific configuration with four FIR filters each 256 TPS and in a second concrete configuration with six FIR filters with 400 TPS are configured, the filter coefficients for each FIR filter is adjustable.

In 4 ist ein konkretes Ausführungsbeispiel bezüglich der Funktionsdefinition der einzelnen Module sowie der Konfiguration und Verschaltung der einzelnen Module untereinander dargestellt. Es sind die gleichen Elemente wie in 3 vorhanden, jedoch ist nunmehr eine konkrete Verschaltung der einzelnen Funktionsmodule 411 bis 419 dargestellt. Den einzelnen Funktionsmodulen 411 bis 419 sind konkrete Funktionen zugewiesen mit entsprechenden Koeffizienten und Parametern. Der Signalfluss der Eingangssignale 421 bis 423 im Signalaufbereiter 42 ist definiert. Es sind die Signaleingänge 421, 422 und 423 vorhanden, ausgangsseitig sind die Signalausgänge 431, 432 und 433 vorhanden. Wie jedoch ersichtlich ist, wird auf dem Signalausgang 432 kein Signal ausgegeben.In 4 is a concrete embodiment with respect to the function definition of the individual modules as well as the configuration and interconnection of the individual modules shown one another. They are the same elements as in 3 available, but now is a concrete interconnection of the individual functional modules 411 to 419 shown. The individual function modules 411 to 419 are assigned concrete functions with corresponding coefficients and parameters. The signal flow of the input signals 421 to 423 in the signal conditioner 42 is defined. It is the signal inputs 421 . 422 and 423 available, the output side are the signal outputs 431 . 432 and 433 available. However, as can be seen, is on the signal output 432 no signal is output.

Das Funktionsmodul 411 ist mit den Konfigurationsdaten und Koeffizienten, welche auf den Signalaufbereiter 42 heruntergeladen worden sind, als ein FIR-Filter mit Tiefbasscharakter konfiguriert, das Funktionsmodul 414 als ein FIR-Filter mit Hochpasscharakter. Das Funktionsmodul 412 ist als ein Verzögerer, das Funktionsmodul 413 als ein Hochpass, das Funktionsmodul 416 als ein Tiefpass und das Funktionsmodul 419 als ein Addierer ausgestaltet, durch die entsprechenden Konfigurationsdaten. Diese entsprechenden Konfigurationsdaten, welche die Funktion und die Konfiguration der einzelnen Funktionsmodule 411 bis 419 definieren, werden über die Signalleitung 41 über das GUI heruntergeladen und im Zwischenspeicher 44 gespeichert. Entsprechend erfolgt dann auch eine Definition der Signalleitungen und Verschaltung der Funktionsmodule 411 bis 419 untereinander. Im konkreten Ausführungsbeispiel ist das Eingangssignal 421 auf das Funktionsmodul 411 geführt, der Ausgang des Funktionsmoduls 411 ist auf das Funktionsmodul 414 gelegt und der Ausgang des Funktionsmoduls 414 wird direkt auf den Ausgang 431 des Signalaufbereiters 42 geführt. Das Eingangssignal 422 wird auf das Funktionsmodul 412 gelegt, der Ausgang des Funktionsmodul 412 ist mit dem Eingang des Funktionsmoduls 416 verbunden, der Ausgang des Funktionsmoduls 416 wird auf das Funktionsmodul 419 geführt, das als Addierer arbeitet. Zugleich wird das Eingangssignal 423 auf das Funktionsmodul 413 geführt. Der Ausgang des Funktionsmoduls 413 wird auf das Funktionsmodul 419 geführt, das dieses Signal mit dem Ausgangssignal des Funktionsmoduls 416 addiert. Das Ergebnis der Addition wird dann auf den Ausgang 433 des Signalaufbereiters 42 gelegt und steht dort bereit.The functional module 411 is with the configuration data and coefficients which are on the signal conditioner 42 configured as a deep-bass FIR filter, the functional module 414 as a high-pass FIR filter. The functional module 412 is as a retarder, the functional module 413 as a high pass, the functional module 416 as a low pass and the functional module 419 as an adder, through the corresponding configuration data. This corresponding configuration data, which shows the function and the configuration of the individual function modules 411 to 419 define are via the signal line 41 downloaded via the GUI and in the cache 44 saved. Accordingly, then also a definition of the signal lines and interconnection of the function modules 411 to 419 among themselves. In the concrete embodiment, the input signal 421 on the function module 411 guided, the output of the function module 411 is on the functional module 414 placed and the output of the function module 414 will be right on the exit 431 of the signal conditioner 42 guided. The input signal 422 is on the function module 412 placed, the output of the function module 412 is with the input of the function module 416 connected, the output of the function module 416 is on the function module 419 led, which works as an adder. At the same time the input signal 423 on the function module 413 guided. The output of the function module 413 is on the function module 419 led, this signal with the output signal of the function module 416 added. The result of the addition is then to the output 433 of the signal conditioner 42 laid and stands ready there.

Die Funktionsmodule 411 bis 419 werden entsprechend – wie beschrieben – konfiguriert und die Konfigurationsdaten und die Signalwege innerhalb des Signalaufbereiters 42 wie beschrieben definiert.The functional modules 411 to 419 are configured accordingly - as described - and the configuration data and signal paths within the signal conditioner 42 defined as described.

Claims

Method for dynamically adapting the processing structure of a signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ), the signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ) at least one input ( 321 . 322 . 323 . 421 . 422 . 423 ) for at least one input signal and at least one output ( 331 . 332 . 333 . 431 . 432 . 433 ) for the output of the processed at least one input signal and at least one input ( 31 . 41 ) for control signals and data at the signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ), the signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ) in its internal structure in function modules ( 311 to 319 . 411 to 419 ), whereby the functional modules ( 311 to 319 . 411 to 419 ) can be freely interconnected and the interconnection of these function modules ( 311 to 319 . 411 to 419 ) over the entrance ( 31 . 41 ) is controlled and configured for control signals and data, the functional modules ( 311 to 319 . 411 to 419 ) are freely configurable in their function provision and which are used to configure the function modules ( 311 to 319 . 411 to 419 ) required data via the input ( 31 . 41 ) for control signals and data in the signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ), whereby the interconnection of the functional modules ( 311 to 319 . 411 to 419 ) and the data for the functional modules ( 311 to 319 . 411 to 419 ) during operation of the signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ) can be changed by using the input ( 31 . 41 ) for control signals corresponding data in the signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ) and from this data the internal signal processing of the signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ) is reconfigured, whereby the functional modules ( 311 to 319 . 411 to 419 ) of the signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ) as objects in a parent computer ( 10 ) and the functions of the function modules ( 311 to 319 . 411 to 419 ) and the interconnection of the function modules ( 311 to 319 . 411 to 419 ) in the parent computer ( 10 ) To be defined.

Method according to claim 1, characterized in that as a higher-level computer ( 10 ) a PC or a workstation is used.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that by means of the higher-level computer ( 10 ) the data for the function modules ( 311 to 319 . 411 to 419 ), using a GUI for this purpose.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that an external memory unit ( 13 ), in which the data for the functional modules ( 311 to 319 . 411 to 419 ) and their interconnection are stored.

Method according to claim 4, characterized in that from the external memory unit ( 13 ) from the signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ) automatically in response to control signals passing through the input ( 31 . 41 ) for control signals, data read out and in an internal memory of the signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ) are read.

Method according to claim 5, indirectly related to claim 3, characterized in that via the GUI the memory configuration of the internal memory of the signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ) is controlled.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that as input signals and output signals digital signals and as signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ) a digital signal processor can be used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a configuration management in the higher-level computer ( 10 ) for dynamically adapting the processing structure of a signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ) is divided into the areas of memory management, signal line management, configuration management, schedule and object code.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the function modules in the higher-level computer ( 10 ) object-oriented at a low level of a programming language.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a scheduler is integrated in order to carry out a consistent sequence step by step.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the data for the configuration of the signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ) are loaded into a scheduler, via which then this data in the signal conditioner ( 12 . 32 . 42 ) be transmitted.