DE102008028123A1 - Method and device for reducing the number of accesses from a microprocessor to an external memory in automation technology - Google Patents

Method and device for reducing the number of accesses from a microprocessor to an external memory in automation technology Download PDF

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DE102008028123A1
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Mathieu Weibel
Elmar Hufschmid
Alain Dr. Chomik
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    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D10/00—Energy efficient computing, e.g. low power processors, power management or thermal management

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduktion der Anzahl von Zugriffen von einem Mikroprozessorarstellung einer Information auf einem Display (LCD), wobei der Mikroprozessor (MCU) und der externe Speicher (SPex) dem Display (LCD) eines Zweileiter-Messgeräts der Automatisierungstechnik zugeordnet sind, wobei sich die Information aus unterschiedlichen graphischen Zeichen zusammensetzt und wobei in dem externen Speicher (SPex) alle graphischen Zeichen jeweils in Form eines Bitmaps abgespeichert sind, wobei in einem dem Mikroprozessor (MCU) zugeordneten internen Speicher (SPin) mit einer vorgegebenen Anzahl von Speicherplätzen eine Teilmenge der Bitmaps abgespeichert wird, wobei jedem in dem internen Speicher (SPin) gespeicherten Bitmap ein statistischer Parameter (Z1) zugeordnet wird, der Auskunft über die Häufigkeit der Zugriffe auf das entsprechende graphische Zeichen in einem vor dem aktuellen Zugriff liegenden Zeitraum gibt, und wobei die Teilmenge dynamisch so geändert wird, dasen graphischen Zeichen in dem vor dem aktuellen Zugriff liegenden Zeitraum am häufigsten zugegriffen worden ist, wodurch stets die Bitmaps der graphischen Zeichen in dem internen Speicher vorgehalten werden, auf die auch bei nachfolgenden Zugriffen mit einer hohen Wahrscheinlichkeit zugegriffen wird.The invention relates to a method for reducing the number of accesses from a microprocessor representation of information on a display (LCD), wherein the microprocessor (MCU) and the external memory (SPex) are associated with the display (LCD) of a two-wire measuring device of automation technology, wherein the information is composed of different graphic characters and wherein in the external memory (SPex) all graphic characters are each stored in the form of a bitmap, wherein in an internal memory (SPin) associated with the microprocessor (MCU) having a predetermined number of memory locations Subset of the bitmaps is stored, each bitmap stored in the internal memory (SPin) is assigned a statistical parameter (Z1), which provides information about the frequency of accesses to the corresponding graphical character in a time before the current access period, and wherein the subset is changed dynamically in that graphic characters have been accessed most frequently in the period preceding the current access, whereby the bitmaps of the graphic characters are always stored in the internal memory, which are also accessed with high probability in subsequent accesses.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduktion der Anzahl der Zugriffe von einem Mikroprozessor auf einen externen Speicher zwecks Darstellung einer Information auf einem Display, wobei der Mikroprozessor und der Speicher dem Display eines Zweileiter-Messgeräts der Automatisierungstechnik zugeordnet sind, wobei sich die Information aus unterschiedlichen graphischen Zeichen zusammensetzt und wobei in dem externen Speicher alle graphischen Zeichen jeweils in Form eines Bitmaps abgespeichert sind.The The present invention relates to a method and an apparatus to reduce the number of accesses from a microprocessor an external memory for the purpose of displaying information a display, with the microprocessor and the memory the display a two-wire measuring device of automation technology are assigned, wherein the information from different composed of graphic characters and being in the external memory all graphic characters are each stored in the form of a bitmap are.

In der Automatisierungstechnik, insbesondere in der Prozessautomatisierungstechnik werden vielfach Feldgeräte eingesetzt, die zur Erfassung und/oder Beeinflussung von Prozessvariablen dienen. Zur Erfassung von Prozessvariablen dienen Sensoren, wie beispielsweise Füllstandsmessgeräte, Durchflussmessgeräte, Druck- und Temperaturmessgeräte, pH-Redoxpotentialmessgeräte, Leitfähigkeitsmessgeräte, etc., welche die entsprechenden Prozessvariablen Füllstand, Durchfluss, Druck, Temperatur, pH-Wert bzw. Leitfähigkeit erfassen. Zur Beeinflussung von Prozessvariablen dienen Aktoren, wie zum Beispiel Ventile oder Pumpen, über die der Durchfluss einer Flüssigkeit in einem Rohrleitungsabschnitt bzw. der Füllstand in einem Behälter geändert werden kann. Als Feldgeräte werden im Prinzip alle Geräte bezeichnet, die prozessnah eingesetzt werden und die prozessrelevante Informationen liefern oder verarbeiten. Neben den oben genannten Sensoren und Aktoren werden als Feldgeräte allgemein auch solche Einheiten bezeichnet, die direkt an einem Feldbus angeschlossen sind und zur Kommunikation mit den übergeordneten Einheiten dienen. Zu erwähnen sind in diesem Zusammenhang z. B. Remote I/Os, Gateways, Linking Devices, etc. Eine Vielzahl solcher Feldgeräte wird von der Firma Endress + Hauser hergestellt und vertrieben.In automation technology, especially in process automation technology are often field devices used to capture and / or influence process variables serve. To capture process variables are sensors, such as For example, level gauges, flowmeters, pressure and temperature measuring devices, pH redox potential measuring devices, conductivity measuring devices, etc., which the corresponding process variables level, flow, pressure, Temperature, pH or conductivity to capture. For influencing process variables actors, such as For example, valves or pumps, over which the flow of a liquid be changed in a pipe section or the level in a container can. As field devices become in principle all devices designated, which are used close to the process and the process-relevant Provide or process information. In addition to the above sensors and actuators are called field devices Generally also such units are designated, which directly at one Fieldbus are connected and to communicate with the parent Serve units. To mention are in this context z. Remote I / Os, gateways, linking Devices, etc. A variety of such field devices is from the company Endress + Hauser manufactured and distributed.

In modernen Industrieanlagen sind Feldgeräte in der Regel über Bussysteme, wie beispielsweise Profibus®, Foundation® Fieldbus, HART®, etc. mit übergeordneten Einheiten verbunden. Normalerweise handelt es sich bei den übergeordneten Einheiten um Leitsysteme bzw. Steuereinheiten, wie beispielsweise eine SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) oder ein PLC (Programmable Logic Controller). Die übergeordneten Einheiten dienen unter anderem zur Prozesssteuerung, Prozessvisualisierung, Prozessüberwachung sowie zur Inbetriebnahme der Feldgeräte. Von der Firma Endress + Hauser wird ein entsprechendes Bediensystem unter der Bezeichnung FieldCare angeboten und vertrieben.In modern industrial plants, field devices are usually via bus systems such as Profibus ®, Foundation ® Fieldbus, HART ®, etc. connected to the higher-level units. Usually, the higher-level units are control systems or control units, such as a PLC (Programmable Logic Controller) or a PLC (Programmable Logic Controller). The higher-level units serve, among other things, for process control, process visualization, process monitoring and commissioning of the field devices. From the company Endress + Hauser a corresponding operating system under the name FieldCare is offered and distributed.

Wie bereits zuvor erwähnt, bezieht sich das erfindungsgemäße Verfahren auf Feldgeräte, die über einen Bus bzw. über eine Zweidraht-Leitung gespeist werden. Derartige Feldgeräte werden oftmals als Zweileiter-Feldgeräte bezeichnet und zeichnen sich dadurch aus, dass sowohl die Kommunikation oder die Messwertübertragung zwischen dem Feldgerät und der übergeordneter Einheit als auch die Stromversorgung des Feldgeräts von der übergeordneten Einheit her über dieselbe gemeinsame Zweileiter-Verbindung erfolgen. Es versteht sich von selbst, dass Bus- bzw. Zweileitergespeiste Feldgeräte im Gegensatz zu Vierleiter-Feldgeräten, bei denen Kommunikation und Energieversorgung über getrennte Leiterpaare erfolgen, mit relativ wenig Energie auskommen müssen.As mentioned earlier, the process of the invention relates on field devices, the above a bus or over a two-wire line are fed. Such field devices are often as two-wire field devices designated and characterized by the fact that both the communication or the measured value transmission between the field device and the parent Unit as well as the power supply of the field device from the parent unit forth on the same common two-wire connection. It goes without saying even that bus- or two-wire fed field devices in contrast to four-wire field devices, in which communication and energy supply take place via separate conductor pairs, with relatively little energy.

Besonders problematisch erweist sich die Energieversorgung über eine Zweidrahtleitung, wenn ein Teil der 'Intelligenz' in ein zu dem Feldgerät separat angeordnetes Display, ein sog. SmartDisplay mit einem eigenen Mikroprozessor und Speicherbausteinen ausgelagert wird. Derartige Displays werden eingesetzt, wenn eine Vielzahl an graphischen Zeichen für die Darstellung von Information auf dem Display vorgehalten werden muss. Dies ist insbesondere der Fall, wenn das Display in der Lage sein soll, Information in unterschiedlichen Sprachen darzustellen. Hervorzuheben ist in diesem Zusammenhang die große Anzahl von chinesischen Schriftzeichen, die zwecks Darstellung einer Information in chinesischer Sprache erforderlich sind.Especially The energy supply proves to be problematic over one Two-wire line, when part of the 'intelligence' in a separate to the field device arranged display, a so-called SmartDisplay with its own microprocessor and memory modules is outsourced. Such displays will be used when a variety of graphic characters for illustration of information must be kept on the display. This is especially the case when the display should be able to provide information in different languages. To emphasize is in In this context, the large number of Chinese characters used to represent information in Chinese are required.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, das bzw. die den Energieverbrauch für die Darstellung von Information auf einem Display reduzieren.Of the Invention is based on the object, a method and an apparatus to propose the energy consumption for the presentation reduce information on a display.

Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens dadurch gelöst, dass die Anzahl der energie-intensiven Zugriffe von dem Mikroprozessor auf den externen Speicher folgendermaßen reduziert wird: In einem dem Mikroprozessor zugeordneten internen Speicher mit einer vorgegebenen Anzahl von Speicherplätzen wird eine Teilmenge der Bitmaps, die in dem externen Speicher vorhanden sind, abgespeichert; jedem der in dem internen Speicher bzw. in dem Cache gespeicherten Bitmaps wird ein statistischer Parameter zugeordnet, der Auskunft über die Häufigkeit der Zugriffe auf das entsprechende graphische Zeichen in einem vor dem aktuellen Zugriff liegenden Zeitraum gibt; die Teilmenge der in dem internen Speicher vorgehaltenen Bitmaps der graphischen Zeichen wird dynamisch so geändert, dass auf die in dem internen Speicher abgelegten graphischen Zeichen in dem vor dem aktuellen Zugriff liegenden Zeitraum am häufigsten zugegriffen worden ist. Hierdurch werden stets die Bitmaps der graphischen Zeichen in dem internen Speicher vorgehalten, auf die auch bei nachfolgenden Zugriffen mit einer hohen Wahrscheinlichkeit ein Zugriff erfolgen wird.The Task is relative solved by the method, that the number of energy intensive requests from the microprocessor is reduced to the external memory as follows: In one the microprocessor associated internal memory with a predetermined Number of memory locations becomes a subset of the bitmaps that exist in the external memory are stored; each in the internal memory or in the Cache stored bitmaps is assigned a statistical parameter the information about the frequency accesses to the corresponding graphic character in one the current access period; the subset of in the internal memory held bitmaps of the graphic characters is changed dynamically so that on the graphic characters stored in the internal memory in the most recent period before the current access has been accessed. This always causes the bitmaps of the graphic Characters kept in the internal memory, on which also at subsequent Access with a high probability of access will occur.

Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als statistischer Parameter ein Zähler verwendet, der bei jedem aktuellen Zugriff auf das entsprechende graphische Zeichen hoch gezählt wird.According to one Further development of the method according to the invention is used as a statistical parameter, a counter, which at each current access to the corresponding graphic character counted becomes.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass dem internen Speicher eine Pipe mit einer vorgegebenen Anzahl von Speicherplätzen zugeordnet ist, in denen jeweils ein statistischer Index abgespeichert wird, der darüber Auskunft gibt, auf welches graphische Zeichen, das nicht im internen Speicher bzw. im Cache gespeichert ist, mit welcher Häufigkeit in dem vor dem aktuellen Zugriff liegenden Zeitraum zugegriffen worden ist.Farther It is suggested that the internal memory be a pipe with a predetermined number of memory locations is assigned, in each case a statistical index is stored, the information about it which graphic characters are not in internal memory or stored in the cache at what frequency in the before the current Accessing period has been accessed.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass für den Fall, dass von dem Mikroprozessor ein graphisches Zeichen angefordert wird, geprüft wird, ob es in dem internen Speicher und – wenn dies nicht der Fall ist –, ob es in der Pipe verfügbar ist, und wobei bei Vorhandensein des graphischen Zeichens im internen Speicher oder in der Pipe der Zähler des statistischen Parameters bzw. des statistischen Index hoch gezählt wird.A Further development of the method according to the invention provides for that the case where a graphic character is requested by the microprocessor, checked if it is in the internal memory and - if not is - whether it is available in the pipe is, and wherein in the presence of the graphic character in the internal Memory or in the pipe the counter of the statistical parameter or the statistical index is counted up.

Für den Fall, dass das aktuell angeforderte graphische Zeichen nicht im internen Speicher/Cache oder in der Pipe vorhanden ist, wird geprüft, ob ein Speicherplatz im internen Speicher oder in der Pipe frei ist. Für den Fall, dass ein freier Speicherplatz vorhanden ist, wird das aktuell angeforderte graphische Zeichen in dem internen Speicher oder in der Pipe gespeichert.In the case, that the currently requested graphic character is not in the internal Memory / cache or pipe is present, it is checked if a Free space in the internal memory or in the pipe. In the case, that there is free space is the currently requested graphic Characters stored in the internal memory or in the pipe.

Für den Fall, dass alle Speicherplätze im internen Speicher und in der Pipe mit graphischen Zeichen belegt sind, wird gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Pipe Flush bzw. eine Bereinigung der Pipe vorgenommen, wobei die Zähler aller statistischen Parameter und die Zähler der statistischen Indizes dekrementiert werden, und wobei das graphische Zeichen bzw. die graphischen Zeichen aus dem internen Speicher bzw. der Pipe entfernt werden, dessen bzw. deren Zähler einen minimalen Wert aufweist/aufweisen. Vorzugsweise ist der minimale Wert auf Null gesetzt.In the case, that all memory spaces in the internal memory and in the pipe with graphic characters occupied are, according to one Embodiment of the method according to the invention made a pipe flush or a cleanup of the pipe, the counter all statistical parameters and the counters of the statistical indices be decremented, and wherein the graphic character or the graphic characters removed from the internal memory or the pipe be, whose or their counter have a minimum value. Preferably, the minimum Value set to zero.

Darüber hinaus ist vorgesehen, dass im Falle eines freien Speicherplatzes in dem internen Speicher die entsprechende Bitmap desjenigen graphischen Zeichens aus dem externen Speicher gelesen wird, dem in der Pipe als statistischer Index der höchste Zähler zugeordnet ist, und dass ein aktuell angefordertes graphisches Zeichen, das weder in dem internen Speicher noch in der Pipe gespeichert ist, auf den frei gewordenen Speicherplatz in der Pipe mit dem entsprechenden statistischen Index abgespeichert wird.Furthermore is provided that in case of free space in the internal memory the corresponding bitmap of that graphic Is read from the external memory in the pipe as statistical index the highest counter and that a currently requested graphic character, which is stored neither in the internal memory nor in the pipe, on the free space in the pipe with the corresponding statistical index is stored.

Im Falle eines freien Speicherplatzes in der Pipe wird das aktuell angeforderte graphische Zeichen, das weder in dem internen Speicher noch in der Pipe aufgeführt ist, auf dem frei gewordenen Speicherplatz in der Pipe mit dem entsprechenden statistischen Index gespeichert.in the Case of a free space in the pipe becomes the current requested graphic characters that neither in the internal memory still listed in the pipe is on the vacated space in the pipe with the corresponding statistical Index saved.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der maximale Zähler der statistischen Parameter des internen Speichers und der maximale Zähler der statistischen Indizes der Pipe so vorgegeben sind, dass eine gewünschte hohe Dynamik bei der Belegung der Speicherplätze erreicht wird.A preferred embodiment of the method according to the invention provides that the maximum counter the statistical parameter of the internal memory and the maximum counter the statistical indexes of the pipe are given so that a desired high dynamics in the allocation of memory locations is achieved.

Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der maximale Zähler der statistischen Indizes kleiner gewählt wird als der maximale Zähler der statistischen Parameter des internen Speichers.Farther It is suggested that the maximum counter of statistical indexes chosen smaller is considered the maximum counter the statistical parameter of the internal memory.

Für den Fall, dass alle Speicherplätze des internen Speichers und der Pipe frei sind, werden immer zuerst die freien Speicherplätze des internen Speichers belegt.In the case, that all memory spaces of the internal memory and the pipe are always first the free storage spaces of the internal memory.

Eine bevorzugte zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in seinen zuvor beschriebenen Ausgestaltungen geeignete Vorrichtung sieht vor, dass eine dem Messgerät zugeordnete Hauptelektronik und eine dem Display zugeordnete Display-Elektronik vorgesehen sind. Weiterhin ist in der Display- Elektronik der Mikroprozessor vorgesehen, dem der interne Speicher und der externe Speicher zugeordnet sind.A preferred for carrying out the method according to the invention in its previously described embodiments suitable device Provides that to the meter assigned main electronics and display associated with the display electronics are provided. Furthermore, the microprocessor is provided in the display electronics, the the internal memory and the external memory are assigned.

Weiterhin sind in dem externen Speicher die Bitmaps aller graphischen Zeichen von unterschiedlichen Sprachen gespeichert, die auf der Anzeigeeinheit des Displays zur Anzeige kommen können.Farther are in the external memory the bitmaps of all graphic characters stored by different languages on the display unit of the display can come to the display.

Abstrahiert gesprochen beschreibt die Erfindung eine Möglichkeit, bei einem Zweileiter-Feldgerät Energie einzusparen. Erreicht wird dies über ein Verfahren bzw. über eine Vorrichtung, das bzw. die den Datenfluss zwischen der Hauptelektronik des Feldgeräts, dem Display und den Speicherelementen auf dem Display selbst verwaltet.abstracted spoken, the invention describes a way in a two-wire field device energy save. This is achieved via a method or over a device, the or the data flow between the main electronics of the field device, the display and memory elements on the display itself.

Um den Energieverbrauch gering zu halten, werden Energieintensive Aktionen so kurz wie möglich gehalten und so selten wie möglich ausgeführt. Bei Zweileitergespeisten Displays zählen die jeweilige Lauf- bzw. Betriebszeit des Mikroprozessors und das Lesen aus dem externen Speicher zu den energieintensivsten Aktionen.Around Keeping energy consumption low will be energy-intensive actions as short as possible kept as rare as possible executed. at Two-wire powered displays count the respective running or operating time of the microprocessor and the Reading from external storage to the most energy intensive actions.

Wie bereits zuvor erwähnt, ist es bei Vorhalten von großen Mengen an Bitmaps notwendig, diese auf dem Display in einem externen Speicher zu hinterlegen. Soll nun eine Bitmap angezeigt werden, dann wird diese aus dem externen Speicher gelesen und auf dem Display, z. B. einem LCD – Liquid Crystal Display – geschrieben. Bitmaps können beispielsweise Buchstaben, Zahlen oder Schriftzeichen sein. Die Anzeige eines Bitmaps hat im Stand der Technik üblicherweise immer einen Speicherzugriff zur Konsequenz.As previously mentioned, if large amounts of bitmaps are available, it is necessary to store them on the display in an external memory. If you want to display a bitmap, then this is read from the external memory and on the display, z. As an LCD - Liquid Crystal Display - written. Bitmaps can be, for example, letters, numbers or characters. The display of a bitmap in the prior art usually always has a memory access to the consequence.

Da auf einem Display oft Sätze oder Zahlen angezeigt werden müssen, ist folglich ein häufiger Zugriff auf den externen Speicher erforderlich. Um die Anzahl der Zugriffe zu reduzieren, werden erfindungsgemäß häufig verwendete graphische Zeichen erkannt und intern vorgehalten. Hierdurch lassen sich die Anzahl der Zugriffe und damit auch der Stromverbrauch beträchtlich reduzieren.There on a display often sentences or numbers must be displayed, is therefore a frequent access on the external memory required. To the number of hits to reduce, according to the invention often used graphic Characters detected and stored internally. This can be the Number of accesses and thus the power consumption considerably to reduce.

Das erfindungsgemäße Verfahren merkt sich die am häufigsten verwendeten Zeichen, und hält diese im schnellen und Energieschonenden RAM bzw. internen Speicher vor. Um die bestmögliche Effizienz zu erhalten, wird ständig eine dynamische Statistik über einen begrenzten vor dem aktuellen Zugriff liegenden Zeitraum erstellt. Dies ist notwendig, um auf unterschiedliche Applikationen, Sprachen und wechselnde Masken schnell reagieren zu können.The inventive method remembers the most often used characters, and holds them in fast and energy saving RAM or internal memory. To the best possible Efficiency is constantly increasing a dynamic statistic about created a limited period prior to the current access. This is necessary to adapt to different applications, languages and changing masks to react quickly.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Es zeigt:The The invention will be explained in more detail with reference to the following figures. It shows:

1: eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, 1 : a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention,

2: eine skizzierte Darstellung der Inhalte des internen Speichers und des externen Speichers und 2 : a sketched representation of the contents of the internal memory and the external memory and

3: ein Flussdiagramm, das die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht. 3 a flow chart illustrating the operation of the method according to the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Hauptelektronik μP ist dem Feldgerät F zugeordnet. Abgesetzt von dem Feldgerät F befindet sich das SmartDisplay. Feldgerät F und SmartDisplay werden über eine Zweidrahtleitung L mit Energie versorgt. Das SmartDisplay weist einen Mikroprozessor MCU auf, dem ein internen Speicher SPin und ein externer Speicher SPex zugeordnet sind. Über die Datenleitungen DL1, DL2 werden Daten zwischen dem Mikroprozessor MCU und dem externen Speicher SPex ausgetauscht. Auf der Anzeige LCD darzustellende Zeichen werden über die Datenleitung DL3 übertragen. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the device according to the invention. The main electronics μP is assigned to the field device F. Deposed from the field device F is the SmartDisplay. Field device F and SmartDisplay are supplied with energy via a two-wire line L. The SmartDisplay has a microprocessor MCU to which an internal memory SP in and an external memory SP ex are assigned. Data is exchanged between the microprocessor MCU and the external memory SP ex via the data lines DL1, DL2. Characters to be displayed on the display LCD are transmitted via the data line DL3.

2 zeigt eine skizzierte Darstellung der Inhalte des internen Speichers SPin und des externen Speichers SPex. Der interne Speicher SPin ist in zwei Bereiche aufgeteilt:

  • – den Cache und
  • – die Pipe.
2 shows a sketched representation of the contents of the internal memory SP in and the external memory SP ex . The internal memory SP in is divided into two areas:
  • - the cache and
  • - the pipe.

Der interne Speicher SPin speichert die graphischen Zeichen in Form von Bitmaps und zu jedem graphischen Zeichen einen statistischen, dynamisch veränderbaren Parameter Z1, der Information über die Häufigkeit des jeweiligen graphischen Zeichens liefert.The internal memory SP in stores the graphic characters in the form of bitmaps and for each graphic character a statistical, dynamically variable parameter Z1 which provides information about the frequency of the respective graphic character.

Die Pipe beinhaltet statistische Indizes Z2 über weitere häufig vorkommende graphische Zeichen. Interner Speicher SPin und Pipe sind in der Anzahl der Speicherplätze beschränkt, so dass sie nur eine Teilmenge der im externen Speicher SPex gespeicherten graphischen Zeichen aufnehmen können.The pipe contains statistical indexes Z2 over other frequently occurring graphic characters. Internal memory SP in and Pipe are limited in the number of memory locations so that they can only accommodate a subset of the graphic symbols stored in the external memory SP ex .

Als statistischen Parameter Z1 bzw. als statistischen Index Z2 enthält jedes graphische Zeichen in dem internen Speicher SPin und in der Pipe einen Zähler, der bei jedem Aufruf des graphischen Zeichens inkrementiert wird. Hierbei werden nicht indizierte graphische Zeichen vorerst nicht berücksichtigt.As statistical parameter Z1 or as statistical index Z2, each graphic character in the internal memory SP in and in the pipe contains a counter, which is incremented each time the graphic character is called. For the time being, non-indexed graphical characters are not taken into account.

Wird ein graphisches Zeichen oder Element aus dem externen Speicher SPex angefordert, so wird zuerst geprüft, ob es im internen Speicher SPin oder in der Pipe verfügbar ist. Falls dies der Fall ist, wird der Zähler Z inkrementiert.If a graphic character or element is requested from the external memory SP ex , it is first checked whether it is available in the internal memory SP in or in the pipe. If so, the counter Z is incremented.

Falls dies nicht der Fall ist, wird geprüft, ob noch ein Speicherplatz in der Pipe oder im internen Speicher SPin frei ist. Ist ein Speicherplatz frei, so wird das graphische Zeichen bzw. die Information zu dem graphischen Zeichen im internen Speicher SPin oder in der Pipe gespeichert.If this is not the case, it is checked whether there is still free space in the pipe or in the internal memory SP in . If a memory space is free, the graphic character or the information about the graphic character is stored in the internal memory SP in or in the pipe.

Wenn kein Speicherplatz mehr verfügbar ist, wird ein sog. Pipe-Flush vorgenommen. Dies bedeutet, dass die statistischen Parameter bzw. die statistischen Indizes um einen Zähler dekrementiert werden. Anschließend werden graphische Zeichen, deren Zähler gleich Null ist, aus dem internen Speicher SPin oder aus der Pipe entfernt. Entsteht ggf. durch wiederholtes Dekrementieren ein freier Platz im internen Speicher SPin oder in der Pipe, dann wird das angefragte graphische Zeichen gespeichert und neu in den internen Speicher oder in die Pipe aufgenommen.If there is no more storage available, a so-called pipe flush is made. This means that the statistical parameters or the statistical indices are decremented by one counter. Subsequently, graphic characters whose counter is zero are removed from the internal memory SP in or out of the pipe. If there is a vacancy in the internal memory SP in or in the pipe due to repeated decrementing, then the requested graphic character is stored and newly recorded in the internal memory or in the pipe.

Durch die angehängte Pipe wird eine intelligente „Lernkurve” über die Zeit geschaffen. Das Herausfallen aus der Pipe bzw. aus dem internen Speicher SPin hängt von der Anzahl der Zugriffe auf die aktuell nicht im internen Speicher SPin oder in der Pipe vorhandenen graphischen Zeichen ab. Um die Lernkurve dynamisch zu halten, werden die Zähler im internen Speicher SPin und in der Pipe jeweils durch einen maximalen Zählwert begrenzt.The attached pipe creates an intelligent "learning curve" over time. Falling out of the pipe or from the internal memory SP in depends on the number of accesses to the graphic characters currently not present in the internal memory SP in or in the pipe. To keep the learning curve dynamic, the counters are in internal memory SP in and in the pipe each limited by a maximum count.

Um einen ständigen Wechsel von graphischen Zeichen vom internen Speicher SPin in die Pipe und umgekehrt zu vermeiden, hat der maximale Zähler der Pipe einen wesentlich niedrigeren Wert als der maximale Zähler des internen Speichers SPin.In order to avoid a constant change of graphic characters from the internal memory SP into the pipe and vice versa, the maximum counter of the pipe has a value substantially lower than the maximum counter of the internal memory SP in .

3 zeigt ein Ablaufdiagramm, das die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht. Die einzelnen in 3 gezeigten Verfahrensschritte werden durch ein konkretes Beispiel, nämlich die Darstellung der Information 'Test Text', in den Schritten 1–9 verdeutlicht. 3 shows a flowchart illustrating the operation of the method according to the invention. The individual in 3 shown method steps are illustrated by a concrete example, namely the presentation of the information 'Test Text', in steps 1-9.

Zum Startzeitpunkt wird angenommen, dass der interne Speicher SPin und die Pipe beide leer sind. Im nachfolgend dargestellten Fall hat der interne Speicher SPin der Übersichtlichkeit halber lediglich vier Speicherplätze für die Bitmaps und die statistischen Parameter Z1 zur Verfügung; die Pipe kann vier statistische Indizes Z2 speichern.At start time, it is assumed that the internal memory SP in and the pipe are both empty. In the illustrated case, below the internal memory SP in the sake of clarity, only four memory locations for the bitmaps and the statistical parameters Z1 available; the pipe can store four statistical indexes Z2.

Die sukzessive Belegung des internen Speichers SPin und der Pipe stellt sich in Schritt 1 wie folgt dar:

Figure 00100001
The successive occupancy of the internal memory SP in and of the pipe is represented in step 1 as follows:
Figure 00100001

Im Schritt 2 wird im Hinblick auf das angeforderte graphische Zeichen, hier den Buchstaben T geprüft, ob im Cache noch ein freier Speicherplatz vorhanden ist. Da dies der Fall ist, wird der Buchstabe T im Cache gespeichert und der statistische Parameter Z1 auf 1 gesetzt.in the Step 2 is performed with regard to the requested graphic character, here the letter T checked, if there is still free space in the cache As this If so, the letter T is cached and the statistical parameters Z1 set to 1.

Figure 00100002
Figure 00100002

Anschließend wird im Schritt 3 geprüft, ob im Cache noch Platz ist. Da dies der Fall ist, wird der Buchstabe e im Cache gespeichert und der Zähler Z1 auf 1 gesetzt.Subsequently, will tested in step 3, if there is still room in the cache. Since this is the case, the letter becomes e is stored in the cache and the counter Z1 set to 1.

Figure 00110001
Figure 00110001

Unter Schritt 4 wird überprüft, ob de Buchstabe s im Cache ist und ob im Cache noch Platz ist. Da s noch nicht im Cache gespeichert ist und noch freier Speicherplatz vorhanden ist, wird der Buchstabe s im Cache gespeichert und der statistische Parameter bzw. der Zähler Z1 auf 1 gesetzt.Under Step 4 is checked if de Letter s is in the cache and if there is still room in the cache. There still is not stored in the cache and there is still free space available is, the letter s is stored in the cache and the statistical Parameter or the counter Z1 set to 1.

Figure 00110002
Figure 00110002

Analog wie zuvor wird mit dem Buchstaben t im Schritt 5 vorgegangen.Analogous as before, the letter t is used in step 5.

Figure 00120001
Figure 00120001

Anschließend wird bei Schritt 6 geprüft, ob im Cache noch Platz ist. Da dies nicht der Fall ist, wird geprüft, ob in der Pipe noch Speicherplatz vorhanden ist. Da dies der Fall ist, wird das Leerzeichen in der Pipe gespeichert und der statistische Index Z2 auf 1 gesetzt.

Figure 00120002
Figure 00130001
Subsequently, it is checked at step 6 whether there is still room in the cache. Since this is not the case, it is checked whether there is still storage space in the pipe. Since this is the case, the space is stored in the pipe and the statistical index Z2 is set to 1.
Figure 00120002
Figure 00130001

Im Schritt 7 wird geprüft, ob der Buchstabe T im Cache gespeichert ist. Da dies der Fall ist, wird der statistische Parameter Z1 inkrementiert und auf 2 gesetzt.

Figure 00130002
In step 7 it is checked whether the letter T is stored in the cache. Since this is the case, the statistical parameter Z1 is incremented and set to 2.
Figure 00130002

Im Schritt 8 wird entsprechend mit dem angeforderten Buchstaben e verfahren.in the Step 8 is followed accordingly with the requested letter e.

Figure 00130003
Figure 00130003

Figure 00140001
Figure 00140001

Bezüglich des Buchstabens x werden im Schritt 9 folgende Überprüfungen durchgeführt;

  • – Ist x im Cache? nein
  • – Ist im Cache Platz? nein
  • – Ist in der Pipe noch Platz? Ja
  • – Speichere x in der Pipe und setze den entsprechenden statistischen Index Z2 auf 1
Figure 00140002
With regard to the letter x, the following checks are performed in step 9;
  • - Is x in the cache? No
  • - Is there enough space in the cache? No
  • - Is there room in the pipe? Yes
  • - Store x in the pipe and set the corresponding statistical index Z2 to 1
Figure 00140002

Im Schritt 10 wird erkannt, dass der Buchstabe t bereits im Cache vorhanden ist. Der Zähler Z1 wird entsprechend inkrementiert und auf 2 gesetzt.in the Step 10 detects that the letter t already exists in the cache is. The counter Z1 is incremented accordingly and set to 2.

Figure 00150001
Figure 00150001

Zur Erläuterung eines Austauschs von Zeichen zwischen dem Cache und der Pipe wird nachfolgend davon ausgegangen, dass zu einem vorgegebenen Zeitpunkt Cache und Pipe die folgende Belegung aufweisen:

Figure 00150002
To explain an exchange of characters between the cache and the pipe, it is assumed below that at a given time, the cache and pipe have the following occupancy:
Figure 00150002

Figure 00160001
Figure 00160001

Wird nun der Buchstabe p angefordert, so wird festgestellt, dass der Buchstabe p in der Pipe ist und der statistische Index Z2 bzw. der Zähler wird inkrementiert und auf 5 gesetzt. Anschließend wird geprüft, ob im Cache ein graphisches Zeichen ist, das einen geringeren statistischen Parameter Z1 bzw. Zähler als 5 aufweist. Dies ist bei dem Buchstaben s der Fall. Nun werden der Buchstabe p in den Cache und der Buchstabe s in der Pipe gespeichert.Becomes now requested the letter p, it is found that the Letter p is in the pipe and the statistical index Z2 or the counter is incremented and set to 5. Subsequently, it is checked whether in Cache is a graphic character that has a lower statistical Parameter Z1 or counter as 5. This is the case with the letter s. Well be the letter p is stored in the cache and the letter s in the pipe.

Figure 00160002
Figure 00160002

Zur Erläuterung eines sog. Flushs wird nachfolgend davon ausgegangen, dass zu einem vorgegebenen Zeitpunkt Cache und Pipe die zuvor genannte Belegung aufweisen. Wird ein Buchstabe r bzw. ein graphisches Zeichen angefordert, das weder in der Pipe noch in dem Cache ist, so erfolgt ein sog. Flush. Es wird folgendes geprüft:

  • – Ist der Buchstabe r nicht im Cache? nein
  • – Für den Flush werden alle Zähler Z1 im Cache und in der Pipe dekrementiert, also um einen Zähler herunter gezählt.
  • – Alle graphischen Zeichen, die eine Null im Zähler aufweisen, werden gelöscht.
  • – Speichere den Buchstaben r, da durch Löschen des Zeichens f ein Platz in der Pipe frei geworden ist.
In order to explain a so-called flush, it is assumed below that at a given time, the cache and pipe have the previously mentioned occupancy. If a letter r or a graphic character is requested which is neither in the pipe nor in the cache, then an entry is made so-called flush. The following is checked:
  • - Is the letter r not in the cache? No
  • - For the flush, all counters Z1 in the cache and in the pipe are decremented, ie counted down by one counter.
  • - All graphic characters that have a zero in the counter are deleted.
  • - Save the letter r, because by deleting the character f a place in the pipe has become free.

Figure 00170001
Figure 00170001

Die Belegung von Cache und der Pipe stellt sich dann wie folgt dar:

Figure 00170002
Figure 00180001
The cache and pipe occupancy is as follows:
Figure 00170002
Figure 00180001

Dieser Mechanismus bringt bei einem Zweileiter-Feldgerät eine Einsparung von mindestens 15% der Energieaufnahme des gesamten SmartDisplays.This Mechanism saves at least 15% on a two-wire field device the energy consumption of the entire SmartDisplay.

Claims (13)

Verfahren zur Reduktion der Anzahl von Zugriffen von einem Mikroprozessor (MCU) auf einen externen Speicher (SPex) zwecks Darstellung einer Information auf einem Display (LCD), wobei der Mikroprozessor (MCU) und der externe Speicher (SPex) dem Display (LCD) eines Zweileiter-Messgerät der Automatisierungstechnik zugeordnet sind, wobei sich die Information aus unterschiedlichen graphischen Zeichen zusammensetzt und wobei in dem externen Speicher (SPex) alle graphischen Zeichen jeweils in Form eines Bitmaps abgespeichert sind, wobei in einem dem Mikroprozessor (MCU) zugeordneten internen Speicher (SPin) mit einer vorgegebenen Anzahl von Speicherplätzen eine Teilmenge der Bitmaps abgespeichert wird, wobei jedem in dem internen Speicher (SPin) gespeicherten Bitmap ein statistischer Parameter (Z1) zugeordnet wird, der Auskunft über die Häufigkeit der Zugriffe auf das entsprechende graphische Zeichen in einem vor dem aktuellen Zugriff liegenden Zeitraum gibt, und wobei die Teilmenge dynamisch so geändert wird, dass auf die in dem internen Speicher (SPin) abgelegten graphischen Zeichen in dem vor dem aktuellen Zugriff liegenden Zeitraum am häufigsten zugegriffen worden ist, wodurch stets die Bitmaps der graphischen Zeichen in dem internen Speicher vorgehalten werden, auf die auch bei nachfolgenden Zugriffen mit einer hohen Wahrscheinlichkeit zugegriffen wird.Method for reducing the number of accesses from a microprocessor (MCU) to an external memory (SP ex ) for displaying information on a display (LCD), the microprocessor (MCU) and the external memory (SP ex ) being connected to the display (LCD ) are assigned to a two-wire measuring device of automation technology, wherein the information is composed of different graphical characters and wherein in the external memory (SP ex ) all the graphic characters are each stored in the form of a bitmap, wherein in one of the microprocessor (MCU) associated internal Memory (SP in ) with a predetermined number of memory locations, a subset of the bitmaps is stored, each bitmap stored in the internal memory (SP in ) is assigned a statistical parameter (Z1), which provides information about the frequency of accesses to the corresponding graphical There are characters in a time period before the current access, and the subm is dynamically changed so that the graphic characters stored in the internal memory (SP in ) have been accessed most frequently in the period preceding the current access, thereby always keeping the bitmaps of the graphic characters in the internal memory, to which even with subsequent access with a high probability of being accessed. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als statistischer Parameter (Z1) ein Zähler verwendet wird, der bei jedem aktuellen Zugriff auf das entsprechende graphische Zeichen hoch gezählt wird.The method of claim 1, wherein as statistical Parameter (Z1) a counter is used at each current access to the corresponding graphical Counted up becomes. Verfahren nach Anspruch 1, wobei dem internen Speicher (SPin) eine Pipe mit einer vorgegebenen Anzahl von Speicherplätzen zugeordnet ist, in denen jeweils ein statistischer Index bzw. ein zweiter Zähler (Z2) abgespeichert wird, der darüber Auskunft gibt, auf welches graphische Zeichen, das nicht im internen Speicher (SPin) gespeichert ist, mit weicher Häufigkeit in dem vor dem aktuellen Zugriff liegenden Zeitraum zugegriffen worden ist.The method of claim 1, wherein the internal memory (SP in ) is associated with a pipe with a predetermined number of memory locations, in each of which a statistical index or a second counter (Z2) is stored, which provides information on which graphic characters that is not stored in the internal memory (SP in ) accessed with soft frequency in the period prior to the current access. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei für den Fall, dass von dem Mikroprozessor (MCU) ein graphisches Zeichen angefordert wird, geprüft wird, ob es in dem internen Speicher (S) und – wenn dies nicht der Fall ist –, ob es in der Pipe verfügbar ist, und wobei bei Vorhandensein des graphischen Zeichens im internen Speicher (SPin) oder in der Pipe der Zähler des statistischen Parameters (Z1) bzw. des statistischen Index (Z2) hoch gezählt wird.Method according to claim 1 or 2, wherein, in the event that a graphic character is requested by the microprocessor (MCU), it is checked whether it exists in the internal memory (S) and, if this is not the case, in the pipe is available, and in the presence of the graphic character in the internal memory (SP in ) or in the pipe, the counter of the statistical parameter (Z1) or the statistical index (Z2) is counted up. Verfahren nach Anspruch 4, wobei für den Fall, dass das aktuell angeforderte graphische Zeichen nicht im internen Speicher (SPin) oder in der Pipe vorhanden ist, geprüft wird, ob noch ein Speicherplatz im internen Speicher (SPin) oder in der Pipe frei ist, und wobei im Falle eines freien Speicherplatzes das aktuell angeforderte graphische Zeichen in dem internen Speicher (SPin) oder in der Pipe abgespeichert wird.Method according to claim 4, wherein in the event that the currently requested graphic character is not present in the internal memory (SP in ) or in the pipe, it is checked whether there is still free space in the internal memory (SP in ) or in the pipe, and in the case of a free memory space, the currently requested graphic character in the internal memory (SP in ) or in the pipe is stored. Verfahren nach Anspruch 1, wobei für den Fall, dass alle Speicherplätze im internen Speicher (SPin) und in der Pipe mit graphischen Zeichen belegt sind, ein Pipe Flush bzw. eine Bereinigung der Pipe vorgenommen wird, wobei die Zähler der statistischen Parameter (Z1) und die Zähler der statistischen Indizes (Z2) dekrementiert werden, und wobei die graphischen Zeichen aus dem internen Speicher (SPin) bzw. der Pipe entfernt werden, deren Zähler (Z1, Z2) einen minimalen Wert, vorzugsweise Null, aufweist.The method of claim 1, wherein in the event that all memory locations in the internal memory (SP in ) and in the pipe are occupied with graphic characters, a pipe flush or a cleanup of the pipe is made, the numerator of the statistical parameters (Z1 ) and the counters of the statistical indices (Z2) are decremented, and the graphic characters are removed from the internal memory (SP in ) or the pipe whose counter (Z1, Z2) has a minimum value, preferably zero. Verfahren nach Anspruch 6, wobei im Falle eines unbelegten Speicherplatzes in dem internen Speicher (SPin) die entsprechende Bitmap desjenigen graphischen Zeichens aus dem externen Speicher (SPex) gelesen wird, dem in der Pipe als statistischer Index (Z2) der höchste Zähler zugeordnet ist, und dass ein aktuell angefordertes graphisches Zeichen, das weder in dem internen Speicher (SPin) noch in der Pipe gespeichert ist, auf den frei gewordenen Speicherplatz in der Pipe mit dem entsprechenden statistischen Index (Z2) abgespeichert wird.Method according to Claim 6, wherein in the case of an unoccupied memory location in the internal memory (SP in ), the corresponding bitmap of the graphic character is read from the external memory (SP ex ) to which the highest counter is assigned in the pipe as a statistical index (Z2) is, and that a currently requested graphic character, which is stored neither in the internal memory (SP in ) nor in the pipe, is stored on the freed space in the pipe with the corresponding statistical index (Z2). Verfahren nach Anspruch 6, wobei im Falle eines unbelegten Speicherplatzes in der Pipe das aktuell angeforderte graphische Zeichen, das weder in dem internen Speicher (SPin) noch in der Pipe aufgeführt ist, auf dem frei gewordenen Speicherplatz in der Pipe mit dem entsprechenden statistischen Index (Z2) gespeichert wird.Method according to claim 6, wherein in case of an empty storage space in the pipe, the currently requested graphic character, which is neither listed in the internal memory (SP in ) nor in the pipe, on the vacated storage space in the pipe with the corresponding statistical index (Z2) is stored. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der maximale Zähler (Z1) der statistischen Parameter des internen Speichers (SPin) und der maximale Zähler der statistischen Indizes (Z2) der Pipe so vorgegeben sind, dass eine gewünschte hohe Dynamik bei der Belegung der Speicherplätze erreicht wird.The method of claim 1, wherein the maximum counter (Z1) of the statistical parameters of the internal memory (SP in ) and the maximum counter of the statistical indices (Z2) of the pipe are predetermined so that a desired high dynamics in the occupancy of the memory locations is achieved , Verfahren nach Anspruch 9, wobei der maximale Zähler der statistischen Indizes (Z2) kleiner gewählt wird als der maximale Zähler der statistischen Parameter (Z1) des internen Speichers (SPin).Method according to claim 9, wherein the maximum counter of the statistical indices (Z2) is chosen smaller than the maximum counter of the statistical parameters (Z1) of the internal memory (SP in ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei für den Fall, dass alle Speicherplätze des internen Speichers (SPin) und der Pipe frei sind, zuerst die freien Speicherplätze des internen Speichers (SPin) belegt werden.The method of claim 1, wherein in the event that all memory locations of the internal memory (SP in ) and the pipe are free, first the free memory locations of the internal memory (SP in ) are occupied. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1–11, wobei eine dem Messgerät zugeordnete Hauptelektronik (μP) und eine dem Display (LCD) zugeordnete Display-Elektronik vorgesehen sind, und wobei in der Display-Elektronik der Mikroprozessor (MCU) vorgesehen ist, dem der interne Speicher (SPin) und der externe Speicher zugeordnet sind.Apparatus for carrying out the method according to one or more of claims 1-11, wherein a device associated with the main electronics (μP) and the display (LCD) associated display electronics are provided, and wherein in the display electronics of the microprocessor (MCU) is provided, which the internal memory (SP in ) and the external memory are assigned. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei in dem externen Speicher die Bitmaps aller graphischen Zeichen von unterschiedlichen Sprachen gespeichert sind, die auf der Anzeigeeinheit des Displays (LCD) zur Anzeige kommen können.Apparatus according to claim 12, wherein in the external Store the bitmaps of all graphical characters of different Languages are stored on the display unit of the display (LCD) can come to the display.
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