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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigeeinheit sowie ein Verfahren
zur visuellen Darstellung von Informationen auf einer solchen.
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Gattungsgemäße Anzeigeeinheiten
werden beispielsweise in öffentlichen
Verkehrsmitteln, wie Linienbussen, Straßenbahnen, U-Bahnen oder Nahverkehrszügen verwendet.
Weitere Anwendungen sind stationäre
Anzeigen, wie beispielsweise an Bahnhöfen oder in weitläufigen Kongreßzentren.
Die Erfindung ist jedoch nicht allein auf diese hier nur beispielhaft
aufgezählten
Anwendungen beschränkt.
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Die
gattungsgemäßen Anzeigeeinheiten
besitzen einen Anzeigebereich, auf dem die Informationen in Form
von Texten und/oder graphischen Symbolen visuell dargestellt werden.
Der Anzeigebereich ist in der Regel in Flip-Dot-Technologie (sogenannte Kippelement-Anzeigen),
in LED- oder LCD-Technologie realisiert. Generell beinhaltet der
Anzeigebereich eine Matrix von Anzeigepunkten, die einzeln hell
oder dunkel geschaltet werden oder sogar eine bestimmte Farbe annehmen
können.
Die darzustellenden Informationen werden auf dem Anzeigebereich
aus der Vielzahl der Punkte (Pixel) aufgebaut.
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Zur
Ansteuerung der Anzeigepunkte ist der Anzeigebereich mit mindestens
einer Treiberschaltung verbunden. Im Fall einer LED-Anzeige besitzt die
Treiberschaltung beispielsweise eine Vielzahl von Signalausgängen, von
denen jeweils einer mit einer LED (Licht emittierende Diode) verbunden
ist. Die Treiberschaltung liefert an ihren Signalausgängen einen
Strom, wenn die zugehörige
LED eingeschaltet werden soll. Andernfalls bleibt der Signalausgang stromlos.
Generell richtet sich der konkrete Aufbau der Treiberschaltungen
nach der verwendeten Anzeigetechnologie sowie nach der Auflösung des
Anzeigebereichs (Anzahl der Anzeigepunkte).
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Darüber hinaus
besitzen die gattungsgemäßen Anzeigeeinheiten üblicherweise
einen sogenannten Anzeigecontroller, der die darzustellenden Informationen
(Texte, Bilder u. dgl.) in Abhängigkeit von
dem Anzeigeformat des Anzeigebereichs aufbereitet. Unter dem Begriff "Anzeigeformat" werden dabei im
folgenden alle Parameter verstanden, die der Anzeigecontroller für die korrekte
Aufbereitung der Daten benötigt.
Der Anzeigecontroller erzeugt aus den darzustellenden Informationen
einen geeigneten Bitstrom, der in aller Regel über eine serielle Datenverbindung
an die Treiberschaltung übertragen
wird.
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Während die
Treiberschaltungen somit im wesentlichen die Aktivierung bzw. Deaktivierung
der einzelnen Anzeigepunkte auslösen,
ist es Aufgabe des Anzeigecontrollers, aus den darzustellenden Informationen
den richtigen Bitstrom zu erzeugen. Die dazu erforderliche "Intelligenz" besitzt der Anzeigecontroller üblicherweise
in Form einer geeigneten Software.
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Um
bei der Herstellung gattungsgemäßer Anzeigeeinheiten
einen möglichst
großen
Rationalisierungseffekt zu erreichen, ist es bekannt, einen großen Anzeigebereich
aus mehreren kleineren Teilbereichen modulartig zusammenzusetzen.
Des weiteren versucht man, für
eine Vielzahl unterschiedlicher Anzeigeeinheiten gleiche Anzeigecontroller
mit im Idealfall gleicher Software zu verwenden. Damit der Anzeigecontroller
die darzustellenden Informationen trotzdem stets richtig aufbereiten
kann, muß er das
Anzeigeformat des verwendeten Anzeigebereichs kennen.
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Bei
gattungsgemäßen Anzeigeeinheiten
wird das verwendete Anzeigeformat dem Anzeigecontroller in Form
von Konfigurationsdaten mitgeteilt, die per Software in den Anzeigecontroller
geladen werden. Die Verwendung von Konfigurationsdaten ermöglicht eine
flexible Anpassung eines Anzeigecontrollers an eine Vielzahl von
unterschiedlichen Anzeigeformaten. Fehlerhafte Konfigurationsdaten
können
jedoch Fehlanzeigen bis hin zur vollständigen Unkenntlichkeit der
darzustellenden Informationen hervorrufen, weshalb bei der Wartung
und ggf. Reparatur einer gattungsgemäßen Anzeigeeinheit eine hohe
Sachkunde erforderlich ist. Darüber
hinaus führt
die Bereitstellung von jeweils korrekten Kon figurationsdaten zu
logistischen Problemen bei der Herstellung gattungsgemäßer Anzeigeeinheiten.
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Vor
diesem Hintergrund ist es wünschenswert,
eine Anzeigeeinheit mit einem Anzeigecontroller zu haben, der in
der Lage ist, das Anzeigeformat des angeschlossenen Anzeigebereichs
selbständig, d.h.
ohne Verwendung von per Software zu ladenden Konfigurationsdaten,
zu ermitteln. Diese Fähigkeit muß jedoch
kostengünstig
erreicht werden. Außerdem
ist es wünschenswert,
die Kompatibilität
zu Komponenten gattungsgemäßer Anzeigeeinheiten zu
erhalten.
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Aus
der
EP 0 955 625 A1 ist
eine programmierbare Anzeigeeinheit für ein Computersystem bekannt.
Die Anzeigeeinheit erlaubt es, auf einem Anzeigebereich mehrere
Fenster darzustellen, die einander auch überlappen können. Zur Aufbereitung des
gesamten Anzeigeinhalts mit allen dargestellten Fenstern ist zusätzlich zu
einer Haupt-CPU ein eigener Anzeigeprozessor vorhanden. Dem Anzeigeprozessor
ist ein eigener Programmspeicher und ein eigener Datenspeicher zugeordnet,
die von einem Hauptspeicher des Systems aus abhängig von der Anzeigestruktur
beschrieben werden können.
Eine selbständige
Anpassung bzw. Konfiguration des Anzeigeprozessors an verschiedene
Anzeigebereiche ist aus dieser Druckschrift jedoch nicht bekannt.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anzeigeeinheit
der zuvor beschriebenen Art anzugeben, bei der die manuelle Konfiguration
des Anzeigecontrollers entfallen kann. Es ist darüber hinaus
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur visuellen
Darstellung von Informationen auf einer solchen Anzeigeeinheit anzugeben.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Anzeigeeinheit,
- – mit einem Anzeigebereich
zur visuellen Darstellung von Informationen, wobei der Anzeigebereich
ein bestimmtes Anzeigeformat besitzt,
- – mit
mindestens einer Treiberschaltung zur Ansteuerung des Anzeigebereichs,
- – mit
einem Anzeigecontroller, der die anzuzeigenden Informationen in
Abhängigkeit
von dem Anzeigeformat des Anzeigebereichs aufbereitet,
- – mit
einer Datenverbindung mit einem Hin- und einem Rückkanal, über die der Anzeigecontroller und
die zumindest eine Treiberschaltung miteinander verbunden sind,
und
- – mit
einem getrennt von dem Anzeigecontroller angeordneten Konfigurationselement
zum Bestimmen des Anzeigeformats,
- – wobei
das Konfigurationselement über
einen Multiplexer an den Rückkanal
der Datenverbindung angeschlossen ist.
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Die
Aufgabe wird ferner gelöst
durch ein Verfahren zur visuellen Darstellung von Informationen auf
einer Anzeigeeinheit, die einen Anzeigebereich mit einem bestimmten
Anzeigeformat aufweist, mit den Schritten:
- – Aufbereiten
der anzuzeigenden Informationen in einem Anzeigecontroller in Abhängigkeit
von dem Anzeigeformat,
- – Übertragen
der aufbereiteten Informationen an mindestens eine Treiberschaltung über einen
Hinkanal einer Datenverbindung,
- – Ansteuern
des Anzeigebereichs mit der Treiberschaltung in Abhängigkeit
der übertragenen
Informationen, und
- – Rücklesen
der an die mindestens eine Treiberschaltung übertragenen Informationen über einen Rückkanal
der Datenverbindung,
- – wobei
der Anzeigecontroller das Anzeigeformat über einen Multiplexer sowie
den Rückkanal
aus einem getrennt angeordneten Konfigurationselement ausliest.
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Die
erfindungsgemäße Anzeigeeinheit
besitzt somit ein Konfigurationselement, mit dessen Hilfe der Anzeigecontroller
das Anzeigeformat des Anzeigebereichs bestimmen kann. Das Konfigurationselement
ist jedoch im Gegensatz zu der bisher üblichen Vorgehensweise getrennt
vom Anzeigecontroller angeordnet. Es kann daher beim Zusammenbau der
Anzeigeeinheit sehr einfach an den Anzeigebereich angepaßt werden.
Im einfachsten Fall beinhaltet das Konfigurationselement beispielsweise
ein ROM, in dem die Konfigurationsdaten ähnlich wie bisher abgespeichert
sind. Da dieses ROM jedoch beim Austausch eines defekten Anzeigecontrollers nicht
mehr betroffen ist, sind die bisher möglichen Fehlkonfigurationen
vermieden. Gemäß einem
weiter unten beschriebenen, bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet das
Konfigurationselement jedoch eine Logik, die anhand von Hardwaremerkmalen
des Anzeigebereichs und/oder der Treiberschaltungen das Anzeigeformat
selbständig
ermittelt. In einem solchen Fall kann auf das Laden von Konfigurationsdaten
vollständig
verzichtet werden.
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Die
Trennung des Konfigurationselements vom Anzeigecontroller erfordert
einen neuen Weg, wie das Anzeigeformat dem Anzeigecontroller mitgeteilt
werden kann. Dies wird gemäß einem
besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß das Konfigurationselement über einen Multiplexer
an den Rückkanal
der Datenverbindung angeschlossen ist. Der Rückkanal kann aufgrund des Multiplexers
für verschiedene
Aufgaben verwendet werden. Die Übertragung
der das Anzeigeformat betreffenden In formationen vom Konfigurationselement zum
Anzeigecontroller ist damit in vielen Fällen ohne zusätzliche
Verbindungsleitungen möglich.
Hieraus resultiert eine besonders kostengünstige Realisierung. Darüber hinaus
läßt sich
aufgrund dieser Maßnahme
auch die Kompatibilität
zu Komponenten gattungsgemäßer Anzeigeeinheiten
wahren, die bereits einen Rückkanal
für andere
Zwecke nutzen. Mit dem Multiplexer kann auf einen solchen vorhandenen Rückkanal
zugegriffen werden. Beispielsweise kann dann auch ein "alter" Anzeigecontroller
in einer neuen, erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit
verwendet werden, vorausgesetzt, daß die erforderlichen Konfigurationsdaten
in herkömmlicher
Weise in dem alten Anzeigecontroller abgespeichert werden.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird
der Rückkanal
der Datenverbindung u.a. dazu verwendet, die an die Treiberschaltung übertragenen Informationen
zurückzulesen.
Hierdurch kann der Anzeigecontroller überprüfen, ob die an die Treiberschaltung übertragenen
Daten korrekt angekommen sind. Im Multiplexbetrieb wird der gleiche
Rückkanal dazu
verwendet, das Anzeigeformats vom Konfigurationselement an den Anzeigecontroller
zu übertragen.
Durch die doppelte Nutzung des Rückkanals wird
der Schaltungsaufwand minimiert und die Kompatibilität zu gattungsgemäßen Verfahren
bleibt erhalten.
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Die
genannte Aufgabe ist damit vollständig gelöst.
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In
einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Anzeigebereich aus einer
Vielzahl von Anzeigemodulen gebildet, die mit einer Vielzahl von
Treiberschaltungen verbunden sind.
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Diese
Maßnahme
ermöglicht
einen besonders kostengünstigen
Aufbau großer
Anzeigen, indem eine Vielzahl von Teil-Anzeigen modulartig zusammenfügt werden.
Die Anzeigemodule können
mit einheitlichen Produktionsparametern in großer Stückzahl hergestellt werden.
Da der Anzeigecontroller das gesamte Anzeigeformat mit Hilfe des
Konfigurationselements bestimmen kann, ist der logistische Aufwand
bei der Herstellung jedoch gering, weshalb sich die Vorteile der
Erfindung besonders deutlich auswirken.
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In
einer weiteren Ausgestaltung verbindet die Datenverbindung die Vielzahl
der Treiberschaltungen seriell miteinander.
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Durch
die serielle Verbindung wird der Schaltungsaufwand minimiert. Darüber hinaus
kann der Anzeigecontroller in diese Ausgestaltung die Anzahl der
Treiberschaltungen einfach bestimmen und damit auch bei einem modulartigen
Aufbau des Anzeigebereichs die Gesamtauflösung selbständig ermitteln.
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In
einer weiteren Ausgestaltung beinhaltet jede Treiberschaltung ein
Konfigurationselement für das
zugehörige
Anzeigemodul.
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Diese
Ausgestaltung stellt eine konsequente Fortsetzung des modulartigen
Aufbaus dar und ermöglicht
eine weitere Reduzierung der Produktionskosten aufgrund hoher Stückzahlen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist jede Treiberschaltung einen Multiplexer
auf, der an den Rückkanal
der Datenverbindung angeschlossen ist.
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Auch
diese Maßnahme
ist eine konsequente Fortsetzung des modulartigen Aufbaus, was zu
einer weiteren Reduzierung der Produktionskosten bei hohen Stückzahlen
führt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung beinhaltet das Konfigurationselement
einen Logikkreis, der das Anzeigeformat anhand von Hardwaremerkmalen
des Anzeigebereichs und/oder der Treiberschaltung ermittelt.
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In
dieser Ausgestaltung erfolgt die Identifikation des Anzeigeformats
anhand einer festen Verdrahtung des Anzeigebereichs bzw. der Treiberschaltung.
Da die feste Verdrahtung einerseits für das verwendete Anzeigeformat
charakteristisch ist und andererseits keiner Veränderung im Betrieb unterliegt, lassen
sich Konfigurationsfehler der Anzeigeeinheit auf diese Weise besonders
zuverlässig
ausschließen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung beinhaltet das Konfigurationselement
ein Schieberegister, das eingangsseitig an den Hinkanal und ausgangsseitig an
den Multiplexer angeschlossen ist.
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Durch
diese Maßnahme
läßt sich
das Konfigurationselement besonders einfach und kostengünstig in
die Kommunikationsstruktur bekannter Anzeigeeinheiten integrieren.
Dies gilt insbesondere, wenn die Anzeigeeinheit aus einer Vielzahl
von Anzeigemodulen zusammengesetzt ist. In diesem Fall lassen sich
die Konfigurationsdaten aller Anzeigemodule in an sich bekannter
Weise seriell an den Anzeigecontroller übertragen.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist der Multiplexer ferner seriell
in den Hinkanal eingebunden.
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Diese
Maßnahme
ermöglicht
den einfachen Aufbau einer ringförmigen
Kommunikationsstruktur vom Anzeigecontroller über eine Vielzahl von Treiberschaltungen
und zurück.
Dabei kann vorteilhafterweise auf Brückenstecker, die bei gattungsgemäßen Anzeigeeinheiten
bisher für
diesen Zweck benötigt wurden,
verzichtet werden. Da der Multiplexer in dieser Ausgestaltung sowohl
mit dem Hinkanal als auch mit dem Rückkanal verbunden ist, kann
die ringförmige
Kommunikationsstruktur elektronisch aktiviert und ggf. verändert werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist der Multiplexer über Standardsignale
der Datenverbindung ansteuerbar.
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Standardsignale
in diesem Sinne sind diejenigen Signale, die auch bei gattungsgemäßen Anzeigeeinheiten
bereits für
die Datenverbindung zwischen dem Anzeigecontroller und der zumindest
einen Treiberschaltung verwendet werden. Hierzu gehört insbesondere
das sogenannten Strobe-Signal, mit dem der Anzeigecontroller der
zumindest einen Treiberschaltung signalisieren kann, daß die zuvor seriell übertragenen
Daten in die internen Speicher der Treiberschaltung übernommen
werden sollen. Diese Ausgestaltung der Erfindung kommt ohne zusätzliche
Steuerleitungen für
den Multiplexer aus. Hierdurch kann einerseits der Hardwareaufwand
reduziert werden. Andererseits wird die Kompatibilität zu älteren Anzeigecontrollern
verbessert.
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In
einer weiteren Ausgestaltung ist der Multiplexer über einen
Tri-State-Treiber an den Rückkanal angeschlossen.
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Diese
Maßnahme
stellt eine besonders einfache Möglichkeit
dar, mehrere Treiberschaltungen seriell miteinander und gemeinsam mit
den Anzeigecontroller zu verbinden. Über den Tri-State-Treiber kann sehr
einfach eine automatische Erkennung und Aktivierung der letzten
Treiberschaltung der seriellen Kette realisiert werden.
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In
einer alternativen Ausgestaltung ist der Multiplexer über ein
Dämpfungsglied
an den Rückkanal
angeschlossen.
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Auch
diese Ausgestaltung stellt eine einfache Möglichkeit dar, bei einer Kette
von Treiberschaltungen eine automatische Rückkopplung des letzten Gliedes
der Kette auf den Rückkanal
zu realisieren.
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In
einer weiteren Ausgestaltung weist die zumindest eine Treiberschaltung
einen Signalverstärker
auf, der seriell in den Rückkanal
eingebunden ist.
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Diese
Maßnahme
ist besonders vorteilhaft in Kombination mit der zuvor genannten
Ausgestaltung. Durch die Maßnahme
werden in der Kette von Treiberschaltungen stabilere und exaktere
Signalpegel erreicht.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung liest der Anzeigecontroller
das Anzeigeformat nach jedem Einschalten der Anzeigeeinheit einmalig von
dem Konfigurationselement ein.
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Bevorzugt
wird die Anzeige beim Einlesen des Anzeigeformats vollständig deaktiviert,
d.h. dunkel geschaltet. Durch diese Maßnahme wird das Risiko sichtbarer
Kollisionen durch die mehrfache Verwendung des Rückkanals reduziert.
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Es
versteht sich, daß die
vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der
nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein Anzeigesystem mit
einer Vielzahl erfindungsgemäßer Anzeigeeinheiten,
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2 eine schematische Darstellung
einer erfindungsgemäßen Anzeigeeinheit,
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3 eine schematische Darstellung
eines Ausführungsbeispiels
für eine
Treiberschaltung der Anzeigeeinheit aus 2, und
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4 ein zweites Ausführungsbeispiel
für eine
Treiberschaltung der Anzeigeeinheit aus 2.
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In 1 ist ein Anzeigesystem
mit einer Vielzahl erfindungsgemäßer Anzeigeeinheiten
in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
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Das
Anzeigesystem 10 beinhaltet in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel
drei Anzeigeeinheiten 12, 14, 16, die über einen
Kommunikationsbus 18 gemeinsam an einen übergeordneten
Steuerrechner 20 angeschlossen sind. Die Kombination mehrerer Anzeigeeinheiten 12, 14, 16 über einen
Kommunikationsbus 18 stellt dabei einen bevorzugten Anwendungsfall
dar, sie ist jedoch für
die Ausführung der
vorliegenden Erfindung nicht notwendig. Mehrere Anzeigeeinheiten 12, 14, 16 können auch
auf andere Weise zu einem Anzeigesystem 10 miteinander
verbunden werden.
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Die
Anzeigeeinheiten 12, 14, 16 besitzen
jeweils einen Anzeigebereich 22 zur visuellen Darstellung
von Texten und/oder Bildern. Dabei unterscheiden sich die Anzeigebereiche 22 der
Anzeigeeinheiten 12, 14, 16 hier hinsichtlich
ihrer Größe und ihrer Gesamtauflösung. Gemäß einem
bevorzugten Anwendungsfall der Erfindung sind die Anzeigebereiche 22 der
Anzeigeeinheiten 12, 14, 16 hier aus
jeweils gleichartigen Anzeigemodulen 24 zusammengesetzt. Durch
Hintereinanderschaltung der Anzeigemodule 24 lassen sich
Anzeigeeinheiten mit großen
Anzeigebereichen kostengünstig
herstellen. Beispielhaft ist in 1 eine
Konfiguration dargestellt, bei der die Anzeigeeinheit 12 drei
Anzeigemodule 24 beinhaltet, während die Anzeigeeinheit 14 nur
zwei und die Anzeigeeinheit 16 demgegenüber vier Anzeigemodule 24 aufweisen.
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Anhand
der 2 bis 4 wird nachfolgend der Aufbau
der Anzeigeeinheit 12 detailliert erläutert. Dabei bezeichnen gleiche
Bezugszeichen jeweils dieselben Elemente.
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Die
Anzeigeeinheit 12 ist kompakt in einem Gehäuse 26 untergebracht.
Sie besitzt im vorliegenden Fall drei Anzeigemodule 24,
die zusammen den Anzeigebereich 22 bilden. Jedes Anzeigemodul 24 besitzt
eine Vielzahl einzeln ansteuerbarer Anzeigepunkte 28, die
in 2 der Übersichtlichkeit
halber nur schematisch angedeutet sind. Beispielhaft sei angenommen,
daß die
Anzeigeeinheit 12 in LED-Technologie aufgebaut ist. Die
Erfindung ist jedoch hierauf nicht beschränkt und kann gleichermaßen bei
LCD-Anzeigen, Flip-Dot-Anzeigen
und beliebigen weiteren Anzeigetechnologien verwendet werden.
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Die
einzelnen Anzeigepunkte 28 werden über Treiberschaltungen 30 angesteuert.
Entsprechend der Anzahl der vorhandenen Anzeigemodule 24 besitzt
die Anzeigeeinheit 12 drei Treiberschaltungen 30.
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Die
Treiberschaltungen 30 sind über eine Datenverbindung 32 seriell
miteinander verbunden. Über
die Datenverbindung 32, die nachfolgend im Detail noch
weiter erläutert
wird, ist außerdem
auch ein Anzeigecontroller 34 an die Kette der Treiberschaltungen 32 angeschlossen.
Der Anzeigecontroller 34 bereitet die auf der Anzeigeeinheit 12 darzustellenden
Informationen in Abhängigkeit
vom Anzeigeformat des Anzeigebereichs 22 auf und steuert
die Treiberschaltungen 30 dementsprechend an.
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Der
Anzeigecontroller 34 erhält die anzuzeigenden Informationen über einen
externen Anschluß 36,
der bei dem Anzeigesystem 10 in 1 mit dem Kommunikationsbus 18 verbunden
ist. In einem Ausführungsbeispiel
erhält
der Anzeigecontroller die anzuzeigenden Informationen beispielsweise
in Form von ASCII-Codes, und er erzeugt die grafischen Symbole zur
Darstellung der Buchstaben und Zeichen auf den Anzeigepunkten 28 selbst.
In anderen Ausführungsbeispielen
besitzt der Anzeigecontroller 34 weniger Intelligenz und
er wird hier mit Daten in Form einer Bitmap versorgt.
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Um
die anzuzeigenden Informationen auf dem Anzeigebereich 22 optimal
darzustellen, muß der
Anzeigecontroller 34 das Anzeigeformat des Anzeigebereichs 22 kennen.
Hierzu gehört
insbesondere die Auflösung,
d.h. die Anzahl der Anzeigepunkte 28 in horizontaler und
vertikaler Richtung. Darüber
hinaus umfaßt
das Anzeigeformat alle weiteren Parameter, die der Anzeigecontroller 34 zur
optimalen Aufbereitung der Informationen benötigt.
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Die
Funktionsweise des Anzeigecontrollers 34 ist von gattungsgemäßen Anzeigeeinheiten
an sich bekannt. Wie bereits eingangs erläutert, liegt ein wesentlicher
Aspekt der Erfindung in der Art und Weise, wie der Anzeigecontroller 34 an
das Anzeigeformat des Anzeigebereichs 22 angepaßt wird.
Dies geschieht bei der Anzeigeeinheit 12 durch eine Modifikation
der Treiberschaltungen 30, die nachfolgend anhand der 3 und 4 näher
erläutert
wird.
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Die
Treiberschaltung 30 besitzt eingangsseitig und ausgangsseitig
jeweils eine Kontaktleiste 38, 40, über die
im ersten Ausführungsbeispiel
insgesamt sechs Signalleitungen 42, 44, 46, 48, 50/51 und 52 geführt sind.
Die Signalleitungen 50 und 51 bilden dabei logisch
eine Einheit, wie nachfolgend erläutert wird.
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Wie
in 2 dargestellt ist,
wird die ausgangsseitige Kontaktleiste 40 jeder Treiberschaltung 30 mit
der eingangsseitigen Kontaktleiste 38 jeder nachfolgenden
Treiberschaltung 30 verbunden. Die sechs genannten Signalleitungen
bilden dabei die Datenverbindung, die in 2 schematisch mit dem Blockpfeil 32 angedeutet
ist.
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Die
Signalleitung 42 bezeichnet im vorliegenden Ausführungsbeispiel
den Rückkanal
der Datenverbindung 32. In der Fachsprache wird diese Signalleitung
mit der Abkürzung
FEEDB bezeichnet. Die Signalleitung 44 führt ein
Steuersignal, über
das der Anzeigecontroller 34 die Treiberschaltungen 30 ansteuern
kann. Dieses Signal wird in der Fachsprache mit OUT_EN (Output-Enable) bezeichnet.
Ein aktiver Pegel auf der Signalleitung 44 bewirkt, daß die Treiberschaltung 30 Informationsbits,
die sie zuvor seriell empfangen hat, auf den Anzeigepunkten 28 des
Anzeigebereichs 22 ausgibt.
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Die
Signalleitung 46 führt
ein Signal, das in der Fachsprache als STROBE (STR) bezeichnet wird.
Ein aktiver Pegel auf der Signalleitung 46 bewirkt, daß die Treiberschaltung 30 seriell
zugeführte Informationsbits
in ihre internen Ausgaberegister (hier nicht dargestellt) übernimmt.
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Die
Signalleitung 48 führt
ein Taktsignal, das in der Fachsprache als Schiebetakt (SYSTEM CLOCK
bzw. SCLK) bezeichnet wird. Mit den Flanken des Schiebetakts werden
die einzelnen Bits im seriellen Datenstrom identifiziert.
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Die
Signalleitung 50/51 ist der Hinkanal der Datenverbindung 32.
Auf der eingangsseitigen Kontaktleiste 38 ist dieser mit
der Bezugsziffer 51 bezeichnet (DATA_IN). Auf der ausgangsseitigen
Kontaktleiste 40 ist die Signalleitung zur Unterscheidung vom
Eingang mit der Bezugsziffer 50 bezeichnet (DATA_OUT). Über die
Signalleitung 50/51 empfängt die Treiberschaltung 30 seriell
die Daten vom Anzeigecontroller 34 oder von einer vorhergehenden
Treiberschaltung 30 und gibt sie an der Kontaktleiste 40 an
eine nachfolgende Treiberschaltung weiter.
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Die
Signalleitung 52 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel
verwendet, um die letzte Treiberschaltung 30 in der Kette
von Treiberschaltungen automatisch zu identifizieren. Die letzte
Treiberschaltung 30 in der Kette stellt dann ebenfalls
automatisch eine Verbindung zwischen dem Hinkanal (Signalleitung 50)
und dem Rückkanal
(Signalleitung 42) her. Dadurch wird eine Ringstruktur
gebildet, über
die der Anzeigecontroller 34 die an die Treiberschaltungen 30 gesendeten
Daten zurücklesen
kann, um die Ausgabe auf der Anzeigeeinheit 12 zu kontrollieren.
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In 3 sind die Elemente der
Treiberschaltung 30 der besseren Übersichtlichkeit wegen in einzelne
Funktionsblöcke
zusammengefaßt.
Ein erster Funktionsblock 54 wird nachfolgend als Standarddatenpfad
bezeichnet. In diesem Funktionsblock sind die Elemente zusammengefaßt, die
Treiberschaltungen von bereits bekannten Anzeigeeinheiten besitzen.
Demgegenüber
sind die Elemente in den Funktionsblöcken 56, 58, 60 neu.
Der Funktionsblock 56 wird nachfolgend als alternativer
Datenpfad bezeichnet. Über
den alternativen Datenpfad wird das Anzeigeformat des an die Treiberschaltung 30 angeschlossenen
Anzeigemoduls 24 an den Anzeigecontroller 34 übertragen.
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Der
Funktionsblock 58 wird nachfolgend als Datenpfad-Steuerung
bezeichnet. Hier sind diejenigen Elemente der Treiberschaltung 30 zusammengefaßt, mit
denen zwischen dem Standard-Datenpfad und dem alternativen Datenpfad
ausgewählt
wird.
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Im
Funktionsblock 60, der nachfolgend als Rückkopplungssteuerung
bezeichnet wird, sind diejenigen Elemente zusammengefaßt, über die
der Hinkanal (Signalleitung 50) und der Rückkanal
(Signalleitung 42) zu einer Ringstruktur verbunden werden.
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Der
Standarddatenpfad (Funktionsblock 54) beinhaltet eine Vielzahl
von Treiberbausteinen 62, die mit den einzelnen Anzeigepunkten 28 des
Anzeigemoduls 24 verbunden sind. Wenn der Treiberbaustein 62 genügend Ausgänge bereitstellt,
genügt
ein einzelner Treiberbaustein 62. In der Praxis sind jedoch üblicherweise
mehrere Treiberbausteine 62 vorhanden, von denen jeder
einen Teilbereich 24', 24'' des Anzeigemoduls 24 ansteuert.
Bei einer LED-Anzeige erzeugen die Treiberbausteine 62 an ihren
einzelnen Ausgängen
beispielsweise einen Strom, wenn die angeschlossene LED eingeschaltet werden
soll.
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Die
Treiberbausteine 62 erhalten die darzustellende Information
bitweise vom Anzeigecontroller 34 über die Signalleitung 50 (DATA_IN).
Des weiteren sind die Treiberbausteine 62 mit den Steuerleitungen 44 und 46 (OUT_EN,
STROBE) sowie dem Schiebetakt auf der Signalleitung 48 verbunden.
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Die
Treiberbausteine 62 im Funktionsblock 54 sind
in Reihe zueinander geschaltet und geben die erhaltenen Informationsbits
seriell weiter. Der letzte Treiberbaustein 62 in der Reihe
ist über
die nachfolgend beschriebenen Funktionsblöcke 58, 60 mit
der ausgangsseitigen Kontaktleiste 40 verbunden. Der Datenstrom
vom Anzeigecontroller 34 wird somit seriell zur nächsten Treiberschaltung 30 weitergereicht.
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Der
Funktionsblock 56 beinhaltet im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ein Schieberegister 64, das eingangsseitig mit der Signalleitung 50 (DATA_IN)
und dem Schiebetakt der Signalleitung 48 verbunden ist.
Des weiteren erhält
das Schieberegister 64 ein Steuersignal (nachfolgend DO_CTR)
aus dem Funktionsblock 58.
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Das
Schieberegister 64 ist ferner mit einem Logikkreis 66 verbunden.
Der Logikkreis 66 ermittelt gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand von Hardwaremerkmalen der Treiberschaltung 30 bzw.
des Anzeigemoduls 24 das Anzeigeformat des Anzeigemoduls 24.
Beispielsweise wird dazu die Anzahl der Signalausgänge der
Treiberschaltungen 62 ausgewertet. Alternativ hierzu beinhaltet
der Logikkreis 66 in einem anderen Ausführungsbeispiel ein ROM, in
dem das Anzeigeformat des Anzeigemoduls 24 dauerhaft abgespeichert
ist.
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In
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
besteht der Logikkreis 66 im wesentlichen aus einer Anzahl
von elektrischen Kontakten, die im Platinenlayout (hier nicht dargestellt)
der Treiberschaltung 30 vorgesehen sind. Die Kontakte sind im
Platinenlayout jeweils fest mit einem bestimmten Potential belegt.
Dadurch kann die Information über das
Anzeigeformat des Anzeigemoduls 24 auf sehr einfache und
zuverlässige
Weise codiert und auslesbar gemacht werden.
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Ausgangsseitig
ist das Schieberegister 64 mit einem Multiplexer 68 verbunden,
der in 3 seiner Funktion
entsprechend dem Funktionsblock 58 zugeordnet ist.
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Neben
dem Multiplexer 68 beinhaltet der Funktionsblock 58 einen
weiteren Logikkreis 70, der ein Steuersignal für den Multiplexer 68 erzeugt.
Der Logikkreis 70 verknüpft
dazu in geeigneter Weise die Steuersignale der Datenverbindung 32,
im vorliegenden Ausführungsbeispiel
also die Pegel auf den Signalleitungen 44 (OUT_EN) und 46 (STROBE).
Das Ausgangssignal des Logikkreises 70 ist ferner dem Schieberegister 64 als
Steuersignal zuge führt,
um die serielle Übertragung
des Anzeigeformats zu aktivieren.
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Der
Funktionsblock 60 beinhaltet hier einen Tri-State-Treiber 72,
der eingangsseitig mit dem Multiplexer 68 und ausgangsseitig
mit der Signalleitung 42 (FEEDB) verbunden ist. Der Steuereingang 74 des
Tri-State-Treibers 72 ist über einen Pull-Up-Widerstand 76 an
die Betriebsspannung angeschlossen. Parallel dazu ist der Steuereingang 74 mit
der ausgangsseitigen Signalleitung 52 auf der Kontaktleiste 40 verbunden.
Die eingangsseitige Kontaktleiste 38 besitzt an ihrem der
Signalleitung 52 entsprechenden Kontakt einen Masseanschluß 78.
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Die
Funktionsweise der Treiberschaltung 30 ist wie folgt:
Im
Normalbetrieb der Anzeigeeinheit 12 erzeugt der Anzeigecontroller 34 eine
Vielzahl von Informationsbits, die im einfachsten Fall für jeden
Anzeigepunkt 28 des Anzeigebereichs 22 einen Ein-
bzw. Aus-Zustand signalisieren. Der Anzeigecontroller 34 überträgt die Informationsbits
seriell über
die Signalleitung 50 an die ihm nächstgelegene Treiberschaltung 30.
Hier werden die Informationsbits im Funktionsblock 54 seriell
von einem Treiberbaustein 62 zum nächsten durchgeschoben. Der
letzte Treiberbaustein 62 der Kette schiebt die Informationsbits über den
Multiplexer 68 weiter zur nächsten Treiberschaltung 30 der
Signalkette. Dieser Vorgang wird solange durchgeführt, bis
der Anzeigecontroller 34 alle Informationsbits an die ihm
nachgeordneten Treiberschaltungen 30 übertragen hat. Anschließend erzeugt
der Anzeigecontroller 34 über die Signalleitungen 44 (OUT_EN)
und 46 (STROBE) Steuersignale, die dazu führen, daß die Treiberbausteine 62 die
ihnen zugeordneten Anzeigepunkte 28 ein- bzw. ausschalten.
Auf diese Weise wird die gewünschte
Information visuell auf dem Anzeigebereich 22 dargestellt.
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Abweichend
vom Normalbetrieb aktiviert der Anzeigecontroller 34 nach
jedem Einschalten der Anzeigeeinheit 12 den Funktionsblock 56,
um zunächst das
Anzeigeformat zu bestimmen. Über
den Logikkreis 70 wird dabei der Multiplexer 68 so
geschaltet, daß die
Daten aus dem Schieberegister 64 über die Signalleitung 50 übertragen
werden. Bei der letzten Treiberschaltung 30 der Kette von
Treiberschaltungen liegt der Tri-State-Treiber 62 über den Pull-Up-Widerstand 76 an
der Betriebspannung. Hierdurch wird eine automatische Rückkopplung
zwischen dem Hinkanal (Signalleitung 50) und dem Rückkanal
(Signalleitung 42) erzeugt. Bei allen vorangehenden Treiberschaltungen 30 sorgt
der Masseanschluß 78 demgegenüber dafür, daß der Tri-State-Treiber 72 hochohmig,
d.h. wirkungslos, ist. Auf diese Weise entsteht eine ringförmige Datenverbindung, über die
der Anzeigecontroller 34 das Anzeigeformat jedes Anzeigemoduls 24 seriell
auslesen kann. Durch Mitzählen
der für
die serielle Übertragung
erforderlichen Schiebetakte kann der Anzeigecontroller 34 außerdem die
Anzahl der angeschlossenen Anzeigemodule 24 und damit die
Gesamtauflösung
des Anzeigebereichs 22 bestimmen.
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In 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
Treiberschaltung in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 80 bezeichnet.
Die Treiberschaltung 80 unterscheidet sich von der Treiberschaltung 30 im wesentlichen
im Hinblick auf den Funktionsblock 82, der den Funktionsblock 60 ersetzt.
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Im
Funktionsblock 82 ist der Ausgang des Multiplexers 68 über einen
Widerstand 84 direkt an die Signalleitung 42 angeschlos sen.
Der Ausgang des Multiplexers 68 wird durch den Widerstand 84 gedämpft, d.h.
er ist nur "schwach" mit der Signalleitung 42 verbunden.
Nach dem Widerstand 84 ist in Richtung des Anzeigecontrollers 34 ein
Signalverstärker 86 in
der Signalleitung 42 angeordnet. Durch diese Anordnung
kann auf einen Tri-State-Treiber 72, wie
im Funktionsblock 60 in 3 dargestellt,
verzichtet werden. Außerdem
kann die Signalleitung 52 sowie der Masseanschluß 78 entfallen.
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Die "schwache" Ankopplung des Multiplexers 68 an
die Signalleitung 42 hat zur Folge, daß die Pegel auf der Signalleitung 42 von
einer nachfolgenden Treiberschaltung 80 überschrieben
werden. Nur die letzte Treiberschaltung 80 in der Kette
von Treiberschaltungen ist damit in der Lage, die Signalleitung 42 zu
bedienen. Auch auf diese Weise wird eine automatische Kopplung zwischen
dem Hinkanal und dem Rückkanal
der Datenverbindung 32 erreicht.
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Im übrigen entspricht
die Funktionsweise der Treiberschaltung 80 derjenigen der
Treiberschaltung 30.