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HINTERGRUND
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Das USB-Protokoll (USB = Universal Serial Bus, serielles Bussystem) wird in einer Vielzahl von Geräten verwendet. Mit der Weiterentwicklung des Protokolls und seiner entsprechenden Schaltelemente von Generation zu Generation wurden eine erhöhte Kommunikationsbandbreite und -funktionalität implementiert. Die vorliegenden Kenntnisse befassen sich mit den vorangegangenen und ähnlichen Problemen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegenden Ausführungsformen werden nun als Beispiel mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 ein Blockdiagramm einer Anordnung von Elementen gemäß einem Beispiel der vorliegenden Kenntnisse darstellt;
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2 ein Blockdiagramm eines Systems gemäß einem Beispiel der vorliegenden Kenntnisse darstellt;
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3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß den vorliegenden Kenntnissen darstellt; und
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4 ein Blockdiagramm einer Anordnung von Elementen gemäß einem noch anderen Beispiel der vorliegenden Kenntnisse darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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EINFÜHRUNG
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Es werden Systeme und Verfahren bezogen auf USB-Protokolle bereitgestellt. Ein Computer oder ein anderes Gerät beinhaltet USB-Controller, die mindestens zwei unterschiedlichen Protokollen entsprechen. Ein erster USB-Controller ist zur direkten Kommunikation an einen oder mehrere USB-Ports gekoppelt. Ein zweiter USB-Controller ist zur Kommunikation über einen USB-Hub an einen oder mehrere USB-Ports gekoppelt.
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In einem Beispiel beinhaltet eine Vorrichtung einen ersten USB-Controller und einen zweiten USB-Controller, der sich vom ersten USB-Controller unterscheidet. Die Vorrichtung beinhaltet auch einen USB-Hub, der zur Kommunikation an den zweiten USB-Controller gekoppelt ist. Die Vorrichtung beinhaltet ferner eine Vielzahl von USB-Ports, die jeweils abnehmbar an ein jeweiliges USB-Gerät zu koppeln sind. Mindestens einige der USB-Ports sind zur direkten Kommunikation an den ersten USB-Controller gekoppelt. Mindestens einige der USB-Ports sind zur direkten Kommunikation über den USB-Hub an den zweiten USB-Controller gekoppelt.
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In einem anderen Beispiel beinhaltet ein Verfahren das direkte Kommunizieren digitaler Signale von einem ersten USB-Controller an mindestens einen USB-Port. Das Verfahren beinhaltet auch das Kommunizieren digitaler Signale von einem zweiten USB-Controller über einen USB-Hub an mindestens einen USB-Port. Der zweite USB-Controller unterscheidet sich von dem ersten USB-Controller.
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In einem noch anderen Beispiel beinhaltet ein System einen Computer mit einem USB-Controller gemäß Protokoll 2.0 oder früher und einem USB-Controller gemäß Protokoll 3.0 oder später. Der Computer hat einen USB-Hub, der an den USB-Controller gemäß Protokoll 3.0 oder später gekoppelt ist, und der Computer hat eine Vielzahl von USB-Ports. Mindestens einige der USB-Ports sind zur direkten Kommunikation an den USB-2.0-Controller gekoppelt. Mindestens einige der USB-Ports sind zur direkten Kommunikation über den USB-Hub an den USB-3.0-Controller gekoppelt. Das System beinhaltet auch mindestens ein USB-Gerät, um über einen der Vielzahl von USB-Ports mindestens mit dem USB-Controller gemäß Protokoll 2.0 oder früher oder dem USB-Controller gemäß Protokoll 3.0 oder später zu kommunizieren.
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ERSTE VERANSCHAULICHENDE ANORDNUNG
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Das Augenmerk wird nun auf 1 gelenkt, die eine Anordnung 100 von Elementen gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Kenntnisse darstellt. Weitere Anordnungen mit jeweils variierenden Bestandteilen, Elementprotokollen oder Konfigurationen können auch verwendet werden.
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Die Anordnung 100 beinhaltet einen Prozessor 102. Der Prozessor 102 kann durch jeden geeigneten Mikroprozessor, Mikrocontroller oder dergleichen, der verschiedene Operationen gemäß eines maschinenlesbaren Programmcodes durchführt, definiert werden. Typischerweise, doch nicht unbedingt notwendig, ist der Prozessor 102 Teil eines Computers oder einer ähnlichen Vorrichtung.
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Die Anordnung beinhaltet auch einen Host 103, der zur Kommunikation über Schaltungspfade 105 an den Prozessor 102 gekoppelt ist. In einem Beispiel ist der Host 103 durch einen Host (oder eine Brücke) mit dem Chipsatz der C600 Serie, wie von Intel Corporation, Santa Clara, Kalifornien, USA erhältlich, definiert oder beinhaltet diesen. Andere geeignete Hosts können ebenfalls verwendet werden.
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Die Anordnung 100 beinhaltet auch einen USB-Controller 104. Wie dargestellt, entspricht der USB-Controller 104 dem USB-2.0-Protokoll. Der USB-Controller 104 ist zur Kommunikation über Schaltungspfade 106 an den Host 103 gekoppelt. Der USB-Controller 104 ist auch zur direkten Kommunikation gemäß dem USB-2.0-Protokoll über entsprechende Schaltungspfade 116, 118, 120 und 122 an die USB-Ports 108, 110, 112 bzw. 114 gekoppelt. In einem Beispiel ist der USB-Controller 104 durch das Modell PI7C9X440SL, wie von Pericom Semiconductor Corporation, San Jose, Kalifornien, USA erhältlich, definiert oder beinhaltet es.
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Die USB-Ports 108, 110 und 112 sind gemäß dem USB-3.0-Protokoll (oder einer anderen geeigneten späteren Version) konfiguriert. Der USB-Port 114 ist gemäß dem USB-2.0-Protokoll konfiguriert. Somit werden USB-3.0-Protokollsignale nicht an den USB-Port 114 kommuniziert.
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Der USB-Controller 104 arbeitet, um digitale Informationen zwischen dem Host 103 und den entsprechenden USB-Ports 108–114 zu kommunizieren. Jeder der USB-Ports 108–114 kann wiederum abnehmbar an ein USB-kompatibles Gerät, z. B. eine Kamera, ein Smartphone, eine Maus und so weiter, gekoppelt werden. Somit ist der USB-Controller 104 konfiguriert, um Signale mit angemessener Spannung, angemessenem Timing und anderen Parametern bereitzustellen, um eine bidirektionale „Brücke” zwischen dem Host 103 (und schließlich dem Prozessor 102) und einem Gerät zu schalten, das mit einem bestimmten der USB-Ports 108–114 verbunden ist.
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Die Anordnung 100 beinhaltet auch einen USB-Controller 124. Wie dargestellt, entspricht der USB-Controller 124 dem USB-3.0-Protokoll. Der USB-Controller 124 ist zur Kommunikation über Schaltungspfade 126 an den Host 103 (und schließlich den Prozessor 102) gekoppelt. In einem Beispiel ist der USB-Controller 124 durch das Modell TUSB7340, wie von Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas, USA erhältlich, definiert oder beinhaltet es.
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Die Anordnung 100 beinhaltet ferner einen USB-Hub 128. Der USB-Hub 128 ist konfiguriert, über Schaltungspfade 130 mit dem USB-Controller 124 zu kommunizieren, und über entsprechende Schaltungspfade 132, 134 und 136 mit jedem der USB-Ports 108–112 zu kommunizieren. In einem Beispiel ist der USB-Hub 128 durch das Modell TUSB8040, wie von Texas Instruments Incorporated, Dallas, Texas, USA erhältlich, definiert oder beinhaltet es.
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Der USB-Hub 128 stellt Schaltfunktionalität (oder Auswahlfunktionalität) bereit, die die USB-3.0-Protokollsignalgebung (oder ein späteres Versionsprotokoll) zwischen dem USB-Controller 124 und einem bestimmten (d. h. ausgewählten oder aktiven) der USB-Ports 108–112 im normalen Betrieb regelt. Der USB-Hub 128 ist so konfiguriert, dass die optimale (oder nahezu optimale) Kommunikationsbandbreite zwischen dem USB-Controller 124 und dem ausgewählten USB-Port 108–112 gemäß dem 3.0-Protokoll beibehalten wird.
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Jedoch erfolgen normale Operationen so, dass die Kommunikationen gemäß dem USB-2.0-Protokoll reduzierte oder suboptimale Bandbreite aufweisen, wenn sie durch den USB-Hub 128 geführt werden. Daher ist die Anordnung 100 so gestaltet, dass der USB-Controller 104 zur direkten Kommunikation an die entsprechenden USB-Ports 108–112 gekoppelt ist, wobei er den USB-Hub 128 umgeht und mit optimaler (oder nahezu optimaler) Bandbreite überträgt.
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Zum Zwecke der Veranschaulichung und ohne Einschränkung kann es für mehrere USB-3.0-Geräte akzeptabel sein, die vom USB-3.0-Hub 128 bereitgestellte Bandbreite oder Leistung zu teilen. Doch es kann unerwünscht sein, die Leistung des USB-2.0-Controllers 104 mit denselben Geräten zu teilen. Das ist zum Beispiel der Fall, wenn die Leistung des Hosts 103 auf Geschwindigkeiten begrenzt ist, die mit einem einzelnen USB-3.0-Pfad vergleichbar sind. In einem solchen Beispiel ist der Host 103 ein „Flaschenhals” (d. h. reduzierte Kommunikationsbandbreite) und das Hinzufügen des USB-Hubs 128 schränkt die Leistung an die USB-3.0-Geräte nicht ein. Bei USB-2.0-Geräten derselben Konfiguration ist die Leistung des Hosts 103 jedoch kein „Flaschenhals” mehr und die optimale Leistung wird erhalten, wenn die USB-2.0-Geräte nicht über einen Hub angeschlossen sind.
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Der Prozessor 102 ist zur bidirektionalen Kommunikation an jeden der USB-Ports 108–114 gekoppelt, und somit über den Host 103 und die jeweiligen USB-Controller 104 und 124 an die jeweiligen mit jedem einzelnen Port verbundenen USB-Geräte. Die USB-Controller 104 und 124 arbeiten gemäß den jeweils unterschiedlichen USB-Protokollen (z. B. 2.0 und 3.0). Der USB-Controller 104 kommuniziert direkt mit den USB-Ports 108–114, und der USB-Controller 124 kommuniziert über den USB-Hub 128 mit den USB-Ports 108–112.
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VERANSCHAULICHENDES SYSTEM
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Bezuggenommen wird nun auf 2, die ein System 200 gemäß den vorliegenden Kenntnissen darstellt. Das System 200 ist bezogen auf die vorliegenden Kenntnisse veranschaulichend und nicht begrenzend. Weitere Systeme mit jeweils variierenden Konfigurationen, Elementprotokollen oder Bestandteilen können auch verwendet werden.
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Das System 200 beinhaltet einen Computer 202. Der Computer 202 kann durch jeden geeigneten Universalcomputer definiert sein, der gemäß einem maschinenlesbaren Programmcode funktioniert, und gemäß den vorliegenden Kenntnissen. In einem Beispiel ist der Computer 202 ein Tower-PC, der zur universellen Verwendung am Arbeitsplatz konfiguriert ist.
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Der Computer 202 beinhaltet einen an einen maschinenlesbaren Speicher 206 gekoppelten Prozessor 204. Der Speicher 206 kann durch einen nichtflüchtigen Speicher, magnetischen oder optischen Speicher oder eine andere geeignete Speicherart definiert sein. Der Speicher 206 beinhaltet einen maschinenlesbaren Programmcode 208, der konfiguriert ist, zu bewirken, dass der Prozessor 204 verschiedene Operationen durchführt. Solche gemäß dem Programmcode 208 durchgeführten besonderen Operationen sind für die vorliegenden Kenntnisse nicht relevant. Der Computer beinhaltet ferner einen Host 209, der an den Prozessor 204 gekoppelt und dazu konfiguriert ist, dass der Prozessor 204 mit anderen Aspekten des Computers 202 kommunizieren kann, wie nachstehend beschrieben.
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Der Computer 202 beinhaltet ferner einen USB-Controller 210. Der USB-Controller 210 ist zur Kommunikation über den Host 209 an den Prozessor 204 gekoppelt. Außerdem ist der USB-Controller 210 zur direkten Kommunikation an drei entsprechende USB-Ports (oder Anschlüsse) 212, 214 und 216 gekoppelt. In einem Beispiel arbeitet der USB-Controller 210 gemäß dem USB-2.0-Protokoll oder einem früheren Protokoll. Andere geeignete USB-Controller können ebenfalls verwendet werden. In einem Beispiel ist jeder der USB-Ports 212–216 gemäß dem USB-3.0-Protokoll (oder einem anderen geeigneten späteren Protokoll) konfiguriert.
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Der Computer 202 beinhaltet ferner einen USB-Controller 218. Der USB-Controller 218 ist zur Kommunikation über den Host 209 an den Prozessor 204 gekoppelt. Der Computer 202 beinhaltet ebenfalls einen USB-Hub 220, der dazu konfiguriert ist, mit dem USB-Controller 218 zu kommunizieren. Der USB-Hub 220 ist ebenfalls zur direkten Kommunikation an die drei USB-Ports 212–216 gekoppelt. Somit koppelt der USB-Hub 220 den USB-Controller 218 an die jeweiligen USB-Ports 212–216 bzw. stellt eine „Brücke” zwischen beiden her. In einem Beispiel arbeiten der USB-Controller 218 bzw. der USB-Hub 220 gemäß dem USB-3.0-Protokoll oder einem früheren Protokoll. Andere geeignete USB-Controller können ebenfalls verwendet werden. In einem Beispiel sind die USB-Controller 210 und 218 die entsprechenden Teile (oder Funktionalitäten) einer einzelnen, integrierten Schaltung.
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Der Computer 202 enthält ferner weitere Ressourcen 222. Die weiteren Ressourcen 222 können verschiedenartig definiert und funktional sein. Nicht begrenzende Beispiele für andere Ressourcen 222 beinhalten einen Netzanschluss, einen Monitor, eine Computermaus, eine Tastatur, eine Netzwerkkommunikationsschaltung, eine Funkkommunikationsschaltung und so weiter. Andere geeignete Ressourcen können auch verwendet werden, und eine vollständige Aufzählung ist für die vorliegenden Kenntnisse nicht relevant.
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Das System 200 beinhaltet ferner drei illustrative, nicht begrenzende USB-Geräte 224, 226 und 228. Im Besonderen ist das USB-Gerät 224 eine Digitalkamera, das USB-Gerät 226 ein Smartphone und das USB-Gerät 228 ein Dokumentenscanner. Jedes der USB-Geräte 224–228 ist über ein entsprechendes flexibles Kabel 230, 232 und 234 an einen jeweiligen USB-Port 212–216 gekoppelt.
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Das System 200 arbeitet allgemein und nicht-ausschließlich wie folgt. Der Prozessor 204 läuft gemäß dem Programmcode 208 und führt daher verschiedene Operationen und Funktionen durch. Kommunikationen, Datendateiübertragungen und dergleichen werden über die entsprechenden Schaltungspfade und Elemente gemäß einem der verfügbaren Protokolle zwischen den USB-Geräten 224–228 und dem Prozessor 204 durchgeführt.
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In einem Beispiel ist die Kamera 224 zur Kommunikation über ein USB-2.0-Protokoll konfiguriert. Dementsprechend kommuniziert die Kamera 224 über den USB-Controller 210 und den Host 209 bidirektional mit dem Prozessor 204. Somit können Bilddateien an und Befehle (z. B. Dateien löschen, Datum einstellen usw.) vom Prozessor 204 über denselben Pfad kommuniziert werden.
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In einem anderen Beispiel kommuniziert das Smartphone 226 gemäß dem USB-3.0-Protokoll. Folglich kommuniziert das Smartphone über den USB-Hub 220, den USB-Controller 218 und den Host 209 bidirektional Dateien oder Daten an den Prozessor 204. Die jeweiligen Operationen oder Kommunikationen können zwischen dem Prozessor 204 und dem Dokumentenscanner 228 durchgeführt werden.
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Jeder der USB-Controller 210 und 218 ist dazu konfiguriert, zu bestimmen, ob sein jeweiliges USB-Protokoll mit jedem der verbundenen Geräte 224–228 kompatibel ist. Danach können dann das optimale (d. h. schnellste oder das die meisten Eigenschaften umfassende) Protokoll und die entsprechenden Elemente zur Kommunikation verwendet werden.
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VERANSCHAULICHENDE VERFAHREN
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Bezuggenommen wird nun auf 3, die ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß den vorliegenden Kenntnissen darstellt. Das Verfahren von 3 beinhaltet besondere Schritte, die in einer besonderen Reihenfolge ausgeführt werden. Allerdings können auch andere Verfahren einschließlich anderer Schritte, ohne einen oder mehrere der dargestellten Schritte oder mit einer anderen Ausführreihenfolge definiert und verwendet werden. Daher ist das Verfahren von 3 bezogen auf die vorliegenden Kenntnisse veranschaulichend und nicht begrenzend. Bezug genommen wird zum Zwecke der Veranschaulichung des Verfahrens von 3 auch auf 2.
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In Schritt 300 werden Daten an einen USB-3.0-Controller kommuniziert. Zum Zwecke einerr vorliegenden Veranschaulichung werden Daten vom Prozessor 204 an den Host 209 und dann wiederum an den USB-Controller 218 kommuniziert. Der USB-Controller 218 arbeitet gemäß dem USB-3.0-Protokoll zum Zweck der gegenwärtigen Veranschaulichung.
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In Schritt 302 werden Daten vom USB-3.0-Controller an einen USB-Hub kommuniziert. Weiterhin kommuniziert in der vorliegenden Darstellung der USB-Controller 218 die vom Prozessor 204 empfangenen Daten (d. h. den entsprechenden Informationsinhalt) an den USB-Hub 220. Diese Kommunikation wird gemäß dem USB-3.0-Protokoll durchgeführt.
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In Schritt 304 werden Daten vom USB-Hub über einen USB-Port an ein USB-Gerät kommuniziert. Zum Zwecke der vorliegenden Veranschaulichung kommuniziert der USB-Hub 220 die Daten über den USB-Port 214 an das Smartphone 226. Wie bereits erwähnt, wird diese Kommunikation gemäß dem USB-3.0-Protokoll durchgeführt.
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In Schritt 306 werden Daten nun an einen USB-2.0-Controller kommuniziert. Zum Zweck einer vorliegenden Veranschaulichung werden Daten vom Prozessor 204 an den Host 209 und dann wiederum an den USB-Controller 210 kommuniziert. Der USB-Controller 210 arbeitet zum Zweck der vorliegenden Veranschaulichung gemäß dem USB-2.0-Protokoll.
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In Schritt 308 werden Daten vom USB-2.0-Controller über einen USB-Port an ein USB-Gerät kommuniziert. Zum Zweck der vorliegenden Veranschaulichung kommuniziert der USB-Controller 210 die Daten über den USB-Port 212 an die Kamera 224. Diese Kommunikation erfolgt gemäß dem USB-2.0-Protokoll.
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ZWEITE VERANSCHAULICHENDE ANORDNUNG
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Das Augenmerk wird nun auf 4 gelenkt, die eine Anordnung 400 von Elementen gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Kenntnisse darstellt. Weitere Anordnungen mit jeweils variierenden Bestandteilen, Elementprotokollen oder Konfigurationen können auch verwendet werden.
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Die Anordnung 400 beinhaltet einen wie oben beschriebenen Prozessor 102. Die Anordnung 400 beinhaltet auch einen USB-Controller 402. Wie dargestellt, entspricht der USB-Controller 402 dem USB-3.0-Protokoll. Der USB-Controller 492 kann wie oben beschrieben bezogen auf den USB-Controller 124 definiert werden. Der USB-Controller 402 ist zur Kommunikation über Schaltungspfade 404 an den Prozessor 102 gekoppelt. Auch ist der USB-Controller 402 zur direkten Kommunikation über die jeweiligen Schaltungspfade 414, 416 und 418 an die USB-Ports 406, 408 bzw. 410 gekoppelt.
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Die USB-Ports 406, 408 und 410 sind gemäß dem USB-3.0-Protokoll (oder einer anderen geeigneten späteren Version) konfiguriert. Ein anderer USB-Port 412 ist gemäß dem USB-2.0-Protokoll konfiguriert. Somit werden USB-3.0-Protokollsignale nicht an den USB-Port 412 kommuniziert. Der USB-Controller 402 arbeitet, um digitale Informationen zwischen dem Prozessor 102 und den entsprechenden USB-Ports 406–410 zu kommunizieren. Jeder der USB-Ports 406–412 kann wiederum abnehmbar an ein USB-kompatibles Gerät, z. B. eine Kamera, ein Smartphone, eine Maus und so weiter, gekoppelt werden.
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Die Anordnung 400 beinhaltet ebenfalls einen USB-Controller 420. Wie dargestellt, entspricht der USB-Controller 420 dem USB-2.0-Protokoll. Der USB-Controller 492 kann wie oben beschrieben bezogen auf den USB-Controller 104 definiert werden. Der USB-Controller 420 ist zur Kommunikation über Schaltungspfade 422 an den Prozessor 102 gekoppelt.
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Die Anordnung 400 beinhaltet ferner einen USB-Hub 424. Der USB-Hub 424 ist konfiguriert, über Schaltungspfade 426 mit dem USB-Controller 420 zu kommunizieren, und über entsprechende Schaltungspfade 428, 430, 432 und 434 mit jedem der USB-Ports 406–412 zu kommunizieren. In einem Beispiel ist der USB-Hub 424 durch das Modell GL850GC, wie von Genesys Logic America, San Jose, Kalifornien, USA erhältlich, definiert oder beinhaltet es.
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Der USB-Hub 424 bietet Schaltfunktionalität (oder Auswahlfunktionalität), die das USB-2.0-Protokollsignal zwischen dem USB-Controller 420 und einem bestimmten (d. h. ausgewählten oder aktiven) der USB-Ports 406–412 im normalen Betrieb regelt. Der USB-Hub 424 ist derart konfiguriert, dass die optimale (oder nahezu optimale) Kommunikationsbandbreite zwischen dem USB-Controller 420 und dem ausgewählten USB-Port 406–412 gemäß dem USB-2.0-Protokoll beibehalten wird.
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Im Allgemeinen betrachten die vorliegenden Kenntnisse Systeme und Verfahren zum Kommunizieren von Daten über elektronische Signale in einem Computer oder einem anderen Gerät. USB-Controller verschiedener Typen sind jeweils (direkt oder indirekt) an einen oder mehrere einer Vielzahl von USB-Ports gekoppelt. USB-kompatible Geräte können abnehmbar mit den jeweiligen USB-Ports verbunden sein. Einer der USB-Controller ist zur direkten Kommunikation an die jeweiligen Ports der USB-Ports gekoppelt, während ein anderer der USB-Controller zur Kommunikation über einen USB-Hub an die jeweiligen Ports der USB-Ports gekoppelt ist.
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Der Prozessor eines Computers oder eines anderen Geräts kommuniziert direkt oder über einen Host mit den jeweiligen USB-Controllern. Ein USB-Hub, der für den Betrieb unter einem oder mehreren USB-Protokollen nützlich ist, ist überbrückt und behindert daher nicht den Betrieb unter einem oder mehreren anderen USB-Protokollen. Datendateien, Betriebsbefehle, Statusabfragen und andere Kommunikationen können auf geeigneten Bandbreiten zwischen einem Prozessor und entsprechenden USB-Geräten für jedes der entsprechenden USB-Protokolle übertragen werden.
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Im Allgemeinen ist die vorstehende Beschreibung veranschaulichend und nicht einschränkend zu verstehen. Neben den bereitgestellten Beispielen werden dem Fachmann beim Lesen der vorstehenden Beschreibung viele Ausführungsformen und Anwendungen offensichtlich werden. Der Anwendungsbereich der Offenbarung sollte nicht bezogen auf die vorstehende Beschreibung bestimmt werden, sondern stattdessen bezogen auf die beigefügten Patentansprüche bestimmt werden, zusammen mit dem vollen Umfang an Äquivalenten, die von den Ansprüchen abgedeckt werden. Es ist zu erwarten und vorgesehen, dass künftige Entwicklungen in dem hierin erörterten Fachgebiet auftreten werden, und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche künftigen Ausführungsformen aufgenommen werden. Zusammenfassend ist zu verstehen, dass die Offenbarung modifiziert und verändert werden und nur von den nachstehenden Patentansprüchen begrenzt werden kann.