DE19740517C1 - Verfahren zum Betreiben von mehr als einer Tastatur an einem Rechnersystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In manchen Fällen ist es erforderlich, Eingaben an ein Rech­ nersystem, beispielsweise an einen Personal Computer, über mehrere Tastaturen zugleich abzuwickeln. In diesem Zusammen­ hang ist auf US 5,576,706 A zu verweisen, aus der ein Verfah­ ren und eine Vorrichtung zur Reihenschaltung mehrerer Tasta­ turen im Prinzip bekannt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 angegebenen Art in der Weise weiterzu­ bilden, daß für das gleichzeitige Betreiben mehrerer Tasta­ turen und die Initialisierung der direkt oder indirekt an die Haupt- bzw. Root-Tastatur angeschlossenen Tastaturen, unter der Voraussetzung, daß aus schließlich Tastaturen mit Stan­ dard-AT03-Schnittstelle und vollständiger MF-2-Funktionalität verwendet werden, ein möglichst geringer Steuerungsaufwand erforderlich ist.

Standard-AT03-Schnittstellen sind Schnittstellen für IBM- kompatible Personalcomputer, wobei wahlweise XT-, AT- oder PS/2-Personalcomputer anschließbar sind. AT-Tastaturen werden üblicherweise auch als MF-2 Tastaturen bezeichnet.

Hiervon ausgehend wird die dem gattungsgemäßen Verfahren zu­ grundeliegende Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß beim Er­ kennen der an die Root-Tastatur angeschalteten weiteren Ta­ staturen, gesteuert durch die Mikroprozessoren der jeweiligen Tastaturen, die weiteren Tastaturen per Befehl in den SCAN- CODE-SET 3 geschaltet werden. Nach erfolgreicher Quittierung wird dann jede der zusätzlich angeschlossenen Tastaturen auf MAKE-/BREAK-Verarbeitung umgestellt. Durch diese Art der In­ itialisierung der externen Tastaturen brauchen die vom Rech­ nersystem über dessen Tastaturschnittstelle gesendeten Ein­ stellparameter nur in der Root-Tastatur hinterlegt zu werden.

Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Steuerung in der Root-Tastatur übernimmt ein dort einge­ bauter Mikroprozessor, der in herkömmlicher Weise die syn­ chrone Datenübertragung über Daten- und Taktleitung zum Rech­ nersystem betreibt und gleichzeitig Informationen einer syn­ chronen Datenübertragung der angeschlossenen zweiten Tasta­ tur, also einer externen Tastatur, verarbeiten kann.

Genauso können Informationen einer synchronen Datenübertra­ gung weiterer angeschlossener externer Tastaturen verarbeitet werden. Die Informationen der externen Tastaturen werden in vorteilhafter Weise zwischengespeichert und dann wie eigene Informationen der Root-Tastatur an das Rechnersystem weiter­ gereicht.

Ebenso wie der Mikroprozessor der Root-Tastatur enthalten auch die Mikroprozessoren der weiteren Tastaturen in vorteil­ hafter Weise die vollständige Tastatursoftware.

Zur Reduzierung und Vereinfachung des Datenverkehrs auf der Schnittstelle zur ersten externen und zu jeder weiteren ex­ ternen Tastatur werden die angeschlossenen externen Tastatu­ ren an ihren Mikroprozessoren jeweils in folgenden Zustand versetzt:
SCAN-CODE-SET 3; TASTENBEHANDLUNG MAKE/BREAK.

Dies bedeutet für den MAKE-CODE, d. h. eine gedrückte Taste, die Übertragung eines Tastencodes und für den BREAK-CODE, d. h. eine losgelassene Taste, die Übertragung zweier Tasten­ codes. Die eingestellte REPEAT-RATE wird im Mikroprozessor der Root-Tastatur nachgebildet.

Außerdem erkennt beim Verfahren gemäß der Erfindung die Steuerung eine Betätigung gleicher Tasten der in der be­ schriebenen Weise kaskadierten Tastaturen. Diese werden dann wie eine Taste an das Rechnersystem gemeldet.

Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgenden anhand ei­ ner FIGUR erläutert, die in einem Blockschaltbild ein durch einen Personal Computer realisiertes Rechnersystem PC mit vier kaskadierten Tastaturen T1 bis T4 als Eingabemedien zeigt.

An eine Tastaturschnittstelle SS0 des Rechnersystem PC ist ein Übertragungskabel zu einer Schnittstelle SS1 einer ersten Tastatur T1 angeschlossen. Die Schnittstelle SS1 der Tastatur T1 bildet somit die direkte Schnittstelle zum Rechnersystem PC. Die Tastatur T1 wird als Root-Tastatur bezeichnet, weil sie diejenige der kaskadierten Tastaturen T1 bis T4 ist, die an das Rechnersystem PC unmittelbar angeschlossen ist.

Die Tastaturen T2 bis T4 werden als externe Tastaturen be­ zeichnet, weil sie zusätzlich zu der stets bei einem Rechner­ system PC als Eingabemedium vorhandenen Tastatur T1 einge­ setzt werden. An eine zweite Schnittstelle SS2 der ersten Ta­ statur T1 ist mit ihrer Schnittstelle SS1 eine zweite Tasta­ tur T2 angeschlossen, die ebenfalls am Rechnersystem PC als Eingabemedium verwendet werden kann.

Die zweite Tastatur T2 ist genauso wie die erste Tastatur T1 mit einer zweiten Schnittstelle SS2 ausgestattet, an welche eine dritte Tastatur T3 mit ihrer Schnittstelle SS1 ange­ schlossen ist. In entsprechender Weise ist die dritte Tasta­ tur T3 mit einer zweiten Schnittstelle SS2 versehen, an die eine vierte Tastatur T4 mit ihrer Schnittstelle SS1 ange­ schlossen ist.

Die Schnittstellen SS1 sind jeweils Standard-AT03- Tastaturschnittstellen, d. h. hardware- und softwaremäßig vollständig AT03- und PS/2-kompatibel. Die Schnittstellen SS2 der Tastaturen T1 bis T4 sind jeweils Nachbildungen der Ta­ staturschnittstelle SS0 im Rechnersystem PC, wobei an den Schnittstellen SS2 eingesteckte Tastaturen T2, T3 bzw. T4 er­ kannt werden und dann in einer später noch im einzelnen be­ schriebenen besonderen Art und Weise betrieben werden, so daß die Datenkommunikation auf ein Minimum reduziert wird. Zur Steuerung des Datenübertragungsverkehrs zwischen den Tastatu­ ren T1 bis T4 und an das Rechnersystem PC sind in den Tasta­ turen T1 bis T4 Mikroprozessoren MP vorgesehen.

Vor der weiteren Beschreibung des Verfahrens nach der Erfin­ dung folgen nun allgemeine, zum Verständnis notwendige Aus­ führungen zu den bei Tastaturen für ein Rechnersystem heute verwendeten SCAN-CODEs.

Die Kommunikation zwischen der Tastatur und dem Rechnersystem erfolgt synchron über Takt (CLOCK)- und Daten (DATA)-Leitung. Der Takt wird dabei immer, also sowohl beim Senden von Tasta­ turdaten, z. B. Tasten-Codes, als auch beim Empfangen von Sy­ stemdaten, z. B. von Befehlen, von der Tastatur erzeugt.

Eine MF2-kompatible Tastatur hat nach der heute gültigen Spe­ zifikation drei Tastentabellen, die sogenannten SCAN-CODE- SETs, zu unterstützen. Diese sind im AT03-Mode vom Rechnersy­ stem per Befehl umschaltbar gestaltet. Nach dem Hochlaufen (Power-Up) des Rechnersystems arbeitet die Tastatur standard­ mäßig im SCAN-CODE-SET 2 (default).

Die Tasten-Scan-Code-Behandlung im SCAN-CODE-SET 3 läuft et­ was anders als im SCAN-CODE-SET 2 bzw. im SCAN-CODE-SET 1 ab.

Auch hierzu wird im späteren Verlauf der Beschreibung noch im einzelnen eingegangen.

Erkennt die interne Tastatursteuerung eine Taste der Tastatur als betätigt, so wird diese Tatsache dem Rechnersystem mit­ tels des MAKE-CODEs mitgeteilt. Bei Betätigung der Taste "A" gilt beispielsweise:
1Ehex im SCAN-CODE-SET 1
1Chex im SCAN-CODE-SET 2
1Chex im SCAN-CODE-SET 3.

Sollte diese Taste nach Ablauf der REPEAT-Wartezeit (DELAY) noch als betätigt erkannt werden, so wird diese erneut im je­ weils eingestellten SCAN-CODE-SET zum Rechnersystem übertra­ gen (REPEAT-CODE). Danach erfolgt eine kontinuierliche Über­ tragung mit der eingestellten REPEAT-Wiederholzeit (TYPEMATIC RATE) bis zum Loslassen der Taste.

Das Loslassen der Taste wird dem Rechnersystem mit dem BREAK- CODE signalisiert. Bei Loslassen der Taste "A" gilt bei­ spielsweise:
9Ehex im SCAN-CODE-SET 1
F0hex1Chex im SCAN-CODE-SET 2
F0hex1Chex im SCAN-CODE-SET 3.

Im SCAN-CODE-SET 1 wird der BREAK-CODE durch Setzen des ach­ ten Bits angezeigt, wogegen beim SCAN-CODE-SET 2 und beim SCAN-CODE-SET 3 dies durch Voraussenden von F0hex geschieht.

Im SCAN-CODE-SET 1 bzw. im SCAN-CODE-SET 2 gibt es einige Be­ sonderheiten zu beachten. So geben beispielsweise einige Ta­ sten im MAKE-Fall mehr als ein Byte MAKE-CODE ab; zumeist wird ein E0hex als erstes Byte ausgegeben. Außerdem bestehen noch sogenannte Sonderbehandlungen von Tasten in Abhängigkeit von NUM-, Shift-, Alt- und Ctrl-Status.

Beispielsweise für die Taste "ENTF" gilt im SCAN-CODE-SET 1 bzw. im SCAN-CODE-SET 2 für die Betätigung (MAKE) bzw. für das Loslassen (BREAK) der "ENTF"-Taste allein, mit NUM-Taste und Shift rechts-Taste folgende Darstellung der Tasten-Scan- Codes:

Die Darstellung der Tasten-Scan-Codes ist in der vorstehenden beispielsweisen Auflistung im Hexadezimal-Format vorgenommen. Die Scan-Codes von NUM- und Shift rechts-Taste sind in der vorstehenden Auflistung nicht dargestellt.

Im folgenden werden noch einmal die Unterschiede beim Arbei­ ten mit dem SCAN-CODE-SET 3 im Vergleich zum SCAN-CODE-SET 1 und SCAN-CODE-SET 2 erörtert:

• - Alle Tasten geben ohne Ausnahme nur einen 1 Byte MAKE CODE ab und besitzen auch keine Abhängigkeiten von NUM-, Shift-, Alt- und Ctrl-Status,
• - alle Tasten geben einen 2 Byte-BREAK-CODE ab (F0hex), und
• - die Tastenfunktionalität bezüglich des BREAK-CODEs und REPEAT ist einstellbar. Die Einstellungen erfolgen vom System über Befehle. Dabei kann man die Einstellungen so­ wohl den Tasten einzeln (über den jeweiligen Scan-Code) als auch dem kompletten Tastenfeld zuordnen.

Beispielsweise für die Taste "ENTF" gilt im SCAN-CODE-SET 3 für die Betätigung (MAKE) bzw. für das Loslassen (BREAK) der "ENTF"-Taste allein, mit NUM-Taste und Shift-Taste folgende Darstellung der Tasten-Scan-Codes im Hexadezimal-Format:

Die Scan-Codes von NUM- und Shift rechts-Taste sind in der vorstehenden Auflistung ebenfalls nicht dargestellt.

Die Möglichkeiten, die der SCAN-CODE-SET 3 liefert, werden beim Verfahren nach der Erfindung ausgenutzt.

Beim in der FIGUR dargestellten Ausführungsbeispiel werden beim Erkennen der angesteckten externen Tastatur T2, T3 und T4 diese vom Schnittstellen-Mikroprozessor MP per Befehl in den SCAN-CODE-SET 3 geschaltet. Nach erfolgreicher Quittie­ rung werden dann die externen Tastaturen T2, T3 und T4 auf MAKE/BREAK-Verarbeitung umgestellt.

Ebenfalls werden bei allen angeschlossenen externen Tastatu­ ren T2 bis T4 die Anzeigevorrichtungen, d. h. normalerweise die LEDs, entsprechend der ersten, mit ihrer Schnittstelle SS1 direkt an die PC-Tastaturschnittstelle SS0 des Rechnersy­ stems PC angeschlossene Tastatur T1, der so bezeichneten Root-Tastatur, synchronisiert.

Durch diese Initialisierung der externen Tastaturen T2 bis T4 finden sich die vom Rechnersystem gesendeten Einstellparameter nur in der ersten Tastatur T1, d. h. der Root-Tastatur, wie­ der. Dies bedeutet, daß der vom Rechnersystem PC gerade ein­ gestellte SCAN-CODE-SET 1, 2 oder 3, die REPEAT-Zeiten und die Sonderbehandlungen nur in der Root-Tastatur T1 hinterlegt sind.

Die von den externen Tastaturen T2, T3 und T4 übertragenen Tastencodes im SCAN-CODE-SET 3 werden von der Root-Tastatur T1 gewandelt und zum Rechnersystem PC weitergegeben. Änderun­ gen, beispielsweise der REPEAT-Zeiten, müssen dann lediglich von der Root-Tastatur T1 verarbeitet werden. Einzig der RE­ SET-Befehl (FFhex) wird an alle angeschlossenen Tastaturen T1 bis T4 weitergegeben.

Die Tasteneingabe auf den externen Tastaturen T2 bis T4 ver­ läuft in folgender Weise. Die erkannte Taste wird bzw. die erkannten Tasten werden als MAKE-CODE entsprechend dem SCAN- CODE-SET 3 zur Root-Tastatur T1 übertragen. Dort wird der empfangene Code entsprechend dem vom Rechnersystem PC vorge­ gebenen CODE-SET umgesetzt und dem Rechnersystem PC gemeldet.

Da nur eine MAKE/BREAK-Übertragung von der externen Tastatur T2, T3 bzw. T4 stattfindet, wird nach der MAKE-CODE-Übertra­ gung zum Rechnersystem PC die REPEAT-Wartezeit (DELAY) ge­ startet. Sollte bis zum Ablauf dieser Zeit kein neuer MAKE- CODE bzw. der BREAK-CODE dieser übertragenen Taste von der Root-Tastatur T1 erkannt werden, so wird der REPEAT-CODE aus­ gegeben.

Im Anschluß daran erfolgt die Ausgabe des REPEAT-CODEs ent­ sprechend den eingestellten Werten der REPEAT-Wiederholzeit (TYPEMATIC-RATE). Was die Handhabung beim Loslassen der ein­ gabemäßig vorher betätigten Tasten der externen Tastaturen T2 bis T3 und somit des BREAK-CODEs angeht, so wird auf die Aus­ führungen bei der MAKE-CODE-Übertragung hingewiesen. Im fol­ genden wird noch ein Beispiel für die Tasteneingabe auf einer externen Tastatur T2 bis T4 und zwar für die Taste "Alt Gr" ausgeführt.

Claims (9)

1. Verfahren zum Betreiben von mehr als einer Tastatur als Eingabemedium an einem Rechnersystem, insbesondere an einem Personal Computer,
wobei die mit ihrer Standard-AT03-Schnittstelle (SS1) in üb­ licher Weise mit dem Rechnersystem (PC) verbundene erste Ta­ statur (T1, Root-Tastatur) über eine zweite, zusätzlich vor­ gesehene Schnittstelle (SS2) mit einer Standard-AT03- Schnittstelle (SS1) einer zweiten Tastatur (T2, externe Ta­ statur) verbunden wird, die ebenso über eine zweite, zusätz­ lich vorgesehene Schnittstelle (SS2) in gleichartiger Weise mit einer Standard-AT03-Schnittstelle (SS1) einer dritten Ta­ statur (T3, externe Tastatur) verbunden werden kann, und die­ se Art von Tastaturkaskadierung für eine beliebige Zahl n von Tastaturen fortsetzbar ist,
wobei die Steuerung durch in die Tastaturen eingebaute Mikro­ prozessoren (MP) vorgenommen wird, die eine synchrone Daten­ übertragung zum Rechnersystem (PC) betreiben,
dadurch gekennzeichnet, daß in einer Initiali­ sierungsphase beim Erkennen einer angeschlossenen externen Tastatur (T2, T3, T4) diese durch Befehle in den sogenannten "SCAN-CODE-SET 3; Tastenbehandlung MAKE/BREAK" geschaltet wird, daß vom Rechnersystem über dessen Tastaturschnittstel­ le (SS0) gesendete Einstell-Parameter nur im Mikroprozessor der Root-Tastatur (T1) hinterlegt werden, und daß die von den externen Tastaturen im SCAN-CODE-SET 3 übertragenen Ta­ stencodes vom Mikroprozessor der Root-Tastatur entsprechend den hinterlegten Einstell-Parametern gewandelt und zum Rech­ nersystem weitergegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Rechnersystem gesendeten Einstell-Parameter den SCAN- CODE-SET, die Tastenwiederholzeiten (TYPEMATIC-RATE) und die Sonderbehandlung bestimmter Tasten betreffen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Mikroprozessor (MP) der Root-Tastatur (T1) so betrieben wird, daß er zum einen in herkömmlicher Weise die synchrone Datenübertragung über Daten- und Taktlei­ tung zum Rechnersystem (PC) betreibt und gleichzeitig Infor­ mationen einer synchronen Datenübertragung der angeschlosse­ nen externen Tastaturen (T2, T3, T4) verarbeitet, wobei diese Informationen zwischengespeichert und dann wie eigene Infor­ mationen an das Rechnersystem weitergereicht werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Mikroprozessoren (MP) der Tastaturen (T1 bis T4) jeweils eine vollständige Tasta­ tursoftware enthalten.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Initialisierungs­ phase beim Erkennen einer angeschlossenen externen Tastatur (T2, T3, T4) diese vom die zugeordnete Schnittstelle steuern­ den Mikroprozessor (MP) zunächst durch Befehle in den SCAN- CODE-SET 3 geschaltet wird und daß erst nach erfolgreicher Quittierung die angeschlossene externe Tastatur auf MAKE-/BREAK-Verarbeitung umgeschaltet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß bei allen angeschlossenen externen Tastaturen (T2, T3, T4) Anzeigevorrichtungen vorge­ sehen sind, welche entsprechend der Anzeigevorrichtung der direkt an die Rechnersystem-Tastaturschnittstelle (SS0) ange­ schlossenen Root-Tastatur (T1) synchronisiert werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein vom Rechnersystem ge­ sendeter RESET-Befehl an alle angeschlossenen externen Tasta­ turen (T2, T3, T4) weitergegeben wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die eingestellte Tasten­ wiederholzeit im Mikroprozessor (MP) der Root-Tastatur (T1) nachgebildet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die durch die Mikropro­ zessoren (MP) in den Tastaturen (T1 bis T4) vorgenommene Steuerung eine gleichzeitige Betätigung gleicher Tasten mit­ einander verbundener Tastaturen erkennt und daß diese mehr­ fache gleichzeitige Betätigung dann wie die Betätigung einer einzigen Taste an das Rechnersystem (PC) gemeldet wird.