DE19823065A1 - Einrichtung und Verfahren zum Auswerten binärer Informationen unter Verwendung einer DMA Einheit - Google Patents

Einrichtung und Verfahren zum Auswerten binärer Informationen unter Verwendung einer DMA Einheit

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    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
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    • G06K7/08—Methods or arrangements for sensing record carriers, e.g. for reading patterns by means detecting the change of an electrostatic or magnetic field, e.g. by detecting change of capacitance between electrodes

Abstract

Einrichtung und Verfahren zum Auswerten binärer Information auf einer Magnetspeicherkarte, wobei die von einem elektromagnetischen Wandler abgegebenen Impulse bewirken, daß der jeweilige Stand eines freilaufenden Zählers über eine DMA-Einheit unabhängig von der Zentraleinheit in den Speicher eines Mikroprozessorsystems übertragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Auswerten bi­ närer Informationen, wobei diese Informationen auf der Magnetspur einer Magnetspeicherkarte in Form von Fluß­ wechseln gespeichert sind, mit einem elektromagnetischen Wandler, der bei einer Relativbewegung zwischen ihm und der Magnetspeicherkarte durch Magnetflußänderungen indu­ zierte Spannungsimpulse abgibt, wobei die gegenseitigen zeitlichen Abstände der Spannungsimpulse mittels eines Taktimpuls-Zählers erfaßt und in Form von Zählwerten dar­ gestellt werden, und mit einem Mikroprozessorsystem mit einer Zentraleinheit zum Gewinnen der binären Informatio­ nen aus den in einem Arbeitsspeicher abgespeicherten Zählwerten. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Auswerten binärer Informationen.
In der WO 91/13436 derselben Anmelderin sind verschiedene Verfahren zum Auswerten binärer Informationen einer Ma­ gnetspeicherkarte beschrieben.
Bei einer bekannten Einrichtung werden aus den durch Ma­ gnetflußänderungen induzierten Spannungsimpulsen digitale Impulse geformt, die dem Interrupteingang des Mikropro­ zessorsystems zugeführt werden. Die digitalen Impulse lö­ sen dann Interrupte aus; diese Interrupte werden in In­ terruptroutinen weiterverarbeitet, um aus den gegenseiti­ gen zeitlichen Abständen der Spannungsimpulse die binären Informationen zu gewinnen. Da auf der Magnetspur eine Vielzahl von Flußwechseln gespeichert ist, die zu einer Vielzahl von Interrupts führt, muß das Mi­ kroprozessorsystem eine entsprechend schnelle und aufwen­ dige Interruptverarbeitung besitzen. Bekanntlich hat die Verarbeitung von Interrupts in Interruptroutinen Vorrang. Demgemäß kann während des Einlesens von Daten von der Ma­ gnetspeicherkarte eine gleichzeitige Verarbeitung von Da­ ten kaum erfolgen - das Mikroprozessorsystem wird nicht optimal genutzt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung und ein Verfahren zum Auswerten binärer Informationen anzugeben, die bzw. das mit geringem Aufwand im Hinblick auf eine Interruptverarbeitung und mit hoher Effizienz arbeitet.
Diese Aufgabe wird für eine Einrichtung durch die Merkma­ le des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei der Erfindung kommt eine DMA-Einheit (DMA steht für Direct Memory Access) zum Einsatz, bei der eine bestimmte Anzahl von aufeinander folgenden Daten von einer Start­ adresse an in Zellen des Arbeitsspeichers mit aufeinan­ der folgenden Speicheradressen eingespeichert werden. Die DMA-Einheit dient der Entlastung der Zentraleinheit, da diese den Vorgang der direkten Einspeicherung von Daten . in den Arbeitsspeicher nur einleitet, aber anschließend nicht mehr an dem Speichervorgang selbst beteiligt ist. Mithilfe der DMA-Einheit kann ein schneller Datentransfer folgen, da nicht jedes Datenwort einzeln mit Angabe der Speicheradresse abgefordert wird. Gemäß der Erfindung wird der Zählwert eines freilaufenden Taktimpuls-Zählers beim Auftreten eines induzierten Spannungsimpulses fest­ gehalten. Die DMA-Einheit speichert die Zählwerte dieses Taktimpuls-Zählers nacheinander in den vorbestimmten Be­ reich des Arbeitsspeichers ein. Die Zählwerte geben die zeitlichen Abstände aufeinanderfolgender Flußwechsel an. Bei einer konstanten Abtastgeschwindigkeit der Magnetspur entsprechen die zeitlichen Abstände den Ortsabständen, durch die die binäre Information festgelegt ist. Durch Auswerten der abgespeicherten Zählwerte können somit die binären Informationen ermittelt werden. Das Mikroprozes­ sorsystem kann bei der Erfindung eine relativ große In­ terruptreaktionszeit haben, denn die Abspeicherung der Zählwerte und damit der auf der Magnetspur enthaltenen Informationen erfolgt nicht interruptgesteuert, sondern losgelöst von der Zentraleinheit durch die DMA-Einheit. Demgemäß können aufwendige Betriebssysteme für das Mikro­ prozessorsystem verwendet werden, die eine langsame In­ terruptverarbeitung haben.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Bereich im Arbeitsspeicher, auf den die DMA- Einheit zugreift, in zwei Teile unterteilt. Die DMA- Einheit trägt in einen ersten Teil die Zählwerte ein, während gleichzeitig Zählwerte im anderen Teil durch die Zentraleinheit ausgelesen werden. Auf diese Weise kann bereits eine Auswertung der im Arbeitsspeicher gespei­ cherten Informationen während des Abtastens der Magnet­ spur erfolgen. Die Einrichtung zum Auswerten binärer In­ formationen arbeitet also mit erhöhter Effizienz.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Ver­ fahren zum Auswerten binärer Informationen angegeben. Mit diesem Verfahren können ebenfalls die zuvor erläuterten vorteilhaften Wirkungen erreicht werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert. In dieser Figur sind wichtige Funktionseinheiten zum Reali­ sieren der Erfindung in einer Blockdarstellung gezeigt.
In der Figur wird ein mit R bezeichnetes Lesesignal einem Flankendetektor 10 zugeführt. Das Lesesignal wird beim Lesen der Magnetspur einer Magnetspeicherkarte gewonnen. Auf dieser Magnetspeicherkarte ist die binäre Information in Form von Flußwechseln nach dem Zweifrequenzcode ge­ speichert. Bei diesem Zweifrequenzcode treten binäre "1"- Signale beim Abtasten mit annähernd konstanter Geschwin­ digkeit mit der doppelten Frequenz von Flußwechseln auf wie bei binären "0"-Signalen. Die binäre Information ist also im Ortsabstand zwischen zwei Flußwechseln enthalten. Ein elektromagnetischer Wandler (nicht dargestellt) er­ faßt bei einer konstanten Relativbewegung zwischen ihm und der Magnetspeicherkarte Spannungsimpulse, die durch die Magnetflußänderungen hervorgerufen werden.
Wie erwähnt enthalten die gegenseitigen zeitlichen Ab­ stände der Spannungsimpulse die Information über den Bi­ närwert. Der Flankendetektor 10 erzeugt aus den gegebe­ nenfalls vorverstärkten Spannungsimpulsen des elektroma­ gnetischen Wandlers digitale Impulse J, die er einerseits dem Steuereingang eines DMA-Bausteins 12 und andererseits einem Enable-Eingang E eines Registers 14 zuführt. Das Register 14 hält den Zählwert Z eines frei laufenden Tak­ timpuls-Zählers 16 fest. Dieser Taktimpuls-Zähler 16 wird mit Taktimpulsen Φ im Taktabstand von z. B. einer Mikro­ sekunde angesteuert, wodurch das zeitliche Auflösungsver­ mögen bestimmt wird. Die DMA-Einheit 12 speichert bei je­ dem digitalen Impuls des Flankendetektors 10 den durch das Register 14 gepufferten jeweiligen Zählwert Z des Taktimpuls-Zählers 16 in einen Bereich 18 des Arbeits­ speichers ein. Hierzu wird die DMA-Einheit 12 zuvor mit Steuerinformationen durch eine Zentraleinheit eines Mi­ kroprozessorsystems (nicht dargestellt) geladen. Diese Steuerinformationen enthalten u. a. die Anfangsadresse und die Länge bzw. die Endadresse des Speicherbereiches 18, in welchem die Zählwerte Z abzuspeichern sind. Als DMA- Einheit 12 können z. B. die Bausteine MK 3883 von Mostek oder 8089 von Intel verwendet werden.
Der Bereich 18 des Arbeitsspeichers ist in zwei Teile 18a und 18b unterteilt. Die Zentraleinheit übergibt der DMA- Einheit 12 zunächst die Startadresse Xa für die erste Speicherzelle des ersten Bereichs 18a sowie dessen Enda­ dresse Ya bzw. die Länge des Bereichs. Die anfallenden Zählwerte Z werden nun nach und nach mit absteigender Adresse von Xa nach Ya in den Teil 18a eingespeichert. Wenn die Adresse Ya erreicht ist, erzeugt die DMA-Einheit einen Interrupt TC1, der von der Zentraleinheit des Mi­ kroprozessorsystems verarbeitet wird. Diese Zentralein­ heit übergibt nunmehr der DMA-Einheit 12 als neue Start­ adresse für den Bereich 18b die Adresse Xb. Die DMA- Einheit 12 überträgt dann anschließend die Zählwerte Z des Taktimpuls-Zählers 16 in Speicherzellen mit abnehmen­ der Speicheradresse des Bereichs 18b. Nach dem Einspei­ chern des Zählwerts Z in die letzte Speicherzelle mit Adresse Yb wird wiederum ein Interrupt TC1 erzeugt, wor­ aufhin die Zentraleinheit die DMA-Einheit 12 auf den er­ sten Teil 18a umschaltet, um mit dem Abspeichern von Zählwerten Z fortzufahren. Es werden also die ankommenden Zählwerte Z in zwei voneinander verschiedene Teilbereiche 18a und 18b eingeschrieben. Die Zentraleinheit kann zur Auswertung der Zählwerte Z auf denjenigen Teilbereich 18a oder 18b zugreifen, der gerade von der DMA-Einheit 12 nicht beschrieben wird. Durch das gleichzeitige Ein­ schreiben und Auslesen von Zählwerten Z kann die Zen­ traleinheit bereits die Auswertung binärer Informationen während des Abtastens der Magnetspeicherkarte vornehmen beginnen.
Beim Einlesen der Zählwerte Z in die Teilbereiche 18a, 18b kann geschehen, daß das Ende der Magnetspur erreicht wird, also keine weiteren Zählwerte anfallen, jedoch die Endadresse Ya, Yb des jeweiligen Teilbereichs 18a, 18b noch nicht erreicht ist. Ohne weitere Maßnahmen würde die DMA-Einheit keinen Interrupt TC1 erzeugen. Um dies zu vermeiden, wird bei einem Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung die Zeit während der die DMA-Einheit 12 Zählwerte in den jeweiligen Teilbereich 18a, 18b einspeichert, auf Überschreiten eines Grenzwertes überwacht. Beim Über­ schreiten dieses Grenzwertes wird dann die Wirkung des Interrupts TC1 erzeugt, woraufhin die Zentraleinheit wie­ derum die Steuerung für die DMA-Einheit 12 übernimmt und entweder den Abtastvorgang für die Magnetspeicherkarte beendet oder die Auswertung binärer Informationen fort­ setzt.
Zweckmäßigerweise wird eine DMA-Einheit eingesetzt, die jeweils einen weiteren Registersatz für die Start- und Endadresse bzw. Maximallänge besitzt und diesen gleich­ zeitig mit dem Interrupt TC1, TC2 in den aktuellen Regi­ stersatz übernimmt. Damit hat dann der Mikroprozessor in Reaktion auf den Interrupt TC1, TC2 mehr Zeit, die Regi­ ster neu zu setzen.
Vorzugsweise wird die Zeit durch einen taktimpulsgesteu­ erten Zähler gemessen, dem Taktimpulse vorgegebener Zeit­ dauer zugeführt werden. Dieser Zähler wird zu Beginn des Einschreibens von Zählwerten durch die DMA-Einheit 12 freigegeben und mit jedem Impuls des Flankendetektors 10 zurückgesetzt. Die Zählwerte werden auf die maximale. Zeit zwischen zwei Taktimpulsen bemessen. Gegenüber einer le­ diglich mit Beginn des Einschreibens gestarteten Zeitüberwachung für das Signal TC1 bzw. TC2 wird damit eine schnellere Reaktion bewirkt.

Claims (15)

1. Einrichtung zum Auswerten binärer Informationen, wobei diese Informationen auf der Magnetspur einer Magnetspeicherkarte in Form von Flußwechseln gespei­ chert sind,
mit einem elektromagnetischen Wandler, der bei einer Relativbewegung zwischen ihm und der Magnetspeicher­ karte durch Magnetflußänderungen induzierte Span­ nungsimpulse (J) abgibt, wobei die gegenseitigen zeitlichen Abstände der Spannungsimpulse mittels ei­ nes Taktimpuls-Zählers (16) erfaßt und in Form von Zählwerten (Z) dargestellt werden,
und mit einem Mikroprozessorsystem mit einer Zen­ traleinheit zum Gewinnen der binären Informationen aus den in einem Arbeitsspeicher (18) abgespeicherten Zählwerten,
wobei eine DMA-Einheit (12) vorgesehen ist, die die vom Taktimpuls-Zähler (16) gelieferten Zählwerte (Z) nacheinander in einen vorbestimmten Bereich (18, 18a, 18b) des Arbeitsspeichers unter direktem Zugriff auf diesen abspeichert,
und wobei die DMA-Einheit (12) während des Abspei­ cherns unabhängig von der Zentraleinheit arbeitet.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bereich (18) im Arbeitsspeicher in zwei Teile (18a, 18b) unterteilt ist,
daß die DMA-Einheit (12) in einem Teil (18a) die Zählwerte (Z) einträgt, während gleichzeitig Zählwer­ te (Z) im anderen Teil (18b) durch die Zentraleinheit ausgelesen werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die DMA-Einheit (12) nach dem Beschreiben des er­ sten Teils (18a) des Bereichs des Arbeitsspeichers auf den zweiten Teil (18b) umschaltet und in diesen Zählwerte (Z) einspeichert, und daß die DMA-Einheit (12) nach dem Beschreiben des zweiten Teils (18b) wieder auf den ersten Teil (18a) umschaltet und in diesen ersten Teil Zählwerte (Z) einspeichert.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit inter­ ruptgesteuert arbeitet, und daß die DMA-Einheit (12) nach Füllen des Bereichs einen Interrupt (TC1, TC2) erzeugt, woraufhin die Zentraleinheit auf gespeicher­ te Zählwerte (Z) für die Gewinnung der binären Infor­ mationen zugreift.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Interrupt (TC1, TC2) bereits nach dem Füllen eines Teils (18a, 18b) des Bereichs erzeugt wird, und
daß die Zentraleinheit bei Auftreten des Interrupts die DMA-Einheit (12) mit Steuerinformationen ver­ sorgt.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspeichern von Zählwerten (Z) durch die DMA-Einheit auf Überschrei­ ten eines zeitlichen Grenzwertes überwacht wird, und daß beim Überschreiten des Grenzwertes die Wirkung des Interrupts erzeugt wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit durch einen Zähler gemessen wird, der mit jedem Spannungsimpuls (J) erneut gestartet wird.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen auf der Magnetspur in Form von Flußwechseln nach dem Zweifre­ quenzcode gespeichert sind.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Impulsformbaustein (10) vorgesehen ist, der aus den Spannungsimpulsen digitale Impulse formt, die dem Taktimpuls-Zähler (16) und der DMA-Einheit (12) zugeführt sind, und daß die DMA-Einheit (12) bei jedem digitalen Impuls den Zählwert (Z) des Taktimpuls-Zählers (16) in den Be­ reich (18) des Arbeitsspeichers einspeichert.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit die DMA-Einheit (12) mit Steuerinformationen über die Speicheradressen (D15, D0) des Bereichs versorgt.
11. Verfahren zum Auswerten binärer Informationen,
wobei diese Informationen auf der Magnetspur einer Magnetspeicherkarte in Form von Flußwechseln gespei­ chert sind,
bei dem ein elektromagnetischer Wandler bei einer Re­ lativbewegung zwischen ihm und der Magnetspeicherkar­ te durch Magnetflußänderungen induzierte Spannungsim­ pulse abgibt, wobei die gegenseitigen zeitlichen Ab­ stände der Spannungsimpulse erfaßt und in Form von Zählwerten dargestellt werden,
ein Mikroprozessorsystem mit einer Zentraleinheit bi­ näre Informationen aus den in einem Arbeitsspeicher abgespeicherten Zählwerten (Z) ermittelt,
eine DMA-Einheit (12) die Zählwerte (Z) nacheinander in einen vorbestimmten Bereich (18, 18a, 18b) des Ar­ beitsspeichers unter direktem Zugriff auf diesen ab­ speichert,
und bei dem die DMA-Einheit (12) während des Abspei­ cherns unabhängig von der Zentraleinheit arbeitet.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Bereich (18) im Arbeitsspeicher in zwei Teile (18a, 18b) unterteilt wird,
daß die DMA-Einheit (12) in einem Teil (18a) die Zählwerte (Z) einträgt, während gleichzeitig Zählwer­ te (Z) im anderen Teil (18b) durch die Zentraleinheit ausgelesen werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die DMA-Einheit (12) nach dem Füllen des ersten Teils (18a) des Bereichs des Arbeitsspeichers auf den zweiten Teil (18b) umschaltet und in diesen Zählwerte (Z) einspeichert, und daß die DMA-Einheit (12) nach dem Füllen des zweiten Teils (18b) wieder auf den er­ sten Teil (18a) umschaltet und in diesen ersten Teil Zählwerte (Z) einspeichert.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Einspeichern von Zählwerten (z) durch die DMA-Einheit auf Überschrei­ ten eines zeitlichen Grenzwertes überwacht wird, und daß beim Überschreiten des Grenzwertes die Wirkung des Interrupts erzeugt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit durch einen Zähler gemessen wird, der mit jedem Spannungsimpuls (J) erneut gestartet wird.
DE1998123065 1998-05-22 1998-05-22 Einrichtung und Verfahren zum Auswerten binärer Informationen unter Verwendung einer DMA Einheit Ceased DE19823065A1 (de)

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