DE2460693C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezihet sich auf eine Halbleiter-Druck­ anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Druckanordnung ist aus der US-PS 34 76 877 bekannt. Die bekannte Druckanordnung arbeitet mit ei­ ner Textsteuerung, die externe Taktsignale erfordert. Für jede Zeile von ausgedruckten Punkten müssen neue Daten angegeben werden, so daß pro gedruckter Zeile aus vollständigen Zeichen mehrere Dateneingaben in das System erforderlich sind. Überdies müssen die Eingabe­ daten in einem decodierten Format vorliegen, da die entsprechenden Punkte bei der Ausgabe direkt betätigt werden.

Aus der CH-PS 3 94 668 ist eine Druckanordnung bekannt, die mit Druckdrähten arbeitet. Zum Drucken einer Reihe in der Zeichenmatrix müssen alle der Reihe zugeordne­ ten Druckdrähte gleichzeitig betätigt werden. Bei an­ nahme einer 5×7-Matrix für jedes Zeichen bedeutet dies, das die Druckdrähte zum Schreiben einer Zeichen­ zeile insgesamt siebenmal betätigt werden, weil die Ma­ trix sieben Reihen hat. Die das Drucken der Zeichenzei­ le bewirkenden Daten müssen daher aus einem Pufferspei­ cher siebenmal gelesen und zur Ansteuerung der Druck­ drähte verwendet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halbleiter­ Druckanordnung zu schaffen, die aufgrund eines sehr geringen Speicherbedarfs kostengünstig hergestellt werden kann und trotzdem nach Art eines Matrixdruckes flexibel hinsichtlich der wiederzugegebenden Zeichen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. In der erfindungsgemäßen Druckanordnung erfolgt pro Zeile aus zu druckenden Zeichen nur eine einmalige Eingabe der die Zeichen einer Zeile repräsentierenden Daten, und die Zufuhr der Ansteuersignale zum eigentlich Druck­ kopf erfolgt dann intern in der Anordnung, ohne daß externe Taktsignale zugeführt werden müssen. Ein Puffer­ speicher zum Speichern aller in einer Zeile zu druckenden Zeichen ist nicht erforderlich. Gerade die Vermeidung dieses Pufferspeichers ermöglicht die kostengün­ stige Verwirklichung der Halbleiter-Druckanordnung nach der Erfindung.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im Patentanspruch 2 gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nur unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung beschrieben, die ein Blockschaltbild der Druckanordnung zeigt.

Wie sie bei bekannten Rechenanordnungen mit mehreren Chips angewendet worden sind, zeigt die in der oben erwähnten USA-Patentanmeldung beschriebene Anordnung mit zwei Chips ein multiplexiertes Steuersignal vom Rechner-Chip zum SCOM-Speicher-Chip, bei dem jedes Bit einer Teilbitgruppe in dem Befehlswort die bestimmte Bedingung repräsentiert, die übertragen werden soll. Beispielweise überträgt das dem SCOM-Speicher-Chip zugeführte Signal EXT im Bit S₀ ein PREG-Signal (Programmregister-Signal), das anzeigt, das der SCOM-Speicher-Chip adressiert wird, ferner ein zweites Signal im zweiten Bit zur Zeit S₁ zur Anzeige der COND-Bedingung sowie das Bedingungssignal HOLD im dritten Bit zur Zeit S₂, das anzeigt, daß das Festwert­ speicher-Adressenregister nicht erhöht werden soll. Bisher waren zur Übertragung dieser Information drei getrennte Signale und Anschlußstifte erforderlich. Der Rechner­ Chip 10 und der SCOM-Speicher-Chip 12 ergeben zwar ein grundsätzliches arbeitsfähiges Rechnersystem, wie es in der oben erwähnten USA-Patentanmeldung beschrieben ist, doch stellt das Chip-Paar ein Grundsystem dar, das periphere Speicher -und Ausgabefunktions-Chip vorzugsweise in MOS/LSI-Ausführung unter Anwendung neuartiger Verfahren zur Adressierung im Hinblick auf eine minimale Anschluß­ stiftanzahl ermöglicht.

Die Figur zeigt ein Blockschaltbild eines in großem Maßstab integrierten Chips 18, das zur Ansteuerung einer Wärme­ druckschiene von Ausgangssignalen und Steuersignalen eines Rechners Gebraucht macht, um auf einem wärme­ empfindlichen Papier Zeichen zu drucken, die auf der Basis einer Punktmatrix erzeugt werden. Das hier beschrie­ bene Beispiel enthält 20 5×7-Punktmatrizen zum Drucken einer Zeile mit bis zu 20 Zeichen.

In der Figur wird eine binär codierte Datenfolge aus dem Rechner über die zum Chip 18 führende EXT-Signalleitung empfangen. Aus dem Festwertspeicher des Rechners werden Befehlswörter mit 13 Bits hergeleitet. Die Befehlswörter werden über die IRG-Signalleitung empfangen. Über die IDLE-Signalleitung wird ein Synchronisierungssignal empfangen, das ein Signal mit einer bekannten zeitlichen Beziehung zu den Zeitsteuersignalen im Rechner ist.

Zusätzlich zu den EXT-, IRG- und IDLE-Signalleitungen verlaufen zwischen dem Rechner und dem Chip 18 weitere Leitungen 12 bis 17. Dabei handelt es sich um folgende Leitungen:

Die Leitung 12:
Sie versorgt den Chip 18 mit der gleichen Spannung V _SS , die am Substrat des zugehörigen Rechners verwendet wird.
Die Leitung 13:
Sie liefert die Drain-Versorgungsspannung V _DD .
Die Leitung 14:
Sie liefert die Gate-Versorgungsspannung V _GG .
Die Leitung 15:
Sie liefert ein Taktimpulssignal Φ₁.
Die Leitung 16:
Sie liefert ein Taktimpulssignal Φ₂.
Die Leitung 17:
Sie liefert an den Rechner ein Signal, das anzeigt, daß der Chip 18 besetzt ist und mit einer noch nicht beendeten zugewiesenen Arbeit beschäftigt ist.

Die auf dem Chip 18 enthaltenen Bauelemente arbeiten zur Erregung von im Druzckkopf 21 gebildeten Widerstandsheizelementen zusammen. Der Druckkopf 21 enthält eine geradlinige Anordnung aus 100 Heizelementen 21 a. Die Heizelemente 21 a sind in Fünfer­ gruppen angeordnet. Insgesamt überdecken 20 Gruppen zu je fünf Heizelementen ein wärmeempfindliches Papierband, auf dem die Ausgangssignale des Rechners gedruckt werden sollen. Für jedes Zeichen druckt die Anordnung wahlweise jeweils eine Zeile einer 5×7-Matrix, wobei das Papier von einem Motor 19 zwischen dem Drucken aufeinander­ folgender Zeilen schrittweise weiterbewegt wird. Jede Gruppe aus fünf Heizelementen ist räumlich im Abstand voneinander angeordnet, damit zwischen Druckzeichen ein Zwischenraum entsteht. An dem Druckkopf 21 sind 20 Zeichen­ abtastleitungen 22 angeschlossen. Jede der Abtastleitung 22 ist mit jeder Eingangsleitung einer Gruppe von fünf Heiz­ element-Eingangsleitungen verbunden. Es sind fünf Spalten­ abtastleitungen 23 vorgesehen, die einzeln an die ersten, zweiten, dritten, vierten und fünften Heizelemente jeder Gruppe angeschlossen sind. Genauer gesagt ist die Leitung 23 a an das erste Heizelement in jeder der 20 Gruppen angeschlossen. Die Leitung 23 b ist mit dem zweiten Heizelement jeder der 20 Gruppen verbunden, und die Leitungen 23 c, 23 d und 23 e sind in gleicher Weise mit den dritten, vierten bzw. fünften Heizelementen jeder der 20 Gruppen verbunden.

Eine Datenreihe an der EXT-Signalleitung wird einem funktions­ programmierbaren Logikfeld 30 zugeführt, dessen Ausgangs­ signal in einem Speicher 31 gespeichert wird. Ein solcher Speicher ist ein sequentiell adressierter Speicher (SAM), wie er in der DE-OS 22 35 430 beschrieben ist. Die Verwendung eines solchen Logikfeldes 30 ist ein Merkmal der hier beschriebenen Anordnung, das ermöglicht, sowohl Zeichen- als auch Funktions-Druckdaten auf dem gleichen seriellen Eingang zu übertragen, wodurch der Anschluß­ stiftbedarf auf ein Minimum verringert wird. Der sequentiell adressierte Speicher 31 speichert ein 6-Bit-Wort, damit durch Decodierung jedes einzelne der 20 Zeichen bestimmt wird, das mit Hilfe des Druckkopfs 21 gedruckt werden soll. Ein Festwertspeicher 32 (ROM) ist zum speichern einer 35-Bit­ Codegruppe für jedes der 64 alphanumerischen Zeichen vorgesehen, das mit dem Druckkopf 21 gedruckt werden kann. Eine Sammelleitung 33 überträgt die Codegruppe aus dem sequentiell adressierten Speicher 31 zu einer 1-Aus­ 7-Decodierung zum Festwertspeicher 32, der auch über eine dreiadrige Sammelleitung 36 für eine 1-Aus-5-Decodierung gespeist wird, so daß an der Ausgangsleitung 37 eine serielle binäre Codegruppe geliefert wird, die in der beispielweise aus einem Schieberegister bestehenden Speichervorrichtung 38 gespeichert wird. Wenn in dem Schieberegister 38 20 Bits gespeichert sind, die die Stellen der gewünschten zu druckenden Punkte repräsentieren, dann werden ausgewählte Heizelemente örtlich erregt, damit auf dem wärmeempfindlichen Papier Ein­ brennstellen entstehen. Die dreiadrige Sammelleitung 36 ist auch an einen Decodierer 39 angeschlossen, damit die fünf­ adrige Ausgangssammelleitung 23 erregt wird.

Synchronisierungszeitsteuerimpulse auf der IDLE-Sammelleitung werden einem Zustandszeitsteuergenerator 40 zugeführt, dessen Ausgangssignale an eine Vergleichslogik 41 angelegt werden. Das Vorsehen eines internen Zeitsteuergenerators, der von einem Signal mit Doppelfunktion wie dem Steuersignal IDLE synchronisiert wird, ist ein Merkmal der hier beschriebenen Anordnung, das den Anschlußstiftbedarf auf ein Minimum verringert. Der Zeitsteuergenerator 34 ist ebenfalls an die Vergleichslogik 41 angeschlossen, deren Ausgangssignale über eine Leitung 42 dem Zeitsteuergenerator 34 zu seiner Synchronisierung und zur Steuerung der zeitlichen Beziehung der Signale an den Ausgangssammelleitungen 35 und 36 zugeführt werden. Die Sammelleitung 35 ist an einen Decodierer 44 zur Steuerung von Leitungen 19 a angeschlossen, die den Schritt­ motor 19 ansteuern. Der Schrittmotor 19 betätigt ein mechanisches Verbindungsglied 19 b so, daß das wärmeempfind­ liche Papierband am Druckkopf 21 schrittweise vorbeibewegt wird.

An der IRG-Signalleitung anliegende Befehlswörter werden einem Befehlsdecodierer 48 zugeführt. Das Ausgangssignal des Befehlsdecodierers 48 wird einer Steuerlogik 49 zuge­ führt, die an verschiedene Einheiten in der gesamten Anordnung angeschlossen ist, wie noch gezeigt wird.

Es folgt nun eine allgemeine Funktionsbeschreibung des den Lade- und Druckvorgang umfassenden Zyklus. Ein Null­ Druckbefehl (ZP) über die IRG-Signalleitung am Beginn der Ladefolge bewirkt das Löschen des sequentiell adres­ sierten Speichers 31. Die zu druckenden Zeichen werden von links nach rechts in den sequentiell adressierten Speicher 31 geladen, was bedeutet, daß das zuerst geladene Zeichen in der ausgedruckten Wiedergabe das am weitesten rechts liegende Zeichen ist, während das zuletzt geladene Zeichen in der ausgedruckten Wiedergabe das am weitestens links liegende Zeichen ist. Jedes Zeichen wird dadurch geladen, daß über die EXT-Signalleitung seine eigene 7-Bit-Code­ gruppe geladen wird, von der 6 Bits im Anschluß an den Empfang eines Zeichendruckbefehls (CP) über die IRG­ Signalleitung in den sequentiell adressierten Speicher 31 geladen und zur entsprechenden Aktivierung der Steuer­ logik 49 im Decodierer48 decodiert werden. Wenn in der gedruckten Wiedergabe eine Leerstelle erwünscht ist, wird über die IRG-Signalleitung ein Schrittdruck­ befehl (SP) zur Betätigung der Steuerlogik 49 übertragen, der bewirkt, daß in den sequentiell adressierten Speicher eine eine Leerstelle repräsentierende 6-Bit-Codegruppe eingegeben wird.

Wenn über die EXT-Signalleitung ein Funktionsbefehl übertragen wird, dann wird dessen 7-Bit-Codegruppe zum programmierbaren Logikfeld 30 (PLA) übertragen. Ein über die IRG -Signalleitung übertragener Funktions­ druckbefehl (FP) betätigt die Steuerlogik 49 so, daß die Decodierung einer die Funktion repräsentierenden 7-Bit-Codegruppe durch das programmierbare Logikfeld 30 freigegeben wird, das in Abhängigkeit davon drei 6-Bit­ Codegruppen erzeugt, die eine in den sequentiell adressierten Speicher 31 zu ladende, aus drei Zeichen bestehende Funktionsgruppe repräsentieren. Wenn alle 20 Zeichen mit den gewünschten Leerstellen im Ausdruck in den sequentiell adressierten Speicher 31 geladen worden sind, dann betätigt ein Druckbefehl (PP) uber die IRG-Signalleitung und die Steuerlogik 49 den Zeitsteuergenerator 34 so, daß dieser mit seiner Ablauf­ folge beginnt. Der Zeitsteuergenerator 34 tastet die erste Zeile jeder ausgewählten Festwertspeichergruppe entsprechend jeder A-Gruppe des 20-Zeichen-Druckers ab, während der sequentiell adressierte Speicher 31 nach­ einander jede ausgewählte Zeichencodegruppe erregt, die unterteilt im Festwertspeicher 32 vorhanden ist. Im Fest­ wertspeicher 32 sind 64 Codegruppen unterteilt, und der sequentiell adressierte Speicher 31 erregt nur die Gruppe in dem Festwertspeicher entsprechend dem Zeichen, das zu der bestimmten Abtastzeit gedruckt werden soll. Das bedeutet, daß zwanzig 6-Bit-Wörter nacheinander 20 Blöcke des Festwertspeichers 32 adressieren, damit der erste Punkt jeder A-Gruppe eingebrannt wird. Wenn der zweite Punkt jeder A-Gruppe als Folge der Decodierung im Decodierer 39 freigegeben wird, wird nach 20 weiteren Adressen aus dem sequentiell adressierten Speicher 31, von denen jede zum Einbrennen für die Dauer eines S-Zeit­ signals übertragen wird, der zweite Punkt jeder Punktgruppe gedruckt usw. Nach insgesamt 5×20-S-Zeitsignalen ist die erste Punktzeile für alle 20 Zeichen vollständig gedruckt. Der Decodierer 44 adressiert nun die Zeilen des Fest­ wertspeichers, die die zweite Zeile jedes Zeichens repräsentieren. Nach insgesamt 5×20×7 also 700 Adressen aus dem sequentiell adressierten Speicher 31 ist eine vollständige Zeichenzeile gedruckt.

Der Zeitsteuergenerator 34 zählt Befehlszyklen, und er wartet zwischen Aktivierungen des 1-Aus-7-decodierers 44, bis eine ausreichende Zeit, d. h. 5 Millisekunden, verstrichen ist, damit das Einbrennen vollendet wird.

Claims (2)

1. Halbleiter-Druckanordnung mit einem thermischen Zeilendrucker für den Empfang einer Folge digitaler Daten, wobei mehrere Heizelemente in einer geraden Linie in Gruppen angeordnet sind, die zum Drucken von durch die Folge der digitalen Daten angegebenen Zeichen eingesetzt werden, wobei jeder der Gruppen eine erste Anzahl von Heiz­ elementen umfaßt, von denen die in jeder der Gruppen in der gleichen Position befindlichen Heizelemente an einer Seite elektrisch miteinader verbunden sind, einem Spei­ cher zum Speichern von Mehrbit-Wörtern entsprechend der Eingabe über die Folge digitaler Daten, Freigabeschaltun­ gen, die der Speichervorrichtung und der geraden Linie der Heizelemente zugeordnet sind, damit Druckinformationen für eine Reihe von Druckelementen zum teilweisen Definie­ ren gedruckter Zeichen geliefert werden, einem Motor, der ein wärmeempfindliches Papier mit einer zweiten Anzahl von Schritten an der geraden Linie aus Heizelementen wäh­ rend des Druckens einer Zeichenzeile vorbeibewegt, die durch mehrere Reihen gedruckter Elemente gebildet wird, und einer Kommutatorvorrichtung zum zyklischen Lesen von Wörtern aus der Speichervorrichtung wenigstens mit einer dritten Anzahl von Lesevorgängen für jede zu druckende Zeichenzeile, wobei die dritte Anzahl gleich dem Produkt aus der ersten Anzahl und der zweiten Anzahl ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichervorrichtung (31) jeweils eine Gruppe von Mehrbit-Wörtern speichert, nämlich ein Wort für jedes in einer Zeile zu druckende Zeichen, daß ein Festspeicher (32) mit wahlfreiem Zugriff vorgesehen ist, in dem für jedes Zeichen eine Punktmatrix­ Codegruppe gespeichert ist, daß an den Festspeicher (32) eine Zeitsteuer- und Decodierschaltung (34, 39) ange­ schlossen ist, die mit der Kommutatorvorrichtung so syn­ chronisiert ist, daß bei jedem Lesen eines der Mehrbit­ Wörter aus dem Festspeicher (32) ein anderes 1-Bit-Aus­ gangssignal von Festspeicher (32) abgegeben wird, daß die Freigabeschaltungen eine erste Gruppe von Freigabeschal­ tungen enthalten, von denen jede zwischen dem Festspeicher (32) und einer der Gruppen von Heizelementen (21) liegt, sowie eine zweite Gruppe von Freigabeschaltungen ent­ halten, von denen jede zwischen der Zeitsteuer- und Decodierschaltung (34, 39) und einem der in gleicher Position in jeder der Heizelementgruppe befindlichen Heizelemente (21 a) liegt, wobei in gleicher Position befindliche Heizelemente (21 a) gleichzeitig einschaltbar sind, und daß zwischen der Zeitsteuer­ schaltung (34) und dem Motor (19) eine Decodiervorrichtung (44) vorgesehen ist, die dazu dient, den Motor (19) vorzuschalten, nachdem jede Mehrbit-Wortgruppe in einer der ersten Anzahl entsprechenden Anzahl von Lesevorgängen aus der Speicher­ vorrichtung (31) gelesen worden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Festspeicher (32) ein vollständiger Zeichensatz gespeichert ist, wobei jedes Zeichen durch eine Matrix binärer Bits repräsentiert ist, deren Dimensionen der ersten und der zweiten Anzahl entsprechen.