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"Anordnung zum Lesen einer Magnetkontokarte"
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Lesen der auf mindestens
einem Magnetstreifen einer Magnetkontokarte magnetisch in bitserieller Form aufgezeichneten
Folge. von Datenwörtern, Auf Magnetkontokarten ist üblicherweise auf einen oder
beiden der seitlichen Ränder ein .Magnetstreifen zur Speicherung von Daten angeordnet.
Diese Daten werden bein Einziehen der Magnetkontokarte
in die Lesestation
gelesen und beim Auswerfen der Karte gegebenenialls überschrieben. Wegen der relativ
großen mechanischen Toleranzen der Kartenflrung können die Inforinationen auf dem
Magnetstrelfen nicht sehr dicht aufgezeichnet werden und andererseits muß die Aufzeicbnungsspur
genügend breit sein. Dadurch ist die Informationsinenge, die auf einem Magnetstreifen
aufgezeichnet werden kann, sehr begrenzt.
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IJm die Informationsmenge auf einer Magnetkontokarte zu vergröflern,
können auf einem Magnetstreifen zwei oder mehr Spuren verwendet werden, in denen
verschiedene Informationen, d.h. verschiedene Datenwörter,gespeichert werden. Wenn
eine Folge von Datenwörtern dabei so gespeichert wird, daß die eine Spur die erste
Hälfte der Folge und die andere Spur die zweite Hälfte der Folge aufnimmt, muß mindestens
die eine Hälfte der Folge gespeichert werden, da beide Spuren beim einmaligen Einziehen
einer Karte zwangsläufig gleichzeitig gelesen werden.
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Dies erfordert einen grc.Sen Speicher in der Leseanordnung. Bei einer
verschachtelten Einspeicherung ergeben sich jedoch dagegen infolge der mecha.lischen
Toleranzen erhebliche Probleme,
da sich diese beim Ablesen von zwei
getrennten Spuren, auch wenn diese eng benachbart sind, sehr viel stärker auswirken,
so daß eine Verschiebung der Bits in den beiden Spuren gegeneinander um eine größere
Anzahl von Bitstellen erfolgen kann, wobei die Bits der einen Spur gegenüber der
anderen Spur je nach zufällig er mechanischer Bewegung sowohl voreilen wie auch
nacheilen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung anzugeben, mit der die
auf einer Mjagnetkontokarte magnetisch aufgezeichnete Informatior. -u':erässig und
mit geringem Aufwand abgetastet und weitergeleitet werden kann. Diese Aufgabe löst
die Erfindung dadurch, daß mindestens zwei Magnetköpfe die auf einer gleichen Anzahl
eng benachbarter Spuren auf dem Magnetstreifen gleichmäßig verteilt aufgezeichneten
Bits der Datenwörter parallel lesen und für jeden Magnetkopf in ein ersten Speicherregister
übertragen, daß für Jeden Magnetkopf ein die gelesenen Bits z'lender Steuerzähler
die Übertragung des Inhaltes des erste Speicherregisers nach dem Lesen der jeweils
zu einem Datenwort gehörenden 3its in ein zweites Speicherregister auslöst, und
daß eine gemeinsame Registersteuerung den Inhalt aller zweiten Speicherregister
ausliest und in vorgegebener
Ordnung einer Verarbeitungsanlage
zuführt, wenn Jedes der zweiten Speicherregister gefüllt ist. Auf diese Weise ist
nur ein Speicherbedarf für zwei Datenwörter notwendig, und es können Verschiebungen
der Bitplätze gegeneinander in den beiden Spuren ausgeglichen werden, die gleich
der A unzahl der Bits eines Datenwortes pro Spur ist.
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Für eine leichte Organisation der Daten beim Lesen und auch bein vorhergehenden
Schreiben ist es zweckeäßig, daß jede der Spuren unmittelbar aufeinanderfolgende
Bits eines Datenworte.
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enthlt.
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Es ist vorteilhaft, daß die ersten Speicherregister Serien-Parallel-Wandler
sind, daß der Steuerzähler die parallele Übertragung des Inhaltes des ersten Speicherregisters
in das zweite Speicherregister auslöst und daß die Registersteuerung die Ausgänge
aller zweiten Speicherregister auf eine der Anzahl der Bits eines Datenwortes entsprechende
Anzahl paralleler, zur Verarbeitungseinheit fu1irender Leitungen schaltet. Durch
die parallele 'bertragulg vom ersten in das zweite Speicherregister wird eine schnelle
Übertragung erreicht, die das kontinuierlich erfolgende Einlesen der nächsten Bits
des
folgenden Datenwortes praktisch nicht behindert. Die Ausgänge
des zweiten Speicherregisters sind cann den parallelen Leitungen, die zur Verarbeitungseinheit
führen, fest zugeordnet.
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Wenn zur Vergrößerung der magnet.tsch gespeicherten Infornationsmenge
Je Magntkontokarte die zahl der eng benachbarten Spuren auf dem Magnetstreifen zu
groß gewählt wird, können dadurch besondere Probleme entstehen. Für diesen Fall
ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet daß mindestens
zwei räumlich voneinander getrennte Magnetstreifen mit jeweils einer Gruppe von
mehreren eng benachbarten Spuren auf der Magnetkontokarte angeordnet sind und jeder
Spur ein eigener Plagetkopifzugeoranet ist und die Datenwörter der Folge nacheinander
über alle Gruppen von Spuren zyklisch verteilt aufgezeichnet sind, daß für Jede
Gruppe ein Gruppenspeicher vorgesehen ist, der Jeweils unabhangig von den anderen
Gruppenspeichern die aus den zugehörigen zweiten Speicherregistern ausgelesenen
Bits eines 3atenwowtes in der vorgegebenen Ordnung parallataufnimmt, und daß eine
.peichersteuerung erst dann eine Teilfolge von Datenwörtern entsprechend der zyklisch
verteilten
Aufzeichnung auf dem Magnetstreifen abwechselnd aus den Gruppenspeichern zur Verarbeitungseinheit
überträgt, wenn Jeder Gruppenspeicher mindestens eine der Teilfolge von Datenwörtern
entsprechende Anzahl von Datenwörtern enthält, wobei aus Jedem Gruppenspeicher Datenwörter
in der Reihenfolge des Einspe.icherns ausgelesen werden. In Jeder Gruppe, d.h. auf
Jedem Magnetstreifen, werden die Bits eines Datenwortes verschachtelt bzw. verteilt
aufgezeichnet, und die Datenwörter selbst sind über die Cruppen von Spuren aus jeweils
einem Mzgnetstreilen zyklisch verteilt. Die Magnetstreifen können größeren räumlichen
Abstand haben, so daß dann die gegenseitige Verschiebung der Bitplätze zwischen
den Gruppen von Spuren sehr viel größer sein kann. Auch in diesem Falle braucht
der notwendige Speicherraum nicht wesentlich größer gewählt werden als dieser maximalen
Verschiebung entspricht. Ein weiterer Vorteil ist dabei, daß die Datenwörter blockweise
ausgelesen werden können, so daß die UFoeltragungszeit der von der Magnet kontokarte
gelesenerI Daten zur Vrarbeitungseir£heit kürzer ist als bei der Übertragung jeweils
eines einzelnen Datenwortes.
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Da auch bei Blokübertragung die Übertragungszeit einer Teilfolge von
Datenwörtern länger dauern kann als das Auslesen
eines vollen Datenwortes
auf jedem Magnetstrcifen, muß jeder Gruppe.lepc-icher nahezu gleichzeitig eingeschrieben
und usge lesen werden können. Es ist daher zweckmäßig, daß weder Gruppanspeicher
ein FIFO-Speicher (Silo-Speicher) ist, der mit getrennten Eingabe- und Ausgabesignalen
die bitparallel eingespeicherten Datenwörter in gleicher Reihenfolge unabhangig
vom Augenblick des Einspeicherns am Ausgang abgibt. Die Steuerung beim Einschreiben
und Auslesen jedes Gruppenspeichers erfolgt zweckmäßig dadurch, daß die Speichersteuerung
für jeden Gruppenspeicher einen Datenwortzähler enthält, der mit jedem in den dazugehörigen
Gruppenspeicher eingeschriebenen Datenwort um eine Stellung vorwärts und mit jedem
aus diesem Gruppcnspeicher zur Verarbeitungseinheit übertragenen Datenwort um eine
Stellung rückwärts schaltet. Anhand der Zählerstellungen der Speichers teuerungen
aller Gruppenspeicher kann dann leicht festgestellt werden, wann genügend Zeichen
vollständig abgelesen worden sind, so daß eine Blockübertragung aufeinano.erfolgender
Daten ausgelöst werden kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anlland der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig.1 schematisch den Aufbau
der Spuren auf zwei Magnetstreifen einer Magnetkontokarte, Fig.2 eine Anordnung
zum Lesen der Spuren eines Magnetstreifens, Fig.3 eine Anordnung zum Lesen der Spuren
von mehreren Magnetstreifen.
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Auf der Magnetkontokarte 5 in Fig.1 sind zwei. Magnetstreifen 6 und
7 angebracht. Der Magnetstreifen 7 kann auch am rechten Rand der Karte auf der Rückseite
angeordnet sein, so daß beim Umdrehen der Magnetkontokarte 5 die grundsätzliche
Anordnung der Magnetstreifen gleich bleibt und somit die Leseeinrichtung vereinfacht
wird. Zur besseren Erläuterung ist der Magnetstreifen jedoch auf der Vorderseite
dargestellt.
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Der Magnetstreifen 6 enthält zwei Spuren 1 und 2, auf die die Bits
b 0 bis b 7 verteilt sind, wobei angenommen ist, daß Jedes Da-tenwort 8 Bit lang
ist. Dabei enthält jie Spur 1 die Bits b 0 bis b 3 und die Spur 3 enthält die Bits
b 4 bis b 7. Für ie Probleme beim Lesen ist dabei zu berücksichtigen, daß in der
Zeichnung die Abstände der Bits bzw. Bitplätze der Spuren ini
Verhältnis
zum Abstand der Spuren sehr viel größer dargestellt sind.
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Die Spuren 1 und 2 werden beim Einziehen der Karte in die Lese-und
Druckstation vDn je eincm zugeordneten Magnetkopf gelesen, die in Fig.1 nicht dargestellt
sind. Im Idealfall, wenn die Karte ganz exakt eingezogen wird, werden dic Bits b
0 und b 4 gleichzeitig gelesen, danach die Bits b 1 und b 5, usw., und diese Bits
werden zwischengespeiehert. Wenn die letzten Bits b 3 und b 7 des Datenwortes 1
gelesen worden sind, könnte 1a, gesamte Datenwort zur Verarbeitungseinheit übertragen
werden.
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Praktisch entsteht jedoch dadurch , daß die Karte etwas schräg eingezogen
wird, eine Verschiebung der Datenplätze in den Spuren 1 und 2, so daß beispielsweise
bei nach links geneigter Karte das Bit b 3 der Spur 1 nur kurz nach oder im Extremfall
gleichzeitig mit dem Bit b 4 der Spur 2 gelesen wird. In diesem Fall kann das Datenwort
1 erst übertragen werden, wenn auch das Bit b 7 der Spur 2 gelesen worden ist, wobei
in der Spur 1 bereits die chstcn Bits des folgenden Datenwortes gelesen worden sind.
Be nach rechts geneigter Karte vertauschen sich die Verhältnisse für die Spuren
1 und 2. Daher muß tür Jeden l'agnetstreiren ein Speicher flir mindestens zwei Datenwörter
vorhanden sein.
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Bei der in der Fig.1 dargestellten Magnetkontokarte 5 sind nun zwei
Magnetstreifen 6 und 7 vorhanden, wobei der Magnetstreifen 5 die Datenwörter 1,
3, 5 usw. und der Magnetstreifen 7 in den beiden Spuren 3 und 4 in gleicher Anordnung
wie ie in den Spuren 1 und 2 die Datenwörter 2, 4, 6 usw. enthält. Auch diese Spuren
3 und 4 werden mit Je einer,1 zugeordneten, nicht dargestellten Magnetkopf gleichzeitig
gelesen. Da die Magnetstreifen 6 und 7 jedoch wesentlich weiter voneinander entfernt
liegen als Jeweils die Spuren 1 und 2 bzw. 3 und 4, kann die zeitliche Verschiebung
zwischen dem Lesen der zusammengehörigen Datenwörter auf den Magnetstreifen 6 und
7 sehr viel grö.Ber sein als die zeitliche Verschiebung beim Lesen der Bits benachbarter
Spuren, d.h. es kann auf dem Magnetstreifen 6 beispielsweise bereits das Datenwort
5 gelesen worden sein, während auf dem Magnetstreifen 7 gerade das Lesen des Datenwortes
2 beginnt. In diesem Falle muß ein zusätzlicher Speicherraum ZU Verffigung stehen,
dessen Kapazität von der maximalen Verschiebung zwischen dem Lesen zusainmengehöriger
Datenwörter auf den verschiedenen Magnetstreifen bestimmt wird, und diese zeitliche
Verschiebung hängt unter anderem von den mechanisshen Toleranzen ab.
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In Fig.2 sind schematisch die beiden Magnetköpfe 11 und 12 dargestellt,
die
jeweils eine Spur desselben Magnetstreifens lesen.
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Die vom Magnetkopf 11 gelesenen Signale gelangen in eine Ve-rstärker-
und Verknüpfungsstufe, 13 in der aus den gelsenen Signalen die darin enthaltenen
Daten und Taktsignale zurückgewonnen werden. Die Datensignale werden dem Dateneingang
und die Taktsignale als Schiebetakte dem Schiebetakteingang des ersten Spe.icherregisters
15 zugeführt. Ferner werden die Taktsignale dem zählejngang des zyklischen Steuerzählers
14 zugeführt. Das erste Speicherregister 15 ist als Schieberegister mit Serieneingang
und Parallelausgang ausgefülirt, das bei Zufuhr eines Schiebetaktes die am Dateneingang
anliegende Information übernimmt und alle enthaltene Information um eine Stelle
we.iterschiebt.
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Der Steuerzähler 14 hat eine Kapazität von 4, d.b. nach dem ZRhlern
von vier Takten und somit vier Datenbits von der Anfangsstellung aus gibt dieser
Zähler ein Ausgangssignaie ab, das dem zweiten Speicherregister 16 zugeführt wird,
so daß dieses die an den parallelen Ausgängen des ersten Speicher registers 15 anstehende
Information parallel übernimmt, und das einer bistabilen Kippstufe 18 zugeführt
wird und diese setzt, so daß der mit dem einen Eingang des UND-Gliedes 21
verbundene
Ausgang ein logisches Signal "1" führt. Damit sind also die ersten vier Bits des
ersten Datenwortes im zweien Speicherregister 16 enthalten, und das erste Speicherregister
15 kann die folgenden Bits des nächsten Datenwortes aufnehmen.
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Die magnetische Information der zweiten Spur wird vom Magnetkopf 12
gelesen, dessen Signale einer Schaltung 20 zugeführt wird, die in genau gleicher
Weise die die Schaltung 19 aufgebaut ist und in der die Elemente mit den gleichen,
mit einem versehenen Bezugszeichen angegeben sind. Sobald der Magnetkopf 12 vier
aufeinanderfolgende Bits gelesen hat, erzeugt die Schaltung 20 ebenfalls ein Ausgangssignal,
das dem zweiten Steuereingang des UND-Gliedes 21 zugeführt wird. Sobald also beide
Magnetköpfe 11 und 12 mindestens vier Bits und damit zusammen ein ganzes Datenwort
gelesen haben, erhalten beide Eingänge des UND-Gliedes 21 ein Signal, so daß dieses
ein Ausgangssignal erzeugt, das eine Anzahl paralleler U?-Glieder 17 in der Schaltung
19 und entsprechende UND-Glieder 17' in der Schaltung 20 aufsteuert d den Inhalt
des zweiten Speicherregisters 16 in der Schaltung 19 wnd des entsprechenden zweiten
Speicherregisters ?6' in der Schaltung 20 parallel über die Leitung 23, die in dem
hielt gewählten Beispiel alse aus 8 Leitungen besteht, der Verarbeitungseinheit
22
zuführt. Gleichzeitig bzw. mit kurzer Verzögerung wird die Speichersüife 18 in der
Schaltung 19 und die entsprechende Speicherstufe Un der Schaltung 20 zurUckgestellt.
Auf diese Weise werden die zusammengehörigen Bits eines Datenwortes parallel übertragen,
unabhängig davon, weiche von beiden Spuren vor- oder nacheilt, solange die Verschiebung
zwischen beiden Spuren weniger als vier Bita beträgt.
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Das Auslesen und die Ubertragung der Information der zweiten Speicherregister
der Schaftungen 19 und 20 wird also von der aus der Speicherstufe 18 und der entsprechenden
Speicherstufe in der Schaltung 19 sowie dem UND-Glied 21 bestehenden Registersteuerung
gesteuert.
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In Fig. 3 ist eine Anordnung dargestellt, die zum Lesen der vier Spuren
1-4 auf den Magnetstreifen 6 und 7 der in Fig.1 dargestellten Magnetkontokarte 5
geeignet ist. Diese Anordnung in Fig.3 enthält vier Schaltungen 19, 20, 25 und 25,
die alle in gleicher Weise wie die Schaltung 19 in Fig.2 aufgebaut sind, Die einzelnen
Magnetkcpfe für diese Schaltungen sind der Einfachheit halber nicht aargestellt.
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Sobald in den Schaltungen 19 und 20 Jeweils das zweite Speicherregister
gefüllt ist und das UND-Glied 21 über beide Eing2nge ein logisches Signal nln "
erhält, so daS es ein entsprechendes Ausgangssignal abgibt, wird der Inhalt beider
Speicherregister über die Leitung 23 nicht der Verarbitungseinheit 22, sondern dem
Informationseingang des Grupperspeicher-s 30 zugeführt und durch das Ausgangs signal
des UND-Gliedes 21 eingeschrieben. Gleichzeitig wird der Datenwortzähler 32 um eine
Stellung weitergeschaltet. Der Gruppenspeicher 30 hat eine Kapazität für eine Anzahl
Datenwörter, im beschriebenen Beispiel für 32 Datenwörter zu Je 8 Bits.
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Das gleiche gilt entsprechend für die Schaltungen 25 und 26.
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Wenn darin die zweiten Speicherregister gefüllt sind und das UND-Glied
27 ein Ausgangssignal abgibt, wird der Inhalt dieser zweiten Speicherregister über
die Leitung 24 in den Grtsppenspeicher 31 eingeschrieben und gleichzeitig der Datenwortzähler
33 um eine Stellung weitergeschalet. Durch ein etwas schräges Einziehen der Kernen
in die Lesestation werden allgemein nicht zusammengehörige Datenwörter gleichzeitig
gelesen, so daß die Datenwortzähler 32 und 33 nicht synchron laufen und lxnterschiediiche
Zählerstände aufweisen werden.
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Die Stellungen der beiden Datenwortzähler 32 und 33 erden der Speichersteuerung
35 zugeführt1 in der sie getrennt mit einem festen Wert verglichen werden, beispielsweise
bei einer Kapazität der Gruppenspeicher 30 und 31 von 32 Datenwörtern mit dem Wert
20. Sobald beide Zähler diese Stellung zugleich mindestens erreicht oder überschritten
haben, meldet die Speichersteuerung 35 über die Steuerleitung 43 diese Tatsache
der Verarbeitungseinheit 22, die daraufhin, sobald das darin gerade ablaufende Programm
es zuläßt, die Utertragung der von der flagnetkontokarte gelesenen Daten einleitet,
indem über die T.itufl 43, die tatsächlich aus mehreren einzelnen Leitungen bestehen
kann, ein entsprechendes Signal an die Speichersteuerung 35 zurückgesandt wird.
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Nun sendet die Speicherstenerung 35 auf den Leitungen 44 und 45 abwechselnd
Jeweils ein Taktsignal aus, was durch eine bistabile Kippstufe gesteuert werden
kann, die mit jedem Taktsignal ihren Zustand wechselt. Mit dem ersten Taktsignal
wird über die Leitung 44 das in den Gruppenspeicher 30 zuerst eingelesene erste
Datenwort ausgek@sen und Über die Lelturig 40, dem mehrfachen ODER-Glied 37 und
die Leitung 38 der Verarbeitungseinheit 22 zugeführt. Gleichzeitig wird durch dieses
Taktsignal
auf der Leitung 44 der Datenwortzahler 32 um eine Stellung
zurückgeschaltet.
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Danach wird durch ein über die Leitung 45 ausgosandtes Taktsignal
das in den Gruppenspeicher 31 zuerst eingelesene Datenwort, nämlich das zweite Datenwert
vom Magnetstreifen 7 in Fig.1, ausgelesen und über die Vielfachleitung 41, das Mehrfach-ODER-Glied
37 und die Mehrfachleitung 38 der Verarbeitungseinheit 22 zuge:Uhrt. Auch hier wird
mit diesem Taktsign&l gleichzeitig der Datenwortzähtcr 33 um eine Stellung zurückgeschaltet.
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Durch diesen Wechsel der Datensignale auf den Leitungen 44 und 45
werden die Datenwörter aus den Gruppenspeichern 30 und 31 also automatisch in der
richtigen Reihenfolge der Verarbeitungseinheit 22 zugeführt. Die ttbertragung kann
nun so lange fortgeführt werden, bis mindestens einer der .ruppenspeicher leer ist,
d.h. bis einer der Datenwontzähler 32 oder 33 die Stellung O erreicht hat, oder
bis eine vorgegebene Anzahl van Datenwörtern übertragen worden ist, was durch die
Verarbeitungseinheit 22 oder einen Zähler in der Speichersteuerung 35 gesteuert
werden kann.
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Da die Übertragung der Datenwörter eine endliche Zeit in Anspruch
nimmt, kennen während dieser Zeit bereits neue Datenwörter von der Magnetkontokarte
gelesen und dem Gruppenspeicher 30 oder 31 zugeführt sein. Diese Gruppenspeicher
müssen also in der Lage sein, gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig Datenwörter
einzuschreiben und auszugeben. Dafür eignen sich besonder die sognenannten FIFO
(first in, first out)- Speicher oder Silo-Speicher, bei denen d.,ese Eigenschaft
allgemein gegeben ist.
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Auf diese Weise können also wesentliche gegenseitige Verschiebungen
beim Ablesen der Datenwörter aus den beiden Magnctstreifen ausgeglichen werden.
Beispielsweise kann in dem beschriebenen Beispiel, bei dem die Gruppenspeicher 30
und 31 eine Kapazität von 32 Datenwörtern haben und bei dem jeweils ein Block von
2 x 20 = 40 Datenwörtern zur Verarbeitlmgseinheit 22 übertragen wird, die gegenseitige
Verschiebung 12 Datenwörtr betragen, wenn die Reaktionszeit der Verarbeitungseinheit
22 bis z-m Einleiten der Übertragung als klein gegenüber der Ablesezcit eines Datenwortes
angenommen wird. Ferner ist auf diese Weise ein Datenspeicher in der Anordnung notwendig,
der sehr viel kleiner ist als die Gesamtmenge der auf den Magnetstreife,l einer
Kontokarte enthaltenen Daten, und dennoch ist eine asynchrone Blockübertragung von
Daten möglich.
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L e e r s e i t e