DE3831817A1 - Modular high-power controller for matrix printers - Google Patents

Modular high-power controller for matrix printers

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Abstract

The control unit and image generation electronics of a matrix printer, a so-called controller, for the purpose of rapid construction of an electronic matrix image from coded information which is transmitted from a connected computer to the matrix printer is subdivided into a plurality of modules of the same constructional type in which, in each case, one part of the matrix image is generated and is saved (stored) until output. The generation of the partial matrix images takes place in parallel. The essential constituents of each module are a microprocessor of the RISC type especially suitable for parallel processing - a so-called transputer - and one part of the electronic store. A further microprocessor undertakes the distribution of the information coming from the host computer to the individual modules.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dargestellten Art sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method in the preamble of Claim 1 shown type and a Circuit arrangement for performing the method.

Die Steuereinheiten oder Controller hochwertiger Rasterdrucker besitzen im allgemeinen eine "Intelligenz", die sie befähigt, über Schnittstellen mit ihrem jeweils angeschlossenen Host- Computer zu kommunizieren, wobei die Informationen zwecks Zeitersparnis in einer codierten Form vom Computer gesendet werden. Der Controller des Rasterdruckers "versteht" diese Codierung und setzt die Information in ein Rasterbild aus einzelnen Punkten um, das dann von dem angeschlossenen Rasterdruckwerk, zum Beispiel einer Laserdruckstation, schwarz auf weiß auf Papier ausgedruckt wird. Diese Codierung bezeichnet man auch als Kommandosprache, Seitenbeschreibungssprache etc.The control units or controllers of high quality raster printers generally have an "intelligence" that enables them via interfaces with their respective connected host Computer to communicate, with the information purpose Time saving in a coded form sent by the computer will. The controller of the raster printer "understands" this Coding and exposes the information in a raster image individual points, which then by the connected Screen printing unit, for example a laser printing station, black printed on white on paper. This coding is called one also as command language, page description language etc.

Die Problematik besteht in der Zeit, die der Controller für die Umsetzung der codierten Information in das Rasterbild benötigt. Diese hängt ab von der Rasterdichte oder Auflösung, d. h. der Anzahl der Punkte pro Längeneinheit, und von der Art der umzuwandelnden Information. Je komplexer die Information - z.B. mathematisch-geometrische Grafiken - desto größer der zeitliche Aufwand der Umformung in ein Rasterbild.The problem is the time that the controller needs to convert the coded information into the raster image. This depends on the screen density or resolution, ie the number of points per unit length, and the type of information to be converted. The more complex the information - e.g. mathematical-geometric graphics - the greater the time it takes to transform it into a raster image.

Dadurch kommt es bei marktüblichen Rasterdruckern, z.B. Laserdruckern, zu erheblichen Einbrüchen bei der Druckgeschwindigkeit. Der reale Durchsatz pro Zeiteinheit liegt daher meistens wesentlich unter dem nominalen Welt, der durch die mechanischen Gegebenheiten des Druckwerks bestimmt wird. This is what occurs with standard screen printers, e.g. Laser printers, to significant drops in the Print speed. The real throughput per unit of time is therefore mostly much less than the nominal world that passes through the mechanical conditions of the printing unit is determined.  

Zukünftig zu erwartende Weiterentwicklungen des Rasterdrucks werden die benötigte Verarbeitungsleistung der Controller noch weiter steigern, z.B. die Einführung von Farbe oder die Erhöhung der Auflösung. Bei Laserdruckern werden bereits Geräte bis zu einer Rasterdichte von 1200 Punkten pro Zoll angekündigt. Auch größere Formate als A4, die beim Rasterdruck immer mehr Anwendungen finden, zum Beispiel im CAD-Bereich, lassen die benötigte Rechnerleistung stark ansteigen.Further developments of screen printing to be expected in the future the required processing power of the controller further increase, e.g. the introduction of color or the increase the dissolution. With laser printers devices are already up to announced a screen density of 1200 dots per inch. Also Larger formats than A4, more and more in raster printing Find applications, for example in the CAD area, let the required computing power increase sharply.

Dies alles läßt die Diskrepanz zwischen dem nominalen, durch die Mechanik des Druckwerkes vorgegebenen Wert für die Druckgeschwindigkeit und dem realen, durch die Informationsbearbeitungszeit des Controllers gebremsten Durchsatzes immer größer werden.All of this leaves the discrepancy between the nominal, by which Mechanics of the printing unit predetermined value for the Printing speed and the real, through which Information processing time of the controller slowed down Throughput are getting bigger.

Um diesem Trend entgegenzuwirken, werden derzeit statt der bisher gängigen 16-bit-Mikroprozessoren leistungsstärkere 32- bit-Mikroprozessoren eingesetzt.To counter this trend, instead of previously popular 16-bit microprocessors more powerful 32- bit microprocessors used.

Bekannt ist ferner eine Methode zur Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit, bei der zwei vollständige Rasterbildspeicher eingesetzt werden. Dabei bereitet der Mikroprozessor des Controllers das Rasterbild einer Seite im Speicher 2 auf, während das Rasterbild der vorangegangenen Seite aus dem Speicher 1 mittels einer Hardware-Schaltung an das Druckwerk gegeben wird. Man entlastet dadurch den Prozessor während der Aufbereitung eines Rasterbildes von der gleichzeitigen Ausgabe des vorangegangenen.A method for increasing the processing speed is also known, in which two complete raster image memories are used. The microprocessor of the controller prepares the raster image of a page in memory 2 , while the raster image of the previous page is sent from memory 1 to the printing unit by means of a hardware circuit. This relieves the processor of processing a raster image from the simultaneous output of the previous one.

Beide Verfahren sind, vor allem auch beim Einsatz größerer Formate als A4, in ihrer Verarbeitungsleistung begrenzt.Both methods are larger, especially when used Formats as A4, limited in their processing capacity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei weiter steigenden Anforderungen an den Controller bezüglich Verarbeitungsleistung die Diskrepanz zwischen nominalem und realem Durchsatz beim Rasterdruck zu beseitigen. The invention has for its object, with increasing Controller performance requirements the discrepancy between nominal and real throughput at Eliminate halftone printing.  

Das zu diesem Zweck in dieser Erfindung vorgeschlagene und im Hauptanspruch 1 dargestellte Verfahren beruht auf der Aufteilung eines kompletten Rasterbildes in prinzipiell beliebig viele Teilbilder, wobei jedes Teilbild einen eigenen Mikroprozessor zur Aufbereitung erhält und alle Teilbilder simultan aufgebaut werden.The method proposed for this purpose in this invention and presented in the main claim 1 is based on the division of a complete raster image in principle as many partial images, each partial image having its own microprocessor for processing and all partial images being built up simultaneously.

Fig. 1 zeigt beispielhaft das matrixförmige Aufteilungsschema eines Rasterbildes in nxn Teilbilder. Jedem dieser n × n Teilbilder ist ein Modul (2) 1.1 bis n · n zugeordnet, das im wesentlichen aus einem Mikroprozessor und einem elektronischen Speicher in der Größe des 1/n × n-fachen des Gesamtbildspeichers besteht. Ein weiterer Mikroprozessor (1) übernimmt die Bedienung der externen Schnittstelle (6) zum angeschlossenen Host-Computer sowie der internen Kommandoschnittstelle zum Druckwerk (7) und die Weitergabe des Datenstroms über interne Schnittstellen (8) an die Module (2). Die aufbereiteten Teilrasterbilder werden durch eine Hardware- Schaltung (3) über die interne sogenannte Video-Schnittstelle (5) an das Druckwerk (4) weitergeleitet. Fig. 1, the matrix-shaped partitioning scheme shows an example of a raster image into nxn sub-images. Each of these n × n partial images is assigned a module ( 2 ) 1.1 to n · n , which essentially consists of a microprocessor and an electronic memory the size of 1 / n × n times the total image memory. Another microprocessor ( 1 ) takes over the operation of the external interface ( 6 ) to the connected host computer as well as the internal command interface to the printing unit ( 7 ) and the transfer of the data stream via internal interfaces ( 8 ) to the modules ( 2 ). The processed partial raster images are forwarded to the printing unit ( 4 ) by a hardware circuit ( 3 ) via the internal so-called video interface ( 5 ).

In einem für die Parallelverarbeitung besonders gut geeigneten Anwendungsbeispiel werden spezielle Prozessoren des RISC-Typs (Reduced Instruction Set Computer), sogenannte Transputer, eingesetzt. Diese RISC-Prozessoren ermöglichen es zum einen, den Programmieraufwand der Parallelverarbeitung gering zu hälten, zum anderen sind sie vom Chip-Aufbau besonders dafür geeignet, da sie bereits integrierte, sehr schnelle serielle, bidirektionale Koppelschnittstellen, sogenannte "Links" (8), besitzen. Prinzipiell sind aber auch andere Mikroprozessor-Typen zu verwenden. In an application example that is particularly suitable for parallel processing, special processors of the RISC type (Reduced Instruction Set Computer), so-called transputers, are used. On the one hand, these RISC processors make it possible to keep the programming effort for parallel processing low, on the other hand, they are particularly suitable for chip construction because they already have integrated, very fast serial, bidirectional coupling interfaces, so-called "links" ( 8 ) . In principle, however, other types of microprocessors can also be used.

Der Informationsfluß wird in diesem Beispiel so abgehandelt, daß die vom Host-Computer gesendete codierte Information für eine vollständige Seite jedem Modul komplett zur Verfügung gestellt wird. Der zugehörige Modulprozessor greift sich die für seinen Teilbildbereich relevanten Informationen heraus und bereitet daraus das Teilrasterbild auf.The flow of information is dealt with in this example so that the encoded information for one sent by the host computer full page completely made available to each module becomes. The associated module processor takes hold of its Drawing area relevant information and prepares the partial grid image.

Es sind aber auch andere Formen der internen Informationshandhabung denkbar.But there are also other forms of internal Information handling conceivable.

Auf die vorher beschriebene Weise ist es möglich, einen Rasterdrucker-Controller zu bauen, der durch die parallele Verarbeitung von Teilbildern, verbunden mit der modularen Erweiterungsmöglichkeit durch problemloses Hinzufügen weiterer Module bei beliebigen Geschwindigkeiten keine Diskrepanz zwischen normalem und realem Durchsatz mehr bewirkt, und zwar ungeachtet der Informationsart, der Rasterdichte und des Seitenformates.In the way described above, it is possible to get one Raster printer controller build by the parallel Processing of drawing files connected with the modular Possibility of expansion by adding more easily Modules no discrepancy at any speeds between normal and real throughput regardless of the type of information, the screen density and the Page format.

Claims (5)

1. Verfahren zur Beschleunigung des Aufbaus eines elektro­ nischen Rasterbildes im Controller eines Rasterdruckers aus Informationen, die in codierter Form von einem Computer an den Rasterdrucker übergeben werden, wobei die codierte Information anteilig die drei Informationsarten Text, Bild und mathematisch-geometrische Grafik beinhalten kann, dadurch gekennzeichnet, daß statt des kompletten Rasterbildes in einem Rasterbildspeicher n (n <2) Teilbilder in n (n <2) Teilspeichern durch n (n <2) Mikroprozessoren parallel erzeugt werden, wobei einer der n Mikroprozessoren für die Teilbilderzeugung oder ein zusätzlicher Mikroprozessor die Weiterleitung der vom Computer ankommenden Informationen an die n Teilbild-Prozessoren übernimmt.1. A method for accelerating the construction of an electronic raster image in the controller of a raster printer from information which is transferred in coded form from a computer to the raster printer, the coded information being able to include the three types of information, text, image and mathematical-geometric graphics, characterized in that instead of the complete raster image in a raster image memory n (n <2) partial images in n (n <2) partial memories are generated in parallel by n (n <2) microprocessors, one of the n microprocessors for partial image generation or an additional microprocessor the forwarding of the information arriving from the computer to the n field processors. 2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der n (n <2) Teilbilder in n (n <2) Modulen geschieht, die identisch aufgebaut sind, und zwar im wesentlichen aus einem elektronischen Speicher in der Größe des 1/n-fachen des für das gesamte Rasterbild benötigten Speicherraumes und einem Mikroprozessor zur Erzeugung des Rasterbildes aus den vom Computer ankommenden codierten Informationen.2. Circuit arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that the generation of the n (n <2) fields in n (n <2) modules, which are constructed identically, essentially from an electronic memory in the Size of 1 / n times the memory space required for the entire raster image and a microprocessor for generating the raster image from the coded information arriving from the computer. 3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Teilbilderzeugungsmodulen als Mikroprozessoren Prozessoren nach dem sogenannten RISC-Prinzip (Reduced Instruction Set Computer) verwendet werden, um die Verarbeitungsleistung gegenüber herkömmlichen CISC-Prozessoren (CISC=Complex Instruction Set Computer) zu erhöhen. 3. Circuit arrangement for performing the method according to Claim 1, characterized in that in the Field imaging modules as microprocessors processors according to the so-called RISC principle (Reduced Instruction Set Computer) used to process processing power compared to conventional CISC processors (CISC = Complex Instruction Set Computer).   4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als RISC- Prozessoren auf den Teilbilderzeugungsmodulen sogenannte TRAMSPUTER verwendet werden, die bereits vom Chipaufbau her auf parallele Verarbeitungsprozesse ausgerichtet sind.4. Circuit arrangement for performing the method according to Claim 1, characterized in that as RISC Processors on the partial image generation modules so-called TRAMSPUTER are used, which are already from the chip structure are geared towards parallel processing processes. 5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Computer kommende Informationsinhalt einer vollständigen Druckseite an jedes der n (n <2) Teilbilderzeugungsmodule komplett weitergeleitet wird und diese sich jeweils die für ihren entsprechenden Teilbildbereich relevanten Information heraussuchen und in ein Rasterbild umformen.5. Circuit arrangement for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the information content coming from the computer of a complete print page is completely forwarded to each of the n (n <2) partial image generation modules and these each look for the relevant information for their respective partial image area and in reshape a raster image.
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