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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
Verfahren zum Aktualisieren von Daten in einer Anzeige mit mehreren
Zeichen im Multiplexverfahren. Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung ein nicht-sequentielles Rasteraktualisierungsverfahren
zum Anzeigen hochdynamischer Ereignisse in einer Vakuumfluoreszenz-Segmentanzeige
im Multiplexbetrieb.
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HINTERGRUNDINFORMATION
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Vakuumfluoreszenz-Anzeigen (VFDs)
werden üblicherweise
zum Anzeigen eines Systemzustands oder zur Angabe von Rückmeldungen
an einen Benutzer während
des Einrichtens oder während des
Betriebs eines Systems verwendet. VFDs sind spannungsgesteuerte
Bauteile. VFDs werden von mehreren Anzeigetreibern gesteuert und
angesteuert, welche die Steuerelektrode und die Anoden (Bleche)
der Anzeige ansteuern und regulieren. Typischerweise sind Anzeigetreiber
Schieberegister mit seriellem Eingang und parallelem Ausgang, die
mit Hochspannungs-Ausgangsansteuerstufen ausgestattet sind, die
sich zum Ansteuern der Anoden und Steuerelektroden der Anzeige eignen. Üblicherweise ist
die Anzahl der Ausgangsanschlüsse 8, 32 oder 35.
Zahlreiche Ansteuereinheiten können
zusammen betrieben und konfiguriert werden, um einen großen Bereich
von VFDs anzusteuern und zu steuern.
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Durch das Anlegen einer Wechselstromwellenform
an den Heizdraht der VFD werden Elektroden angeregt und emittiert.
Wenn sowohl die Steuerelektrode als auch die Anode mit einer hohen
positiven Spannung bezüglich
der Kathode angesteuert werden, erreichen Elektronen den Anodenbereich. Dieser
fluoreszent beschichtete Bereich, der typischerweise einen Abschnitt
oder ein „Segment" der Anzeige umfaßt, emittiert
Licht, wenn dieser von Elektronen getroffen wird. Somit wird dieses
Segment in der Anzeige angeschaltet und für den Systembenutzer sichtbar.
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Üblicherweise
werden zwei Ansteuerverfahren für
Anzeigen verwendet. Bei Anzeigen, die eine relativ kleine Anzahl
von Segmenten enthalten (typischerweise weniger oder gleich 70), wird
ein einfaches direktes Ansteuerschema verwendet. Die 1A–B zeigen
das direkte Ansteuerverfahren. In einer Anzeige 2 mit vier
Zeichen, die aus acht Segmenten pro Zeichen 4 (einschließlich des
Dezimalpunktes) bestehen, wie in der 1A dargestellt,
benötigt
jedes Segment einen eigenen Segment-Platteneingang. Bei dem direkten
Ansteuerverfahren ist die Anode jedes Segments einzeln mit einem
Ansteuerausgangsanschluß 6 verdrahtet,
wobei die Ansteuereinheiten 8 kaskadiert werden, bis die
Anzahl der Bits ausreicht, um alle Segmente anzusteuern. Beispielsweise
können
zwei Ansteuereinheiten mit 32 Bits kaskadiert werden, um einen direkten
Ansteuerschaltkreis mit 64 Bit zu bilden, wie es in der 1B dargestellt ist. Das
Kaskadieren wird durchgeführt, indem
der serielle Datenausgangsanschluß der ersten Ansteuereinheit 7 mit
dem seriellen Dateneingangsanschluß der zweiten Ansteuereinheit 9 verbunden
wird. Der Vorteil dieser Vorgehensweise ist, daß keine Erneuerung (Refresh)
der Anzeige notwendig ist und der steuernde Mikroprozessor oder Schaltkreis 10 die
Anzeige 2 nur dann aktualisieren muß, wenn sich die Daten ändern. Der
Nachteil besteht darin, daß ein
Plattenansteuerausgang 6 für jedes Segment notwendig ist,
wodurch sich eine unerwünscht
große
Anzahl von Ansteuereinheiten 8 bei Anzeigen mit einer großen Anzahl
von Segmenten ergeben kann.
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Bei Anwendungen mit vielen Anzeigesegmenten
kann die Anzahl der Ansteuereinheiten, die zum direkten Ansteuern
der Anzeige verwendet werden, übermäßig groß werden.
Beispielsweise müssen
bei einer Anzeige mit 32 Zeichen mit einer 5 × 7-Punktmatrix insgesamt 1120
Segmente angesteuert werden, wofür
32 Ansteuereinheiten mit jeweils 35 Segmenten notwendig wären. In
diesen Fällen
wird üblicherweise
ein Multiplexschema verwendet. Diese für Multiplexanzeigen ausgelegte
Anzeigen enthalten Gruppen von Segmenten, die jeweils durch individuelle
Steuerelektroden angesteuert werden. Beispielsweise wird in der
5 × 7-Punktmatrixanzeige
jedes Zeichen mit 35 Segmenten von einer separaten Steuerelektrode
gesteuert. Die Anoden des ersten Segments in jedem Zeichen werden
zusammen verdrahtet, wie auch die Anoden des zweiten, dritten und
so weiter. Mit einem Zeitmultiplexschema kann die Punktmatrixanzeige
mit 1120 Segmenten mittels einer 32-Biteinheit angesteuert werden,
welche die 32 Zeichenelektroden ansteuert, sowie mit einer 35-Biteinheit,
welche die entsprechenden 35 Segmente in jedem Zeichen ansteuert.
Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Anzahl der benötigten Ansteuereinheiten
von 32 auf 2 reduziert wird. Der Nachteil ist jedoch, daß die Daten
für jedes
Zeichen in einer Multiplexenanzeige erneuert (refresh) werden müssen, unabhängig davon,
ob sich die Daten geändert
haben, da die Segmente in jedem einzelnen Zeichen nicht eindeutig
mit separaten Ansteuereinheit-Ausgangsanschlüssen verdrahtet sind.
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Als weiteres Beispiel einer Anzeige
für Zeichen
mit 8 Segmenten (einschließlich
des Dezimalpunkts) zeigt die 2 diese
Multiplex-Verdrahtungstechnik in einer Anzeige 14 mit vier
Zeichen (32 Segmente). Die Anoden für die gewählten Segmentgruppen sind fest
miteinander verdrahtet, wodurch sich 8 Segmentplattendrähte 18 ergeben.
Eine Plattenansteuereinheit (nicht gezeigt) mit acht Ansteuereinheit-Ausgängen steuert
die angeschlossenen Anoden. Gleichzeitig wird jede Steuerelektrode 20 der Anzeige 14 mit
vier Zeichen von einer Steuerelektroden-Ansteuereinheit (nicht gezeigt)
angesteuert. Jede Steuerelektroden-Ansteuerleitung 22 ist
mit Grid #1 bis Grid #4 gekennzeichnet. Daher wird die im Multiplexverfahren
betriebene Anzeige 14 mit vier Zeichen und 32 Segmenten
von 2 lediglich durch insgesamt
zwölf Leitungen 18 und 22 gesteuert.
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Die Multiplex-Zeitsteuerung einer
VFD-Anzeige ist dann die gleiche wie die einer LED-Anzeige. Wie in 3 dargestellt ist, können die
Platten-24 und die Steuerelektroden-Ansteuereinheit 26 für eine Multiplex-Segment-VFD
mit 32 Zeichen von dem Anzeigen-Mikroprozessor 30 oder über eine
andere Steuerschaltung gesteuert werden. Die seriellen Daten 34 und
die Taktleitungen 32 einer einzelnen Steuerelektroden-Ansteuereinheit 26 mit
32 Segmenten können
mit den Steueranschlüssen 36 des
Mikroprozessor 30 verbunden sein. Eine gleichartige Schnittstelle
kann genauso zwischen dem Mikroprozessor 30 und der Platten-Ansteuereinheit 24 erzeugt
werden. Jede Anzeige-Ansteuereinheit 24 und 26 arbeitet
mit separaten Takten 38 und 40, um serielle Daten für jede Ansteuereinheit
bei vorbestimmten Zeitintervallen auszugeben. Bei der Multiplex-Zeitsteuerung einer
VFD 28 werden an die Anzeige zuerst Segmentdaten 42 für ein Zeichen 44 ausgegeben.
Als nächstes
wird der Ziffern-Aktivierungsanschluß (STROBE) (Steuerelektrode
aktivieren) 46 für
das Zeichen auf einen hohen Pegel gesetzt, wodurch nur dieses Zeichen
aktiviert wird. Gleichzeitig warten alle anderen Zeichen wiederum
darauf, aktiviert zu werden. Der Ziffern-Aktivierungsanschluß wird daraufhin auf
einen niedrigen Pegel gebracht, während die Segmentdaten für das nächste Zeichen
der Anzeige zu der gewünschten
Information verändert
werden. Dieses Zeichen wird daraufhin aktiviert, indem seine entsprechende
Steuerelektrode mit einem hohen Pegel angesteuert wird. Wiederum
sind alle anderen Anzeigezeichen noch nicht aktiviert. Dieser Vorgang setzt
sich fort, bis jedes Zeichen der Anzeige nacheinander angeschaltet
wurde. Nachdem alle Zeichen aktiviert wurden, beginnt der Zyklus
vom Neuem.
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Die 3 zeigt
den typischen Aufbau zum Ansteuern einer Multiplex-Anzeige, während die 4 eine vereinfachte zeitliche
Ansteuerung der Anzeige ist. Wie in 4 dargestellt,
kann jede Steuerelektrode innerhalb der VFD in einer Folge angeordnet
werden und als Ansteuerelektrode 1 bis Ansteuerelektrode 32 gekennzeichnet
sein. Die Plattenansteuerdaten für
jedes Zeichen können
auch durchgehend mit Zeichen #1 bis Zeichen #32 gekennzeichnet sein.
Die 4 zeigt das Schema
der sequentiellen Zeichenaktivierung für jedes Zeichen in der Anzeige 28,
wie es durch die seriellen Daten festgelegt ist, wobei jede entsprechende
Steuerelektrode von dem Steuerelektrodentakt 38 getaktet
wird, um jede Steuerelektrode zu ausgewählten Zeitintervallen nacheinander
auf ein hohes Potential zu setzen.
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Um ferner unerwünschte Schatteneffekte während des Übergangs
zwischen den Zeichenaktivierungen oder konstanten Segmentdaten 47 zu
verhindern, wird zu entsprechenden Zeitintervallen ein Leersignal 50 aktiviert,
wenn die Segmentdaten geändert
werden 48. Sofort nach dem Anschalten jedes Zeichens aktiviert
der Anzeige-Mikroprozessor oder die Kontrollschaltung 30 ein
Leersignal 50, um die gesamte Anzeige 28 leer
zu schalten. Um die zeitliche Differenz zwischen dem Ansteuern eines
hohen Steuerelektrodenpotentials für ein Zeichen und dem darauffolgenden
Zurückbringen
auf einen niedrigen Pegel zu kompensieren, um das nächste Zeichen
anzuschalten, wird ein Leersignal 50 verwendet, um die Anzeige 28 zu
löschen
und um jeglichen Schatteneffekt, der von dem vorangegangenen Anschalten
eines Zeichens verbleibt, zu minimieren.
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Jedesmal, wenn ein Zeichen einer
Multiplex-Anzeige aktiviert wird, werden dessen Daten „erneuert" (refresh). Diese
Erneuerung tritt periodisch auf und muß mit einer Rate durchgeftihrt
werden, die ausreicht, die Wahrnehmung von Flackern durch das menschliche
Auge zu verhindern. Die maximale Erneuerungsrate hängt von
der Geschwindigkeit des Ansteuerschaltkreises und von dem damit
zusammenhängenden
Berechnungsaufwand ab. Die minimale Rate zur Verhinderung des Flackerns
beträgt ungefähr 50 Mal
pro Sekunde (Hz). Eine Rate von ungefähr 100 Hz ist typisch. Da Multiplex-Anzeigen durchgehend
aktualisiert werden, um das Erneuern jedes Zeichens zu gewährleisten,
wie es bei diesem Aufbau notwendig ist, wird jede anzuzeigende Datenänderung
einfach in den nächsten
Erneuerungszyklus eingebracht. Eine anzuzeigende Zustandsänderung
wird aufgenommen, die gespeicherten Segmentdaten werden aktualisiert
und mit dem nächsten Erneuerungszyklus
werden die neuen Daten in die Anzeige übertragen. Wiederum wird während jedes Erneuerungszyklus
jedes Zeichen der Anzeige sequentiell aktiviert und angeschaltet.
Dieses Schema funktioniert gut, bis die Änderungsrate eines anzuzeigenden
Zustands sich der Erneuerungsfrequenz annähert. Wenn dies der Fall ist,
ist es möglich,
daß sich die
geänderten
Daten nochmals ändern,
bevor ein Erneuerungszyklus vollständig ist, wodurch nichts von
dem Zustand angezeigt wird. Ein Beispiel dieses Problems kann auftreten,
wenn eine VFD-Anzeige im Multiplexverfahren zur Anzeige eines hoch-dynamischen
Ereignisses verwendet wird, beispielsweise den Zugriffszustand einer
Festplatte (HDD). Dieser Zugriffszustand wird im allgemeinen angezeigt,
indem eine LED (oder VFD) mit dem Zugriffssignal von der Festplatte
angesteuert wird. Die Festplattenzugriffe veranlassen dann die LED,
während
der Zugriffszeit zu leuchten und abzuschalten, wenn auf das Laufwerk
nicht zugegriffen wird. Das sich ergebenden Flackern der LED ist
ein erwünschtes
Ergebnis, welches das hoch-dynamische Wesen des Ereignisses darstellt.
Das Nachahmen dieses dynamischen Flackerns in einer Anzeige im Multiplexverfahren kann
schwierig sein. Eine Lösung
betrifft das Verwenden eines Softwarealgorithmus, um die Zugriffsanzeige
zu integrieren (ihre Frequenz zu verringern), bevor diese an den
Datenspeicher der Anzeige weitergeleitet wird. Diese integrierte
Form der Daten, die eine geringere Änderungsrate, als die Anzeigeerneuerungsrate
hat, kann erfolgreich angezeigt werden. Der Nachteil dieses Softwareintegrationsverfahren ist,
daß es
wertvolle Programmspeicherkapazität des Computers oder Kontrollers
beanspruchen kann. Dieser Speicher kann sehr begrenzt sein, wenn
ein einfacher Mikrokontroller eingebaut ist, der die Aufgaben der
Anzeigeerneuerung und der Ereignisabtastung durchführt. Je
mehr Zeit benötigt
wird, um den Arbeitsschritt des Integrierens der Ereignisse durchzuführen, desto
weniger Zeit bleibt, um die Anzeigeerneuerungsfunktion durchzuführen. Wie
oben bemerkt, kann die ganze Anzeige flackern, wenn die Erneuerungsrate
zu klein wird.
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Dementsprechend ist zu verstehen,
daß momentan
ein Bedürfnis
an Verfahren zum Aktualisieren und Erneuern von Daten bei hoch-dynamischen
Ereignissen in einer Multiplex-Segmentanzeige
besteht. Insbesondere ist verständlich,
daß momentan ein
Bedürfnis
an einem Verfahren zum Aktualisieren von Daten in Multiplex-Anzeigen
besteht, wenn die Änderungsrate
der angezeigten Ereignisse die Erneuerungsfrequenz erreicht. Ferner
ist verständlich, daß momentan
ein Bedürfnis
an einer Multiplex-Anzeige besteht, die Zeichen umfaßt, welche
hoch-dynamische Ereignisse wiedergeben, die im Vergleich zu anderen
Anzeigezeichen mit einer anderen Frequenz aktualisiert werden können.
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Das Patent
US 5,162,789 offenbart eine fluoreszierende
Anzeigevorrichtung, die eine erste Ansteuereinheit zum Ansteuern
eines ersten Anzeigeabschnitts in einer zeitmultiplexenden Weise
und eine zweite Ansteuereinheit umfaßt, die einen zweiten Anzeigeabschnitt
synchron zu zumindest einem der zeitlich getrennten Abschnitte der
Zeitmultiplex-Ansteuereinheit des ersten Anzeigeabschnitts ansteuert.
Die beschriebene Vorrichtung betreibt verschiedenfarbige Anzeigeabschnitte
mit dem gewünschten
Kontrast.
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ABRISS DER
ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung sieht ein
Verfahren vor, durch das Zeichen, welche dynamische Ereignisse darstellen,
mit einer relativ höheren
Rate aktualisiert werden können,
als die anderer Zeichen der Anzeige. Es ist verständlich,
daß zum
Zwecke der vorliegenden Erfindung Zeichen, die hoch-dynamische oder
schneller veränderliche
Ereignisse darstellen, hier als dynamische Zeichen bezeichnet werden, während statische
oder sich langsamer ändernde Zeichen
in einer Anzeige im Vergleich dazu als vergleichsweise nicht-dynamische
Zeichen bezeichnet werden. Während
eines einzigen Erneuerungszyklus können die Segmentdaten zu einem
gewissen Grade für
alle Zeichen in einer Anzeige aktualisiert werden. Jedoch werden
dynamische Zeichen häufiger
als nicht-dynamische Zeichen aktualisiert.
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In einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren
werden die Anzeigezeichen in einer vakuumfluoreszierenden Anzeige
mit im Multiplexverfahren betriebenen Segmenten von einer Platten-Ansteuereinheit
und einer einzelnen (nicht diskreten) Elektrodenansteuereinheit
nichtsequentiell aktualisiert. Jedes Zeichen wird aktiviert, indem
dessen entsprechenden Segmentdaten zuerst an das Display ausgegeben
werden und indem dann die Ansteuerelektrode für dieses Zeichen auf einen
hohen Pegel gesetzt wird. Jedoch werden dynamische Zeichen während jedem
Anzeigezyklus nicht-sequentiell bei einer höheren Frequenz aktiviert und
erneuert, als nicht-dynamische Zeichen. Jedesmal, wenn ein Zeichen
in der Multiplex-Anzeige aktiviert ist, wird dessen entsprechendes
Ansteuerelektroden-Änderungsdatenmuster
registriert, so daß durch
das Steuerelektroden-Ansteuerelement jede Ansteuerelektrode in der
Anzeige zu passenden Zeitintervallen angesteuert wird. Ein Steuerelektroden-Verschieberegister
enthält
die passende Anzahl von Zellen, um das Datenmuster zu speichern,
das festlegt, welche Steuerelektrode aktiviert werden soll.
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In einer beispielhaften Anzeige-Ansteuereinheit
kann eine vakuumfluoreszierende Anzeige von mehr als einer Steuerelektroden-Ansteuereinheit
angesteuert werden. Nicht-dynamische Zeichen können durch eine Steuerelektroden-Ansteuereinheit
aktiviert werden während
dynamische Zeichen von einer oder mehreren diskreten Steuerelektroden-Ansteuereinheiten
gesteuert werden. Es ist verständlich,
daß zusätzliche
Steuerelektroden-Ansteuereinheiten mehr Steueranschlußverbindungen
mit dem Anzeige-Mikroprozessor benötigen. Eine Vielzahl von Steuerelektroden-Ansteuereinheiten
arbeiten zusammen, um das nicht-sequentielle Aktualisierungsverfahren
für sowohl
dynamische als auch nicht-dynamische Zeichen durchzuführen.
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In einer alternativen Ausführung der
Erfindung kann eine vakuumfluoreszierende Multiplex-Segmentanzeige verwendet
werden, um hoch-dynamische Ereignisse anzuzeigen, beispielsweise
der Zugriff auf ein Festplattenlaufwerk, wie es auf einem Computeranzeigefeld
angezeigt wird. Die Anzeige eines solchen Ereignisses mit einer
schnellen Änderungsrate
wird durch das vorliegende nicht-sequentielle Verfahren zum Aktualisieren
dynamischer Zeichen in einer Anzeige verbessert.
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In einer weiteren alternativen Ausführung der vorliegenden
Erfindung wird das Helligkeitsniveau in der Multiplex-Anzeige während eines
Erneuerungszyklusses beibehalten. Die Zeitspanne, in der die dynamischen
Zeichen angeschaltet sind, kann im Vergleich zu der Zeitspanne,
in der die nicht-dynamischen Zeichen angeschaltet sind, modifiziert
und auf einen niedrigeren Wert gebracht werden, um die Gesamtzykluszeit
nicht zu verändern.
Die Helligkeit der Anzeige wird beibehalten, auch wenn dynamische Zeichen
häufiger
erneuert und angeschaltet werden als die nicht-dynamische Zeichen.
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Diese und andere Vorteile und Merkmale
der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann durch das Studium
der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Systeme,
Verfahren und Vorrichtungen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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1A ist
eine vereinfachte schematische Zeichnung, welche das direkte Ansteuerverfahren
für eine
vakuumfluoreszierende Anzeige mit 32 Segmenten darstellt.
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1B ist
eine vereinfachte schematische Zeichnung, die das Kaskadieren der
Ansteuereinheiten zur Steuerung einer vakuumfluoreszierenden Anzeige
mit 64 Segmenten darstellt, welche das direkte Ansteuerverfahren
verwendet.
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2 ist
eine Zeichnung, welche die verbundenen Segmente innerhalb einer
Multiplex-Anzeige mit vier Steuerelektroden und 32 Anzeigesegementen
darstellt.
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3 ist
eine vereinfachte schematische Zeichnung einer Anzeigeansteueranordnung
im Multiplexbetrieb für
eine Punktmatrixanzeige mit 32 Zeichen.
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4 ist
ein vereinfachtes Zeitverlaufsdiagramm der in 3 dargestellten Anzeigeansteueranordnung,
welche die zeitliche Abfolge des sequentiellen Aktivierens jedes
Anzeigezeichens darstellt.
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5A ist
eine vereinfachte Darstellung einer Anzeige im Zeitmultiplex für sieben
Zeichen mit Anzeige-Ansteuereinheiten.
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5B ist
eine Darstellung, die ein nicht-sequentielles Steuerelektroden-Aktualisierungsverfahren
für dynamische
Zeichen und andere Zeichen innerhalb der in 5A dargestellten Multiplex-Anzeige darstellt.
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5C ist
eine vereinfachte Tabelle, die das Steuerelektroden-Veränderungsmuster
während
jedes Erneuerungszeitschlitzes und die Aktivierungsvorgänge der
nicht-sequentiellen Zeichen der Anzeige darstellt, die in den 5A und 5B gezeigt ist.
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6 ist
eine vereinfachte schematische Zeichnung einer Anzeige mit sieben
Steuerelektroden, welche ein nicht-sequentielles Steuerelektroden-Aktualisierungsverfahren
darstellt, das diskrete Steuerelektroden-Ansteuereinheiten für dynamische Zeichen innerhalb
der Anzeige verwendet.
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7 ist
eine Computeranzeigefeld, das in diskrete Steuerelektroden mit verschiedenen
Zeichen und Segmenten unterteilt ist, welche mit jeder Steuerelektrode
repräsentative
Computerfunktionen und Zustandsinformation darstellt.
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8 ist
eine Tabelle, die verschiedene Anodenverbindungen für jedes
Segment innerhalb der in 7 gezeigten
Anzeige bezüglich
der Lage der Steuerelektroden angibt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Zum Zwecke der Beschreibung der vorliegenden
Erfindung, werden die Zeichen, welche hoch-dynamische Ereignisse
darstellen, als dynamische Zeichen bezeichnet. Jedoch ist er sichtlich,
daß sich
alle Zeichen jederzeit ändern
können.
Diejenigen Zeichen mit einer relativ hohen Änderungsrate werden als dynamisch
bezeichnet, während
die Zeichen, die im Vergleich dazu eine geringere Änderungsrate
aufweisen, als nicht-dynamische Zeichen bezeichnet werden.
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In den 5A–5C wird ein Verfahren angezeigt,
mittels dessen dynamische Zeichen 52 in einer Multiplex-Segmentanzeige 54 mit
einer höheren Rate
erneuert werden, als nichtdynamischen Zeichen 56. In einem
einzigen Anzeigezyklus 58 werden die nicht-dynamischen
Zeichen 56 einmal aktualisiert, während dynamische Zeichen 52 zweimal
aktualisiert werden. Es ist zu verstehen, daß für die vorliegende bevorzugte
Ausführung
ein Anzeigezyklus 58 die Zeitperiode ist, in der alle Zeichen
einer Anzeige einmal aktiviert wurden. Ein darauffolgender Anzeigezyklus
oder Erneuerungszyklus 58 ist in mehrere Erneuerungszeitschlitze 60 eingeteilt,
die jeder Zeichenaktivierung entsprechen. Während der normalen Leerlaufzeit
der Anzeige zwischen Aktivierungen der Zeichen werden die Plattendaten 62 für das nächste anzuzeigende
Zeichen mit dem Takt in die Platten-Ansteuereinheit 66 eingegeben.
Das Ansteuerelektroden-Datenmuster 64, das den einzelnen
Erneuerungszeitschlitzen 60 entspricht, wird dann in die
Steuerelektroden-Ansteuereinheit 68 geschoben. Somit ergibt
sich die gewünschte
Zeichenanzeigefolge.
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In der 5A ist
eine Anzeige 54, die sieben Zeichen umfaßt, mit
einer einzelnen Plattenansteuereinheit 66 verbunden, welche
die Plattendaten 62 für alle
Zeichen 52 und 56 ansteuert. Ferner ist eine einzelne
Steuerelektroden-Ansteuereinheit 68 dargestellt, die jede
entsprechende Steuerelektrode 70 auf ein hohes Potential
setzt, so daß jedes
innerhalb einer Ansteuerelektrode angezeigte Zeichen in einer vorbestimmten
Reihenfolge aktiviert wird. In der Anzeige 54, die in den 5A–5C dargestellt
ist, sind die Zeichen 1, 3, 4, 6 und 7 als nichtdynamische Zeichen
angegeben, während
die Zeichen 2 und 5 als dynamische Zeichen behandelt werden und öfter aktualisiert
werden. Eine vereinfachte Darstellung des zeitlichen Verlaufs für einen
Anzeigezyklus 58 in der Multiplex-Anzeige 54 ist
in der 5B dargestellt. Während jedes
Anzeige- oder Aktualisierungszyklus 58 können Segmentdaten 62 für jedes
Zeichen in nicht-sequentieller Reihenfolge an die Anzeige ausgegeben
werden. Die entsprechende Steuerelektrode 70 wird daraufhin
aktiviert, um jedes Zeichen anzuzeigen. Die Anzeige- oder Erneuerungszyklen 58 sind
gemäß der Gesamtanzahl
der Anzeigezeichen 52 und 56 und gemäß der Anzahl
der Aktualisierungsvorgänge
der dynamischen Zeichen 52 in Zeitschlitze 60 eingeteilt.
Beispielsweise werden die dynamischen Zeichen 2 und 5 während jedes
Erneuerungszyklus zweimal aktualisiert, wie es in den 5B, 5C dargestellt ist. Die nicht-dynamischen Anzeigezeichen
1, 3, 4, 6 und 7 werden nur einmal in jedem Erneuerungszyklus aktualisiert.
Daher besteht der dargestellte Anzeigezyklus 58 insgesamt
aus neun Zeitschlitzen 60. Die 5B stellt ebenfalls den Zustand dar,
indem jede entsprechende Steuerelektrode 70 mit einem hohen
Pegel angesteuert wird, um ein Zeichen in der vorbestimmten nicht-sequentiellen Reihenfolge
zu aktivieren.
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Das Steuerelektroden-Veränderungsmuster 72 für jede Steuerelektrode 70,
die während
eines bestimmten Zeitschlitzes 60 angesteuert werden soll, ist
ebenfalls in der 5C dargestellt.
Das implementierte Verfahren umfaßt die Schritte des Ausgebens
von Plattendaten 62 für
das Zeichen #1 an die Anzeige, woraufhin das entsprechende Steuerelektroden-Veränderungsmuster 72 in
die Steuerelektrode-Ansteuereinheit 68 geschoben wird,
um die entsprechende Steuerelektrode 70 für Zeichen
#1 anzusteuern und um dieses Zeichen zu aktivieren. Jeder Eintrag
bei der Spalte des Steuerelektroden-Veränderungsmusters 72 besteht
aus zwei Zahlen (beispielsweise 0/1), welche die mit dem Takt hereinkommenden
Steuerelektroden-Ansteuerdaten 64 bzw. die Anzahl der für diese
Steuerelektrodendaten benötigten
Taktzyklen darstellen. Zu jeder Zeit besteht das Steuerelektroden-Datenmuster 72 lediglich
aus einem einzigen Zeichen „1" und einer Folge
von „0", und wird in dem
Steuerelektroden-Schieberegister gehalten,
um die entsprechende Steuerelektrode anzusteuern. Ein spezifisches
Steuerelektroden-Verschiebemuster 72 steuert, welche Zeichensteuerelektrode 70 aktiviert
und von der Steuerelektroden-Ansteuereinheit 68 mit einem
hohen Potential angesteuert wird. Wie in der 5C gezeigt ist, wird in dem vorliegenden
Verfahren das normale Steuerelektroden-Verschiebemuster 72 einer
sequentiell verschobenen logischen „1" verändert.
Die Zeichenanzeigesequenz ist nicht-sequentiell, da die Zeichen
2 und 5 dynamische Zeichen 52 darstellen und in jedem Anzeigezyklus
zweimal aktualisiert werden. Beispielsweise ist das Steuerelektroden-Verschiebemuster 72 für das Zeichen
#1 eine einfache „1", die einmal während des
Zeitschlitzes 1 getaktet wird (1 Taktzyklus). Wenn die Steuerelektroden-Ansteuereinheit
während
des Leerlaufintervalls auf einen niedrigen Pegel gebracht wird,
werden die Segmentdaten 62 für das nächste Zeichen #2 verändert. Dieses
Zeichen wird dann aktiviert, indem dessen entsprechende Steuerelektrode 70 abhängig von
den entsprechenden dargestellten Steuerelektroden-Datenmustern 72 auf
einen hohen Pegel gesetzt wird, was im wesentlichen einem weiteren
einzelnen Taktzyklus einer „0" entspricht, um die „1" entlang des Ansteuerelektroden-Schieberegisters
zu der Position des zweiten Zeichens zu verschieben. Daran schließt sich
die gleiche Prozedur an, um das Zeichen #3 zu aktivieren. Jedoch
wird während des
Erneuerungszeitschlitzes 4 das Zeichen #5 aktiviert und
dessen entsprechendes Steuerelektroden-Verschiebemuster 72 wird
erreicht, indem zweimal „0" in den Zyklus eingebracht
wird, oder indem eine Null zweimal getaktet wird, wodurch die „1" entlang des Steuerelektroden-Schieberegisters
um zwei weitere Positionen verschoben wird, um das Zeichen #5 zu
aktivieren. Beim Fortführen
des Anzeigezyklus 58 mit dem Aktivieren des Zeichens #4
wird eine „1" einmal getaktet, woraufhin
drei Taktzyklen lang eine „0" getaktet wird, um
die vorher verschobene „1" aus dem Register
herauszuschieben und die noch im Register befindliche „1" zu verschieben,
um das Zeichen #4 zu aktivieren. Während des Zeitschlitzes 6 des
Anzeige- oder Erneuerungszyklus 58 wird das dynamische
Zeichen #2 aktualisiert und ein zweites Mal aktiviert. Die entsprechende
Ansteuerelektrode 70 für
das Zeichen #2 wird mit einem hohen Pegel angesteuert, nachdem dessen
aktualisierte implementierte Daten 62 mit dem Takt eingegeben
wurden. Das Steuerelektroden-Verschiebemuster 72 zum Aktivieren
des Zeichens #2 wird an dieser Stelle erreicht, indem eine „0" zweimal getaktet
wird, woraufhin ein Taktzyklus mit einer „1" sowie ein weiterer Taktzyklus mit einer „0" folgt, so daß das Steuerelektroden-Datenmuster, welches
das Zeichen #2 aktiviert, daraufhin in die Steuerelektroden-Ansteuereinheit 68 verschoben wird.
Daraufhin wird ein nicht-dynamisches Zeichen #6 aktiviert, woraufhin
das Aktivieren des aktualisierten Zeichens #5 zum zweiten Mal innerhalb
des Anzeigezyklus 58 folgt. Um den Anzeigezyklus 58 zu vervollständigen,
wird schließlich
ein nicht-dynamisches Zeichen #7 aktiviert. Nachdem jedes Zeichen während eines
Anzeige- oder Erneuerungszyklus
zumindest einmal aktiviert wurde, wird der Prozeß mit den aktualisierten Daten
wiederholt.
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Um den gewünschten Grad an Helligkeit
der im Multiplexverfahren betriebenen Anzeige während der Datenaktualisierung
beizubehalten, ist es wichtig, das Tastverhältnis bezüglich der „Einschalt-Dauer" jedes Zeichens bei
der vorbestimmten Rate zu halten. Dieses Tastverhältnis ist
das Verhältnis
der Dauer, mit der das Zeichen eingeschaltet ist, bezogen auf die
Gesamtzykluszeit. In der betrachteten bevorzugten Ausführung war
für die
Anzeige ein Tastverhältnis von
1/8 vorgesehen. Dieses ergibt sich aus sieben aktivierten Steuerelektroden,
die jeweils während
1/8 der Aktualisierungs-Zyklusdauer aktiviert sind, plus einer weiteren
1/8 Zykluszeit für
den Leerlauf des Zeichens zwischen den Aktivierungen der Steuerelektroden.
Da die Reihenfolge der Zeichenanzeige kein sequentielles Verfahren
ist, wird vorzugsweise die Zeit, in der die dynamischen Zeichen
eingeschaltet sind, auf ein 1/16 der Gesamtzykluszeit geändert. Da
diese im Vergleich zu den anderen Zeichen mit der doppelten Frequenz
dargestellt werden, wird das gewünschte
Tastverhältnis
bezüglich
der „Einschalt- Dauer" bei ein 1/8 gehalten.
Obwohl dieses nicht-sequentielle Steuerelektroden-Aktualisierungsverfahren
etwas mehr Aufwand seitens der Mikrocontrollersoftware im Vergleich
zu den üblichen
Steuerelektroden-Aktualisierungsverfahren benötigt, ist es immer noch einfacher
zu implementieren, als das oben genannte Softwareintegrationsschema,
das verwendet wurde, um die effektive Änderungsrate des dynamischen
Ereignisses zu verlangsamen. Bei jeder einzelnen Ausführung, in
der dynamische Zeichen häufiger
aktualisiert und angezeigt werden, kann die Einschalt-Dauer für dynamische
Zeichen proportional länger
eingestellt werden, wobei das gleiche Tastverhältnis beibehalten wird.
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Wie in der 6 dargestellt, kann eine alternative
Ausführung
dieses Multiplexschemas verwendet werden, das ein einfacheres Steuerelektroden-Verschiebemuster
in einer Konfiguration aufweist, bei der weitere Steueranschlüsse 74 und
diskrete Steuerelektroden-Ansteuereinheiten 76 für dynamischen
Zeichen 78 verwendet werden. Bei diesem Aufbau werden die
Steuerelektrodenanschlüsse 80,
welche die dynamischen Zeichen 2 und 5 steuern, getrennt von den
anderen Steuerelektrodenanschlüsse 82 der
nicht-dynamischen Zeichen 1, 3, 4, 6 und 7 angesteuert. Das Datenverschiebemuster durch
das Steuerelektroden-Schieberegister
zur Steuerung nicht-dynamischer Zeichen 84 wird zu einem
einfach durchzuführenden
Verschieben eines einzelnen „1"-Bit im Vergleich
zu dem üblichen
Ansteuerverfahren für
Multiplex-Anzeigen reduziert. Jedoch wird ein getrennter Steueranschluß 74 und
eine diskrete Ansteuereinheit 76 verwendet, um die dynamischen
Zeichen 78 mit einer höheren
Frequenz als die anderen Zeichen 84 zu aktivieren. Für dieses
alternative Schema gelten die gleichen Überlegungen bezüglich der
Reihenfolgesteuerung der Zeichenaktualisierung und hinsichtlich
des Tastverhältnisses, wie
für das
oben beschriebene. Zudem wird eine ähnliche Anzeige-Leerlaufzeit
zwischen den Steuerelektroden-Aktivierungen bevorzugt, um den Schatteneffekt
zu minimieren, der sonst zwischen den Aktivierungen wie oben beschrieben
auftreten würde. Wie
in der 6 dargestellt,
können
eine Anzahl diskreter Ansteuereinheiten 76 und Plattenansteuereinheiten 86 verwendet
werden, um die nicht-sequentielle Aktualisierung der Anzeigezeichen
in der Multiplex-Anzeige zu steuern.
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Obwohl eine Ausführung der vorliegenden Erfindung
mit einer Anzeige beschrieben wurde, die sieben Steuerelektroden
aufweist, wie in 5 gezeigt,
von denen zwei Steuerelektroden dynamische Zeichen steuern, kann
das Schema erweitert werden, um Multiplex-Anzeigen jeder Größe mit jeder möglichen
Anzahl von dynamischen und nicht-dynamischen Zeichen zu steuern.
In gleicher Weise können
einfache Modifikationen vorgenommen werden, um höhere relative Erneuerungsraten
für dynamische
Zeichen zu erreichen, wobei die hier gewählte Erneuerungsfrequenz für die dynamischen
Zeichen das doppelte derjenigen der nichtdynamischen Zeichen ist.
In einer bevorzugten Ausführung
kann die Zeit, während
der die dynamischen Zeichen angeschaltet sind, jedesmal verringert
werden, abhängig von
der Frequenz der Zeichenerneuerung, um das gleiche Taktverhältnis beizubehalten
und um eine konstante gewünschte
Helligkeit während
der Anzeigenaktualisierung zu erreichen.
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Wie weiterhin in den 7 und 8 dargestellt ist,
können
andere alternative Ausführungen
des vorliegenden Verfahrens mit einem Computeranzeigefeld 88 implementiert
werden. Die 7 ist ein
der Erläuterung
dienendes Anzeigefeld, das in Steuerelektrodenabschnitte 1G bis
7G unterteilt ist. In den Ansteuerelektroden 1G und 5G werden verschiedene
Ereignisse und Computerstatusinformationen angezeigt und von den
Zeichen oder Darstellungen repräsentiert.
Beispielsweise kann ein Stecker 90 oder Warnsymbol 92 verwendet
werden, um den Stromversorgungsstatus (grün) 90 oder um eine
Energieunterbrechung (rot) 92 anzugeben. Andere Symbole können in
gleicher Weise verwendet werden, um vergleichsweise nichtdynamische
Ereignisse während
des normalen Betriebs anzuzeigen, beispielsweise den Einschaltzustand
des Laufwerks (grün 93 und
rot 94) oder den Einschaltzustand des Ventilators, 95 (grün) bzw. 96 (rot).
Andere nicht-dynamische Ereignisse, beispielsweise die Angabe des
verwendeten Busses 98 und insbesondere die Computersystemschnittstelle
SCSI 100 kann ebenfalls angezeigt werden. Insbesondere
das von den Plattensymbolen 104 repräsentierte dynamische Ereignis
eines Festplattenzugriffs 102 ist in einem Anzeigefeld 88 für Computerlaufwerke
wichtig, um anzuzeigen, wenn der sich schnell verändernde
Vorgang auftritt. Diese Zeichen werden insgesamt angeschaltet und aktiviert,
wenn ihre jeweiligen Segmentdaten mit dem Takt eingegeben und die
entsprechenden Steuerelektroden 1G–7G mit einem hohen Potential
angesteuert werden. Die Segmente für jedes dieser Zeichen in der
Multiplex-Segment-VFD
werden zusammengeschaltet, um die Anzahl der Treiberausgänge zu verringern.
Wie in der 8 gezeigt
ist, werden einige Anoden für
verschiedene Segmente 108 in jedem Steuerelektrodenabschnitt
als Platten 106 zusammengelegt. In den Steuerelektroden
2G, 3G, 6G und 7G können
die numerischen Zeichen aus einer unterschiedlichen Anzahl von Segmenten
bestehen. Die Steuerelektrodenzeichen für die Steuerelektroden 3G und
7G bestehen jeweils aus sieben Segmenten a–g. Jedes Zeichen in den Steuerelektroden 2G
und 6G besteht aus acht Segmenten 1a–1g und dem zusammengefaßten Segment
mit der Bezeichnung „2b,
2c". Die Zeichen
in den Steuerelektroden dieser Anzeige identifizieren, welcher SCSI-Bus 98 in dem
System verwendet wird, und geben die SCSI-Identifikation 100 an,
welche der Festplatte zugeordnet ist, die den Bus verwendet. Diese
Ereignisse oder Bedingungen sind relativ nicht-dynamisch. Wie auch
in der 8 gezeigt ist,
sind Segmente 108 anderer Steuerelektroden-Abschnitten
als Platten P1–P8
verbunden. Die Anzeigezeichen werden aktiviert oder erneuert, wenn
mit dem Takt aktualisierte Daten eingegeben werden und die entsprechende Steuerelektrode
für dieses
Zeichen wird mit einem hohen Potential angesteuert. In einer Implementierung
einer alternativen Ausführung
der vorliegenden Erfindung können
dynamische Zeichen in dem Anzeigefeld für Computerlaufwerke 88 häufiger aktualisiert
und erneuert werden als nicht-dynamische Zeichen der Anzeige. Die
Segmentdaten für
eine Festplatten-Zugriffsereignis 102, die durch die Symbole 104 dargestellt
ist, kann beispielsweise während
einem einzigen Anzeigezyklus mehr als einmal erneuert werden. Ihre
aktualisierten Daten können
mit dem Takt in die Plattenansteuereinheit eingegeben werden, und
die Steuerelektroden 1G oder SG können mit einem hohen Potential
angesteuert werden, um die Festplattensymbole 104 mehrere
Male während eines
einzigen Anzeigezyklus zu aktualisieren. Die Plattenanzeige 104 wird
dadurch mit einer hohen Frequenz aktiviert (aktualisiert), um das
Auftreten dieses hoch-dynamischen Ereignisses anzuzeigen. Daraufhin
werden nichtdynamische Zeichen in anderen Steuerelektroden-Abschnitten
während
jedes Aktualisierungszyklus eine begrenzte Anzahl von Malen aktiviert,
da deren Änderungsrate
vergleichsweise geringer ist. Abhängig von der Änderungsrate
für jedes
Zeichen in der Anzeige 88 kann eine gewünschte Anzeigesequenz erstellt
werden, um die Anzeigezeichen nach Bedarf nichtsequentiell zu aktualisieren. Wie
oben mit Bezug auf anderen alternativen Ausführungsformen des vorliegenden
Verfahrens gezeigt ist, können
die Steuerelektroden-Verschiebemuster verändert werden, um zu ermöglichen,
daß Zeichen mit
einer vorbestimmten Auftrittsfrequenz und Reihenfolge aktiviert
werden. Obwohl das in dieser Erfindung beschriebene Verfahren verwendet
wurde, um sowohl nicht-dynamische Ereignisse als auch hoch-dynamische
Ereignisse, beispielsweise einen Festplattezugriff anzuzeigen, kann
das gleiche Verfahren in jeder Multiplex-Anzeige eingeführt werden, um
ein Ereignis anzuzeigen, das sich schnell verändert oder eine Auftrittsfrequenz
hat, die in der Nähe der
Erneuerungsrate des Displays liegt oder diese übertrifft.
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Während
die vorliegende Erfindung hinsichtlich der oben genannten Anwendungen
beschrieben wurde, soll die Beschreibung dieser Verfahren nicht einschränkend sein.
Es sind verschiedene Modifikationen der offenbarten Verfahren sowie
andere Änderungen
der vorliegenden Erfindung möglich,
die einem Fachmann hinsichtlich der vorliegenden Offenbarung ersichtlich
sind. Beispielsweise ist die Verwendung jeder Anzeige im Multiplexverfahren durch die
offenbarten Verfahren und Vorrichtungen nahegelegt, in denen dynamische
Zeichen voneinander räumlich
getrennt sein können,
nacheinander angeordnet sein können,
oder an jeder Stelle einer Anzeige vorgesehen sein können.