DE69718511T2

DE69718511T2 - System zur erleichterung von datenein-/ausgang zwischen usb-eingabegerät und nicht-ubs-erkenntnisanwendung

Info

Publication number: DE69718511T2
Application number: DE69718511T
Authority: DE
Inventors: David Poisner
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 1996-03-25
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2017-03-15
Also published as: EP0948768B1; DE69718511D1; EP0948768A1; TW330262B; AU2325597A; EP0948768A4; WO1997036230A1; US5943506A

Description

1. Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Computersysteme. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Technik der Aufrechterhaltung der Kompatibilität für eine nichtuniverselle serielle Bus-(USB-)Erkenntnisanwendung an einem Computersystem mit USB-Tastatur/Schreibmarkensteuerung und dergleichen.

2. Hintergrundinformationen

Praktisch alle "IBM-kompatiblen" Personalcomputer (PC) umfassen eine Einrichtung, die in der Technik als AT-Tastatursteuereinheit bekannt ist, um die Dateneingabe/-ausgabe (E/A) zwischen einer Tastatur/Schreibmarkensteuervorrichtung und Ausführungsanwendungen zu erleichtern. Die Daten werden durch eine Einrichtung, die als Port 60 h und Port 64 h der AT-Tastatursteuereinheit bekannt ist, in die Tastatur/ Schreibmarkensteuervorrichtung ein- und aus dieser ausgegeben.
In ihrem fortwährenden Bestreben, die Verwendbarkeit von PCs zu verbessern, hat die PC-Industrie vor kurzem den USB-Standard zum Ankoppeln von peripheren E/A-Geräten, beispielsweise der Tastatur und der Maus, an das "Haupt"-System angenommen. Der Standard erfordert unter anderem, daß eine USB-Steuereinheit den Gesamtbetrieb des seriellen Buses steuert, gegen den die standardkonformen peripheren E/A-Geräte angebracht sind und in einer vorgeschriebenen Weise funktionieren. Ferner erfordert der Standard die Abstraktion der von der USB- Steuereinheit vorzusehenden Funktionen zu einer Gruppe von Steuereinheitendienste und die Bereitstellung einer Reihe von Bedienungen des seriellen Buses zum Bedienen der Client-Anwendungen. Mit anderen Worten, in einer USB-konfoimen Welt erfolgt die E/A von Daten zwischen einer Client-Anwendung und einem USB- konformen peripheren E/A-Gerät durch die Bedienungen des USB-konformen seriellen Buses und durch der Steuereinheit. Mithin wird eine traditionelle Anwendung, die die E/A von Daten mit einer Tastatur/Schreibmarkensteuerung durch direktes Lesen und Schreiben der AT-Tastatursteuereinheit ausführt, nicht in der Lage sein, ohne Modifizierung richtig in der USB-Welt zu laufen. Es wäre deshalb erwünscht, daß die Abwärtskompatibilität ohne Modifizierung an der USB- Steuereinheit und an der Nicht-USB-Erkenntnisanwendung "alten Stils" aufrechterhalten werden kann. Es wäre ebenso erwünscht, daß die Abwärtskompatibilität mit ähnlicher Leistung im Zeitablauf aufrechterhalten werden kann. Wie weiter unten ausführlicher offenbart wird, werden diese und andere gewünschte Ergebnisse vorteilhaft mit der vorliegenden Erfindung erzielt.
Zu weiteren Informationen zum USB-Standard wird verwiesen auf den seriellen Universalbus, Version xx, veröffentlicht von der Intel Corporation, Santa Clara, Kalifornien.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Vorrichtung nach Anspruch 1 dieses Dokuments bereitgestellt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein vom Computer ausgeführtes Verfahren nach Anspruch 10 dieses Dokuments bereitgestellt.
Immer dann, wenn die USB-Steuereinheit versucht, eine Unterbrechung der eingehenden Daten entsprechend eingehenden Daten von einer USB-konformen Tastatur/Schreibmarkensteuerung zu generieren, und immer dann, wenn eine Anwendung versucht, ausgehende Daten direkt an der AT-Tastatursteuereinheit zu generieren, wird eine Generierungsschaltung für eine System-Management-Unterbrechung (SMI) an einem USB-konformen PC vorgesehen, um eine SMI zu generieren. Des weiteren wird ein SMI-Bedienprogramm zum Bedienen der SMIs bereitgestellt. Im Falle von eingehenden Daten leitet das SMI-Bedienprogramm nach Feststellung der Ursache die eingehenden Daten in den entsprechenden Eingabeport der AT-Tastatursteuereinheit um und simuliert dabei den Empfang von Daten von einer angeschlossenen Tastatur. Dementsprechend löst die AT-Tastatursteuereinheit eine herkömmliche Unterbrechung aus und liefert die eingehenden Daten in die Nicht-USB- Erkenntnisanwendung. Im Falle von ausgehenden Daten leitet das SMI-Bedienprogramm nach Feststellung der Ursache die ausgehenden Daten zu der USB-Steuereinheit, um die Daten zu der zum Ziel genommene USB-Tastatur/Schreibmarkensteuerung zu liefern.
Vorzugsweise umfaßt die SMI-Generierungsschaltung eine Durchlaufbetriebsart, unter der keine SMIs für ausgehende Daten mit bestimmten vorbestimmten Tastenabfolgen generiert werden. Bei einer Ausführungsform wird die Durchlaufbetriebsweise für die Gatterabfolge A20 aktiviert, und die Durchlaufbetriebsweise erfolgt durch zeitweiliges Sperren der SMI-Generierungsschaltung und durch Wiederaktivierung derselben, nachdem die ausgehenden Daten der Gatterabfolge A20 in die AT-Tastatursteuereinheit eingeschrieben sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird an Hand von beispielhaften, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsformen beschrieben, die in den beiliegenden Zeichnungen beschrieben sind, in denen gleiche Bezugsnummern gleichartige Elemente bezeichnen, und in denen:
Fig. 1 ein beispielhaftes USB-konformes Computersystem darstellt, in dem die Lehren der vorliegenden Erfindung verkörpert sind;
die Fig. 2-3 die Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung darstellen;
Fig. 4 den Inhalt einer Mehrzahl von durch die vorliegende Erfindung genutzten Registern darstellt;
Fig. 5 eine Ausführungsform der SMI-Generierungsschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 6 eine repräsentative Ausführungsform der SMI-Generierungsschaltung read 60 h, write 60 h, read 64 h und write 64 h von Fig. 5 noch ausführlicher darstellt;
Fig. 7 eine Ausführungsform der eingehenden USB-Daten in der SMI-Generierungsschältung gemäß Fig. 5 noch ausführlicher darstellt;
die Fig. 8-9 die Zustände und Zustandsübergangsregeln der Zustandsmaschine von Fig. 5 darstellen;
Fig. 10 eine Ausführungsform des Endes der Durchlaufbetriebsart der SMI- Generierungsschaltung von Fig. 5 noch ausführlicher darstellt; und
Fig. 11 eine Ausführungsform der Operationsschritte des SMI-Bedienprogramms darstellt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In der folgenden Beschreibung werden zum Zwecke der Erläuterung spezifische Zahlen, Materialien und Konfigurationen dargestellt, um für ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu sorgen. Wie der Fachmann jedoch erkennen wird, kann die vorliegende Erfindung auch ohne diese spezifischen Einzelheiten ausgeführt werden. In anderen Fällen sind wohlbekannte Merkmale weggelassen oder vereinfacht, damit die vorliegende Erfindung nicht unverständlich wird. Weiterhin sind zum leichteren Verständnisses bei der Beschreibung der Verfahrensschritte der vorliegenden Erfindung bestimmte Operationen mit mehreren Verfahrensschritten beschrieben, wobei jedoch diese Verfahrensschritte, wenn nichts anderes beschrieben ist, nicht unbedingt in Abhängigkeit von ihrer Leistungsfähigkeit geordnet aufgefaßt werden sollten.
In Fig. 1 ist nunmehr ein beispielhaftes, USB-konformes Computersystem gezeigt, in dem die Lehren der vorliegenden Erfindung verkörpert sind. Das beispielhafte Computersystem 10 umfaßt insbesondere eine USB-konforme Steuereinheit 32, eine Tastatur 34 und eine Schreibmarkensteuervorrichtung 36, die in der gezeigten Weise miteinander gekoppelt sind. Bei der dargestellten Ausflährungsform ist die USB-Steuereinheit 32 mit dem peripheren Bauteilverbindungs-(PCI)-Bus 22 gekoppelt. Ebenso sind mit dem PCI-Bus 22 eine verbesserte PCI/Industriestandardarchitektur-(ISA)-Brücke, der Video-RAM 26 und die Speichersteuerungs- plus E/A-Brücke 16 verbunden. Mit der anderen Seite der PCI/ISA-Brücke 24 ist der ISA-Bus 28 verbunden, der wiederum mit der Bussteuereinheit in hochentwickelter Technik (AT) verbunden ist. Die verbesserte PCI/ISA-Brücke 24 umfaßt die System-Management-Interrupt (SMI)-Generierungsschaltung 25 gemäß der vorliegenden Erfindung. Mit der Speichersteuerungs- plus E/A-Brücke 16 sind der Prozessor 12, der Cache-Speicher 13, der Hauptspeicher 18 und der System-Management- Mode-(SMM)-Speicher 20 gekoppelt. In dem SMM-Speicher ist (bei Systeminitialisierung) das verbesserte System-Management-Interrupt-(SMI)-Bedienprogramm 21 gemäß der vorliegenden Erfindung gespeichert. Bei einer Ausführungsform sind mit Ausnahme der USB-Tastatur 34 und der USB-Schreibmarkensteuervorrichtung 36 alle anderen Elemente 12-30 auf einer Hauptplatine (nicht gezeigt) gespeichert, d. h. sind entweder ein untrennbarer Bestandteil der Hauptplatine, sind auf der Oberfläche der Hauptplatine angebracht oder sind durch Steckdosen oder Steckverbinder mit der Hauptplatine verbunden.
Der Prozessor 12 ist so ausgestattet, daß er mehrere Ausführungsweisen unterstützt, die insbesondere die oben erwähnte SMM umfassen, unter der System- Management-Funktionen in einer Weise ausgeführt werden können, die für das ausführende Betriebssystem und die Anwendungen transparent sind. Wie im folgenden ausführlicher beschrieben wird, wirkt die vorliegende Erfindung vorteilhaft auf diese Fähigkeit ein, so daß Daten der Tastatur- und der Schreibmarkensteuervorrichtung 36 richtig zwischen der USB-Steuereinheit 32 und der AT-Tastatursteuereinheit 30 umgeleitet werden, wodurch die gewünschte Abwärtskompatibilität für die Nicht-USB-Erkenntnisanwendungen alten Stils erzielt wird. Der Prozessor 12 tritt in die SMM entsprechend der oben erwähnten SMI ein, die eine unmaskierbare Unterbrechung ist. Ansonsten führt der Prozessor 12 herkömmliche Prozessorfunktionen aus und kann in einer Reihe von wohlbekannten Weisen aufgebaut sein. In ähnlicher Weise führen die Speichersteuerungs- plus E/A-Brücke 16, der Cache-Speicher 14 und der Hauptspeicher 18 ihre herkömmlichen Funktionen aus und sollen eine umfangreiche Kategorie von diesen in der Technik bekannten Elementen darstellen.
Neben dem SMI-Bedienprogramm 21 wird der SMM-Speicher 20 verwendet, um den Systemzustand zu speichern, wenn der Prozessor 12 in die SMM eintritt. Der SMM-Speicher 20 ist normalerweise nicht als Teil des System- Management-Raums dargestellt, es sei denn, daß der Prozessor 12 in die SMM eintritt, zu welchem Zeitpunkt dem SMI-Bedienprogramm 21 die Steuerung übertragen wird. Das SMI-Bedienprogramm 21 bedient die SMI einschließlich von SMIs, die zum Zwecke der Umleitung von Daten der Tastatur- und der Schreibmarkensteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung generiert werden. Beim Bedienen der SMI bewirkt das SMI-Bedienprogramm 21, daß der Prozessor 12 seine normale Ausführungsweise wieder aufnimmt.
Zusätzlich zu der herkömmlichen Funktion des Überbrückens von Buszyklen zwischen dem PCI-Bus 22 und dem ISA-Bus 28 überwacht die PCI/ISA-Brücke 24 durch die SMI-Generierungsschaltung 25 die Datenbewegung der Tastatur- und der Schreibmarkensteuervorrichtung von der USB-Steuereinheit 32 und die Datenbewegung zu der AT-Tastatursteuereinheit 30 und erzeugt dementsprechend SMIs, damit die Daten der Tastatur- und der Schreibmarkensteuervorrichtung richtig umgeleitet werden. Vorzugsweise ist die SMI-Generierungsschaltung 25 so ausgestattet, daß sie eine Durchlaufbetriebsweise ermöglicht, unter der eine vorbestimmte Tastenabfolge, beispielsweise die in der Technik als Gatterabfolge A20 bekannte Tastenabfolge, zu der AT-Tastatursteuereinheit 30 hindurchlaufen können, ohne an die USB-Steuereinheit 32 umgeleitet zu werden.
Die USB-Steuereinheit 32, die USB-Tastatur 34 und die USB-Schreibmarkensteuervorrichtung 36 führen ihre jeweiligen Steuereinheits-, Tastatur- und Schreibmarkensteuerfunktionen gemäß dem USB-Standard aus. Sie können in einer Vielzahl von Weisen aufgebaut sein, die den Fachleuten ohne weiteres wohlbekannt sind. Alle anderen Elemente einschließlich des PCI-Buses 22, des Video-RAMs 26, des ISA-Buses 28 und der AT-Tastatursteuereinheit 30 verrichten ihre jeweiligen herkömmlichen Funktionen. Die Elemente 22 und 26-30 sollen auch eine umfangreiche Kategorie dieser in der Technik bekannten Elemente darstellen.
Bevor die vorliegende Erfindung noch ausführlicher dargestellt werden soll, sei darauf verwiesen, daß die vorliegende Erfindung zur einfacheren Erläuterung zwar so beschrieben wird, daß bei der dargestellten Ausführungsform die SMI-Generierungsschaltung 25 in die PCI/ISA-Brücke 24 integriert ist, die Fachleute jedoch aus der nun folgenden Beschreibung erkennen werden, daß die vorliegende Erfindung auch so ausgeführt werden kann, daß die SMI-Generierungsschaltung 25 in einer Vielzahl von Weisen zusammengefaßt oder verteilt untergebracht oder angeordnet sein kann. Des weiteren kann die vorliegende Erfindung an Computersystemen ausgeführt sein, bei denen einige von den aufgezählten Elementen verschieden untergebracht/zusammengeschaltet sind, einige von den aufgezählten Elementen fehlen oder andere, zusätzliche Elemente vorhanden sind. Beispielsweise kann die USB-Steuereinheit 32 als untrennbarer Bestandteil der PCI/ISA-Busbrücke 24 untergebracht sein, die AT-Tastatursteuereinheit 30 kann mit zusätzlichen Schaltungen in der PCI/ISA-Brücke 24 emuliert sein, der Video-RAM 26 kann weggelassen sein, und aus anderen Gründen können zusätzliche Schaltungen zum Erzeugen von SMIs hinzugefügt sein.
Nunmehr werden zuerst die gesamten Verfahrensschritte gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, auch an Hand der Fig. 2-3. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, generiert die USB-Steuereinheit 32 entsprechend den eingehenden Daten von der USB-Tastatur 34 und der Schreibmarkensteuervorrichtung 36 in Schritt 40 Buszyklen, um in Schritt 42 eine Unterbrechung der "eingehenden USB- Daten" auszulösen. Nach dem Erfassen der Buszyklen generiert die SMI-Generierungsschaltung 25 in Schritt 44 eine SMI. Wie weiter oben erläutert, tritt dementsprechend der Prozessor 12 in die SMM-Weise ein, der SMM-Speicher 20 wird als Teil des Speicherraums dargestellt, und dem SMI-Bedienprogramm 21 wird die Steuerung übertragen. Nach übertragener Steuerung stellt das SMI-Bedienprogramm 21 in Schritt 46 die Ursache der SMI fest. Bei einer Ausführungsform, wo die Durchlaufbetriebsweise nicht unterstützt wird, geht das SMI-Bedienprogramm 21 direkt weiter zu Schritt 48 und kanalisiert in Schritt 48 die Daten der Tastatur- /Schreibmarkensteuervorrichtung zu der AT-Tastatursteuereinheit 30 unter Verwendung von AT-Befehlen, die die Bereitstellung von Daten der Tastatur-/Schreibmarkensteuervorrichtung von einer tatsächlichen Tastatur-/Schreibmarkensteuervorrichtung simulieren. Dementsprechend generiert die AT-Tastatursteuerung 30 in Schritt 48 eine herkömmliche Unterbrechung der "eingehenden AT-Daten". Zu gegebener Zeit werden die Daten der Tastatur-/Schreibmarkensteuervorrichtung in Schritt S0 an die Nicht-USB-Erkenntnisanwendung geliefert (bei einer Ausführungsform durch die E/A-Bedienung (BIOS) des Computersystems 10)).
Bei einer Ausführungsform jedoch, wo wieder in Schritt 46 die Durchlaufbetriebsweise unterstützt wird, stellt das SMI-Bedienprogramm 21 auch fest, ob die SMI durch das Ende der Durchlaufweise verursacht wird. Wenn die Ursache der SMI die eingehenden Daten von der USB-Steuereinheit 32 sind, stellt das SMI- Bedienprogramm 21 ferner in Schritt 41 fest, ob der Durchlauf noch im Gange ist. Wenn der Durchlauf nicht im Gange ist, geht das SMI-Bedienprogramm 21 in der oben beschriebenen Weise zu Schritt 48 weiter, andernfalls setzt das SMI-Bedienprogramm 21 den Prozessor 12 in Schritt 49 wieder in seine normale Betriebsweise ein. Während der Prozessor 12 in seiner normalen Betriebsweise funktioniert, überwacht die SMI-Generierungsschaltung 25 in Schritt 51 das Ende der Durchlaufweise. Nach Erfassen des Endes der Durchlaufweise generiert die SMI- Generierungsschaltung 25 in Schritt 46 eine andere SMI (dieses Mal mit dem Ende der Durchlaufweise als Ursache). Dieses Mal stellt das SMI-Bedienprogramm 21 in Schritt 46 fest, daß das Ende der Durchlaufweise die Ursache der SMI ist. Dann geht das SMI-Bedienprogramm 21 in der weiter oben beschriebenen Weise direkt zu Schritt 48 weiter.
Bei ausgehenden Daten aus der Nicht-USB-Erkenntnisanwendung in Schritt 52, Fig. 3, legt die SMI-Generierungsschaltung 25 bei der dargestellten Ausführungsform in der gezeigten Weise in Schritt S4 fest, ob die ausgehenden Daten an die USB-Steuereinheit 32 umgeleitet werden sollten. Sind die ausgehenden Daten unter denjenigen Daten, die umgeleitet werden sollten, generiert die SMI-Generierungsschaltung 25 in Schritt S6 eine SMI. In gleicher Weise stellt die SMI- Generierungsschaltung 25 bei übertragener Steuerung die Ursache der SMI fest und leitet die Daten der Tastatur-/Schreibmarkensteuervorrichtung in Schritt S8 zu der USB-Steuereinheit 32 um. Dementsprechend leitet die USB-Steuereinheit 32 die Daten in Schritt 60 zu der Tastatur-/Schreibmarkensteuervorrichtung 34/36 weiter und liefert dadurch in Schritt 62 die Daten an die Tastatur-/Schreibmarkensteuervorrichtung 34/36.
Wieder in Schritt S4 aktiviert die SMI-Generierungsschaltung 25, wenn festgelegt wird, daß die ausgehenden Daten nicht umgeleitet werden sollten, in Schritt 64 dynamisch eine Durchlaufbetriebsweise und ermöglicht dadurch, daß die ausgehenden Daten in Schritt 66 hindurch zu der AT-Tastatursteuereinheit 30 strömen.
Fig. 4 veranschaulicht einen Anzahl von Steuerregistern, die bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, um die oben beschriebenen Verfahrensschritte auszuführen. Wie gezeigt ist, umfassen diese Steuerregister ein SMI-Aktivierungsregister 80, ein SMI-Anforderungsregister 84 und ein Umleitungsregister 88 für die Daten der Tastatur-/Schreibmarkensteuervorrichtung (im folgenden einfach "Umleitungsregister"). Bei einer Implementierung sind die Register 80, 84 und 88 in der PCI/ISA-Brücke 24 angeordnet und in dem PCI-Konfigurationsadressenraum dargestellt, jedoch können auch eine andere Unterbringung und Darstellung verwendet werden. Außerdem können alternative Speichermittel eingesetzt werden, um die entsprechenden Steuerinformationen zu halten und gemeinsam zu nutzen.
Für den Zweck der vorliegenden Erfindung umfaßt das SMI-Aktivierungsregister 80 insbesondere ein Bit 82 zur Aktivierung der USB-AT-Kompatibilität, das bei Setzung die Aktivierung der wesentlichen Elemente der vorliegenden Erfindung angibt, um die gewünschte Abwärtskompatibilität für die Nicht-USB-Erkenntnisanwendungen bereitzustellen und mithin zu ermöglichen, daß die Kompatibilitäts-Betriebsweise wahlweise ein- oder ausgeschaltet wird. Das SMI-Anforderungsregister 84 umfaßt insbesondere ein SMI-Quellen-Bit 86, das bei Setzung eine SMI als durch die SMI-Generierungsschaltung 25 ausgelöst angibt und mithin andere SMI-Generierungsschaltungen zum Generieren von SMIs ermöglicht, die aus anderen Gründen in das Computersystem 10 aufgenommen werden sollen.
Das Umleitungsregister 88 umfaßt eine Mehrzahl von Aktivierungsbits 90- 99. Das Aktivierungsbit 90 aktiviert die Generierung von SMIs für eingehende USB-Daten. Die Aktivierungsbits 92-98 aktivieren jeweils die Umleitung zum Schreiben in den Port 64 h, das Auslesen aus dem Port 64 h, das Einschreiben in den Port 60 h und das Auslesen aus dem Port 60 h, wobei die Ports 64 h und 60 h Ports der AT-Tastatursteuereinheit 30 sind. Das Aktivierungsbit 99 aktiviert die SMI- Generierungsschaltung 25 dazu, in der Durchlaufbetriebsweise zu funktionieren. Das Umleitungsregister 88 umfaßt ferner eine Mehrzahl von SMI-Ursachenbits 110- 110. Die SMI-Ursachenbits 100-108 geben die Ursache einer SMI als eingehende USB-Daten und jeweils des Einschreibens in den Port 64 h, des Auslesens aus dem Port 64 h, des Einschreibens in den Port 60 h und des Auslesens aus dem Port 60 h an. Das SMI-Ursachenbit 100 gibt bei Setzung an, daß die SMI durch das Ende eines Durchlaufvorgangs verursacht wird. Schließlich umfaßt das Umleitungsregister 88 ferner eine Mehrzahl von Zustandsbits 112-114. Das Zustandsbit 112 gibt an, daß bestimmte vorbestimmte Daten zur Zeit zu der AT-Tastatursteuereinheit 30 hindurchlaufen können, wohingegen das Zustandsbit 114 die Notwendigkeit angibt, am Ende des Durchlaufvorgangs eine SMI auszulösen (die entstehen kann, wenn der Fall von eingehenden USB-Daten auftritt, während der Datendurchlauf im Gange ist).
Fig. 5 veranschaulicht eine Ausführungsform der SMJ-Generierungsschaltung 25. Bei der dargestellten Ausführungsform umfaßt die SMI-Generierungsschaltung 25 eine Anzahl von speziellen SMI-Generierungsschaltungen 122-130 und 133 sowie eine Zustandsmaschine 132, die in der gezeigten Weise miteinander gekoppelt sind. Die Ausgänge der spezifischen SMI-Generieningsschaltungen 122 - 130 und 133 sind mit einem ODER-Gatter 134 gekoppelt. Des weiteren umfaßt die SMI-Generierungsschaltung 25 ein UND-Gatter 136. Die speziellen SMI-Generierungsschaltungen 122-130 werden jeweils dazu verwendet, SMIs für das Einschreiben von eingehenden USB-Daten in den Port 64 h, das Auslesen aus dem Port 64 h, das Einschreiben in den Port 60 h und das Auslesen aus dem Port 60 h zu generieren. Die Zustandsmaschine 132 wird dazu verwendet, die Durchlaufbetriebsart zu aktivieren und zu steuern, wohingegen die SMI-Generierungsschaltung 133 dazu dient, bedingt eine SMI am Ende eines Durchlaufvorgangs zu generieren. Der Gebrauch des ODER-Gatters 134 ist ohne Erläuterung verständlich, wohingegen das UND-Gatter 136 dazu verwendet wird, die von der USB-Steuereinheit 32 erzeugten Buszyklen für die Tastatur-/Schreibmarkensteuervorrichtungsdaten "abzuschalten".
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die speziellen SMI-Generierungsschaltungen 122-128 ähnlich aufgebaut. Fig. 6 veranschaulicht eine Ausführungsform noch weiter. Wie gezeigt ist, umfassen die speziellen SMI- Generierungsschaltungen 122, 124, 126 oder 128 (im folgenden 120 s) Kombinationsdecodierer 144 und 147, ein Verzögerungselement 145, die S-R-Kippschaltung 146 und die UND-Gatter 148 und 149, die in der gezeigten Weise miteinander gekoppelt sind. Der Kombinationsdecodierer 144 empfängt Tastatur- und PCI-Konfigurationsraumzugriffe und (aus den Buszyklen durch die PCI/IS-Brücke 24 decodierte) Lese- /Schreib-Signale als Eingaben. Dementsprechend decodiert der Kombinationsdecodierer 144 die Eingaben und gibt entweder ein Signal des Lese-/Schreibport 60 h/64 h oder ein Löschsignal des Lese-/Schreibport 60 h/64 h aus, wenn die empfangenen Eingaben den entsprechenden Zugriff enthalten. Der Kombinationsdecoder 147 empfängt die Durchlaufaktivierung und den Zustand der Zustandsmaschine 132 als Eingaben. Dementsprechend gibt der Kombinationsdecoder 147 ein Aktivierungssignal aus, wenn entweder die Durchlaufaktivierung nicht auf Aktivierung gesetzt wird, sich die Zustandsmaschine 132 in einem der Durchlaufzustände befindet. Das Verzögerungselement 145 wird verwendet, um das Signal des Lese-/Schreibports 60 h/64 h zu verzögern, so daß das UND-Gatter den Lese- /Schreibport 60 h/64 h mit einem von dem Kombinationsdecoder 147 ausgegebenen Aktivierungssignal verknüpft, das das Signal des Lese-/Schreibports 60 h/64 h berücksichtigt. Die S-R-Kippschaltung 146 speichert das Signal des Lese- /Schreibports 60 h/64 h und gibt es wiederum für das geeignete SMI-Verzögerungsbit in dem weiter oben beschriebenen Umleitungsregister 88 und für das UND-Gatter 148 aus. Das UND-Gatter 148 empfängt auch das entsprechende Aktivierungssignal (Aktivierungsbits 92-98) von dem Umleitungsregister 88 und gibt das SMI- Auslösesignal aus, wenn das entsprechende Aktivierungssignal auf Aktivierung gesetzt wird.
Mit anderen Worten, bei der dargestellten Ausführungsform wird der Durchlauf durch dynamische Unterdrückung der Umleitung durch dynamische zeitweilige Unterdrückung der SMI-Generierung mit Hilfe des Verzögerungselements 145, des Kombinationsdecoders 147 und des UND-Gatters 149 erreicht.
Fig. 7 stellt USB-Daten in der SMI-Generierungsschaltung 130 noch ausführlicher dar. Wie gezeigt ist, umfassen die USB-Daten in der SMI-Generierungsschaltung 130 die S-R-Kippschaltung 140 und das UND-Gatter 142. Die S-R- Kippschaltung 140 empfängt entweder das Buszyklussignal für USB-Daten bei der Unterbrechungsgenerierung oder bei der Löschung der eingehenden USB-Daten als Eingabe. Der Ausgang der S-R-Kippschaltung 140 wird wiederum an das entsprechende SMI-Ursachenbit in dem weiter oben beschriebenen Umleitungsregister 88 und an das UND-Gatter 142 abgesetzt. Das UND-Gatter 142 empfängt auch das entsprechende Aktivierungssignal (Aktivierungsbit 90) von dem Umleitungsregister 88 und gibt das SMI-Auslösesignal aus, wenn das entsprechende Aktivierungssignal auf Aktivierung gesetzt wird.
Die Fig. 8-9 stellen die Zustandsmaschine 132 noch ausführlicher dar. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, weist die Zustandsmaschine 132 drei Zustände auf den Ruhezustand 150, den Gatter-1-Zustand 152 und den Gatter-2-Zustand 154. Die SMI-Generierungsschaltung befindet sich in der Durchlaufbetriebsweise, wenn sich die Zustandsmaschine 132 in einem Nichtruhezustand befindet, d. h. entweder im Gatter-1-Zustand 152 oder im Gatter-2-Zustand 154. Im Ruhezustand 150 bleibt die Zustandsmaschine 132 entweder im Ruhezustand 150 oder im Übergang zum Gatter-1-Zustand 152. Im Gatter-1-Zustand 152 kann die Zustandsmaschine 132 im Gatter-1-Zustand 152 bleiben, zum Gatter-2-Zustand 154 übergehen oder zum Ruhezustand 150 zurückkehren. Im Gatter-2-Zustand 152 bleibt die Zustandsmaschine 132 entweder im Gatter-2-Zustand 154 oder geht zum Ruhezustand 150 über.
Im Ruhezustand 150 bleibt die Zustandsmaschine 132 insbesondere im Ruhezustand 150, wie in Fig. 9 gezeigt ist, wenn die Buszyklen für den Lese- /Schreibport 60 h, den Leseport 64 h oder den Schreibport 64 h sind, wobei die Daten ungleich D1h sind. Die Zustandsmaschine 132 geht vom Ruhezustand 150 zum Gatter-1-Zustand 152 über, wenn die Buszyklen für den Schreibport 64 h sind, wobei die Daten gleich D1h sind. Im Gatter-1-Zustand 152 bleibt die Zustandsmaschine 132 im Gatter-1-Zustand 152, wenn die Buszyklen für den Schreibport 64 h sind, wobei die Daten gleich D1h sind, oder für den Leseport 64 h sind. Die Zustandsmaschine 132 geht zum Gatter-2-Zustand 154 über, wenn die Buszyklen für den Schreibport 60 h sind, und die Zustandsmaschine kehrt zum Ruhezustand 150 zurück, wenn die Buszyklen für den Schreibport 64 h sind und die Daten ungleich D1h sind, oder für den Leseport 60 h sind. Im Gatter-2-Zustand 154 bleibt die Zustandsmaschine 132 im Gatter-2-Zustand 154, wenn die Buszyklen für den Schreibport 64 h sind, und geht zum Ruhezustand 150 über, wenn die Buszyklen für den Schreibport 64 h oder den Lese-/Schreibport 60 h sind.
Fig. 10 stellt eine Ausführungsform des Endes der Durchlauf-SMI-Generierungsschaltung dar, die ähnlich wie die SMI-Generierungsschaltung read 60 h, write 60 h, read 64 h und write 64 h aufgebaut ist. Das Ende der Durchlauf-SMI- Generierungsschaltung 133 umfaßt einen Zwischenspeicher 161, Kombinationsdecoder 162 und 163, eine S-R-Kippschaltung 164 und ein UND-Gatter 166. Der Zwischenspeicher 161 speichert den vorherigen Zustand der Zustandsmaschine 132. Der vorherige Zustand wird in Verbindung mit dem derzeitigen Zustand, dem Aktivierungsdurchlaufsignal und der Aktivierung am Ende des Durchlaufvorgangs an den Kombinationsdecoder 163 abgesetzt. Dementsprechend gibt der Kombinationsdecoder 163 ein Signal aus, um das Bit "Durchlauf im Gange" in dem Umleitungsregister 88 zu setzen und rückzusetzen, wenn die Zustandsmaschine 132 vom Ruhezustand zu dem ersten Durchlaufzustand (d. h. zum Gatter 1) übergeht, und wenn die Zustandsmaschine 132 von dem letzten Durchlaufzustand (d. h. dem Gatter 2) zurück in den Ruhezustand geht. Des weiteren gibt der Kombinationsdecoder 163 in dem letzteren Fall ferner das Durchlaufendesignal für die S-R-Kippschaltung 164 aus. In ähnlicher Weise wird der Ausgang der S-R-Kippschaltung 164 so abgesetzt, daß das Bit "SMI-Ursäche = Ende des Durchlaufs" in dem Umleitungsregister gesetzt und rückgesetzt wird und mit dem Aktivierungsdurchlaufsignal verknüpft wird, um die SMI zu generieren. Der Kombinationsdecoder 162 empfängt die Zugriffe auf die Tastatur und den PCI-Konfigurationsraum und das Lese-/Schreib-Signal. Dementsprechend gibt der Kombinationsdecoder 162 das Signal für das Löschen des Durchlaufs für die S-R-Kippschaltung 164 aus, wenn die empfangenen Eingänge einen Zugriff auf das Umleitungsregister 88 enthalten, um das entsprechende SMI- Ursachenbit zu löschen.
Fig. 11 stellt eine Ausführungsform der Funktionsschritte des SMI-Bedienprogramms 21 dar. Wie gezeigt ist, stellt das SMI-Bedienprogramm 21 bei vorliegender Steuerung nach der "Einstellung" fest, ob die SMI von eingehenden USB- Däten verursacht wird, indem es in Schritt 172 das entsprechende "SMI-Ursachen"- Bit im Umleitungsregister 88 untersucht. Wenn die SMI von eingehenden USB- Daten verursacht wird, stellt das SMI-Bedienprogramm 21 ferner fest, ob der Durchlauf im Gange ist, indem es in Schritt 173 das entsprechende Zustandsbit im Umleitungsregister 88 untersucht. Wenn der Durchlauf nicht im Gange ist, liest das SMI-Bedienprogramm dann in Schritt 174 die eingehenden Daten von dem Arbeitsspeicher der USB-Steuereinheit 32 ein. (Es sei angemerkt, daß sich der Arbeitsspeicher der USB-Steuereinheit 32 nicht unbedingt in der USB-Steuereinheit 32 befindet, er kann sich auch im Hauptspeicher 18 befinden). Nach dem Lesen der eingehenden Daten schreibt das SMI-Bedienprogramm 21 in Schritt 176 die Daten und den Zustand in die Ports 60 h und 64 h der AT-Tastatursteuereinheit 30 ein und verwendet dabei AT-Befehle, die so simulieren, als ob die Daten von einer tatsächlichen Tastatur-/Schreibmarkensteuerung empfangen würden.
Wenn wieder in Schritt 173 festgestellt wird, daß der Durchlauf im Gange ist, setzt das SMI-Bedienprogramm 21 in Schritt 175 das Bit "SMI am Ende des Durchlaufs" im Umleitungsregister 88, um die Notwendigkeit zu bezeichnen, die SMI am Ende des Durchlaufvorgangs zu generieren. Wie weiter oben beschrieben, bewirkt das Setzen des "Notwendigkeits"-Bits, daß wieder eine neue SMI generiert wird, wenn der laufende Durchlaufvorgang abgeschlossen ist.
Wenn wieder in Schritt 172 die SMI nicht durch eingehende USB-Daten verursacht wird, stellt das SMI-Bedienprogramm 21 ferner in Schritt 178 fest, ob die SMI durch Buszyklen für den Lese-/Schreibport 60 h/64 h verursacht wird, indem es die entsprechende "SMI-Ursache" im Umleitungsregister 88 untersucht. Wenn Buszyklen für den Lese-/Schreibport 60 h/64 h die Ursache der SMI sind, liest das SMI- Bedienprogramm 21 in Schritt 180 die ausgehenden Daten aus dem entsprechenden Datenpuffer in der PCI/ISA-Brücke 24 aus und schreibt in Schritt 182 die Daten in den Arbeitsspeicher der USB-Steuereinheit 32.
Wenn wieder in Schritt 184 die SMI auch nicht durch Buszyklen für das Lesen/Schreiben in Port 60 h/64 h verursacht wird, stellt das SMI-Bedienprogramm 21 ferner fest, ob die SMI durch das Ende des Durchlaufs verursacht wird, indem es in Schritt 184 die entsprechende "5141-Ursache" im Umleitungsregister 88 untersucht. Wenn das Ende des Durchlaufs die Ursache des SMI ist, führt das SMI-Bedienprogramm 21 in der weiter oben beschriebenen Weise die Schritte 174 und 176 aus.
Wenn wieder in Schritt 184 die SMI auch nicht durch das Ende des Durchlaufs verursacht wird, bedient das SMI-Bedienprogramm 21 dann in Schritt 190 die SMI dementsprechend abhängig davon, welche von den Ursachen nach dem Stande der Technik den SMI ausgelöst haben. Schließlich führt das SMI-Bedienprogramm 21 ungeachtet der beim Bedienen der SMI in der weiter oben beschriebenen Weise ausgeführten Bedienung den Prozessor 12 in seine normale Ausführungsweise zurück.
Mithin wurden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur leichteren Daten-E/A zwischen einer USB-Tastatur-/Schreibmarkensteuerung und einer Nicht-USB-Erkenntnisanwendung beschrieben. Zwar wurden das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in bezug auf die oben dargestellten Ausführungsformen beschrieben, jedoch werden die Fachleute erkennen, daß die Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung kann mit Modifizierung und Änderung innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche ausgeführt werden. Mithin ist die Beschreibung als die vorliegende Erfindung veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten.

Claims

1. Vorrichtung mit:

einer ersten Schaltung (25) zum Überwachen von durch eine mit einem gekoppelten universellen seriellen Bus (USB) kompatible Steuereinheit (32) erzeugten Buszyklen zum Zwecke des Übertragens von eingehenden Daten von einer USB-kompatiblen Tastatur (34)/Schreibmarkensteuervorrichtung (36), und entsprechend dem Erfassen der Buszyklen das Erzeugen einer ersten unmaskierbaren transparenten System-Management-Unterbrechung (SMI) zum Zwecke des Umleitens der Daten zu einer Tastatursteuereinheit (30) von hochentwickelter Technik; und

einer zweiten Schaltung (25) zum Überwachen von Lese-/Schreibaktivitäten gegen vorbestimmte Ports der AT-Tastatursteuereinheit (30) durch einen angeschlossenen Prozessor (12), und entsprechend der Festlegung, daß die den Lese-/Schreibaktivitäten zugeordneten Daten zu der USB-kompatiblen Tastatursteuereinheit (30) umzuleiten sind, das Erzeugen einer zweiten unmaskierbaren transparenten SMI zum Zwecke des Umleitens der zugeordneten Daten zu der Tastatursteuereinheit (32) von hochentwickelter Technik.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Schaltung (25) mindestens ein Schaltungselement, (136) zum Beenden der von der gekoppelten USB-kompatiblen Steuereinheit (32) erzeugten Buszyklen umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schaltung (25) folgendes umfaßt:

eine erste Triggerschaltung (122 oder 126) zum Überwachen der Lese- /Schreibaktivitäten, die der gekoppelte Prozessor (12) zum Lesen an dem vorbestimmten Port der AT-Tastatursteuereinheit (30) vorsieht, und dementsprechend zum Erzeugen der unmaskierbaren transparenten SMI.

eine zweite Triggerschaltung (124 oder 128) zum Überwachen der Lese-/Schreibaktivitäten, die der gekoppelte Prozessor (12) zum Schreiben an einem vorbestimmten Port der AT-Tastatur (30) vorsieht, und dementsprechend zum Erzeugen der unmaskierbaren transparenten SMI.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schaltung (25) folgendes umfaßt:

eine erste Triggerschaltung (122, 124) zum Überwachen der Lese- /Schreibaktivitäten, die der gekoppelte Prozessor (12) für einen vorbestimmten von einem Lese- oder einem Schreibvorgang vorsieht, gegen einen ersten vorbestimmten Port der AT-Tastatursteuereinheit (30), und dementsprechend zum Erzeugen der unmaskierbaren transparenten SMI,

eine zweite Triggerschaltung (126, 128) zum Überwachen der Lese- /Schreibaktivitäten, die der gekoppelte Prozessor (12) für den gleichen vorbestimmten Lese-/Schreibvorhang vorsieht gegen einen zweiten vorbestimmten Port der AT-Tastatursteuereinheit (30), und dementsprechend zum Erzeugen der unmaskierbaren transparenten SMI.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schaltung (25) eine Durchlaufbetriebsweise umfaßt, während der die Erzeugung der unmaskierbaren transparenten SMI durch die zweite Schaltung zeitweilig ausgesetzt wird und die zugeordneten Daten zu der AT-Tastatursteuereinheit (30) hindurchlaufen können.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die zweite Schaltung (25) folgendes umfaßt:

eine Zustandsmaschine (132) zum Betreiben der zweiten Schaltung (25) in der Durchlaufweise; und

eine mit der Zustandsmaschine (132) gekoppelte erste Triggerschaltung (133) zum Überwachen des Endes des Durchlaufvorgangs und dementsprechend zum bedingten Erzeugen der unmaskierbaren transparenten SMI, wenn ein empfangenes Notwendigkeitseingabesignal anzeigt, daß es erforderlich ist, die unmaskierbaren transparenten SMI zu erzeugen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die zweite Schaltung (25) des weiteren folgendes umfaßt:

eine mit der Zustandsmaschine (132) gekoppelte zweite Triggerschaltung (122 oder 126) zum Überwachen der Lese-/Schreibaktivitäten, die der gekoppelte Prozessor (12) zum Lesen an einem vorbestimmten Port der AT- Tastatursteuereinheit (30) vorsieht, und dementsprechend zum bedingten Erzeugen der unmaskierbaren transparenten SMI, wenn die Zustandsmaschine (132) die zweite Schaltung (25) nicht in die Durchlaufweise gebracht hat; und

eine mit der Zustandsmaschine (132) gekoppelte dritte Triggerschaltung (124 oder 128) zum Überwachen der Lese-/Schreibaktivitäten, die der gekoppelte Prozessor (12) zum Lesen an einem vorbestimmten Port der AT- Tastatursteuereinheit (30) vorsieht, und dementsprechend zum bedingten Erzeugen der unmaskierbaren transparenten SMI, wenn die Zustandsmaschine (132) die zweite Schaltung (25) nicht in die Durchlaufweise gebracht hat.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die zweite Schaltung (25) des weiteren folgendes umfaßt:

eine mit der Zustandsmaschine (132) gekoppelte zweite Triggerschaltung (122, 124) zum Überwachen der Lese-/Schreibaktivitäten, die der gekoppelte Prozessor (12) für einen vorbestimmten von einem Lese- oder einem Schreibvorgang gegen einen ersten vorbestimmten Port der AT-Tastatursteuereinheit (30) vorsieht, und dementsprechend zum bedingten Erzeugen der unmaskierbaren transparenten SMI, wenn die Zustandsmaschine (132) die zweite Schaltung (25) nicht in die Durchlaufweise gebracht hat; und

eine mit der Zustandsmaschine (132) gekoppelte dritte Triggerschaltung (126, 128) zum Überwachen der Lese-/Schreibaktivitäten, die der gekoppelte Prozessor (12) für den gleichen vorbestimmten Lese-/Schreibvorhang gegen einen zweiten vorbestimmten Port der AT-Tastatursteuereinheit (30) vorsieht, und dementsprechend zum bedingten Erzeugen der unmaskierbaren transparenten SML, wenn die Zustandsmaschine (132) die zweite Schaltung (25) nicht in die Durchlaufweise gebracht hat.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, des weiteren mit einem SMI-Bedienprogramm (21) zum Umleiten der eingehenden Daten zu der AT-Tastatursteuereinheit (30) entsprechend der ersten unmaskierbaren transparenten SMI und zum Umleiten der ausgehenden, den Lese-/Schreibaktivitäten zugeordneten Daten zu der USB-kompatiblen Tastatursteuereinheit (32) entsprechend der zweiten unmaskierbaren transparenten SMI.

10. Vom Computer ausgeführtes Verfahren zum Erleichtern der Dateneingabe/- ausgabe (110) zwischen einer mit einem universellen seriellen Bus (USB) kompatiblen Steuereinheit (34)/Schreibmarkensteuervorrichtung 32) und einer Nicht-UBS-Erkenntnisanwendung; wobei das vom Computer ausgefUhrte Verfahren folgendes umfaßt:

das Überwachen von durch eine mit einem gekoppelten universellen seriellen Bus (USB) kompatible Steuereinheit (32) erzeugten Buszyklen zum Zwecke des Übertragens der eingehenden Daten von der USB-kompatiblen Tastatur (34)/Schreibmarkensteuervorrichtung (36); und entsprechend dem Erfassen der Buszyklen das Erzeugen einer ersten unmaskierbaren transparenten System-Management-Unterbrechung (SMI);

das Umleiten der eingehenden Daten von der USB-kompatiblen Tastatur (34)/Schreibmarkensteuervorrichtung (36) zu einer Tastatursteuereinheit (30) von hochentwickelter Technik (AT) entsprechend der ersten unmaskierbaren transparenten SMI;

das Überwachen von durch einen gekoppelten Prozessor (12) erzeugten Lese-/Schreibaktivitäten gegen vorbestimmte Ports der AT-Tastatursteuereinheit (30) und entsprechend der Festlegung, daß die den Lese-/Schreibaktivitäten zugeordneten Daten zu der USB-kompatiblen Tastatursteuereinheit (30) umzuleiten sind, das Erzeugen einer zweiten unmaskierbaren transparenten SMI; und

das Umleiten der zugeordneten Daten zu der USB-kompatiblen Steuereinheit (32) entsprechend der zweiten unmaskierbaren transparenten SMI.

11. Vom Computer ausgeführtes Verfahren gemäß Anspruch 10, des weiteren mit:

dem Einleiten einer Durchlaufweise; und

dem Liefern der den Lese-/Schreibaktivitäten zugeordneten Daten zu der AT-Tastatursteuereinheit (30).

12. Vom Computer ausgeführtes Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei die Durchlaufweise des weiteren das Stoppen des Umleitens der eingehenden Daten von der USB-kompatiblen Tastatur (34)/Schreibmarkensteuervorrichtung (36) zu der AT-Tastatursteuereinheit (30) umfaßt.

13. Vom Computer ausgeführtes Verfahren gemäß Anspruch 12, des weiteren mit:

dem Überwachen auf ein Ende der Durchlaufweise; und

dem Umleiten der eingehenden Daten von der USB-kompatiblen Tastatur (34)/Schreibmarkensteuervorrichtung (36) zu der AT-Tastatursteuereinheit (30) entsprechend dem Ende der Durchlaufweise.