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Die
Erfindung betrifft eine Robotersteuerung, bei der eine Anzeigevorrichtung
von dem Körper
der Robotersteuerung getrennt ist.
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Für das Anzeigen
von Bilddaten auf einer Anzeigevorrichtung muss an die Anzeigevorrichtung eine
Graphiksteuerschaltung (Video Graphics Array, VGA) angeschlossen
werden, die an die Schnittstelle der Anzeigevorrichtung angepasst
ist. Zum Übertragen
von Bilddaten von der VGA-Steuerung zur Anzeigevorrichtung gibt
es ein Verfahren, das eine digitale VGA-Steuerung zum Überfragen
von Daten in Form eines Digitalsignals verwendet, sowie ein Verfahren, das
eine analoge VGA-Steuerung zum Übertragen von
Daten in Form eines Analogsignals verwendet.
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Wird
die digitale VGA-Steuerung eingesetzt, bestehen das R- (rote), G-
(grüne-)
und B- (blaue) Farbsignal jeweils aus 4 bits, siehe 3.
Ein horizontales Synchronisierungssignal (HSYNC), ein vertikales
Synchronisierungssignal (VSYNC) und ein Data-Enable-Signal (DE)
werden als Synchronisierungssignale benötigt. Somit werden fünfzehn Signalleitungen
benötigt.
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Wird
die analoge VGA-Steuerung eingesetzt, werden R-, G-, B-Farbsignale
in Form analoger Signale von der VGA-Steuerung zur Anzeigevorrichtung über drei
Signalleitungen übermittelt.
Dann unterliegt das analoge Signal einer A/D-Wandlung auf der Seite
der Anzeigevorrichtung, so dass es an die Schnittstelle der Anzeigevorrichtung
angepasst wird. Eine Signalleitung ist jeweils für das horizontale Synchronisierungssignal
(HSYNC) und das vertikale Synchronisierungssignal (VSYNC) erforderlich.
Zudem muss manchmal ein Data-Enable-Signal (DE) überfragen werden, so dass insgesamt
fünf oder sechs
Signalleitungen benötigt
werden.
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Arbeitsroboter
verwenden eine Anzahl von Daten, die auf der Anzeigevorrichtung
angezeigt werden müssen.
Werden auf der Anzeigevorrichtung Bilddaten angezeigt, die von einer
VGA-Steuerung einer Personalcomputer-Karte oder dergleichen überfragen
werden, die an einer Robotersteuervorrichtung montiert ist, werden
15 Signalleitungen für die
digitale VGA-Steuerung und 5 (oder 6) Signalleitungen für die analoge
VGA-Steuerung benötigt,
wie oben beschrieben.
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Eine
digitale VGA-Steuerung übermittelt
Signale akkurat, weil digitale Signale überfragen werden. Befindet
sich jedoch eine Anzeigevorrichtung getrennt von dem Körper einer
Robotersteuerung, verhindert eine bloße Verlängerung der Signalleitung die
normale Signalübermittlung,
weil Signale von einer digitalen VGA auf dem TTL-(Transistor-Transistor-Logik-) Pegel
liegen, so dass sich ihr Pegel in der Signalleitung verringert.
Daher muss das Signal in Form einer differentiellen Ausgabe übertragen
werden (d. h. Daten werden auf Basis des Unterschieds zwischen dem
jeweiligen Signal und einem Inversionssignal des Signals übermittelt).
Dazu sind Signalleitungen zum Übertragen
der Inversionssignale erforderlich, wodurch sich die Anzahl der
Signalleitungen verdoppelt. Bei dem in 3 dargestellten
System ist die Anzahl der Signalleitungen (15 × 20) nicht durchführbar.
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Dagegen
kann bei der analogen VGA-Steuerung die Anzahl der Signalleitungen
verringert werden. Der A/D-Wandler wird jedoch benötigt, wie
oben beschrieben. Dies erfordert die Verwendung eines Koaxialkabels
mit größerem Durchmesser,
wodurch es weniger flexibel in der Handhabung ist, wenn eine Anzeigevorrichtung,
wie ein Einlern-Handterminal, für
die Bedienung mit der Hand gehalten werden muss. Weil ein analoges
Signal übertragen
werden muss, sinkt der Signalpegel. Somit ist die Anzahl an Farben
beschränkt,
die angezeigt werden kann, und zudem werden Unterschiede in den
Verzögerungen zwischen
den einzelnen Farben erzeugt, wodurch eine Abweichung von der Synchronisierung
erfolgt.
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Ein
Beispiel für
eine Kabelverbindung, die mehrere Signalleitungen umfasst, zwischen
einem Hostcomputer oder einer anderen Vorrichtung und einer entfernten
Anzeige wird in
US-A-5
136 695 gegeben.
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Eine
Umwandlung von Bilddaten in serielle Daten für die Übertragung über ein Koaxialkabel ist aus
JP-A-54 145 435 für den Spezialfall
einer Verbindung zwischen Master- und Slave-Anzeigevorrichtungen
bekannt, die mit einem Computer verbunden sind.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Robotersteuerung,
die Bilddaten akkurat übertragen
und ein flexibles Kabel verwenden kann, sogar wenn sich eine Anzeigevorrichtung
getrennt von dem Körper
der Robotersteuerung befindet.
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Zur
Lösung
der obigen Aufgabe ist bei einer erfindungsgemäßen Robotersteuerung eine Anzeigevorrichtung
von dem Körper
der Robotersteuerung getrennt, der Körper der Robotersteuerung und
die Anzeigevorrichtung sind miteinander über eine Leitung mit verdrillten
Adernpaaren (Twisted-Pair-Leitung) oder ein Koaxialkabel verbunden
und Bilddaten, die von einer an dem Körper der Robotersteuerung befindlichen
Grafiksteuerschaltung geliefert werden, werden in serielle Daten
umgewandelt und an die Anzeigevorrichtung übermittelt.
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Bei
einer ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Robotersteuerung
ist eine Anzeigevorrichtung von dem Körper der Robotersteuerung getrennt,
ein Treiber an dem Körper
der Robotersteuerung und ein Empfänger an der Anzeigevorrichtung sind
miteinander über
eine Twisted-Pair-Leitung oder ein Koaxialkabel verbunden, der Treiber
und der Empfänger
sind mit einer Phase-Locked-Loop-Schaltung ausgestattet, so dass
die Phasen des Treibers und des Empfängers aneinander an gepasst
werden können,
und Bilddaten, die von einer Grafiksteuerschaltung geliefert werden,
die sich an dem Körper der
Robotersteuerung befindet, werden in zwei Abschnitte unterteilt,
so dass serielle Hochgeschwindigkeitskommunikation mit doppelter
Geschwindigkeit erfolgen kann.
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Bei
einer zweiten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Robotersteuerung
ist eine Anzeigevorrichtung von dem Körper der Robotersteuerung getrennt
und der Körper
der Robotersteuerung und die Anzeigevorrichtung sind miteinander über eine Twisted-Pair-Leitung
oder ein Koaxialkabel verbunden. Der Körper der Robotersteuerung umfasst:
eine Latch-Schaltung zum Zwischenspeichern von Bilddaten, die von
der Graphiksteuerschaltung übertragen werden,
in einer Menge, die mehreren Pixeln entspricht; einen RAM zum aufeinanderfolgenden
Speichern von Bilddaten, die mehreren Pixeln entsprechen und von
der Latch-Schaltung zwischengespeichert wurden; einen Treiber zum
aufeinanderfolgenden Übertragen
von Bilddaten, die mehreren Pixeln entsprechen und in dem RAM gespeichert
sind, an die Twisted-Pair-Leitung oder das Koaxialkabel; und eine
Steuerschaltung zum Steuern der Zwischenspeicherung von Bilddaten,
die durch die Latch-Schaltung erfolgen soll, zum Schreiben und Lesen
von Bilddaten in den und aus dem RAM und zum Übertragen von Bilddaten, die
mehreren Pixeln entsprechen, aus dem RAM an die Twisted-Pair-Leitung
oder das Koaxialkabel durch den Treiber. Zudem umfasst die Anzeigevorrichtung:
einen Empfänger,
der mit der Twisted-Pair-Leitung oder dem Koaxialkabel verbunden
ist; einen RAM zum aufeinanderfolgenden Speichern von Bilddaten
für mehrere Pixel,
die von dem Empfänger
empfangen wurden; eine Latch-Schaltung zum Zwischenspeichern von Bilddaten
für mehrere
Pixel, die aus dem RAM gelesen wurden, und zum Übertragen von Bilddaten für jeweils
ein Pixel pro Zeiteinheit an eine Anzeigevorrichtung; eine Anzeigevorrichtung
und eine Steuerschaltung zum Steuern von Schreiben und Lesen von Bilddaten
für mehrere
Pixel, die von dem Empfänger auf
den und von dem RAM geliefert werden, Zwischenspeichern von Bilddaten
für mehrere
Pixel, das von der Latch-Schaltung durchgeführt werden soll, und zum Abtrennen
und Übertragen
von Bilddaten für ein
Pixel von Bilddaten für
die mehreren Pixel, die von der Latch-Schaltung zwischengespeichert
wurden, so dass eine serielle Hochgeschwindigkeitskommunikation
durchgeführt
werden kann.
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Die
Erfindung ist derart gestaltet, dass Bilddaten an die Anzeigevorrichtung
mittels serieller Hochgeschwindigkeitskommunikation übertragen werden
und zudem die Übertragungsleitung
eine Twisted-Pair-Leitung oder ein Koaxialkabel mit einer kleinen
Anzahl an Kernen sein kann. Dadurch kann ein genaues Bild erhalten
werden, und das Kabel kann genügend
biegsam sein, dass die Bedienbarkeit von einem Einlern-Handterminal
oder dergleichen, an dem die Anzeigevorrichtung montiert ist, besser
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm von einem wesentlichen Teil einer ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 ein
Blockdiagramm von einem wesentlichen Teil einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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3 ein
Diagramm zur Veranschaulichung eines herkömmlichen Verfahrens zum Übertragen von
Bilddaten von einer digitalen VGA und
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4 ein
Diagramm zur Veranschaulichung eines herkömmlichen Verfahrens zum Übertragen von
Bilddaten von einer analogen VGA.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung ist für
die serielle Hochgeschwindigkeitskommunikation von Daten zwischen dem
Körper
einer Robotersteuerung und einer Anzeigevorrichtung gestaltet. Die
serielle Hochgeschwindigkeitskommunikation kann beispielsweise mittels Fibre
Channel (500 Mbps), IEEE1394 (100 Mbps) oder dergleichen standardisiert
werden.
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Das
Blockdiagramm in 1 zeigt eine Ausführungsform
der Erfindung, wobei die Übertragung mittels
Fibre Channel (500 Mbps) erfolgt.
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Ein
Körper 10 der
Robotersteuerung verfügt über einen
Codewandler 12 zum Umwandeln von 16-bit-Bilddaten, die
von einer VGA-Steuerung 11 eines Karten-Personalcomputers oder dergleichen an dem
Körper 10 der
Robotersteuerung übermittelt werden,
in 10-bit-Daten sowie über
einen Treiber 13 für
Fibre Channel (500 Mbps), der derart gestaltet ist, dass er von
dem Codewandler 12 gelieferte Daten an eine Übertragungsleitung übermittelt.
Eine Anzeigevorrichtung 20 umfasst einen Empfänger 21 für Fibre Channel
(500 Mbps), der Daten von der Übertragungsleitung
empfängt,
einen Codewandler 22 zum Umwandeln von 10-bit-Daten, die
von dem Empfänger 21 geliefert
werden, in 16-bit-Daten und eine Flüssigkristallanzeige-(LCD-)
Vorrichtung 23 zum Anzeigen eines Bildes in Übereinstimmung
mit Daten, die vom Codewandler 22 geliefert werden. Eine Übertragungsleitung
zum Herstellen der Verbindung zwischen dem Körper 10 der Robotersteuerung
und der Anzeigevorrichtung 20 besteht aus einer Twisted-Pair-Leitung.
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Ein
4-bit-Farbsignal wird jeweils für
R, G und B parallel von der VGA-Steuerung 11 in
Zyklen von 25 MHz übertragen.
Synchronisierungssignale, d. h. ein horizontales Synchronisierungssignal
(HSYNC) und ein vertikales Synchronisierungssignal (VSYNC), sowie
ein Data-Enable-Signal (DE) werden von der VGA-Steuerung 11 übertragen.
Der Codewandler 12 empfängt
zwar parallele 15-bit-Eingabesignaldaten, aber ein bit wird für ein Leer-Eingabesignal
geliefert, so dass die Eingabesignaldaten zu 16-bit-Eingabesignaldaten
werden. Diese 16-bit-Daten werden in 10-bit-Daten umgewandelt. Somit werden parallele
10-bit-Signaldaten in Zyklen von 50 MHz übermittelt. D. h. die 4-bit-Daten,
die in Zyklen von 25 MHz eingegeben werden, werden in 5-bit-Daten
umgewandelt. So werden 16-bit-Daten in 20-bit-Daten umgewandelt,
die in 10-bit-Daten geteilt werden, und parallele 10-bit-Signaldaten
werden zweimal in Zyklen von 50 MHz, also dem Doppelten von 25 MHz, übertragen.
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Der
Treiber 13 wandelt parallele 10-bit-Signaldaten in serielle
Signaldaten um und überträgt diese
an eine Twisted-Pair-Leitung 30. D. h. der Treiber 13 und
der Empfänger 21 haben
eine PLL-(Phase-Locked-Loop-)Schaltung, so dass die Phase der Signale
des Treibers 13 und des Empfängers 21 miteinander
in Übereinstimmung
gebracht werden. Die von der PLL-Schaltung eingerastete Phase wird
gelöst,
wenn vier Signale mit einem Pegel von "1" (hoher
Pegel) oder "0" (niedriger Pegel)
hintereinander auftreten. Deshalb stellt der Codewandler 12 ein
bit, das bei der Erhöhung
von vier bit auf fünf
bit erzeugt wird, derart ein, dass der Pegel "1" oder "0" nicht aufeinanderfolgend erscheint.
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Der
Empfänger 21 der
Anzeigevorrichtung 20 empfängt 10-bit-Daten in Zyklen
von 50 MHz von der Twisted-Pair-Leitung 30 und wandelt
dann die 10-bit-Daten in parallele Signaldaten um, die zum Codewandler 22 übertragen
werden. Der Codewandler 22 empfängt parallele 10-bit-Signaldaten
zweimal und wandelt die Signale in 5-bit-Einheiten in 4-bit-Signale
um. So werden insgesamt 16-bit-Signale gebildet. Der Codewandler 22 übermittelt
somit an die Flüssigkristallanzeige-(LCD-)Vorrichtung 23 ein 4-bit-Farbsignal
für R (rot),
ein 4-bit-Farbsignal für
G (grün),
ein 4-bit-Farbsignal
für B (blau),
ein horizontales Synchronisierungssignal (HSYNC), ein vertikales Synchronisierungssignal
(VSYNC) und ein Data-Enable-Signal (DE) in Zyklen von 25 MHz. Die
Flüssigkristallanzeige-(LCD-)Vorrichtung 23 zeigt
ein Bild in Übereinstimmung
mit den empfangenen Bildsignalen ähnlich wie das herkömmliche
System an.
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Bei
dieser Ausführungsform
werden Bilddaten in Form digitaler Signale von dem Körper 10 der Robotersteuerung
an die Anzeigevorrichtung 20 mittels serieller Hochgeschwindigkeitskommunikation entsprechend
dem Fibre-Channel-Standard (500 Mbps) übertragen. Deshalb verschlechtert
sich das Bild nicht. Weil die Übertragungsleitung
eine Twisted-Pair-Leitung ist, ist sie genügend flexibel, sogar wenn die
Anzeigevorrichtung auf einem Einlern-Handterminal montiert ist.
Sogar wenn das Einlern-Handterminal zur Bedienung von einem Benutzer
mit der Hand gehalten wird, beeinträchtigt dies die Bedienbarkeit
des Einlern-Handterminals nicht. Anstelle der Twisted-Pair-Leitungen
kann ein Koaxialkabel verwendet werden. In diesem Fall kann die Anzahl
der Kerne und damit der Gesamt-Außendurchmesser des Kabels verringert
werden. Somit lässt
sich Flexibilität
des Koaxialkabels erzielen und eine schlechtere Bedienbarkeit des
Einlern-Handterminals oder dergleichen verhindern.
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Das
Blockdiagramm in 2 zeigt eine zweite Ausführungsform
der Erfindung, deren Struktur dem IEEE19394-Standard (100 Mbps)
für die
Hochgeschwindigkeitskommunikation entspricht.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
verfügt
ein Körper 40 einer
Robotersteuerung über
eine digitale VGA-Steuerung 41, die 3 bit Farbsignale für R-, G- und
B-Bilder sowie 1
bit horizontales Synchronisierungssignal (HSYNC), vertikales Synchronisierungssignal
(VSYNC) und Data-Enable-Signal (DE) ausgibt. Die R-, G- und B-Signale werden parallel
einer Latch-Schaltung 42 zugeleitet, die das Signal für 3 Pixel
zwischenspeichert. Das horizontale Synchronisierungssignal (HSYNC),
das vertikale Synchronisierungssignal (VSYNC), das Data-Enable-Signal
(DE) und eine Bildpunkt-Taktfrequenz
(Dot-Clock) CL werden einer Steuerschaltung 43 zugeleitet.
Die Latch-Schaltung 42 überträgt parallel
27-bit-Signale (3 bit × 3
Farben (rot, grün
und blau) × 3
Pixel = 27 bit) für
3 Pixel, die parallel in einen Dual-Port-DRAM 44 eingegeben
werden. Entsprechend einem Adresssignal, Schreibsignal und Lesesignal,
die von der Steuerschaltung 43 übertragen werden, werden die
eingegebenen Daten nacheinander in die Bereiche mit den angegebenen
Adressen geschrieben und nacheinander daraus gelesen. Aus dem Dual-Port-DRAM 44 gelesene
27-bit-Daten werden einem Treiber 45 für das IEEE1394 (100 Mbps) zugeleitet,
in serielle Daten umgewandelt und an eine Übertragungsleitung übermittelt,
die eine Twisted-Pair-Leitung 60 ist.
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Eine
Anzeigevorrichtung 50 umfasst einen Empfänger 51 für IEEE1394
(100 Mbps), der mit der Twisted-Pair-Leitung 60 verbunden
ist, einen Dual-Port-DRAM 52 zum Empfangen von R-, G- und B-Signaldaten,
die vom Empfänger 51 übertragen werden,
eine Latch-Schaltung 53 zum Empfangen von 27-bit-Daten,
die von dem Dual-Port-DRAM 52 übertragen werden, eine Steuerschaltung 54 zum
Erzeugen von einer Bildpunkt-Taktfrequenz CL, einem Adresssignal,
einem Schreibsignal, einem Lesesignal, einem horizontalen Synchronisierungssignal (HSYNC),
einem vertikalen Synchronisierungssignal (VSYNC) und einem Data-Enable-Signal
(DE), die dem Dual-Port-DRAM 52 in Übereinstimmung mit einem Signal
von dem Empfänger 51 zugeleitet
werden, und eine Flüssigkristallanzeige-(LCD-)Vorrichtung 55.
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Die
digitale VGA-Steuerung 41 des Körpers 40 der Robotersteuerung übermittelt
an die Latch-Schaltung 42 3-bit-Farbsignale für ein Pixel
für R,
G und B an jeder Bildpunkt-Taktfrequenz CL. Außerdem übermittelt die digitale VGA-Steuerung 41 an die
Steuerschaltung 43 ein horizontales Synchronisierungssignal
(HSYNC), ein vertikales Synchronisierungssignal (VSYNC), ein Data-Enable-Signal (DE)
und die ausgegebene Bildpunkt-Taktfrequenz CL. Je nach den eingegebenen
Signalen erzeugt die Steuerschaltung 43 die Bildpunkt-Taktfrequenz
CL und gibt sie an die Latch-Schaltung 42 aus,
ein Schreibsignal und Lesesignal an den Dual-Port-DRAM 44 und
nacheinander aktualisierte Adresssignale, die dem Schreibsignal
und dem Lesesignal entsprechen, mit einer Rate von 1/3 der Anzahl der
Bildpunkt-Taktfrequenzen CL. Zudem erzeugt die Steuerschaltung 43 ein
Schreibsignal und gibt es an den Treiber 45 aus.
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Infolgedessen
werden 3-bit-Farbsignale für R,
G und B durch die Latch-Schaltung 42 bei
jeder Bildpunkt-Taktfrequenz CL zwischengespeichert. Sind die Farbdaten
für 3 Pixel
als Reaktion auf die drei Bildpunkt-Taktfrequenzen CL zwischengespeichert
worden, wird das Schreibsignal an den Dual-Port-DRAM 44 eingegeben,
wodurch 27-bit-Bilddaten für
3 Pixel in die angegebenen Schreibadressen geschrieben werden, die
nacheinander aktualisiert werden. Zudem werden 27-bit-Daten für 3 Pixel von
den Adressen ausgegeben, die nacheinander als Reaktion auf das Lesesignal
aktualisiert werden. Als Reaktion auf das von der Steuerschaltung 43 gelieferte
Schreibsignal liest der Treiber 45 die Daten und erzeugt
serielle Daten entsprechend dem IEEE1394-Protokoll, die über die
Twisted-Pair-Leitung 60 übertragen werden.
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Der
Empfänger 51 der
Anzeigevorrichtung 50 empfängt Bilddaten von der Twisted-Pair-Leitung 60.
Die Steuerschaltung 54 erzeugt ein horizontales Synchronisierungssignal
(HSYNC), ein vertikales Synchronisierungssignal (VSYNC), ein Data-Enable-Signal (DE)
und eine Bildpunkt-Taktfrequenz CL und überträgt diese an die Flüssigkristallanzeige-(LCD-)Vorrichtung 55.
Zudem übermittelt
die Steuerschaltung 54 eine Bildpunkt-Taktfrequenz CL an
die Latch-Schaltung 53.
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Der
Empfänger 51 wandelt
empfangene 27-bit-Bilddaten für
die Übermittlung
an den Dual-Port-DRAM 52 von seriellen Daten in parallele
Daten um. Als Reaktion auf das von der Steuerschaltung 54 ausgegebene
Schreibsignal speichert der Dual-Port-DRAM 52 die
Daten an der Schreibadresse, die nacheinander aktualisiert wird und
von der aus die gespeicherten Daten ausgegeben werden. Zudem liest
der Dual-Port-DRAM 52 als
Reaktion auf das Lesesignal und die Leseadresse, die von der Steuerschaltung 54 zugeleitet
werden, 27-bit-Bilddaten aus der Leseadresse und überträgt diese
an die Latch-Schaltung 53. Als Reaktion auf die von der Steuerschaltung 54 übertragene
Bildpunkt-Taktfrequenz CL teilt die Latch-Schaltung 53 27-bit-Bilddaten in 3 Portionen
für die
Ausgabe an die Flüssigkristallanzeige-(LCD-)Vorrichtung 55.
Dabei bestehen die 3 Portionen aus einem 3-bit-Rot-Signal, einem 3-bit-Grün-Signal
bzw. einem 3-bit-Blau-Signal, jeweils für ein einzelnes Pixel. Die
mit Bilddaten belieferte Flüssigkristallanzeigevorrichtung 55 zeigt
somit ein Bild ähnlich
wie das herkömmliche
System an.
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Auch
bei der zweiten Ausführungsform
verschlechtert sich das Signal während
der Übermittlung aufgrund
von serieller Hochgeschwindigkeitskommunikation unter Verwendung
eines seriellen Digitalsignals nicht. Es kann zum Beispiel sogar
dann eine akkurate Kommunikation erfolgen, wenn der Körper 40 der
Robotersteuerung und die Anzeigevorrichtung 50 in einem
Abstand voneinander betrieben werden. Weil eine Twisted-Pair-Leitung
als Übertragungsleitung
eingesetzt wird, ist zudem das Kabel genügend flexibel. Sogar wenn eine
Anzeigevorrichtung in ein Einlern-Handterminal oder dergleichen eingebaut wird,
das der Bediener mit der Hand hält,
kann deshalb eine Verschlechterung der Bedienbarkeit verhindert
werden.