EP1154382B1 - Verfahren zur manipulationssicheren Druckdatensteuerung und frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung - Google Patents

Verfahren zur manipulationssicheren Druckdatensteuerung und frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung

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EP1154382B1
EP1154382B1 EP01250293A EP01250293A EP1154382B1 EP 1154382 B1 EP1154382 B1 EP 1154382B1 EP 01250293 A EP01250293 A EP 01250293A EP 01250293 A EP01250293 A EP 01250293A EP 1154382 B1 EP1154382 B1 EP 1154382B1
Authority
EP
European Patent Office
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print
data
code
control
transmitted
Prior art date
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EP01250293A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1154382A3 (de
EP1154382A2 (de
Inventor
Peter Dr. Rieckhoff
Michael Dr. Sperling
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Francotyp Postalia GmbH
Original Assignee
Francotyp Postalia GmbH
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Publication date
Application filed by Francotyp Postalia GmbH filed Critical Francotyp Postalia GmbH
Publication of EP1154382A2 publication Critical patent/EP1154382A2/de
Publication of EP1154382A3 publication Critical patent/EP1154382A3/de
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Publication of EP1154382B1 publication Critical patent/EP1154382B1/de
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    • G07B17/00185—Details internally of apparatus in a franking system, e.g. franking machine at customer or apparatus at post office
    • G07B17/00193—Constructional details of apparatus in a franking system
    • G—PHYSICS
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    • G07B17/00193—Constructional details of apparatus in a franking system
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    • G07B17/00459—Details relating to mailpieces in a franking system
    • G07B17/00508—Printing or attaching on mailpieces
    • G07B2017/00516—Details of printing apparatus
    • G07B2017/00524—Printheads
    • G07B2017/00532—Inkjet

Definitions

  • the invention relates to a method for tamper-proof print data control and a franking machine-internal interface circuit according to the type specified in the preamble of claims 1 and 5.
  • Postage meters have at least one transport device, input, storage and display means and a pressure drive unit for a printing device, which prints print patterns on a moving to this printing device to be printed recording medium.
  • Such printing devices in particular for an electrothermal pressure by means of ink ribbon or transport devices are equipped with actuators and sensors which are controlled or interrogated via a circuit arrangement (US Pat. No. 4,746,234).
  • sensors that detect the transport of the record carrier trigger the printing process.
  • Other sensors detect the position of the counter pressure roller or monitor the current printing process.
  • a shaft of the transport device or spool of a color carrier moving relative to the record carrier, which transfers the color particles, is coupled to an encoder which provides clock signals for print control during the printing process. All sensors or actuators are directly or indirectly connected via a special circuit arrangement with the drive unit, in particular a microprocessor control unit.
  • DE 38 33 746 A1 discloses a switching unit for a print head which is acted upon via a drive unit and which contains resistance elements. Selective control with preheating of the resistance elements serves to reduce the heating power during printing.
  • energy is provided in a defined manner for the individual pixels of the print image and a print pattern is printed on a record carrier which is relatively moved relative to the ink ribbon, by the ink ribbon transferring the color particles from the ink layer to the record carrier upon heating of the associated heating resistor in the printhead.
  • inkjet printers are also suitable. According to the printing principle used, the circuit arrangement must be adapted to the required actuators and sensors.
  • an ASIC which comprises a circuit for pressure control, motor control and billing.
  • the print control circuit includes one fixed data and another variable data memory which are superimposed with the fixed data.
  • a motor controller is provided for actuating a motor drive in response to the mailpiece feed.
  • a sensor providing tacho signals is connected to the pressure controller via the motor controller.
  • franking machine types differ in shape and equipment according to the processed mail volume and thus also with respect to a different number of sensors and actuators.
  • the disadvantage of this solution is a high computing time due to the periodic scanning of the sensors. This disadvantage is further increased if it is a particularly time-critical query. In order to react as quickly as possible to a change in state, the polling frequency must be high. Thus, the microprocessor spends a large proportion of its computing time with the query.
  • EP 580 274 A2 has proposed a serial interface of a franking machine, via which the print image data for internal cost center printing is transferred from the pixel memory to the print control unit.
  • an interface unit which provides print data for transmission to the disk output device and exchanges information between a computer and the disk output device, the parallel interface constantly storing information related to the availability and operability of the disk output device.
  • the object is to develop a method and a franking machine-internal interface circuit which avoids the disadvantages of the prior art and can be inexpensively realized for a large number of franking machine variants, without thereby reducing the security against tampering.
  • a sub-task consists in the development of a pressure data control, by which less CPU time is bound and nevertheless the functional and manipulation security is maintained.
  • the invention is based on the idea of improving the adaptability of the electronic control to different franking machine types by means of a franking machine-internal interface circuit.
  • a microprocessor of a first circuit part in which only security-relevant data are processed, is connected to a second circuit part according to the invention, in which the remaining data are handled for each corresponding type of postage meter.
  • This second circuit part forms a franking machine-internal interface to the first circuit part.
  • the franking machine internal interface circuit is designed as a system-specific ASIC.
  • the microprocessor of the first circuit part accesses the second circuit part in order to control an electronic printhead and the actuators or sensor interrogation.
  • the microprocessor nonperiodically data queried or transmitted to this.
  • the circuit part for safety-relevant data is the same for all franking machine types.
  • the second circuit part (ASIC) for the remaining data is according to the franking machine type designed as an internal interface to the first circuit part.
  • the second circuit part is the franking machine-internal interface circuit.
  • the latter has a print data control.
  • the franking machine-internal interface circuit is equipped with transmit and receive registers for the storage of parallel data and a shift register for the serial / parallel or parallel / serial conversion of the data transferred to or from the print head via a print register ,
  • the pressure data control is extended according to the invention to the security module and offers next to the desired relief of the control unit CPU also a higher security against fraudulent use of the printhead in conjunction with a special printhead electronics.
  • a code is generated independently in each case a code generator of a unit, ie in the print head electronics and in the security module, and each transmitted to the other unit. Comparators check the received clearance or acknowledgment code with the expected code. If correct, the printhead will be unlocked for a single print image. The image to be printed is then transferred to "plain text" (unencrypted). After completion of the data transfer, the print head is automatically locked again and must be unlocked with the help of another coded data exchange. For each printed image, a new coded data record for activation or acknowledgment Generates a recording of the activation process can not be reused.
  • the pressure data control comprises a third state machine, which is connected on the input side with a mode register group for setting the mode and the output side with control inputs of the transmission shift register, a test circuit and a pressure register to one issued by a first connectable code generator second acknowledgment code under the control of the third state machine to insert into a test shift register, wherein in the test shift register the second acknowledgment code is present in parallel retrievable and wherein the test circuit is configured according to a set security printer mode, the serial data transfer between print register printhead electronics on the one hand and the transmission shift register on the other hand to monitor the received bits to predetermined state change to possibly an interrupt to the control unit and thus a DMA-controlled e Trigger print data transfer to the printhead.
  • a third state machine which is connected on the input side with a mode register group for setting the mode and the output side with control inputs of the transmission shift register, a test circuit and a pressure register to one issued by a first connectable code generator second acknowledgment code under the control of the third state machine to insert into a
  • FIG. 1 shows a block diagram of a circuit arrangement for a franking machine.
  • the circuit arrangement can be assigned to two parts, namely meter and base, wherein the base contains at least the motors and other actuators, sensors and the printhead together with associated control electronics.
  • the meter contains as the first circuit part of the actual control, which is connected to an input / output module 4 and in particular to a second circuit part, the franking machine-internal interface circuit according to the invention, which can be advantageously designed as ASIC 14.
  • the controller comprises in a known manner a clock / date block 8, a character memory 9, a cost center memory 10, a non-volatile memory 5, program memory 11 and memory 7 which are in communicative communication with a microprocessor.
  • time data and the date are also generated when the franking machine is switched off.
  • the input / output module 4 establishes a connection to the modem 23 and possibly to the balance 22, for example via an RS 232 interface. The latter can be part of the base.
  • the display controller 3 and the keyboard 2 are connected to the module 4.
  • the input data is stored in nonvolatile memory (NVM) 5 so that the last setting is maintained before the meter is turned off.
  • NVM nonvolatile memory
  • the program memory 11 are the operating program and fixed data, for example for a Advertising cliché, saved.
  • the cost center memory 10 the current billing data is stored non-volatile depending on cost location before each print.
  • the character memory 9 contains the corresponding character set. According to the inputs, corresponding characters are stored as pixel data in the pixel memory 7.
  • the microprocessor is used as a control unit 6 for the entire franking machine and is via address lines A and data lines D with the blocks 4, 5, 7 to 11 of the first circuit part 1 and via address, data and control lines (A, D, S) with connected to the second circuit part 14, which is designed as an ASIC.
  • the memory control signals S s generated in the decoder of the ASIC the aforementioned blocks are addressed by the microprocessor.
  • the function-determining - shown in Figure 1 - blocks of the first circuit part can be partially or totally combined to form at least one physical component and further measures may be provided to impede manipulation by unauthorized persons.
  • the function of these blocks and such measures are explained in more detail, for example, in the German patent application DE 43 44 476 A1.
  • the circuit part 14, shown in more detail in FIG. 2 for the franking machine-internal interface, which is designed in accordance with the franking machine type, has a decoder 300 for providing the memory control signals, a Actuators / sensors controller 400, an interrupt controller 600 and a pressure data control 700 on.
  • the address lines A0 to A3 and data lines D and control lines S are applied to all blocks 300, 400, 600 and 700. Address lines A13 to A19 are also present at the decoder.
  • the decoder 300 provides memory control signals S s for the blocks 400, 600, and 700.
  • the actuator / sensor control block 400 outputs, on the output side, a signal I i to the interrupt control block 600.
  • the block 600 is on the output side via the lines for the data and control signals I o with the control unit 6 in combination ( Figure 1).
  • the ASIC designed circuit part 14 is provided with an input s for connection to the sensors of the base and with an output a for connection to the actuators of the base of the franking machine via a register unit 28 ( Figure 1). More detailed information on the actuators / sensors and the interrup control can be found in EP 716 398 A2.
  • the register groups of all blocks 300, 400, 600, and 700 may form a separate block 500, not shown, within the ASIC 14, which communicates with the other blocks.
  • a sensor for time-critical data is the encoder 13. This is on the one hand - in the manner shown in Figure 1 - directly to the input e of the control unit 6 and on the other hand connected to the input e of the second circuit part (ASIC) 14.
  • the encoder acts on a present in the control unit 6 DMA controller.
  • the DMA controller reads out a complete stamp image from the pixel memory (RAM) 7 and via the ASIC print data controller 700 into the print register (DR) of the print head 16 in the form of a print column.
  • the Encoder 13 acts directly on the print data controller 700 by providing an external trigger signal for the transmission of the print data for the individual print columns to a second state machine 701.
  • the pressure data controller 700 is explained in more detail in FIG. 3 for a first variant.
  • a third state machine 701 is connected to a transmit shift register 710 and to a test shift register 720 for accepting the control of the data transfer by means of a signal CLOCKOUT.
  • the transmit shift register 710 sends the bytes supplied by the DMA controller to the print register (DR) 15.
  • DR print register
  • the print head 16 contains for the buffering of the parallel print data registers, which with a signal LATCH corresponding to the encoder signal at the input e are controlled, and drivers which are controlled by a signal STROBE from the control unit 6.
  • the drivers control the actual printing elements of the print head 16.
  • the serial data transfer can be monitored on the basis of a test circuit 702.
  • the test shift register 720 may serially receive data from the pressure register 15 which, after serial to parallel conversion, may be read by the controller 6 via the data line D as needed.
  • the serial data transfer can be tested.
  • the operating mode can be set by the control unit 6 via the data line D.
  • the number of bytes, the type of transfer (with or without Byte Counter) and the clock rate of the shift clock can be predetermined.
  • Additional registers may be provided in the register block 500 of the ASIC 14, and in conjunction with the third state machine 701, may provide other data, timing or control signals to the printer register 15 and the printhead electronics so that control is possible even with the use of various printheads.
  • the tamper-resistant problem of a print head located externally to the meter in the base has been solved by means of special print head electronics and special circuitry in the print data controller 700 which relieves the control unit 6 of pressure monitoring tasks. In this case, a release for a single print image is realized. Although enabling signals or monitoring data can also be transmitted separately, which would be more complicated than with a serial transmission.
  • FIG. 4 shows a block diagram for a second variant of the pressure data control according to the invention with a design for the security module.
  • the print data control unit 700 connected to an extended printhead hardware - according to the embodiment shown in FIG. 3 - is expanded to include a second code generator 703, a multiplexer 709, a demultiplexer 725 and a second comparator 723.
  • the printhead hardware shown in FIG. 3 is extended by printhead electronics 30, which include a first code generator 32, a demultiplexer 35, a first comparator 33, a monitoring device 36 for print data length monitoring for a single unlocked print image, first and second switch means 34, 37 and a fourth state machine 31.
  • the modification of the extended print head hardware compared with the print data control unit shown in FIG. 3 results, on the one hand, from a very large number of print data to be transmitted, for example 200 dpi (dot per inch) for a print column.
  • the transmission shift register 710 or the pressure register DR 15 shown in FIG. 3 must also be designed for data transmission for a pressure column.
  • the printing is carried out in columns, preferably on an envelope, when the print gap data is applied in parallel to the print head, a STROBE signal is switched to the print head.
  • an activation code is transmitted from the print data control unit formed according to the invention to the security module in the meter to the special print head electronics in the base.
  • the enable code buffered after a serial / parallel conversion in the pressure register 15 is applied via a demultiplexer 35 to a first comparator 33.
  • a predetermined code is generated and supplied to the first comparator 33, which makes a comparison performs. In a positive comparison, a release signal is applied to a monitoring module 36 for print data length monitoring for a single, unlocked print image. Otherwise, the printhead will remain locked.
  • the predetermined code is supplied via first switch means 34 to the pressure register 15, which transmits the predetermined code as an enable code serially to the print data control unit 700.
  • the first switch means 34 are preferably field effect transistors or other comparable controllable electronic switches.
  • such a version of a print data controller 700 has a third state machine 701 which is connected on the input side to a mode register 750 for setting the mode and on the output side to control inputs of the transmission shift register 710, a test circuit 702 and the external print register 15, one of Acknowledgment code issued by a first switchable code generator 32 may be inserted into a test shift register 720 under the control of the third state machine 701.
  • the acknowledgment code is in parallel retrievable and the test circuit 702 is configured according to a set security printer mode to monitor the serial data transfer between print register 15, printhead electronics 30 on the one hand and the transmit shift register 710 on the other hand, to the received bits to predetermined state change monitor.
  • a monitoring circuit is formed.
  • An input of a priority encoder (not shown in FIG. 4) is connected to the output signal J from the output side of the second comparator 723 via a D flip-flop (not shown) which signals a match. If they match, an interrupt is generated by the interrupt controller 600.
  • an interrupt can be transmitted to the control unit 6, in order subsequently to initiate a print data transmission to the print head. If the transmission is started via the DMA channel, it automatically runs without the involvement of the control unit 6 (CPU). As a result, the control unit 6 (CPU) is relieved.
  • the franking machine-internal interface circuit is equipped with transmit and receive registers for the storage of data transmitted in parallel and with a shift register for the serial / parallel or parallel / serial conversion of the data transmitted to or from the print head via a print register.
  • the printhead will be unlocked after checking the received unlock code for exactly one impression.
  • a print data length information in the context of a coded data exchange, which u.a. contains the length of the image to be printed in bytes or in a predetermined number of printing columns transmitted.
  • the aforesaid print data length information is transmitted from the demultiplexer DEMUX 35 to the monitor module 36 for print data length monitoring before the print data transmission signal transmitted to the print head contains the unencrypted image data.
  • print data length monitoring is performed for the unencrypted image data to determine the completion of the data transfer for the aforementioned single print image.
  • the locking of the printhead is triggered from reaching the predetermined by the aforementioned print data length information print data length.
  • a method for tamper-proof print data control works with several generated codes simultaneously. It is envisaged that code will be generated independently of each other to perform the coded data exchange to perform a comparison of the code transmitted to the print head electronics with a generated first code and a comparison of the code transmitted to the print data controller with a second code.
  • the aforementioned other version for such a pressure data controller 700 with security module design has a second code generator 703 for generating a unique for each impression enabling code and a third state machine 701, the input side with a mode register group 750 for setting the mode and the output side with control inputs the transmit shift register 710, a test circuit 702 and the external pressure register 15 is connected to insert a second acknowledgment code output from a first addressable code generator 32 into a test shift register 720 under the control of the third state machine 701.
  • the second acknowledgment code is in parallel retrievable and the test circuit 702 is configured according to a set security printer mode to monitor the serial data transfer between print register 15, printhead electronics 30 on the one hand and the transmit shift register 710 on the other hand, to the received bits to predetermined state change to monitor.
  • an interrupt can be transmitted to the control unit 6, in order subsequently to initiate a print data transmission to the print head. If the transmission is started via the DMA channel, it automatically runs without the involvement of the control unit 6 (CPU). As a result, the control unit 6 (CPU) is also relieved.
  • the pressure data control unit 700 which relieve the control unit 6 of pressure monitoring tasks, it is provided that at the parallel output of the test shift register 720, a first input and at the parallel output of a second code generator 703, a second input of a digital comparator 723 for checking the second acknowledgment codes is connected, wherein the parallel retrievable data bits of the second acknowledgment code are compared with the supplied from the second code generator 703 data bits of a first enable code and an error message to the monitoring circuit (723, 600) is transmitted in case of disagreement.
  • the inputs of the digital comparator (723) are provided with internal buffer memories for buffering before a check of the code. Internally, an XOR link is used again.
  • the control unit CPU 6 is connected to the transmission shift register 710 via a DMA channel. If the abovementioned code matches the second comparator 723, the transmission of the error message to the interrupt controller 600 is interrupted and, instead, agreement is signaled. To signal the coincidence, a signal J is transmitted to the interrupt controller (600). An interrupt is then generated by the interrupt controller 600 and output to the control unit CPU 6, thereby causing the control unit CPU 6 to transmit print data to the transmission shift register 710 via the DMA channel.
  • a multiplexer MUX 709 is connected to load the second enable code or the transmitted via the DMA channel print data in the transmission shift register 710.
  • a release for a single print image is realized by arranged between the print register DR 15 and the print head 16, the print head electronics 30 is and after that activation the print data transmission to the print register DR 15 via the print head electronics 30 to the print head 16 under supervision by the print head electronics 30 takes place.
  • the printhead electronics 30 has a fourth state machine 31, the input side with a clock signal CLOCKOUT from the third state machine 701 and a monitoring module 36 is supplied with an output signal and the output side with a control input of a first electronic switch 34, with a control input of a second electronic switch 37, is connected to a first code generator 32 and to a control input of a demultiplexer DEMUX 35, wherein an internal buffer of the printhead DK 16 is connected to a first output of the demultiplexer DEMUX 35 for parallel data transfer.
  • a second input of a digital comparator 33 is connected to the verification of the activation code, wherein the parallel retrievable data bits of the second activation code with the data bits supplied by the first code generator 32 are compared to a first acknowledgment code and an error message is sent to the monitoring module 36 that the monitoring module 36 is otherwise enabled upon agreement and that from the fourth state machine 31 of the demultiplexer DEMUX 35 for parallel data transmission over its first Output is switched to an internal buffer of the monitoring module 36.
  • the monitoring module DLC 36 preferably has counters in order to carry out a print length monitoring in columns or in bytes.
  • the counter DLC 36 generates an output signal to the fourth state machine 31 upon reaching a predetermined print length.
  • the fourth state machine 31 acts on the control input of the second electronic switch 37 to turn off when supplied a predetermined print length supplied by the encoder 13 signal LATCH from the internal buffer of the print head DK 16, so that no more print data can be printed by the print head DK.
  • the fourth state machine 31 is applied to the control input of the first electronic switch 34 and read from the first code generator 32 in the pressure register, a second acknowledgment code, which is transmitted to the pressure data control 700.
  • the inputs of the digital comparator 33 are provided with internal buffer memory for buffering before a check of the code.
  • this franking machine-internal interface circuit to the base forms a number of serial interfaces with any expansion options, this allows an adaptation to the most diverse franking systems and the base of each franking machine, on the one hand for sensor query and for the Aktorenango with a non-periodic query by a microprocessor 6 and with an interrupt controller 600 and on the other hand for a print data controller 700 with mode setting and testing capabilities.
  • auxiliary decoder 900 shown in dashed lines in FIG. 1
  • the internal decoder 300 is only partially or not used to control the blocks of the first circuit part for safety-relevant data by means of memory control signals S s .
  • the invention is not limited to the present embodiment. Rather, a number of variants is conceivable, which make use of the solution shown in other types.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur manipulationssicheren Druckdatensteuerung und eine frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung gemäß der im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 5 angegebenen Art.
  • Frankiermaschinen weisen mindestens eine Transportvorrichtung, Eingabe-, Speicher- und Anzeigemittel und eine Druckansteuereinheit für eine Druckvorrichtung auf, welche Druckmuster auf einen zu dieser Druckvorrichtung bewegten zu bedruckenden Aufzeichnungsträger druckt. Derartige Druckvorrichtungen, insbesondere für einen elektrothermischen Druck mittels Farbband bzw. Transportvorrichtungen sind mit Aktoren und Sensoren ausgestattet, welche über eine Schaltungsanordnung angesteuert bzw. abgefragt werden (US 4 746 234).
  • Sensoren, die den Transport des Aufzeichnungsträgers detektieren, lösen beispielsweise den Druckvorgang aus. Andere Sensoren ermitteln die Stellung der Gegendruckrolle bzw. überwachen den laufenden Druckvorgang.
  • Eine Welle der Transportvorrichtung oder Spule eines relativ zum Aufzeichnungsträger bewegten Farbträgers, der die Farbpartikel überträgt, ist mit einem Encoder gekoppelt, welcher Taktsignale für die Drucksteuerung während des Druckvorganges zur Verfügung stellt. Alle Sensoren bzw. Aktoren sind direkt oder indirekt über eine spezielle Schaltungsanordnung mit der Ansteuereinheit, insbesondere einer Mikroprozessor-Steuereinheit, verbunden.
  • Für ein Thermotransferdruckverfahren ist bereits aus der DE 38 33 746 A1 eine über eine Ansteuereinheit beaufschlagte Schalteinheit für einen Druckkopf bekannt, der Widerstandselemente enthält. Eine selektive Ansteuerung mit Vorheizung der Widerstandselemente dient zur Verringerung der Heizleistung beim Drucken. Zum Ansteuern eines Druckkopfes wird Energie für die einzelnen Pixel des Druckbildes definiert bereitgestellt und ein Druckmuster auf einen zum Farbband relativ bewegten zu bedruckenden Aufzeichnungsträgers gedruckt, indem das Farbband die Farbpartikel aus der Farbschicht bei Erhitzung des zugehörigen Heizwiderstandes im Druckkopf auf den Aufzeichnungsträger überträgt.
  • Zum Frankieren von Postgut sind auch Tintenstrahldrucker geeignet. Entsprechend des verwendeten Druckprinzips muß die Schaltungsanordnung an die erforderlichen Aktoren und Sensoren angepaßt werden.
  • Aus dem EP 465 236 A2 ist ein ASIC bekannt, welches eine Schaltung zur Drucksteuerung, zur Motorsteuerung und zur Abrechnung umfaßt. Die Schaltung zur Drucksteuerung umfaßt einen Speicher für feste und einen anderen für variable Daten, welche mit den festen Daten überlagert werden. Ein Motorcontroller ist für ein Aktuieren eines Motorantriebes in Abhängigkeit von der Poststückzuführung vorgesehen. Ein Tachosignale liefernder Sensor steht über den Motorcontroller mit der Drucksteuerung in Verbindung. Ein Vorteil ist zweifellos die hohe Manipulationssicherheit resultierend allein bereits aus der eingeschränkten Anzahl an Ansatzpunkten für eine Manipulation, aufgrund der Verwendung eines einzigen ASIC. Ein Nachteil der Verwendung eines einzigen ASICs ist die fehlende Verwendbarkeit für unterschiedliche Frankiermaschinen, welche einen unterschiedlichen Drucksteuermodul entsprechend eines realisierten Frankiermaschinensystem bzw. Poststraße aufweisen.
  • Sollen aber verschiedene Typen an Frankiermaschinen produziert werden dann müssen eine Vielzahl an Schaltkreisen (ASIC's oder/ und andere Bauelemente) vorgesehen werden. Gerade die Vielzahl an Bauelementen und Schaltkreisen bietet dann Ansatzpunkte für eine Manipulation, wenn kein alternativer Aufwand getrieben und ein Sicherheitsgehäuse eingesetzt wird. Die Frankiermaschinentypen unterscheiden sich in Form und Ausstattung entsprechend des zu bearbeitenden Postaufkommens und somit auch bezüglich einer unterschiedlichen Anzahl an Sensoren und Aktoren.
  • Aus der EP 231 452 A2 ist das periodische Abfragen von Sensoren entsprechend einer Softwareroutine einer Zentralverarbeitungseinheit (CPU), vorzugsweise eines Mikroprozessors, bekannt.
  • Der Nachteil dieser Lösung besteht in einer hohen Rechenzeit bedingt durch das periodische Abtasten der Sensoren. Dieser Nachteil wird noch vergrößert, wenn es sich um eine besonders zeitkritische Abfrage handelt. Um möglichst schnell auf eine Zustandsänderung reagieren zu können, muß die Abfragefrequenz hoch gewählt werden. Somit verbringt der Mikroprozessor einen großen Anteil seiner Rechenzeit mit der Abfrage.
  • Im EP 580 274 A2 ist eine serielle Schnittstelle einer Frankiermaschine vorgeschlagen worden, über welche die Druckbilddaten für einen internen Kostenstellendruck vom Pixelspeicher zur Drucksteuereinheit übertragen werden.
  • Aus dem GB 2,052,813 A ist eine Schnittstelleneinheit bekannt, die Druckdaten zur Übertragung zum Datenträgerausgabegerät bereitstellt und Informationen zwischen einem Computer und dem Datenträgerausgabegerät austauscht, wobei die parallele Schnittstelle ständig Informationen bezogen auf die Verfügbarkeit und die Betriebsfähigkeit des Datenträgerausgabegerätes speichert.
  • In der US 5,267,172 ist auch schon eine serielle Schnittstelle in einer Frankiermaschine vorgeschlagen worden, welche zwischen einem Mikroprozessor und einem ASIC angeordnet ist und auf welcher Adresse, Kommando und Daten seriell zum ASIC übertragen werden. Nachteilig ist, daß zeitkritische Abfragen nicht realisiert werden können und keine selbsttätige Arbeit der Schnittstelle vorliegt, was Rechenzeit im Mikroprozessor bindet.
  • Der zuletzt genannte Nachteil trifft ebenfalls auf ein aus der US 5,199,105 bekanntes Datenverarbeitungssystem zu. Für einen universellen asynchronen Empfänger/Sender-Baustein wird dort ein erstes Schieberegister zum Ausgeben der Daten und ein zweites Schieberegister zum Einlesen der Daten sowie ein programmierbares Vergleichsregister vorgeschlagen, um Interrupt auszulösen, wenn ein bestimmtes Datenbyte über den seriellen Kanal empfangen wird.
  • Aufgabe ist es, ein Verfahren und eine frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung zu entwickeln, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und für eine Vielzahl an Frankiermaschinenvarianten kostengünstig realisierbar ist, ohne dabei die Manipulationssicherheit zu vermindern.
  • Eine Unteraufgabe besteht in der Entwicklung einer Druckdatensteuerung, durch die weniger Rechenzeit der CPU gebunden wird und dennoch die Funktions- bzw. Manipulationssicherheit gewahrt bleibt.
  • Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 5 gelöst.
  • Die Erfindung beruht auf der Überlegung, die Anpassungsfähigkeit der elektronischen Steuerung an verschiedene Frankiermaschinentypen durch eine frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung zu verbessern.
  • Innerhalb eines Sicherheitsgehäuses ist ein Mikroprozessor eines ersten Schaltungsteils, in dem nur sicherheitsrelevante Daten verarbeitet werden, mit einem erfindungsgemäßen zweiten Schaltungsteil verbunden, in welchem die übrigen Daten für jeweils den entsprechenden Typ von Frankiermaschine gehändelt werden. Dieser zweite Schaltungsteil bildet eine frankiermaschineninterne Schnittstelle zum ersten Schaltungsteil.
    In vorteilhafter Weise ist die frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung als systemspezifisches ASIC ausgeführt.
  • Es wird vorausgesetzt, daß zur Ansteuerung eines elektronischen Druckkopfes und der Aktoren bzw. Sensorabfrage der Mikroprozessor des ersten Schaltungsteils auf den zweiten Schaltungsteil zugreift. Dabei werden vom Mikroprozessor nichtperiodisch Daten abgefragt bzw. an diesen übermittelt.
  • Der Schaltungsteil für sicherheitsrelevante Daten ist für alle Frankiermaschinetypen gleich ausgebildet. Der zweite Schaltungsteil (ASIC) für die übrigen Daten ist entsprechend dem Frankiermaschinentyp als interne Schnittstelle zum ersten Schaltungsteil ausgebildet.
  • Der zweite Schaltungsteil (ASIC) ist die frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung. Letztere weist eine Druckdatensteuerung auf. Zur Schaffung der Druckdatensteuerung gemäß der Subaufgabe ist die frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung mit Sende- und Empfangsregistern für die Speicherung parallel übertragener Daten und mit einem Schieberegister für die Serien/Parallel- bzw. Parallel/Serienwandlung der vom bzw. zum Druckkopf über ein Druckregister übertragenen Daten, ausgerüstet.
  • Aufgrund einer geringen Anzahl an Leitungen zur Base gelingt es, eine kostengünstige Lösung für eine Meter/ Base-Trennung zu schaffen.
  • Die Druckdatensteuerung wird erfindungsgemäß zum Sicherheitsmodul erweitert und bietet neben der angestrebten Entlastung der Steuereinheit CPU außerdem eine höhere Manipulationssicherheit vor betrügerischer Benutzung des Druckkopfes in Verbindung mit einer speziellen Druckkopfelektronik. Erfindungsgemäß wird in je einem Codegenerator einer Einheit, d.h. in der Druckkopfelektronik und im Sicherheitsmodul, unabhängig voneinander ein Code erzeugt und jeweils zur anderen Einheit übertragen. Vergleicher prüfen den empfangenen Freischalt- bzw. Quittungscode mit dem erwarteten Code. Bei Korrektheit wird der Druckkopf für ein einzelnes Druckbild freigeschaltet. Das zu druckende Bild wird dann in "Klarschrift" (unverschlüsselt) übertragen. Nach Beendigung der Datenübertragung ist der Druckkopf automatisch wieder gesperrt und muß mit Hilfe eines weiteren kodierten Datenaustausches freigeschaltet werden. Für jedes Druckbild wird ein neuer kodierter Datensatz zur Freischaltung bzw. Quittierung erzeugt damit eine Aufzeichnung des Freischaltevorganges nicht wiederverwendet werden kann.
  • Erfindungsgemäß ist in einer weiteren Variante vorgesehen, daß die Druckdatensteuerung einen dritten Zustandsautomaten aufweist, der eingangsseitig mit einer Modusregistergruppe zur Einstellung der Betriebsart und ausgangsseitig mit Steuereingängen des Sende-Schieberegisters, einer Testschaltung und eines Druckregisters verbunden ist, um einen von einem ersten anschaltbarem Codegenerator abgegebenen zweiten Quittungscode unter Steuerung durch den dritten Zustandsautomaten in ein Test-Schieberegister einzuschieben, wobei im Test-Schieberegister der zweite Quittungscode parallel abrufbar vorliegt und wobei die Testschaltung entsprechend eines eingestellten Sicherheitsdruckermodus ausgebildet ist, den seriellen Datentransfer zwischen Druckregister Druckkopfelektronik einerseits und dem Sende-Schieberegister andererseits zu überwachen, um die empfangenen Bits auf vorbestimmte Zustandsveränderung zu überwachen, um ggf. einen Interrupt zur Steuereinheit und um damit eine DMA-gesteuerte Druckdatenübertragung zum Druckkopf auszulösen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
    • Figur 1,
    Blockschaltbild der Schaltungsanordnung für Meter und Base,
    Figur 2,
    Blockschaltbild der frankiermaschineninternen Schnittstellenschaltung,
    Figur 3,
    Blockschaltbild für eine erste Variante der erfindungsgemäßen Druckdatensteuerung mit Testschaltung,
    Figur 4,
    Blockschaltbild für eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Druckdatensteuerung mit Sicherheitsmodul.
  • Die Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung für eine Frankiermaschine. Die Schaltungsanordnung läßt sich zwei Teilen, nämlich Meter und Base zuordnen, wobei die Base mindestens die Motoren und andere Aktoren, Sensoren sowie den Druckkopf nebst zugehöriger Ansteuerelektronik enthält. Das Meter enthält als ersten Schaltungsteil die eigentliche Steuerung, die mit einem Ein/Ausgabe-Modul 4 und insbesondere mit einem zweiten Schaltungsteil, der erfindungsgemäßen frankiermaschineninternen Schnittstellenschaltung verbunden ist, welche vorteilhaft als ASIC 14 ausgebildet sein kann. Die Steuerung umfaßt in bekannter Weise einen Uhr/Datums-Block 8, einen Charakterspeicher 9, einen Kostenstellenspeicher 10, einen nichtflüchtigen Speicher 5, Programmspeicher 11 und Arbeitsspeicher 7, welche mit einem Mikroprozessor in kommunikativer Verbindung stehen.
  • Im Uhr/Datums-Block 8 werden Zeitdaten und das Datum auch bei abgeschalteter Frankiermaschine generiert. Der Ein/Ausgabe-Modul 4 stellt beispielsweise über eine RS 232-Schnittstelle eine Verbindung zum Modem 23 und ggf. zur Waage 22 her. Letztere können Bestandteil der Base sein. Außerdem sind am Modul 4 der Displaycontroller 3 und die Tastatur 2 angeschlossen.
  • Die Eingabedaten werden im nichtflüchtigen Speicher (NVM) 5 so gespeichert, daß die letzte Einstellung vor einem Ausschalten der Frankiermaschine erhalten bleibt. Im Programmspeicher 11 sind das Betriebsprogramm und Fixdaten, beispielsweise für ein Werbeklischee, gespeichert. Im Kostenstellenspeicher 10 werden die aktuellen Abrechnungsdaten kostenstellenabhängig vor jedem Druck nichtflüchtig gespeichert.
  • Im Charakterspeicher 9 ist der entsprechende Zeichensatz vorhanden. Gemäß den Eingaben werden entsprechende Zeichen als Pixeldaten im Pixelspeicher 7 gespeichert.
  • Der Mikroprozessor wird als Steuereinheit 6 für die gesamte Frankiermaschine eingesetzt und ist über Adreßleitungen A und Datenleitungen D mit den Blöcken 4, 5, 7 bis 11 des ersten Schaltungsteils 1 und über Adreß-, Daten- und Steuerleitungen (A,D,S) mit dem zweiten Schaltungsteil 14 verbunden, welcher als ASIC ausgebildet ist. Entsprechend der im Decoder des ASIC's generierten SpeichersteuerSignale Ss werden vom Mikroprozessor die vorgenannten Blöcke adressiert.
  • Dabei können die funktionsbestimmenden - in Figur 1 gezeigten - Blöcke des ersten Schaltungsteils partiell oder total zu mindestens einem physikalischen Bauelement zusammengefaßt werden und weitere Maßnahmen vorgesehen sein, um eine Manipulation durch unberechtigte Personen zu erschweren. Die Funktion dieser Blöcke und derartige Maßnahmen sind beispielsweise in der deutschen Patentanmeldung DE 43 44 476 A1 näher erläutert.
  • Die Erfindung wird im nachfolgenden Ausführungsbeispiel nebst Figuren 2 bis 4 näher erläutert.
  • Der - in der Figur 2 näher dargestellte-Schaltungsteil 14 für die frankiermaschineninterne Schnittstelle, der entsprechend dem Frankiermaschinentyp ausgebildet ist, weist einen Decoder 300 zur Bereitstellung der Speichersteuersignale, eine Aktoren/Sensoren-Steuerung 400, einen Interruptcontroller 600 und eine Druckdatensteuerung 700 auf. Die Adressenleitungen A0 bis A3 und Datenleitungen D sowie Steuerleitungen S liegen an allen Blöcken 300, 400, 600 und 700 an. Am Decoder liegen auch Adressenleitungen A13 bis A19 an. Der Decoder 300 stellt Speichersteuersignale Ss für die Blöcke 400, 600 und 700 zur Verfügung. Der Block 400 für die Aktoren/Sensoren-Steuerung gibt ausgangsseitig ein Signal Ii an den Block 600 für die Interruptsteuerung ab. Der Block 600 steht ausgangsseitig über die Leitungen für die Daten- und Steuersignale Io mit der Steuereinheit 6 in Verbindung (Fig.1). Das als ASIC ausgebildete Schaltungsteil 14 ist mit einem Eingang s für den Anschluß an die Sensoren der Base und mit einem Ausgang a für den Anschluß an die Aktoren der Base der Frankiermaschine über eine Registereinheit 28 ausgestattet (Fig.1). Detailiertere Angaben zur Aktoren/Sensoren- und zur Interrup-Steuerung sind dem EP 716 398 A2 entnehmbar.
  • Die Registergruppen aller Blöcke 300, 400, 600 und 700 können - in nicht gezeigter Weise - innerhalb des ASICs 14 einen eigenen Block 500 bilden, der mit den anderen Blöcken in Kommunikationsverbindung steht.
  • Ein Sensor für zeitkritische Daten ist der Encoder 13. Dieser liegt einerseits - in aus der Figur 1 ersichtlichen Weise - direkt am Eingang e der Steuereinheit 6 an und ist andererseits am Eingang e des zweiten Schaltungsteils (ASIC) 14 angeschlossen. Der Encoder wirkt auf einen in der Steuereinheit 6 vorhandenen DMA-Controller.
    Der DMA-Controller liest ein komplettes Stempelbild aus dem Pixelspeicher (RAM) 7 aus und über die ASIC-Druckdatensteuerung 700 in das Druckregister (DR) des Druckkopfes 16 druckspaltenweise ein. Der Encoder 13 wirkt direkt auf die Druckdatensteuerung 700, indem er ein externes Triggersignal für die Übertragung der Druckdaten für die einzelnen Druckspalten an einen zweiten Zustandsautomaten 701 liefert.
  • Die Druckdatensteuerung 700 ist in der Figur 3 für eine erste Variante näher erläutert. Eine dritte Zustandsmaschine 701 ist mit einem Sendeschieberegister 710 und mit einem Testschieberegister 720 verbunden, um die Steuerung des Datentransfers mittels eines Signals CLOCKOUT zu übernehmen. Das Sendeschieberegister 710 sendet die von dem DMA-Controller gelieferten Bytes an das Druckregister (DR) 15. Hier erfolgt eine Serien-Parallel-Wandlung der Daten für die Druckkopfelektronik des Druckkopfes 16. Der Druckkopf 16 enthält zur Zwischenspeicherung der parallelen Druckdaten Register, welche mit einem Signal LATCH entsprechend dem Encodersignal am Eingang e gesteuert werden, sowie Treiber, welche durch ein Signal STROBE von der Steuereinheit 6 gesteuert werden. Die Treiber steuern die eigentlichen Druckelemente des Druckkopfes 16.
  • Im ASIC 14 kann in Verbindung mit dem ersten Schaltungsteil 1 aufgrund einer Testschaltung 702 der serielle Datentransfer überwacht werden. Das Testschieberegister 720 kann Daten vom Druckregister 15 seriell empfangen, welche nach Serien-Parallel-Umwandlung von der Steuereinrichtung 6 über die Datenleitung D bei Bedarf gelesen werden können.
  • Außerdem kann im ASIC 14 in Verbindung mit dem ersten Schaltungsteil 1 aufgrund einer lokalen Schleife und mittels der Testschaltung 702 der serielle Datentransfer getestet werden. Dazu ist vorgesehen, daß in den Druckpausen die Bits des Sendeschieberegisters 710 für serielle Druckdaten zweck Testung über eine lokale Schleife LOCAL LOOP und mittels einer Testschaltung 702 in ein Testschieberegister 720 eingelesen werden.
  • Durch spezielle - in der Figur 3 gezeigte-Modusregister 750 kann von der Steuereinheit 6 über die Datenleitung D die Betriebsart eingestellt werden. Somit kann die Anzahl der Bytes, die Art des Transfers (mit oder ohne Byte Counter) und die Taktrate des Schiebetaktes vorbestimmt werden.
  • Weitere Register können im Registerblock 500 des ASIC's 14 vorgesehen sein und können in Verbindung mit dem dritten Zustandsautomaten 701 weitere Daten, Takt- oder Steuersignale an das Druckerregister 15 und die Druckkopfelektronik abgeben, so daß die Ansteuerung auch beim Einsatz verschiedener Druckköpfe möglich wird.
  • Das Problem bezüglich der Manipulationssicherheit eines extern vom Meter in der Base angeordneten Druckkopfes wurde mit Hilfe einer speziellen Druckkopfelektronik und mit speziellen Schaltungsmaßnahmen in der Druckdatensteuereinheit 700 gelöst, welche die Steuereinheit 6 von Drucküberwachungsaufgaben entlasten. Dabei wird eine Freischaltung für ein einzelnes Druckbild realisiert. Freischaltsignale bzw. Überwachungsdaten können zwar auch separat übermittelt werden, was aber aufwendiger wäre, als bei einer seriellen Übermittlung.
  • In der Figur 4 ist ein Blockschaltbild für eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Druckdatensteuerung mit einer Ausbildung zum Sicherheitsmodul dargestellt. Die an einer erweiterten Druckkopfhardware angeschlossene Druckdatensteuereinheit 700 - gemäß der in der Figur 3 gezeigten Ausführung - wird erweitert, um einen zweiten Codegenerator 703, einen Multiplexer 709, einen Demultiplexer 725 und einen zweiten Komparator 723. Zusätzlich wird die - in der Figur 3 gezeigte - Druckkopfhardware um eine Druckkopfelektronik 30 erweitert, welche einen ersten Codegenerator 32, einen Demultiplexer 35, einen ersten Komparator 33, einen Überwachungsbaustein 36 zur Druckdatenlängenüberwachung für ein einzelnes freigeschaltetes Druckbild, erste und zweite Schaltermittel 34, 37 und einen vierten Zustandsautomaten 31 einschließt.
  • Die Modifikation der erweiterten Druckkopfhardware gegenüber in der Figur 3 gezeigten Druckdatensteuereinheit ergibt sich einerseits aus einer sehr großen Anzahl von zu übermittelnden Druckdaten, beispielsweise 200 dpi (dot per inch) für eine Druckspalte. Auch das in Figur 3 gezeigte Sendeschieberegister 710 bzw. das Druckregister DR 15 müssen zur Datenübermittlung für eine Druckspalte ausgelegt sein. Der Druck erfolgt spaltenweise vorzugsweise auf ein Kuvert, wenn die Druckspaltendaten parallel am Druckkopf anliegen ein STROBE-Signal auf den Druckkopf geschaltet wird.
  • Andererseits wird mit der speziellen Druckkopfelektronik einem Bedürfnis nach Manipulationssicherheit entsprochen. Vor Druckbeginn wird von der erfindungsgemäß zum Sicherheitsmodul ausbildeten Druckdatensteuerung im Meter zur speziellen Druckkopfelektronik in der Base ein Freischaltcode übermittelt. Unter Steuerung durch den vierten Zustandsautomaten 31 wird der nach einer Serien/Parallel-Wandlung im Druckregister 15 zwischengespeicherte Freischaltcode über einen Demultiplexer 35 an einen ersten Komparator 33 angelegt. Von dem ersten Codegenerator 32 wird unter Steuerung durch den vierten Zustandsautomaten 31 ein vorbestimmter Code erzeugt und dem ersten Komparator 33 zugeführt, welcher einen Vergleich durchführt. Bei einem positiven Vergleich wird ein Freischaltsignal einem Überwachungsbaustein 36 zur Druckdatenlängenüberwachung für ein einzelnes freigeschaltetes Druckbild beaufschlagt. Anderenfalls bleibt der Druckkopf gesperrt. Gleichzeitig mit der vorgenannten Freischaltung wird der vorbestimmte Code über erste Schaltermittel 34 den Druckregister 15 zugeführt, welches den vorbestimmten Code als Freischaltcode seriell zur Druckdatensteuereinheit 700 übermittelt. Als erste Schaltermittel 34 eignen sich vorzugsweise Feldeffekttransistoren oder andere vergleichbare steuerbare elektronische Schalter.
  • Erfindungsgemäß weist eine solche Version einer Druckdaten-Steuerung 700 einen dritten Zustandsautomaten 701 auf, der eingangsseitig mit einer Modusregistergruppe 750 zur Einstellung der Betriebsart und ausgangsseitig mit Steuereingängen des Sende-Schieberegisters 710, einer Testschaltung 702 und des externen Druckregisters 15 verbunden ist, um einen von einem ersten anschaltbarem Codegenerator 32 abgegebenen Quittungscode unter Steuerung durch den dritten Zustandsautomaten 701 in ein Test-Schieberegister 720 einzuschieben. Im Test-Schieberegister 720 liegt der Quittungscode parallel abrufbar vor und die Testschaltung 702 ist entsprechend eines eingestellten Sicherheitsdruckermodus ausgebildet, den seriellen Datentransfer zwischen Druckregister 15, Druckkopfelektronik 30 einerseits und dem Sende-Schieberegister 710 andererseits zu überwachen, um die empfangenen Bits auf vorbestimmte Zustandsveränderung zu überwachen. Durch den zweiten Komparator 723 und die Interruptsteuerung 600 wird eine Überwachungsschaltung gebildet. Ein Eingang eines - in der Figur 4 nicht gezeigten - Prioritätsencoders wird über einnicht gezeigtes - D-Flip-Flop mit dem vom zweiten Komparator 723 ausgangsseitig abgegebenen Signal J beaufschlagt, welches eine Übereinstimmung signalisiert. Bei Übereinstimmung wird von der Interruptsteuerung 600 ein Interrupt generiert.
  • Somit kann gegebenenfalls ein Interrupt zur Steuereinheit 6 übertragen werden, um damit anschließend eine Druckdatenübertragung zum Druckkopf auszulösen. Wenn die Übertragung über den DMA-Kanal gestartet wird, läuft diese selbsttätig ohne Mitwirkung der Steuereinheit 6 (CPU) ab. Dadurch wird die Steuereinheit 6 (CPU) entlastet.
  • Die frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung ist ausgerüstet mit Sende- und Empfangsregistern für die Speicherung parallel übertragener Daten und mit einem Schieberegister für die Serien/Parallel- bzw. Parallel/Serienwandlung der vom bzw. zum Druckkopf über ein Druckregister übertragenen Daten.
  • Das Verfahren zur manipulationssicheren Druckdatensteuerung ist gekennzeichnet durch die Schritte:
    • a) Durchführung eines codierten Datenaustausches, wobei in der Druckkopfelektronik 30 und in der Druckdatensteuereinheit 700 unabhängig voneinander ein einzigartiger Code erzeugt und jeweils zur anderen Einheit 30, 700 übertragen wird,
    • b) Überprüfen der empfangenen Freischalt- bzw. Quittungscode mit dem erwarteten Code mittels Vergleicher, wobei bei Korrektheit der Druckkopf für ein einzelnes Druckbild freigeschaltet und das zu druckende Bild dann übertragen wird,
    • c ) Überwachen des von der Druckkopfelektronik 30 übermittelte Codes in der Druckdatensteuereinheit 700 und Bildung eines Interruptsignals bei Korrektheit, wobei das Interruptsignal zur Steuereinheit 6 übertragen wird, um damit anschließend eine DMA-gesteuerte Druckdatenübertragung zum Druckkopf auszulösen,
    • d) automatisches Sperren des Druckkopfes nach Beendigung der Datenübertragung für vorgenanntes einzelnes Druckbild und
    • e) Erzeugung eines neuen codierten einzigartigen Codes zur Freischaltung bzw. Quittierung, um den Druckkopf wieder für ein folgendes Druckbild freizuschalten.
  • Der Druckkopf wird nach dem Überprüfen des empfangenen Freischaltcodes für genau einen Abdruck freigeschaltet. Zum Druckkopf wird eine Druckdatenlängeninformation im Rahmen eines codierten Datenaustausches, der u.a. die Länge des zu druckenden Bildes in Byte oder in einer vorbestimmten Anzahl an Druckspalten enthält, übermittelt. Vorzugsweise wird die vorgenannte Druckdatenlängeninformation vom Demultiplexer DEMUX 35 in den Überwachungsbaustein 36 zur Druckdatenlängenüberwachung übermittelt, bevor das zum Druckkopf übermittelte Druckdatenübertragungssignal die unverschlüsselten Bilddaten enthält. Im Zustand der Freischaltung wird eine Druckdatenlängenüberwachung für die unverschlüsselten Bilddaten durchgeführt, um die Beendigung der Datenübertragung für vorgenanntes einzelnes Druckbild zu ermitteln. Das Sperren des Druckkopfes wird dabei ab Erreichung der durch die vorgenannte Druckdatenlängeninformation vorgegebene Druckdatenlänge ausgelöst.
  • Ein Verfahren zur manipulationssicheren Druckdatensteuerung, nach einer anderen Version arbeitet mit mehreren erzeugten Codes gleichzeitig. Es ist vorgesehen, daß zur Durchführung des kodierten Datenaustausches Code unabhängig von einander erzeugt werden, um einen Vergleich des zur Druckkopfelektronik übermittelten Codes mit einem erzeugten ersten Code und um einen Vergleich des zur Druckdatensteuereinheit übermittelten Codes mit einem zweiten Code durchzuführen.
  • Erfindungsgemäß weist vorgenannte andere Version für eine solche Druckdaten-Steuerung 700 mit Ausbildung zum Sicherheitsmodul einen zweiten Codegenerator 703 für die Generierung eines für jeden Abdruck einzigartigen Freischaltcodes und einen dritten Zustandsautomaten 701 auf, der eingangsseitig mit einer Modusregistergruppe 750 zur Einstellung der Betriebsart und ausgangsseitig mit Steuereingängen des Sende-Schieberegisters 710, einer Testschaltung 702 und des externen Druckregisters 15 verbunden ist, um einen von einem ersten anschaltbarem Codegenerator 32 abgegebenen zweiten Quittungscode unter Steuerung durch den dritten Zustandsautomaten 701 in ein Test-Schieberegister 720 einzuschieben. Im Test-Schieberegister 720 liegt der zweite Quittungscode parallel abrufbar vor und die Testschaltung 702 ist entsprechend eines eingestellten Sicherheitsdruckermodus ausgebildet, den seriellen Datentransfer zwischen Druckregister 15, Druckkopfelektronik 30 einerseits und dem Sende-Schieberegister 710 andererseits zu überwachen, um die empfangenen Bits auf vorbestimmte Zustandsveränderung zu überwachen. Somit kann gegebenenfalls ein Interrupt zur Steuereinheit 6 übertragen werden, um damit anschließend eine Druckdatenübertragung zum Druckkopf auszulösen. Wenn die Übertragung über den DMA-Kanal gestartet wird, läuft diese selbsttätig ohne Mitwirkung der Steuereinheit 6 (CPU) ab. Dadurch wird ebenfalls die Steuereinheit 6 (CPU) entlastet.
  • In der Druckdatensteuereinheit 700, welche die Steuereinheit 6 von Drucküberwachungsaufgaben entlasten, ist vorgesehen, daß am parallelem Ausgang des Test-Schieberegister 720 ein erster Eingang und am parallelem Ausgang eines zweiten Codegenerators 703 ein zweiter Eingang eines digitalen Komparators 723 für die Überprüfung des zweiten Quittungscodes angeschlossen ist, wobei die parallel abrufbaren Daten-Bits des zweiten Quittungscodes mit den vom zweiten Codegenerator 703 gelieferten Daten-Bits eines ersten Freischaltcodes verglichen werden und bei Nichtübereinstimmung eine Fehlermeldung zur Überwachungsschaltung (723, 600) übermittelt wird. Vorzugsweise sind die Eingänge des digitalen Komparators (723) mit internen Pufferspeichern zur Zwischenspeicherung vor einer Überprüfung der Code versehen. Intern kommt wieder eine XOR-Verknüpfung zum Einsatz.
  • Die Steuereinheit CPU 6 ist über einen DMA-Kanal mit dem Sende-Schieberegisters 710 verbunden. Bei Übereinstimmung der vorgenannten Code, die am zweiten Komparator 723 anliegen, wird die Übermittlung der Fehlermeldung zur Interruptsteuerung 600 unterbrochen und statt dessen Übereinstimmung signalisiert. Zur Meldung der Übereinstimmung wird ein Signal J zur Interruptsteuerung (600) übermittelt. Von der Interruptsteuerung 600 wird dann ein Interrupt generiert und zur Steuereinheit CPU 6 abgegeben, wodurch veranlaßt wird, daß von der Steuereinheit CPU 6 über den DMA-Kanal Druckdaten zum Sende-Schieberegisters 710 übermittelt werden.
  • Zwischen dem Sende-Schieberegister 710 und dem zweiten Codegenerator 703 bzw. der Steuereinheit CPU 6 ist ein Multiplexer MUX 709 geschaltet, um den zweiten Freischaltcode oder die über den DMA-Kanal übermittelten Druckdaten in das Sende-Schieberegister 710 einzuladen.
  • Mit Hilfe einer speziellen Druckkopfelektronik und mit speziellen Schaltungsmaßnahmen wird eine Freischaltung für ein einzelnes Druckbild realisiert, indem zwischen Druckregister DR 15 und dem Druckkopf 16 die Druckkopfelektronik 30 angeordnet ist und nach daß Freischaltung die Druckdatenübertragung zum Druckregister DR 15 über die Druckkopfelektronik 30 zum Druckkopf 16 unter Überwachung durch die Druckkopfelektronik 30 erfolgt.
  • Die Druckkopfelektronik 30 weist einen vierten Zustandsautomaten 31 auf, der eingangsseitig mit einem Taktsignal CLOCKOUT vom dritten Zustandsautomaten 701 und von einem Überwachungsbaustein 36 mit einem Ausgangssignal beaufschlagt wird und ausgangsseitig mit einem Steuereingang eines ersten elektronischen Schalters 34, mit einem Steuereingang eines zweiten elektronischen Schalters 37, mit einem ersten Codegenerator 32 und mit einem Steuereingang eines Demultiplexers DEMUX 35 verbunden ist, wobei an einem ersten Ausgang des Demultiplexers DEMUX 35 zur parallelen Datenübernahme ein interner Zwischenspeicher des Druckkopfes DK 16 angeschlossen ist.
  • Es ist weiterhin vorgesehen, daß am parallelem Ausgang des ersten Codegenerators 32 ein erster Eingang und am zweiten Ausgang des Demultiplexers DEMUX 35 ein zweiter Eingang eines digitalen Komparators 33 für die Überprüfung des Freischaltcodes angeschlossen ist, wobei die parallel abrufbaren Daten-Bits des zweiten Freischaltcodes mit den vom ersten Codegenerator 32 gelieferten Daten-Bits eines ersten Quittungscodes verglichen werden und bei Nichtübereinstimmung eine Fehlermeldung zum Überwachungsbaustein 36 übermittelt wird, daß der Überwachungsbaustein 36 anderenfalls bei Übereinstimmung freigeschalten wird und daß vom vierten Zustandsautomaten 31 des Demultiplexers DEMUX 35 zur parallelen Datenübermittlung über seinen ersten Ausgang an einen internen Zwischenspeicher des Überwachungsbausteins 36 umgeschaltet wird.
  • Der Überwachungsbaustein DLC 36 weist vorzugsweise Zähler auf, um spaltenweise bzw. byteweise beaufschlagt eine Drucklängenüberwachung durchzuführen. Der Zähler DLC 36 erzeugt ein Ausgangssignal an den vierten Zustandsautomaten 31 bei Erreichen einer vorbestimmten Drucklänge.
  • Der vierte Zustandsautomat 31 beaufschlagt den Steuereingang des zweiten elektronischen Schalters 37, um bei Erreichen einer vorbestimmten Drucklänge ein vom Encoder 13 geliefertes Signal LATCH vom internen Zwischenspeicher des Druckkopfes DK 16 abzuschalten, so daß keine weiteren Druckdaten mehr vom Druckkopf DK gedruckt werden können.
  • Es ist weiterhin vorgesehen, daß der vierte Zustandsautomat 31 den Steuereingang des ersten elektronischen Schalters 34 beaufschlagt und vom ersten Codegenerator 32 in das Druckregister ein zweiter Quittungscode eingelesen wird, welcher zur Druckdatensteuerung 700 übermittelt wird. Vorteilhaft sind die Eingänge des digitalen Komparators 33 mit internen Pufferspeichern zur Zwischenspeicherung vor einer Überprüfung der Code versehen.
  • Da diese frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung zur Base eine Anzahl an seriellen Schnittstellen mit beliebigen Erweiterungsmöglichkeiten bildet, ermöglicht das eine Anpassung an die verschiedensten Frankiersysteme und zur Base jeder Frankiermaschine, einerseits zwecks Sensorabfrage und für das Aktorensetzen, mit einer nichtperiodischen Abfrage durch einen Mikroprozessor 6 und mit einem Interruptcontroller 600 und andererseits für eine Druckdatensteuerung 700 mit Betriebsart-Einstell- und Testmöglichkeiten.
  • Die verschiedenen Systeme erfordern unterschiedlich ausgeführte Decoder 300 und somit verschiedene ASIC's. Eine relative Systemunabhängigkeit ist aber unter Verwendung eines - in der Figur 1 gestrichelt dargestellten - Zusatzdecoders 900 erreichbar, d.h. wenn der interne Decoder 300 nur teilweise oder nicht benutzt wird, um mittels Speichersteuersignale Ss die Blöcke des ersten Schaltungsteils für sicherheitsrelevante Daten anzusteuern.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsform beschränkt. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

Claims (15)

  1. Verfahren zur manipulationssicheren Druckdatensteuerung, mittels mindestens einer teilweisen verschlüsselten Information, die zwischen zwei Einheiten ausgetauscht wird, gekennzeichnet durch die Schritte:
    a) Durchführung eines codierten Datenaustausches, wobei in einer Druckkopfelektronik(30) und in einer Druckdatensteuereinheit(700) unabhängig voneinander ein einzigartiger Code erzeugt und jeweils zur anderen Einheit(30, 700) übertragen wird,
    b) Überprüfen der empfangenen Freischalt- bzw. Quittungscode mit dem erwarteten Code mittels Vergleicher, wobei bei Korrektheit der Druckkopf für ein einzelnes Druckbild freigeschaltet und das zu druckende Druckbild dann übertragen wird,
    c ) Überwachen des von der Druckkopfelektronik(30) übermittelte Codes in der Druckdatensteuereinheit (700) und Bildung eines Interruptsignals bei Korrektheit, wobei das Interruptsignal zur Steuereinheit(6) übertragen wird, um damit anschließend eine DMA-gesteuerte Druckdatenübertragung zum Druckkopf auszulösen,
    d) automatisches Sperren des Druckkopfes nach Beendigung der Datenübertragung für vorgenanntes einzelnes Druckbild und
    e) Erzeugung eines neuen codierten einzigartigen Codes zur Freischaltung bzw. Quittierung, um den Druckkopf wieder für ein folgendes Druckbild freizuschalten.
  2. Verfahren, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des codierten Datenaustausches Code unabhängig von einander erzeugt werden, um einen Vergleich des zur Druckkopfelektronik übermittelten Codes mit einem erzeugten ersten Code und um einen Vergleich des zur Druckdatensteuereinheit übermittelten Codes mit einem zweiten Code durchzuführen.
  3. Verfahren, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zustand der Freischaltung eine Druckdatenlängenüberwachung für die unverschlüsselten Bilddaten durchgeführt wird, um die Beendigung der Datenübertragung für vorgenanntes einzelnes Druckbild zu ermitteln und daß das Sperren des Druckkopfes ab Erreichung einer durch eine Druckdatenlängeninformation vorgegebene Druckdatenlänge ausgelöst wird.
  4. Verfahren, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Druckkopf die Druckdatenlängeninformation im Rahmen eines codierten Datenaustausches übermittelt wird, wobei der Code u.a. die Länge des zu druckenden Bildes in Byte oder als vorbestimmte Anzahl an Druckspalten enthält und in einen Überwachungsbaustein (36) zur Druckdatenlängenüberwachung übermittelt wird, bevor das zum Druckkopf übermittelte Druckdatenübertragungssignal die unverschlüsselten Bilddaten enthält.
  5. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung ausgerüstet mit Sende- und Empfangsregistern für die Speicherung parallel übertragener Daten und mit einem Schieberegister für die Serien/Parallel- bzw. Parallel/Serienwandlung der vom bzw. zum Druckkopf über ein Druckregister übertragenen Daten,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß eine Druckdatensteuerung (700) mit einem Sende-Schieberegister (710), mit einem Zustandsautomaten (701), mit einer Modusregistergruppe (750), einer Testschaltung (702) und einer Überwachungsschaltung (723, 600) ausgestattet ist, wobei ein Druckregister (15) einer Druckkopfhardware und das Sende-Schieberegister (710) mit der Testschaltung (702) verbunden sind, um die empfangenen Bits auf vorbestimmte Zustandsveränderung zu überwachen und das die Testschaltung (702) mit einer Steuereinheit (6) verbunden ist, welche über das Sende-Schieberegisters (710) mindestens Druckdaten zur Übertragung zum Druckkopf bereitstellt, wobei die Testschaltung (702) entsprechend eines mittels der Modusregistergruppe (750) zur Einstellung der Betriebsart eingestellten Sicherheitsdruckermodus ausgebildet ist, den seriellen Datentransfer zwischen dem Sende-Schieberegister (710) der Druckdatensteuerung (700) und dem Druckregister (15) zu überwachen und wobei die Überwachungsschaltung (723, 600) ausgebildet ist, einen Interrupt zur Steuereinheit (6) zu übermitteln, um die Übertragung der Druckdaten zum Druckkopf auszulösen.
  6. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkopfhardware einen an das Druckregister(15) anschaltbaren ersten Codegenerator(32) aufweist, daß eine Druckdatensteuerung(700) einen dritten Zustandsautomaten (701) aufweist, der eingangsseitig mit einer Modusregistergruppe(750) zur Einstellung der Betriebsart und ausgangsseitig mit Steuereingängen des Sende-Schieberegisters(710), der Testschaltung(702) und des Druckregisters(15) verbunden ist, um einen von dem ersten anschaltbarem Codegenerator(32) abgegebenen Quittungscode unter Steuerung durch den dritten Zustandsautomaten (701) in ein Test-Schieberegister (720) der Testschaltung (702) einzuschieben, wobei im Test-Schieberegister(720) der abgegebene Quittungscode parallel durch einen digitalen Komparator (723) abrufbar vorliegt.
  7. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Zustandsautomat (701) eingangsseitig mit einem Encodersignal (e) und mit DMA-Steuersignalen sowie mit einem Signal von einem Modusregister (750) beaufschlagt wird und daß der dritte Zustandautomat (701) das Schieberegister (710) und wahlweise eine Testschaltung (702) steuert und mit der Steuereinheit (6) zusammenarbeitet, so daß die Betriebsart der Druckdatensteuerung (700) eingestellt wird, wobei mit der Testschaltung (702) und der Steuereinheit (6) Überprüfungsmittel zur Überprüfung der Arbeitsweise entsprechend der eingestellten Betriebsart gebildet werden.
  8. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die Testschaltung (702) über spezielle Modusregister (750) und über den dritten Zustandsautomaten (701) eine Betriebsart eingestellt ist, um zwecks Testung die Bits des Sendeschieberegisters (710) für serielle Druckdaten über eine lokale Schleife in ein Testschieberegister (720) einzulesen, wobei eine Serien/Parallel-Wandlung erfolgt und daß die Steuereinheit (6) programmiert ist, die Testung in Verbindung mit Mitteln (4, 5, 7 bis 11) eines ersten Schaltungsteils (1) in den Druckpausen vorzunehmen.
  9. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß über Modusregister (750) die Anzahl der Bytes, die Art des Transfers und/oder die Taktrate des Schiebetaktes voreinstellbar ist.
  10. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdatensteuerung(700) einen zweiten Codegenerator(703)aufweist, daß am parallelen Ausgang des Test-Schieberegisters(720) ein erster Eingang und am parallelen Ausgang eines zweiten Codegenerators(703) ein zweiter Eingang des digitalen Komparators(723) für die Überprüfung des Quittungscodes angeschlossen ist, wobei die parallel abrufbaren Daten-Bits des Quittungscodes mit den vom zweiten Codegenerator(703) gelieferten Daten-Bits eines Freischaltcodes verglichen werden und ein Signal(J) zur Meldung bei Übereinstimmung zur Interruptsteuerung(600) übermittelt wird.
  11. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach den Ansprüchen 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, die Steuereinheit CPU(6) mit dem Sende-Schieberegisters(710) über einen DMA-Kanal verbunden ist, wobei bei einem von der Interruptsteuerung(600) zur Steuereinheit CPU(6) abgegebenen Interrupt veranlaßt wird, daß von der Steuereinheit CPU (6) über den DMA-Kanal Druckdaten zum Sende-Schieberegisters (710) übermittelt werden.
  12. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Druckregister DR(15) und dem Druckkopf (16) eine Druckkopfelektronik(30) angeordnet ist und nach daß Freischaltung die Druckdatenübertragung zum Druckregister DR(15) über die Druckkopfelektronik(30) zum Druckkopf(16) unter Überwachung durch die Druckkopfelektronik(30) erfolgt.
  13. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
    - daß die Druckkopfelektronik (30) einen vierten Zustandsautomaten (31) aufweist, der eingangsseitig mit einem Taktsignal CLOCKOUT vom dritten Zustandsautomaten (701) und von einem Überwachungsbaustein (36) mit einem Ausgangssignal beaufschlagt wird und ausgangsseitig mit einem Steuereingang eines ersten elektronischen Schalters (34), mit einem Steuereingang eines zweiten elektronischen Schalters (37), mit einem ersten Codegenerator (32) und mit einem Steuereingang eines Demultiplexers DEMUX (35) verbunden ist, wobei an einem ersten Ausgang des Demultiplexers DEMUX (35) zur parallelen Datenübernahme ein interner Zwischenspeicher des Druckkopfes DK (16) angeschlossen ist,
    - daß am parallelem Ausgang des ersten Codegenerators(32) ein erster Eingang und am zweiten Ausgang des Demultiplexers DEMUX(35) ein zweiter Eingang eines digitalen Komparators(33) für die Überprüfung des Freischaltcodes angeschlossen ist, wobei die parallel abrufbaren Daten-Bits des Freischaltcodes mit den vom ersten Codegenerator(32) gelieferten Daten-Bits eines Quittungscodes verglichen werden und bei Nichtübereinstimmung eine Fehlermeldung zum Überwachungsbaustein(36) übermittelt wird, daß der Überwachungsbaustein(36) anderenfalls bei Übereinstimmung freigeschalten wird und daß vom vierten Zustandsautomaten(31) der Demultiplexers DEMUX(35) zur parallelen Datenübermittlung über seinen ersten Ausgang an einen internen Zwischenspeicher des Überwachungsbausteins(36) umgeschalten wird, sowie daß der Überwachungsbaustein(36) einen Zähler DLC aufweist, um spaltenweise bzw. byteweise beaufschlagt eine Drucklängenüberwachung durchzuführen.
  14. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
    - daß der Zähler DLC ein Ausgangssignal an den vierten Zustandsautomaten(31) bei Erreichen einer vorbestimmten Drucklänge erzeugt, daß der vierte Zustandsautomate(31) den Steuereingang des zweiten elektronischen Schalters(37) beaufschlagt, um bei Erreichen einer vorbestimmten Drucklänge ein vom Encoder(13) geliefertes Signal LATCH vom internen Zwischenspeicher des Druckkopfes DK(16) abzuschalten, so daß keine weiteren Druckdaten mehr vom Druckkopf DK(16) gedruckt werden können.
    - daß der vierte Zustandsautomat(31) den Steuereingang des ersten elektronischen Schalters(34) beaufschlagt und vom ersten Codegenerator(32) in das Druckregister ein zweiter Quittungscode eingelesen wird, welcher zur Druckdatensteuerung(700) übermittelt wird.
  15. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sende-Schieberegister (710) und dem zweiten Codegenerator (703) bzw. der Steuereinheit CPU (6) ein Multiplexer MUX (709) geschaltet ist, um den Freischaltcode oder die über den DMA-Kanal übermittelten Druckdaten in das Sende-Schieberegister (710) einzuladen und daß die Eingänge eines digitalen Komparators (723, 33) mit internen Pufferspeichern zur Zwischenspeicherung vor einer Überprüfung der Code versehen sind.
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