【発明の詳細な説明】
ポイント−オブ−セールシステム及びそのための分散形
コンピュータネットワーク
発明の背景 発明の分野
本発明は一般にコンピュータネットワーク、より詳しくは、ポイント−オブ−
セールシステム(point−of−sale system−以下、ポスシス
テムと云う)を用途として用いるのに適した分散形コンピュータネットワークに
関する。従来技術の記述
ポスシステムでは、複数の周辺機器、例えば金銭登録器、ディスプレー、クレ
ジットカード読み取り器、バーコード走査器(スキャナ)等が、これ等の周辺機
器が動作するシステムのデータ処理動作を制御するコンピュータサーバと通信を
行う必要が有る。コンピュータネットワークをポスシステムに用いることは知ら
れているが、既知のコンピュータネットワークはポスシステムの各ノードで標準
的コンピュータ構成部品(コンポネント)を用いるものである(図1参照)。これ
等のシステムには、システム内の各ノードとの通信を制御するため、ソフトウェ
アで成るネットワーク通信管理システムを用いた複雑で、高価なサーバ及びハー
ドウェアが備わる。更に、各ノードは通常、整合用ネットワーク通信ソフトエア
及びハードウェアを要し、システムのコストを更に増大する。標準的コンピュー
タネットワークでは普通のこのネットワークトポロジーは、ポスシステムにコス
ト高とプロセス経費とをもたらす。
従来のパーソナルコンピュータ(PC)ベースのポスシステムでは、必要とさ
れる多数の周辺構成部品を受け入れるのに利用可能な標準的入出力(I/O)ポ
ートは明らかに制限される。現在、I/O不足問題を克服するために用いられる
種々の構成が有る。だが、これ等の構成によれば、特殊ポート集信装置ユニット
やPCカード等の専用ハードウェアの付加が必要となる。これ等のハードウェア
の付加はシステム全体のコストを増大するだけでなく、I/Oアドレスと割り込
みリクエスト(IRQ)数を二重に用いることにより生ずるデータ競合問題を生
ぜずに、付加された非標準I/Oポートをアドレス指定するように、特殊アプリ
ケーションソフトウェアを書くことが要求されるソフトウェア開発者には重荷と
なる。
従来のポスに関連する更なる問題は、周辺機器が異なると一般にインターフェ
ースの要求条件が異なることである。即ち、或周辺機器がコンピュータに直接接
続が可能でも、他の機器はその出力データを、コンピュータと互換性の有るフォ
ーマットに変換するために別個のインターフェースを必要とする。更に、コンピ
ュータとの通信のため、各入力機器に独自のソフトウェア識別番号と割り込みを
必要とする。このことは、システムに付加される各周辺機器のハードウェアコス
トをより高価にすると共に、その物理的空間を広げてしまう。
従って、ポスシステム及び他の分野には、ネットワークシステムの特定要求条
件に合わせた代替コンピュータネットワークの必要が依然と有る。
従って、本発明の一目的は、ネットワークシステムに適合する、改良された分
散形コンピュータネットワークを提供することである。
本発明の他の一目的は、利用可能な入出力ポート数が限られた多数の周辺機器
の接続を許容する分散形コンピュータネットワークを提供することにある。
本発明の更に他の一目的は、コンピュータを停止したり、ソフトウェアを再構
成したりせずに付加周辺機器の接続を許容し、それによりシステム中断時間の低
減を図る分散形コンピュータネットワークを提供することにある。
本発明の更なる一目的は、周辺機器に特殊ハードウェア及び/又はソフトウェ
ア・ドライバを設ける必要を無くし、より柔軟に構成部品が選択出来るようにす
る分散形コンピュータネットワークを提供することにある。
本発明の更なる一目的は、構成部品の自由な物理的設置を許容する分散形コン
ピュータネットワークを提供することにある。発明の概要
上記の目的は、本発明により達成される。本発明は、一実施態様において、通
信ポートを有し、且つネットワークを制御するためのアプリケーションソフトウ
ェアを実行できる汎用コンピュータに用いられる分散形コンピュータネットワー
クを提供する。この分散形コンピュータネットワークは第一と第二の通信ポート
を有し、該第一の通信ポートが作動して、汎用コンピュータとの通信を行う主コ
ントローラを備える。
分散形ネットワークは更に、作動して、主コントローラとの通信を行う第一通
信ポートと、作動して、一つ又は複数の周辺機器との逐次通信を第二の通信ポー
トとを各々が有する一つ又は複数の入出力(Input/Output)コント
ローラを備える。上記周辺機器は、直列ディジーチェーン構成で相互接続される
。主コントローラは、マルチドロップRS485ネットワークバスを介して、I
/Oコントローラとの通信を行う。主コントローラはまた、RS232シリアル
バスを介して、汎用コンピュータとの通信を行い、RS232とRS485との
間のプロトコル変換、エラー修正及び検出、バス裁定及びデータバッファ機能を
含むプロトコル管理機能を実行する。
ネットワークは好ましくは、シリアル通信ポートを有する汎用コンピュータを
備える。このコンピュータは、ポスシステムを制御するアプリケーションを実行
できるものである。各I/Oコントローラユニットは好ましくは、制限数の周辺
機器インターフェースポートを備え、これ等に一つ又は複数のポスシステム周辺
機器が作動可能に接続される。
本発明によれば、各I/Oコントローラは相互接続された複数の周辺機器をサ
ポート(支援)することが可能で、機器の相互接続にはシステムを再構成、又は
再度起動(立ち上げ、ブート)する必要無しに、周辺機器のシステムとの一体化
、又は切り離しを自由に出来る直列ディジーチェーン拡張技術が用いられる。各
周辺入力機器には好ましくは、入力機器をシリアル周辺機器バスに連結するもの
で、特定の入力機器のシリアルデータフォーマットを、I/Oコントローラと互
換性のあるデータフォーマットに変換する電子インターフェースが備わる。この
インターフェースは周辺機器バスを監視して、該バスがデータ送信に利用可能な
時かどうかを確認し、且つI/Oコントローラから更に離れて(即ち、下流に)
位置したバスから入力機器を選択的に切り離し得るものである。
一実施態様において、本発明はキッチンシステムとして構成される。キッチン
システム実施態様では、一つ又は複数のI/Oコントローラには、ブザー、或い
は視覚的又は触知的表示器等の表示/指示装置が備わる。I/Oコントローラに
はまた、ビデオモニター等のディスプレーが備わる。I/OコントローラのI/
O周辺機器は好ましくは、バンプバーである。
本発明のこれ等の、また他の目的と、効果、利点は、添付する図面と関連して
読まれるべき本発明の例示的実施例の以下の記載から明らかになろう。図面の簡単な説明
図1は、従来技術のPCベース・コンピュータネットワークのブロック図、
図2は、本発明により構成される分散形コンピュータネットワーク接続形態の
ブロック図、
図3は、本発明により構成される主コントローラのブロック図、
図4は、本発明により構成され、図3のブロック図が示す好例の主コントロー
ラ回路の電気回路図、
図5は、本発明により構成される入出力(I/O)コントローラのブロック図
図6は、本発明により構成され、図5のブロック図が示す好例のI/Oコント
ローラ回路の電気回路図、
図7は、本発明により構成されるポスシステムの一実施例のブロック図、
図8は、従来技術で知られたポス周辺機器相互接続構成のブロック図、
図9は、本発明が構成するポス周辺機器相互接続の接続形態のブロック図、
図10は、本発明が構成する、ポス周辺入力機器と内部的に一体化されたウェ
ッジインターフェース装置のブロック図、
図11は、本発明により構成され、図8のブロック図が示す好例のウェッジイ
ンターフェース回路の電気回路図、
図12は、本発明により構成される、I/Oコントローラ及び関連するポス周
辺機器とを含むI/Oコントローラノードの一例を示す図である。好ましい実施例の詳細な説明
図1に、複数のパーソナルコンピュータ(PC)端末が、共通データバスを介
してパーソナルコンピュータ・ネットワークサーバに直接接続される典型的な従
来技術の分散形コンピュータネットワークを示す。この接続構成(トポロジー)
に付随する欠点は、上に既に述べられた。図2は、本発明により構成される分散
形コンピュータネットワークのブロック図を概略示している。図2を参照して、
コンピュータネットワークは、ポスシステムの全体制御のためのアプリケーショ
ンソフトウェアを実行できる通常のコンピュータネットワーク・サーバ2を備え
る。サーバ2は好ましくは、IBM製造によるもの、或いはそれと同等の通常の
パーソナルコンピュータ形式を取る。サーバ2は、サーバ2と一体化されたシリ
アル通信ポート、好ましくはRS232ポートを介して分散形コンピュータネッ
トワークと通信する。
本発明の分散形コンピュータネットワークは更に、好ましくはハードウェアベ
ースの、主(マスター)コントローラ4を備える。主コントローラ4は、サーバ
2と通信し、これより指令を受信して、分散形コンピュータネットワークのイン
ターフェースノードとして機能する。主コントローラ4は好ましくは、RS23
2通信リンクを介してサーバ2にインターフェース接続される。主コントローラ
4は好ましくは、サーバ2から受信したシリアル通信を、マルチドロップ通信プ
ロトコルとも呼ばれるマルチポイント通信プロトコル、好ましくはRS485プ
ロトコルに変換して、ネットワークに沿って分散させる。或いは、当業者に知ら
れた他のシリアル通信フォーマットを用いても良く、その場合も、主コントロー
ラ4は、サーバ2との通信に用いられるシリアルプロトコルから、コンピュータ
ネットワークの他のノードとの通信に用いられるプロトコルへの変換を行う。
主コントローラ4は更に、エラー検出/修正、データバス裁定、データバッフ
ァ機能及びハードウェア周辺ドライバを含むプロトコル管理機能を行う。サーバ
2にではなく、主コントローラ4においてこれ等の機能を用いることにより、サ
ーバ2は厄介な通信ネットワーク制御タスクから開放され、従って、より速く、
より効率的に作動できる。このRS485システムの手法を用いることにより、
例えば、115200ボー又はそれ以上のシリアルデータ通信又はデータ速度を
達成することが出来る。
図3のブロック図を参照して、主コントローラ4の好ましい実施例が、主制御
プロセッサ8、サーバ通信ポート10及びネットワーク通信ポート12を備える
ものとして示される。主制御プロセッサ8は、サーバ通信ポート10とネットワ
ーク通信ポート12の間のデータトラフィック(通信量)の制御を含む、上記の
プロトコル管理タスクの大部分を行う。サーバ通信ポート10は、サーバ2と主
制御プロセッサ8の間にインターフェースを提供する。前記のように、サーバ通
信ポート10は、好ましくはデータをシリアルRS232リンクを介してサーバ
2と交換するが、他の同様のデータ通信プロトコルも考えられる。ネットワーク
通信ポート12も同様に、主制御プロセッサ8とマルチドロップネットワーク、
好ましくはRS485バスとの間にインターフェースを提供する。
本発明に従って構成される主コントローラ回路4の一例が、図4の電気回路図
に示される。図示の回路には、プログラマブル読み取り専用メモリ(PROM)
18、ランダムアクセスメモリ(RAM)16及び関連する周辺構成部品と共に
、主制御プロセッサとして機能するマイクロプロセッサ14が備わる。好ましく
は、PROM18は、工業部品番号29EE512又はそれと同等のものである
512Kの電気的消去可能なPROM(EEPROM)であり、共通のアドレス
及びデータバスを介してマイクロプロセッサ14に作動可能に接続される。
EEPROM18は、マイクロプロセッサ14により実行されるべきアプリケ
ーションプログラム指令を記憶し、好ましくはフィールドプログラマブル(書き
換え可能)でシステム更新を容易にする。また、RAMモジュール16は、好ま
しくは256KのスタティックRAM、例えばソニー部品番号CXK58257
AM又はそれと同等なもので、好ましくはデータ記憶と検索空間を提供するため
に同様の方法でマイクロプロセッサ14に接続される。本発明に使用でき、かつ
周知の多数のマイクロプロセッサ回路とアーキテクチャが採用できることは当業
者に明かであろう。例えば、Mohamed Rafiquzzamanによる
テキスト”Microprocessors and Microproces
sor−Based System Design”(CRC Press,19
90)は、種々のマイクロプロセッサ回路と接続形態に付いて詳細な考察を提供
する。
主コントローラ回路4は更に、主コントローラユニットのサーバ通信ポートと
して機能するシリアル232トランシーバー20、例えばMaxim Prod
ucts部品番号MAX232又はこれと同等なものを備える。RS232トラ
ンシーバー20はマイクロプロセッサ14に作動可能に接続され、サーバとマイ
クロプロセッサ14の間にデータ転送インターフェースを提供する。また、マル
チドロップRS485トランシーバー22、例えばMaxim Product
s部品番号MAX491E又はそれと同等なものが、主コントローラユニットの
ネットワーク通信ポート12として機能する。RS485トランシーバー22は
同様にマイクロプロセッサ14に接続され、マルチドロップ・ネットワークバス
とマイクロプロセッサ14の間にインターフェースを提供する。
好ましくは、主コントローラ回路4は内部電源21を備える。電源21は、主
コントローラ回路4の要求条件を満たすのに適した調整DC電圧のソースを提供
する。また、主コントローラ4の通信ポート10、12の一方に接続された他の
システム構成部品に電源21が電力を供給するようにして、必要な外部電源数を
少なくすることも考えられる。
再び図2を参照して、本発明の分散形コンピュータネットワークには更に、一
つ又は複数の入出力(Input/Output)コントローラノード6が備わ
る。複数のI/Oコントローラノード16は好ましくは、データ入力とデータ出
力が相互接続されてシリアルチェーンを形成するマルチドロップRS485通信
接続を通して相互接続される。或いは、従来技術で知られている他のネットワー
ク接続形態(トポロジー)を用いて、I/Oコントローラノード6の各々と主コ
ントローラ4の間にデータ相互接続部を設けるようにしても良い。
図5のブロック図を参照すると、本発明に従って構成されたI/Oコントロー
ラ6の好ましい実施例が示されている。I/Oコントローラ6は好ましくは、マ
ルチドロップネットワークバスと周辺機器の間のデータの受信と送信、及びアプ
リケーションソフトウェアに始まる指令の周辺機器制御部への変換を含む局所ネ
ットワーク管理機能を行う。
I/Oコントローラ6は好ましくは、RS485バスとの通信を行うハードウ
ェアインターフェース32を備える。I/Oコントローラ6は更に、I/Oコン
トローラ6の機能を制御する入出力(I/O)ノードプロセッサー30を備える
。I/Oコントローラ6は好ましくは、キーボードインターフェース24、ビデ
オディスプレーインターフェース26及びシリアル通信I/Oインターフェース
28を含む制限された周辺機器を備える。I/Oノードプロセッサー30は好ま
しくは、前述のポス周辺機器との、シリアルI/Oインターフェース28及び/
又はキーボードインターフェース24を介しての通信を行う。また、I/Oコン
トローラは好ましくは指示/表示器31を備える。指示/表示器31は可視(例
えば、光)装置、可聴装置(例えば、ベル又はブザー)、又は触知装置(例えば
、振動素子)で良く、I/Oコントローラが主コントローラからデータを受信し
たことを表示する。
ポス周辺機器は自己の機能を制御するためのインテグラル処理を備えるから、
I/Oコントローラ6のI/Oノードプロセッサ30はネットワークインターフ
ェース機能と周辺機器通信制御機能を実行する充分な処理能力ををもっていさえ
すれば良い。これにより、I/Oノードプロセッサ30の処理負担がかなり低減
され、これ等の構成部品の設計を簡単にすることが出来る。
本発明により構成されるI/Oコントローラ回路の一例が、図6の電気回路図
に示される。本発明に用いられる適正なI/Oコントローラ回路は当業者に良く
知られているので、I/Oコントローラ回路の詳細な考察はここでは呈示されな
いことが理解されるべきである。
本発明に従って構成されるポスシステムを図6に示す。このシステムは、各I
/Oコントローラ6にポス周辺機器7が取り付けられて示されている点を除いて
、図2に図示のシステムと事実上、同一である。図6のポスシステムの例は、レ
ストラン等の食品業に用いられるようにしたもので、現在「IBMキッチンシス
テム」の名称の下にIBMにより商業的に販売されているものである。
このキッチンシステムは、RS232ポートを用いて、どのPCベースコンピ
ュータにも容易に取り付けられる完全開放システムである。IBMキッチンシス
テムに備わるものは、主コントローラと、一つ又は複数のI/Oユニットである
。各I/Oユニットには「バンプバー」が、好ましくはI/Oユニットのキーボ
ードポートに直接接続されて、取り付けられる。バンプバーは、ビデオモニター
に前に表示されたものを移動(「バンプ」(押し退ける))するコード配設が可能な
特殊キーボード装置として働く。ビデオモニター、好ましくはVGA又はスーパ
ーVGAモニター、又はそれと同等なものが、I/Oユニットのビデオポートに
直接、接続される。キッチンシステムは好ましくは、16個までのI/Oユニッ
トを支援(サポート)し、各々のI/Oユニットが一つのバンプバーと一つのビ
デオモニターを支援するようにする。また、外部電源を設けて、ポスシステムの
電力要求条件を満たすようにしても良い。I/Oユニットの動作を制御するファ
ームウェアは好ましくは、システムの更新を容易にし、システムの柔軟性を高め
るためにフィールドプログラマブルなものとする。
本発明の好ましい一実施例において、好ましくは各I/Oコントローラは複数
のポス周辺機器を支援できるものとする。これには、本出願の発明者により19
93年1月26日に提出された米国特許出願第08/011461号(現在、放
棄)に図示、記載された通信及び周辺拡張技術を用いることができる。この出願
を引用により、ここに挿入する。
さて図7を参照して、ポス周辺機器をパーソナルコンピュータ端末に相互接続
する従来技術を示す。この技術を用いるには、各周辺機器に別個のインターフェ
ースカードが必要である。斯くして、特定のPC端末が支援できる機器の数は、
PC端末内でインターフェースカードを受け取るのに利用できるスロットの数に
より制限される。更に、インターフェースカードを付加、又は除去するのに、コ
ンピュータの一部分解、ソフトウェアの再構成及びシステムの再起動が必要にな
り、それによりシステムの中断時間が増大する。
図8に、本発明による周辺拡張技術を示す。この技術では、周辺入力機器40
(例えば、バーコード読み取り器、ポスキーパッド、電子ウェイトスケール、磁
気縞読み取り器等)が好ましくは、シリアル、ディジーチェーン構成でI/Oコ
ントローラ6のキーボードポート34に接続される。周辺出力機器(例えば、極
ディスプレー、ビデオモニター、プリンタ等)が好ましくは、I/Oコントロー
ラ6のシリアルポート36に接続される。この手法を用いると、特殊I/Oカー
ドも、特殊コンピュータも要しない。また、二つのI/Oポート、即ちキーボー
ドポート34とシリアルポート36を用いるだけで、多数の周辺機器を支援する
ことが出来る。周辺入力機器のシステムへの一体化、システムからの切り離しは
、夫々のケーブルを単に連結、開放するだけで自由に出来る。
機器のキーボードチェーンでは、RS232周辺入力機器40(又はキーボー
ドフォーマットでデータを出力しない他の周辺機器)をポスシステムに組み込め
ば良い。これには好ましくは、入力機器40のシリアルデータフォーマットを標
準キーボードフォーマットに変換するインテリジェント・キーボード・ウェッジ
(くさび)インターフェースを用いる。一般に、周辺入力機器の物理的位置は重
要ではない。だが、通常の101キー・コンピュータキーボードにはウェッジイ
ンターフェースが無いから(その出力が常に標準キーボードデータフォーマット
であるから)、好ましくは、機器のチェーンに最後の構成部品として接続される
。ウェッジインターフェースは、機器ケーブル接続部(即ち、周辺入力機器40
の外側に有る)の部分であっても良く、或いは図9に示されているように、入力
機器40内で一体化されても良い。
さて図9を参照すると、ウェッジインターフェース回路が一対のスイッチ42
とインターフェース制御回路44を備えるものとして、これが機能的に示されて
いる。スイッチ42はパススルー(pass−through)状態(デフォルト
)にあっても、送信状態にあっても良い。周辺入力機器40に利用できるデータ
が無い場合、スイッチ42はデフォルトパススルー状態にあろう(図9に図示の
ように)。名称が示唆するように、パススルー状態にあるスイッチ42で構成し
た入力機器40は、データが自由に通過できるコンジット(conduit)と
して機能し、他の入力機器がI/Oコントローラと直接通信できるようにする。
スイッチ42が送信状態にあるとき、特定の入力機器40に接続されている下流
の機器(即ち、キーボード・ディジーチェーンでI/Oコントローラから遠く離
れて接続されている入力機器)がデータバスから電気的に切り離され、入力機器
40はI/Oコントローラと通信できるようになる。
I/Oコントローラに送信されるべきデータが周辺入力機器40に有れば、イ
ンターフェースはデータ上の交通量を先ず監視して、別の入力機器が現在I/O
コントローラと通信しているかどうかをチェックする。好ましくは、何時でもI
/Oコントローラとは一つの入力機器40のみが通信を行えるようにし、そうで
ないと起こり得るバス競合問題を回避するようにする。従って、一つの入力機器
がI/Oコントローラと通信しているとき、他の全ての入力機器がバスを監視し
、送信すべきデータをもっているかどうかに拘らず、夫々のパススルー構成を維
持するようにするのが好ましい。
バスが送信に利用できれば(即ち、あるブレークが検出されれば)、周辺入力機
器40のインターフェース制御回路44はスイッチの状態を変更し、下流の入力
機器をデータバスから電気的に切り離し、入力機器40がそのデータをI/Oコ
ントローラに送信できるようにする。そのデータの送信中、上流の入力機器群(
即ち、シリアルキーボードディジーチェーンでI/Oコントローラにより近く接
続されている周辺機器群)がバスを監視し、各々のパススルー状態を維持する。
入力機器40がそのデータ送信を完了した後、インターフェース制御装置はスイ
ッチ42の状態を変更して、元のデフォルトパススルー状態に戻す。
I/Oコントローラに送信されるべきデータが周辺入力機器40に有り、且つ
データバスが使用中である場合、入力機器40からのデータをインターフェース
制御回路44が、例えばメモリに記憶し、バスにブレークが検出されるまで、こ
れを継続するようにするのが好ましい。バスが利用できるようになれば、インタ
ーフェース制御回路44からの記憶データは次いで上記のようにI/Oコントロ
ーラに送信される。多数のインターフェースが入力機器40にある場合、各イン
ターフェースが独立してそのデータを、バスが空くまで、記憶し、次いで各イン
ターフェースがその記憶データを順次送信するようにするのが好ましい。
好ましくは、キーボードウェッジインターフェースは、周辺入力機器40から
、例えばRS232フォーマットで受信したデータを、標準キーボードデータフ
ォーマットに変換するようにする。この手法を用いると、全ての周辺入力機器が
互換性のあるデータフォーマットで(即ち、キーボードフォーマットで)、I/O
コントローラとの通信を行えるようになる。これにより、多数のインターフェー
スカードの有るI/Oコントローラでも、それ等を各データフォーマット毎に
一つずつ用いる必要が無くなる。
インターフェース制御回路がI/Oコントローラと通信を行っていないとき、
同制御回路はキーボードとI/Oコントローラの間のアクティビティの全てを監
視し、記録するようにするのが好ましい。例えば、Capsロックキーが押され
た場合、インターフェース回路は適性時反転して、I/Oコントローラが常に周
辺入力機器から正確な文字(characters)を受信するようにする。標
準キーボードが無い場合、或いは適性に機能しない場合、I/Oコントローラと
の双方向対話をインターフェース回路が支援するようにするのも好ましい。これ
により、たとえ標準キーボード及び/又は周辺入力機器が設置又は導入されてい
なくても、I/Oコントローラは、「キーボード・エラー」を生ずること無く、
機能できるようになる。
ウェッジインターフェース回路を、好ましくは周辺機器ケーブルと一体化した
外部ユニットして構成することが出来る。このケーブルにより、標準キーボード
フォーマットでデータを出力せず、且つ内部ウェッジインターフェースをもたな
い標準ポス周辺機器も本発明のポスシステムで使用が可能になり、総システムコ
ストを低く抑えることが出来る。本発明により構成される外部ウェッジインター
フェース回路の一例を、図10の電気回路に示す。図10に示されているように
、インターフェース回路には、コネクタ50、好ましくは25ピンDB25コネ
クタが備わり、インターフェース回路を周辺入力回路の出力に作動可能に接続す
る。回路は更に、必要とされるデータフォーマット変換と前記のバス制御機能を
行うマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ54、例えば80C51マイ
クロコントローラ又はそれと同等なものを備える。図9のインターフェース回路
の電力は、コネクタ50のピン16を通して供給されるようにしても良く、或い
は外部電力をコネクタジャック64を通して供給するようにしても良い。ウェッ
ジインターフェース回路は好ましくはコネクタ60及び62を備え、インターフ
ェース回路を、従ってインターフェース回路が接続される周辺入力回路を、キー
ボードディジーチェーンの上流機器と下流機器の間に接続する。コネクタ60及
び62は好ましくは、5ピンDINコネクタ又はそれと同等なもののようなキー
ボード型のものである。
コネクタ60は好ましくは、下流に有って、それが接続される周辺入力機器か
らデータを受信する。好ましくは、コネクタ62はデータを、近接する下流周辺
機器から直接、コネクタ60を通して(例えば、インターフェースがパススルー
状態に有る場合)、又はコネクタ50に連結された周辺機器から、データがマイ
クロコントローラ54により変換された後(例えば、インターフェースが伝送状
態のとき)、出力する。インターフェース回路の状態に拘らず、コネクタ62か
らのデータ出力を、周辺機器のチェーンが接続されたI/Oコントローラポート
と互換性のあるフォーマットとするのが好ましい。尚、インターフェース回路が
内部的に周辺入力機器と一体化される場合は、コネクタ50を除くことが出来、
そうすると、入力機器からのデータは好ましく、マイクロコントローラ54に直
接提示されることになる。
マイクロコントローラ54に提示される前に、周辺入力機器(コネクタ50に
接続された)からのデータ信号は先ず、好ましくは汎用トランジスタ52として
実現されるインバータ回路により変換される必要があろう。広範囲のRS232
通信規約パラメタを受容し、かつマイクロコントローラ54に作動的に接続され
たスイッチ56、好ましくはデュアルインラインピン(ディップ)スイッチの設
定により命令される種々の属性で動作出来るようにマイクロコントローラ54を
構成するのが好ましい。かかる通信パラメタ、例えばボーレート、データストッ
プ/ビット数、パリティ任意選択(オン又はオフ)の設定は、好ましくはスイッ
チ56により行う。
ポスシステム内の周辺入力機器を相互接続するバスを形成するクロック線及び
データ線を夫々、一対の商業的に入手可能なアナログマルチプレクサ又はスイッ
チ58に接続するのが好ましい。各アナログスイッチ58は制御入力端子を有し
、単極単投接点機械的スイッチの理想的な機能的均等物である。制御入力端子に
有る信号、好ましくはバイナリ論理信号(例えば、0又は5ボルトの)が、スイ
ッチ58が「開」状態に有るか、「閉」状態に有るかを制御する。スイッチ制御
線66はマイクロコントローラ54をアナログスイッチ58の制御入力端子に接
続し、マイクロコントローラ54がプログラム制御の下でスイッチ群58を同時
に開、又は閉にすると好ましい。
スイッチ群58を閉状態に維持する、スイッチ制御線66上の適正な論理信号
をマイクロコントローラ54が発生するようにすると通常、好ましい。アナログ
スイッチ58が閉のとき、インターフェース回路はパススルー装置として構成さ
れ、コネクタ60を介して連結されている下流周辺機器がI/Oコントローラと
通信できるようにする(コネクタ60及び62のクロック線及びデータ線は夫々
、作動可能に相互接続されている)。アナログスイッチ58が開のとき、コネク
タ60に連結されている機器がバスから電気的に切断されるようになり、マイク
ロコントローラ54とI/Oコントローラ間の通信がコネクタ62を通して開始
される。マイクロコントローラ54は好ましくはコネクタ60からのクロック線
を監視して、そのデータバスが利用できるかどうかを確認し、従って、アナログ
スイッチ群58がどんな状態にあるべきかに付いて(即ち、パススルー状態に有
るべきか、伝送状態に有るべきかに付いての)適正な決定をする。
コネクタ50、変換回路及びマイクロコントローラ54上で走るファームウェ
アを適宜選ぶことにより、どんな形式の周辺機器をもマイクロコントローラ54
に接続出来ることが理解されるべきである。更に、周辺出力データが一旦、標準
キーボードフォーマットに変換されたら、どんな数の周辺機器をもチェーンで相
互連結することが出来る。別の周辺機器が動作しているとき、残りの周辺機器は
干渉せずに、単にデータをI/Oコントローラにパスする。このことは、システ
ム拡張能力に関して、特に有利である。
図12を参照して、本発明に従って構成される好ましいI/Oコントローラノ
ードが示される。I/Oコントローラノードは、I/Oコントローラ6のシリア
ル通信ポート35に連結されたCRTディスプレー又はモニター38を備えたI
/Oコントローラ6を有する。I/Oコントローラ6は更に、複数のポス周辺入
力機器がシリアルディジーチェーン構成で接続されるキーボードポート34を備
える。本発明に用いられる典型的なポス周辺機器には、バーコード読み取り器7
0、ポスキーパッド72、磁気縞読み取り器74、電子ウェイトスケール76及
び標準コンピュータキーボード78が含まれる。図12に示されているように、
通常データを標準キーボードデータフォーマットで出力しないポス周辺入力機器
(例えば、バーコード読み取り器70又は電子ウェイトスケール76)は好ま
しくは、インテリジェントウェッジインターフェースケーブル80及び81を介
してディジーチェーンバスに接続される。インターフェースケーブル80及び8
2は好ましくは、受信した非標準データフォーマットのデータを、前記のように
I/Oコントローラ6との通信のために、標準キーボード出力データフォーマッ
ト(又は他の互換性のあるデータフォーマット)に変換する。
複数のI/Oコントローラ6と通信するのに、主コントローラ4が、例えばデ
ータヘッダー又は同等の識別タグの形式の識別情報を、サーバ2(図2参照)か
ら受信したデータに付加するようにすると好ましい。この識別情報は好ましくは
、送信指令又はデータを最後に受信する周辺機器を特定するようにする。各I/
Oコントローラ6はネットワークバスに接続され、主コントローラ4からのデー
タ流を受信する。次に、各I/Oコントローラ6は、送信データに関連するヘッ
ダー情報を分析する。ここのI/Oコントローラ6に対応する識別情報をヘッダ
ーが含んでいれば、特定のI/Oコントローラ6はデータをそれに接続する周辺
機器に送ることになる。
尚、主コントローラ4及びI/Oコントローラ6は独立型装置として例示され
たが、主コントローラ4をサーバ内に一体化することも、I/Oコントローラ6
を関連するシステム周辺機器と一体化することも本発明の範囲内にあるものと考
えられる。
本発明により構成され、提供される分散形コンピュータネットワークは、特に
ポスシステムへの使用に極めて適したものである。本発明の分散形コンピュータ
ネットワークは、利用できる入力/出力ポートを低減すること無く、事実上無制
限の周辺機器の接続を許容するオープンシステムである。更に、この分散形コン
ピュータネットワークは、システムを分解、再構成、又は再起動せずに、周辺機
器の接続/切り離し出来るようにするもので、システムの中断時間の低減を図る
ものである。
以上、本発明の例示的実施例が添付する図面を参照して記載されたが、本発明
はこれ等の実施例通りに限定されるものではなく、本発明の範囲又は精神を逸脱
すること無く、種々の他の変更及び修正が当業者により為され得るものであるこ
とが理解されるべきである。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】平成10年12月16日(1998.12.16)
【補正内容】
ポス周辺機器は自己の機能を制御するためのインテグラル処理を備えるから、
I/Oコントローラ6のI/Oノードプロセッサ30はネットワークインターフ
ェース機能と周辺機器通信制御機能を実行する充分な処理能力ををもっていさえ
すれば良い。これにより、I/Oノードプロセッサ30の処理負担がかなり低減
され、これ等の構成部品の設計を簡単にすることが出来る。
本発明により構成されるI/Oコントローラ回路の一例が、図6の電気回路図
に示される。本発明に用いられる適正なI/Oコントローラ回路は当業者に良く
知られているので、I/Oコントローラ回路の詳細な考察はここでは呈示されな
いことが理解されるべきである。
本発明に従って構成されるポスシステムを図7に示す。このシステムは、各I
/Oコントローラ6にポス周辺機器7が取り付けられて示されている点を除いて
、図2に図示のシステムと事実上、同一である。図7のポスシステムの例は、レ
ストラン等の食品業に用いられるようにしたもので、現在「IBMキッチンシス
テム」の名称の下にIBMにより商業的に販売されているものである。
このキッチンシステムは、RS232ポートを用いて、どのPCベースコンピ
ュータにも容易に取り付けられる完全開放システムである。IBMキッチンシス
テムに備わるものは、主コントローラと、一つ又は複数のI/Oユニットである
。各I/Oユニットには「バンプバー」が、好ましくはI/Oユニットのキーボ
ードポートに直接接続されて、取り付けられる。バンプバーは、ビデオモニター
に前に表示されたものを移動(「バンプ」(押し退ける))するコード配設が可能な
特殊キーボード装置として働く。ビデオモニター、好ましくはVGA又はスーパ
ーVGAモニター、又はそれと同等なものが、I/Oユニットのビデオポートに
直接、接続される。このキッチンシステムは好ましくは、16個までのI/Oユ
ニットを支援(サポート)し、各々のI/Oユニットが一つのバンプバーと一つ
のビデオモニターを支援するようにする。また、外部電源を設けて、ポスシステ
ムの電力要求条件を満たすようにしても良い。I/Oユニットの動作を制御する
ファームウェアは好ましくは、システムの更新を容易にし、システムの柔軟性を
高めるためにフィールドプログラマブルなものとする。
本発明の好ましい一実施例において、好ましくは各I/Oコントローラは複数
のポス周辺機器を支援できるものとする。これには、本出願の発明者により19
93年1月26日に提出された米国特許出願第08/011461号(現在、放
棄)に図示、記載された通信及び周辺拡張技術を用いることができる。この出願
を引用により、ここに挿入する。
さて図8を参照して、ポス周辺機器をパーソナルコンピュータ端末に相互接続
する従来技術を示す。この技術を用いるには、各周辺機器に別個のインターフェ
ースカードが必要である。斯くして、特定のPC端末が支援できる機器の数は、
PC端末内でインターフェースカードを受け取るのに利用できるスロットの数に
より制限される。更に、インターフェースカードを付加、又は除去するのに、コ
ンピュータの一部分解、ソフトウェアの再構成及びシステムの再起動が必要にな
り、それによりシステムの中断時間が増大する。
図9に、本発明による周辺拡張技術を示す。この技術では、周辺入力機器40
(例えば、バーコード読み取り器、ポスキーパッド、電子ウェイトスケール、磁
気縞読み取り器等)が好ましくは、シリアル、ディジーチェーン構成でI/Oコ
ントローラ6のキーボードポート34に接続される。また周辺出力機器38(例
えば、極ディスプレー、ビデオモニター、プリンタ等)が好ましくは、I/Oコ
ントローラ6のシリアルポート36に接続される。この手法を用いると、特殊I
/Oカードも、特殊コンピュータも要しない。また、二つのI/Oポート、即ち
キーボードポート34とシリアルポート36を用いるだけで、多数の周辺機器を
支援することが出来る。周辺入力機器のシステムへの一体化、システムからの切
り離しは、夫々のケーブルを単に連結、開放するだけで自由に出来る。
機器のキーボードチェーンでは、RS232周辺入力機器40(又はキーボー
ドフォーマットでデータを出力しない他の周辺機器)をポスシステムに組み込め
ば良い。これには好ましくは、入力機器40のシリアルデータフォーマットを標
準キーボードフォーマットに変換するインテリジェント・キーボード・ウェッジ
インターフェースを用いる。一般に、周辺入力機器の物理的位置は重要ではない
。だが、通常の101キー・コンピュータキーボードにはウェッジインターフェ
ースが無いから(その出力が常に標準キーボードデータフォーマットであるから
)、好ましくは、機器のチェーンに最後の構成部品として接続される。ウェッジ
インターフェースは、機器ケーブル接続部(即ち、周辺入力機器40の外側に有
る)の部分であっても良く、或いは図9に示されているように、入力機器40内
で一体化されても良い。
さて図10を参照すると、ウェッジインターフェース回路が一対のスイッチ4
2とインターフェース制御回路44を備えるものとして、これが機能的に示され
ている。スイッチ42はパススルー(pass−through)状態(デフォル
ト)にあっても、送信状態にあっても良い。周辺入力機器40に利用できるデー
タが無い場合、スイッチ42はデフォルトパススルー状態にあろう(図9に図示
のように)。名称が示唆するように、パススルー状態にあるスイッチ42で構成
した入力機器40は、データが自由に通過できるコンジット(conduit)
として機能し、他の入力機器がI/Oコントローラと直接通信できるようにする
。スイッチ42が送信状態にあるとき、特定の入力機器40に接続されている下
流の機器(即ち、キーボード・ディジーチェーンでI/Oコントローラから遠く
離れて接続されている入力機器)がデータバスから電気的に切り離され、入力機
器40はI/Oコントローラと通信できるようになる。
I/Oコントローラに送信されるべきデータが周辺入力機器40に有れば、イ
ンターフェースはデータ上の交通量を先ず監視して、別の入力機器が現在I/O
コントローラと通信しているかどうかをチェックする。好ましくは、何時でもI
/Oコントローラとは一つの入力機器40のみが通信を行えるようにし、そうで
ないと起こり得るバス競合問題を回避するようにする。従って、一つの入力機器
がI/Oコントローラと通信しているとき、他の全ての入力機器がバスを監視し
、送信すべきデータをもっているかどうかに拘らず、夫々のパススルー構成を維
持するようにするのが好ましい。
バスが送信に利用できれば(即ち、あるブレークが検出されれば)、周辺入力機
器40のインターフェース制御回路44はスイッチの状態を変更し、下流の入力
機器をデータバスから電気的に切り離し、
ウェッジインターフェース回路を、好ましくは周辺機器ケーブルと一体化した
外部ユニットして構成することが出来る。このケーブルにより、標準キーボード
フォーマットでデータを出力せず、且つ内部ウェッジインターフェースをもたな
い標準ポス周辺機器も本発明のポスシステムで使用が可能になり、総システムコ
ストを低く抑えることが出来る。本発明により構成される外部ウェッジインター
フェース回路の一例を、図11の電気回路に示す。図11に示されているように
、インターフェース回路には、コネクタ50、好ましくは25ピンDB25コネ
クタが備わり、インターフェース回路を周辺入力回路の出力に作動可能に接続す
る。回路は更に、必要とされるデータフォーマット変換と前記のバス制御機能を
行うマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラ54、例えば80C51マイ
クロコントローラ又はそれと同等なものを備える。図10のインターフェース回
路の電力は、コネクタ50のピン16を通して供給されるようにしても良く、或
いは外部電力をコネクタジャック64を通して供給するようにしても良い。ウェ
ッジインターフェース回路は好ましくはコネクタ60及び62を備え、インター
フェース回路を、従ってインターフェース回路が接続される周辺入力回路を、キ
ーボードディジーチェーンの上流機器と下流機器の間に接続する。コネクタ60
及び62は好ましくは、5ピンDINコネクタ又はそれと同等なもののようなキ
ーボード型のものである。
コネクタ60は好ましくは、下流に有って、それが接続される周辺入力機器か
らデータを受信する。好ましくは、コネクタ62はデータを、近接する下流周辺
機器から直接、コネクタ60を通して(例えば、インターフェースがパススルー
状態に有る場合)、又はコネクタ50に連結された周辺機器から、データがマイ
クロコントローラ54により変換された後(例えば、インターフェースが伝送状
態のとき)、出力する。インターフェース回路の状態に拘らず、コネクタ62か
らのデータ出力を、周辺機器のチェーンが接続されたI/Oコントローラポート
と互換性のあるフォーマットとするのが好ましい。尚、インターフェース回路が
内部的に周辺入力機器と一体化される場合は、コネクタ
【図11】
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(81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY,
DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I
T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ
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