WO2001093045A2 - Einrichtung, verfahren und computerprogrammprodukt zur signalkopplung zwischen datenverarbeitungseinrichtungen und peripheren geräten mit unterschiedlichen schnittstellen - Google Patents

Einrichtung, verfahren und computerprogrammprodukt zur signalkopplung zwischen datenverarbeitungseinrichtungen und peripheren geräten mit unterschiedlichen schnittstellen Download PDF

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WO2001093045A2
WO2001093045A2 PCT/EP2001/006173 EP0106173W WO0193045A2 WO 2001093045 A2 WO2001093045 A2 WO 2001093045A2 EP 0106173 W EP0106173 W EP 0106173W WO 0193045 A2 WO0193045 A2 WO 0193045A2
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usb
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Andreas Heusel
Mathias Walter
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Coint Ag
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00—Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units
    • G06F13/38—Information transfer, e.g. on bus
    • G06F13/40—Bus structure
    • G06F13/4004—Coupling between buses
    • G06F13/4009—Coupling between buses with data restructuring

Definitions

  • the invention relates to the device, method and computer program product for signal coupling between data processing devices and peripheral devices with different interfaces, which can be used in particular to couple end devices and computers, the interfaces of which are not ' or not directly compatible with one another; specifically to connect a coin validator with a serial interface to a computer with a USB interface, thereby enabling the computer to be used for a fee.
  • the prior art is characterized in that so far only peripheral devices with a fixed type of signal inputs and outputs via the parallel or serial interface on a data processing device (DV device), such as. B. PC, mini computer, etc. , could be operated. Their number was due to the number of parallel (mostly one) or serial
  • the object of the present invention is to provide a device and a method for coupling one or more peripheral devices with different ones
  • the facility should be so flexible that the behavior of the connected person is not or only to a limited extent
  • Computer program product are to be developed, which as dynamically loadable software (firmware) should enable the adaptation of the different devices and as a driver communication with the device according to the invention.
  • the device has at least one connection for exchanging signals with peripheral devices, at least one microprocessor, at least one controller for signals coming from peripheral devices and / or outgoing to peripheral devices, at least one memory unit with at least one conversion software and at least one connection for signal exchange with a data processing device, the components mentioned being connected to one another via means for data exchange, the controller (s) being is (are) that he (she) recognizes (recognizes) the type of signals coming from peripheral devices and converts these signals (normalize) and / or normalized signals into signals that can be processed by peripheral devices (convert), and the (the ) After activation of the conversion software, the microprocessor (s) is (are) designed such that it (they) converts (convert) the standardized signals into data structures specified by a data processing device and transmits them to a data processing device and / or from a data processing device converting incoming signals into standardized signals (converting) and sending (sending) to a controller.
  • the device has a circuit board on which a signal input controller, a microprocessor, a memory unit with at least one ' conversion software and a USB signal output is available, the signal input controller is suitable for recognizing the type of input signals and converting them into defined signals, and after activating the conversion software the microprocessor is suitable for converting the defined signals into USB data packets and transmitting them to the USB signal output.
  • the method according to the invention for signal coupling between data processing devices and peripheral devices with different interfaces is that the output signals of at least one peripheral device having a first interface are detected, checked and converted into standardized signals, these standardized signals subsequently into a predefined data structure converted by a data processing device with a second interface and transmitted to this second interface, the execution of the described steps being monitored and / or controlled by a driver installed on the data processing device and, if necessary, influenced by an application installed on the data processing device.
  • the invention further comprises a first computer program product that can be loaded directly into the internal memory of at least one means for electronic data processing and includes software code sections with which the method steps according to claim 17 are carried out and a data processing device is enabled with a device according to one of claims 1 or 2 to communicate when the product runs on a means for electronic data processing.
  • the invention also comprises a second computer program product stored on a computer-suitable medium and comprising: computer-readable program means which cause the microprocessor of a device according to one of claims 1 or 2 to receive signals through the signal output (s)
  • Signal outputs convert predefined data structures and transmit them to the signal output (s) (signal outputs);
  • Computer-readable program means that one
  • a computer is capable of communicating with a device according to one of claims 1 or 2.
  • Fig. 1 block diagram of the hardware components of the
  • Fig. 3 block diagram of the device driver.
  • the mode of operation of the device and the computer program product will be described by way of example on the device configuration when using the device according to the invention for coupling one or more peripheral devices with different types of signal inputs and outputs to a DV device with a USB connection.
  • the hardware environment consists of at least three units: DPD (DV device), USB device (the device according to the invention) and DI (peripheral device) (see FIG. 1).
  • DPD digital device
  • USB device the device according to the invention
  • DI peripheral device
  • other peripheral devices D2 ... Dn
  • SPEI SPEI ... SPEn
  • the USB device draws its voltage directly from the USB bus. Depending on the power requirements of the peripheral devices, this can be covered via the USB bus. To this end, the UVR takes control and, if not yet done so, notifies the
  • EVS Evolved SPU
  • SPU SPU
  • SPE SPE
  • SCCU SCCU controls the incoming and outgoing signals, converting them, if necessary, into one normalized for the SPU or one for the peripheral devices processable form and passes them to them.
  • the SPU is controlled directly by the firmware and works according to its specifications.
  • the firmware is a special operating software that is stored in an EEPROM / Flash on a hardware device for controlling the same.
  • USB device All necessary operating parameters (firmware, constants, tables, USB information, etc.) are stored in the EEPROM. These are loaded into the RAM of the CPU. The main processing of all information - regulated by the firmware - takes place in the CPU. It also initiates and handles communication with the DV device via the USBO.
  • a high-speed device (12 Mb / s) is used as the USB device, which corresponds to USB specification 1.1.
  • the internal power requirement is 50 mA to 80 mA, depending on the hardware configuration and connected peripheral devices.
  • the output voltage is in the range of
  • the device and - as far as possible the connected peripheral devices get their power supply from the DV device. If this is not sufficient, the required electricity can be provided by an optional EVS with the help of the UVR.
  • the software required to convert the signals consists of two main modules, the firmware, which also includes the conversion software, and the driver.
  • the main task of the firmware is to get the different signals from the connected ones Check devices, convert if necessary and forward them to the DV device in the form of converted USB data packets.
  • the signals can be processed in advance.
  • information from the DV device can be output to the connected devices with correspondingly converted signals.
  • the sequence described below is shown in Figure 2.
  • the power supply and the data connection are established by plugging the device into the DV device.
  • the firmware within the facility is started and initializes the facility. First of all, the device is registered on the DV device.
  • Channel table specifies which input or output is treated according to which signal type (e.g. analog [parallel], digital [serial], etc.). Then the different hardware modules (e.g. SCCU) that contribute to the functioning of the device and the connected peripheral device (s) are activated. Now the firmware goes into a main loop, in which it waits in parallel for actions (this is a command or data stream that is transmitted from or to the DV device) from the DV device and for changes to the inputs. If one of the two cases occurs, the loop is not interrupted because parallel processing takes place.
  • signal type e.g. analog [parallel], digital [serial], etc.
  • Actions can also be used during the Operation of the facility change the channel and action tables and thus reconfigure the functionality.
  • the inputs of the signal processing unit are checked cyclically for signals present. If signals are present, they will continue to be checked for their length (duration) and buffered. The signal type of the received signals is then checked. If serial signals are involved, they are buffered until their signal end is reached.
  • the signals are further processed, they are first checked using the action table to determine whether they do not represent actions. If this is the case, the action is carried out. However, if it is not an action, the signals are sent directly as a data stream to the DV device in the form of USB data packets.
  • the action processing within the facility ensures that the DV device is not occupied with unnecessary things that can be carried out much faster and more quickly within the facility. In order to still maintain the flexibility of the facility, the action processing is regulated by the action table, which can be reloaded dynamically from the DV device.
  • a certain software (the device driver) has to be loaded onto the DV device so that a device can work correctly under an operating system on a DV device.
  • a device driver is a program with which a device can communicate with the respective operating system. Even if one Setup is installed on a DV device, it can only work if the corresponding driver is installed and configured.
  • the device driver is the direct logical counterpart to the firmware. It is loaded and started immediately after plugging in the device. If a special firmware or channel / action table is stored on the DV device, it is loaded into the EEPROM of the device before the firmware is started on the device. After the firmware has been started on the device, the login to the DV device takes place. Here, the device driver takes over the registration on the operating system of the DV device. Furthermore, the device driver is the interface to a special application program of the peripheral device, the so-called application. It forwards all actions and data from the facility to the application. He translates them to a more understandable level, encapsulates them in function calls and buffers them again if necessary.
  • the application is available as the third software component.
  • the application is software that controls the actual control of the facility and sends and receives the actions / data to and from the facility. In addition, if necessary, it takes over the visual representation of action results and data and can process inputs and commands from the user and transfer them to the facility.
  • the peripheral device is a temperature probe, it is a typical one Application the representation of the temperature. If the peripheral device is an electronic coin validator, the application displays the inserted coins and may also block the acceptance of individual coins. The application of a blind control shows and controls the blind position.
  • Examples and demonstrations of the invention and the computer program product in the form of drivers, specially adapted firmware and applications can be distributed and updated via diskette, CD and the Internet. This supports the expandability and possible uses of the facility.
  • RAM random access memory RAM random access memory
  • USB Universal Serial Bus output universal multi-core bus line working according to the serial principle for the exchange of information to or in a DV device USB Device Universal Serial Bus Device; Developed device / device with USB connection
  • USBHC Universal Serial Bus Host Controller USB main controller within the DV device
  • VRU Voltage Regulation Unit Voltage regulator / converter

Abstract

Die Erfindung beschreibt Einrichtung, Verfahren und Computerprogrammprodukt zur Signalkopplung zwischen Datenverarbeitungseinrichtungen und peripheren Geräten mit unterschiedlichen Schnittstellen, welche insbesondere eingesetzt werden können, um Endgeräte und Computer miteinander zu koppeln, deren Schnittstellen nicht bzw. nicht direkt zueinander kompatibel sind; speziell um ein Münzprüfgerät mit serieller Schnittstelle an einen Computer mit USB-Schnittstelle anzuschließen, um dadurch eine gebührenpflichtige Nutzung des Computers zu ermöglichen.Damit wird eine Einrichtung und ein Verfahren zur Kopplung von einem oder mehreren peripheren Geräten mit unterschiedlichen Arten von Signalein- und -ausgängen an ein DV-Gerät mit anderen Signalein- und -ausgängen bereitgestellt. Die Einrichtung ist so derart flexibel, daß nicht bzw. nur begrenzt das Verhalten des/der angeschlossenen Geräte(s) festgelegt ist. Des weiteren wird ein Computerprogrammprodukt beschrieben, welches als dynamisch ladbare Software (Firmware) die Adaption der unterschiedlichen Geräte und als Treiber die Kommunikation mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ermöglicht.

Description

Einrichtung, Verfahren und Computerprograntmprodu t zur Signalkopplung zwischen Datenverarbeitungseinrichtungen und peripheren Geräten mit unterschiedlichen
Schnittstellen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft Einrichtung, Verfahren und Computerprogrammprodukt zur Signalkopplung zwischen Datenverarbeitungseinrichtungen und peripheren Geräten mit unterschiedlichen Schnittstellen, welche insbesondere eingesetzt werden können, um Endgeräte und Computer miteinander zu koppeln, deren Schnittstellen nicht ' bzw. nicht direkt zueinander kompatibel sind; speziell um ein Münzprüfgerät mit serieller Schnittstelle an einen Computer mit USB-Schnittstelle anzuschließen, um dadurch eine gebührenpflichtige Nutzung des Computers zu ermöglichen.
Der Stand der Technik ist dadurch gekennzeichnet, daß bisher nur periphere Geräte mit einer festgelegten Art von Signalein- und -ausgängen über die parallele oder serielle Schnittstelle an einer Datenverarbeitungs- einrichtung (DV-Gerät) , wie z. B. PC, Minicomputer, etc . , betrieben werden konnte . Ihre Anzahl war durch die Anzahl der parallelen (meist eine) bzw. seriellen
(meist zwei) Schnittstellen am DV-Gerät begrenzt. Die Stromversorgung dieser Geräte mußte in den meisten Fällen separat bereitgestellt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung und ein Verfahren zur Kopplung von einem oder mehreren peripheren Geräten mit unterschiedlichen
Arten von Signalein- und -ausgängen an ein DV-Gerät mit anderen Signalein- und -ausgängen zu entwickeln. Die
Einrichtung soll derart flexibel sein, daß nicht bzw. nur begrenzt das Verhalten des/der angeschlossenen
Geräte (s) festgelegt ist. Des weiteren soll ein
Computerprogrammprodukt entwickelt werden, welches als dynamisch ladbare Software (Firmware) die Adaption der unterschiedlichen Geräte und als Treiber die Kommunikation mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ermöglichen soll .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1, 2, 17, 18 und 19 im Zusammenwirken mit den Merkmalen im Oberbegriff. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Einrichtung mindestens einen Anschluß zum Signal- austausch mit peripheren Geräten, mindestens einen Mikroprozessor, mindestens einen Controller für von peripheren Geräten eingehende und/oder an periphere Geräte ausgehende Signale, mindestens eine Speicher- einheit mit mindestens einer Konvertierungssoftware und mindestens einen Anschluß zum Signalaustausch mit einer Datenverarbeitungseinrichtung umfaßt, wobei die genannten Komponenten über Mittel zum Datenaustausch miteinander verbunden sind, der (die) Controller derart aus- gebildet ist (sind) , daß er (sie) die Art der von peripheren Geräten eingehenden Signale erkennt (erkennen) sowie diese Signale normiert (normieren) und/oder normierte Signale in für periphere Geräte verarbeitbare Signale wandelt (wandeln) , und der (die) Mikroprozessor (en) nach Aktivierung der Konvertierungssoftware derart ausgebildet ist (sind) , daß er (sie) die normierten Signale in durch eine Datenverarbeitungseinrichtung vorgegebene Datenstrukturen konvertiert (kon- vertieren) und an eine Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt (übermitteln) und/oder von einer Datenverarbeitungseinrichtung eingehende Signale in normierte Signale konvertiert (konvertieren) und an einen Controller sendet (senden) . In bestimmtem Fällen, z. B. wenn die Datenverarbeitungseinrichtung eine USB-Schnittstelle besitzt, erweist es sich als vorteilhaft, daß die Einrichtung eine Platine aufweist, auf der ein Signaleingangscontroller, ein Mikroprozessor, eine Speichereinheit mit mindestens einer ' Konvertierungssoftware und ein USB-Signalausgang vorhanden ist, wobei der Signaleingangscontroller geeignet ist, die Art der Eingangssignale zu erkennen und in definierte Signale umzuwandeln sowie der Mikroprozessor nach Aktivierung der Konvertierungssoftware geeignet ist, die definierten Signale in USB-Datenpakete umzuwandeln und an den USB-Signalausgang zu übermitteln.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Signalkopplung zwischen Datenverarbeitungseinrichtungen und peripheren Geräten mit unterschiedlichen Schnittstellen besteht darin, daß die Ausgangssignale mindestens eines eine erste Schnittstelle aufweisenden peripheren Gerätes erfaßt, kontrolliert und in normierte Signale konvertiert werden, diese normierten Signale anschließend in eine durch eine Datenverarbeitungseinrichtung mit einer zweiten Schnittstelle vorgegebene Datenstruktur gewandelt und an diese zweite Schnittstelle übermittelt werden, wobei die Ausführung der beschriebenen Schritte durch einen auf der Datenverarbeitungseinrichtung installierten Treiber überwacht und/oder gesteuert sowie erforderlichenfalls durch eine auf der Datenverarbeitungseinrichtung installierte Applikation beeinflußt wird. Die Erfindung umfaßt weiterhin ein erstes Coraputer- programmprodukt, das direkt in den internen Speicher mindestens eines Mittels zur elektronischen Datenverarbeitung geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfaßt, mit denen die Verfahrensschritte gemäß Anspruch 17 ausgeführt werden und eine Datenverarbeitungs- einrichtung in die Lage versetzt wird, mit einer Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 zu kommunizieren, wenn das Produkt auf einem Mittel zur elektronischen Datenverarbeitung läuft . Die Erfindung umfaßt außerdem ein zweites Computerprogrammprodukt, das auf einem Computergeeigneten Medium gespeichert ist und folgendes umfaßt: computerlesbare Programmittel, die den Mikroprozessor einer Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 veranlassen, Signale in durch den (die) Signalausgang
(Signalausgänge) vorgegebene Datenstrukturen zu wandeln und an den (die) Signalausgang (Signal usgange) zu übermitteln; Computerlesbare Programmittel, die einen
Computer die Lage versetzen, mit einer Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 zu kommunizieren.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von einem zumindest teilweise in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 Blockschaltbild der Hardware-Komponenten der
Einrichtung, DV-Gerätes und peripheren
Geräten; Fig. 2 Flußbild der Firmware;
Fig. 3 Blockdiagramm des Gerätetreibers.
An der Gerätekonfiguration bei Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Kopplung von einem oder mehreren peripheren Geräten mit unterschiedlichen Arten von Signalein- und -ausgängen an ein DV-Gerät mit USB-Anschluß soll die Wirkungsweise der Vorrichtung und des Computerprogrammproduktes beispielhaft beschrieben werde .
Die Hardwareumgebung besteht hierbei aus mindestens drei Einheiten: DPD (DV-Gerät) , USB Device (die erfindungsgemäße Einrichtung) und Dl (peripheres Gerät) (s. Fig. 1) . Optional können auch weitere periphere Geräte (D2 ... Dn) angeschlossen werden. Sollten die zur Verfügung stehenden Ein- bzw. Ausgangsports nicht ausreichen, kann man diese erweitern (SPEI ... SPEn) . Das USB Device bezieht seine Spannung direkt über den USB Bus . Je nach Strombedarf der peripheren Geräte kann dieser über den USB Bus gedeckt werden. Die UVR übernimmt hierfür die Kontrolle und gibt gegebenenfalls und sofern noch nicht geschehen, eine Meldung an das
DPD, ob eventuell eine zusätzliche Spannungsquelle
(EVS) an das USB Device angeschlossen werden muß. Die Ansteuerung der angeschlossenen peripheren Geräte erfolgt über die SPU, eventuell vorhandene SPE's und die SCCU. Dabei kontrolliert die SCCU die ein- und ausgehenden Signale, konvertiert sie gegebenenfalls in eine für die SPU normalisierte bzw. in eine für die peripheren Geräte verarbeitbare Form und übergibt sie an diese . Die SPU wird direkt von der Firmware gesteuert und arbeitet nach deren Vorgaben. Allgemein gesagt ist die Firmware eine spezielle Betriebssoftware, die in einem EEPROM / Flash auf einer Hardwareeinrichtung zur Steuerung selbiger abgelegt ist.
Im EEPROM sind alle notwendigen Betriebsparameter (Firmware, Konstanten, Tabellen, USB-Informationen, etc . ) gespeichert . Diese werden in den RAM der CPU geladen. In der CPU findet die Hauptverarbeitung aller Informationen - geregelt durch die Firmware - statt . Sie initiiert und wickelt auch die Kommunikation mit dem DV-Gerät über den USBO ab. Als USB Device ist ein High-Speed Device (12 Mb/s) eingesetzt, welches der USB-Spezifikation 1.1 entspricht .
Der Eigenstrombedarf liegt bei 50 mA bis 80 mA, je nach Hardwarekonfiguration und angeschlossenen peripheren Geräten. Die Ausgangsspannung liegt im Bereich von
3.3 V bis 12 V; der Ausgangsstrom in Abhängigkeit der
AusgangsSpannung zwischen 150 A und 400 mA.
Weiterhin beziehen die Einrichtung und - soweit möglich die angeschlossenen peripheren Geräte ihre Stromversorgung vom DV-Gerät. Sollte diese nicht ausreichen, kann durch eine optionale EVS mit Hilfe der UVR der benötigte Strom zur Verfügung gestellt werden.
Die für die Umwandlung der Signale erforderliche Software besteht aus zwei Hauptmodulen, der Firmware, die auch die Konvertierungssoftware umfaßt, und dem Treiber .
Die Hauptaufgabe der Firmware besteht darin, die unterschiedlichen Signale von den angeschlossenen Geräten zu prüfen, gegebenenfalls zu konvertieren und in Form von umgewandelten USB-Datenpaketen an das DV- Gerät weiterzuleiten. Um das DV-Gerät zu entlasten, können die Signale vorab verarbeitet werden. Außerdem können Informationen vom DV-Gerät auf die angeschlossenen Geräte mit entsprechend konvertierten Signalen ausgegeben werden.
Der im folgenden beschriebene Ablauf wird in Figur 2 dargestellt . Durch Anstecken der Einrichtung an das DV- Gerät wird die Stromversorgung und die Datenverbindung hergestell . Die Firmware innerhalb der Einrichtung wird gestartet und initialisiert die Einrichtung. Dabei wird die Einrichtung zu aller erst an dem DV-Gerät angemeldet .
Anschließend wird eine Kanal- und Aktionstabelle
(Befehlstabelle) aus dem EEPROM geladen. In der
Kanaltabelle ist festgelegt, welcher Ein- bzw. Ausgang nach welcher Signalart (z.B. analog [parallel], digital [seriell], etc.) behandelt wird. Danach werden die unterschiedlichen Hardware-Baugruppen (z.B. SCCU), die zum Funktionieren der Einrichtung beitragen, und das/die angeschlossene (n) peripheren Gerät (e) aktiviert . Nun geht die Firmware in eine Hauptschleife, in der sie parallel auf Aktionen (das ist ein Befehl oder Datenstrom, der von oder zum DV-Gerät übertragen wird) vom DV-Gerät sowie auf Änderungen an den Eingängen wartet. Tritt einer von beiden Fällen ein, wird die Schleife nicht unterbrochen, da eine Parallel- Verarbeitung stattfindet.
Wird eine Aktion vom DV-Gerät empfangen, so wird diese ausgeführt und gegebenenfalls Signale an den Ausgängen ausgegeben. Über Aktionen lassen sich auch während des Betriebes der Einrichtung die Kanal- und Aktionstabellen ändern und somit die Funktionsweise umkonfigurieren.
Parallel zur Verarbeitung der Aktionen, die vom DV- Gerät empfangen wurden, werden die Eingänge der Signalverarbeitungseinheit (SPU) zyklisch auf anliegende Signale geprüft. Sofern Signale anliegen, werden diese weiterhin auf ihre Länge (Dauer) geprüft und zwischengespeichert . Anschließend wird die Signalart der eingegangenen Signale geprüft . Sofern es sich um serielle Signale handelt, werden diese gepuffert, bis ihr Signal-Ende erreicht ist. Bei der Weiterverarbeitung der Signale werden diese zuerst anhand der Aktionstabelle geprüft, ob sie nicht Aktionen darstellen. Sofern dies der Fall ist, wird die Aktion ausgeführt. Wenn es sich jedoch nicht um eine Aktion handelt, werden die Signale direkt als Datenstrom (stream) an das DV-Gerät in Form von USB- Datenpaketen gesendet . Durch die Aktionsverarbeitung innerhalb der Einrichtung wird erreicht, daß das DV-Gerät nicht mit unnötigen Dingen beschäftigt wird, die viel schneller und zeitnaher innerhalb der Einrichtung ausgeführt werden können. Um die Flexibilität der Einrichtung dennoch zu wahren, wird die Aktionsverarbeitung durch die Aktionstabelle, die dynamisch vom DV-Gerät neugeladen werden kann, geregelt.
Damit eine Einrichtung fehlerfrei unter einem Betriebsystem auf einem DV-Gerät arbeiten kann, muß eine bestimmte Software (der Gerätetreiber) auf das DV- Gerät geladen werden. Ein Gerätetreiber ist ein Programm, mit dem eine Einrichtung mit dem jeweiligen Betriebssystem kommunizieren kann. Auch wenn eine Einrichtung an einem DV-Gerät installiert ist, kann sie erst arbeiten, wenn der entsprechende Treiber installiert und konfiguriert ist .
Der Gerätetreiber ist die direkte logische Gegenstelle zur Firmware. Er wird direkt nach dem Anstecken der Einrichtung geladen und gestartet. Ist auf dem DV-Gerät eine spezielle Firmware oder Kanal-/Aktionstabelle hinterlegt, wird diese noch bevor die Firmware auf der Einrichtung gestartet wird, in den EEPROM der Einrichtung geladen. Nachdem die Firmware auf der Einrichtung gestartet wurde, erfolgt die Anmeldung am DV-Gerät. Hierbei übernimmt der Gerätetreiber die Registrierung am Betriebssystem des DV-Gerätes. Weiterhin ist der Gerätetreiber die Schnittstelle zu einem speziellen Anwendungsprogramm des peripheren Geräts, der sogenannten Applikation. Er leitet alle Aktionen und Daten von der Einrichtung an die Applikation weiter. Dabei übersetzt er sie auf eine höhere verständlichere Ebene, kapselt sie in Funktionsaufrufe und puffert sie gegebenenfalls nochmals .
Umgekehrt leitet er auch alle Aktionen und Daten der Applikation an die Einrichtung weiter. Als dritte Softwarekomponente ist die Applikation vorhanden. Die Applikation ist eine Software, die die eigentliche Steuerung der Einrichtung kontrolliert und die Aktionen/Daten zur und von der Einrichtung sendet und empfängt. Außerdem übernimmt sie gegebenenfalls die visuelle Darstellung von Aktionsergebnissen und Daten und kann Eingaben und Befehle vom Benutzer verarbeiten und zur Einrichtung übertragen.
Wenn beispielsweise das periphere Gerät eine Temperaturmeßsonde ist, dann ist eine typische Applikation die Darstellung der Temperatur. Ist das periphere Gerät ein elektronischer Münzprüfer, so bewirkt die Applikation die Anzeige der eingeworfenen Münzen und kann gegebenenfalls auch die Annahme von einzelnen Münzen sperren. Die Applikation einer Jalousie-Steuerung zeigt die Jalousieposition an und steuert sie.
Beispiele und Demonstrationen der Erfindung sowie das Computerprogrammprodukt in Form von Treibern, speziell angepaßter Firmware und Applikationen lassen sich über Diskette, CD und Internet vertreiben und aktualisieren. Dies unterstützt die Erweiterbarkeit und Einsatzmöglichkeiten der Einrichtung.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist es möglich, durch Kombination und Modifikation der genannten Mittel und Merkmale weitere Ausführungsvarianten zu realisie- ren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
CPU Central Processing Unit; zentrale
Verarbeitungseinheit Dl Device 1 bis n; angeschlossene (s) periphere (s) Gerät (e) D2 ... Dn optional Devices 2 bis n; optional anschließbare periphere Geräte 2 bis n DPD Data Processing Device; DV-Gerät EEPROM elektronischer FestSpeicher, bei dem
Daten auch nach Abschaltung der
Spannung erhalten bleiben EVS optional external Voltage Source; optionale zusätzliche externe Spannungsquelle
RAM Random Access Memory; Arbeitsspeicher der CPU zur Pufferung der Signale,
Tabellen, etc. SCCU Signal Controlling and Converting Unit; Signalkontroll- und
Konvertierungseinheit SPEI ... SPEn Signal Port Extension 1 bis n; optionale Signalport-Erweiterungen 1 bis n SPU Signal Processing Unit;
SignalVerarbeitungseinheit USBO Universal Serial Bus Output; USB
Ausgang USB Universal Serial Bus, engl . ; universelle nach dem seriellen Prinzip arbeitende mehradrige Sammelleitung für den Informationsaustausch zu- oder in einem DV-Gerät USB Device Universal Serial Bus Device ; Entwickelte (s) Gerät / Einrichtung mit USB-Anschluß
USBHC Universal Serial Bus Host Controller; USB Hauptkontroller innerhalb des DV- Gerätes
VRU Voltage Regulation Unit; Spannungsregulator/ -konverter

Claims

Patentansprüche
Einrichtung zur Signalkopplung zwischen Datenverarbeitungseinrichtungen und peripheren Geräten mit unterschiedlichen Schnittstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mindestens einen Anschluß zum Signalaustausch mit peripheren Geräten, mindestens einen Mikroprozessor, mindestens einen Controller für von peripheren Geräten eingehende und/oder an periphere Geräte ausgehende Signale, mindestens eine Speichereinheit mit mindestens einer Konvertierungs- software und mindestens einen Anschluß zum Signal- austausch mit einer Datenverarbeitungseinrichtung umfaßt, wobei die genannten Komponenten über Mittel zum Datenaustausch miteinander verbunden sind, der (die) Controller derart ausgebildet ist (sind) , daß er (sie) die Art der von peripheren Geräten eingehenden Signale erkennt (erkennen) sowie diese Signale normiert (normieren) und/oder normierte Signale in für periphere Geräte verarbeitbare Signale wandelt (wandeln) , und der (die) Mikroprozessor (en) nach Aktivierung der Konvertierungs- software derart ausgebildet ist (sind) , daß er (sie) die normierten Signale in durch eine Datenverarbeitungseinrichtung vorgegebene Datenstrukturen konvertiert (konvertieren) und an eine Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt (übermitteln) und/ oder von einer Datenverarbeitungseinrichtung eingehende Signale in normierte Signale konvertiert (konvertieren) und an einen Controller sendet (senden) . Einrichtung zur Signalkopplung eines beliebigen peripheren Gerätes mit mindestens einem Ausgang für analoge oder digitale elektrische Signale an eine
Datenverarbeitungseinrichtung mit einem USB- Hostcontroller, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Platine aufweist, auf der ein Signaleingangscontroller, ein Mikroprozessor, eine Speichereinheit mit mindestens einer Konvertierungs- Software und ein USB-Signalausgang vorhanden ist, wobei der Signaleingangscontroller geeignet ist, die Art der Eingangssignale zu erkennen und in definierte Signale umzuwandeln sowie der Mikroprozessor nach Aktivierung der Konvertierungssoftware geeignet ist, die definierten Signale in USB-Datenpakete umzuwandeln und an den USB-Signalausgang zu übermitteln.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (die Anschlüsse) zum Signalaustausch mit peripheren Geräten als - parallele und/oder serielle Schnittstelle (n) ausgebildet ist (sind).
Einrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorhandensein mehrerer Anschlüsse zum Signal- austausch mit peripheren Geräten diese Anschlüsse derart ausgebildet sind, daß sie mit unterschiedlichen Signalpegeln arbeiten.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschluß (die Anschlüsse) zum Signalaustausch mit einer Datenverarbeitungseinrichtung als - USB und/oder Firewire Schnittstelle (n) ausgebildet ist (sind).
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß zum Signalaustausch mit einer Datenverarbeitungseinrichtung Mittel zur Stromversorgung der Einrichtung auf eist .
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Mittel zur Stromversorgung der peripheren Geräte aufweist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
Mittel vorhanden sind, mit denen die Konvertierungssoftware über einen Anschluß zum Signalaustausch mit einer Datenverarbeitungseinrichtung in die Speichereinheit geladen werden kann.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit der konkreten peripheren Geräte spezifische Konvertierungssoftware in die Speichereinheit geladen ist .
10. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinheit ein externer, nichtflüchtiger Speicher ist .
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der externe, nichtflüchtige Speicher - ein EEPROM und/oder ein Flash ist .
12. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung mindestens einen Anschluß zum Sigήalaustausch mit (einem) Münzprüfgerät (en) , mindestens einen Mikroprozessor, mindestens einen Con- troller für von (dem) Münzprüfgerät (en) eingehende und/oder an die (das) Münzprüfgerä (e) ausgehende Signale, mindestens eine Speichereinheit mit mindestens einer Konvertierungssoftware und mindestens eine USB-Schnittstelle zum Signalaustausch mit einer Datenverarbeitungseinrichtung umfaßt, wobei die genannten Komponenten über Mittel zum Datenaustausch miteinander verbunden sind, der (die) Controller derart ausgebildet ist (sind) , daß er (sie) die Art der von den (dem) Münzprüfgerät (en) eingehenden Signale erkennt (erkennen) sowie diese Signale normiert (normieren) und/oder normierte Signale in für die (das) Münzprüfgerät (e) verarbeitbare Signale wandelt (wandeln), und der (die) Mikroprozesso (en) nach Aktivierung der Konvertierungssoftware derart ausgebildet ist (sind) , daß er (sie) die normierten Signale in USB-Datenstrukturen konvertiert (konvertieren) und an eine Datenverarbeitungseinrichtung übermittelt (übermitteln) und/oder von einer Datenverarbeitungseinrichtung eingehende USB-Signale in normierte Signale konvertiert (konvertieren) und an einen Controller sendet (senden) .
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine USB-Schnittstelle Mittel zur Stromversorgung der Einrichtung aufweist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 12 oder 13,. dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Mittel zur Stromversorgung der (des) Münzprüfgeräte (Münzprüfgeräts) aufweist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß
Mittel vorhanden sind, mit denen die Konvertierungssoftware über eine USB-Schnittstelle in die Speichereinheit geladen werden kann.
. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit der konkreten Münzprüfgeräte spezifische Konvertierungssoftware in die Speichereinheit geladen ist. . Verfahren zur Signalkopplung zwischen Datenverar- beitungseinrichtungen und peripheren Geräten mit unterschiedlichen Schnittstellen, dadurch gekennzeichnet, daß die AusgangsSignale mindestens eines eine erste Schnittstelle aufweisenden peripheren Gerätes er- faßt, kontrolliert und in normierte Signale konvertiert werden, diese normierten Signale anschließend in eine durch eine Datenverarbeitungseinrichtung mit einer zweiten Schnittstelle vorgegebene Daten- strύktur gewandelt und an diese zweite Schnittstelle übermittelt werden, wobei die Ausführung der beschriebenen Schritte durch einen auf der Datenverarbeitungseinrichtung installierten Treiber überwacht und/oder gesteuert sowie erforderlichenfalls durch eine auf der Datenverarbeitungseinrichtung in- stallierte Applikation beeinflußt wird.
. Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher mindestens eines Mittels zur elektronischen Datenverarbeitung geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfaßt, mit denen die Verfahrens- schritte gemäß Anspruch 17 ausgeführt werden und eine Datenverarbeitungseinrichtung in die Lage versetzt wird, mit einer Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 zu kommunizieren, wenn das Produkt auf einem Mittel zur elektronischen Datenverarbeitung läuft .
. Computerprogrammprodukt, das auf einem computergeeigneten Medium gespeichert ist und folgendes umfaßt : computerlesbare Programmittel, die den Mikroprozes- sor einer Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 veranlassen, Signale in durch den (die) Signalausgang (Signalausgänge) vorgegebene Datenstrukturen zu wandeln und an den (die) Signalausgang (Signalausgänge) zu übermitteln; computerlesbare Programmittel, die einen Computer die Lage versetzen, mit einer Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 zu kommunizieren.
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