Tastatur, insbesondere Kassentastatur, und Verfahren zur Inbetriebnahme sowie zum Austausch und Update von Firmware der Tastatur
Die Erfindung betrifft eine Tastatur, insbesondere eine Kassentastatur, mit einem Tastenblock, einem Mikroprozessor, mindestens einem Festwertspeicher, in dem die für den Betrieb der Tastatur erforderliche Firmware abgelegt ist, und mindestens einer Schnittstelle zum Anschluß der Tastatur an ein externes Gerät. Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zur Inbetriebnahme der Tastatur sowie ein Verfahren zum Austausch oder Update der Firmware der Tastatur.
Bei bekannten Tastaturen für Points Of Säle (POS), im Folgenden als Kassentastaturen bezeichnet, muß bei einem Austausch bzw. einem Update der Tastatur- Firmware ein entsprechender Festwertspeicher (PROM bzw. EPROM) manuell ausgetauscht werden.
Ein derartiger Austausch der Festwertspeicher ist relativ zeit- und kostenaufwän- dig, weil die jeweilige Tastatur zunächst geöffnet und die Hardwarebausteine (PROMs bzw. EPROMs) von der Leiterplatte der entsprechenden Tastaturelektronik manuell entfernt und durch neue oder neu programmierte Bausteine ersetzt werden müssen. Außerdem sind spezielle Entwicklungswerkzeuge zur Programmierung der Festwertspeicher erforderlich.
Da ferner die Garantie für die jeweilige Tastatur erlischt, wenn sie von nicht autorisiertem Personal geöffnet wird, muss bei den bekannten Tastaturen im Bedarfsfall entweder Fachpersonal angefordert oder die Tastatur dem Hersteller bzw. einem Vertriebsbüro zugeschickt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tastatur zu offenbaren, bei welcher ein Öffnen der Tastatur zum Austausch oder Update von Firmware in der Regel nicht erforderlich ist. Femer soll ein Verfahren zur Inbetriebnahme der Tastatur sowie ein Verfahren zum Austausch oder Update von Firmware angegeben werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Tastatur durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Verfahren durch die Merkmale der Ansprüche 6 und 7 gelöst. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung offenbaren die Unteransprüche.
Die Erfindung beruht im Wesentlichen auf dem Gedanken, in der Tastatur mindestens einen programmierbaren Festwertspeicher vorzusehen, in dem ein Boot- Programm und die Firmware in unterschiedlichen Speicherbereichen abgelegt sind, und zwar derart, dass der das Boot-Programm enthaltende erste Speicherbereich im Normalbetrieb der Tastatur nicht gelöscht werden kann. Hingegen ist der die Firmware enthaltende zweite Speicherbereich des programmierbaren Speichers elektrisch löschbar und neu beschreibbar, so dass ein Austausch oder Update der Tastatur-Firmware über die Tastatur-Schnittstelle von Außen -und damit ohne Öffnen der Tastatur- erfolgen kann. Die neue Firmware kann beispielsweise mittels eines an die Tastatur-Schnittstelle angeschlossenen Verkaufsrechners auf die Tastatur übertragen werden, wobei Verkaufsrechner die Recheneinheit bezeichnet, der die Tastatur im Normalbetrieb als Eingabegerät dient.
Sollen ausnahmsweise beide Speicherbereiche des programmierbaren Festwertspeichers gelöscht und neu beschrieben werden, so ist die Speicherverwaltung der erfindungsgemäßen Tastatur vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass dies nicht im Normalbetrieb der Tastatur erfolgen kann. Vielmehr muss hierzu die Tastatur, wie bei den bekannten Tastaturen auch, geöffnet werden und mit einem entsprechenden Entwicklungswerkzeug (z.B. einem Hardwareflasher) der gesamte Speicherbereich gelöscht und dann neu beschrieben werden.
Bei der Inbetriebnahme der Tastatur wird zunächst das Boot-Programm in einem ersten Teilspeicher ausgeführt. Nach einer Systemüberprüfung wird entweder die Firmware in einem zweiten Teilspeicher ausgeführt oder ein Austausch bzw. ein Update der Firmware vorgenommen. Bei der Systemüberprüfung wird insbesondere die Firmware auf Integrität überprüft.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn als programmierbarer Speicher ein Flash-Speicher verwendet wird, insbesondere wenn ein derartiger Speicher in den Prozessor integriert ist. Der Speicher kann aus mindestens zwei getrennten Teilspeichern bestehen, wobei der erste Speicherbereich das Boot-Programm enthält und im Normalbetrieb nicht löschbar ist und der zweite Teilspeicher die Firmware enthält und (blockweise) gelöscht und neu beschrieben werden kann.
Über die Notwendigkeit eines Austauschs oder Updates der Firmware kann der Nutzer beispielsweise über eine akustische Meldung, eine Textmeldung auf dem externen Gerät oder eine Anzeige auf der Tastatur informiert werden.
Mit dem Begriff externes Gerät sind alle Geräte gemeint, an die die Tastatur angeschlossen werden kann. Es kann sich zum Beispiel um ein vollständig separates Gerät in einem eigenen Gehäuse handeln. Es kann sich jedoch ebenfalls um ein Gerät handeln, in das die Tastatur als Baugruppe integriert ist.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Figur 1 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Tastatureinrichtung,
Figur 2 das Blockschaltbild einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Tastatureinrichtung, und
Figur 3 die Darstellung eines Programmablaufes beim Update der Tastatur- Firmware bei der erfindungsgemäßen Tastatur.
In Figur 1 ist mit 1 eine Kassentastatur bezeichnet, die im Wesentlichen aus einem Tastenblock 2, einem Mikroprozessor 4, einem programmierbaren Festwertspeicher 6, in dem die für den Betrieb der Tastatur 1 erforderliche Firmware abgelegt ist, und mindestens einer Schnittstelle 8 zum Anschluss der Tastatur an ein externes Gerät 9 besteht.
Der Mikroprozessor 4 ist mit einer Schnittstelle 8 verbunden, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Leitung 100 drahtgebunden mit einer Recheneinheit 9 verbunden ist. Alternativ ist eine drahtlose Verbindung vorgesehen. Der Tastaturblock 2 ist direkt mit den Eingängen des Mikroprozessors 4 verbunden.
Außerdem ist der Mikroprozessor 4 sowohl mit einem Arbeitsspeicher (RAM) 5 als auch mit einem programmierbaren Festwertspeicher 6 verbunden, wobei es sich bei dem Festwertspeicher 6 um einen Flash-Speicher handelt. Der programmierbare Festwertspeicher 6 umfasst einen im Normalbetrieb der Tastatur 1 nicht lösch- und beschreibbaren ersten Speicherbereich 10, in dem das zum Booten der Tastatur 1 notwendige Programm abgespeichert ist. Ferner weist der programmierbare Festwertspeicher 6 einen die Firmware der Tastatur 1 enthaltenden, im Normalbetrieb lösch- und beschreibbaren zweiten Speicherbereich 11 auf, der über die Schnittstelle 8 der Tastatur 1 lösch- und beschreibbar ist.
In Figur 2 ist eine alternative Ausgestaltungsform der Kassentastatur 1 angegeben, bei der der Arbeitsspeicher 5 sowie der Festwertspeicher 6 in den Mikroprozessor 4 integriert sind. Ansonsten entspricht der Aufbau dem der Tastatur 1 aus Figur 1.
Die Verwaltung des Flash-Speichers 6 ist mit Hilfe des Mikroprozessors 4 derart organisiert, dass im Normalbetrieb nur der Speicherbereich 11 (blockweise) gelöscht und neu beschrieben werden kann, nicht hingegen der Speicherbereich 10, in dem sich das Boot-Programm befindet.
Bei einem normalen Start der Tastatur (Anlegen einer Betriebsspannung an die
Tastatur- elektronik, Drücken der Resettaste) erfolgt zunächst in einem in Fig.3 als Bootloader-Bereich 12 bezeichneten Programmabschnitt eine automatische Überprüfung der wichtigsten Hardware-Systemkomponenten und der Integrität der Firmware, letzteres beispielsweise anhand einer Prüfsumme. Wird dabei kein Fehler festgestellt, so wird der in Fig.3 mit Firmware-Bereich 13 bezeichnete Programmabschnitt gestartet und die entsprechenden Programme aus dem Speicherbereich 11 in den Arbeitsspeicher 5 (Fig.1 und 2) geladen, so daß die Tastatur 1 anschließend betriebsbereit ist.
Durch Drücken einer der Tasten des Tastaturblockes 2 wird dann in an sich bekannter Weise ein elektrisches Signal erzeugt, welches dem Mikroprozessor 4 zugeführt wird. Der Mikroprozessor 4 liest dann z.B. das dem jeweiligen Tastencode entsprechende Zeichen oder eine zugeordnete Funktion bzw. Operation aus einem nicht dargestellten programmierbaren Speicher aus und leitet die entsprechende Information über die Schnittstelle 8 und die Leitung 100 an den Rechner 9 weiter. Bei dem vorgenannten programmierbaren Speicher handelt es sich um einen separaten Speicherbaustein, alternativ auch um den Festwertspeicher 6 oder den Arbeitsspeicher 5.
Wird beim Überprüfen der Firmware hingegen ein Fehler festgestellt, so bleibt der Boot-Bereich 12 aktiv und wechselt in den Betriebszustand „Firmware Update", der in Figur 3 mit dem Bezugszeichen 14 gekennzeichnet ist, d.h. der Boot- Bereich wartet auf ein Update. Dieser Status wird auf einer in den Figuren nicht dargestellten Leuchtdiode in der Tastatur 1 angezeigt.
Zum Austauschen oder Updaten wird auf der Recheneinheit 9 ein entsprechendes Programm gestartet. Mittels des in der Tastatur 1 gespeicherten Boot-Programms wird die Firmware über die Schnittstelle 8 der Tastatur 1 von dem externen Gerät 9 in den für die Firmware reservierten zweiten Speicherbereich 11 des programmierbaren Festwertspeichers 6 übertragen. Der erste Speicherbereich 10 des Flash-Speichers 6 bleibt hingegen geschützt und unverändert. Bei dem externen Gerät 9 handelt es sich hier um einen Verkaufsrechner. Alternativ handelt es sich
um einen Wartungsrechner, beispielsweise um ein Notebook, oder um ein spezielles Programmiergerät, an den bzw. das die Tastatur zum Update jeweils angeschlossen wird.
Sobald die neue Firmware erfolgreich in den Flash-Speicher 6 der Tastatur 1 geladen ist, wird der in Fig. 3 mit 13 bezeichnete Firmware-Bereich gestartet und die entsprechenden Programme in den Arbeitsspeicher 5 geladen, so dass die Tastatur 1 anschließend betriebsbereit ist.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So braucht es sich bei dem programmierbaren Speicher nicht zwingend um einen Flash-Speicher handeln, sondern es können auch andere elektrisch programmierbare Festwertspeicher (wie ein EEPROM) verwendet werden, sofern die Speicherorganisation der Tastatur derart ausgebildet ist, dass im Normalbetrieb nur der die sonstige Firmware enthaltende Speicherbereich durch eine externe Einrichtung lösch- und beschreibbar ist. Ferner können auch mehrere getrennte Speicher verwendet werden, wobei in einem ersten Festwertspeicher das Boot-Programm und in einem zweiten programmierbaren Festwertspeicher die Firmware abgespeichert ist. Außerdem können einzelne Bauteile, zum Beispiel der Tastatur-Controller, entfallen oder weitere elektronische Komponenten wie LEDs hinzugefügt werden.
Ferner kann die Tastatur derart ausgebildet sein, dass das Firmware Update von der angeschlossenen Recheneinheit 9 aus initiiert wird. Dies kann lokal vor Ort oder über ein Netzwerk bzw. über das Internet per Fernwartung erfolgen.
Bezuqszeichenliste
1 Tastatur, Kassentastatur
2 Tastaturblock
4 Mikroprozessor
5 Arbeitsspeicher
6 (programmierbarer) Festwertspeicher, Flash-Speicher
8 Schnittstelle
9 Zusatzgerät, Personalcomputer, PC
10 (erster) Speicherbereich
11 (zweiter) Speicherbereich
12 Boot-Bereich
13 Firmware-Bereich
14 Betriebszustand „Firmware Update"
100 Leitung