BUNDESHEPUBLIK
`DEUTSCHLAND
`
`® Offenlegungsschrift
`DE 19708 755 A1
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`DEUTSCHES
`
`PATENTAMT
`
`® Aktenzeichen:
`® Anmeldetag:
`Offenlegungstag:
`
`197 08 755.8
`4. 3.97
`17. 9.98
`
`@ |&t.(()3|6.5:F 3 2
`Go6F3!Uo
`’
`
`1
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`1
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`DE19708755A1
`
`® Anmelder:
`Tasler, Michael, 63773 Goldbach, DE
`
`® Erfinder:
`
`gleich Anmelder
`
`® Ve rtrete r:
`Schoppe, F., Dipl.-|ng.Univ., Pat.-Anw., 81479
`Mfinchen
`
`® Entgegenhaltungen:
`EP
`06 85 799 A
`
`IBM TDB 38. 5. 249:
`National Instruments IEEE 488 and VXI bis Control.
`Catalog 1994, S. 3-188-3-122;
`
`Die folgenden Angaben aind den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen
`
`Priifungsantrag gem. § 44 PatG ist gestellt
`
`® Flexible Schnittstelle
`® Ein Schnittstellengerét Iiefert eine schnelle Datenkom-
`munikation zwischen einem Hostgeriit mit Eingabe,-"Aus-
`gabeschnittstellen und einer Datensende-,-"Empfangsein-
`richtung, wobei das Schnittstellengeriit eine Prozessor-
`einrichtung , eine Speichereinrichtung, eine erste Verbin-
`dungseinrichtung zum schnittstellenmiifsigen Verbinden
`des Hostgeréits mit dem Schnittstellengeréit und eine
`zweite Verbindungseinrichtung zum schnittste||enm5l3i—
`gen Verbinden des Schnittstellengeréits mit der Datensen—
`de—fEmpfangseinrichtung aufweist. Das Schnittste||enge—
`réit ist durch die Prozessoreinrichtung und die Speicher—
`einrichtung derart konfiguriert, dal3 das Schnittste||enge—
`réit bei einer Anfrage des Hostgeréits fiber die erste Verbin—
`dungseinrichtung, die die Art eines an demselben ange-
`schlossenen Geréits betri1"f't.unabhéingig von dem Typ der
`Datensende—l'Empfangseinrichtung ein Signal fiber die er-
`ste Verbindungseinrichtung zum Hostgeréit sendet, das
`darn Hostgeréit signalisiert, dal3 as mit dem Eingabe—;‘Aus—
`gab&Ger5t kommuniziert.
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`DE19708755A1
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`HUAWEI EX. 1119 - ‘I/‘IO
`BUNDESDRUCKEREI 07.98 802038,-"45;"1
`23
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`HUAWEI EX. 1119 - 1/10
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`ZEICHNUNGEN SE ITE 2
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`Nummer:
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`Int. CL“:
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`Offenlegungstag:
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`DE 197 08 755 A1
`
`G 08 F 1312
`17. September 1998
`
`ZUR SENDE-UND
`EMPlFANGSE|NRiCi-ITUNG
`
`-m»ummom
`
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`>flu:2
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`uzmmmnmm
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`..w%%Mas
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`
`
`
`mam?arm.meme
`
`Sim
`
`55.2.2.E:«S:9.«E
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`oN.E.
`
`o.
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`ZUM HOST- GERKT
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`802038145
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`HUAWEI EX. ‘I119 -2/‘IO
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`HUAWEI EX. 1119 - 2/10
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`DE 197 08 755 A 1
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`2
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`1
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`Bescbreibung
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`Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Ubertra-
`gung V011 Daten und insbesondere auf Schnittstellengerate
`zur Kommunikation zwischen einem Computer oder Host-
`gerat und einer Datensendea'Empfangsein1ichtung, Von der
`Daten erfaBt werden sollen, bzw. n1it der kommuniziert wer-
`den so]l.
`
`Bisherige Datenerfassungssysteme fiir Computer sind
`sehr stark in ihrem Einsatzbereich ]im_iI:iert. Allgemein kon-
`nen dieselben in zwei Gruppen eingeteilt werden.
`Bei der ersten Gruppe werden Hostgerfite oder Computer-
`systeme mittels einer Schnittstelle mit einem Gerat Verbun-
`den, dessen Daten erfaBt Werden sollen. Die Scbnittstellen
`dieser Gruppe sind iiblicherweise Standardschnittstellen, die
`mit spezieller Treibersoftware fiir verschiedene Hostsy-
`steme einsetzbar sind. Ein Vorteil dieser Scbnittstellengerate
`besteht darin, daB sie vom Hostgerat weitgehend unabha'n-
`gig sind. Nachteilig ist jedoch, dafi sie im allgemeinen sehr
`aufwendige Treiber benfitigen, die storungsanfaillig sind und
`die Dateniibertragungsraten zwischen dem mit der Schnitt-
`stelle verbundenen Gerat und dem Hostgerat und umgekebrt
`limitieren. Ferner sind Implementationen dieser Schnittste1-
`len fiir tragbare Systeme teilweise nur schwer moglich und
`die Anpassungsmoglichkeiten sind gering, Weshalb diese
`Systeme eine geringe Flexibilitat besitzen.
`Die Gerfite, V011 denen Daten zu erfassen sind, besetzen
`die gauze Bandbreite der Elektrotechnik. So ist bei einem
`typischen Szenario davon auszugehen, daB ein Kunde, der
`beispielsweise im medizintechnischen Bereich eine Rout-
`gendiagnoseanlage betreibt, fiber einen Fehler berichtet. Ein
`Servioemitarbeiter des Geriiteherstellers wird dann zu den1
`
`Kunden gehen und Von dem Rtintgendiagnosegerat erstellte
`Systemprotokolldateien beispielsweise mittels eines tragba-
`ren Computer oder Laptops aus1esen.Wenn der Fehler dann
`nicht zu lokalisieren ist, oder wenn ein Fehler nur spora-
`disch aufttitt, wird es erforderlich sein, dafi der Servicemit-
`arbeiter nicht nur eine Fehlerprotokolldatei sondern auch
`Daten aus den1 laufenden Betrieb auslesen muB. Es ist offen-
`
`sichtlich, dafi hier eine schnelle Dateniibertragung sowie
`eine scbnelle Datenanalyse notwendig ist.
`Ein anderer Fall zum Einsatz einer Schnittstelle kann bei-
`
`spielsweise das Verbinden eines elektronischen Mefigerats,
`z. B. eines Multimeters, mit einem Computersystem sein,
`um Von dem Multimeter gemessene Daten auf den Compu-
`ter zu iibertragen. Insbesondere bei Langzeitmessungen
`oder beim Auftreten grofier Datenmengen ist es erforderlich,
`dafi die Schnittstelle eine hohe Dateniibertragungsrate er-
`moglicht.
`Aus diesen zufallig gewahlten Beispielen ist zu sehen,
`dafi die Einsatzmoglichkeiten einer Schnittstelle vtillig V011-
`einander unterschiedlich sein ktinnen. Es ist daher witn-
`schenswert, daB eine Scbnittstelle derart flexibel ist, daB
`mittels einer Schnittstelle sehr unterscbiedliche elektrische
`
`oder elektronische Systeme mit einem Hostgerat verbunden
`werden ktinnen. Um Fehlbedienungen zu vermeiden, ist es
`ferner wiinschenswert, dafi ein Servioemitarbeiter nicht fur
`jede unterschiedliche Anwendung unterscbiedliche Schnitt-
`stellen auf unterschiedliche Art und Weise bedienen muB,
`sondern dafi moglichst eine universelle Schnittste]lenbedie-
`nung fiir eine grofie Anzahl V011 Einsatzmfiglichkeiten ge-
`schaffen wird.
`
`Um die Dateniibertragungsraten iiber eine Scbnittstelle zu
`erhtihen, wurde bei der zweiten Gruppe V011 Schnittstellen-
`geraten der Weg beschritten, die Schnittstelle sehr stark an
`individuelle Hostsysteme oder Computersysteme einzeln
`anzupassen. Der Vorteil dieser Ltisung besteht darin, daB
`hohe Transferraten mfiglich sind. Ein Nachteil ist jedoch,
`
`daB die Treiber fiir die Scbnittstellen der zweiten Gruppe
`sehr stark an ein einziges Hostsystem angepafit sind, wes-
`halb sie im allgemeinen nicht oder nur sehr uneffektiv fiir
`andere Hostsysteme einsetzbar sind. Ferner weisen diese
`Typen Von Schnittstellen den Nachteil auf, daB sie im Com-
`putergehause montiert Werden miissen, da sie auf das interne
`Hostbussystem zugreifen, um maximale Dateniibertra-
`gungsraten zu erreichen. Sie sind daher im allgemeinen
`nicht fiir tragbare Hostsysteme in Form Von Laptops geeig-
`net, die aufgrund ihrer mtiglichst geringen Grofle kein freies
`Innenvolumen zum Einstecken einer Schnittstellenkarte be-
`sitzen.
`
`EiI1e Ltisung fiir dieses Problem bieten Scbnittste]lenge-
`rate der Firma IOtech (Geschaftsadresse: 25971 Cannon
`Road, Cleveland, Ohio 44146, USA), die fiirLaptops geeig-
`net sind, wie z. B. das Modell WaveBook:'512 (eingetrage-
`nes Warenzeichen). Die Schnittstellengerate werden mittels
`einer steckbaren, etwa scheckkartengroflen Einsteckkarte
`mit der PCMCIA-Schnittstelle, die mittlerweile an Laptops
`standardmiifiig vorgesehen sind, verbunden. Die Einsteck-
`karte bewirkt eine Transformation der PCMCIA-Scbnitt-
`stelle zu einer in der Technik bekannten Scbnittstelle IEEE
`
`1284. Die genannte Steckkarte schafft eine beziiglich der
`Datenrate erweiterte Spezial-Druckerschnittstelle, die eine
`Dateniibertragungsrate Von etwa 2 MB:'s im Gegensatz zu
`einer Rate Von etwa 1 MB:'s bei bekannten Druckerschnitt-
`
`stellen liefert. Das bekannte Schnittstellengerfit besteht im
`allgemeinen aus einem Treiberbaustein, einem digitalen Si-
`gnalprozessor, einem Puffer und einer Hardwarebaugruppe,
`die in einem Verbinder miindet, an dem das Gerat ange-
`schlossen wird, dessen Daten zu erfassen sind. Der 'Ireiber-
`baustein ist direkt n1it der erweiterten Druckerschnittstelle
`
`Verbunden, Wodurch die bekannte Schnittstelleneinrichtung
`eine Verbindung zwischen einem Computer und dem Gerat
`herstellt, dessen Daten erfaBt werden sollen.
`Um mit der genannten Schnittstelle zu arbeiten, muB ein
`schnittstellenspezifischer ’I1'eiber in dem Hostgerat instal-
`]iert werden, dan1it das Hostgerat mit dem digitalen Signal-
`prozessor der Schnittstellenkarte kommunizieren kann. Wie
`es bereits erwiihnt wurde, muB der ’Ireiber auf dem Hostge-
`rat installiert Werden. Ist der Treiber ein speziell fur das
`Hostgerat entworfener Treiber, so wird zwar eine schnelle
`Dateniibertragung ermoglicht, der 'Ireiber kann jedoch nicht
`ohne weiteres auf einem anderen Hostsystem installiert wer-
`den. Ist der Treiber jedoch ein moglichst flexibler a]lgemei-
`ner Treiber, der fiir viele Hostgerate einsetzbar ist, dann
`miissen Kompromisse beziiglich der Dateniibertragungsrate
`in Kauf genommen werden.
`Speziell bei einer Anwendung fiir Mull:i-Tasking-Sy-
`steme, bei denen mehrere verschiedene Aufgaben, wie z. B.
`eine Datenerfassung, eine Datendarstellung oder ein Editie—
`ren im wesentlichen gleichzeitig zu bearbeiten sind, wird
`iiblicherweise jeder Aufgabe vom Hostsystem eine gewisse
`Prioritat zugeordnet. Ein Treiber, der eine spezielle Aufgabe
`unterstiitzt, fragt
`im zentralen Verarbeitungssystem des
`Hostgeriits an, ob er Prozessorresourcen haben kann, um
`seine Aufgabe zu erledigen. Abhangig vom jeweiligen Prio-
`ritatszuweisungsverfahren und abhangig Von der Implemen-
`tation des Treibers wird eine spezie]Je Aufgabe einen be-
`stimmten Anteil der Prozessorresourcen in bestimmten Zeit-
`
`schlitzen erhalten. Konflikte ergeben sich dann, wenn einer
`oder mehrere Treiber derart implementiert sind, daB sie stan-
`dardmafiig die hochste Prioritat haben, d. h. daB sie inkom-
`patibel sind, wie es bei vielen Anwendungen in der Praxis
`der Fall ist. So kann es vorkommen, daB beide ’Ireiber ein-
`gestellt sind, um die hochste Prioritat zu haben, was im
`schlimmsten Fall sogar zu einem Systemabsturz fiihren
`kann.
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`HUAWEI EX. 1119 - 3/‘IO
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`HUAWEI EX. 1119 - 3/10
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`Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
`cin Schnittstellengeriit zur Kommunikation zwischcn cinem
`Hostgcréit und eincr Datenscndcffimpfangseinrichtung zu
`schaffen, das unabhéingig vom Hostgeriit einsctzbar ist und
`eine hohe Dateniibertragungsrate ermoglicht.
`Diese Aufgabe wird durch ein Schnittstellengerat gemiifi
`Anspruch 1 sowic durch ein Vcrfahrcn gemafi Anspruch 12
`gclfist.
`Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu-
`grunde, daB sowohl eine hohe Dateniibertragungsrate als
`auch cine vom Hostgerat unabhéingigc Einsetzbarkeit cr-
`rcicht wcrden kfinnen, wcnn auf einc Eingabca'Ausgabe-
`Schnittstelle des Hostgerfits zuriickgegrtfifen wird, die 1'ib]i-
`cherweise in den allermeisten auf dem Markt verfiigbaren
`Hostgcréitcn vorhandcn ist. Eingabe:'Ausgabc-Schnittstc1-
`1en, dic praktisch in jcdcm Hostgcréit vorhandcn sind, sind
`beispielsweise Festplattenschnittstellen, Graphikschnittstel-
`len oder Druckerschnittstellen. Da jedoch die Festp1atten-
`schnittstcllcn bci den iiblichcn Hostgcréitcn, die beispic1s-
`weisc IBM-PCs, IBM-kompatible-PCs, Commodorc—PCs,
`Apple-Computer oder auch Workstations sein ktinnen, die
`Schnittstellen mit der schnellsten Dateniibertragungsrate
`sind, wird bci dem bcvorzugtcn Ausfiihrungsbcispicl des
`Schnittstcllcngcréits der vorlicgcndcn Erfindung auf dic
`Festplattenschnittstelle zuriickgegr1fl"en. Aufandere Spel-
`cherschnittstellen, Wie z. B. Diskettenlaufwerke, CD-ROM-
`Laufwerkc oder Bandlaufwcrke, konntc jcdoch ebenfalls
`zuriickgegriffen werdcn, um das Schnittstcllcngcréit gemafi
`der Vorliegenden Erfindung zu implementieren.
`Das Schnittstellengerat gemfifi der vorliegenden Erfin-
`dung umfaBt cine Prozcssorcinrichtung, einc Spcichercin-
`richtung, cine erste Vcrbindungscinrichtung zum schnittste1-
`lenmiifiigen Verbinden des Hostgerfits mit dem Schnittstel-
`lengerfit und eine zweite Verbindungseinrichtung zum
`schnittstcllcnméifiigcn Verbinden des Schnittstcllcngcréits
`mit dcr Datenscndcffimpfangseinrichtung. Das Schnittstc1-
`lengerfit wird durch die Prozessoreinrichtung und die Spei-
`chereinrlchtung derart konfiguriert, daB das Schnittstellen-
`gcréit bei ciner Anfragc des Hostgcréits fiber die crstc Verbin-
`dungscinrichtung, dic dic Art cines Gcréits betrifft, das mit
`dem Hostgerat Verbunden ist, unabhangig Von dem Typ der
`Datensende:'Empfa11gseinrichtung ein Signal iiber die erste
`Verbindungseinrichtung zum Hostgeriit sendet, das dem
`Hostgcréit signalisicrt, daB es mit eincm Eingabca'Ausgabe-
`Gerfit kornmuniziert. Das Schnittstellensystem gemiifl der
`Vorliegenden Erfindung siinuliert somit sowohl hardware-
`a]s aus auch sofiwaretcchnisch dic Funktionsweisc cines fib-
`
`lichcn Eingabc.-"Ausgabc-Gcréits und vorzugsweise cines
`Festplattenlaufwerks. Da die Unterstiitzung Von Festplatten
`in allen verfiigbaren Hostsystemen standardmiifiig imple-
`mentiert ist, kann beispiclswcisc die Simulation ciner Fcst-
`platte dic Unabhangigkeit vom verwendetcn Hostsystem cr-
`reichen. Das erfindungsgemafie Schnittstellengerat koIn_tnu-
`niziert sornit mit dem Hostgerfit oder Computer nicht mehr
`fiber einen speziell entworfenen Treiber sondern iiber einen
`in dcm BIOS-Systcm (BIOS = Basic Inputr’0utput System =
`Grund Eingabe:'Ausgabc Systcm) vorhandenes Programrn,
`das iiblicherweise genau auf das spezielle Computersystem
`abgestiinmt ist, auf dem es installiert ist. Somit vereinigt das
`Schnittstcllcngcréit gemafi der vorlicgcndcn Erfindung dic
`Vortcilc bcider Gruppen. Zum einen findct dic Datcnkom-
`Inunikation zwischen dem Computer und der Schnittstelle
`fiber ein Hostgerat-spezifisches BIOS-Programm statt, das
`a]s "gcréitcspezifischer Treibcr" angcschen werdcn kfinntc.
`Zum andercn ist das BIOS-Prograrnm, das cine dcr iiblichcn
`EingabeJ'Ausgabe-Schnittstellen in Hostsystemen bedient,
`in eben jedem Hostsystem vorhanden, weshalb das Schnitt-
`stellengeriit gcméifl dcr vorliegcndcn Erfindung Hostgerat-
`
`unabhangig ist.
`Bcvorzugtc Ausfiihrungsbeispielc dcr vorliegcndcn Er-
`findung werdcn nachfolgend bezugnehmcnd auf die bei]ic-
`gcnden Zcichnungcn dctailliertcr erléiutcrt. Es zcigen:
`Fig. 1 ein prinzipielles Blockschaltbild des Schnittste]len-
`gerats gemiifi der vorliegenden Erfindung; und
`Fig. 2 cin dctailliertcs Blockschaltbild eincs Schnittstel-
`lengcrats gcméifl einem bcvorzugtcn Ausffihrungsbeispicl
`der Vorliegenden Erfindung.
`Fig.
`1 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild eines
`Scbpinstcflcngcréits 10 gcméifi dcr vorlicgcndcn Erfindung.
`Uber cine Hostlcitung ll ist einc crstc Vcrbindungscin-
`rlchtung 12 des Schnittstellengerfits 10 mit einem Hostgerfit
`(nicht gezeigt) verbindbar. Die erste Verbindungseinrich-
`tung ist sowohl an cinen digitalen Signalprozessor 13 als
`auch an eincn Spcicher 14 angeschlosscn. Der digitalc Si-
`gnalprozessor 13 sowie der Speicher 14 sind ferner Inittels
`bidirektionaler Kommunikationsleitungen (bei allen Leitun-
`gcn durch zwei Richtungspfeile angezeigt) mit cincr zwei-
`ten Verbindungseinrichtung 15 gckoppclt. Mittcls eincr
`Ausgangsleitung 16 kann die zweite Verbindungseinrich-
`tung mit einer Sender'Empfa11gseinrichtung gekoppelt Wer-
`dcn, die Daten V011 dcm Hostgeriit empfangen soll odcr V011
`dcr Daten ausgelcsen, d. h. erfaBt, und zu dcm Hostgeriit
`1'iber1ragen werden sollen.
`Die Kommunikation mit dem Hostsystem oder Hostgerfit
`basicrt auf bekanntcn Standard-Zugriffsbefchlen, wie sie
`V011 allen bekanntcn Bctriebssystemcn (2. B. DOS, Wind-
`ows, Unix) unterstiitzt werden. Vorzugsweise simuliert das
`Schnittstellengerat gemiifi der vorliegenden Erfindung eine
`Fcstplatte mit eincm Wurzclverzcichnis odcr "Root-Dircc-
`tory", dessen Eintrage "virtuelle" Dateicn sind, dic fiir ver-
`schiedenste Funktionen angelegt Werden konnen. Wenn das
`Hostgerfitsystem, mit dem das Schnittstellengerfit gemiifl der
`vorliegenden Erfindung verbundcn ist, wobci mit dcm
`Schnittstcllcngcréit 10 ferncr einc Sende:’Empfangscinrich-
`tung Verbunden ist, hochgefahren wird, geben iibliche
`BIOS-Routinen an
`in dem Hostgerat vorhandene Ein-
`gabe:’Ausgabe-Schnittstcllc eincn Bcfehl aus, der in dcr
`Fachwclt als Bcfehl "INQUIRY" ("Erkundigung") bckannt
`ist. Uber die erste Verbindungseinrichtung wird der digitale
`Signalprozessor 13 diese Anfrage empfangen und ein Signal
`crzcugcn, das wicdcrum fiber die crstc Vcrbindungscinrich-
`tung 12 und dic Hostlcitung ll zum Hostgcréit (nicht ge-
`zeigt) gesendet wird. Dieses Signal wird dem Hostgerfit si-
`gnalisieren, daB an der betreffenden Schnittstelle, zu der der
`Bcfehl INQUIRY gcsendet wurde, ein Festplattenlaufwcrk
`angeschlossen ist. Optional kann das Hostgcréit eincn fiir
`Fachleute bekannten Befehl "Test Unit Ready" zum Schnitt-
`stellengerat senden, der genauere Details beziiglich des an-
`gcfragten Gcréits wiinscht.
`Unabhangig davon, welchc Scndcffimpfangseinrichtung
`an der Ausgangsleitung 16 mit der zweiten Verbindungsein-
`rlchtung verbunden ist, teilt der digitale Signalprozessor 13
`dem Hostgerat mit, daB das Hostgerat mit einem Festp1at-
`tenlaufwcrk kommunizicrt. Empfaingt das Hostgeriit dic
`Antwort, dafi ein Laufwcrk vorhandcn ist, wird es nun dic
`Aufforderung zum Schnittstellengerfit 10 schicken, die
`Boot-Sequenz, die sich iiblicherweise bei
`tatsfichlichen
`Fcstplatten auf dcn ersten Scktorcn dersclben bcfindct, zu
`1escn. Dcr digitalc Signalprozessor 13, dcssen Betricbssy-
`stem in der Speichereinrichtung 14 gespeichert ist, wird die-
`sen Befehl beantworten, indem er eine virtuelle Boot-Se-
`qucnz zum Hostgcréit sendet, die bei tatsalchlichen Laufwer-
`kcn dcn ’Iyp, dic Startposition und dic Léingc der FAT (FAT
`= File Allocation Table = Dateipositionstabelle), die Anzahl
`der Sektoren, usw. entha'lt., Wie es fiir Fachleute bekannt ist.
`Wcnn das Hostgerat dicse Datcn cmpfangcn hat, gcht es da-
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`HUAWEI EX. 1119 - 4/10
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`Von aus, daB das Schnittstcllcngcrfit 10 gcmfifi cinem bcvo1'-
`zugtcn Ausfiihrungsbeispiel dcr vorlicgcndcn Erfindung cin
`Festplattenlaufwcrk ist. Auf eincn Befchl vonl Hostgeréit,
`das Verzcichnis dcs "virtuellen" Fcstplattcnlaufwerks, das
`Von der Schnittstelleneinrichtung 10 dem Hostgeriit gegen-
`fiber simulicrt wird, anzuzeigcn, kann dcr digitalc Signal-
`prozcssor dcm Hostgcrat genauso antwortcn, wie cs cine
`herkfimmliche Festplatte tun wfirdc, néinflich indem die Da-
`tcipositionstabelle oder FAT anf eincm in dcr Bootsequenz
`bestimnltcn Sektor, dcr itn allgemcinen dcr crste bcschrcib-
`barc Sektor ist, gelcsen wird und zum Hostgeréit iibcrtragen
`wird. Es ist fcrner mfiglich, daB die FAT crst direkt vor dem
`Lcsen oder Spcichcm Von Daten der "virtuellen" Fcstplatte
`gelcsen Wird und nicht bercits bcim Initialisiercn.
`Bci cinem bcvorzugtcn Ausffibrungsbcispiel dcr vorlic-
`genden Erfindung un1faBt dcr digitale Signalprozessor 13,
`der nicht unbcdingt als digitalcr Signalprozcssor sondcrn
`auch als beliebigcr andcrcr Mikroprozcssor ausgefiihrt scin
`kann, cinen ersten und eincn zweiten Befchlsinterpretiercr.
`Der erstc Bcfchlsintcrpretiercr fiihrt die gcrade gcnannten
`Schrittc durch, wfihrcnd dcr zwcitc Bcfehlsintcrprcticrer die
`Lcset'SchIeib-Zuordnung zu bcstimmten Funktionen durch-
`Besteht nun der Wunsch dcs Benutzcrs, V011 der Sen-
`deffimpfangscinrichtung iibcr die Lcitung 16 Daten zu le-
`sen, so schickt das Hostgeriit eincn Bcfehl zur Schnittste1-
`lcncimichtung, der beispielswcise "Lcsc Datci xy" lauten
`kénntc. Wie cs bcreits crwéihnt wurde, crschcint die Schnitt-
`stcllcncinrichtung dem Hostgcrat gcgcniibcr wic cine Fest-
`plattc. Dic zwcitc Intcrprcticreinrichtung dcs digitalen Si-
`gnalprozessors interpretiert nun dcn Lesen-Bcfehl dcs Host-
`prozcssors dutch Entschliisscln, ob "xy" bcispielsweise cine
`Datei "Echtzcitcingabe", "Konfigu.ration" odcr cine ausfiihr-
`barc Datci bezcichnet, als Datcniibcrtragungsbefchl, wo-
`durch dcrsclbe bcginnt, Von der Sende:"EInpfangscinrich-
`tung fiber die zwcitc Vcrbindungscinrichtung Daten zur cr-
`stcn Vcrbindungscinrichtung und iibcr dic Lcitung ll zum
`Hostgerfit zu 1'ibe1'1ragcn.
`Vorzugsweise wird in ciner nachfolgend bcschxicbenen
`Konfigurationsdatci dic Menge V011 V011 eincr Datenscndc!
`Empfangscinrichtung zu crfassenden Datcn angcgcbcn, in-
`dem dcr Bcnutzcr in dcr Konfigurationsdatci angibt, daB
`sich cine Messung z. B. iibcr fiinf Minuten erstreckcn 5011.
`Ffir das Hostgerat wird dann dic Datei "Echtzcitcingabe"
`wie cine Datei erschcinen, deren Léingc dcr in den fiinf Mi-
`nutcn crwartcten Datcnmenge cntspricht. Ffir Fachleutc ist
`es bekannt, daB dic Konnnunikation zwischen cincm Pro-
`zessor und ciner Fcstplattc darin besteht, dafi der Pnozessor
`der Festplatte Nummern V011 Bliicken odcr Clustcrn odcr
`Sektorcn iibermittelt, dcren Inhalt er lcscn Inéchte. Aus dcr
`FAT WeiB dcr Prozessor, Wclchc Infonnationen in welchcm
`Block stehen. Dic Konnnunikation V011 dcm Hostgcriit zu
`dem Schnittstcllcngcrat der vorliegenden Erfindung bcstcht
`also bei dicsem Szenaxio in der sch: schncllcn Ubcrtragung
`Von Blocknummem und vorzugsweise V0121 B10cknuI:mnem-
`bercichen, da einc "virtuclle" Datci "Echtzeiteingabc" nicht
`fragmentiert scin wird. Wfll nun das Hostgcriit die Datci
`"Echtzeiteingabe" lesen, so iibcrmittelt cs cinen Bcrcich V011
`Bloclcnumnlern zur Schnittstelleneinrichtung, woraufhin
`damit bcgonncn wird, daB fiber die zweite Vcrbindungscin-
`richtung Datcn empfangen und iibcr die crstc Verbindungs-
`einrichtung zu dem Hostgcriit gcsendet werdcn.
`Die Spcichercinrichtung 14 kann neben dcm Befch1sspci-
`Cher fiir den digitalen Signalprozcssor, der das Bet1'icbssy-
`stcnl dcsselben umfaBt und a]s EPROM oder EEPROM aus-
`
`gefiihrt scin kann, cinen zuséitzlichen Puffcr aufweisen, der
`zu Synchronisationszwccken zwischen der DaIcniibc1'tra-
`gung Von der Scndcr'EInpfangseinIichtung zur Schnittste1-
`lcncinrichtung 10 und der Datcniibcrtragung V011 der
`
`Schnittstelleneinrichtung 10 zum Hostgerfit dicnt.
`Vorzugswcisc ist der Puffer a]s schncllcr Dircktzugriffs-
`spcicher odcr RAM-Puffer ausgcfiihrt.
`Der Benutzcr kann ferncr vom Hostgcrat aus auf der
`Schnittstelleneinrichtung 10, dic dcm Hostgcrfit gegeniiber
`Wie cine Festplattc crschcint, cine Konfigurationsdatei cr-
`stellen, dercn Eintriige automatisch vcrschiedene Funktio-
`nen dcs Schnittstellengeréits 10 einstcllcn und stcucrn. Dics
`kénnen beispielswcisc Verstfirkungs-, Mu1l:ip1ex- oder Abta-
`strateneinstellungen scin. Durch das Erstc]Jcn und Editicren
`einer Konfigurationsdatci, welchc iiblichcrwcise einc Text-
`datei ist, dic ohne groBc Vorkcnntnis einfach vcrstéindlich
`ist, kann dcr Bcnutzer dcr Schnittstelleneinrichtung 10 fiir
`nahczu beliebigc Sendea"En1pfangscin1ichtungcn, dic fiber
`dic Lcitung 16 n1it dcr zwcitcn Vcrbindungscinrichtung kep-
`pelbar sind, dic im wescntlichen gleichcn Bedicnhandlun-
`gen durchfiihrcn, wodurch cine Fehlcrquelle bcseitigt Wird,
`dic daraus entsteht, daB ein Benutzcr fiir verschicdcnc An-
`wendungen vielc vcrschiedene Bcfehlcodcs kennen muB.
`Bei der Schnittstelleneinrichtung 10 gcmafi der vor1iegen-
`den Erfindung ist cs lediglich notwcndig, daB der Benutzer
`einmal die Konventionen der Konfigurationsdatei nolzicrt,
`wonach er die Schnittstcllencinrichtung 10 a]s Schnittstcllc
`zwischcn eincm Hostgcriit und eincm nahczu bclicbigen
`SendeJ'Empfangsgc1"}it Vcrwcndcn kann.
`Durch dic Mfiglichkeit, bclicbige Datcien in vcreinbarten
`Formatcn unter Bcriicksichtigung der n1axin1a1cn Speichcr-
`kapazitéit der Speichcreinrichtung auf der Schnittstcllcncin-
`tichtung 10 in der Speichcreinrichtung 14 abzuspcichcm,
`sind beliebigc Erweiterungcn odcr sogar gfinzlich neue
`Funktionen dcr Schnittstelleneinrichtung 10 ohne Zeitver-
`lust zu realisicren. Selbst vom Hostgerat ausfiihrbare Da-
`tcien, Wie z. B. Stapcldatcien odcr ansfiihrbare Dateicn
`(BAT-Dateicn odcr EXE-Datcien) odcr auch Hilfedatcicn
`kennen in der Schnittstcllencinrichtung implcmentiert wcr-
`den und somit die Unabhéingigkeit dcr Schnittstcllcncinrich-
`tung 10 Von jeglicher zusfitzlichcr Software (abgesehcn Von
`den BIOS-Routinen) des Hostgerfits crrcichen. Dics vc1'mci-
`det zum eincn Lizcnz- bzw. Anmeldungspnoblcnle. Zum an-
`dercn wcrden Installationcn V011 bestimnltcn Routincn, die
`oft Verwendet werden kfinnen, Wie z. B. einc FFI‘-Routinc,
`um beispiclswcisc erfafitc Zcitbcreichsdatcn im Frcqucnz-
`bercich betrachtcn zu kfinncn, hinfallig, da diesc EXE-Da-
`tcien bcreits auf der Schnittstcllcncinrichtung 10 installiert
`sind und in dcm virtucllcn Wurzcl-Verzcichnis crscheincn,
`durch das das Hostgerfit aufalle beliebigcn auf dcr Schnitt-
`stelleneinrichtung 10 gespeichcrtcn Pnogramnle zugrcifcn
`kann.
`
`Bei cinem bevorzugten Ausfiihrungsbeispiel der v01']ie-
`gendcn Erfindung, bci dcm die Schnittstelleneinrichtung 10
`dem Hostgeréit gcgcniibcr cin Festplattenlaufwerk simulicrt,
`wird diesclbe bcreits bcim Einschalten odcr Hochfahrcn des
`
`Hostsystcms automatisch crkannt und zum Bctticb bcreitge-
`stellt. Dies cntspricht dcm derzcit immer weitcr — Verbreite-
`tcn "Plug-and-Play"-Standard. Dcr Bcnutzer n1uI3 sich nicht
`mchr um dic Installation dcr Schnittstelleneinrichtung 10
`auf dem Hostgcriit durch spezicllc zu ladcndc 'Ii'ciber kiim-
`Incrn, sondcm die Schnittstelleneinrichtung 10 wird beim
`Hochfahrcn des Hostsystcms automatisch zum Betricb be-
`rcitgcstcllt.
`Ffir Fachleutc ist cs jedoch offcnsichtlich, daB die Schnitt-
`stelleneinrichtung 10 nicht notwendigcrwcise beim Ein-
`schaltcn des Rcchncrs angcmeldet wird, sondcrn daB auf
`dem Hostgeréit auch cine spezicllc BIOS-Routine wabrend
`des Laufs des Rechncrs gcstartet wcrden kann, um die
`Schnittstelleneinrichtung 10 als zusfitzliche Festplatte anzu-
`bindcn oder zu "Inountcn". Dieses Ausfiihrungsbeispicl ist
`fiir grfiflcre Workstation-Systemc gecignet sein, wclche im
`
`HUAWEI EX. 1119 - 5/‘IO
`
`HUAWEI EX. 1119 - 5/10
`
`

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`DE 197 08 755 A 1
`
`7
`
`8
`
`10
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`45
`
`Wesentlichen nie ausgeschaltet werden, da sie beispie]s-
`weise in einem "Multi-Tasking"-Environment z. B. Mail-
`Funktionen oder Prozefliiberwachungen, die standig im Be-
`trieb sind, durchfiihren werden.
`Bei dem Schnittstellengerfit gernfifi der vorliegenden Er-
`findung besteht ein enormer Vorteil der Trennung der tat-
`sachlichen Hardware, die zur Verbindung der Schnittste]len-
`einrichtung 10 mit der Sendeffimpfangseimichtung benotigt
`Wird, Wie es aus dem nachfolgend beschriebenen Ausfiih-
`rungsbeispiel oifensichflich ist, Von der KoI:nmur|ikat:ions-
`Einheit, die durch den digitalen Signalprozessor 13, den
`Speicher 14 und die erste Verbindungseinrichtung 12 imple-
`Inentiert ist, darin, daB verschiedenste Gerfitetypen parallel
`aufidentische Weise bedient werden konnen. An ein Hostge-
`rat konnen demnach viele Schnittstelleneinrichtungen 10
`angeschlossen werden, dasselbe wird dann verschiedenste
`sozusagen "v'LrtuelJe" Festplatten sehen. Zum anderen ist
`auch eine eventuelle Anderung der speziellen Hardware, die
`durch die zweite Verbindungseimichtung 15 symbolisiert
`ist, im wesentlichen ohne Veranderung der Bedienung der
`Schnittstellengerats gerniifi der vorliegenden Erfindung rea-
`lisierbar. Ferner kann ein erfahrener Anwender jederzeit be-
`liebig tief in die vorhandene zweite Verbindungseimichtung
`eingreifen, indem er die oben erwahnte Option des Erste1-
`lens einer Konfigurationsdatei oder des Hinzufiigens oder
`Abspeichems neuer Programmteile fiir die zweite Verbin-
`dungseinrichtung verwendet.
`Ein wesentlicher Vorteil der Schnittstelleneimichtung 10
`der vorliegenden Erfindung besteht ferner darin, daB sie ex-
`trem hohe Dateniibertragungsraten ermoglicht, und zwar be-
`reits dadureh, daB die Hostgerat-eigenen BIOS-Routinen,
`die vom Hersteller des Hostgerats bzw. BIOS-Systems fiir
`jedes Hostgerfit optimiert sind, zurn Datenaustausch ver-
`Wendet Werden. Auflerdem werden die Daten aufgrund der
`Simulation eines virtuellen Massenspeichers so verwaltet
`und zur Verfiigung gestellt, dafi sie direkt gewissermafien
`ohne Prozessorintervention des Hostgerats auf andere Spei-
`cherrnedien, z. B. eine tatsachliche Festplatte des Hostge-
`rats, iibertragen werden kfinnen. Die einzige Begrenzung fur
`eine Langzeit-Datenfibenragtmg mit hoher Geschwindigkeit
`ist daher allein durch die Geschwindigkeit und Speicher-
`grfifie des Massespeichers des Hostsysterns gegeben. Dies
`ist der Fall, da der digitale Signalprozessor 13 die fiber die
`zweite Verbindungseimichtung 15 Von der Sende:’Emp-
`fangseirlrichtung eingelesenen Daten bereits in fiir eine
`Festplatte des Hostgerats geeignete Blockgroflen formatiert,
`wodureh die Dateniibertragungsgeschwindigkeit lediglich
`durch die mechanische Tragheit des Festplattensystems des
`Hostgerats begrenzt ist. An dieser Stelle sei angemerkt, daB
`iiblicherweise ein Datenflufl V0111 einem Hostgerfit in Bliicke
`forrnatiert werden muB, um auf einer Festplatte geschrieben
`werden zu kfinnen und anschlieBend wiedergewonnen wer-
`den zu kfinnen, Wie es fiir Fachleute bekannt ist.
`Durch Eirlrichtung
`eines
`direkten Speicherzugrififs
`(DMA; DMA = Direct Memory Access) oder RAM-Lant-
`werks im Hostsystem kann die genannte Da1;eniibertra-
`gungsrate nochmals erhfiht werden. Wie es fiir Fachleute be-
`kannt ist, benfitigt die Einrichtung eines RAM-Iaufwerks
`jedoch Prozessorresourcen des Hostgerfits, weshalb der Vbr-
`tei], bei dem die Daten aufein Festplattenlaufwerk des Host-
`gerats geschrieben werden, und im wesentlichen keine Pro-
`zessorresourcen benfitigt werden, Verlorengeht.
`Wie es bereits erwfihnt Wurde, kann in dem Speicher 14
`ein Datenpuffer implementiert sein, der die zeitliche Unab-
`hangigkeit der Sender'Empfangseinrichtung, die mit der
`zweiten Verbindungseinrichtung gekoppelt ist, Von dem
`Hostgerat, das mit der ersten Verbindungseirlrichtung ge-
`koppelt ist, ermoglicht. Auf diese Weise ist selbst bei zeit-
`
`lcritischen Anwendungen der einwandfreie Betrieb der
`Schnittstelleneinrichtung 10 sogar in Multi-Tasking-Hostsy-
`stemen gewiihrleistet.
`Fig. 2 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild einer Schnitt-
`stelleneinrichtung 10 gemaB der vorliegenden Erfindung.
`Ein digitaler Signalprozessor (DSP) 1300 bildet gewisser-
`mafien das Herzstiick der Schnittstelleneinrichtung 10. Der
`DSP kann ein beliebiger DSP sein, wobei es jedoch bever-
`zugt wird, daB er einen Auf-Chip-Direkt-Zugrifi‘sspeicher
`(RAM) Von 20 KB aufweist. In dern Direktzugriffsspeicher,
`der bereits auf dem DSP integriert ist, konnen beispiels-
`weise bestimmte Befehlssatze gespeichert sein. Mit dem
`DSP 1300 verbunden ist ein 80-MHZ-Taktbauglied 1320,
`um den DSP zu takten. Der DSPimp1emenl:iert eine schnelle
`Fouriertransformation (FFT) in Echtzeit sowie eine optio-
`nale Datenkompression fiir V011 der Sender'Ernpfangsein-
`richtung zu dern Hostgerat zu iibertragenden Daten, urn eine
`hfihere Effizienz zu erreichen, und urn mit Hostgerfiten, die
`kleinere Speichereinrichtungen besitzen, zusammenarbeiten
`zu kfinnen.
`
`Die erste Verbindungseirlrichtung 12 Von Fig. 1 enth’a’lt
`bei dern in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausfii]:|rungsbei-
`spiel der Schnittstelleneimichtung 10 folgende Bausteine:
`eine SCSI-Schnittstelle 1220 sowie einen 50-Pin-SCSI-Ven
`
`binder 1240 zur Verbindung mit einer bei den meisten Host-
`gerfiten oder Laptops Vorhandenen SCSI—Schnittste]le. Die
`SCSI-Schnittstelle (SCSI = Small Computer System Inter-
`faee = Kleincomputersystemschnittstelle) 1220 wandelt die
`fiber den SCSI-Verbinder 1240 ernpfangenen Daten in fiir
`den DSP 1300 verstiindliche Daten um, Wie es fiirFach1eute
`bekannt ist. Die erste Verbindungseinrichtung 12 umfaBt
`ferner einen EPP mit einer Datenrate V011 ungefahr 1 MB.~’s
`(EPP = Enhanced Parallel Port) fiir eine irn Vergleich zur
`Datenrate Von 10 MBr"s der SCSI-Schnittstelle rnoderateren
`
`Dateniibertragungsrate V01] 1 MB:’s. Der EPP 1260 ist mit
`einem 25-Pin-sub-D-Verbinder 1280 verbunden, um bei-
`spielsweise an eine Druckerschnittstelle eines Hostgerats
`angeschlossen zu werden. Optional umfafit die erste Verbin-
`dungseinrichtung 12 ferner einen 25-Pin-Verbinder 1282,
`der den Anschlufi V011 8 Digitalausgangen und 8 Digita1ein-
`gfingen 1284 an einem Hostgerat errnoglicht.
`Die zweite Verbindungseinrichtung umfafit vorzugsweise
`8 BNC-Eingange mit Kalibrationsrelais 1505, einen Block
`1510 mit 8 Gerateverstéirkern mit einem Uberspannungs-
`schutz von :75 V, wobei dieser Block wiederurn mit 8 Ab-
`tastJ'Halte-Gliedern 1515 verbunden ist (AbtastenJ'Halten =
`Sampler'Ho1d = S&H). Die Kalibrationsrelais sind Relais,
`die ein gesteuertes Umschalten zwischen einer MeBspan-
`nung und einer Kalibrationsreferenzspannung erlauben.
`.Tede AbtastJ'Halten-Eirlrichtung ist mit einem entsprechen-
`den Eingang eines 8-Kanal-Multiplexers 1520 verbunden,
`welcher seine Ausgangssignale fiber einen programmierba-
`ren Verstfirker 1525 in einen Analog/Digital-Wandler
`(ADW) mit 12 Bit und 1,25 MHz 1530 dern DSP 1300 zu-
`fiihrt. Der ADW 1530 wird mittels eines 20—Bit-Zeitgebers
`1535 gesteuert, wie es fiir Fachleute bekannt ist. Der pro-
`grammierbate Verstiirker 1525 sowie der 8-Kanal-Multiple-
`xer 1520 Werden iiber ein Verstfirkungs-Kanal-Auswah1bau-
`glied 1540 gesteuert, das