LIteACMA
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`Pw? 2-8 APR 1998
`WIPO.
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`CASSSLDSTERENTERSHOLDLAY ERFELTINBGTAITBGATTT 71 1a£)
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`7 oo
`Bescheinigung
`
`
`Herr Michael Tas ler in Goldbach/Deutschland hat
`eine Patentanmeldung unter der Bezeichnung
`
`"Flexible Schnittstelle"
`
`am 4. Marz 1997 beim Deutschen Patentamt eingereicht.
`
`Die angeheftetenStucke sind. eine richtige und genaue
`Wiedergabe der ursprtinglichen Unterlagen dieser Patent-
`anmeldung.
`
`Die Anmeldung hat im Deutschen Patentamt vorlaufig das Symbol
`G 06 F 13/12 der TInternationalen Patentklassifikation erhal-
`
`ten.
`
`_
`
`4
`
`.
`
`Miinchen, den 19. Marz 1998
`Der Prasident des Deutschen Patentamts
`
`Im Auftrag
`
`
`
`Wehner
`
`A 9161-8
`(EVA-L)
`04/94
`
`:
`
`7
`
`ZTE (USA) 1011, Page 1
`
`ZTE (USA) 1011, Page 1
`
`

`

`
`
`
`— DIPL#ING. FRITZ SCHOPPE ——--——
`
`Patentanwalt Schoppe - Postfach 710867.
`81458 Munchen
`
`.
`Michael Tasler
`SchloBberg 2
`
`63773 Goldbach
`
`|
`
`PATENTAINWALT
`
`European Patent Attorney
`
`Postanschrift/ Mail address:
`Posttach/ P.O. Box 710867
`81458 Munchen
`Telefon/Telephone 089/790445-0
`Telefax/Facsimile 089/790 2215
`Telefax/Facsimile O89/74996977
`e-mail 101345, 3117 CompuServe
`
`Flexible Schnittstelle
`
`
`
`Kanzleianschrift/ Office address: IrmgardstraBe 22, 81479 Munchen
`Bankverbindung/ Bankers: Hypo-Bank Grainwald, Kontonummer 2 960 155028 (BLZ 70020001)
`Postgiroamt Munchen, Kontonummer 315 720-803 (BLZ 700 100 80)
`USt-Ild Nr.AVAT Registration Number DE 130575439
`
`ZTE (USA) 1011, Page 2
`
`ZTE (USA) 1011, Page 2
`
`

`

`
`
`Flexible Schnittstelle
`
`Beschreibung
`
`Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Ubertragung
`von Daten und
`insbesondere auf Schnittstellengerdéte
`zur
`Kommunikation zwischen einem Computer oder Hostgerdt
`:und
`einer Datensende/Empfangseinrichtung, von der Daten erfabt
`werden sollen, bzw. mit der kommuniziert werden soll.
`
`sind sehr
`ftir Computer
`Bisherige Datenerfassungssysteme
`stark in ihrem: Einsatzbereich limitiert. Allgemein kénnen
`dieselben in zwei Gruppen eingeteilt werden.
`
`Bei der ersten Gruppe werden Hostgerdate oder Computersysteme
`mittels einer Schnittstelle mit einem Gera&t verbunden, des-
`sen Daten erfaBt werden sollen. Die Schnittstellen dieser
`Gruppe sind tiblicherweise Standardschnittstellen, die mit
`spezieller Treibersoftware fiir verschiedene Hostsysteme ein-
`setzbar sind. Ein Vorteil dieser Schnittstellengerdte be-
`steht darin,
`da® sie vom Hostgerdt weitgehend unabhangig
`sind. Nachteilig ist
`jedoch,
`daB sie im allgemeinen sehr
`aufwendige Treiber bendtigen, die stérungsanfdllig sind und
`die Datentibertragungsraten zwischen dem mit der Schnitt-
`stelle verbundenen Gerdt und dem Hostgerat und umgekehrt
`limitieren. Ferner
`sind Implementationen dieser Schnitt-
`stellen fiir
`tragbare Systeme teilweise nur
`schwer méglich
`und die Anpassungsmdglichkeiten sind gering, weshalb diese
`Systeme eine geringe Flexibilitdat besitzen.
`
`Die Gerite; von denen Daten zu erfassen sind, besetzen die
`ganze Bandbreite der Elektrotechnik. So ist bei.einem typi-
`schen Szerario davon auszugehen,
`daB ein Kunde, der bei-
`spielsweise im medizintechnischen Bereich
`eine Rdéntgen-
`diagnoseanlage betreibt,
`tiber einen Fehler berichtet. Ein
`Servicemitarbeiter des Gerdteherstellers wird. dann zu dem
`Kunden. gehen und von dem Roéntgendiagnosegerat erstellte
`
`ZTE (USA) 1011, Page 3
`
`ZTE (USA) 1011, Page 3
`
`

`

`
`
`trag-
`Systemprotokolldateien beispielsweise mittels eines
`baren Computer oder Laptops auslesen. Wenn der Fehler dann
`nicht zu lokalisieren ist, oder wenn ein Fehler nur spora-
`disch auftritt, wird es erforderlich sein, da& der Service-
`mitarbeiter nicht nur eine Fehlerprotokolldatei sondern auch
`Daten aus dem laufenden. Betrieb auslesen mu8. Es ist offen-
`sichtlich,:.
`da&B8 hier eine schnelle Dateniibertragung sowie
`eine schnelle Datenanalyse notwendig ist.
`
`Ein anderer Fall
`
`zum Einsatz einer Schnittstelle kann bei-
`
`spielsweise das Verbinden eines elektronischen MeBgerdts, z.
`B. eines Multimeters, mit einem Computersystem sein, um von
`dem Multimeter gemessene Daten auf den Computer zu tibertra-
`gen.
`Insbesondere bei Langzeitmessungen oder beim Auftreten
`
`groBer Datenmengen ist es erforderlich, da& die Schnittstel-
`
`le eine hohe Datentibertragungsrate erméglicht.
`
`Aus diesen zufdllig gewahlten Beispielen ist zu sehen, daB
`
`die Einsatzméglichkeiten einer Schnittstelle véllig von-
`einander unterschiedlich sein kénnen. Es
`ist daher wtin-
`
`schenswert, da& eine Schnittstelle derart flexibel ist, daB
`‘mittels einer Schnittstelle sehr unterschiedliche elektri-
`sche oder elektronische Systeme mit einem Hostgerat verbun-
`den werden k6énnen. Um Fehlbedienungen zu vermeiden,
`ist es
`
`ferner witinschenswert,
`da& ein Servicemitarbeiter nicht ftir
`jede unterschiedliche Anwendung unterschiedliche Schnitt-
`stellen auf unterschiedliche Art und Weise bedienen muB,
`sondern daB mdglichst
`eine universelle Schnittstellenbe-
`dienung fiir
`eine
`groBe Anzahl
`von Einsatzméglichkeiten
`geschaffenwird.
`
`Um die Datentibertragungsraten tiber eine Schnittstelle zu
`erhdéhen, wurde bei der zweiten Gruppe von Schnittstellen-~
`geraten der Weg beschritten, die Schnittstelle sehr stark an
`individuelle Hostsysteme oder Computersysteme einzeln anzu-
`passen. Der Vorteil dieser Lésung besteht darin,
`daB hohe
`Transferraten méglich sind. Ein Nachteil ist jedoch, daB die
`Treiber fiir die Schnittstellen der zweiten Gruppe sehr stark
`
`ZTE (USA) 1011, Page 4
`
`ZTE (USA) 1011, Page 4
`
`

`

`
`
`an ein einziges Hostsystem angepaBt sind, weshalb sie im
`allgemeinen nicht oder nur sehr uneffektiv fiir andere Host-
`systeme einsetzbar
`sind. Ferner weisen diese Typen von
`Schnittstellen den Nachteil auf, daB sie im Computergehduse
`montiert werden ntissen, da sie auf das interne Hostbussystem
`zugreifen, um maximale Dateniibertragungsraten zu erreichen.
`Sie sind daher im allgemeinen nicht fiir tragbare Hostsysteme
`in Form von Laptops geeignet, die aufgrund ihrer méglichst
`geringen Gréfe kein freies Innenvolumen zum Einstecken einer
`Schnittstellenkarte besitzen.
`
`‘Eine Lésung ftir dieses Problem bieten Schnittstellengerdte
`der Firma
`IOtech
`(Geschaftsadresse:
`25971 Cannon Road,
`Cleveland, Ohio 44146, USA), die ftir Laptops géeeignet sind,
`wie z. B. das Modell WaveBook/512
`(eingetragenens Waren-
`zeichen). Die Schnittstellengerate werden mittels
`einer.
`steckbaren,
`etwa scheckkartengroBen Einsteckkarte mit der
`PCMCIA-Schnittstelle, die mittlerweile an Laptops standard-
`maBig vorgesehen sind, verbunden. Die Einsteckkarte bewirkt
`eine Transformation der PCMCIA-Schnittstelle zu einer in der
`Technik bekannten Schnittstelle IEEE 1284. Die genannte
`Steckkarte schafft eine beztiglich der Datenrate erweiterte
`Spezial-Druckerschnittstelle, die eine Datentibertragungsrate
`von etwa 2 MB/s
`im Gegensatz zu einer Rate von etwa 1MB/s
`bei bekannten Druckerschnittstellen liefert. Das bekannte
`Schnittstellengeradat besteht
`im allgemeinen aus einem Trei-
`berbaustein,
`einem digitalen Signalprozessor,
`einem Puffer
`und einer Hardwarebaugruppe, die in einem: Verbinder miindet,
`an dem das Gerdt angeschlossen wird, dessen Daten zu erfas-
`sen sind. Der Treiberbaustein ist direkt mit der erweiterten
`Druckerschnittstelle
`verbunden,
`wodurch
`die
`bekannte
`Schnittstelleneinrichtung eine Verbindung
`zwischen
`einem
`Computer und dem Gerdat herstellt, dessen Daten erfa&t werden
`sollen.
`
`Um mit der genannten Schnittstelle zu arbeiten, mu8s: ein
`schnittstellenspezifischer Treiber
`in dem Hostgeraét
`in-
`stalliert werden, damit das Hostgerdt mit
`dem digitalen
`
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`
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`

`

`
`
`--
`:
`
`Signalprozessor GéFr Schnittstellenkarte kommunizieren kann.
`Wie es bereits erwd&hnt wurde, mu8 der Treiber auf dem Host-
`
`geraét -installiert werden. Ist der Treiber ein speziell fiir
`das Hostgerdt entworfener Treiber, so wird zwar eine schnel-
`le Datentibertragung erméglicht,
`der Treiber kann jedoch
`nicht ohne weiteres auf einem anderen Hostsystem installiert
`werden.. Ist der Treiber jedoch ein méglichst flexibler all-
`gemeiner Treiber, der ftir viele Hostgerdte einsetzbar ist,
`
`dann mtissen Kompromisse beztiglich der Datentibertragungsrate
`
`in Kauf genommen werden.
`
`Speziell bei einer Anwendung ftir Multi-Tasking-Systeme, bei
`denen mehrere verschiedene Aufgaben, wie z. B. eine Datener-
`fassung, eine Datendarstellung oder ein Editieren im wesent-
`lichen gleichzeitig zu bearbeiten sind, wird tiblicherweise
`jeder Aufgabe vom Hostsystem eine gewisse Prioritaét zuge-
`ordnet. Ein Treiber,.der eine spezielle Aufgabe untersttitzt,
`
`fragt im zentralen Verarbeitungssystem des Hostgeradts an, ob
`
`er Prozessorresourcen haben kann, um seine Aufgabe zu erle-
`
`digen.. Abhangig: vom jeweiligen Prioritdatszuweisungsverfahren
`und :abhangig von der Implementation des Treibers wird eine
`spezielle Aufgabe einen bestimmten Anteil der Prozessor-
`resourcen in bestimmten Zeitschlitzen erhalten. Konflikte
`
`ergeben sich dann, wenn einer oder mehrere Treiber derart
`
`implementiert sind,
`
`da8B sie standardm&éBig die héchste Prio-
`
`daB sie inkompatibel sind, wie es bei
`ritat haben,:d. h.
`vielen. Anwendungen in der Praxis der. Fall ist. So kann es
`vorkommen, da& beide Treiber eingestellt sind,
`um die héch-
`ste Prioritdat
`zu haben, was
`im schlimmsten Fall sogar zu
`einem Systemabsturz fiihren kann.
`
`Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
`Schnittstellengerdt: zur Kommunikation zwischen einem Host-
`
`geradt und einer Datensende/Empfangseinrichtung zu schaffen,
`das unabhdangig vom Hostgerdt einsetzbar ist und eine hohe
`Datentibertragungsrate erméglicht.
`
`Diese. Aufgabe wird durch ein Schnittstellengerat
`
`gema&& An-
`
`ZTE (USA) 1011, Page 6
`
`ZTE (USA) 1011, Page 6
`
`

`

`
`
`spruch 1 sowie durch ein Verfahren gemaés Anspruch 12 gelést.
`
`Der “vorliegenden Erfindung liegt die Efkenntnis zugrunde,
`daB sowohl eine hohe Datentibertragungsrate als auch eine vom
`Hostgeraét unabhdngige Einsetzbarkeit erreicht werden kénnen,
`wenn auf-eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle des Hostgeradts
`zurtickgegriffen wird, die tiblicherweise in den allaermeisten
`auf dem Markt verftigbaren Hostgerdten vorhanden ist. Einga-
`be/Ausgabe-Schnittstellen, die praktisch in jedem Hostgerat
`vorhanden sind, sind beispielsweise Festplattenschnittstel-
`len, Graphikschnittstellen oder Druckerschnittstellen. Da
`jedoch die Festplattenschnittstellen bei den tiblichen Host-
`geraten,
`die beispielsweise
`IBM-PCs,
`IBM-kompatible-PCs,
`Commodore-PCs, Apple-Computer oder auch Workstations sein
`kénnen, die Schnittstellen mit der schnellsten Dateniibertra-
`gungsrate sind, wird bei dem bevorzugten Ausfiihrungsbeispiel
`des Schnittstellengerats der vorliegenden Erfindung auf die
`Festplattenschnittstelle zurtickgegriffen. Auf andere Spei-
`cherschnittstellen, wie z. B. Diskettenlaufwerke, CD-ROM-
`LaufWwerke oder Bandlaufwerke, k6nnte jedoch ebenfalls zu-
`riickgegriffen werden,
`um das Schnittstellengerat gemaS der
`vorliegenden Erfindung zu implementieren.
`
`gema&& der vorliegenden Erfindung
`Das Schnittstellengeraét
`umfaBt eine Prozessoreinrichtung, eine Speichereinrichtung,
`eine erste Verbindungseinrichtung zum schnittstellenmaSigen
`Verbinden des: Hostgerdts mit
`dem Schnittstellengerdt und
`eine zweite Verbindungseinrichtung zum schnittstellenmaBigen
`Verbinden des Schnittstellengerdts mit der Datensende/Empf-
`angseinrichtung. Das Schnittstellengerdt wird durch die
`Prozessoreinrichtung
`und die Speichereinrichtung derart
`konfiguriert, da8 das Schnittstellengerdt bei einer Anfrage
`‘des Hostgerdts tiber die erste Verbindungseinrichtung, die
`die Art eines Gerdts betrifft, das mit dem Hostgerdt verbun-
`den ist, unabhdngig von dem Typ der Datensende/Empfangsein-
`richtung ein Signal
`tiber die erste Verbindungseinrichtung
`gum Hostgerdt sendet, das dem Hostgeraét signalisiert, daB es
`mit einem Eingabe/Ausgabe-Gerat kommuniziert. Das Schnitt-
`
`ZTE (USA) 1011, Page 7
`
`ZTE (USA) 1011, Page 7
`
`

`

`
`
`stellensystem g@MaB. der vorliegenden Erfindung simuliert
`somit sowohl hardware~- als aus auch softwaretechnisch die
`Funktionsweise eines
`tiblichen Eingabe7Ausgabe-Gerdts
`und
`vorzugsweise eines Festplattenlaufwerks. Da die Untersttit-
`zung
`von~ Festplatten in allen verfligbaren Hostsystemen
`standardmaBig implementiert
`ist,
`kann beispielsweise die
`Simulation einer Festplatte die Unabhdngigkeit vom verwen-
`deten Hostsystem erreichen. Das erfindungsgemaBe Schnitt-
`stellengerdt kommuniziert somit mit dem Hostgerat oder Con-
`puter nicht mehr
`iiber einen speziell entworfenen Treiber
`sondern tiber einen in dem BIOS-System (BIOS = Basic In-
`put/output
`System = Grund Eingabe/Ausgabe
`System)
`vor-
`handenes Programm, das iiblicherweise genau auf das spezielle
`Computersystem abgestimmt ist, auf dem es installiert ist.
`Somit -vereinigt das Schnittstellengerdt gemaB der vorlie-
`genden Erfindung die Vorteile beider Gruppen.
`Zum einen
`findet die Datenkommunikation zwischen dem Computer und der’
`Schnittstelle.
`tiber ein Hostgerdt-spezifisches BIOS-~Programm
`statt, das als "geratespezifischer Treiber" angesehen werden
`k6nnte.
`Zum andéren ist das BIOS-Programm, das eine der
`iiblichen
`Eingabe/Ausgabe-Schnittstellen
`in Hostsystemen
`bedient,
`in eben jedem Hostsystem vorhanden, weshalb das
`Schnittstellengeraét gem&8 der vorliegenden Erfindung Host-
`ger&t-unabhangig ist.
`
`Bevorzugte: Ausflihrungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
`werden nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeich-
`nungen detaillierter erladutert. Es zeigen:
`
`+
`
`Fig.
`
`1 ein prinzipielles Blockschaltbild des Schnittstellen-
`gerdts gem&& der. vorliegenden Erfindung; und
`
`Fig.
`
`2 ein detailliertes Blockschaltbild eines Schnittstel-
`lengerats gem&8 einem bevorzugten Ausftihrungsbeispiel
`der’ vorliegenden Erfindung.
`
`eines
`1° zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild
`Fig.
`-Schnittstellengerdts 10
`gem&& der vorliegenden Erfindung.
`
`ZTE (USA) 1011, Page 8
`
`ZTE (USA) 1011, Page 8
`
`

`

`
`
`iiber eine Hostletttng 11 ist eine erste Verbindungseinrich-
`tung 12 des Schnittstellengeraéts
`10 mit
`einem Hostgerat
`(nicht gezeigt) verbindbar. Die erste Verbindungseinrichtung
`ist sowohl an einen digitalen Signalprozessor 13 als auch an
`einen Speicher 14 angeschlossen. Der digitale Signalprozes-
`sor 13 sowie der Speicher 14 sind ferner mittels bidirek-
`tionaler Kommunikationsleitungen (bei allen Leitungen durch
`zwei Richtungspfeile angezeigt) mit einer zweiten Verbin-
`dungseinrichtung 15 gekoppelt. Mittels einer Ausgangsleitung
`16 kann die zweite Verbindungseinrichtung mit einer Sen-
`de/Empfangseinrichtung gekoppelt werden, die Daten von dem
`Hostgeraét empfangen soll oder von der Daten ausgelesen, d.
`h. erfa8t, und zu dem Hostgerat tibertragen werden sollen.
`
`Die Kommunikation mit dem Hostsystem oder Hostgerat basiert
`auf bekannten. Standard-Zugriffsbefehlen, wie sie von allen
`bekannten Betriebssystemen (z. B. DOS, Windows, Unix) unter-.
`sttitzt werden. Vorzugsweise simuliert das Schnittstellenge-
`rat gema& der vorliegenden Erfindung eine Festplatte mit ei-
`nem Wurzelverzeichnis oder "Root-Directory", dessen Eintrage
`"virtuelle" Dateien sind, die fiir verschiedenste Funktionen
`angelegt werden kénnen. Wenn das Hostgerdatsysten, mit dem
`das Schnittstellengerat
`gem&& der vorliegenden Erfindung
`verbunden ist, wobei mit dem Schnittstellengerat 10 ferner
`eine Sende/Empfangseinrichtung verbunden ist, hochgefahren
`wird, geben tibliche BIOS-Routinen an jede in dem Hostgerat
`vorhandene: Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle einen Befehl aus,
`der
`in der Fachwelt als Befehl
`"INQUIRY"
`("Erkundigung")
`bekannt ist.
`ther die erste Verbindungseinrichtung wird der
`digitale Signalprozessor 13 diese Anfrage empfangen und ein
`Signal erzeugen, das wiederum tiber die erste Verbindungs-
`einrichtung 12 und die Hostleitung 11 zum Hostgerdt
`(nicht
`gezeigt) gesendet wird. Dieses Signal wird dem Hostgerat
`signalisieren, da& an der betreffenden Schnittstelle, zu der
`der Befehl
`INQUIRY gesendet wurde, ein Festplattenlaufwerk
`angeschlossen ist. Optional kann das Hostgerdt einen fiir
`Fachleute. bekannten Befehl: "Test Unit Ready"
`zum Schnitt-
`stellengerdt
`senden, der genauere Details beztiglich des
`
`ZTE (USA) 1011, Page 9
`
`ZTE (USA) 1011, Page 9
`
`

`

`
`
`-
`:
`
`angefragten GeratSwinscht.
`
`Unablidngig davon, welche Sende/Empfangseinrichtung an der
`Ausgangsleitung 16 mit der gweiten Vverbindungseinrichtung
`verbunden ist, «teilt der digitale Signalprozessor
`13
`dem
`Hostgerdét mit, das’ das Hostgeraét mit einem Festplattenlauf-
`werk kommuniziert. Empfdngt das Hostgerat die Antwort, daB
`ein Laufwerk vorhanden ist, wird es nun die Aufforderung zum
`Schnittstellengeraét 10 schicken, die Boot-Sequenz, die sich
`iiblicherweise bei
`tats&chlichen Festplatten auf den ersten
`Sektoren derselben befindet, zu lesen. Der digitale Signal-
`prozessor 13, dessen Betriebssystem in der Speichereinrich-
`tung 14 gespeichert
`ist, wird diesen Befehl beantworten,
`indem er eine virtuelle Boot-Sequenz zum Hostgeraét sendet,
`die bei tatsichlichen Laufwerken den Typ, die Startposition
`und die Lange der FAT (FAT = File Allocation Table = Datei-
`positionstabelle), die Anzahl der Sektoren,
`usw. enthalt,
`wie es fiir Fachleute bekannt ist. Wenn das Hostgerat diese
`Daten empfangen hat, geht es. davon aus,
`da& das Schnitt-
`stellenger&t 10 gem&& einem bevorzugten Ausfiihrungsbeispiel
`der vorliegenden Erfindung ein Festplattenlaufwerk ist. Auf
`einen Befehl vom Hostger&t, das Verzeichnis des "virtuellen"
`Festplattenlaufwerks, das von der Schnittstelleneinrichtung
`10 dem Hostger&t gegenitiber simuliert wird, anzuzeigen, kann
`der digitale Signalprozessor dem Hostgeradt genauso antwor-
`ten, wie es eine herkdmmliche Festplatte tun wiirde, naémlich
`indem die Dateipositionstabelle oder FAT auf einem in der
`Bootsequenz bestimmten Sektor, der im allgemeinen der erste
`beschreibbare Sektor
`ist, gelesen wird und zum Hostgerat
`iibertragen wird. Es
`ist ferner méglich, daS die FAT erst
`direkt vor dem Lesen oder Speichern von Daten der “virtuel-
`len" Festplatte gelesen wird und nicht bereits beim Initia-
`lisieren.
`
`Bei einem bevorzugten Ausfiihrungsbeispiel der vorliegenden
`Erfindung umfa8t der digitale Signalprozessor 13, der nicht
`“unbedingt als digitaler Signalprozessor
`sondern auch. als
`' beliebiger
`anderer Mikroprozessor
`ausgefiihrt
`sein kann,
`
`ZTE (USA) 1011, Page 10
`
`ZTE (USA) 1011, Page 10
`
`

`

`
`
`--
`
`- 9 =
`
`einen ersten -un@@einen zweiten Befehlsinterpretierer. Der
`erste Befehisinterpretierer
`ftihrt die
`gerade genannten
`Schritte durch, wahrend der zweite Befehtsinterpretierer die
`Lese/Schreib-Zuordnung zu bestimmten Funktionen durchftihrt.
`Besteht nun der Wunsch des Benutzers, von der Sende/Empf-
`angseinrichtung iiber die Leitung 16 Daten zu lesen,
`so
`schickt das Hostgerdt einen: Befehl zur Schnittstellenein-
`richtung, der beispielsweise "Lese Datei xy" lauten kénnte.
`Wie es bereits erwihnt wurde, erscheint die Schnittstellen-
`einrichtung dem Hostgerat gegeniiber wie eine Festplatte. Die
`zweite Interpretiereinrichtung des digitalen Signalprozes-
`sors interpretiert nun den Lesen-Befehl des Hostprozessors
`durch Entschitisseln,
`ob
`"xy" beispielsweise
`eine Datei
`"Echtzeiteingabe",
`"Konfiguration"
`oder
`eine
`ausfiihrbare
`Datei
`bezeichnet,
`als Dateniibertragungsbefehl, wodurch
`derselbe beginnt, von der Sende/Empfangseinrichtung tiber die.
`zweite Verbindungseinrichtung Daten zur ersten Verbindungs-
`einrichtung und tiber die Leitung 11 zum Hostgerat zu tiber-
`tragen.
`
`vorzugsweise wird in einer nachfolgend beschriebenen Konfi-
`gurationsdatei die Menge von von einer Datensende/Empfangs-
`einrichtung zu-erfassenden Daten angegeben,
`indem der Benut-
`zer in der Konfigurationsdatei angibt, daB sich eine Messung
`z. B.
`tiber fiinf Minuten erstrecken soll. Fiir das Hostgerat
`wird dann die Datei "Echtzeiteingabe" wie eine Datei er-
`scheinen, deren Lange der
`in den ftinf Minuten erwarteten
`Datenmenge entspricht. Fir Fachleute ist es bekannt,
`daB& die
`- Kommunikation ‘zwischen einem Prozessor und. einer Festplatte
`darin besteht, da& der Prozessor der Festplatte Nummern von
`Blécken oder: Clustern oder Sektoren tibermittelt, deren In-
`halt.er lesen méchte. Aus der FAT wei der Prozessor, welche
`Informationen in welchem Block stehen. Die Kommunikation von
`dem Hostgerat zu dem Schnittstellengerat der vorliegenden
`Erfindung. besteht also bei: diesem Szenario in der
`sehr
`schnellen ‘tlhertragung von Blocknummern und vorzugsweise von
`Blocknummernbereichen, da eine "virtuelle" Datei "Echtzeit-
`eingabe" nicht fragmentiert sein wird. Will nun das Hostge-
`
`ZTE (USA) 1011, Page 11
`
`ZTE (USA) 1011, Page 11
`
`

`

`- 10 -
`
`so tibermittel es ei-
`rit die Datei "E@Mtzeiteingabe" lesen,
`- nen Bereich von Blocknummern zur Schnittstelleneinrichtung,
`woraufhin damit begonnen wird,
`daf® iiber-die zweite Verbin-
`dungseinrichtung Daten empfangen und Uber die erste Verbin-
`dungseinrichtung zu dem Hostgeraét gesendet werden.
`
`Die Speichereinrichtung 14 kann neben dem Befehlsspeicher
`fiir den digitalen Signalprozessor, der das Betriebssystem
`desselben umfaBt und als EPROM oder EEPROM ausgeftihrt sein
`kann, einen zusdtzlichen Puffer aufweisen, der zu Synchroni-
`sationszwecken zwischen der Datentibertragung von der Sen-
`de/Empfangseinrichtung zur Schnittstelleneinrichtung 10 und
`der Datentibertragung von der Schnittstelleneinrichtung 10
`zum Hostgerdt dient.
`
`Vorzugsweise “tet der Puffer als schneller Direktzugriffs-
`speicher oder RAM-Puffer ausgefihrt.
`
`Der Benutzer kann ferner vom Hostgerdét aus auf der Schnitt-
`stelleneinrichtung 10, die dem Hostgerat gegentiber wie eine
`Festplatte erscheint,
`eine “Konfigurationsdatei erstellen,
`deren Eintrdge
`automatisch verschiedene
`Funktionen
`des
`Schnittstellengerdts 10 einstellen und steuern. Dies k6énnen
`beispielsweise Verstdarkungs-, Multiplex- oder Abtastraten-
`einstellungen ‘ein. Durch das Erstellen und Editieren einer
`Konfigurationsdatei, welche
`tiblicherweise
`eine Textdatei
`ist, die ohne groBe Vorkenntnis einfach verstd&ndlich ist,
`kann der Benutzer der Schnittstelleneinrichtung 10 fiir nahe-
`zu beliebiege Sende/Empfangseinrichtungen, die tiber die Lei-
`tung 16 mit der zweiten Verbindungseinrichtung koppelbar
`sind, die im wesentlichen gleichen Bedienhandlungen durch-
`fiihren, wodurch eine Fehlerquelle beseitigt wird, die daraus
`entsteht, da& ein Benutzer fiir verschiedene Anwendungen vie-
`le verschiedene Befehlcodes kennen mu8. Bei der Schnittstel-
`leneinrichtung 10 gem&&® der vorliegenden Erfindung ist es
`lediglich notwendig, da® der: Benutzer einmal die Konventio-
`nen der Konfigurationsdatei notiert, wonach er die Schnitt-
`stelleneinrichtung 10 als Schnittstelle
`zwischen
`einen.
`
`ZTE (USA) 1011, Page 12
`
`ZTE (USA) 1011, Page 12
`
`

`

`- 11 -
`
`Hostgerdt und eiém nahezu beliebigen Sende/Empfangsgerdat
`verwenden kann.
`°
`
`Durch die Mdglichkeit, beliebige Dateien in vereinbarten
`Formaten unter « Berticksichtigung der maximalen Speicherka-
`pazitét der Speichereinrichtung auf der Schnittstellenein-
`richtung 10
`in der Speichereinrichtung 14 abzuspeichern,
`sind beliebige Erweiterungen oder sogar ganzlich neue Funk-
`tionen der Schnittstelleneinrichtung 10 ohne Zeitverlust zu
`realisieren. Selbst vom Hostgerat ausftihrbare Dateien, wie
`z. B. Stapeldateien oder ausftihrbare Dateien (BAT-Dateien
`oder EXE-Dateien)
`oder
`auch Hilfedateien koénhen
`in der
`Schnittstelleneinrichtung implementiert werden und somit die
`Unabhdngikeit der Schnittstelleneinrichtung 10 von jeglicher
`zusa&tzlicher Software (abgesehen von den BIOS-Routinen) des
`Hostgerats erreichen. Dies vermeidet zum einen Lizenz- bzw.
`Anmeldungsprobleme.
`Zum anderen werden Installationen von
`bestimmten Routinen, die oft verwendet werden k6nnen, wie zZ.°
`B. eine FFT-Routine, um beispielsweise erfaBbte zZeitbereichs-~
`daten im Frequenzbereich betrachten zu k6énnen, hinfallig, da
`diese EXE-Dateien bereits auf der Schnittstelleneinrichtung
`10-installiert sind und in dem virtuellen Wurzel-Verzeichnis
`erscheinen, durch das das Hostgerdt auf alle beliebigen auf
`der Schnittstelleneinrichtung 10 gespeicherten Programme
`zugreifen kann.
`
`Bei einem bevorzugten Ausftihrungsbeispiel der vorliegenden
`Erfindung, bei
`dem die Schnittstelleneinrichtung 10
`dem
`Hostgerdt gegentiber ein Festplattenlaufwerk simuliert, wird
`dieselbe bereits beim Einschalten oder Hochfahren des Host~-
`systems automatisch erkannt: und: zum Betrieb bereitgestellt.
`Dies
`entspricht
`dem derzeit
`immer weiter verbreiteten
`"Plug-and-Play"-Standard. Der Benutzer mu8 sich nicht mehr
`um die Installation der Schnittstelleneinrichtung 10 auf dem
`Hostgerdt durch spezielle zu ladende Treiber klimmern,
`son-
`dern die Schnittstelleneinrichtung 10 wird beim Hochfahren
`des Hostsystems automatisch zum Betrieb bereitgestellt.
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`ZTE (USA) 1011, Page 13
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`Fiir Fachleute ist™@8 jedoch offensichtlich, da& die Schnitt-
`stelleneinrichtung 10 nicht notwendigerweise beim Einschal-
`ten des Rechners angemeldet wird,
`sondern daf&B auf dem Host-
`gerat auch eine spezielle BIOS-Routine wahrend des Laufs des
`Rechners gestartet werden kann,
`um die Schnittstellenein-
`richtung 10. als zusitzliche Festplatte anzubinden oder zu
`"“mounten". Dieses Ausfiihrungsbeispiel ist ftir gréBere Work-
`‘station-Systeme geeignet sein, welche im wesentlichen nie
`. ausgeschaltet werden, da sie beispielsweise in einem "Mul-
`ti-Tasking"-Environment z. B. Mail-Funktionen oder Prozef8-
`tiberwachungen, die stdndig im Betrieb sind, durchfiihren
`werden.
`
`Bei dem Schnittstellengeradt gema8 der vorliegenden Erfindung
`besteht ein enormer Vorteil der Trennung der tatsdachlichen
`Hardware, die’ zur: Verbindung der Schnittstelleneinrichtung ©
`10 mit der Sende/Empfangseinrichtung bendtigt wird, wie es
`aus dem nachfolgend beschriebenen Ausfiihrungsbeispiel offen-
`sichtlich ist, von der Kommunikations-Einheit, die durch den
`digitalen Signalprozessor 13, den Speicher 14 und die erste
`Verbindungseinrichtung 12 implementiert ist, darin, daB ver-
`schiedenste Gerdtetypen parallel auf
`identische Weise be-
`dient werden kénnen. An ein Hostgerdat kénnen demnach viele
`
`angeschlossen. werden, das-
`Schnittstelleneinrichtungen 10
`selbe wird dann verschiedenste sozusagen "virtuelle" Fest-
`platten sehen. Zum anderen ist auch eine eventuelle Anderung
`der speziellén Hardware, die durch die zweite Verbindungs-
`einrichtung 15 symbolisiert ist,
`im wesentlichen ohne Verdn-
`derung: der ‘Bedienung der Schnittstellengerdts gema& der vor-
`liegenden Erfindung realisierbar. Ferner kann ein erfahrener
`Anwender
`jederzeit beliebig tief in die vorhandene zweite
`Verbindungseinrichtung eingreifen,
`indem er die oben erwahn-
`te Option des Erstellens einer Konfigurationsdatei oder des
`Hinzuftigens oder Abspeicherns neuer Programmteile fiir die
`zweite Verbindungseinrichtung verwendet.
`
`Ein wesentlicher Vorteil der Schnittstelleneinrichtung 10
`der vorliegenden Erfindung besteht ferner darin, da® sie
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`ZTE (USA) 1011, Page 14
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`- 13-
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`zwar
`und
`extrem hohe Datemtibertragungsraten ermdéglicht,
`_bereits: dadurch,
`da& die Hostgerdt-eigenen BIOS~Routinen,
`die vom Hersteller des Hostger&ts bzw. BIOS-Systems. fiir
`jedes Hostgerd&t optimiert sind,
`zum Datenaustausch verwendet
`werden. AuBerdem werden die Daten aufgrund der Simulation
`eines virtuellen Massenspeichers
`so verwaltet
`und
`zur
`Verfiigung gestellt,
`da& sie direkt gewissermaBen ohne Pro-
`zessorintervention des Hostgerats auf andere Speichermedien,
`2. B. eine tatsichliche Festplatte des Hostgerdts,
`tibertra-
`gen werden kénnen. Die einzige Begrenzung fiir eine Lang-
`zeit-Datentibertragung mit hoher Geschwindigkeit
`ist daher
`allein durch die Geschwindigkeit und SpeichergréBe . des
`Massespeichers des Hostsystems gegeben. Dies ist der Fall,
`da der digitale Signalprozessor
`13 die tber die zweite
`Verbindungseinrichtung 15. von der Sende/Empfangseinrichtung
`eingelesenén Daten bereits in fir eine Festplatte des Host-
`gerdts geeignete BlockgréBen~formatiert, wodurch die Daten-—
`tibertragungsgeschwindigkeit.
`lediglich durch die mechanische
`Tradgheit des Festplattensystems des Hostgerdts begrenzt ist.
`An dieser Stelle sei angemerkt, da8 tiblicherweise ein Daten-
`fluB® vom einem Hostgerdt in Blécke formatiert werden mu, um
`auf. einer Festplatte geschrieben werden zu kénnen und an-
`schlieBend wiedergewonnen werden zu kénnen, wie es ftir Fach-
`leute bekannt ist.
`
`Durch Einrichtung eines direkten Speicherzugriffs (DMA; DMA
`= Direct Memory Access) oder RAM-Laufwerks
`im Hostsystem
`kann die genannte Datentibertragungsrate
`nochmals
`erhoht
`werden. Wie
`es
`ftir Fachleute’ bekannt
`ist, ‘bendtigt . die
`Einrichtung eines RAM-Laufwerks
`jedoch Prozessorresourcen
`des Hostgerdts, weshalb der Vorteil, bei dem die Daten auf
`ein Festplattenlaufwerk des Hostgerdts geschrieben werden,
`und im: wesentlichen. keine Prozessorresourcen benitigt wer-
`den, verlorengeht.
`
`Wie es bereits erwdhnt wurde, kann in dem Speicher 14 ein
`Datenpuffer
`implementiert
`sein,
`der die zeitliche Unab-
`hingigkeit der Sende/Empfangseinrichtung, die mit der zwei-
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`- 14 -
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`ten Verbindungsetmrichtung gekoppelt ist, von dem Hostgerat,
`das mit der ersten Verbindungseinrichtung gekoppelt
`ist,
`erméglicht. Auf diese Weise ist selbst- bei zeitkritischen
`Anwendungen der einwandfreie Betrieb der Schnittstellenein-
`richtung 10 sogar
`in Multi-Tasking-Hostsystemen gewdhrlei-
`stet.
`
`einer
`.ein detailliertes Blockschaltbild
`zeigt
`Fig. 2
`Schnittstelleneinrichtung 10 gemaB der vorliegenden Erfin-
`
`dung.
`
`1300 bildet gewisser-
`(DSP)
`Ein digitaler Signalprozessor
`maBen das Herzstiick der Schnittstelleneinrichtung 10. Der
`DSP kann ein beliebiger DSP sein, wobei es jedoch bevorzugt
`wird,
`da& er. einen Auf-Chip-Direkt-Zugriffsspeicher
`(RAM)
`von 20 KB aufweist.
`In dem Direktzugriffsspeicher,
`der
`bereits auf dem DSP
`integriert
`ist,
`k6onnen beispielsweise:
`bestimmte Befehlssitze gespeichert sein. Mit dem DSP 1300
`verbunden ist ein 80-MHz-Taktbauglied 1320,
`um den DSP Zu
`takten. Der DSP implementiert eine schnelle Fouriertransfor-
`mation (FFT)
`in Echtzeit sowie eine optionale Datenkompres-
`sion ftir von der Sende/Empfangseinrichtung zu dem Hostgerat
`zu tibertragenden Daten,
`um eine héhere Effizienz zu errei-
`chen, und um mit Hostgeraten, die kleinere Speichereinrich-
`tungen besitzen, zusammenarbeiten zu k6nnen.
`
`1 enth&lt bei
`Die erste Verbindungseinrichtung 12 von Fig.
`dem in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausfiihrungsbeispiel der
`Schnittstelleneinrichtung 10 folgende Bausteine: eine SCSI-
`Schnittstelle 1220 sowie einen 50-Pin-SCSI-Verbinder 1240
`zur Verbindung mit einer bei den meisten Hostgeraten oder
`Laptops vorhandenen SCSI-Schnittstelle. Die ScSI-Schnitt-
`stelle (SCSI = Small Computer System Interface = Kleincompu-
`tersystemschnittstelle) 1220 wandelt die tiber den SCSI-Ver-
`binder 1240 empfangenen Daten in fiir den DSP 1300 verstand-
`liche Daten um, wie es fiir Fachleute bekannt ist. Die erste
`Verbindungseinrichtung 12 umfa8t ferner einen EPP mit einer
`Datenrate von ungefahr 1 MB/s
`(EPP = Enhanced Parallel Port)
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`ZTE (USA) 1011, Page 16
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`fiir eine im VergTéich zur Datenrate von 10 MB/s der SCSI-
`Schnittstelle moderateren Datentibertragungsrate von 1 MB/s.
`Der EPP 1260 -ist mit einem 25-Pin-sub-D~Verbinder 1280 ver-
`bunden, um beispielsweise an. eine Druckerschnittstelle eines
`Hostgerdts angeschlossen zu werden. Optional umfaBt die er-
`ste Verbindungseinrichtung. 12 ferner einen 25--Pin-Verbinder
`1282, der den Anschluss von 8 Digitalausgangen und 8 Digital-
`eingdngen 1284 an einem Hostgera&t erméglicht.
`
`zweite Verbindungseinrichtung umfast vorzugsweise 8
`Die
`BNC-Eingange mit Kalibrationsrelais 1505, einen Block 1510
`mit 8 Gerdteverstarkern mit einem tlherspannungsschutz von £
`75 V, wobei dieser Block wiederum mit 8 Abtast/Halte-Glie-
`dern 1515 verbunden ist
`(Abtasten/Halten = Sample/Hold =
`S&H). Die Kalibrationsrelais sind Relais, die ein gesteu-
`ertes Umschalten zwischen einer MeSspannung und einer Kali-
`prationsreferenzspannung erlauben.
`Jede Abtast/Halten-Ein-.
`richtung ist mit einem entsprechenden Eingang eines. 8-Ka-
`nal-Multiplexers
`1520 verbunden, welcher
`seine Ausgangs~
`signale tiber einen programmierbaren verstirker 1525 in einen
`Analiog/Digital-Wandler
`(ADW) mit 12 Bit und 1,25 MHz 1530
`dem DSP 1300 zuftihrt. Der
`ADW 1530 wird mittels eines
`20-Bit-Zeitgebers 1535 gesteuert, wie es ftir Fachleute be-
`kannt
`ist. Der programmierbare. verstirker
`1525 sowie der
`8-Kanal-Multiplexer
`1520 werden tiber ein Verstarkungs~Ka-
`nal-Auswahlbatiglied 1540 gesteuert, das wiederum von dem DSP
`1300 gesteuertwird.
`
`einem
`Die gesamte Schnittstelleneinrichtung 10 wird von
`externen AC/DC-Wandler
`1800 versorgt, der
`eine digitale
`Leistungsversorgung von +5 V liefert und mit einem DC/DC-
`Wandler
`1810 verbunden ist, der analoge Leistungsversor-
`gungsspannungen von + 5 V und + 15 V liefern kann, wie sie
`fiir’ die Schnittstelleneinrichtung 10 benétigt werden. Der
`pCc/Dc-Wandler steuert ferner eine Prizisions-Spannungs-Refe-
`renz