DE3121466A1 - "tragbares geraet zum berechnen oder zur verarbeitung von informationen" - Google Patents

"tragbares geraet zum berechnen oder zur verarbeitung von informationen"

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DE3121466A1
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    • G07F7/1008—Active credit-cards provided with means to personalise their use, e.g. with PIN-introduction/comparison system

Description

■ ο 1 ο 1 Λ β R
Dlpl.-Ing. Dlpl.-Chem. Dlpl.-Inö-
E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser
Ernsbergerstrasse 19
8 München 60
29. Mai 1981
Compagnie Internationale pour 1'Informatique CII HONEYWELL BULL
94, Avenue Gambetta
75020 PARIS / Frankreich
Unser Zeichen: C 3305
Tragbares Gerät zum Berechnen oder zur Verarbeitung von
Informationen
Die Erfindung betrifft ein tragbares Gerät zum Berechnen oder zur Verarbeitung von Informationen.
Es sind tragbare, mit unabhängiger Stromversorgung bzw. autonome, im allgemeinen elektronische Geräte bekannt, mit denen Berechnungen durchgeführt oder Funktionen ausgeführt werden können, in Kombination mit einer Tastatur und einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Daten und der Ergebnisse.
Derartige Geräte haben üblicherweise die Form von Taschenrechnern und können in zwei Hauptgruppen unterteilt werden:
- einfache Geräte zur Ausführung von festen Programmen, die vom Hersteller bei der Fertigung eingegeben werden; gängige Geräte sind z.B. solche, welche die vier herkömmlichen
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Rechenoperationen erfüllen, nämlich Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division. Ferner können die Grundfunktionen durch besondere Funktionen ergänzt sein, welche das Gerät für bestimmte Anwendungen erweitern. Dies gilt insbesondere für mathematische oder statistische Funktionen.
- Programmierbare, umfangreichere Geräte, bei denen die gewünschten Funktionen vom Benutzer selbst einprogrammiert und vorübergehend in einem flüchtigen Speicher des Geräts oder auf einem Aufzeichnungsträger mit Magnetspur gespeichert werden können.
Solche Geräte können auch bisweilen passive entfernbare Einrichtungen umfassen, deren Aufgabe es ist, spezialisierte, vom Hersteller festgelegte Programme zu speichern, die vom Benutzer nicht weiterentwickelt oder verändert werden können (z.B. der Rechner vom Typ TI59 von Texas Instruments).
Solche Geräte können auch einen Ausgang für einen Drucker aufweisen, der Daten oder Programme auflistet.
Aus Gründen der Zuverlässigkeit und der Herstellungskosten werden solche Geräte derzeit mittels Mikroprozessoren verwirklicht, d.h. sie weisen eine : vereinfachte Rechnerstruktur mit einer Zentraleinheit, Speicher und Ein/Ausgangskanälen auf.
Die wesentlichen Mängel derartiger Geräte sind vielfältig:
- entweder das Gerät besitzt keinerlei Einrichtung zum Dialog mit der Außenwelt, was bei einfachen Geräten der Fall ist, und dann ist es weder möglich, Zugriff zu persönlichen Datensammlungen oder entfernbaren Trägern zu erhalten, noch spezifische Funktionen nach Belieben des Benutzers und im Hinblick auf die verschiedenen Anwendungen zu verwirklichen;
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- oder aber das programmierbare Gerät ermöglicht zwar die Speicherung von Programmen oder von Daten auf Magnetspuren, deren Kapazität jedoch relativ begrenzt ist; in diesem Falle ist der mit Magnetspur arbeitende Informationsträger völlig passiv und kann selbst keine Funktionen ausfüllen, welche das Gerät entlasten.
Ferner kann ein mit Magnetspuren arbeitender Träger leicht verändert oder zerstört werden; er bietet keinerlei Sicherheit oder Schutz vor unbefugtem Zugriff und erfordert die Verwendung einer relativ kostspieligen Antriebsvorrichtung.
- Oder aber das programmierbare Gerät weist einen entfernbaren Träger auf, in dem feste Programme gespeichert sind, die aus offensichtlichen Gründen der Kosten und industriellen Herstellung nicht an die persönlichen Bedürfnisse angepaßt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist insbesondere die Beseitigung der oben aufgezeigten Mangel, indem das Gerät so ausgelegt werden soll, daß es mit einem entfernbaren Träger, der sowohl Daten und Programme speichern als auch Informationen verarbeiten kann, verbunden werden und in bidirektionalen Dialog treten kann.
Derartige Träger und zugeordnete Komponenten sind Gegenstand der französischen Patentanmeldungen 77 26107 und 78 12119 der Anmelderin; sie können die Form einer kleinen Karte aus Plastikmaterial aufweisen, die einen selbstprogrammierbaren Mikroprozessor und Einrichtungen zur Verbindung mit dem Gerät in Form von einfachen elektrischen Kontakten umfaßt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst.
Bei einer ersten Anwendung der Erfindung kann das Gerät insbesondere von den einzelnen Benutzern dazu verwendet werden,
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persönliche Datenkarteien abzufragen, die von den Prozessoren des Gerätes oder irgendeiner anderen Einrichtung geschaffen wurden, z.B. Telefonnummernspeicher, ärztliche Karteien, Adressenkarteien, Kalender, Terminkalender usw.
Gemäß einer zweiten Anwendung kann das erfindungsgemäße Gerät dazu verwendet werden, um in den Träger persönliche und vertrauliche Daten einzugeben, wobei der Zugriff zu den Informationen des auf dem entfernbaren Träger gebildeten Speichers geschützt ist.
Bei einer dritten Anwendung ermöglicht das erfindungsgemäße Gerät die visuelle Darstellung eines persönlichen Kontostandes, dessen Informationen zuvor von einer Bank- oder Verkaufsorganisation in den entfernbaren Träger eingegeben wurden.
Bei einer vierten Anwendung ermöglicht das erfindungsgemäße Gerät die Ermächtigung einer Person zur Ausführung einer bestimmten Anzahl von Operationen, entweder über einen entfernbaren Ermächtigungsträger oder über die direkte Eingabe von Ermächtigungsdaten, wie in den französischen Patentanmeldungen 79 27705 und 80 04701 der Anmelderin beschrieben.
Bei einer fünften Anwendung ermöglicht das erfindungsgemäße Gerät die Speicherung von persönlichen Programmen nach Belieben des Benutzers oder des Herstellers auf entfernbaren Informationsträgern, so daß das Gerät ohne weitere Einschränkungen spezialisiert werden kann, wenn vom Umfang der zu speichernden Programme abgesehen wird.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht des Gerätes;
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Fig. 2 eine Schnittansicht des Geräts, in das ein entfernbarer Träger eingeführt ist;
Fig. 3 ein Ubersichtsschaltbild des Geräts;
Fig. 4 ein Schaltbild der für den Dialog zwischen dem Gerät und dem entfernbaren Träger erforderlichen Einrichtung;
Fig. 5 ein Zeitdiagramm, das der übertragung eines Nachrichtenoktetts zwischen dem Gerät und dem entfernbaren Träger entspricht;
Fig. 6 ein Schaltbild der für die bidirektionale Übertragung von Nachrichten zwischen dem Gerät und dem entfernbaren Träger erforderlichen Schaltungsanordnung;
Fig. 7 ein Schaltbil der Steuerschaltungen in Fig. 4;
Fig. 8 eine Darstellung der Arbeitsregister des Mikroprozessors 8080, der von der Firma INTEL in der Handel gebracht wird und bei der Verwirklichung der erfindungsgemäßen Sende- und Empfangseinrichtungen verwendet werden kann;
Fig. 9 ein Flußdiagramm, das den Funktionsablauf des Mikroprogramms zum Aussenden von Informationen auf der Übertragungsleitung entspricht;
Fig. 10 ein Flußdiagramm, das dem Mikroprogramm entspricht, durch welches der Zustand der übertragungsleitung zwischen zwei Aussendungen geprüft werden kann;
Fig. 11 und 12 Flußdiagramme, die den Mikroprogrammen zum Auslesen der von dem Sender übertragenen und von dem Empfänger empfangenen Informationen entsprechen; und
Fig. 13 eine Darstellung der Versorgungsschaltungen P12 und P13.
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Fig. 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform des erfindungsgemäßen Geräts. Das gesamte Gerät ist in einem Gehäuse M1 aus Metall/ Plastik od.dgl. untergebracht, wie es üblicherweise für Taschenrechner verwendet wird. Dieses Gehäuse ist mit einem Schlitz M2 versehen, der die Einführung des entfernbaren Trägers M3 in das Gerät ermöglicht.
Die Informationen und Daten werden über eine Tastatur M4 eingegeben, die eine unterschiedliche Anzahl von Tasten aufweisen kann. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die Funktionstasten T und E zu erkennen.
.Bei einer Anwendung für das Finanzwesen ermöglicht z.B. die Taste T die direkte Anzeige des Saldos, während die Taste E nacheinander die Anzeige der verschiedenen Beträge der Vorgänge durch wiederholtes Niederdrücken zur Anzeige bringt.
Das Gerät ist mit einer Anzeigeeinrichtung M5 versehen, die digital oder alphanumerisch arbeiten kann und deren Technologie wohlbekannt ist.
Durch den Schlitz M2 kann der entfernbare Träger in das Gerät eingeführt werden (Fig. 2) und seine Führung, bis sein elektrischer Anschluß über einen Kontaktblock M6 hergestellt ist, der auf der gedruckten Basis-Leiterbahnplatte M7 des Geräts aufgesetzt und mit dieser verbunden ist.
Diese gedruckte Leiterbahnplatte M7 trägt sämtliche elektronischen Bauteile des Geräts, insbesondere den Mikroprozessor M8.
Fig. 3 zeigt ein Übersichtsschaltbild des Gerätes. Es umfaßt ein Verarbeitungselement P1, das durch einen Taktgeber P2 getaktet wird, der ebenfalls den entfernbaren Träger speist, und zwar über die Verbindung P3.
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Das Verarbeitungselement gewährleistet gleichzeitig die Steuerung des Anzeigeelements P4 und der Tastatur P5 über drei Ein/Ausgangs-Schaltungen A5, A7 bzw. A8.
Die Ein/Ausgangs-Schaltung A6 wählt an den Anzeigestellen in einem gegebenen Zeichen das Segment an.
Die Ein/Ausgabe-Schaltung A7, die synchron arbeitet, gewährleistet die Abtastung der Zeichen und das Abfragen der Tastatur.
Die Ein/Ausgabe-Schaltung A8 gewährleistet das Ablesen der Tastatur,
Ferner ermöglicht eine bidirektionale Ein/Ausgabe-Schaltung A9 den asynchronen Dialog mit dem entfernbaren Träger.
Der Träger wird über die Schaltung A10 und die Steuerschaltung A12 untefl- Spannung gesetzt.
Wenn das Gerät in den Speicher des entfernbaren Trägers einschreiben soll, so gibt es eine Schreibspannung Vp ab, wodurch die Eingabeschaltung A11 und die Steuerschaltung A13 freigegeben werden.
Ferner kann über eine direkte Steuerung A14 eine korrekte Nullrückstellung des Trägers vor dem Dialog erreicht werden.
Ü'ber die Schaltung A15 erfolgen die Verbindungen zwischen dem Verarbeitungselement P1 und den Periphereinrxchtungen außerhalb des Gerätes.
Die Verarbeitungselemente des entfernbaren Trägers und des Geräts sind aus Mikroprozessoren gebildet, die zum einen den Dialog zwischen dem entfernbaren Träger und dem Gerät und zum anderen voneinander unabhängige Verarbeitungen in dem entfern-
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baren Träger und dem Gerät ermöglichen. Zum Beispiel kann durch Eingabe eines Codewortes in die Tastatur der entfernbare Träger Zugriff zu den Daten oder Programmen freigeben, die von dem Gerät abgefragt werden. Die Verarbeitungseinrichtung des Geräts kann die in dem entfernbaren Träger enthaltenen Programme ausführen, so daß in dem Gerät Funktionen ausgeführt werden, die von Informationen aus dem entfernbaren Träger abhängen. Ergebnisse von Programmen, die in dem entfernbaren Träger gespeichert und von diesem ausgeführt wurden, können von dem Gerät verarbeitet werden, um Funktionen auszuführen, die von dem verwendeten Träger abhängen. Schließlich ist es möglich, das Gerät zum Arbeiten mit bestimmten Trägern zu ermächtigen. Das Gerät kann nämlich im Speicher des Trägers einen Identifizierungscode auslesen und eine Funktion R des Identifizierungscodes und eines Geheimcodes S berechnen. Dieselbe Berechnung kann im Inneren des Trägers erfolgen. Am Ende der Verarbeitungsvorgänge kann das Gerät einen Vergleich zwischen den Funktionen R vornehmen, die sowohl in dem Träger als auch in dem Gerät berechnet wurden. Wenn die Ergebnisse gleich sind, kann das Gerät daraus schließen, daß es zum Arbeiten mit diesem Träger befugt ist. Folglich können dann alle Informationen aus dem entfernbaren Träger oder solche, die zu diesem hin übertragen werden, von dem Mikroprozessor des Geräts verarbeitet werden,
Wenn der entfernbare Träger dem Gerät spezielle Funktionen überträgt, ist es möglich, das Gerät mit einer Maske zu versehen, die eine Beschriftung trägt und eine Interpretation der angezeigten Daten ermöglicht, und die es ferner ermöglicht, den Tasten der Tastatur besondere Bedeutungen zuzuordnen.
Der Dialog zwischen dem entfernbaren Träger und dem Gerät wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 12 beschrieben.
Fig. 4 zeigt die Anordnung zum Aussenden und Empfangen, die sowohl in dem entfernbaren Träger als auch in dem Gerät Anwendung findet. Sie enthält wenigstens einen Mikroprozessor 1, der
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einer Anordnung zur Steuerung der Ein/Ausgänge für die in der Station ankommenden oder aus dieser auslaufenden Informationen zugeordnet ist; diese Anordnung ist gebildet aus einer Speichereinrichtung 2, einer Verriegelungs- bzw. Fangeinrichtung 3, einem Zeitzähler 4, einem Zustandsregister C/S 5, einem Steuerelement 6, einem Speicher PROM7bis und einer Schaltung 7 zur Übertragung und zum Empfangen der an eine Datenleitung 1, angelegten Daten. Der Mikroprozessor 1 kann vom Typ 8080 oder 8085 sein, der von der Firma INTEL in den Handel gebracht wird. Dieser Mikroprozessor kann an andere als die in Fig. 2 gezeigten E leimen te über Adreßleitungen Ag-,- und Datenleitungen ADq__ angeschlossen sein. Die acht Datenleitungen ADQ_7 sind mit dem Eingang eines Fangregisters 3 verbunden, um den Arbeitsspeicher RAM2 zu adressieren. Dieser Speicher RAM2 kann eine Kapazität von 2 Kbits aufweisen, die zu 256 χ 8 Bits organisiert sind. Er enthält ein Register R7 zum Speichern des über die Eingangsschaltung PA7 überführten Oktetts und ein Register R8 zum Speichern des dem übertragenen Oktetts entsprechenden Paritätsbits. Das Register 3 wählt ferner über den Zustand seiner Ausgänge das Steuerelement 6 an.
Das Steuerelement 6 wählt die Datenübertragungs- und -'empfangsschaltung 7 an, wenn die im Register 3 gespeicherte Binärkonfiguration XXXXX001 ist; es wählt das Zustandsregister 5 an, wenn die Binärkonfiguration in dem Register 3 XXXXXOOO ist; schließlich wählt es den Zeitzähler 4 an, wenn die Binärkonfiguration in dem Register 3 XXXXX100 ist. Der Zeitzähler 4 ist mit seinen Eingängen parallel an die Datenleitungen AD0- angeschlossen, so daß er jederzeit durch den Mikroprozessor auf einen Anfangszeitwert geladen werden kann. Das Zustandsregister C/S 5 ist ebenfalls mit den Leitungen AD0-7 verbunden, damit es einen von dem Mikroprozessor ausgesandten Befehl speichern kann. Es handelt sich um ein Register mit acht Kippschaltungen, deren Zustände die Auswahl entweder der Ein/Ausgangs-Schaltung PA7 oder des Zeitzählers CT4 ermöglichen. Die Leitung ALE verbindet
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den Mikroprozessor mit dem Register 3 und überträgt das Verriegelungssignal des Registers 3, um die Adressierung des Speichers RAM2 und des Steuerelements 6 freizugeben oder nicht freizugeben.
Die Leitung IO/M wählt■entweder den Speicher RAM2 oder die Ein/Ausgabe-Schaltung 7 an. Die Leitungen RD und WR steuern die Lese/Schreib-Operationen und sind mit den geeigneten Steuerschaltungen des Speichers RAM2 und der Schaltung 7 verbunden.
Der Mikroprozessor wird durch einen Taktgeber Q synchronisiert, der einen Quarz enthalten kann; er liefert Taktsignale auf Leitung CLK zum Eingang IN des Zeitzählers CT4. Die Leitung RESETout ist mit dem Eingang der Schaltung 7 verbunden und ermöglicht die Initiierung des Systems auf Ein- oder Ausgabebetrieb.
Der Ausgang des Zeitzählers CT4 ist mit dem Eingang INT des Mikroprozessors 1 verbunden, um ein Interrupt-Signal zum Unterbrechen der gerade ablaufenden Verarbeitung abzugeben, wenn der Wert der anfangs -in den Zeitzähler CT4 eingegebenen Zählrate erschöpft ist. Der Mikroprozessor 1 ist ferner über seine Daten- und Adressleitungen mit dem Festwertspeicher 7bis verbunden, in dem die Mikroprogramme gespeichert sind, die zur übertragung und zum Empfang von Daten durch den entfernbaren Träger oder das Gerät erforderlich sind.
Die Gesamtheit der vorstehend beschriebenen und'in Fig. 4 gezeigten Vorrichtungen bildet das Verarbeitungselement der Maschine oder des entfernbaren Trägers.
Fig. 5 zeigt die zeitliche Entwicklung einer auf der Leitung 1., übertragenen Nachricht. Die Übertragung einer Nachricht mit acht Oktetts erfolgt in zehn Zeitabschnitten. Der erste Zeitabschnitt wird zur übertragung des Nachrichtenanfangssignals
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bzw. des Signals START verwendet, die Zeitabschnitte 2 bis 9 werden zur übertragung der eigentlichen Nachricht verwendet, und der zehnte Zeitabschnitt dient zur überführung des Paritätsbits der Nachricht.
Der.Empfänger empfängt die in diesen zehn Zeitabschnitten übertragenen Signale und führt während des elften Zeitabschnitts eine Paritätsprüfung durch. Der Empfänger signalisiert dem Sender, daß er zur Entgegennahme einer Nachricht bereit ist, indem er den Leiter I3 auf das Potential VO (Signal PR) legt. Dieses Signal geht der Aussendung des Startsignals START um wenigstens einen Zeitabschnitt voraus. Nach Empfang und Überprüfung legt der Empfänger den Leiter I3 auf ein Potential V.J, und zwar während der Dauer eines Zeitabschnittes, wenn die Paritätsüberprüfung der Nachricht ergibt, daß ein Fehler vor™ liegt, bzw. kehrt wieder zu dem Anfangspotential VO zurück, wenn die übertragung fehlerfrei erfolgte.
Die drei ein Oktett bildenden Informationsbits werden seriell auf dem Leiter 1_ übertragen und werden nacheinander in das Register R7 des Speichers RAM2 eingeordnet.
Diese überführung erfolgt durch aufeinanderfolgendes Auslesen der Ein/Ausgangsschaltung PA7, aufeinanderfolgendes Überführen in das Akkumulatorregister des empfangenden Mikroprozessors und Überführung in das Register R7 des Speichers RAM2 nach erfolgter Ausrichtung in dem Akkumulatorregister. Bei jedem neuen überführten Bit wird unter Berücksichtigung der Parität der bereits empfangenen Bits ein Paritätsbit berechnet, und das Ergebnis der Berechnung wird in das Register R8 des Speichers RAM2 eingegeben. Das Nachrichtenende-Bit, das auch als Paritätsbit für die übertragene Nachricht dient, wird mit dem berechneten Paritätsbit verglichen und in dem Register R8 gespeichert; wenn Gleichheit zwischen den beiden Bits besteht, so wird die übertragung als fehlerfrei erkannt, anderenfalls
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wird die Anomalie dem Sender durch Aussenden des Signals ER vom Empfänger zum Sender signalisiert.
Fig. 6 ist eine Übersicht der Ein/Ausgangsschaltung PA7 in Fig. 2. Diese Schaltung ist zusammengesetzt aus Tristate (drei Ausgangszustände)-Verstärkern 8 und 9, die mit Steuerschaltungen 10 bzw. 11 versehen sind. Der Ausgang des Verstärkers ist mit dem Eingang des Verstärkers 9 verbunden; diese beiden Verstärker sind mit dem Leiter I3 verbunden, dergestalt, daß der Verstärker 8 zur Überführung der Daten (I/O) auf dem Leiter I3 und der Verstärker 9 zum Empfangen der Daten (I/O) über den Leiter I3 verwendet werden kann.
Wenn die Schaltung 11 durch die über die Steueranordnung 6 über die Leitung IO/M empfangene Kombination XXXXX001 ausgewählt ist, so steuert sie den Verstärker 8 an, wenn es sich um einen Schreibbefehl WB handelt, der vom Mikroprozessor 1 übertragen wurde. Ferner steuert die Schaltung 10 den Verstärker 9 an, wenn sie über die Leitung IO/M durch die Kombination XXXXX001 ausgewählt ist und es sich in diesem Falle um einen Lesebefehl RD handelt, der vom Mikroprozessor 1 übertragen wurde. Die Verstärker 8 und 9 können durch das Signal RESET initiiert werden.
Die Steueranordnung 6 ist in Fig. 7 gezeigt. Es handelt sich um eine einfache Schaltung zum Dekodieren der in dem Register enthaltenen Informationen. Die Schaltungen 12, 15 und 16 dekodieren das Adreßsignal XXXX001 zum Anwählen der Schaltung PA7. Die Schaltungen 13, 17, 18 und 19 dekodieren das Adreßsignal XXXXXOOO zum Anwählen des Zustandsregisters C/S5. Die Schaltungen 14, 20 und 21 dekodieren das Adreßsignal XXXXX100 zum Anwählen des Zeitzählers CT4.
Fig. 8 zeigt die in dem Mikroprozessor vom Typ 8080 oder 8085 enthaltenen Arbeitsregister. Das Register A entspricht dem Akkumulator.
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Die Register B, C, D, E sind Arbeitsregister, die speziell für die Entgegennahme von Daten eingerichtet sind. Die Register H und L sind Adreßregister. Das Register SP enthält die Adresse eines Stapelregisters und wird während der Verarbeitungsunterbrechungen benötigt, um auf die Adresse eines Stapels in dem Speicher zu zeigen, und den Inhalt bestimmter Register des Mikroprozessors zu bewahren oder die unterbrochenen Verarbeitungen wieder aufzunehmen. Das Register PC ist der Programmzähler, der bei der Ausführung eines Programms den übergang zu dem nächsten Befehl ermöglicht. Das Register I ist ein Indexregister, das die Adressierung von Daten durch Indexierung ermöglicht.
Einzelheiten über die Funktion der Register finden sich in dem Werk "Les microprocesseurs" von Pierre Ie Beux und Rodnay Zaak, Hrsg. Soc. d'Edition Sybex, 313, rue Lecourbe, 75015 Paris, C 1977.
Das in Fig. 9 gezeigte Flußdiagramm stellt die verschiedenen Schritte dar, die für den Ablauf des von dem Mikroprozessor der sendenden Station ausgeführten Mikroprogramms erforderlich sind. Im Schritt 101 legt der sendende Mikroprozessor die Verbindungsleitung I3 auf den Digitalzustand O und verändert den Zustand des Zeitzählers auf den Zeitwert, der für die Aussendung des Startsignals START und des wie in Fig. 5 gezeigt darauffolgenden Oktetts erforderlich ist. Die Beendigung der Aussendung des Startsignals verursacht eine Unterbrechung des Mikroprozessors 1. Das in dem Register R7 des Speichers RAM2 enthaltene zu überführende Oktett wird dann in das Akkumulatorregister A des Mikroprozessors 1 eingeladen, um den Wert des ersten Bits zu prüfen (Schritt 102). Die Schaltung PA7 überführt den entsprechenden Wert des ersten im Register R7 ausgelesenen Bits während der Schritt 103 und 104 auf den Leiter I3. Im Schritt 105 wird das der zu übertragenden Nachricht entsprechende Paritätsbit berechnet und in eine
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Bitposition des Registers R8 des Speichers RAM2 überführt. Im Schritt 108 wird der Inhalt des Registers R7 um eine Binärposition nach links verschoben.
Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem von dem Zeitzähler abgegebenen Unterbrechungssignal und endet, wenn alle Bits des Oktetts nacheinander überführt sind. Der Schritt 107 besteht darin, daß überprüft wird, ob alle Bits überführt wurden. Im Schritt 109 wird das in dem Register R8 gespeicherte Paritätsbit überführt. Der Empfänger kann dann die Parität der Bits des empfangenen Oktetts berechnen und mit dem ebenfalls empfangenen Paritätsbit vergleichen. Wenn diese übereinstimmen, so wird der Übertragungszyklus beendet (Schritt 112). Wenn keine Übereinstimmung vorhanden ist, signalisiert der Empfänger dem Sender, daß ein Fehler vorliegt (Signal ER in Fig. 3), und ein neuer Überführungszyklus beginnt ausgehend mit dem Schritt 101.
Das in Fig. 10 gezeigte Flußdiagramm zeigt die von dem Empfänger durchgeführten Operationen, wenn er auf eine Nachricht aus dem Sender wartet. Diese Operationen bzw. Tests erfolgen durch wiederholtes Ablesen des Zustands der übertragungsleitung 1,. Im Schritt 114 wird die Ein/Ausgabeschaltung PA7 wiederholt so lange ausgelesen, bis der Zustand der Leitung 1, O ist. Wenn der Zustand der Leitung 1 wird (Schritt 115), wird der Zähler CT4 mit einem vorbestimmten Zeitwert geladen (Schritt 116), um eine Unterbrechung der von dem Mikroprozessor ausgeführten Verarbeitung zu verursachen und das Auslesen der Schaltung PA7 zu veranlassen, wenn dieser Zeitwert erschöpft ist. Diese Überprüfung erfolgt im Schritt 122. Wenn in diesem Schritt der Zustand der Ein/Ausgabeschaltung 1 ist, versetzt sich der Empfänger in den Bereitschaftszustand zum Abwarten des Signals START; solange jedoch der Zustand der Ein/Ausgabeschaltung 0 ist, muß daraus geschlossen werden, daß die im Schritt 115 erfolgte Überprüfung an einem Störsignal erfolgte, woraufhin der Empfänger dann zum Schritt 114 zurückkehrt.
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Fig, 11 i:cigt die Sequent beim Kmpfanyrn deu S i«jn;»J ts 55ΤΛΚΤ. Im Schritt 125 liest der Empfänger den Zustand der Ein/Ausgabeschaltung PA7 aus. Der Zeitzähler CT4 wird mit einem vorbestimmten Zeitwert N2 geladen, sobald der Zustand des Leiters den WertNull annimmt. Dieser Zeitwert wird im Schritt 129 im Rhythmus des internen Taktes des Mikroprozessors heruntergezählt, bis der Wert Null erreicht ist (Schritt 130). Wenn der Zähler CT auf Null geht, verursacht er eine Unterbrechung des Mikroprozessors, der dann die Ein/Ausgabeschaltung PA7 ausliest; wenn zu diesem Zeitpunkt der Sequenz der Leiter 1~ weiterhin den Wert Null aufweist, so bestätigt dies, daß ein Signal START tatsächlich vorhanden ist, und nicht etwa ein Störsignal, so daß das Auslesen des Oktetts (im Schritt 134) dann ablaufen kann.
Fig. 12 zeigt die Sequenz zum Auslesen eines Oktetts. Der Zeitzähler CT4 wird auf einen Zeitwert geladen, welcher der Zeitspanne entspricht, die zum Auslesen der acht übertragenen Bits benötigt wird. Wenn die Dauer eines Bits 1 ms beträgt, beträgt der in den Zähler CT4 eingegebene Zeitwert 8 ms. Jede überführung eines Bits verursacht eine Unterbrechung des empfangenden Mikroprozessors (Schritt 136) zur Freigabe der Speicherung des an der Ein/Ausgabeschaltung PA7 ausgelesenen Bits im Register R7, zur Berechnung der Parität der bereits empfangenen Bits und Vergleich mit derjenigen des zuletzt empfangenen Bits und zum Einladen des berechneten Paritätsergebnisses in das Register R8 (Schritt 137). Wenn ein Oktett in das Register R7 überführt ist, nimmt der Zähler CT4 den Zustand Null an, zur gleichen Zeit wie das vom Sender übertragene Paritätsbit empfangen wird. Es erfolgt dann ein Vergleich zwischen dem vom Sender überführten Bit und dem zuvor berechneten und im Register R8 des Empfängers gespeicherten Bit (Schritt 140). Wenn die zwei Paritätsbits übereinstimmen, erfolgte die übertragung fehlerfrei und wird als beendet angesehen; wenn jedoch ein Unterschied zwischen den Zuständen der beiden Paritätsbits festgestellt wird,
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liegt ein Ubertragungsfehler vor, und dieser Fehler wird dem Sender signalisiert, indem die Leitung 1-, im Schritt 142 auf den Zustand Null gelegt wird; die Sequenz zur überprüfung des Zustands der Schaltung PA7 wird dann wieder aufgenommen (Schritt 113) .
Die vorstehend beschriebenen Sequenzen können mittels der folgenden Befehlslisten verwirklicht werden, die im Speicher PROM7bis (Fig. 4) gespeichert sind, wobei die Befehle des Mikroprozessors INTEL 8080 verwendet werden.
SENDEN Befehle
Erläuterung
100 OUT PA
101 LHLD
102 MOVA, M
103 MOV CT,A
104 LHDH
105 MOV B,M
INT
106 LDA
107 SBB B
108 JZ NEXT (114)
109 LDA
1OA OUT Porte A
1OB MOV C,A
1OC ANA
1OD XRA, M
1OE LHDH
1OF MOV M,A
110 MOV A,C
111 RLC
112 MOV M,A
Ein/Ausg. A.
-0
(Initiierung des Zählers CT4) CT< A
B< O
(Unterbrechung Zeitzähler) A^ 8
-R7
C < A
Maske 1 000 Paritätsberechnung A
-R8 M A,
Parität in R8
A< R7
Verschiebung R7
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312U66
11 3 RET Porte A A
11 4 LDA
11 5 OUT Porte (100)
11 6 NOP
11 7 IN NEXT
11 8 CPI
11 9 INC
120 RET
-R8
Wenn 1, = Fehler
Ende
Ein/Ausgangs-Prüfung 11A IN Porte A 11B CMP M
AQ< Zustand von PA7
A0 mit 1 vergleichen S=1 in PSW setzen, wenn
11C RM NEXT = (11A) 11D LHLD
11F MOV CT, A 120 RET
wenn S = 1, zurück zu 11A H,L mit Inhalt des Speichers an den Adressen qq und PP laden
A< N
CT< N
START IN Porte A
121 CMP M
122 RM NEXT (121)
123 LHLD
124 MOV A,M
125 MOV CT,A
126 RET
127
S^ 1 in PSW ausführen,
wenn ψ
zurück zu 121, wenn S =
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INT. START
128 PUSH PSW
129 IN Porte A 12A . CMP M
12B RM NEXT (128) LHLD
12C CNZ Lecture Octet MOV A,M
OKTETT LESEN MOV CT,A
12D LX1 B
12E RET
12F INT
130 LHLD
131 MOV A,M
RLC
132 MOV D,A
133 IN Porte A
134 MOV E,A
135 LHLD
136 XRA
137 MOV M,A
138 MOV AB
139 ORA D
13A LHLD
13B MOV M,A
13C INX B
13D LDA
13E SBB B
13F JP
140 RET
141 MOV A,E
142
143
144
A und PSW aufbewahren
Z des PSW auf O setzen, wenn Ein/Ausgabe -Schaltung = wenn Z = 1, zurück zu
B< O
Adressierung von R8 Parität in A Parität in R8
Adressierung von R7 R7< A
-1 des PSW auf =
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..-.:"- -:. 312H66 13-
145 LHLD Adressierung von R8
146 CMP M
147 JZ NEXT (149) In PSW Z auf 1 setzen, wenn
Gleichheit vorhanden
148 Fin
149 OUT Porte A
150 CALL test porte
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel basiert die Struktur der ausgesandten oder empfangenen Informationen auf dem Oktett; natürlich kann diese Struktur beliebig sein und insbesondere auf eine höhere Anzahl von Bits ausgedehnt werden.
Das Oktett enthält Befehle oder Anweisungen, Daten oder Adressen. Diese beiden Arten von Informationen werden zeitlich auf die Leitung gemultiplext. Wenn ein Fehler bei der übertratung auftritt, nimmt der Sender die Übertragung der Information, bei welcher ein übertragungsfehler aufgetreten ist, erneut vor. Grundsätzlich erfolgt nur ein erneuter Versuch vor der Rücksetzung auf Null und einer eventuellen Wiederaufnahme des Dialogs.
Der Dialog wird von einer Folge von Operations- oder Befehlscodes beherrscht, die von dem Empfänger empfangen und interpretiert werden, um die Sicherheit des Dialogs und die Synchronität der beiden Einheiten zu gewährleisten. Die Sicherheit wird dadurch erhalten, daß zu dem Sender, falls dies möglich ist, eine Information mit entsprechender Bedeutung zurückgesandt wird.
Wenn der entfernbare Träger eine Verarbeitung ausführt, wartet das Gerät das die Beendigung der Verarbeitung anzeigende Signal ab und umgekehrt.
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Außerhalb einer Verarbeitungsphase ist der entfernbare Träger stets im Zustand zur Entgegennahme eines Befehls.
Der logische Dialog kann in drei Phasen unterteilt werden.
Die erste Phase besteht aus der übertragung eines "Operationscodes" mit acht Bit Länge, der charakteristisch für die durchzuführende Verarbeitung ist. Auf den "Operationscode" folgt eine Lese- oder Schreibadresse in dem Speicher des entfernbaren Trägers. Diese Phase endet mit der Rücksendung desselben Operationscodes .
Die zweite Phase umfaßt entweder den Datenaustausch beim Schreiben oder beim Lesen oder eine spezielle Tätigkeit des entfernbaren Trägers. Bei einer Datenüberführung können die beiden Untergruppen die Anzahl der auszutauschenden Oktetts genau kennen.
Die dritte Phase zeigt an, daß der entfernbare Träger die von der Einheit A geforderte und durch den Operationscode der Phase 1 bestimmte Verarbeitung beendet hat. Dieser Code ist zusammengesetzt aus einem Code FIN, auf den ein für die Verarbeitung charakteristisches Umstandswort folgt.
Die in den Phasen 1 bis 3 stattfindende Übertragung der aufeinanderfolgenden Oktetts kann mittels der bereits beschriebenen Mikroprogramme erfolgen.
Die Versorgung des entfernbaren Trägers aus den Strom- und Spannungsquellen P12 und P13 ist in Fig. 13 dargestellt.
Jeder Block P12 oder P13 wird seinerseits aus einer Batterie E gespeist, die auch in vorteilhafter Weise durch eine äußere Netzstromversorgung ersetzt werden kann, die mit einem Gleichrichter ausgestattet ist. Die Batterie E ist zwischen die Anschlüsse E1 und E2 der Schaltungen P12 und P13 angelegt. Die Schaltungen P19 und P1-, sind jeweils mit Transistoren T1, T0
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- -21—
und T3 aufgebaut. Der Transistor T- wird an seiner Basis vom Kollektor des Transistors T2 angesteuert. Der Emitter des Transistors T1 ist mit dem Eingang E- der Schaltung verbunden, und sein Kollektor gibt die Spannung Vcc in bezug auf Masse M der Schaltung ab. Eine Gegenkopplung der Spannung Vcc gelangt an den Emitter des Transistors 1E2 über einen Spannungsteiler, der aus Widerständen R1 und R2 gebildet ist, welche in Potentiometerschaltung zwischen Punkt U- und Masse M der Schaltung gelegt sind. Eine von einer Zenerdiode Z abgegebene stabile Spannung ist an die Basis des Transistors T2 über einen Widerstand R. angelegt. Die Zenerdiode Z wird mit der Spannung der Batterie E über einen Widerstand R3 beaufschlagt. Die Schaltungsanordnung ist so ausgelegt, daß die von den Schaltungen P-.2 und P13 abgegebene Ausgangsspannung proportional der Spannung V^ ist, die an den Anschlüssen der Zenerdiode Z anliegt, wobei das
R2 + R1
Froportionalitätsverhältnis ■■ ist. Wenn der Transistor
Τ, an seiner Basis durch das Signal H- bzw. H2 - angesteuert wird, schließt er die Basis-Emitter-Strecke des Transistors T2 kurz, so daß am Ausgang der Schaltung P-2 bzw. P-., die Spannung Null erhalten wird.
Durch die oben beschriebenen Besonderheiten kann einerseits der entfernbare Träger jederzeit nach Verbindung mit dem Gerät mit Strom versorgt werden; zum anderen kann nicht nur der Mikroprozessor des entfernbaren Trägers mit der Spannung Vcc gespeist werden, sondern es wird auch zur gewünschten Zeit eine Spannung Vp geliefert, die zum Einschreiben von Informationen in den Speicher des entfernbaren Trägers benötigt wird.
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Claims (19)

  1. Patentanwälte ; : - · *" · : ο ι ο ι / η λ
    Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl.-Ing.
    E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser
    Ernsbergerstrasse 19
    8 München 60
    29. Mai 1981
    Compagnie Internationale pour 1'Informatique
    CII HONEYWELL BULL
    94, Avenue Gambetta
    75020 P A R I S " / Frankreich
    Unser Zeichen: C 3305
    Tragbares Gerät zum Berechnen oder zur Verarbeitung von
    In format ionen
    PATENTANSPRÜCHE
    Tragbares Rechengerät oder Gerät zur Verarbeitung von Informationen, gekennzeichnet durch die Kombination aus einer ersten Einrichtung zur manuellen Eingabe von Daten, einer zweiten Einrichtung für die Verarbeitung der Informationen, einer dritten Einrichtung zum Aufnehmen und Anschließen wenigstens eines entfernbaren Trägers, einer vierten Einrichtung für den Dialog zwischen dem entfernbaren Träger und der zweiten Einrichtung für die Verarbeitung der Informationen, wobei der entfernbare Träger enthält: Mittel zum Anschließen an die dritte Einrichtung, Mittel für den Dialog mit der vierten Einrichtung und Mittel zur flüchtigen oder nicht flüchtigen Speicherung, die zu dem entfernbaren Träger gehören.
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  2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Einrichtung für den Dialog nur eine einzige Verbindung umfaßt, bei der die Variationen ein und desselben Signals zwischen dem Gerät und dem entfernbaren Träger ausgenutzt werden.
  3. 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät und der entfernbare Träger beliebig als Sender und als Empfänger arbeiten können.
  4. 4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger dem Sender seinen Empfangs-Bereitschaftszustand signalisiert, indem er die Verbindung in einen permanenten Zustand versetzt, die durch den Sender erfaßbar ist.
  5. 5. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger dem Sender signaliert, daß er einen übertragungsfehler festgestellt hat, indem er die Verbindung in einen Zustand versetzt, der durch den Sender erfaßbar ist und verschieden ist von dem Empfangs-Bereitschaftszustand.
  6. 6. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Verbindung Befehle und codierte Informationen zwischen dem Sender und dem Empfänger sowie Bestätigungen und codierte Informationen zwischen dem Empfänger und dem Sender überlagert werden.
  7. 7. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der entfernbare Träger eine Einrichtung zur Verarbeitung der Informationen umfaßt, die auf dem Träger enthalten sind oder aus dem Gerät stammen.
  8. 8. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet • durch eine Einrichtung zur digitalen oder alphanumerischen Anzeige der durch die erste Einrichtung eingegebenen oder
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    durch die Verarbeitungseinrichtung des Gerätes berechneten oder verarbeiteten Daten.
  9. 9. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die vierte Einrichtung bildende Verbindung eine elektrische Verbindung ist.
  10. 10. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dialog zwischen dem entfernbaren Träger und dem Gerät bidirektional erfolgt.
  11. 11. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine autonome Stromversorgungseinrichtung.
  12. 12. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine sechste Einrichtung zur Versorgung des entfernbaren Trägers.
  13. 13. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Anlegen einer Schreibspannung Vp an den nichtflüchtigen Speicher des entfernbaren Trägers, eine Einrichtung zum Anlegen der erforderlichen Schreibspannungspegel während der erforderlichen Zeitspannen und eine Einrichtung zum Anlegen der erforderlichen Spannungspegel, wenn kein Schreibvorgang stattfindet.
  14. 14. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung zur Verarbeitung der Informationen Mittel zum Verarbeiten der in dem Speicher des entfernbaren Trägers enthaltenen Daten oder Programme umfaßt, welche mit der vierten Einrichtung für den bidirektionalen Dialog zusammenwirken.
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    :. ■■■.;..■■■.".'.I 312H66
  15. 15. Gerät nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, durch welche ein Codewort erfaßt und zu dem Träger übertragen werden kann, welches den Träger ermächtigt, den Zugriff zu den von dem Ger.ät angeforderten Daten oder Programmen freizulassen.
  16. 16. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung Mittel zur direkten Verarbeitung der in dem entfernbaren Träger enthaltenen Programme umfaßt, so daß in dem Gerät Funktionen ausführbar sind, die von dem Inhalt des entfernbaren Trägers abhängen, der in Verbindung mit den zu dem Gerät gehörenden Einrichtungen arbeitet.
  17. 17. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung Mittel zum Verarbeiten der Resultate von Programmen umfaßt, die in dem entfernbaren Träger gespeichert sind und ausgeführt werden, so daß sie Funktionen erfüllen, die von dem in Verbindung mit den zu dem Gerät gehörenden Einrichtungen arbeitenden Träger abhängen.
  18. 18. Gerät nach Anspruch 14 oder 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Einrichtung vorgesehen ist, die das Gerät in Abhängigkeit von dem verwendeten entfernbaren Träger personenspezifisch macht.
  19. 19. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Aussenden und Empfangen von Informationen zu einem externen Element oder einem Periphergerät vorgesehen ist.
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