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Dokumentenidentifikation DE3587056T2 19.05.1993
EP-Veröffentlichungsnummer 0171073
Titel Vorrichtung mit modularer Bauweise.
Anmelder Kontron Instruments Holding N.V., Curacao, AN
Erfinder Cartledge, Malcolm, Abbotsbrook, Bourne And., Bucks., GB
Vertreter Mitscherlich, H., Dipl.-Ing.; Körber, W., Dipl.-Ing. Dr.rer.nat.; Schmidt-Evers, J., Dipl.-Ing.; Melzer, W., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte; Schulz, R., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.- u. Rechtsanw.; Graf, M., Dr.jur., Rechtsanw., 8000 München
DE-Aktenzeichen 3587056
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 07.08.1985
EP-Aktenzeichen 851099135
EP-Offenlegungsdatum 12.02.1986
EP date of grant 03.02.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.05.1993
IPC-Hauptklasse G06F 9/44

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an einer modular aufgebauten Vorrichtung oder auf Verbesserungen in bezug auf eine modular aufgebauten Vorrichtung.

Bekanntlich ist die Anpassungsfähigkeit bei elektronischen und elektrischen Geräten durch die Verwendung des modularen Aufbaus eingeführt worden. Typischerweise ist ein Basis- Baugruppenträger oder ein Grundgerät zu Aufnahme der gesamten Stromversorgung, einer Anzeigevorrichtung und von Datenübertragungsteilen vorgesehen, und eine modulare Rückwand besitzt Steckplätze, in welche Module eingesteckt werden können. Jedes Modul ist so aufgebaut, daß es in sich unabhängig ist in Funktion und Betrieb und bei der Zuführung von Signalen zu einer gemeinsamen Anzeigevorrichtung und Datenübertragungsteilen. So wurde zum Beispiel in einer Vorrichtung, welche die Verwendung von Mikroprozessoren umfaßt, jedes Modul seinen eigenen Mikroprozessor und sein Betriebssystem besitzen. Derartige Anordnungen haben jedoch zu Laderegeln geführt, welche streng festlegen, in welche Steckplätze der Rückwand spezielle Module eingesteckt werden können, was zu die mögliche Anpassungsfähigkeit der Vorrichtung beeinträchtigt.

Die US-A-4 412 300 zeigt einen Computer, der imstande ist, ein zusätzlich eingebautes Speichermodul auf zunehmen. Dieses Modul bildet eine Erweiterung zum Speicher des Mikroprozessor-Controllers. Wie jeder andere Speicher kann dieser zusätzlich eingebaute Speicher Daten und/oder Anweisungen enthalten, die Funktionen aufgrund der Hardware der Basisvorrichtung aus führen können. Der Speichermodul besitzt nicht die Fähigkeit der Signaleingabe oder -ausgabe und ist unfähig, irgendeine andere Hardware als die der Basisvorrichtung auszuführen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine modular aufgebaute Vorrichtung mit einer Zentraleinheit, einem Bus, der mit der Zentraleinheit verbunden ist und Mittel zum Verbinden eines oder mehrerer Module mit dem Bus aufweist, mit Mitteln zum Feststellen einer Verbindung oder einer Trennung eines Moduls mit oder von dem Bus, und mit Mitteln zur Übertragung der in einem Modul gespeicherten Betriebsanweisungen zu einem Speicher der Zentraleinheit nach Verbinden des Moduls mit dem Bus, um einen Betrieb des Moduls zu ermöglichen, bei der dieses durch die Zentraleinheit gesteuert wird, vorgesehen. Vorzugsweise sind Mittel zur Eingabe von Daten und Ausgabe von Daten aus der Zentraleinheit vorgesehen, in welchen jedes Modul einen Speicher zur Abspeicherung der Befehle zum Steuern des Betriebs des Moduls besitzt, und Mittel zum Entfernen der Betriebsanweisungen für ein Modul aus dem Speicher der Zentraleinheit nach Abtrennen dieses einzelnen Moduls.

Zum leichteren Verständnis der Erfindung wird nachfolgend eine Ausführungsform anhand eines Beispiels mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, von denen

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer modular aufgebauten Vorrichtung, welche die Erfindung verkörpert,

Fig. 2 ein Flußdiagramm, welches die Wirkungsweise einer CPU der Vorrichtung veranschaulicht, zeigt und die

Fig. 3A, 3B und 3C Flußdiagramme darstellen, welche im einzelnen Teile der in Fig. 2 illustrierten Wirkungsweise der CPU veranschaulichen.

Bezugnehmend auf die Zeichnungen umfaßt die Vorrichtung eine Zentraleinheit (CPU) 1, welche mit einem Bus 2 verbunden ist. Der Bus 2 kann ein "Gesellschafts"-Bus oder ein Standardbus sein, zum Beispiel ein IEEE 488-, ein IEEE 696- oder ein STD- Bus. Der Bus 2 ist an verschiedenen Stellen entlang seiner Länge mit Modulschlitzen 3 versehen, an welche Module 4 angeschlossen werden können. Jedes Modul 4 enthält einen Speicher 5, zum Beispiel einen Nur-Lese-Speicher (ROM), in welchem die Befehle in Form eines Programms zum Betreiben des Moduls gespeichert sind. Das Modul kann außerdem einen Mikroprozessor und Bedienungselemente usw. enthalten. Jedes Modul kann über eine jeweilige Leitung 6 mit einer Eingabe/Ausgabevorrichtung (nicht gezeigt) verbunden sein, über welche Daten eingegeben oder aus dem Modul ausgegeben werden können.

Die Zentraleinheit 1, welche durch aber eine Tastatur 8 eingegebene Signale steuerbar ist, umfaßt ein einzelnes Mikrocomputersystem, welches aus mehreren Mikroprozessoren bestehen kann, die ein Multi-Task-Betriebssystem bilden. Eine niedrige Priorität des Multi-Task-Betriebssystem fragt laufend die Modulschlitze 3 ab, um festzustellen, ob ein Modul eingefügt oder entfernt worden ist.

Wenn die Einfügung eines Moduls 4 festgestellt worden ist, veranlaßt das Betriebssystem der CPU 1, daß das in dem eingefügten Modul abgespeicherte Programm in einen Speicher der CPU ferngeladen wird, um so die Betriebsanweisungen für das eingefügte Modul mit dem Betriebssystem der CPU 1 zu verbinden, um der CPU zu ermöglichen, den Betrieb des Moduls 4 zu steuern.

Das Betriebssystem der CPU 1 wird entsprechend in der Lage sein, Daten von dem gerade verbundenen Modul sowie von allen Modulen, die bereits mit dem Bus verbunden sind, zu sammeln und zu verarbeiten. Die so gesammelten Daten können auf einem Display 7, wie zum Beispiel einer visuellen Anzeigeeinheit, angezeigt werden, oder zu einer entfernten Einrichtung oder Einrichtungen 9 übertragen werden. Wie aus der vorausgegangenen Beschreibung zu entnehmen ist, kann die logische Steuerung jedes Moduls 4, das mit dem Bus 2 verbunden ist, von der gemeinsam benutzten Tastatur 8 erfolgen. Weiterhin kann eine Zwischenmodul- Softwarekommunikation erreicht werden, welche konventionelle Botschaften verwendet, die die Systeme durchlaufen.

Vorzugsweise enthält der Speicher der Zentraleinheit 1, in welchem die Betriebsprogramme für die mit dem Bus 2 verbundenen Module 4 nach dem Fernladen der CPU 1 gespeichert sind, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM). Folglich werden, wenn das Betriebssystem der CPU festgestellt hat, daß ein Modul 4 entfernt worden ist, nicht nur die begrenzten mit diesem Modul verknupften Software-Tasks, sondern alle anderen in dem Speicher abgespeicherten Modul-Betriebssysteme verschoben, um die Lücke, welche durch das Entfernen des Betriebsprogramms des entfernten Moduls entstanden ist, aufzufüllen, um den Platz für weitere Modul-Betriebsprogramme zu maximieren. Selbstverständlich wird es nicht notwendig sein, die abgespeicherten Programme zu verschieben, wenn die Module oder die Vorrichtung von der Art sind, daß es notwendig ist, die CPU 1 abzuschalten, wenn wenn ein Modul ausgetauscht wird.

Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise des Verfahrens im MODUL-STATUS der CPU 1 zeigt. Dieses Verfahren sucht über die Modul-Schlitze durch Überprüfen von jedem Modul, welches eingefügt oder entfernt worden ist, und unternimmt die entsprechende Tätigkeit.

Beim Start wird die Variable NÄCHSTES-MODUL auf den ersten Modul-Schlitz gesetzt. Dann überprüft die Software, um zu erkennen, ob ein Modul mit diesem Schlitz verbunden ist. Wenn ein Modul festgestellt wird, und eines erwartet wurde; oder wenn ein Modul nicht gefunden wurde, aber kein Modul erwartet wurde, dann findet keine Tätigkeit statt. Wenn jedoch ein Modul gefunden wird, aber kein Modul erwartet wurde, dann dann muß ein Modul eingefügt worden sein, seitdem die Prozedur MODUL-STATUS zuletzt ausgeführt wurde. Die Prozeduren FERNLADEN (Fig. 3A) und START-TASK (Fig. 3B) werden dann ausgeführt, welche die Modulsoftware in den Speicher der CPU 1 laden und deren Ausführung starten. Wenn kein Modul gefunden wird, aber ein Modul erwartet wurde, dann muß ein Modul von dem Schlitz entfernt worden sein, seitdem das Verfahren zuletzt durchgeführt wurde. Die Prozedur LÖSCH- TASK (Fig. 3C) wird ausgeführt, um die Modulsoftware anzuhalten und sie aus dem Speicher der CPU 1 zu entfernen. Nach Beendigung der Operation an der Modulsoftware wird die Variable NÄCHSTER-MODUL vergrößert und gegen die Grenzen hin überprüft, und wenn der letzte Modulschlitz gerade bearbeitet worden ist, wird er auf das erste Modul zurückgesetzt. Die Software durchläuft die Schleife dann nochmals, um das nächste Modul zu überprüfen.

Fig. 3A ist ein Flußdiagramm der Prozedur FERNLADEN, welche aus der Prozedur MODUL-STATUS ausgeführt wird, wenn ein Modul gefunden wird, das eingefügt werden muß. Die Prozedur nimmt als Eingangssignal die Variable MODUL, welche die Schlitznummer des Moduls, welches fernzuladen ist, angibt, und bearbeitet als ein Ergebnis die Variable XTASK, welche die letzte Nummer ist, welche durch die ferngeladene Software bestimmt ist.

Die Variable MEM-ADDR wird auf die zur Zeit durch das System benutzte letzte Adresse gesetzt, und die Variable LÄNGE wird auf die Anzahl der Bytes gesetzt, die beim Lesen der ersten Bytes der Modulsoftware zu tibertragen sind. Die Software wird dann durch Übertragen der LÄNGE-Bytes zum Speicher ferngeladen, beginnend an der Stelle MEM-ADDR. Zuletzt wird die Variable XTASK auf die nächste verfügbare Task-Nummer gesetzt.

Fig. 3B ist ein Flußdiagramm der Prozedur START-TASK, welche nach FERNLADEN (Fig. 3A) durch die Prozedur MODUL-STATUS ausgeführt wird. Die Prozedur nimmt als Eingangssignal die Variable XTASK, welche die Tasknummer ist, um die Ausführung zu beginnen. Zuerst werden die Segmentierungszeiger auf die niedrigste Stelle von XTASK gesetzt; dann wird die relevante Spur und der Ziffernspeicherraum reserviert und die Task- Parameter werden in den Task-Steuerblöcken gesetzt. Zuletzt werden die Modulparameter in die Monitor-Datenbasis eingefügt, und die Tasks werden von der Stelle EINTRITTSPUNKT, welcher identifiziert wurde, als die Modulsoftware ferngeladen wurde, ausgeführt.

Fig. 3C ist ein Flußdiagramm der Prozedur LÖSCH-TASK, welche aus der Prozedur MODUL-STATUS (Fig. 3A) heraus ausgeführt wird, wenn ein Modul gefunden wird, welches entfernt werden muß. Eine Task wird durch Beenden ihrer Ausführung gelöscht und durch Hinunterbewegen aller anderen Tasks zu höheren Speicherstellen gelöscht, um den Speicher, der frei gemacht worden ist, für andere Module bereitzustellen. Die Prozedur nimmt als Eingangssignal eine Tasknummer wie die Varable XTASK. Zuerst beendet die Eingangsprozedur die Ausführung. Dann wird jede nachfolgende Task darauf hin überprüft, ob eine Abwärtsbewegung im Speicher gefunden wird, um keine unbenutzten Lücken zu verlassen. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis alle Tasks nach unten verschoben worden sind, und der freie Speicher ist neue Module verfügbar ist, damit diese hineingeladen werden.

Neue Module, vielleicht aus einer weiteren Entwicklung resultierend, können einfach in die bestehenden Modulschlitze des Busses der modularen Einrichtung, welche die Erfindung verkörpert, eingesteckt werden, ohne die Notwendigkeit irgendeiner Veränderung, was die Flexibilität der Vorrichtung maximiert. Überdies ist die Gestaltung der Grundvorrichtung erheblich vereinfacht, da die für den Betrieb der Module erforderliche Software vom Basis-Betriebssystem der CPU getrennt ist. Folglich stellt die Vorrichtung eine Verbesserung in der Ergonomie gegenüber einer konventionellen modularen Vorrichtung dar.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung findet speziell auf dem medizinischen Gebiet eine Anwendung, ganz speziell bei Patientenüberwachungseinrichtungen.


Anspruch[de]

1. Modular aufgebaute Vorrichtung mit einer Zentraleinheit (1), einem Bus (2), der mit der Zentraleinheit verbunden ist und Mittel (3) zum Verbinden eines oder mehrerer Module (4) mit dem Bus (2) aufweist, mit Mitteln zum Feststellen einer Verbindung oder einer Trennung eines Moduls (4) mit oder von dem Bus (2), und mit Mitteln zur Übertragung der in einem Modul (4) gespeicherten Betriebsanweisungen zu einem Speicher der Zentraleinheit (1) nach Verbinden des Moduls (4) mit dem Bus, um einen Betrieb des Moduls (4) zu ermöglichen, bei der dieses durch die Zentraleinheit (1) gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Modul (4) mit einem Speicher (5) zur Abspeicherung der Befehle zum Steuern des Betriebs des Moduls (4) versehen ist, und daß Mittel vorgesehen sind zum Entfernen der Betriebsanweisungen für ein Modul (4) aus dem Speicher der Zentraleinheit (1) nach Abtrennen dieses einzelnen Moduls.

2. Modular aufgebaute Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zur Eingabe von Daten in die und Ausgabe von Daten aus der Zentraleinheit (1).

3. Modular aufgebaute Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher der Zentraleinheit (1) einen RAM-Speicher enthält.

4. Modular aufgebaute Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß während des Gebrauchs, wenn ein Modul (4) vom Bus (2) abgetrennt ist und die Betriebsanweisungen daher aus der Zentraleinheit (1) entfernt worden sind, die im Speicher abgespeicherten verbliebenen Befehle verschoben werden, um den verfügbaren Raum im Speicher der Zentraleinheit (1) zu maximieren.

5. Modular aufgebaute Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Anspruche zur Verwendung auf dem Gebiet der Medizin.

6. Modular aufgebaute Vorrichtung nach Anspruch 5 zur Verwendung bei Patientenüberwachungsgeräten.







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