NO860023L - Magnetstripe- og stavlesergrensesnitt. - Google Patents

Description

Den følgende søknad innbefattes med henvisning til denne søknad:

Søknad arkiv nr. 51-2023 med tittel "Digital Pulse Stretcher Interface" av Chasse og Clark, US-patentsøknad 607.836, inngitt 7. mai 1984.

Denne oppfinnelse vedrører generelt datamaskingrensesnitt, og nærmere bestemt en anordning og teknikk som leser seriedata fra et magnetkort og stavleser til en mikroprosessor for behandling, og kjennetegnes ved at grensesnittet består av en ny kombinasjon av kommersielt tilgjengelig maskinvare for å tilveiebringe styring, tegnsynkronisering og serie-til-parallell dataomdanning som kreves av mikroprosessoren.

I et moderne datamaskinsystem er der et stort antall anordninger og fremgangsmåter for å innføre data i datamaskinsystemet. Visse av disse datainnføringsanordninger omfatter Hollerith kortlesere, terminalanord-ninger, magnetbånd transportanordninger, magnetkortlesere og magnetiske avstrykningslesere. I den senere tid, p.g.a økt bruk av kredittkort, har magnetkortlesere økt' i antall (poliferated). I et magnetkort samles data og lagres i et magnetbånd som er festet i ett med kortet. Disse data kan leses av en magnetkortleser ved å plassere magnetkortet i spalten og la det skli langs et lesehode. Alternativt er kredittkortlesere blitt utviklet i form av en stav (wand) som kan lese magnetisk kodete signaler på egnet media ved å føre staven forbi mediet som inneholder slike magnetiske koder. En variant av denne type av lagringsmedium er et magnetbånd som kan lagre data som anvender en egnet magnetisk kode. Disse bånd kan festes til et stort antall produkter, slik som de som finnes i et supermarket, for å identifisere produktet og andre av dets karakteristika slik som pris, vekt etc. Informasjon fra slike produkter kan hentes ved hjelp av en magnetisk stang (wand) som føres over (dvs. avstrykes forbi) mediet. Der finnes utallige andre anvendelser for slike datasamlingsterminaler som kan plasseres i en fabrikk, vare-magasin, kontor, supermarket eller andre egnete steder hvor magnetiske stavlesere anvendes til å innmate inventar, salg eller fremmøtedata.

Et av problemene ved å anvende slike magnetiske stavlesere er kravet til et grensesnitt enten mellom den magnetiske stav eller avstrykningsleseren og prosessoren som skal anvende informasjonen p.g.a. at prosessoren ikke kan anvende de rå signaler fra leserne. I industrien er der flere varianter for kodingsteknikk og formater som opererer med magnetkort og magnetbånd og er generelt kjent som spor I, II og III typekoding. I spor II typen består eksempelvis data fra leseren av en databitstrøm i hvilken hver bit som kodes på kortet også har en klokke - utgang tilveiebragt av leseren og knyttet til den. I tillegg er spor II kodingsstruktur slik at hver 5 klokke representerer et tegn. P.g.a. at der imidlertid er en klokkebit knyttet til hver databit i strømmen, er der ingen måte å bestemme hvor et tegn begynner eller slutter så fremt ikke et spesielt synkroniseringstegn detekteres av en eller annen anordning. Uten slik deteksjon ville den mottagende mikroprosessoren bli avbrutt i for stor grad på hver databit som viile medføre for stor administrasjon, redusert gjennomgang og like virksom operasjon.

Tidligere løsninger for å lese seriedata fra magnetkort krevet kompliserte maskinvarekretser eller CPU-behandling for å tilveiebringe styring for tegnsynkronisering og serie-til-parallell dataomdanninger. En slik løsning muliggjorde seriemessig låsningsdatabits fra en leser inn i serie-inn-parallell-ut skiftregisteret. Tegnsynkronisering og lokalbuffereffekt tilveiebringes på den måte at en CPU kunne lese fullstendige tegn mens bits i det neste tegnet assembles av maskinvare. Denne løsning krever et stor antall av komplekse komponenter som i ugunstig grad påvirker effektforbruk og pålitelighet. Dessuten krever de en betydelig grad av behandlingsadministrasjon for å utføre slike styrefunksjoner.

En annen løsning krever en mikroprosessor til å innmate de seriemessige data fra leseren. Tegnsynkronisering og serie-til-parallell dataomforming skjer ved hjelp av programvare. Selv om denne løsning krever minimal maskinvare, har det den ulempen at det kreves en stor programvare-administrasjon, samt total opptatthet for en mikroprosessor under en lesesyklus. Ettersom de fleste datasamlingsterminaler har kun en mikroprosessor, kan de ikke monopoliseres av noen som helst anordning uten alvorlig å redusere virkningsgraden.

Det som trengtes var derfor et enkelt apparat og en teknikk for å tilveiebringe styretegnsynkronisering og serie-til-parallell dataomformning som fortrinnsvis anvendt lett kommersielt tilgjengelig programerbar kommunikasjonsmaskinvare. Et slikt stykke av maskinvare som er kommersielt tilgjengelig er det 8251 programmerbare kommunikasjons-grensesnittet (PIC). Imidlertid var den kommersielt tilgjengelig 8251 konstruert til å danne grensesnitt med ulike formater og grensesnitt enn de som anvendes av magnetiske stavlesere eller magnetiske avstrykningslesere. Det som derfor trengtes var en spesiell grensesnittkrets mellom den kommersielt tilgjengelige PIC og de magnetiske stav og/eller avstrykningsleserne for å gjøre signalene som kommer fra de magnetiske og avstrykningsleserne forenlige med de som håndteres av PIC.

Det er derfor et primært formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et forbedret grensesnitt mellom en mikroprosessor og magnetisk avstryknings eller stavtypelesere.

Et ennu ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et forbedret apparat og fremgangsmåte for å avlese seriedata til en mikroprosessor fra magnetkort eller magnetiske avstrykningslesere.

Et ennu ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte og apparat for å lese seriedata fra et medium som har slike data kodet i et format som er ulikt formatet som kan gjenkjennes av grensesnittet til mikroprosessoren.

Et ennu videre formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe et forbedret dataoppsamlingssystem.

Disse og andre formål med oppfinnelsen vil fremgå av en beskrivelse av den foretrukne utførelsesform av oppfinnelsen lest i forbindelse med tegningene som er knyttet hertil.

Oppfinnelsen muliggjøre et apparat og en fremgangsmåte for å tilpasse et kommersielt tilgjengelig programerbart kommunikasjonsgrensesnitt (PIC), slik som Intel 8251-A med en magnetisk avstrykningsleser eller en stav typeleser til en mikroprosessorbuss.

Idet det henvises til fig. 1 er der vist et kommersielt tilgjengelig Intel-type 8251 programmerbart kommunikasjonsgrensesnitt (PIC) 101. I sin kommersielt tilgjengelig tilstand er PIC 101 utformet til å danne grense snitt med en kommunikasjonslinje, som synkront sender en seriebitstrøm som har en forutbestemt klokketakt og synkroniseringstegn. Imidlertid er formålet med denne oppfinnelse å anvende den kommersielt tilgjengelige PIC til å tilpasse (interface) med enten en magnetisk stav eller magnetisk avstrykningsleser som har forskjellige klokketakter og gi et forskjellig forhold mellom data og klokkesignaler som ikke gjenkjennes av den som-er kommersielt tilgjengelig PIC 101. Denne forenlighet tilveiebringes av kretsen ifølge oppfinnelsen slik at den kommersielt tilgjengelige PIC 101 kan anvendes i anvendelser som krever en magnetisk stavtypeleser 111 eller en magnetisk avstrykningsleser 112 for å innmate data til en mikroprosessor 130 som er koplet til PIC 101.

Både den magnetiske stav 111 og avstrykningsleseren 112 har et serie-datautgangssignal og et klokkesignal knyttet til datautgangen for å indikere når data er gyldig. I tillegg er der også et magnetisk aktiv-signal tilveiebragt av både stav og magnetisk avstrykningsleserne. Oppfinnelsen modifiserer råsignalene fra de magnetiske stav og magnetiske avstrykningsleserne ved først å fjerne støy og å velge den passende leser og spor. Klokkepulsene fra leserne blir så "strukket" av apparatet som er gjenstanden for en annen oppfinnelse inngitt samtidig med denne oppfinnelse med tittel "Digital pulsstrekker" ("Digital Pulse Stretcher"). Også på grunn av at data fra leserne blir gyldige på et tidsintervall som er et annet enn tidsintervallet for PIC for mottakelse av gyldig data, må disse data låses inn i vippe 103 og holdes der inntil den riktige positiv gående pulsen er tilgjengelig til å pulsstyre dataene inn i PIC. PIC detekterer først en entydig sekvens av databits benevnt et startflaggtegn, og grupperer så hvert forutbestemte antall av bits i tegn. Ettersom hvert tegn gjenkjennes av PIC 101, avbryter den mikroprosessoren til å lese et helt tegn fra PIC, i stedet for å avbryte mikroprosessoren for å innmate data bit for bit, som er meget ineffektivt.

Således vil man se at ved å anvende standard kommersielt tilgjengelig PIC, økes virkningsgraden og gjennomløpet i mikroprosessoren 130 med minst 5:1. PIC tilveiebringer samtlig tegnsynkronisering og serie-til-parallell dataomdanning med data som overføres til mikroprosessoren ved forfektelsen av et data klaravbruddssignal fra PIC. Dette apparat og fremgangsmåten muliggjør også evnen til å lese forskjellige sporformater. Dessuten oppnås et minimum av komponenter, lavere effektforbruk og økt pålitelighet med minimumsprosessoradministrasjon.

De nye trekk, som er kjennetegnende for oppfinnelsen, er angitt nærmere i de vedlagte krav. Selve oppfinnelsen kan imidlertid, både hva angår organisering, fremgangsmåte og operasjon, sammen med ytterligere formål og fordeler ved denne, forstås ved henvisning til den etterfølgende beskrivelse sett i forbindelse med tegningene hvor:

Fig. 1 er et logisk blokkskjema over oppfinnelsen.

Fig. 2 er et tidsskjema som illustrerer tidsbestemmelseskarakteri-stikkene ifølge oppfinnelsen.

Idet det nå henvises til fig. 1, er der vist en magnetisk stavleser og en magnetisk avstrykningsleser 112 som er koplet til en magnetisk leserbuffer 109. Når et magnetkort plasseres i spalten for den magnetiske avstrykningsleseren og passeres av leserhodet, genereres tre signaler--et klokkesignal et datautgangssignal og kort-tilstede signal. På tilsvarende måte når en magnetstav passeres av et magnetisk kodet medium, genereres tre lignende signaler -- et klokkesignal, et datautgangssignal og et avsøkning-i-gang signal. Disse signaler tilføres en magnetisk leserbuffer 109 bestående av en kommersielt-tilgjengelig 74LS240 Schmitt trigger invertor som behandler inngangs signal ene fra inngangsleserne ved å fjerne støy fra signalene. De behandlede signaler tilføres så en kommersielt tilgjengelig 74LS258 multiplekser 106. Multiplekseren, under styring av et signal som tilføres dens valgterminal SEL fra en utgangs-terminal DTR hos PIC 101, velger enten de tre signalene fra den magnetiske stavleseren eller den magnetiske avstrykningsleseren. Såsnart valget av signaler fra magnetiske stav eller magnetisk avstrykningsleseren er blitt gjort, må signalene ytterligere behandles. En slik ytterligere behandling krever at pulsen strekkes av en pulsstrekker 104.

(Dette er gjenstand for en annen oppfinnelse med tittel "Digital pulsstrekker", overdratt til samme assignatar og inngitt samtidig med denne oppfinnelse. Ytterligere forbehandling av signalene kreves ved at data må være tilgjengelige til PIC 101 gjennom dens RxD inngangsterminal ved den fremre kanten av det behandlete klokkesignalet fra den valgte

leseren. Dette er nødvendig p.g.a. at intervallet som dataen fra leseren er gyldig og intervallet i hvilket denne data kan innføres i PIC er ute av synkronisering. (Dette vil ytterligere bli beskrevet nedenfor under anvendelse av tidsbestemmelsesdiagrammene i fig. 2). Følgelig må de gyldige data låses inn i en kommersielt tilgjengelig 74LS74 vippe 103. Som vist på fig. 1, koples Q-utgangsterminalen for vippen 103 til RXD-terminalen for PIC 101 og data tilføres PIC 101 når vippen 103 trigges. På inngangssiden av vippen 103 blir MAG DATA fra multiplekseren 106 tilført D-terminalen på vippen 103. I tillegg blir MAG KLOKKE'n fra multiplekseren 106 tilført T-terminalen på vippen 103.

Det valgte tredje signalet fra multiplekseren 106 er MAG AKTIV signalet. MAG AKTIV linjen, koplet til DSR-inngangen på PIC 101, informerer PIC når et kort er i en spalte i kortleseren eller en stav anvendes. Dette signal tilføres DSR-terminalen på PIC 101 og også til en vippe 107. Dette signal angir at enten den magnetiske avstryknings eller magnetisk stavleseren er aktiv, avhengig av hvilke som er blitt valgt. I tilfellet for den magnetiske avstrykningsleseren, angir den at et kort er i leseren. I tilfellet av den magnetiske stavleseren, angir den at der er relativ bevegelse mellom den og et magnetbånd. I den rolige tilstand er der ingen aktivitet og dens logiske signal er høyt. Når et kort er i leseren eller staven avendes, går signalet lavt og ved avslutning av transaksjonen, går signalet høyt. Dette gir en klokkeinnmatning til vippen 107 som låser et logisk høyt signal MGEOR-INT.REG 1 signal. Dette signal anvendes til å avbryte mikroprosessoren 130 og å fortelle den at transaksjonen er avsluttet og at mikroprosessoren bør kommuni-sere med PIC 101 og reinitialisere PIC 101 slik at et annet magnetbånd-kort kan leses.

Så langt har beskrivelsen sentrert seg på informasjon som tilføres fra magnetstav eller magnetavstrykningsleserne til mikroprosessoren 130 via PIC 101. Imidlertid strømmer informasjon også i den andre retningen fra mikroprosessoren 130 til den magnetiske stavleseren 111. Denne leser har tre lysemitterende diodeindikatorlys og en hørbar summer. Disse indikatorlys og summeren styres av signaler fra stavindikatorbuffer 108, som er en kommersielt tilgjengelig oktal buffer 74LS240. Stavindikator-bufferen 108 gir den riktige buffervirkning for strøm og spenningskrav- ene for styring av indikator signalene. Innmatningen til buffer 108 tilveiebringes fra 8-bit databussen 120 via en annen kommersielt tilgjengelig 74LS273 4-bit lås 105. Signalene å styre summer en og de grønne, gule og rød indikatorene pulsstyres inn i låsen 105 fra 8-bit databuss 120 via OG-port 102 når signal CS-3 som fås fra mikroprosessor 130, og signal I/OWR er sanne. Signal SC-3 velger funk s jone ringen fra låsen 105, mens I/OWR-signalet tjener til å klokke data fra mikroprosessoren forkortet uP til lås 105.

Så langt er det blitt vist hvorledes PIC 101 tilpasses med de magnetiske stav og magnetiske avstrykningsleserne og hvorledes de indikerte signaler tilpasses mikroprosessoren. PIC 101 må også tilpasses mikroprosessoren 130 for å behandle informasjonen som innmates av den magnetiske stav eller den magnetiske avstrykningsleseren. Kommunikasjon mellom PIC 101 og mikroprosessoren 130 tilveiebringes av en 8-bit toveis buss 120 under styring av styresignaler som tilføres via styrelinjen 122 og adressesignaler som tilføres av frontpaneladressebuss 121. For å velge PIC 101 fra andre anordninger koplet til mikroprosessoren, blir en entydig brikkevalgadresse CS-2 tilført Cs-terminalen på PIC via front-paneladressebussen 122. Så snart PIC-brikken 101 er blitt valgt, er det mulig å velge et av to sett av to interne registre (ikke vist) plassert i PIC 101 ved å tilføre til den minst betydelige adresselinjen Aq for adressebussen 121 et valg signal Aq på terminal C/D.

Settet av interne registre (ikke vist) kan enten være styre eller data-registre. Når et fullstendig tegn er assemblert i mottaksregisteret hos PIC, tilføres et avbruddssignal til mikroprosessoren 130 gjennom mottaker klar RxRDY-terminal hos PIC. Dette avbryter mikroprosessoren 130, hvorpå mikroprosessoren forkortet uP velger PICs dataregister, og data i registeret (ikke vist) i PIC pulsstyres til mikroprosessoren 130 via databuss 120 som reaksjon på IORD-signalet som tilføres RD-terminalen på PIC 101. Når det er ønskelig å skrive data inn i PIC 101 fra mikro-prossesoren 130, blir IOWR-signalet som tilføres WR-terminalen hos PIC anvendt til å pulsstyre data fra mikroprosessoren 130 til PIC.

Idet det nå vises til fig. 2, er der vist forskjellige tidsbestemmelses-diagrammer 301 t.o.m. 306. Tidsdiagrammene 301-304 vedrører pulsstrekk- ingskretsen 104, som er gjenstand for en relatert oppfinnelse inngitt samtidig med denne søknad og som ikke behøves diskutert i detalj her. Diagrammet 305 viser den modifiserte datautmatningen fra magnetisk stavleser 111 eller magnetisk avstrykningsleser 112. Data fra leserne er gyldig under kortklokken vist på diagram 302. Det kan sees fra diagram 305 at data fra leserne ikke alltid er . gyldig, og følgelig er en indikasjon fra kortklokke 302 nødvendig for å bestemme når data fra leseren er gyldig. Så snart intervallet er identifisert når data er gyldig, er det så nødvendig å låse de gyldige data til PIC 101. Fordi PIC 101 imidlertid låser på den stigende kant av klokken og fordi pulsen er blitt strukket (se relaterte søknad vedrørende digital pulsstrekker), er der et krav at en positivt gående kant anvendes til å låse dataen. Imidlertid, som det kan sees fra diagram 304, sammenfaller den positivt gående pulsen ved punkt X ikke med tidspunktet som data er gylding. Følgelig blir gyldig data låst av den negativt gående pulsen i diagram 302 på vippen 103 hvor den lagres i sin gyldige tilstand. Data forblir lagret i den gyldige tilstand i vippen 103 og låses til PIC 101 på dens RxD-terminal av det positivt gående signalet X i diagram 304. Diagram 306 angir at den gyldige data som holdes i PIC 101 er blitt låst til PIC på dens RxD-inngangsterminal.

Det vil være innlysende fra den foregående beskrivelse av oppfinnelsen at tallrike modifikasjoner, endringer og ekvivalenter vil opptre for fagfolk hvorav samtlige faller innenfor det sanne omfang som forestilles av oppfinnelsen.

Claims (14)

1. Grensesnittsystem for å tilpasse en magnetisk stavtypeleser eller magnetisk avstrykningsleser via et programmerbart kommunikasjonsgrensesnitt (PIC) som tilfører signaler til en mikroprosessor via et buss-system,karakterisert ved: a) første middel for å omdanne data i form av databits til data i form av tegn, idet hvert tegn omfatter et forutbestemt flertall av databits, b) andre middel koplet til nevnte første middel for å lagre data i en gyldig tilstand inntil nevnte første middel er klar til å godta nevnte gyldige data, c) tredje middel koplet til nevnte andre middel for å velge signaler enten fra nevnte stavtypeleser eller magnetisk avstrykningsleser for tilførsel til nevnte første middel, og d) fjerde middel koplet til nevnte tredje middel for å eliminere støy fra signalene som fåes fra nevnte stavtypeleser eller magnetkortleser.

2. Grensesnittsystem som angitt i krav 1,karakterisertved femte middel koplet til nevnte tredje middel og som reagerer på nevnte første middel for å tilveiebringe valgsignaler til nevnte tredje middel fra nevnte første middel for å velge signalene fra enten stavtype-leseren eller den magnetiske avstrykningsleseren.

3. Grensesnittsystem som angitt i krav 1,karakterisertved at nevnte første middel også tilveiebringer et entydig startflaggtegn for det forutbestemte flertall av databits, hvorved slike startflagg-tegnsignaler signalerer nevnte PIC til å gruppere hvert tegn.

4. Grensesnittsystem som angitt i krav 2,karakterisertved at nevnte første middel omfatter et flertall av lagringsmidler for lagring av det forutbestemte flertallet av databits (dvs. tegn).

Grensesnittsystem som angitt i krav 4,karakterisertved at det innbefatter sjette middel koplet til nevnte første middel for å velge et av nevnte flertall av lagringsmidler.

6. Grensesnittsystem som angitt i krav 5,karakterisertved at nevnte første middel innbefatter skrivemiddel for å tilveiebringe første styresignaler som skriver data inn i nevnte mikroprosessor.

7. Grensesnittsystem som angitt i krav 6,karakterisertved at nevnte første middel innfarter lesemiddel for å tilveiebringe andre styresignaler for lesning av data fra nevnte mikroprosessor.

8. Grensesnittsystem som angitt i krav 7,karakterisertved at det innbefatter adressemiddel koplet til nevnte skrive og lesemiddel for å adressere nevnte skrive eller lesemiddel.

9. Grensesnittsystem for å tilpasse en stavtypeleser eller magnetkortleser for lesning av signaler til en mikroprosessor,karakterisert ved: a) første middel for å omdanne data kodet i bits til data kodet i tegn, idet hvert tegn omfatter et forutbestemt antall av bits, b) andre middel koplet til nevnte første middel for å lagre bitkodet data i en gyldig tilstand. c) klokkemiddel koplet til nevnte første og andre midler for å pulsstyre den bitkodete data fra nevnte andre middel til nevnte første middel, og d) tredje middel koplet til nevnte andre middel for å velge signaler enten fra nevnte stavtypeleser eller magnetkortleser for tilførsel til nevnte første middel.

10. Grensesnittsystem som angitt i krav 9,karakterisertved at nevnte stavtypeleser og magnetisk typeleser omfatter indikatorlys og summersignaler for å indikere tilstanden av data som sendes.

11. Grensesnittsystem som angitt i krav 10,karakterisertved at det innbefatter indikator-lager-signalmiddel for å lagre indikatorsignaler som anvendes til å aktivere lys eller summersignalene på nevnte stavtype eller magnetlesere.

12. Fremgangsmåte for å tilpasse datalesere til en mikroprosessor, hvor dataleserne tilveiebringer en serie databit og en styrebit for hver databit og hvor nevnte mikroprosessor krever data i tegnformat bestående av et forutbestemt antall av bits som settes igang av et startsymbol,karakterisert vedat fremgangsmåten omfatter: a) å tilveiebringe et flertall av seriebitstrømmer, hvor hver bit i strømmen omfatter data, b) å tilveiebringe et styresignal for hver databit som genereres, c) å velge en av nevnte flertall av seriebitstrømmer med de tilhørende styresignaler, d) å bestemme når data i nevnte valgte bitstrømmer og dets tilhørende styresignal er gyldig, e) å lagre den gyldige data og dens tilhørende styrebit, f) å assemblere den gyldige data i grupper i bits (tegn), og g) å tilveiebringe slike tegn til nevnte mikroprosessor.

13. Apparat for å tilpasse en dataleser, av den type som leser binærdigitale data som bæres på et medium og leverer et tilsvarende seriemessig binært digitalt signaltog, til en enhet innrettet til å motta seriemessige binære digitale data og å lagre et forutbestemt antall av binære sifre som representeres av de mottatte data, hvor nevnte dataleser også genererer klokkesignaler som representerer intervallene for nevnte signaltog under hvilke gyldige binære sifre representeres av nevnte tog,karakterisert vedat nevnte apparat omfatter: et databitlagringsmiddel koplet til å motta signaltog og styrt av nevnte klokkesignaler til å lagre et binært siffer som er representert ved nevnte tog, idet nevnte lagringsmiddel er koplet til nevnte enhet for å tilføre innholdet i nevnte lagermiddel, og en klokkeomformer for å motta hvert av nevnte klokkesignaler og som reaksjon på dette for å levere utgangstidsstyringssignaler av varighet lenger enn den for nevnte klokkesignaler, idet nevnte klokkeomformer er koplet til nevnte enhet til å styre nevnte enhet til å motta det binære siffer lagret i nevnte lagermiddel ved opptreden av den bakre kanten hos hvert tidsstyresignal.

14. Apparat som angitt i krav 13,karakterisert vedat nevnte dataleser er en anordning for å avføle magnetisk kodet informasjon.