[0001] Die Erfindung betrifft eine frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung und
ein Verfahren zur manipulationssicheren Druckdatensteuerung gemäß der im Oberbegriff
der Ansprüche 1, 13, 16 und 23 angegebenen Art.
[0002] Frankiermaschinen weisen mindestens eine Transportvorrichtung, Eingabe-, Speicher-
und Anzeigemittel und eine Druckansteuereinheit für eine Druckvorrichtung auf, welche
Druckmuster auf einen zu dieser Druckvorrichtung bewegten zu bedruckenden Aufzeichnungsträger
druckt. Derartige Druckvorrichtungen, insbesondere für einen elektrothermischen Druck
mittels Farbband bzw. Transportvorrichtungen sind mit Aktoren und Sensoren ausgestattet,
welche über eine Schaltungsanordnung angesteuert bzw. abgefragt werden (US 4 746 234).
[0003] Sensoren, die den Transport des Aufzeichnungsträgers detektieren, lösen beispielsweise
den Druckvorgang aus. Andere Sensoren ermitteln die Stellung der Gegendruckrolle bzw.
überwachen den laufenden Druckvorgang.
[0004] Eine Welle der Transportvorrichtung oder Spule eines relativ zum Aufzeichnungsträger
bewegten Farbträgers, der die Farbpartikel überträgt, ist mit einem Encoder gekoppelt,
welcher Taktsignale für die Drucksteuerung während des Druckvorganges zur Verfügung
stellt. Alle Sensoren bzw. Aktoren sind direkt oder indirekt über eine spezielle Schaltungsanordnung
mit der Ansteuereinheit, insbesondere einer Mikroprozessor-Steuereinheit, verbunden.
[0005] Für ein Thermotransferdruckverfahren ist bereits aus der DE 38 33 746 A1 eine über
eine Ansteuereinheit beaufschlagte Schalteinheit für einen Druckkopf bekannt, der
Widerstandselemente enthält. Eine selektive Ansteuerung mit Vorheizung der Widerstandselemente
dient zur Verringerung der Heizleistung beim Drucken. Zum Ansteuern eines Druckkopfes
wird Energie für die einzelnen Pixel des Druckbildes definiert bereitgestellt und
ein Druckmuster auf einen zum Farbband relativ bewegten zu bedruckenden Aufzeichnungsträgers
gedruckt, indem das Farbband die Farbpartikel aus der Farbschicht bei Erhitzung des
zugehörigen Heizwiderstandes im Druckkopf auf den Aufzeichnungsträger überträgt.
[0006] Zum Frankieren von Postgut sind auch Tintenstrahldrucker geeignet. Entsprechend des
verwendeten Druckprinzips muß die Schaltungsanordnung an die erforderlichen Aktoren
und Sensoren angepaßt werden.
[0007] Aus dem EP 465 236 A2 ist ein ASIC bekannt, welches eine Schaltung zur Drucksteuerung,
zur Motorsteuerung und zur Abrechnung umfaßt. Die Schaltung zur Drucksteuerung umfaßt
einen Speicher für feste und einen anderen für variable Daten, welche mit den festen
Daten überlagert werden. Ein Motorcontroller ist für ein Aktuieren eines Motorantriebes
in Abhängigkeit von der Poststückzuführung vorgesehen. Ein Tachosignale liefernder
Sensor steht über den Motorcontroller mit der Drucksteuerung in Verbindung. Ein Vorteil
ist zweifellos die hohe Manipulationssicherheit resultierend allein bereits aus der
eingeschränkten Anzahl an Ansatzpunkten für eine Manipulation, aufgrund der Verwendung
eines einzigen ASIC. Ein Nachteil der Verwendung eines einzigen ASICs ist die fehlende
Verwendbarkeit für unterschiedliche Frankiermaschinen, welche einen unterschiedlichen
Drucksteuermodul entsprechend eines realisierten Frankiermaschinensystem bzw. Poststraße
aufweisen.
[0008] Sollen aber verschiedene Typen an Frankiermaschinen produziert werden dann müssen
eine Vielzahl an Schaltkreisen (ASIC's oder/ und andere Bauelemente) vorgesehen werden.
Gerade die Vielzahl an Bauelementen und Schaltkreisen bietet dann Ansatzpunkte für
eine Manipulation, wenn kein alternativer Aufwand getrieben und ein Sicherheitsgehäuse
eingesetzt wird. Die Frankiermaschinentypen unterscheiden sich in Form und Ausstattung
entsprechend des zu bearbeitenden Postaufkommens und somit auch bezüglich einer unterschiedlichen
Anzahl an Sensoren und Aktoren.
[0009] Aus der EP 231 452 A2 ist das periodische Abfragen von Sensoren entsprechend einer
Softwareroutine einer Zentralverarbeitungseinheit (CPU), vorzugsweise eines Mikroprozessors,
bekannt.
[0010] Der Nachteil dieser Lösung besteht in einer hohen Rechenzeit bedingt durch das periodische
Abtasten der Sensoren. Dieser Nachteil wird noch vergrößert, wenn es sich um eine
besonders zeitkritische Abfrage handelt. Um möglichst schnell auf eine Zustandsänderung
reagieren zu können, muß die Abfragefrequenz hoch gewählt werden. Somit verbringt
der Mikroprozessor einen großen Anteil seiner Rechenzeit mit der Abfrage.
[0011] In der US 5,267,172 ist auch schon eine serielle Schnittstelle in einer Frankiermaschine
vorgeschlagen worden, welche zwischen einem Mikroprozessor und einem ASIC angeordnet
ist und auf welcher Adresse, Kommando und Daten seriell zum ASIC übertragen werden.
Nachteilig ist, daß zeitkritische Abfragen nicht realisiert werden können und keine
selbsttätige Arbeit der Schnittstelle vorliegt, was Rechenzeit im Mikroprozessor bindet.
[0012] Der zuletzt genannte Nachteil trifft ebenfalls auf ein aus der US 5,199,105 bekanntes
Datenverarbeitungssystem zu. Für einen universellen asynchronen Empfänger/Sender-Baustein
wird dort ein erstes Schieberegister zum Ausgeben der Daten und ein zweites Schieberegister
zum Einlesen der Daten sowie ein programmierbares Vergleichsregister vorgeschlagen,
um Interrupt auszulösen, wenn ein bestimmtes Datenbyte über den seriellen Kanal empfangen
wird.
[0013] Aufgabe ist es, eine frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung zu entwickeln,
welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und für eine Vielzahl an Frankiermaschinenvarianten
kostengünstig realisierbar ist, ohne dabei die Manipulationssicherheit zu vermindern.
[0014] Eine Unteraufgabe besteht darin, eine Abfrage der Sensoren durch die Steuereinrichtung
der Frankiermaschine bzw. das Steuern der Aktoren einerseits kostengünstig und andererseits
so zu realisieren, daß weniger Rechenzeit der CPU gebunden wird.
[0015] Eine weitere Unteraufgabe besteht in der Entwicklung einer Druckdatensteuerung, durch
die weniger Rechenzeit der CPU gebunden wird und dennoch die Funktions- bzw. Manipulationssicherheit
gewahrt bleibt.
[0016] Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche 1, 13, 16 und 23 gelöst.
[0017] Die Erfindung beruht auf der Überlegung, die Anpassungsfähigkeit der elektronischen
Steuerung an verschiedene Frankiermaschinentypen durch eine frankiermaschineninterne
Schnittstellenschaltung zu verbessern.
[0018] Innerhalb eines Sicherheitsgehäuses ist ein Mikroprozessor eines ersten Schaltungsteils,
in dem nur sicherheitsrelevante Daten verarbeitet werden, mit einem erfindungsgemäßen
zweiten Schaltungsteil verbunden, in welchem die übrigen Daten für jeweils den entsprechenden
Typ von Frankiermaschine gehändelt werden. Dieser zweite Schaltungsteil bildet eine
frankiermaschineninterne Schnittstelle zum ersten Schaltungsteil. In vorteilhafter
Weise ist die frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung als systemspezifisches
ASIC ausgeführt.
[0019] Es wird vorausgesetzt, daß zur Ansteuerung eines elektronischen Druckkopfes und der
Aktoren bzw. Sensorabfrage der Mikrozessor des ersten Schaltungsteils auf den zweiten
Schaltungsteil zugreift. Dabei werden vom Mikroprozessor nichtperiodisch Daten abfragt
bzw. an diesen übermittelt.
[0020] Der Schaltungsteil für sicherheitsrelevante Daten ist für alle Frankiermaschinetypen
gleich ausgebildet. Der zweite Schaltungsteil (ASIC) für die übrigen Daten ist entsprechend
dem Frankiermaschinentyp als interne Schnittstelle zum ersten Schaltungsteil ausgebildet.
[0021] Der zweite Schaltungsteil (ASIC) , d.h. die frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung
ist mit Sende- und Empfangsregistern für die Speicherung parallel übertragener Daten
und mit einem Schieberegister für die Serien/Parallel- bzw. Parallel/Serienwandlung
übertragener Daten innerhalb einer Aktor/Sensorsteuerung im Meter ausgerüstet und
weist ausgangsseitig zwei Leitungen, insbesondere eine Sende- und eine Empfangsleitung,
zur Base der Frankiermaschine auf mittels derer innerhalb der Frankiermaschine Daten
seriell zwischen Meter und einer Registereinheit in der Base übermittelt werden. An
die Registereinheit sind Sensoren und Aktoren der Base angeschlossen. Sensorsignale
werden in das Schieberegister der Aktoren/Sensorensteuerung geschoben und liegen dort
parallel abrufbar vor. Als Empfangsregister ist eine Sensorstatusregistergruppe für
parallele Daten der Sensorsignale mindestes eines Sensors vorgesehen. Mindestens ein
Sensorstatusregister und mindestens ein Interruptsteuerregister sind mit einer Überwachungsschaltung
verbunden, um die empfangenen Bits der Sensorsignale auf Zustandsveränderung zu überwachen,
um damit ggf. einen Interrupt zur Steuereinheit auszulösen.
[0022] Außerdem weist die frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung einen Decoder
zur Bereitstellung der Speichersteuersignale für die Aktoren/Sensoren-Steuerung und
innerhalb der Aktoren/Sensoren-Steuerung einen ersten Zustandsautomaten sowie eine
Druckdatensteuerung auf. Der vorgenannte Decoder, die Aktoren/Sensoren-Steuerung und
die Druckdatensteuerung enthalten jeweils Steuer- bzw. Datenregister.
[0023] Innerhalb des ASIC's können für eine Sensorabfrage und für das Aktorensetzen die
entsprechenden Daten in bekannter Weise in paralleler Form im Statusregister bzw.
im Kommandoregister bereitgestellt werden. Vorteilhaft sind weiterhin nur serielle
Schnittstellen zur Base vorgesehen, durch die eine Systemerweiterung für eine Vielzahl
an Sensoren und Aktoren entsprechend den verschiedenen Frankiersystemen ermöglicht
wird. Aufgrund einer geringen Anzahl an Leitungen zur Base gelingt es somit, dafür
und für eine Meter/ Base-Trennung eine kostengünstige Lösung zu schaffen.
[0024] Der hardwaremäßig realisierte Zustandsautomat tastet automatisch die Sensoren ab
und lädt ein Statusregister und setzt die Aktoren entsprechend der im Kommandoregister
gespeicherten Daten.
[0025] Erfindungsgemäß ist zwischen die Steuereinheit (CPU) und Statusregister eine Interruptsteuerung
geschaltet, wobei die Datenleitungen vom Statusregister zur Steuereinheit (CPU) parallel
ausgebildet sind. Ist unter hardwaremäßiger Steuerung das Statusregister geladen worden,
wertet der Interruptcontroller einzelne Bits aus. Ein vorbestimmter Zustand bzw. Zustandsübergänge
der einzelnen Bits werden der Steuereinheit (CPU) unverzüglich durch eine Interruptanforderung
mitgeteilt.
[0026] Es ist vorgesehen, daß die Aktor/Sensorsteuerung einen ersten Zustandsautomaten aufweist,
der dazu bestimmt ist, daß einerseits von der Registereinheit gelieferte Sensorsignale
gesteuert in das Schieberegister der Aktoren/Sensorsteuerung geschoben werden und
dann dort parallel abrufbar vorliegen, daß andererseits parallel vorliegende Daten
für Aktoren aus Kommandoregistergruppen in das Schieberegister parallel geladen und
dann seriell zur Versorgung der Aktoren in der Base ausgelesen werden, daß die Aktor/Sensorsteuerung
und die Überwachungsschaltung mit der Steuereinheit (CPU) verbunden sind, daß das
Interruptsteuerregister und die Steuereinheit (CPU) ausgebildet sind, die Art der
Änderung des Sensorwertes, aufgrund welcher eine Interruptanforderung ausgelöst wird,
im Interruptsteuerregister voreinzustellen und einen Interrupt entsprechend auszuführen,
so daß die Steuereinheit (CPU) direkt in die entsprechende Sensor-Behandlungsroutine
verzweigen kann.
[0027] Der Vorteil eines derartig nichtperiodischen Abfragens bzw. Übermittelns von Daten
des zur Steuereinheit (CPU) zwischengeschalteten Interruptcontrollers besteht darin,
daß Rechenzeit seitens der Steuereinheit (CPU) gespart wird. Ein weiterer Vorteil
besteht darin, daß der Steuereinheit (CPU) nicht mehr mitgeteilt werden muß, welcher
Sensor seinen Wert verändert hat. Die Information über den Sensor wird während der
Interruptverarbeitung der Steuereinheit (CPU) mitgeteilt, so daß sie direkt in die
entsprechende Sensor-Behandlungsroutine verzweigen kann. Die Art der Änderung des
Sensorwertes, aufgrund welcher eine Interruptanforderung ausgelöst wird, läßt sich
voreinstellen, so daß neben dem Sensor an sich durch die Interruptanforderung auch
die Art des Sensorüberganges bekannt ist, ohne den Sensorwert im Statusregister abfragen
zu müssen.
[0028] Vor den Interruptcontroller wird in vorteilhafter Weise ein Interrupt-Steuerregister
geschaltet, um die Art der Interruptauslösung zu beeinflussen. Die Änderung des Wertes
einer Sensorleitung kann somit einen Interrupt am Prozessor generieren. Außerdem ist
seitens der Steuereinheit (CPU) bezüglich der seriellen Übertragung zwischen Meter
und Base keine Synchronisation beim Setzen der Aktoren erforderlich.
[0029] Zur Schaffung einer Druckdatensteuerung gemäß der weiteren Subaufgabe ist die frankiermaschineninterne
Schnittstellenschaltung mit Sende- und Empfangsregistern für die Speicherung parallel
übertragener Daten und mit einem Schieberegister für die Serien/Parallel- bzw. Parallel/Serienwandlung
der vom bzw. zum Druckkopf über ein Druckregister übertragenen Daten, ausgerüstet.
[0030] Die Druckdatensteuerung wird erfindungsgemäß zum Sicherheitsmodul erweitert und bietet
neben der angestrebten Entlastung der Steuereinheit CPU außerdem eine höhere Manipulationssicherheit
vor betrügerischer Benutzung des Druckkopfes in Verbindung mit einer speziellen Druckkopfelektronik.
Erfindungsgemäß wird in je einem Codegenerator einer Einheit, d.h. in der Druckkopfelektronik
und im Sicherheitsmodul, unabhängig voneinander ein Code erzeugt und jeweils zur anderen
Einheit übertragen. Vergleicher prüfen den empfangenen Freischalt- bzw. Quittungscode
mit dem erwarteten Code. Bei Korrektheit wird der Druckkopf für ein einzelnes Druckbild
freigeschaltet. Das zu druckende Bild wird dann in "Klarschrift" (unverschlüsselt)
übertragen. Nach Beendigung der Datenübertragung ist der Druckkopf automatisch wieder
gesperrt und muß mit Hilfe eines weiteren kodierten Datenaustausches freigeschaltet
werden. Für jedes Druckbild wird ein neuer kodierter Datensatz zur Freischaltung bzw.
Quittierung erzeugt damit eine Aufzeichnung des Freischaltevorganges nicht wiederverwendet
werden kann.
[0031] Erfindungsgemäß ist in einer weiteren Variante vorgesehen, daß die Druckdatensteuerung
einen dritten Zustandsautomaten aufweist, der eingangsseitig mit einer Modusregistergruppe
zur Einstellung der Betriebsart und ausgangsseitig mit Steuereingängen des Sende-Schieberegisters,
einer Testschaltung und eines Druckregisters verbunden ist, um einen von einem ersten
anschaltbarem Codegenerator abgegebenen zweiten Quittungscode unter Steuerung durch
den dritten Zustandsautomaten in ein Test-Schieberegister einzuschieben, wobei im
Test-Schieberegister der zweite Quittungscode parallel abrufbar vorliegt und wobei
die Testschaltung entsprechend eines eingestellten Sicherheitsdruckermodus ausgebildet
ist, den seriellen Datentransfer zwischen Druckregister Druckkopfelektronik einerseits
und dem Sende-Schieberegister andererseits zu überwachen, um die empfangenen Bits
auf vorbestimmte Zustandsveränderung zu überwachen, um ggf. einen Interrupt zur Steuereinheit
und um damit eine DMA-gesteuerte Druckdatenübertragung zum Druckkopf auszulösen.
[0032] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet
bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der
Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
- Figur 1,
- Blockschaltbild der Schaltungsanordnung für Meter und Base,
- Figur 2,
- Blockschaltbild der frankiermaschineninternen Schnittstellenschaltung,
- Figur 3,
- Blockschaltbild für die erfindungsgemäße Aktoren/Sensoren-Steuerung,
- Figur 4,
- Überwachungsschaltung mit Verbindung der Aktoren/Sensoren-Steuerung über eine Interrupt-Steuerung
in der frankiermaschineninternen Schnittstellenschaltung mit der Steuereinheit,
- Figur 5,
- Blockschaltbild für eine erste Variante der erfindungsgemäßen Druckdatensteuerung
mit Testschaltung,
- Figur 6,
- Blockschaltbild für eine zweite Variante der erfindungsgemäßen Druckdatensteuerung
mit Sicherheitsmodul.
[0033] Die Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung für eine Frankiermaschine.
Die Schaltungsanordnung läßt sich zwei Teilen, nämlich Meter und Base zuordnen, wobei
die Base mindestens die Motoren und andere Aktoren, Sensoren sowie den Druckkopf nebst
zugehöriger Ansteuerelektronik enthält. Das Meter enthält als ersten Schaltungsteil
die eigentliche Steuerung, die mit einem Ein/Ausgabe-Modul 4 und insbesondere mit
einem zweiten Schaltungsteil, der erfindungsgemäßen frankiermaschineninternen Schnittstellenschaltung
verbunden ist, welche vorteilhaft als ASIC 14 ausgebildet sein kann. Die Steuerung
umfaßt in bekannter Weise einen Uhr/Datums-Block 8, einen Charakterspeicher 9, einen
Kostenstellenspeicher 10, einen nichtflüchtigen Speicher 5, Programmspeicher 11 und
Arbeitsspeicher 7, welche mit einem Mikroprozessor in kommunikativer Verbindung stehen.
[0034] Im Uhr/Datums-Block 8 werden Zeitdaten und das Datum auch bei abgeschalteter Frankiermaschine
generiert. Der Ein/Ausgabe-Modul 4 stellt beispielsweise über eine RS 232-Schnittstelle
eine Verbindung zum Modem 23 und ggf. zur Waage 22 her.
[0035] Letztere können Bestandteil der Base sein. Außerdem sind am Modul 4 der Displaycontroller
3 und die Tastatur 2 angeschlossen.
[0036] Die Eingabedaten werden im nichtflüchtigen Speicher (NVM) 5 so gespeichert, daß die
letzte Einstellung vor einem Ausschalten der Frankiermaschine erhalten bleibt. Im
Programmspeicher 11 sind das Betriebsprogramm und Fixdaten, beispielsweise für ein
Werbeklischee, gespeichert. Im Kostenstellenspeicher 10 werden die aktuellen Abrechnungsdaten
kostenstellenabhängig vor jedem Druck nichtflüchtig gespeichert.
[0037] Im Charakterspeicher 9 ist der entsprechende Zeichensatz vorhanden. Gemäß den Eingaben
werden entsprechende Zeichen als Pixeldaten im Pixelspeicher 7 gespeichert.
[0038] Der Mikroprozessor wird als Steuereinheit 6 für die gesamte Frankiermaschine eingesetzt
und ist über Adreßleitungen A und Datenleitungen D mit den Blöcken 4, 5, 7 bis 11
des ersten Schaltungsteils 1 und über Adreß-, Daten- und Steuerleitungen (A,D,S) mit
dem zweiten Schaltungsteil 14 verbunden, welcher als ASIC ausgebildet ist. Entsprechend
der im Decoder des ASIC's generierten Speichersteuer-Signale S
s werden vom Mikroprozessor die vorgenannten Blöcke adressiert.
[0039] Dabei können die funktionsbestimmenden - in Figur 1 gezeigten - Blöcke des ersten
Schaltungsteils partiell oder total zu mindestens einem physikalischen Bauelement
zusammengefaßt werden und weitere Maßnahmen vorgesehen sein, um eine Manipulation
durch unberechtigte Personen zu erschweren. Die Funktion dieser Blöcke und derartige
Maßnahmen sind beispielsweise in der deutschen Anmeldung P 43 44 476.8 näher erläutert.
[0040] Die Erfindung wird im nachfolgenden Ausführungsbeispiel nebst Figuren 2 bis 5 näher
erläutert.
[0041] Der - in der Figur 2 näher dargestellte - Schaltungsteil 14 für die frankiermaschineninterne
Schnittstelle, der entsprechend dem Frankiermaschinentyp ausgebildet ist, weist einen
Decoder 300 zur Bereitstellung der Speichersteuersignale, eine Aktoren/Sensoren-Steuerung
400, einen Interruptcontroller 600 und eine Druckdatensteuerung 700 auf. Die Adressenleitungen
A0 bis A3 und Datenleitungen D sowie Steuerleitungen S liegen an allen Blöcken 300,
400, 600 und 700 an. Am Decoder liegen auch Adressenleitungen A13 bis A19 an. Der
Decoder 300 stellt Speichersteuersignale S
s für die Blöcke 400, 600 und 700 zur Verfügung. Der Block 400 für die Aktoren/Sensoren-Steuerung
gibt ausgangsseitig ein Signal I
i an den Block 600 für die Interruptsteuerung ab. Der Block 600 steht ausgangsseitig
über die Leitungen für die Daten- und Steuersignale I
o mit der Steuereinheit 6 in Verbindung (Fig.1). Das als ASIC ausgebildete Schaltungsteil
14 ist mit einem Eingang s für den Anschluß an die Sensoren der Base und mit einem
Ausgang a für den Anschluß an die Aktuatoren der Base der Frankiermaschine über eine
Registereinheit 28 ausgestattet (Fig.1).
[0042] Die Überwachung der Sensoren und das Schalten bzw. das Setzen der Aktoren wird durch
die Funktion der - in der Figur 3 gezeigten - Aktoren/ Sensoren-Steuerung 400 unterstützt.
Um die Steuereinheit 6 zu entlasten, wird das Einlesen der Sensorenzustände und die
Ausgabe von Steuerbits für die Aktuatoren durch einen ersten Zustandsautomaten 401
automatisiert. Die Schaltung enthält Registergruppen 410 bis 450, umfassend Register
einerseits für die Kommunikation mit der Steuereinheit (CPU) 6 und andererseits für
den Zustandsautomaten 401.
[0043] Die gesamte Aktoren/Sensoren-Steuerung 400 besteht aus einem ersten Zustandsautomaten
401, zwei 8-Bit Kommandoregistergruppen 420 und 421, zwei 8-Bit (Sensor)-Statusregistergruppen
410 und 411, einem Schieberegister 430 zur seriellen Übertragung der Aktuatoren- bzw.
Sensordaten, einer Modusregistergruppe 440 zur Einstellung der Betriebsart und einer
Interruptsteuerregistergruppe 450 zur Beeinflussung der Interruptgenerierung in einer
Verknüpfungsschaltung 490.
[0044] Der Interruptcontroller 600 und die Verknüpfungsschaltung 490 bilden eine - in der
Figur 4 näher dargestellte - Überwachungsschaltung, um bei Zustandsveränderung auf
der Verbindungsleitung das Signal I
o an die Steuereinheit 6 zu senden. Das gestattet, für die Steuereinheit 6 einen internen
Interrupt zu generieren. Die Verknüpfungsschaltung 490 der Aktoren/Sensoren-Steuerung
400 besteht aus mindestens einem XOR-Verknüpfungs-Gatter, welches mit seinem ersten
Eingang mit dem Q-Ausgang eines D-Flip-Flops der Interruptsteuerregistergruppe 450
und mit seinem zweiten Eingang mit dem Q-Ausgang eines D-Flip-Flops 4101 der (Sensor)-Statusregistergruppe
410 verbunden ist. Jedes XOR-Verknüpfungs-Gatter der Verknüpfungsschaltung 490 ist
ausgangsmäßig über eine Signalleitung I
i mit dem zugehörigen Eingang der Interrupt-Steuerung 600 der frankiermaschineninternen
Schnittstellenschaltung verbunden. Der zugehörige Eingang ist vorzugsweise ein Takteingang
mindestens eines D-Flip-Flops einer Registergruppe 610, welches mit seinem D-Eingang
mit Plus-Potential verbunden ist. Der Q-Ausgang der D-Flip-Flops der Registergruppe
610 ist mit einem zugehörigen Eingang eines Prioritätsencoders 620 verbunden, welcher
mit einer zweiten Zustandsautomaten (Statemachine) 601 zusammen wirkt. Bei einem durch
den Prioritätsencoder 620 ermittelten Interrupterfordernis erzeugt der zweite Zustandsautomat
601 ein Anforderungssignal IRQ an die Steuereinheit 6, welche zu gegebener, von der
Steuereinheit abhängigen, Zeit mit einem Antwortsignal IACK antwortet. Die Steuereinheit
6 kann dann über die Datenleitungen Daten D vom Prioritätsencoder 620 abfragen, mittels
derer die Interruptquelle ermittelbar ist.
[0045] In der bevorzugten Ausführungsvariante erfolgt die Interruptgenerierung aufgrund
der vier niederwertigen Bits der 8-Bit (Sensor)-Statusregistergruppe 410. Die Verknüpfungsschaltung
490 ist vorzugsweise als XOR-Verknüpfung ausgebildet und weist entsprechend dem vorgenannten
Ausführungsbeispiel vier XOR-Verknüpfungs-Gatter auf, welche entsprechend mit vier
D-Flip-Flops der Registergruppe 610 verbunden sind. Die Registergruppen aller Blöcke
300, 400, 600 und 700 können - in nicht gezeigter Weise - innerhalb des ASICs 14 einen
eigenen Block 500 bilden, der mit den anderen Blöcken in Kommunikationsverbindung
steht.
[0046] In der Base ist die Registereinheit 28 mit einer Vielzahl an Schieberegistern 281
bis 286 ausgestattet (Fig.1). Die Registereinheit 28 weist - gemäß der in Figur 3
gezeigten Weise - zwei den Sensoren 251 und 252 zugeordnete Sensor-Schieberegister
281 und 282 sowie zwei Aktor-Schieberegister 283 und 284 auf, welche mit dem Schieberegister
430 der Aktoren/ Sensoren-Steuerung 400 zu einer Schleife gekoppelt sind. Die in der
Base vorhandenen Sensoren 251 und 252 liefern Daten an die Sensor-Schieberegister
281 und 282.
[0047] Die Frankiermaschine lädt unter Steuerung durch den ersten Zustandsautomaten 401
den Wert aus dem ersten Kommandoregister 420 in das Schieberegister 430.
[0048] Beim Herausschieben der Daten werden gleichzeitig die Daten des ersten Sensor-Schieberegisters
281 der Base im Schieberegister 430 empfangen und die Daten des zweiten Sensor-Schieberegisters
282 in das erste Sensor-Schieberegisters 281 geschoben. Nach Beendigung des Schiebevorganges
wird der Inhalt des Schieberegisters 430 (ehemalige Daten des Sensors 251) in die
erste 8-Bit (Sensor)-Statusregistergruppe 410 geladen. Bei entsprechender Einstellung
der Interruptsteuerregistergruppe 450 kann dieses Laden zu einem Interrupt führen.
[0049] Der Wert aus der zweiten Kommandoregistergruppe 421 wird nun in das Schieberegister
430 geladen und seriell übertragen. Dabei wird der Inhalt vom ersten Aktor-Schieberegister
283 in das zweite Aktor-Schieberegister 284 weitergeschoben. Gleichzeitig werden die
empfangenen Bits aus dem Sensor-Schieberegister 281 (Daten des Sensors 252) in die
zweite 8-Bit (Sensor)-Statusregistergruppe 411 übertragen.
[0050] Anschließend werden die Inhalte der Aktoren-Schieberegister 283 und 284 in die entsprechenden
Aktorregister 285, 286 geladen und die Aktoren entsprechend des Bitwertes geschaltet.
Gleichzeitig mit dem Umkopieren der Aktorinformation werden die Sensor-Schieberegister
281 und 282 mit dem entsprechenden Sensorpegel der Sensoren 251 und 252 neu geladen.
Damit ist ein Durchlauf der Zustandsmaschine 401 beendet.
[0051] In einer zweiten - in den Figuren nicht dargestellten - Variante ist ein Sensor 25
den beiden Sensor-Schieberegistern 281 und 282 zugeordnet, infolge dessen sich das
Sensorsignal mit einer höheren Auflösung auswerten läßt. Ebenso könnte ein Aktor 26
über die Latches 285, 286 mit beiden Aktor-Schieberegistern 283, 284 verbunden sein,
um eine genauere Einstellung zu realisieren.
[0052] In einer dritten - nicht gezeigten Variante - können eine Vielzahl an Sensoren beispielsweise
ein Mikroschalter 250 zur Detektierung der Endstellung beim Druckvorgang, Sensor 251
für die Brieferkennung, Sensor 252 für Streifengeber ... u.a. Sensoren angeschlossen
sein, welche eine grobe Auflösung ggf. zwecks Wiederspiegelung einer reinen Schaltfunktion
aufweisen.
[0053] In einer vierten - nicht gezeigten Variante - können eine Vielzahl an Sensoren einer
niedrigen Auflösung bzw. zwecks Wiederspiegelung einer reinen Schaltfunktion zusammen
mit einem Sensor 253 für eine höhere Auflösung angeschlossen sein, was die Auswertung
der Sensoramplitude gestattet.
[0054] In einer gleichen Vielfalt sind die Aktoren anschließbar. Wenn ein Hubmagnet oder
ein Motor 12 nur 1 Bit bzw. ein Motor für zwei Richtungen nur 2 Bit benötigt, kann
ein Aktor-Schieberegister und zugehöriges Aktorregister für eine Amplituden-Zeit-,
Frequenz- oder Daten- Voreinstellung vorgesehen sein.
[0055] Ebenso können mittels Aktor-Schieberegister und zugehörigen Aktorregister Schwellwerte
für ein schwellwertabhängiges Detektieren für einen Sensor vorgegeben werden, welcher
nur noch den Schwellwert mit einem Istwert vergleicht und das Bit des Vergleichsergebnisses
an das Sensor-Schieberegister übermittelt. Damit kann ebenfalls eine Amplitude ausgewertet
werden, jedoch bei einer Vielzahl von Sensoren.
[0056] In einer fünften Variante - die nicht extra in den Figuren dargestellt worden ist
- wird die Aktor Sensor-Steuerung (400) über mindestens eine Leitung mit der Registereinheit
(28) in der Base verbunden, um entweder Sensorsignale abzufragen oder Aktorsignale
zum Setzen der Aktoren abzugeben.
[0057] Ein Sensor für zeitkritische Daten ist der Encoder 13. Dieser liegt einerseits -
in aus der Figur 1 ersichtlichen Weise - direkt am Eingang e der Steuereinheit 6 an
und ist andererseits am Eingang e des zweiten Schaltungsteils (ASIC) 14 angeschlossen.
Der Encoder wirkt auf einen in der Steuereinheit 6 vorhandenen DMA-Controller. Der
DMA-Controller liest ein komplettes Stempelbild aus dem Pixelspeicher (RAM) 7 aus
und über die ASIC-Druckdatensteuerung 700 in das Druckregister (DR) des Druckkopfes
16 druckspaltenweise ein. Der Encoder 13 wirkt direkt auf die Druckdatensteuerung
700, indem er ein externes Triggersignal für die Übertragung der Druckdaten für die
einzelnen Druckspalten an einen zweiten Zustandsautomaten 701 liefert.
[0058] Die Druckdatensteuerung 700 ist in der Figur 5 für eine erste Variante näher erläutert.
Eine dritte Zustandsmaschine 701 ist mit einem Sendeschieberegister 710 und mit einem
Testschieberegister 720 verbunden, um die Steuerung des Datentransfers mittels eines
Signals CLOCKOUT zu übernehmen. Das Sendeschieberegister 710 sendet die von dem DMA-Controller
gelieferten Bytes an das Druckregister (DR) 15. Hier erfolgt eine Serien-Parallel-Wandlung
der Daten für die Druckkopfelektronik des Druckkopfes 16. Der Druckkopf 16 enthält
zur Zwischenspeicherung der parallelen Druckdaten Register, welche mit einem Signal
LATCH entsprechend dem Encodersignal am Eingang e gesteuert werden, sowie Treiber,
welche durch ein Signal STROBE von der Steuereinheit 6 gesteuert werden. Die Treiber
steuern die eigentlichen Druckelemente des Druckkopfes 16.
[0059] Im ASIC 14 kann in Verbindung mit dem ersten Schaltungsteil 1 aufgrund einer Testschaltung
702 der serielle Datentransfer überwacht werden. Das Testschieberegister 720 kann
Daten vom Druckregister 15 seriell empfangen, welche nach Serien-Parallel-Umwandlung
von der Steuereinrichtung 6 über die Datenleitung D bei Bedarf gelesen werden können.
[0060] Außerdem kann im ASIC 14 in Verbindung mit dem ersten Schaltungsteil 1 aufgrund einer
lokalen Schleife und mittels der Testschaltung 702 der serielle Datentransfer getestet
werden. Dazu ist vorgesehen, daß in den Druckpausen die Bits des Sendeschieberegisters
710 für serielle Druckdaten zweck Testung über eine lokale Schleife LOCAL LOOP und
mittels einer Testschaltung 702 in ein Testschieberegister 720 eingelesen werden.
[0061] Durch spezielle - in der Figur 5 gezeigte - Modusregister 750 kann von der Steuereinheit
6 über die Datenleitung D die Betriebsart eingestellt werden. Somit kann die Anzahl
der Bytes, die Art des Transfers (mit oder ohne Byte Counter) und die Taktrate des
Schiebetaktes vorbestimmt werden.
[0062] Weitere Register können im Registerblock 500 des ASIC's 14 vorgesehen sein und können
in Verbindung mit dem dritten Zustandsautomaten 701 weitere Daten, Takt- oder Steuersignale
an das Druckerregister 15 und die Druckkopfelektronik abgeben, so daß die Ansteuerung
auch beim Einsatz verschiedener Druckköpfe möglich wird.
[0063] Das Problem bezüglich der Manipulationssicherheit eines extern vom Meter in der Base
angeordneten Druckkopfes wurde mit Hilfe einer speziellen Druckkopfelektronik und
mit speziellen Schaltungsmaßnahmen in der Druckdatensteuereinheit 700 gelöst, welche
die Steuereinheit 6 von Drucküberwachungsaufgaben entlasten. Dabei wird eine Freischaltung
für ein einzelnes Druckbild realisiert. Freischaltsignale bzw. Überwachungsdaten können
zwar auch separat übermittelt werden, was aber aufwendiger wäre, als bei einer seriellen
Übermittlung.
[0064] In der Figur 6 ist ein Blockschaltbild für eine zweite Variante der erfindungsgemäßen
Druckdatensteuerung mit einer Ausbildung zum Sicherheitsmodul dargestellt. Die an
einer erweiterten Druckkopfhardware angeschlossene Druckdatensteuereinheit 700 - gemäß
der in der Figur 5 gezeigten Ausführung - wird erweitert, um einen zweiten Codegenerator
703, einen Multiplexer 709, einen Demultiplexer 725 und einen zweiten Komparator 723.
Zusätzlich wird die - in der Figur 5 gezeigte - Druckkopfhardware um eine Druckkopfelektronik
30 erweitert, welche einen ersten Codegenerator 32, einen Demultiplexer 35, einen
ersten Komparator 33, einen Überwachungsbaustein 36 zur Druckdatenlängenüberwachung
für ein einzelnes freigeschaltetes Druckbild, erste und zweite Schaltermittel 34,
37 und einen vierten Zustandsautomaten 31 einschließt.
[0065] Die Modifikation der erweiterten Druckkopfhardware gegenüber in der Figur 3 gezeigten
Druckdatensteuereinheit ergibt sich einerseits aus einer sehr großen Anzahl von zu
übermittelnden Druckdaten, beispielsweise 200 dpi (dot per inch) für eine Druckspalte.
Auch das in Figur 5 gezeigte Sendeschieberegister 710 bzw. das Druckregister DR 15
müssen zur Datenübermittlung für eine Druckspalte ausgelegt sein. Der Druck erfolgt
spaltenweise vorzugsweise auf ein Kuvert, wenn die Druckspaltendaten parallel am Druckkopf
anliegen ein STROBE-Signal auf den Druckkopf geschaltet wird.
[0066] Andererseits wird mit der speziellen Druckkopfelektronik einem Bedürfnis nach Manipulationssicherheit
entsprochen. Vor Druckbeginn wird von der erfindungsgemäß zum Sicherheitsmodul ausbildeten
Druckdatensteuerung im Meter zur speziellen Druckkopfelektronik in der Base ein Freischaltcode
übermittelt. Unter Steuerung durch den vierten Zustandsautomaten 31 wird der nach
einer Serien/Parallel-Wandlung im Druckregister 15 zwischengespeicherte Freischaltcode
über einen Demultiplexer 35 an einen ersten Komparator 33 angelegt. Von dem ersten
Codegenerator 32 wird unter Steuerung durch den vierten Zustandsautomaten 31 ein vorbestimmter
Code erzeugt und dem ersten Komparator 33 zugeführt, welcher einen Vergleich durchführt.
Bei einem positiven Vergleich wird ein Freischaltsignal einem Überwachungsbaustein
36 zur Druckdatenlängenüberwachung für ein einzelnes freigeschaltetes Druckbild beaufschlagt.
Anderenfalls bleibt der Druckkopf gesperrt. Gleichzeitig mit der vorgenannten Freischaltung
wird der vorbestimmte Code über erste Schaltermittel 34 den Druckregister 15 zugeführt,
welches den vorbestimmten Code als Freischaltcode seriell zur Druckdatensteuereinheit
700 übermittelt. Als erste Schaltermittel 34 eignen sich vorzugsweise Feldeffekttransistoren
oder andere vergleichbare steuerbare elektronische Schalter.
[0067] Erfindungsgemäß weist eine solche Version einer Druckdaten-Steuerung 700 einen dritten
Zustandsautomaten 701 auf, der eingangsseitig mit einer Modusregistergruppe 750 zur
Einstellung der Betriebsart und ausgangsseitig mit Steuereingängen des Sende-Schieberegisters
710, einer Testschaltung 702 und des externen Druckregisters 15 verbunden ist, um
einen von einem ersten anschaltbarem Codegenerator 32 abgegebenen Quittungscode unter
Steuerung durch den dritten Zustandsautomaten 701 in ein Test-Schieberegister 720
einzuschieben. Im Test-Schieberegister 720 liegt der Quittungscode parallel abrufbar
vor und die Testschaltung 702 ist entsprechend eines eingestellten Sicherheitsdruckermodus
ausgebildet, den seriellen Datentransfer zwischen Druckregister 15, Druckkopfelektronik
30 einerseits und dem Sende-Schieberegister 710 andererseits zu überwachen, um die
empfangenen Bits auf vorbestimmte Zustandsveränderung zu überwachen. Durch den zweiten
Komparator 723 und die Interruptsteuerung 600 wird eine Überwachungsschaltung gebildet.
Ein zweiter Eingang eines in der Figur 4 gezeigten Prioritätsencoders 620 wird über
ein zweites D-Flip-Flop 611 mit dem vom zweiten Komparator 723 ausgangsseitig abgegebenen
Signal J beaufschlagt, welches eine Übereinstimmung signalisiert. Bei Übereinstimmung
wird von der Interruptsteuerung 600 ein Interrupt generiert.
[0068] Somit kann gegebenenfalls ein Interrupt zur Steuereinheit 6 übertragen werden, um
damit anschließend eine Druckdatenübertragung zum Druckkopf auszulösen. Wenn die Übertragung
über den DMA-Kanal gestartet wird, läuft diese selbsttätig ohne Mitwirkung der Steuereinheit
6 (CPU) ab. Dadurch wird ebenfalls die Steuereinheit 6 (CPU) entlastet.
[0069] Die frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung ist ausgerüstet mit Sende- und
Empfangsregistern für die Speicherung parallel übertragener Daten und mit einem Schieberegister
für die Serien/Parallel- bzw. Parallel/Serienwandlung der vom bzw. zum Druckkopf über
ein Druckregister übertragenen Daten.
[0070] Das Verfahren zur manipulationssicheren Druckdatensteuerung ist gekennzeichnet durch
die Schritte:
a) Durchführung eines codierten Datenaustausches, wobei in der Druckkopfelektronik
30 und in der Druckdatensteuereinheit 700 unabhängig voneinander ein einzigartiger
Code erzeugt und jeweils zur anderen Einheit 30, 700 übertragen wird,
b) Überprüfen der empfangenen Freischalt- bzw. Quittungscode mit dem erwarteten Code
mittels Vergleicher, wobei bei Korrektheit der Druckkopf für ein einzelnes Druckbild
freigeschaltet und das zu druckende Bild dann übertragen wird,
c ) Überwachen des von der Druckkopfelektronik 30 übermittelte Codes in der Druckdatensteuereinheit
700 und Bildung eines Interruptsignals bei Korrektheit, wobei das Interruptsignal
zur Steuereinheit 6 übertragen wird, um damit anschließend eine DMA-gesteuerte Druckdatenübertragung
zum Druckkopf auszulösen,
d) automatisches Sperren des Druckkopfes nach Beendigung der Datenübertragung für
vorgenanntes einzelnes Druckbild und
e) Erzeugung eines neuen codierten einzigartigen Codes zur Freischaltung bzw. Quittierung,
um den Druckkopf wieder für ein folgendes Druckbild freizuschalten.
[0071] Der Druckkopf wird nach dem Überprüfen des empfangenen Freischaltcodes für genau
einen Abdruck freigeschaltet. Zum Druckkopf wird eine Druckdatenlängeninformation
im Rahmen eines codierten Datenaustausches, der u.a. die Länge des zu druckenden Bildes
in Byte oder in einer vorbestimmten Anzahl an Druckspalten enthält, übermittelt. Vorzugsweise
wird die vorgenannte Druckdatenlängeninformation vom Demultiplexer DEMUX 35 in den
Überwachungsbaustein 36 zur Druckdatenlängenüberwachung übermittelt, bevor das zum
Druckkopf übermittelte Druckdatenübertragungssignal die unverschlüsselten Bilddaten
enthält. Im Zustand der Freischaltung wird eine Druckdatenlängenüberwachung für die
unverschlüsselten Bilddaten durchgeführt, um die Beendigung der Datenübertragung für
vorgenanntes einzelnes Druckbild zu ermitteln. Das Sperren des Druckkopfes wird dabei
ab Erreichung der durch die vorgenannte Druckdatenlängeninformation vorgegebene Druckdatenlänge
ausgelöst.
[0072] Ein Verfahren zur manipulationssicheren Druckdatensteuerung, nach einer anderen Version
arbeitet mit mehreren erzeugten Codes gleichzeitig. Es ist vorgesehen, daß zur Durchführung
des kodierten Datenaustausches Code unabhängig von einander erzeugt werden, um einen
Vergleich des zur Druckkopfelektronik übermittelten Codes mit einem erzeugten ersten
Code und um einen Vergleich des zur Druckdatensteuereinheit übermittelten Codes mit
einem zweiten Code durchzuführen.
[0073] Erfindungsgemäß weist vorgenannte andere Version für eine solche Druckdaten-Steuerung
700 mit Ausbildung zum Sicherheitsmodul einen zweiten Codegenerators 703 für die Generierung
zweier für jeden Abdruck einzigartiger Freischaltcode und einen dritten Zustandsautomaten
701 auf, der eingangsseitig mit einer Modusregistergruppe 750 zur Einstellung der
Betriebsart und ausgangsseitig mit Steuereingängen des Sende-Schieberegisters 710,
einer Testschaltung 702 und des externen Druckregisters 15 verbunden ist, um einen
von einem ersten anschaltbarem Codegenerator 32 abgegebenen zweiten Quittungscode
unter Steuerung durch den dritten Zustandsautomaten 701 in ein Test-Schieberegister
720 einzuschieben. Im Test-Schieberegister 720 liegt der zweite Quittungscode parallel
abrufbar vor und die Testschaltung 702 ist entsprechend eines eingestellten Sicherheitsdruckermodus
ausgebildet, den seriellen Datentransfer zwischen Druckregister 15, Druckkopfelektronik
30 einerseits und dem Sende-Schieberegister 710 andererseits zu überwachen, um die
empfangenen Bits auf vorbestimmte Zustandsveränderung zu überwachen. Somit kann gegebenenfalls
ein Interrupt zur Steuereinheit 6 übertragen werden, um damit anschließend eine Druckdatenübertragung
zum Druckkopf auszulösen. Wenn die Übertragung über den DMA-Kanal gestartet wird,
läuft diese selbsttätig ohne Mitwirkung der Steuereinheit 6 (CPU) ab. Dadurch wird
ebenfalls die Steuereinheit 6 (CPU) entlastet.
[0074] In der Druckdatensteuereinheit 700, welche die Steuereinheit 6 von Drucküberwachungsaufgaben
entlasten, ist vorgesehen, daß am parallelem Ausgang des Test-Schieberegister 720
ein erster Eingang und am parallelem Ausgang eines zweiten Codegenerators 703 ein
zweiter Eingang eines digitalen Komparators 723 für die Überprüfung des zweiten Quittungscodes
angeschlossen ist, wobei die parallel abrufbaren Daten-Bits des zweiten Quittungscodes
mit den vom zweiten Codegenerator 703 gelieferten Daten-Bits eines ersten Freischaltcodes
verglichen werden und bei Nichtübereinstimmung eine Fehlermeldung zur Überwachungsschaltung
(723, 600) übermittelt wird. Vorzugsweise sind die Eingänge des digitalen Komparators
(723) mit internen Pufferspeichern zur Zwischenspeicherung vor einer Überprüfung der
Code versehen. Intern kommt wieder eine XOR-Verknüpfung zum Einsatz.
[0075] Die Steuereinheit CPU 6 ist über einen DMA-Kanal mit dem Sende-Schieberegisters 710
verbunden. Bei Übereinstimmung der vorgenannten Code, die am zweiten Komparator 723
anliegen, wird die Übermittlung der Fehlermeldung zur Interruptsteuerung 600 unterbrochen
und statt dessen Übereinstimmung signalisiert. Zur Meldung der Übereinstimmung wird
ein Signal J zur Interruptsteuerung (600) übermittelt. Von der Interruptsteuerung
600 wird dann ein Interrupt generiert und zur Steuereinheit CPU 6 abgegeben, wodurch
veranlaßt wird, daß von der Steuereinheit CPU 6 über den DMA-Kanal Druckdaten zum
Sende-Schieberegisters 710 übermittelt werden.
[0076] Zwischen dem Sende-Schieberegister 710 und dem zweiten Codegenerator 703 bzw. der
Steuereinheit CPU 6 ist ein Multiplexer MUX 709 geschaltet, um den zweiten Freischaltcode
oder die über den DMA-Kanal übermittelten Druckdaten in das Sende-Schieberegister
710 einzuladen.
[0077] Mit Hilfe einer speziellen Druckkopfelektronik und mit speziellen Schaltungsmaßnahmen
wird eine Freischaltung für ein einzelnes Druckbild realisiert, indem zwischen Druckregister
DR 15 und dem Druckkopf 16 die Druckkopfelektronik 30 angeordnet ist und nach daß
Freischaltung die Druckdatenübertragung zum Druckregister DR 15 über die Druckkopfelektronik
30 zum Druckkopf 16 unter Überwachung durch die Druckkopfelektronik 30 erfolgt.
[0078] Die Druckkopfelektronik 30 weist einen vierten Zustandsautomaten 31 auf, der eingangsseitig
mit einem Taktsignal CLOCKOUT vom dritten Zustandsautomaten 701 und von einem Überwachungsbaustein
36 mit einem Ausgangssignal beaufschlagt wird und ausgangsseitig mit einem Steuereingang
eines ersten elektronischen Schalters 34, mit einem Steuereingang eines zweiten elektronischen
Schalters 37, mit einem ersten Codegenerator 32 und mit einem Steuereingang eines
Demultiplexers DEMUX 35 verbunden ist, wobei an einem ersten Ausgang des Demultiplexers
DEMUX 35 zur parallelen Datenübernahme ein interner Zwischenspeicher des Druckkopfes
DK 16 angeschlossen ist.
[0079] Es ist weiterhin vorgesehen, daß am parallelem Ausgang des ersten Codegenerators
32 ein erster Eingang und am zweiten Ausgang des Demultiplexers DEMUX 35 ein zweiter
Eingang eines digitalen Komparators 33 für die Überprüfung des Freischaltcodes angeschlossen
ist, wobei die parallel abrufbaren Daten-Bits des zweiten Freischaltcodes mit den
vom ersten Codegenerator 32 gelieferten Daten-Bits eines ersten Quittungscodes verglichen
werden und bei Nichtübereinstimmung eine Fehlermeldung zum Überwachungsbaustein 36
übermittelt wird, daß der Überwachungsbaustein 36 anderenfalls bei Übereinstimmung
freigeschalten wird und daß vom vierten Zustandsautomaten 31 des Demultiplexers DEMUX
35 zur parallelen Datenübermittlung über seinen ersten Ausgang an einen internen Zwischenspeicher
des Überwachungsbausteins 36 umgeschaltet wird.
[0080] Der Überwachungsbaustein DLC 36 weist vorzugsweise Zähler auf, um spaltenweise bzw.
byteweise beaufschlagt eine Drucklängenüberwachung durchzuführen. Der Zähler DLC 36
erzeugt ein Ausgangssignal an den vierten Zustandsautomaten 31 bei Erreichen einer
vorbestimmten Drucklänge.
[0081] Der vierte Zustandsautomat 31 beaufschlagt den Steuereingang des zweiten elektronischen
Schalters 37, um bei Erreichen einer vorbestimmten Drucklänge ein vom Encoder 13 geliefertes
Signal LATCH vom internen Zwischenspeicher des Druckkopfes DK 16 abzuschalten, so
daß keine weiteren Druckdaten mehr vom Druckkopf DK gedruckt werden können.
[0082] Es ist weiterhin vorgesehen, daß der vierte Zustandsautomat 31 den Steuereingang
des ersten elektronischen Schalters 34 beaufschlagt und vom ersten Codegenerator 32
in das Druckregister ein zweiter Quittungscode eingelesen wird, welcher zur Druckdatensteuerung
700 übermittelt wird. Vorteilhaft sind die Eingänge des digitalen Komparators 33 mit
internen Pufferspeichern zur Zwischenspeicherung vor einer Überprüfung der Code versehen.
[0083] Da diese frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung zur Base eine Anzahl an
seriellen Schnittstellen mit beliebigen Erweiterungsmöglichkeiten bildet, ermöglicht
das eine Anpassung an die verschiedensten Frankiersysteme und zur Base jeder Frankiermaschine,
einerseits zwecks Sensorabfrage und für das Aktorensetzen, mit einer nichtperiodischen
Abfrage durch einen Mikroprozessor 6 und mit einem Interruptcontroller 600 und andererseits
für eine Druckdatensteuerung 700 mit Betriebsart-Einstell- und Testmöglichkeiten.
[0084] Die verschiedenen Systeme erfordern unterschiedlich ausgeführte Decoder 300 und somit
verschiedene ASIC's. Eine relative Systemunabhängigkeit ist aber unter Verwendung
eines - in der Figur 1 gestrichelt dargestellten - Zusatzdecoders 900 erreichbar,
d.h. wenn der interne Decoder 300 nur teilweise oder nicht benutzt wird, um mittels
Speichersteuersignale S
s die Blöcke des ersten Schaltungsteils für sicherheitsrelevante Daten anzusteuern.
[0085] Die Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsform beschränkt. Vielmehr
ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei
grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.
1. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung ausgerüstet mit Sende- und Empfangsregistern
für die Speicherung parallel übertragener Daten und mit einem Schieberegister für
die Serien/Parallel- bzw. Parallel/ Serienwandlung übertragener Daten,
dadurch gekennzeichnet,
a) daß eine mit den vorgenannten Sende- und Empfangsregistern ausgerüstete Aktor/Sensor-Steuerung
(400) einen ersten Zustandsautomaten (401) aufweist, der eingangsseitig mit einer
Modusregistergruppe (440) zur Einstellung der Betriebsart und ausgangsseitig mit Steuereingängen
des Schieberegisters (430) und über Steuerleitungen mit einer externen Registereinheit
(28) verbunden ist, um mindestens von den angeschlossenen Sensoren (25, 250, 251,...)
Sensorsignale zu laden (LOADEXTERNAL) und unter Steuerung durch den ersten Zustandsautomaten
(401) in das Schieberegister (430) einzuschieben (SHIFTCLOCK),
b) daß am Schieberegister (430) eine Sensorstatusregistergruppe (410) für mindestens
einen Sensor (25, 250, 251 ...) angeschlossen ist, wobei Sensorsignale parallel abrufbar
vorliegen und
c) daß mindestens ein Sensorstatusregister (4101) der vorgenannten Gruppe (410) und
mindestens ein Interruptsteuerregister (450) eingangsseitig mit einer Überwachungsschaltung
(490, 600) verbunden sind, welche eine Verknüpfungsschaltung (490) mit XOR-Verknüpfung
aufweist, um die empfangenen Bits der Sensorsignale auf Zustandsveränderung zu überwachen,
um damit ggf. einen Interrupt zur Steuereinheit (6) auszulösen.
2. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktor/Sensorsteuerung (400) und die Überwachungsschaltung (490, 600) mit
der Steuereinheit (6) verbunden sind, daß das Interruptsteuerregister (450) und die
Steuereinheit (6) ausgebildet und programmiert sind, die Art der Änderung des Sensorwertes,
aufgrund welcher eine Interruptanforderung ausgelöst wird, im Interruptsteuerregister
(450) voreinzustellen und einen Interrupt entsprechend auszuführen, so daß die Steuereinheit
(6) direkt in die entsprechende Sensor-Behandlungsroutine verzweigen kann.
3. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung aus einer Interruptsteuerung (600) und einer Verknüpfungsschaltung
(490) besteht, daß die Verknüpfungsschaltung (490) mit XOR-Verknüpfung mit der Interruptsteuerung
(600) verbunden ist und ein Signal Ii an die Interruptsteuerung (600) liefert, daß die Interruptsteuerung (600) einen zweiten
Zustandsautomaten (601) aufweist, der von einem Prioritätsencoder (620) angesteuert
wird, um ein Interruptanforderungssignal abzugeben.
4. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung (490, 600) logisch verknüpft ist, um die niederwertigen
Bits der Sensorsignale auf Zustandsveränderung zu überwachen, um damit einen Interrupt
zur Steuereinheit (6) auszulösen.
5. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor (25) den beiden Sensor-Schiebe-Registern (281 und 282) der Registereinheit
(28) zugeordnet ist, mit welchem sich das Sensorsignal mit einer höheren Auflösung
über mehrere Bits auswerten läßt.
6. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl an Sensoren, insbesondere ein Mikroschalter (250) zur Detektierung
der Endstellung beim Druckvorgang, ein Sensor (251) für die Brieferkennung, ein Sensor
(252) für Streifengeber und/oder andere Sensoren an die Registereinheit (28) angeschlossen
sind, welche eine grobe Auflösung, ggf. ein Bit zwecks Wiederspiegelung einer reinen
Schaltfunktion aufweisen.
7. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl an Sensoren einer niedrigen Auflösung, ggf. zwecks Wiederspiegelung
einer reinen Schaltfunktion zusammen mit einem Sensor (253) für eine höhere Auflösung
angeschlossen sind, wobei der Sensor (253) für eine höhere Auflösung die Auswertung
der Amplitude der Meßgröße gestattet.
8. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberegister (430) mit zwei ausgangsseitigen Leitungen zur Base der Frankiermaschine
ausgerüstet ist, mit denen zwischen Meter der Frankiermaschine und der externen Registereinheit
(28) in der Base seriell Daten übermittelt werden, wobei an der Registereinheit (28)
Aktoren (12,26) angeschlossen sind, daß in der Aktor/Sensorsteuerung (400) Kommandoregistergruppen
(420, 421) mit dem Schieberegister (430) verbunden ist, um parallel vorliegende Daten
für Aktoren aus Kommandoregistergruppen (420, 421) in das Schieberegister (430) parallel
zu laden, welche dann unter Steuerung durch den ersten Zustandsautomaten (401) seriell
zur Versorgung der Aktoren in der Base ausgelesen werden, wobei in der Registereinheit
(28) Aktor-Schieberegister (283, 284) zur Serien/Parallel-Wandlung vorgesehen sind,
daß die den Sensoren (251 und 252) zugeordnete Sensor-Schieberegister (281 und 282)
zur Parallel/Serien-Wandlung vorgesehen sind, sowie daß die Registereinheit (28) in
der Base mit einer Vielzahl an Schieberegistern (281 bis 286) ausgestattet ist, welche
mit dem Schieberegister (430) der Aktoren/Sensoren-Steuerung (400) in der Frankiermaschine
zu einer Schleife gekoppelt sind.
9. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aktor (26) über die Latches (285, 286) der Registereinheit (28) mit beiden
Aktor-Schieberegistern (283, 284) verbunden ist, um eine genauere Einstellung zu realisieren.
10. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl an Aktoren einer niedrigen Auflösung, ggf. zwecks Wiederspiegelung
einer reinen Schaltfunktion vorgesehen sind, insbesondere ein Hubmagnet oder ein Motor
(12) für eine oder zwei Richtungen, der zur Ansteuerung nur wenige Bits benötigt,
und daß ein Aktor mit einer hohen Auflösung vorgesehen ist, daß die Aktoren zusammen
mit einem Aktor-Schieberegister ansteuerbar sind und daß der Aktor mit einer hohen
Auflösung und ein zugehöriges Aktorregister für eine Amplituden-Zeit-, Frequenz- oder
Daten- Voreinstellung vorgesehen ist.
11. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Registereinheit (28) mittels Aktor-Schieberegister und mindestens einem
zugehörigem Aktorregister Schwellwerte für ein schwellwertabhängiges Detektieren für
einen Sensor vorgegeben werden, welcher nur noch den Schwellwert mit einem Istwert
vergleicht und das Bit des Vergleichsergebnisses an das Sensor-Schieberegister übermittelt.
12. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Registereinheit (28) entsprechende Maßnahmen bei einer Vielzahl von Sensoren
vorgesehen sind, um eine Amplitude auswerten zu können.
13. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung mit Sende- und Empfangsregistern
für die Speicherung parallel übertragener Daten und mit einem Schieberegister für
die Parallel/Serienwandlung übertragener Daten, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Druckdatensteuerung (700) ein dritter Zustandsautomat (701) eingangsseitig
mit einem Encodersignal und mit DMA-Steuersignalen sowie mit einem Signal von einem
Modusregister (750) beaufschlagt wird und daß der dritte Zustandautomat (701) daß
Schieberegister (710) und wahlweise eine Testschaltung (702) steuert und mit der Steuereinheit
(6) zusammenarbeitet, so daß die Betriebsart der Druckdatensteuerung (700) eingestellt
wird und daß Überprüfungsmittel (702, 6) zur Überprüfung der Arbeitsweise entsprechend
der eingestellten Betriebsart gebildet werden.
14. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß für die Testschaltung (702) über spezielle Modusregister (750) und über den
dritten Zustandsautomaten (701) eine Betriebsart eingestellt ist, um zwecks Testung
die Bits des Sendeschieberegisters (710) für serielle Druckdaten über eine lokale
Schleife in ein Testschieberegister (720) einzulesen, wobei eine Serien/Parallel-Wandlung
erfolgt und daß die Steuereinheit (6) programmiert ist, die Testung in Verbindung
mit Mitteln (4, 5, 7 bis 11) eines ersten Schaltungsteils (1) in den Druckpausen vorzunehmen.
15. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß über Modusregister (750) die Anzahl der Bytes, die Art des Transfers und/oder
die Taktrate des Schiebetaktes voreinstellbar ist.
16. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung ausgerüstet mit Sende- und Empfangsregistern
für die Speicherung parallel übertragener Daten und mit einem Schieberegister für
die Serien/Parallel- bzw. Parallel/Serienwandlung der vom bzw. zum Druckkopf über
ein Druckregister übertragenen Daten, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Druckdatensteuerung (700) einen dritten Zustandsautomaten (701) aufweist,
der eingangsseitig mit einer Modusregistergruppe (750) zur Einstellung der Betriebsart
und ausgangsseitig mit Steuereingängen des Sende-Schieberegisters (710), einer Testschaltung
(702) und eines Druckregisters (15) verbunden ist, um einen von einem ersten anschaltbarem
Codegenerator (32) abgegebenen Quittungscode unter Steuerung durch den dritten Zustandsautomaten
(701) in ein Test-Schieberegister (720) einzuschieben, wobei im Test-Schieberegister
(720) der abgegebenen Quittungscode parallel abrufbar vorliegt und wobei die Testschaltung
(702) entsprechend eines eingestellten Sicherheitsdruckermodus ausgebildet ist, den
seriellen Datentransfer zwischen Druckregister (15), Druckkopfelektronik (30) einerseits
und dem Sende-Schieberegister (710) andererseits zu überwachen, und eine Überwachungsschaltung
(723, 600) ausgebildet ist, um die empfangenen Bits auf vorbestimmte Zustandsveränderung
zu überwachen, um ggf. einen Interrupt zur Steuereinheit (6) und um damit eine Druckdatenübertragung
zum Druckkopf auszulösen.
17. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß am parallelem Ausgang des Test-Schieberegister (720) ein erster Eingang und
am parallelem Ausgang eines zweiten Codegenerators (703) ein zweiter Eingang eines
digitalen Komparators (723) für die Überprüfung des Quittungscodes angeschlossen ist,
wobei die parallel abrufbaren Daten-Bits des Quittungscodes mit den vom zweiten Codegenerator
(703) gelieferten Daten-Bits eines Freischaltcodes verglichen werden und ein Signal
J zur Meldung bei Übereinstimmung zur Interruptsteuerung (600) übermittelt wird.
18. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach den Ansprüchen 16 bis 17, dadurch gekennzeichnet, die Steuereinheit CPU (6) mit dem Sende-Schieberegisters (710) über einen DMA-Kanal
verbunden ist, wobei bei einem zur Steuereinheit CPU 6 abgegebenen Interrupt veranlaßt
wird, daß von der Steuereinheit CPU 6 über den DMA-Kanal Druckdaten zum Sende-Schieberegisters
710 übermittelt werden.
19. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Druckregister DR (15) und dem Druckkopf (16) eine Druckkopfelektronik
(30) angeordnet ist und nach daß Freischaltung die Druckdatenübertragung zum Druckregister
DR (15) über die Druckkopfelektronik (30) zum Druckkopf (16) unter Überwachung durch
die Druckkopfelektronik (30) erfolgt.
20. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Druckkopfelektronik (30) einen vierten Zustandsautomaten (31) aufweist,
der eingangsseitig mit einem Taktsignal CLOCKOUT vom dritten Zustandsautomaten (701)
und von einem Überwachungsbaustein (36) mit einem Ausgangssignal beaufschlagt wird
und ausgangsseitig mit einem Steuereingang eines ersten elektronischen Schalters (34),
mit einem Steuereingang eines zweiten elektronischen Schalters (37), mit einem ersten
Codegenerator (32) und mit einem Steuereingang eines Demultiplexers DEMUX (35) verbunden
ist, wobei an einem ersten Ausgang des Demultiplexers DEMUX (35) zur parallelen Datenübernahme
ein interner Zwischenspeicher des Druckkopfes DK (16) angeschlossen ist,
- daß am parallelem Ausgang des ersten Codegenerators (32) ein erster Eingang und
am zweiten Ausgang des Demultiplexers DEMUX (35) ein zweiter Eingang eines digitalen
Komparators (33) für die Überprüfung des Freischaltcodes angeschlossen ist, wobei
die parallel abrufbaren Daten-Bits des Freischaltcodes mit den vom ersten Codegenerator
(32) gelieferten Daten-Bits eines Quittungscodes verglichen werden und bei Nichtübereinstimmung
eine Fehlermeldung zum Überwachungsbaustein (36) übermittelt wird, daß der Überwachungsbaustein
(36) anderenfalls bei Übereinstimmung freigeschalten wird und daß vom vierten Zustandsautomaten
(31) der Demultiplexers DEMUX (35) zur parallelen Datenübermittlung über seinen ersten
Ausgang an einen internen Zwischenspeicher des Überwachungsbausteins (36) umgeschalten
wird,
daß der Überwachungsbaustein Zähler DLC (36) aufweist, um spaltenweise bzw. byteweise
beaufschlagt eine Drucklängenüberwachung durchzuführen.
21. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
- daß der Zähler DLC (36) ein Ausgangssignal an den vierten Zustandsautomaten (31)
bei Erreichen einer vorbestimmten Drucklänge erzeugt, daß der vierte Zustandsautomaten
(31) den Steuereingang des zweiten elektronischen Schalters (37) beaufschlagt, um
bei Erreichen einer vorbestimmten Drucklänge ein vom Encoder (13) geliefertes Signal
LATCH vom internen Zwischenspeicher des Druckkopfes DK (16) abzuschalten, so daß keine
weiteren Druckdaten mehr vom Druckkopf DK gedruckt werden können.
- daß der vierte Zustandsautomaten (31) den Steuereingang des ersten elektronischen
Schalters (34) beaufschlagt und vom ersten Codegenerator (32) in das Druckregister
ein zweiter Quittungscode eingelesen wird, welcher zur Druckdatensteuerung (700) übermittelt
wird.
22. Frankiermaschineninterne Schnittstellenschaltung nach einem der vorherigen Ansprüche
16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Sende-Schieberegister (710) und dem zweiten Codegenerator (703) bzw.
der Steuereinheit CPU (6) ein Multiplexer MUX (709) geschaltet ist, um den Freischaltcode
oder die über den DMA-Kanal übermittelten Druckdaten in das Sende-Schieberegister
(710) einzuladen und daß die Eingänge eines digitalen Komparators (723, 33) mit internen
Pufferspeichern zur Zwischenspeicherung vor einer Überprüfung der Code versehen sind.
23. Verfahren zur manipulationssicheren Druckdatensteuerung, mittels mindestens einer
teilweisen verschlüsselten Information,
gekennzeichnet durch die Schritte:
a) Durchführung eines codierten Datenaustausches, wobei in der Druckkopfelektronik
(30) und in der Druckdatensteuereinheit (700) unabhängig voneinander ein einzigartiger
Code erzeugt und jeweils zur anderen Einheit (30, 700) übertragen wird,
b) Überprüfen der empfangenen Freischalt- bzw. Quittungscode mit dem erwarteten Code
mittels Vergleicher, wobei bei Korrektheit der Druckkopf für ein einzelnes Druckbild
freigeschaltet und das zu druckende Bild dann übertragen wird,
c ) Überwachen des von der Druckkopfelektronik (30) übermittelte Codes in der Druckdatensteuereinheit
(700) und Bildung eines Interruptsignals bei Korrektheit, wobei das Interruptsignal
zur Steuereinheit (6) übertragen wird, um damit anschließend eine DMA-gesteuerte Druckdatenübertragung
zum Druckkopf auszulösen,
d) automatisches Sperren des Druckkopfes nach Beendigung der Datenübertragung für
vorgenanntes einzelnes Druckbild und
e) Erzeugung eines neuen codierten einzigartigen Codes zur Freischaltung bzw. Quittierung,
um den Druckkopf wieder für ein folgendes Druckbild freizuschalten.
24. Verfahren, nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des codierten Datenaustausches Code unabhängig von einander
erzeugt werden, um einen Vergleich des zur Druckkopfelektronik übermittelten Codes
mit einem erzeugten ersten Code und um einen Vergleich des zur Druckdatensteuereinheit
übermittelten Codes mit einem zweiten Code durchzuführen.
25. Verfahren, nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß im Zustand der Freischaltung eine Druckdatenlängenüberwachung für die unverschlüsselten
Bilddaten durchgeführt wird, um die Beendigung der Datenübertragung für vorgenanntes
einzelnes Druckbild zu ermitteln und daß das Sperren des Druckkopfes ab Erreichung
einer durch eine Druckdatenlängeninformation vorgegebene Druckdatenlänge ausgelöst
wird.
26. Verfahren, nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß zum Druckkopf die Druckdatenlängeninformation im Rahmen eines codierten Datenaustausches
übermittelt wird, wobei der Code u.a. die Länge des zu druckenden Bildes in Byte oder
als vorbestimmte Anzahl an Druckspalten enthält und in einen Überwachungsbaustein
(36) zur Druckdatenlängenüberwachung übermittelt wird, bevor das zum Druckkopf übermittelte
Druckdatenübertragungssignal die unverschlüsselten Bilddaten enthält.