CN1077805A - 用于图形输入板计算机的系统至服务处理器的接口 - Google Patents
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Abstract
数字化图形输入板计算机的主处理器与一服务
处理器相连,后者又连到数字化板控制器及电力子系
统微控制器,从而把对键盘、数字化板、及电力子系统
的主要控制从主处理器移交到服务处理器。主处理
器经一包括状态寄存器、输入缓冲器及输出缓冲器的
接口与服务处理器相互通信;主机指令和数据经该接
口传送。数字化板产生坐标数据,后者在被传到主处
理器前先在服务处理器中得到初步处理。主处理器
被中断以接收处理过的数据并在一封闭环路中运行
至收到预定量的处理过的数据。
Description
本发明涉及袖珍电池供电图形输入板计算机。更具体地,本发明涉及主机或主处理器和服务处理器间的改进接口,该服务处理器不仅控制数字化板,而且控制动力系统和选择键盘。
涉及到的申请有下列这些:
(1)Alfonso等人91年10月18日提交的“Pen Based Computer”,申请序号07/779,486。
(2)C.D.Jones等人提交的“A system for distributed power management in portable computers”。
(3)与本申请一同提交的L.Gladstein等人的“Battery operated computer having improved battery gauge and system for measusing baterry charge”。
(4)L.Gladstein等人的与本发明一同提交的“Battery monitor and cell revrsal protection circuit”。
已设计出一种袖珍电池供电数字化图形输入板计算机,它包括一在笔指引操作系统下执行一个或多个应用程序的主机或主处理器。该计算机包括与显示器相耦合的数字化板,该显示器被作为与用户交互的初级输出装置。一支笔或记录笔产生被数字化板感应的磁场,以提供代表记录笔位置的信号。该记录笔被用作把包括手迹在内的信息输入计算机的首要输入装置。对手迹的分析要求高精度的数字化板,而这又产生了多重坐标数据,从而产生沉重的信号处理负担。为承受此负担,计算机的处理分配中对数字化板信息的初始被从主处理器移到一服务处理器。该服务处理器也被用于控制一电力子系统及可有选择地连到计算机的键盘。本发明就涉及主处理器和服务处理器间的接口;该服务处理器影响各计算机部件的控制运行,同时能使数字化迅速有效地进行。
根据本发明的一个特征,服务处理器(SP)控制键盘、数字化板、和电力子系统。SP在得到改动以支持数字化板及电力子系统的标准键盘控制接口上与主系统相接。SP与一键盘经标准键盘接口相接,经一中断驱动串行接口与一记录笔/数字化板相接,并经一与键盘接口相似的轮询串行接口与一电力子系统相接。
根据本发明的另一特征,接口包括三个寄存器(一个输出缓冲器、一个输入缓冲器、和控制状态寄存器),用于把键盘数据、数字化板数据和指令响应数据从SP传送到系统处理器,把指令送到SP并把“数据”(实际上是键盘指令)直接送到键盘。控制状态寄存器由主机读取,但它的位由SP设置以反映不同的状态。
根据本发明的另一特征,一数字化板产生代表记录笔位置的坐标信号。该坐标信号先由服务处理器处理,该处理器再中断主处理器,以便把处理的坐标数据以低于把数据从数字化板直接送到主机时所要求的中断速率经服务处理器接口送到主处理器。
从下面结合附图的说明,将会明了本发明的其他目的和优点。在附图中:
图1是实施本发明的数字化图形输入板计算机的示意图;
图2是显示图1所示的支持处理器及其他部件的总体运行和相互作用的示意图;
图3是显示图1所示的计算机的运行流程图。
下面的描述将分成若干部分,从对数字化图形输入板计算机更一般的描述,到对服务处理器运行的总体描述,最后对来自数字化板的坐标数据流的处理的详细描述。
数字化图形输入板计算机
现在参见附图,首先是图1,标号10表示一数字化图形输入板计算机(DTC),它包括包容计算机的各个部件的外壳12。DCT10的尺寸和重量使用户能方便地携带计算机10。外壳12可具有前述相关的外观设计专利(design patent)申请所包括的外形。DCT10包括装在背光照明的液晶显示器(LCD)16下的数字化板14及笔或记录笔18,后者构成把数据输入和输出计算机的主要输入/输出装置。DCT10还包括用于与在需要的地方使用的I/O装置连接的装置。例如,可在家或办公室里但不在野外使用的键盘20。计算机10还可包括I/O系统(未显示)如SCSI磁盘口、平行口、RS232串行口、及带RJ11连接器的数据/传真调制解调器。
记录笔18是主要的输入装置,且是电池供电、无绳(cordless)、无墨的;笔或记录笔18包括一可移动的尖端,它在与LCD的上表面相接触时闭合了一个开关(未显示)。记录笔18产生一磁场,该磁场被数字化板14检测或拾取并转换成代表表示笔的位置的xy坐标的信号。当开关打开和开关闭合时,场的频率是不同的,因而数字化板可分辨“邻近”坐标和“记录笔落下”坐标。计算机10随后操作LCD(其方式将在后面详述)以激活邻近记录笔的象素,从而使用户感到自己真是在用笔写。由于这种输入模式,该系统也可叫做笔式计算机。数字化板14包括带有导电环路的格栅的检测机构(未显示)。环路电流由磁场感生并随记录笔位置变化。该电流是模拟的并被数字化板控制器26转换成数字值和分析,控制器26从环路中的电流分布推出记录笔位置。它把记录笔坐标送到程序104,以传到服务及主处理器。
DCT10包括四个不同的可编程数字微处理器或微控制器,包括主处理器22、服务处理器(SP)24、数字化板控制器26、及电力子系统控制器(SPM)28,它们以后面将要详细描述的方式执行各种分配功能或操作。处理器22、24、26和28最好分别采用下列可商业得到的模块:Intel80386SX微处理器、National Semiconductor HPC 46064高性能微控制器、NEC 78C 10数字化板控制器、及Signetics 87C752微控制器。
主处理器22由局部总线32连到主存储器34、只读存储器(ROM)36、固态文件(SSF)38、及非易失随机存取存储器(NVRAM)40。主存储器34由动态随机存取存储器(DRAM)构成,并提供操作系统(OS)42及应用程序(Aps)44的易失存储,上述程序是可由处理器22执行的。OS42包括中断处理器(Ihs)43。Aps44包括电池测量显示程序(BGDP)45,它接收电池测量信息并将其显示在LCD16上。ROM36永久地存储诸如启动(power-on)自检(POST)程序46及基本I/O服务(BIOS)程序48。SSF38相对于硬盘以低电力消耗运行,并存储通常存在硬盘上的类型的文件50。例如,OS 42及/fps44也存在其中,并从其中被加到主存储器中,用于执行来自主存储器34的程序。NVRAM 40可由CMOS技术实现,并包括一锂电池(未显示)。这样,当电池74被取下或耗尽时,存在40中的数据52不会失去。数据52包括电池测量参数(BGP)53。
主处理器22还连到多个可商业获得的、包含中断控制器56的支持芯片54上。控制器56在处理通常送往处理器22的其它中断(其细节与本发明无关)的同时,还以后面将要详述的方式接收两个与本发明有关的中断。该中断是从服务处理器24传到控制器56的PCUINT,IRQ12和IRQ1。
局部总线32经缓冲器或总线接口58连到与服务处理器24、VGA图形支持部分62和电力控制寄存器(REGS)66相连的总线60。这些总线和缓冲器把主处理器与适当部件相连,从而使主处理器通过设置REGS66来控制LCD16的运行及电力的分配,并以后面将要详述的方式运行作为从属装置的支持处理器24。VGA图形支持部分62经线64连到LCD16。这样,提供在LCD16上的各种屏幕(包括记录笔18产生的“书写”)均受到主处理器的控制。
电力分配系统包括电力控制寄存器66,寄存器66连到电力开关68并控制其开/关,而开关68经总线78从一电力子系统(PS)72接收电力并有选择地把电力送到电力平面70。系统的各部件分别连到平面70中的不同面。电源包括PSM28及可再充电的镍/镉电池74。电源72还连到用于接收适配器(未显示)的连接器76,该适配器提供来自外部电源的DC电力,以对电池充电并使计算机运行。当适配器接上时,DTC10由外部电力运转,且电池74得到必要的充电。电力控制寄存器66连到总线60并可被寻址,从而使主处理器22能有选择地设置寄存器以控制或切换开关68的导通与截止并为电力管理操作执行增加电力(power-up)或减小电力(power-down)的程序。
服务处理器
服务处理器24连到连接器80,后者使键盘连到计算机10并在服务处理器的控制下工作。处理器24还连到扩音器或蜂鸣器82及通/断开关84。蜂鸣82在处理器24的控制下工作并产生表示电池74的电荷低及其他情况的警报声。开关84由用户操作并提供了有选择地开关计算机10并根据电力状态及计算机状态而使不同事件发生的装置。计算机10有四种电力状态,即正常电力、休闲电力、睡眠电力和零电力状态。开关84的动作是包括在计算机10中的、用于延长计算机10的运行的电池时间的电力管理装置的一部分。该装置在上述相关申请(2)中作了更详细的描述;且其运行方式使得时钟速率能得到改变,并且整个系统在不使用时可被置于睡眠状态以节省电力,而且逻辑和I/O装置的各部分在不用时可被关闭。
服务处理器24包括用于存储微码90的ROM88和用于存储在处理器24执行微码程序时产生并使用的变量94的RAM92。连到处理器24的还有用于控制LCD16中的亮度和对比度的开关97和电位计96。用户可借助调节这些开关来增减亮度和对比度。
SP24控制键盘20、数字化板14、包括开关84和电位计96的系统按钮及电力子系统78。SP24通过总线60,经经过改装以支持数字化板和电力子系统的标准PS/2键盘控制接口,与主处理器相接,SP24经过PS/2键盘接口与主处理器22相接(如在上述相关申请(3)中更详细描述的)、经标准PS/2键盘接口与键盘20相接、经中断驱动串行接口与数字化板16相接、并经与键盘接口相似的轮询串行接口与电力子系统78相接。主处理器22把操纵键盘、数字化板、和电力子系统接口所需的许多I/O密集处理转交给SP24。SP24还协助主处理器进行电力管理,并在主处理器睡眠时监视系统。
图2显示了微码90确定的服务处理器程序和相关的硬件。这些程序显示在线宽一致的框中,而硬件则显示有阴影的框中。这些程序包括起始/诊断程序100、指令中断和登记程序102、UART-中断(INT)程序104、及主循环程序106。下面描述各程序的总体运行。初始化和诊断程序在计算机从零电力状态开始启动时执行。该程序初始化各部件并执行启动诊断。在其成功完成后,DCT10被置于正常电力状态,在此可进行完全的运行。程序102接收、中断并执行主机指令、处理必须送到键盘的主机数据、并在SP和主机之间传送或登记数据。该数据包括来自HBUFFER12的数字化板数据、来自配置寄存器113的配置数据、和来自寄存器122和126的键盘及电力状态数据。程序102与带I/O口61的SP24及包括主处理器22和支持芯片(图7)的主系统130相接。I/O口61包括控制状态寄存器(CSR)132、输入缓冲器134及输出缓冲器136。
UART-INT程序104接收来自数字化板控制器26的信息(xy坐标或指令响应)并将其存在UBUFFER114中,以用于以后由主循环106中的处理数字化板数据程序116的处理。主循环程序106执行背景处理及经过一系列程序116、118、120、124和128的循环。程序116格式化数字化板坐标并对其进行滤波,并将结果置于HBUFFER112中,以传到主计算机。程序118根据数字化板的状态,发出各种数字化程序。程序128进行进入和退出闲置状态时在状态间进行切换所需的任何状态转换处理。程序120是一键盘轮询循环,它监测键盘接口时钟(未显示)并接收包括扫描码和指令响应数据的键盘数据。最后,程序124是一电力轮询环,它监测电力接口时钟(未显示)并经一串行连线接收电力子系统数据,该数据包括下面将详述的电力包。程序124用PSM28产生的电力时钟信号传送或记录数据。程序124还被用作表示电池74中还剩多少能量及电池的电荷耗尽还需多少时间的电池测量的一部分。在上述相关申请(3)中描述了电池测量操作的其他细节。
如上所述,主系统130和SP24间的接口包括三个8位寄存器:输出缓冲器136、输入缓冲器134、及CSR132。这种硬件类似于标准PS/2键盘控制接口,并用组成服务处理器的特定微处理器的内设通用周边接口(UPI)连同某些外部结合逻辑部分构成。输出缓冲器在地址X60由主系统读取并由SP24写入;它被用于从SP向系统处理器传送键盘数据、数字化板数据及指令响应数据。输入缓冲器由主机在地址X60(对数据)或地址X64(对指令)写入,并由SP读取;它被系统处理器用来把指令送到SP并把“数据”(实际上是键盘指令)直接送到键盘;由系统通过书写发往地址X64的大部分指令不要求SP响应;某些指令的确要求响应数据;SP将响应数据送给输出缓冲器,而主机经端口X60读取它。控制状态寄存器被主机在地址X64读取;其某些位由硬件写入(如当读取或写入输入或输出缓冲器时的“缓冲器满”位),其他的由SP微码写入;这些位信号包括输入和输出缓冲器是否空着或满着、SP是否检测内部错误或超时、输入缓冲器中的字节是主机指令字节(由SP执行)还是“数据”字节(不经解释而传到键盘)等等。
CSR可由主机在地址X64读取。CSR中的位定义是:
位7:SP错误。在SP中检测到的任何值得报告给主机的例外都将导致设置此位。主机可通过送出一“读取错误码”指令来发现该错误(或例外)。SP在每次向主机送数据(写入输出缓冲器)时均设置此位。一个具体错误只报告一次。例如,若SP检测到电力子系统超时,它将设置错误位以把该错误与一个(比如说)数字化板或键盘传送一同报告,但随后的至主机的传送将不再有此错误位,除非SP轮询电力子系统且其再次超时。
注意要求主机立即注意的SP状态(如电池耗尽)不是经键盘/数字化板中断而是经PCUINT送到系统的,这造成特殊的主机电力管理中断。主机随后可通过发出“读取电力状态”指令来为PCUINT找出原因;由于此指令要求SP经输出缓冲器把数据送到主机,主机还可通过检查SP错误位来发现SP中是否有错误。
位6:一般超时。任何与内部超时(诸如“键盘未按时完成其传送”)有关的SP例外,都会导致设置该位。超时一般是可恢复的,但若其持续重复,则表明SP或它控制的装置有问题。若检测到超时,也设置SP错误。主机可通过送出一“读取错误码”来测定超时(例如键盘或数字化板或电力子系统)。设置和消除“一般超时”位的规则与“SP错误”位的相同。
位5:“能提供数字化板数据。此位由SP在把数字化板数据传送的第一个字节置于输入缓冲器后刚好在中断(用IRQ12)主机之前设置。
位4:始终置于1。
位3:指令/数据。1表示输入缓冲器(INBUF)中的数据是主机指令。0表示其是主机数据。此位在主机写入地址X64(位设在1)或地址X60(位设在0)时由硬件设定。SP解码并执行主机指令并把主机数据原封不动地传到键盘。
位2:系统标志。此位可由主机通过把相应位写入控制指令字节(指令X20)来间接地写入。SP除了把此位作为主机指令写入外不对其做任何事。它可被主机用来“标记”SP并随后通过读取控制状态寄存器(不必发出指伶)来检查该“标记”。
位1:输入缓冲器满。这由硬件在主机把一字节写入INBUF(通过地址X60)时设置。SP用它来确定INBUF中否已满。当SP读取INBUF时,硬件清除此位。
位0:输出缓冲器满。这由硬件在SP把一字节写入OUTBUF时设置。主机可用它确定OUTBUF是否已满。当主机读取OUT-BUF(通过地址X60)时,硬件清除该位。
输入和输出缓冲器134和136与SP/2键盘控制输入和输出缓冲器相同,并在此被称为INBUF和OUTBUF。这些名称是从SP的角度而言的(OUTBUF是SP为主机写入数据之处,INBUF是主机为SP写入数据或指令的地方)。
在发送主机键盘或数字化板数据之前,SP确保输出缓冲器是空的。然而,当SP按主机指令把数据置入输出缓冲器时,它并不检查此缓冲器是否空着。在有可能产生键盘或数字化板数据时不发出要求SP以信息字节回答的询问指令,这是主机的责任。
若发生SP中断,SP在把一字节置入输出缓冲后中断主机,除非是在数字化板数据传送过程中,那时只在第一字节上中断。
SP让主机能通过“读取输入口”指令(xCO)存取“键盘数据”行。
SP支持RS/2键盘控制器中的下列输出口位。这些输出口可由主机通过“读取输出口”,“写入输出口”和“脉冲输出口”指令来存取。
位7:保留。
位6:保留。
位5:保留。
位4:保留。
位3:保留。
位2:保留。
位1:门地址线20。若此位为1,则系统地址线20被阻止进入存储器,因而高于1MB的存取绕回到低存储器。在电力上升时此位被置于0,并可通过指令xD1改变。
位0:复位微处理器。
主机指令-系统至SP的接口,与经过改进以处理数字化数据的SP/2键盘控制接口相似。关键的改进是加上了处理数字化板数据的快速同步传送的规程,以避免在键盘的鼠标器共享该接口时发生“每个字节一次中断”的情况。在其他系统中一般被用于鼠标器的中断(IRQ12),被用于通知主机可获得数字化板数据。除此新数据交换规程之外,还加上了操纵数字化板和电力子系统的指令,且除去了所有操纵鼠标器(辅助装置)的指令。下列指令说明假设了解PS/2键盘控制接口和键盘操作。
发给SP的主机指令可具有下列特征:
单字节-这些指令由主机写入到口x64。
多字节-这些指令包含由主机写入到口x64的指令码,其后跟有写入到口x60的一个或多个参数码。
询问-询问指令可是单字节或多字节的。它们要求SP经其输出缓冲器(系统口x60)返回一个或多个字节的响应数据。主机在使用这些指令时必须非常小心,以免与也通过口x60向主机传送的键盘和数字化板数据冲突。新定义的询问指令在把它们的响应数据置入输出缓冲器时不产生中断。若允许SP中断以与已有的个人计算机兼容,则已存在的询问指令产生IRQ1。
注意此部分中的所有指令码都是十六进制的。下列的指令包括SP支持的所有指令:
20-3F:读取控制RAM。与PS/2相同。这些指令使主机能读取某些SP RAM字节;它们与使主机能写下这些字节的60-7F指令相匹配。
20-读取控制指令字节。该指令使主机能读取控制指令字节。该字节由主机借助“写入控制指令字节”指令设置。控制指令字节有下列定义。
位7-保留。
位6-若其设置于1,SP把键盘扫描码转换成扫描码集1。否则它把它们原封不动地传到主机。键盘缺席(default)到扫描码集2。SP将此位初始化为0。
位5-阻塞数字化板。若此位是1,数字化板被阻塞并且不产生数据。SP将此位初始化值为1。
位4-阻塞键盘。若此位为1,键盘被阻塞且不产生数据。SP将此位初始化为1。
位3-保留。
位2-系统标记。SP将此位初始化为0。
位1-启动数字化板中断。若此位为1,数字化板数据将造成中断(IRQ12与控制器状态寄存器的位5被设置)。若此位为0,数字化板数据仍被置于输出缓冲器中且控制器状态寄存器的位5被设定,但不产生中断;在此运行模式,主机必须非常快速地轮询,否则数据将会丢失。SP将此位初始化为0。
位0-启动键盘中断。SP把此位初始化为0。若此位为1,则启动键盘中断;SP每次把键盘或指令响应数据置入输出缓冲器时都产生一键盘中断(IRQ1)。对新定义的、产生响应数据(如“读取温度”)的询问指令,SP在把该响应数据置入输出缓冲器时不产生中断。
21-3F:保留。
60-7F:写入SP RAM。这些指令使主机把开头的64个字节写入SP RAM。主机先把指令写入60,随后,在SP得到该指令后,再接上待写入的字节。
60-写入控制指令字节。主机可通过操纵适当的位来传送该指令,以启动或阻塞数字化板或键盘,并启动或阻塞SP中断。注意还有其他单独设置或清除这些位的指令。
加上了“8X”指令,以支持数字化板。在下面的指令说明书中的“放弃窗口”指的是以报告给主机的最后点为中心的正方形窗口,该窗口存在RAM92(图1)中的点形成。若放弃窗口有效,则落在此窗口中的所有数字化板上的点均被SP放弃。窗口外的一点被报告给主机并被重新确定窗口的中心。转换点若被报告的话,也重新确定窗口的中心。窗口的尺寸通过“设定窗口的尺寸”指令被送到SP。
“邻近点”是当记录笔或笔在LCD上方在邻近距离(约.25”)内移动但未触到屏幕时产生量化器x、y坐标对。“脱离邻近”是当笔从屏幕收回到邻近距离以外时发生的情况。数字化板此时产生一单个的“退出邻近”点。“进入邻近”发生笔接收屏幕到邻近距离以内时发生的。数字化板对此情况先是产生一“退出邻近”点并随之产生一“进入邻近”点。
数字化板支持的指令是:
80:在所有点上中断。任何数字化板上点都将造成中断。这包括转换事件(笔抬起、笔落下、脱离邻近、或进入邻近)及落在现行放弃窗内或以外的所有点。此指令等价于使放弃窗口无效的指令。窗口的尺寸不受此指令影响。
81:掩码通/断开关。此指令告诉SP掩码通/断开关中断。SP在收到指令xA3或在其单方面重新装置(rearm)通断开关时,将解除对中断的掩码(并允许未决的中断发生作用)。
82:使放弃窗口有效。该指令要求SP在所有转换点(笔抬起、笔落下、退出邻近、或进入邻近)及所有落在现行放弃窗口以外的点中断。在现行放弃窗口内的非转换点被放弃。在执行此指令后报告的第一点建立起放弃窗口中心。笔落下点是当记录笔触及屏幕时产生的量化xy坐标对。邻近点是当记录笔在屏幕上方在邻近距离内移动时产生的量化xy坐标对。
83:设置放弃窗口的大小。此指令确定正方形放弃窗口的大小,在该窗口内的数字化点将不被报告给主机(如果它有效的话)。该窗口以最后报告的数字化点为中心。型式与前面报告折点不同的点均被报告(例如,若在一笔落下点后跟着一笔抬起点,则该笔抬起点总是被报告,尽管它可能落在现行放弃窗口内);报告的所有点均重新确定放弃窗口的中心。窗口大小指定之后必须跟着以数字化板分辨率确定其边的2个字节。低字节应先于高字节传送。缺席窗口的尺寸为0(若允许的话,所有的点都被报告)。
84:设定取样速率。它规定把点记录在数字化板缓冲器中的频率。注意这并不影响数字化板的内部取样速率。规定速率的该指令的后面必须跟有两个参数字节。低字节必须在高字节之前,有效范围最后为每秒23至270个取样。高于270的值导致报告270个取样。低于23导致报告每秒23个取样,在SP定初值时,取样速率设在每秒270个取样。
SP对主机请求的取样速率进行近似。其目的是给主机在时间上均匀分布的点。由于数字化板的取样速率是固定的,SP每报告给主机一个点就放弃n个点,以实现点的均匀分布。这导致请求的取样速率与所产生的取样速率间的下列对应关系:
请求的取样速率(取样/秒) | 服务处理器的行动(放弃的点) | 所产生的取样速率(取样/秒) |
202或更多112-20178-11160-7750-5942-4937-4132-3629-3126-2824-2523或更少 | 无2个中弃1个3个中弃2个4个中弃3个5个中弃4个6个中弃5个7个中弃6个8个中弃7个9个中弃8个10个中弃9个11个中弃10个12个中弃11个 | 270135(270/2)9067.554453934302724.522.5 |
在调节取样速率时,不放弃转换点。因而若有大量的转换点,则主机所看到的取样速率会高于上表中显示的。转换点使放弃记数重新开始。例如,若SP放弃10个点中的9个,若第5个放弃点刚巧是转换点,SP将报告它并把放弃记数复位到0(即将放弃随后的9个点,除非它们中有转换点)。
若放弃窗口有效,SP先放弃调节取样速率,随后它放弃落在此窗口内的所有点。
85:允许邻近报告。该指令允许把邻近点报告给主机。
86:阻塞邻近报告。此指令阻塞邻近点的报告。已在SP缓冲器中的邻近点不会被清除。要清除SP的缓冲器,主机必须发出“阻塞数字化板”指令(xA7)。
87:设定电力增加状态。此指令把内部SP配置参数设在它们的初值,并设定内部缓冲器和变量的初值(例如清除所有待决的点)。键盘和数字化板中断被阻塞,且放弃窗口尺寸被设为0。另外,当SP收到此指令时,它向电力子系统轮询最新的电力和环境状态值。根据电力子系统的响应,此指令可需20至80毫秒(msec)。
A1:阻塞SP数据中断。它命令SP在把数据置入其输出缓冲器时不认定IRQ1或IRQ2。主机必须轮询OUTBUF的所有位并定期读取输出缓冲器,以防止SP缓冲器过载和数据损失。主机可在其阻塞键盘和数字化板数据产生之后选择该运行模式,例如在不受来自键盘或数字化板数据干扰的情况下发生一组新的初始化指令;实现这点的一种更好方式是借助在指令xC6描述的“阻塞装置”-“恢复装置”规程。
A2:启动SP数据中断。它命令SP在数据置入其输出缓冲器时认定IRQ1或IRQ12。主机必须在60毫秒内响应SP中断;否则在最坏的情况(最大取样速率且无放弃窗口)下会丢失一些数字化板数据。对IRQ12的响应时间必须更短(在一、两个毫秒和量级),以使连到用户接口数字化板平滑。
A3:重新装置备通/断开关。此指令让SP清除通/断开关锁存器,从而使随后按下开关能导致设定锁存器并造成PCUINT中断。
A4-A6:保留。
A7:阻塞数字化板。此指令把控制指令字节位5设定在1,从而阻塞数字化点的产生。当SP收到此指令时,它清除所有的数字化板数据缓冲器,在电力增加时SP设定此位,从而阻塞数字化板。
A8:启动数字化板。此指令清除控制指定的位5,从而启动数字化点的产生。
A9:测试数字化板。此指令使SP把一测试指令送到数字化板测微器(micvo)。测试结果被置于输出缓冲器中并有下列含义:
X00-未测到错误;
X01-数字化板通信中的奇偶(parity)或其他错误;
X02-数字化板未响应指令;
X03-数字化板测微器检测到内部数字化板错误。
其他值被保留。
AA:自检。此指令使SP进行其内部诊断。若未检到错误,SP把一个x55置入OUTBUF。在自检结束时SP处于其POR初始状态。
SP在加电后,不等主机发出“自测”指令即立即开始其自检。在主机POST过程中主机应发出自检指令,对此SP可以响应该测试结果,而不再行测试。若主机随后在向SP发出“自检”指令,SP重复该测试。测试的一部分涉及向电力子系统轮询环境和电力信息。测试约持续200毫秒。
AB:键盘接口测试。此指令使SP测试键盘时钟和数据线。其结果被置入输出缓冲器。
AC:保留。
AD:阻塞键盘接口。此指令把控制指令字节的位4设定为1,从而阻塞键盘接口。
AE:启动键盘接口。此指令把控制指令字节的位4设定为0,从而启动键盘接口。
BO:询问电力环境。此指令之后跟有一表明系统所需的具体电力环境信息的参数字节。当SP把此响应数据置入输出缓冲器时,它不产生中断。
SP持续向电力子系统轮询数据。新的数据最终取代旧的数据。若主机把其对PCU中断的响应延迟100ms以上,则电力状态字节中的信息可能会不同于造成PCUINT的信息。若SP还没有正确的电力子系统数据,它设定错误位并返回X00;若SP在初始化后还不能得到PS数据,就会发生这种情况。
BA:复位VGA。此指令使SP在其VGARESET输出线上产生一两微秒的正脉冲。在初始化时VGARESET被设为低。
BB:SP诊断指令。此指令使主机为SP子系统排除故障的目的而执行特定的诊断测试,并使系统建立并读取电力子系统参数。主机在此指令之后还发出一写入口x60的单个参数字节,它规定需的具体诊断测试。在解码该指令码后,SP进入等待该参数字节的封闭环并无视来自键盘、数字化板或电力子系统的所有输入。
BC:电力子系统指令。此指令跟有一参数字节并要求SP执行电力子系统的有关任务。
C0:读取输入口。此指令使SP把键盘数据线的现行状态输入OUTBUF的位0(1表示数据线为高,0表示低)。其他OUTBUF位被设为0。
C1-C5:保留。
C6:阻塞装置。此指令保存现行的装置状态并随后阻塞及SP中断。因按下通/断开关造成的PCUINT仍被允许。当SP收到此指令时它:
(1)保存控制指令字节的“阻塞数字化板”和“阻塞键盘”位的现行值。
(2)把“阻塞数字化板”和“阻塞键盘”位设定在1,从而阻塞装置。注意与“阻塞数字化板”指令不同,内部SP数字化板缓冲器未被消除,且信息没有丢失。
SP保证在其从INBUF读取“阻塞装置”指令(即控制状态寄存器的输入缓冲器的整个位是0)之后,在口60不再产生任何装置数据,直到系统明确地再启动装置或发生“恢复装置”(C8)指伶。
(3)SP-读取“阻塞装置”指令,它即进入“指令模式”。在此模式,SP在把指令响应字节输入输出缓冲器(系统口x60)时将不会产生中断。在“指令模式”SP在送回要求响应字节的系统指令的结果时将不中断。SP致力于处理系统指令且不检查电力子系统,也不产生PCUINT(除了按下通/断钮)。在此模式,系统对SP的询问指令每条指令只需几微秒。系统处理器应呆在一封闭环中,交替地发出询问指令和通过监测输入缓冲器和输出缓冲器的整个位来等待回答。
此指令应伴有“恢复装置”(C8)指令。若SP在指令模式下收到C6,SP把C6当作空操作指令。该指令连同“恢复装置”和“恢复输出缓冲器”指令一起,可被系统用于安全地把询问指令发给SP,而不用担心SP经口x60送回的询问信息与装置数据相混。
C7:恢复输出缓冲器。当SP收到此指令时它等待一参数字节,而当收到其之后,它把该参数字节在不产生中断的情况下输入到输出缓冲器。
C8:恢复装置。当SP收到此指令时,它恢复控制指令字节的“阻塞数字化板”和“阻塞键盘”位的状态,并退出指令模式。这些位由前面的C6指令保存。此指令应与“阻塞装置”(C6)指令成对。若没有前面发出的C6指令(即SP不在指令模式),SP则把C8当作空操作指令。
C9:读取错误码。此指令使主机能确定SP异常的性质。当SP在正常运行或执行其诊断的过程中发现了异常,它设定控制状态寄存器中的错误位。主机可通过向SP发出此指令来确定异常的类型。若SP还在运行,它将从以错误码回答。主机从口60读取此数据。
CA:写入对比度。此指令使系统处理器设定现行对比度电位计值。系统在电力增加后应从系统NVRAM恢复对比度,以恢复用户的设定。
CB:写入亮度。此指令使系统处理器设定现行量度电位计值。系应在电力增加后应从系统NVRAM恢复亮度,以恢复用户的设定。
CC:读取对比度。此指令使主机读取现行对比度电位计值。SP送回一单字节。主机应在降低核心电力平面的电力之前将此存入NVRAM,以保存用户的设定。当SP把此指令的数据输入其输出缓冲器时,它不产生中断。
CD:读取亮度。此指令使主机读取现行亮度电位计值。SP送回一单字节。主机应在降低核心电力平面的电力之前将此存入NVRAM,以保存用户的设定。当SP把此指令的数据输入其输出缓冲器时,它不产生中断。
D0:读取输出口。SP将为除分别反映复位微处理器、门地址线20、键盘时钟和键盘数据的位0、1、6、7之外的所有位送回零。
D1:写输出口。SP将只写入位1、6、7。其他位被忽略。若主机想产生一硬件复位,它应使用指令FE。
D2:写入键盘输出缓冲器。把主机写入的字节送到输入缓冲器、将其送回到输出缓冲器并产生一中断。
D3-D4:保留。
E0:读取测试输入。此指令使SP读取键盘时钟并输出其位0反映时钟信号电平的字节。
FE:脉冲输出口。此指令使SP在RESETCPU线上产生6微秒的脉冲。这导致系统硬件复位。
F0-FD、FF:保留。
SP至主机帧格式-数字化点和其信息以可变长度帧的形式被存在SP中的RAM上的循环缓冲器中。各帧均有一单字节的标题码,其后根据标题码有0或4个参数字节。有两类数字化点:笔落下点和邻近或笔抬起点。它们是:
0x80<x0><x1><y0><y1>:退出邻近帧。它表示笔刚退出邻近区。x和y是数字化板精度坐标;其精度不如“进入邻近坐标”。坐标格式参见笔邻近点(x81)。此后的第一个笔抬起或笔落下标志着进入邻近。
Ox81<x0><x1><y0><y1>:邻近或笔抬起点。x和y是数字化板精度坐标,数字化板的设定使之在笔在书写表面上0.25″移动时报告邻近点。笔落下点后的第一个笔抬起量数字化点标志着笔画的终结且是一个“笔抬起事件”各从标的格式是:
X0:X7 X6 X5 X4 X3 X2 X1 X0
X1:X13 X12 X11 X10 X9 X8
Xn是十六位坐标(X0是低级位)中的第n位。
Ox83<x0><x1><y0><y1>:笔落下数字化点。x和y是数字化板精度坐标。有关坐标格式或参见邻近点。笔抬起或退出邻近点后的第一个笔落下点标志着笔画的开始并且是“笔落下事件”。
Ox85:缓冲器过载帧。这在SP检测到在其缓冲器中没有足够的空间用于数字化点时可随时发生。它意味着一个或多个数字化点已丢失。通常,这不是灾难性的情况且不应产生问题,除非它“很经常地”发生。
现在参照图3描述计算机的数字化操作。当SP24在步骤140被启动时,数字化板14被阻塞。随后,在步骤142,主系统130把各种指令送到SP24,以配置数字化板。这些指令包括一个或多个下述指令:X80、X82、X83、X84、X85、X86、XBB3a、XBB39、XBB3E、和XBB3F。随后主系统在步骤144送出一跟有XA8指令的XA2指令,以允许数字化点的产生。一旦这些发生,主机即在步骤145进行其正常的非数字化处理,且SP24在步骤146进行其主循环处理,且数字化板控制器进入循环148以等待笔输入。
当笔进入数字化板的邻近区时,数字化板在步骤148读取笔位置并把该位置送到数字化板控制器,该控制器在步骤149产生笔位置的数字xy坐标。随后控制器26通过提出一由UART-INT(通用异步接收与发送器-中断)处理器处理的中断请求,把该坐标数据送到SP。控制器随后回到步骤148以继续读取笔位置并产生xy坐标的处理或环路,直到笔移出邻近区。
UART-INT中断请求由程序104在步骤152进行处理并在步骤154把数字化板数据置入UBUFFER114中。一旦数据被置入这种缓冲器,SP24即在步骤156处理数据以产生处理的数据;该数据随后被送到主系统。在步骤158各处理过的数据点被置入HBUFFER112。在步骤160HBUFFER中的数据的第一个字节被输入OUTBUT;此行动设定了CSR132以显示这种数据的存在。随后,在步骤162,SP24把中断请求IRQ12送到主系统。SP24随后在步骤164进入一个环路;该环路通过观察CSR132来确定是否已从OUTBUF读取了数据,从而可把下一个字节从HBUFFER输入OUTBUF,直到HBUFFER变空。一旦HBUFFER已空,步骤167产生数据结束标志XFF并将其送到主机以用于步骤176中。
当主系统从步骤162收到IRQ12请求时,正常的主机处理被中断,且-IRQ12中断处理器在步骤170读取CSR132的内容并确定OUTBUF中的数据的出现并在步骤172读取进入主系统的数据。在读取数据时,硬件把CSR复位以表示OUTBUF是空的。处理器随后在步骤174确定读取的数据是否是数据结束标志XFF。若它不是,则转回到步骤170以重复该处理,直到HBUFFER变空。随后步骤176读取数据结束标志并转回到正常的主机处理,该处理随后启动LCD屏幕并在其上显示笔的位置。
SP在检测到输出缓冲器空了之后(系统已读取了第一个字节)启动一个20毫秒定时器。若系统在定时器走完之前不完成剩下的传送,SP变放弃传送、消除其内部数字化板缓冲器、并在输出缓冲器中发生一带单字节“数据结束”XFF的IRQ12。状态寄存器中的错误位将被设定且错误码将是x′0D′,表示系统数字化数据传送超时。
本领域中的技术人员应能理解,在不脱离所附的权利要求书所限定的本发明范围的前提下,可对细节及步骤和部分的安排进行很多改动。
Claims (10)
1、数字化图形输入板计算机,其特征在于:
由笔致动的数字化板,用于产生表示笔的位置的数字化数据;
与所述数字化板相连的数字化板控制器,用于把所述数字化数据转换成表示笔的位置的数字坐标数据;
显示器,用于直观显示笔的位置;
与所述显示器相连的主处理器,用于控制其操作;
通过包括输入缓冲器、输出缓冲器、及控制状态寄存器(CSR)的接口与所述主处理器相连的服务处理器;
把所述服务处理器连到所述数字化板控制器的第一装置,用于接收和缓冲所述坐标数据并把这种坐标数据传到所述支持处理器以进行处理;
在所述支持处理器中的第二装置,用于把所述坐标数据转换成处理过的数据;
第三装置,用于把所述处理过的数据从所述支持处理器通过所述接口传送到所述主系统。
2、根据权利要求1的计算机,其特征在于:
所述输入缓冲器、所述输出缓冲器和所述CSR是可由所述主处理器存取的I/O口,所述输入缓冲器可临时存储由所述主处理器写入所述输入缓冲器并由所述服务处理器从所述输入缓冲器读出的指令和数据,所述输出缓冲器可临时存储由所述服务处理器写入所述输出缓冲器并由所述主处理器从所述输出缓冲器读出的处理过的数据,所述CSR有多个可由所述服务处理器有选择地设定并可由所述主处理器读取和复位的位。
3、根据权利要求1的计算机,其特征在于:
所述数字化板控制器可在已准备好把坐标数据点传送到所述服务处理器时中断所述服务处理器;以及
所述服务处理器中的中断处理装置,它响应所述中断来接收所述坐标数据点并将其临时存在一个第三缓冲器中。
4、根据权利要求3的计算机,其特征在于:
连在所述服务处理器和所述输出缓冲器之间的第四缓冲器,用于临时存储要经所述输出缓冲器传送到所述处理器的所述处理过的数据。
5、根据权利要求4的计算机,其特征在于传送到所述主机的所述处理过的数据包括数字化板数据点,该数字化板数据点包括跟有限定xy坐标的多个字节的标题格式。
6、根据权利要求4的计算机,其特征在于:
所述数字化板控制器中的数字化装置,用于以固定的速率产生所述数字化坐标数据;
所述服务处理器中的取样速率控制装置,它能以由来自所述主处理器的速率设定指令所预定的速率放弃数据点,从而使数据能以小于所述数字化板控制器的所述固定速率的速率被传送到所述主处理器。
7、根据权利要求1的计算机,其特征在于:
连到所述服务处理器并包括电力子系统微控制器(PSM)、电池、充电器、及电池监测器的电力子系统,所述PSM可收集与所述电力子系统有关的数据并将该数据定期地传送到所述服务处理器。
8、根据权利要求7的计算机,其特征在于所述服务处理器定期地轮询所述PSM以把数据与所述服务处理器处理的数字化板产生的数据一同传送。
9、根据权利要求1的计算机,其特征在于:
与所述服务处理器相连并在其控制之下运行的键盘;
所述服务处理器能收集键盘数据以经所述接口传送到所述主处理器,并经所述接口接收来自所述主机的键盘指令以传送到所述键盘。
10、根据权利要求2的计算机,其特征在于所述CSR位之一表示所述输出缓冲器中的数字化板数据的可获得性。
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