Система связи в зависимости от квантов времени
TIME SLOT COMMUNICATION SYSTEM

Данное изобретение касается системы связи с радиометкой.
Вышеназванная система известна, например, из DE 4439074 А1. Согласно этому документу все радиометки на момент отправки заголовка должны быть в активном состоянии, чтобы можно было обеспечить синхронную передачу данных с радиометками в соответствующие промежутки времени.
Этот метод малоэффективен с энергетической и системной точки зрения.
Кроме того, из WO 2010/004349 A1 известна система, в которой радиометки соотносятся с индивидуальными квантами времени. Для синхронизации станция связи отправляет заголовок. В нем содержатся несколько пакетов данных, указывающих отклонение от реперного момента времени для обеспечения синхронизации станции связи и радиометки. В момент времени, определенный внутренней временной базой и находящийся в пределах времени появления заголовка, радиометки переходят из состояния покоя в активное состояние и после этого получают один из пакетов данных. У радиометок внутренняя временная база корректируется с использованием соответствующего пакета данных и закодированного в нем отклонения от реперной точки, чтобы можно было настроить следующий момент активации, поддерживая синхронизацию со станцией связи.
Однако в используемом заголовке были обнаружены недостатки, так как он приводит к возникновению относительного большого количества данных.
Задача изобретения состоит в создании системы, при использовании которой не возникают вышеназванные проблемы.
Эта задача решается путем создания системы согласно пункту 1 формулы изобретения.
Таким образом, предметом изобретения является система, включающая станцию связи для передачи ряда радиометок по технологии связи в зависимости от квантов времени, при которой для связи в повторяющейся последовательности имеется некоторое количество квантов времени на цикл и каждый квант времени обозначается однозначным символом, причем станция связи предназначена для отправки синхронизирующего сигнала данных с символом кванта времени для наличествующего в данный момент кванта времени, и причем радиометка предназначена для перехода из состояния покоя в активное состояние в соответствующий момент времени и для приема синхронизирующего сигнала данных в активном состоянии, а также, если полученный символ кванта времени отображает предназначенный для метки квант времени, для определения нового момента активации, соответствующего следующему появлению определенного для нее кванта времени в пределах цикла, следующего за текущим.
Преимущество данного изобретения состоит в том, что синхронизация станции связи и радиометки распознается, поддерживается и обеспечивается во время работы системы максимально простым и одновременно очень надежным способом. В отличие от обычных методов теперь необязательно, чтобы все радиометки были одновременно активны в определенный момент времени, чтобы оставаться синхронными с тактовой сеткой метода связи, заданной станцией связи. Кроме того, можно отказаться от получения и оценки данных, которые показывают отклонение от реперной временной точки, что очень затратно как с точки зрения обработки данных, так и с точки зрения количества данных при связи со станцией. Согласно изобретению достаточно, чтобы каждая радиометка, участвующая в связи со станцией, знала о символе, который показывает определенный для нее квант времени. Таким образом, каждая радиометка индивидуально ориентируется на появление релевантного для нее символа кванта времени, идентифицирует его и задает следующий момент своей активации, чтобы оставаться в синхронном состоянии с заданным станцией связи тактированием. При этом вполне достаточно, чтобы символ кванта времени однозначно идентифицировал соответствующий квант, например, на основании кода, индивидуального для каждого кванта. Дополнительные сведения, закодированные в синхронизирующем сигнале данных, которые обычно используются в известных методах, для синхронизации радиометки со станцией связи не нужны. Радиометка обеспечивает синхронность со станцией связи только на основании распознавания символа кванта времени, который появляется в ожидаемый момент времени или в течение промежутка ожидания и отображает определенный квант времени.
Когда радиометка определит синхронизацию в соответствии с описанием выше, достаточно, чтобы он снова перешел в состояние покоя, так как следующий момент активации автоматически становится известным благодаря известной ему сетке времени метода связи в зависимости от квантов времени. Таким образом, определение нового момента активации может ограничиться перезапуском, например, ступени временного управления (например, таймера) радиометки с использованием параметров тактирования, которые прежде уже использовались для перехода из состояния покоя в активное состояние. После этого радиометка может снова перейти в состояние покоя и оставаться в нем до тех пор, пока система временного управления снова не активирует его в новый момент времени в рамках следующего цикла квантов времени. Однако радиометка не должна обязательно оставаться в состоянии покоя в течение остатка определенного для нее кванта времени: в течение кванта времени или цикла она может обрабатывать и другие задания в активном состоянии. В этом случае вышеназванная система временного управления работает в фоновом режиме независимо от других задач. Новая точка активации может задаваться путем определения абсолютного или относительного значения времени, например, относительно момента появления синхронизирующего сигнала данных или относительно момента времени, в который после активации снова осуществляется переход в состояние покоя, а также относительно момента времени, в который наступает конец синхронизирующего сигнала данных. Новая точка активации может также задаваться и таким образом, что длительность состояния покоя после активного состояния, во время которого был получен символ кванта времени, или суммарная длительность состояния покоя и активного состояния, или суммарная длительность нескольких таких состояний определяют новую точку активации. Так как каждая радиометка использует собственную ступень временного управления и исключить показательный разброс в поведении соответствующих электронных компонентов нельзя, определение новой точки активации может также содержать индивидуальную для каждой радиометки компенсацию смещения временной базы. С этой целью, например, в радиометке может измеряться временная разница между ожидаемым возникновением синхронизирующего сигнала данных с символом кванта времени, показывающим определенный для соответствующей радиометки квант времени, и его фактическим возникновением. Это значение может учитываться ступенью временного управления для коррекции тактирования. Однако эта компенсация используется только при обнаруженной синхронности. Однако, если вместо ожидаемого символа кванта времени будет получен другой, это значит, что синхронность отсутствует, и радиометка должна провести новую синхронизацию, что будет описано ниже.
В рамках метода связи в соответствии с квантами времени, в течение n секунд, например, 15 с, используется m квантов времени, например 255. n секунд образуют квантовый временной цикл. Таким образом, при таком методе в течение одного цикла для связи с радиометками имеется m квантов времени. Каждая радиометка может быть соотнесена с одним из квантов времени, причем определенному кванту могут быть отнесены и несколько радиометок.
В основном радиометка имеет ступень радиосвязи, которая также называется трансивером, и взаимодействующую с ней логическую ступень, которая обеспечивает логическую функцию метки. Логическая ступени может быть полностью аппаратной или иметь микропроцессор и карты памяти либо микроконтроллер с интегрированной памятью для выполнения сохраненных в памяти программ. С помощью ступени радиосвязи метка может получать радиосигнал, обрабатывать данные, содержащиеся в этом сигнале с помощью логической ступени и при необходимости с помощью логической ступени генерировать ответные данные, передавая их с помощью ступени радиосвязи в виде радиосигнала. Ступень радиосвязи имеет средства для радиосвязи и преобразования аналоговых сигналов в цифровые и наоборот.
Для энергоснабжения подобная радиометка может обладать накопителем энергии, например, аккумулятором или солнечной панелью, соединенной с заряжаемым аккумулятором. Для обеспечения максимальной эффективности энергопотребления у радиометок есть различные рабочие состояния. В активном состоянии радиометка потребляет относительно много энергии. Активное состояние имеется, например, при передаче и приеме данных, обновлении дисплея, измерении напряжения аккумулятора и т.д. Напротив, в состоянии покоя энергопотребление относительно невелико. Предпочтительно, чтобы как можно больше электронных компонентов были отсоединены от электропитания, отключены или - по меньшей мере - работали с минимальным энергопотреблением. Активное состояние имеется преимущественно в пределах заданного для данной радиометки кванта времени для связи со станцией. В активном состоянии радиометка готова к приему команд и данных от станции связи, а также к их обработке с помощью логической ступени. Кроме того, в активном состоянии с помощью логической ступени генерируются отправляемые данные для станции связи. За пределами кванта времени, определенного для данной радиометки, она в основном используется в состоянии покоя для экономии энергии. В состоянии покоя логическая ступень или ступень временного управления выполняют только те действия, которые необходимы для тактирования с целью своевременной активации, чтобы радиометка в следующий заданный для нее квант времени была готова к приему синхронизирующего сигнала данных и (или) к связи со станцией. Для обеспечения максимальной эффективности энергопотребления и максимального срока службы радиометки синхронная радиометка должна как можно дольше находиться в состоянии покоя и только при необходимости передачи данных на станцию связи активироваться на как можно более короткое время.
Станция связи может представлять собой автономное устройство с функциями сервера. Предпочтительно, чтобы станция связи представляла собой интерфейс между кабельной линией связи с, например, устройством обработки данных (например, сервером) и беспроводной линией радиосвязи с радиометками.
Чтобы радиометки были доступны для связи со станцией, они предварительно должны быть зарегистрированы на ней или присвоены ей.
Другие, особенно предпочтительные исполнения и усовершенствования изобретения создаются на основании зависимых пунктов и следующего описания.
Благодаря изобретению можно не только простым способом обеспечить синхронизацию станции связи и радиометки, но и легко вернуть рассинхронизировавшуюся радиометку во временную схему связи, то есть снова синхронизировать ее. С этой целью асинхронная радиометка переходит из состояния покоя в активное состояние не периодически, как это происходило бы в синхронном состоянии, а в любой момент времени, и остается при этом в активном состоянии готовности к приему. Если в течение определенного периода времени, например, кванта времени, данные не будут приняты, метка снова перейдет в состояние покоя и повторит попытку приема в другой момент времени. При приеме синхронизирующего сигнала данных производится оценка символа кванта времени. Полученный символ с максимальной вероятностью отображает квант времени, не предназначенный для нее, что автономно обнаруживает радиометка. Радиометке известна система появления символов квантов времени, поэтому она после анализа полученного символа может самостоятельно решить, использовать ли ему присвоенный ему квант времени в текущем цикле (первый случай) или в следующем цикле (второй случай). В первом случае радиометка предназначена для определения следующего момента активации, соответствующего заданному для его кванту времени, в текущем цикле. Путем анализа полученного символа и с учетом систематики появления символов радиометка определила, что заданный для нее квант времени появится во время текущего цикла. Во втором случае радиометка предназначена для определения следующего момента активации, соответствующего заданному для его кванту времени, в цикле, следующем за текущим. Путем анализа полученного символа и с учетом систематики появления символов радиометка определила, что заданный для нее квант времени не появится во время текущего цикла, так как он уже появлялся в этом цикле в прошлом. Как было сказано выше о синхронном состоянии, для этого вида определения новой точке активации также используется названная система временного управления, причем она работает с тем параметром тактирования, с которым достигается нужное синхронное состояние. Выбираемый параметр тактирования вытекает из имманентного для радиометки знания используемого метода связи в зависимости от квантов времени, то есть он определяется логической ступенью.
Определение правильной для соответствующей радиометки точки активации осуществляется благодаря знанию параметров метода связи. Эти параметры могут запрашиваться радиометкой при ее регистрации у станции связи, передаваться ей или быть уже запрограммированными в метке. В обоих случаях целесообразно, чтобы у радиометки была память для хранения параметров метода связи и сама радиометка могла получать и учитывать эти параметры для определения новой точки активации. Эти параметры могут содержать все подробные сведения о тактировании согласно методу связи, например, параметры, касающиеся процессов времени при связи между станцией и радиометкой, параметры, касающиеся предварительно заданных моментов или отрезков времени, а также параметры, касающиеся основной структуры метода связи, например, количества квантов времени, длительности кванта времени, длительности цикла, а также параметры, представляющие собой заданные символы для идентификации отдельных квантов времени или алгоритмы расчета этих символов. С помощью этих параметров асинхронная радиометка может автономно, автоматически и просто определить на основании только что полученного символа, появится ли заданный для нее квант времени в течение актуального цикла или заданный для нее квант времени уже появился в актуальном цикле и, следовательно, следующий определенный для нее квант времени появится только в следующем цикле. В активном состоянии соответствующая радиометка рассчитывает новую точку активации, переходит в состояние покоя и в рассчитанный момент активации переходит в активное состояние, получает символ заданного для нее кванта времени и после этого снова находится в синхронном состоянии. Если в имеющемся кванте времени другие действия не ожидаются, она активируется только в следующем цикле, чтобы получить синхронизирующий сигнал данных в заданном для нее кванте времени.
Согласно еще одному аспекту изобретения радиометка может иметь память для хранения представления о символе определенного для нее кванта времени.
Обе ступени памяти (для хранения параметров и для хранения представления) могут представлять собой один чип или несколько. В этом чипе они могут располагаться в разных областях и быть связаны с разными правами доступа. Однако в связи требованиями безопасности они могут представлять собой и разные чипы.
Предпочтительно, чтобы представление символа кванта времени было образовано с помощью однозначно идентифицирующего радиометку аппаратного адреса и запрограммировано во второй ступени памяти без возможности изменения. Благодаря этому можно предотвратить нежелательные и даже мошеннические манипуляции с радиометкой. Так как у каждой радиометки есть однозначный аппаратный адрес, можно обеспечить присвоение определенному кванту времени, следующее строгой и неизменяемой схеме.
Особенно предпочтительно, чтобы вышеназванное представление символа кванта времени было реализовано с помощью младших битов или младшего бита аппаратного адреса, причем с помощью группы используемых битов должно отображаться как минимум количество квантов времени, существующих в цикле. Например, при 256 квантах времени требуется только 8 младших битов или один байт, а при 128 квантах времени - только 7 младших битов аппаратного адреса. В этой связи следует отметить, что предпочтительно, чтобы количество квантов времени соответствовало второй степени.
Следует отметить, что представление символа кванта времени или сам символ могут быть образованы из комбинации вышеназванного аппаратного адреса и предварительно запрограммированного другого значения.
Радиометка предназначена для проверки соответствия известного ей символа кванта времени с тем, который имеется при приеме синхронизирующего сигнала данных. Проверка может производиться, например, с помощью алгоритма, который при выполнении программы, описывающей этот алгоритм, передает результат проверки на процессор радиометки. Алгоритм может, например, пересчитывать полученный символ в известное радиометке представление и затем проводить сравнение. Однако радиометка может производить и обратный перерасчет известного представления в ожидаемый символ кванта времени и затем сравнивать полученный символ с ожидаемым. Однако предпочтительно, чтобы проводилось обычное сравнение, например, двух символов в двоичной кодировке, так как оно может быть выполнено на уровне процессора на основании простого сравнения реестров очень быстро и с относительно низким уровнем энергопотребления.
В принципе для каждого кванта времени можно использовать однозначную идентификацию, предварительно заданную в системе. Однако особенно предпочтительно, чтобы станция связи для генерации символа кванта времени была образована как текущий номер („Slot ID") текущего кванта времени в соответствии с появлением в последовательности квантов времени в цикле. Таким образом, в каждом цикле первому кванту присваивается номер 1, второму - номер 2 и так далее. Таким образом, благодаря отказу от затратных алгоритмов символ кванта времени генерируется очень просто, что, в свою очередь, приводит к минимизации количества данных, передаваемых от станции связи радиометке. Нужно отправлять только один пакет данных для синхронизации. Таким образом, передача символа кванта времени практически не влияет на объем данных, имеющийся для всего кванта времени или для цикла. Это позволяет оптимизировать загрузку канала, так как количество пакетов данных на квант времени или на цикл, необходимых для синхронизации. Количество квантов времени, имеющихся в цикле, в конечном итоге определяет количество битов, необходимых для создания соответствующего номера кванта времени (то есть для нумерации) и образующих нужный для синхронизации пакет данных. Так как каждый бит может отображать два состояния, предпочтительно, чтобы количество квантов времени на цикл соответствовало второй степени. Следовательно, можно соответственно сократить длительность получения символа, что положительно сказывается на балансе энергопотребления радиометки. В частности, если на стороне радиометки части аппаратного адреса используются для представления известного радиометке символа, проверку совпадения полученного и сохраненного символа можно провести быстро и просто. Радиометки синхронизируются со станцией связи или с заданной ими сеткой времени метода связи как можно более простым способом на основании номера кванта времени.
В принципе синхронизирующий сигнал данных может состоять только из символа кванта времени и других параметров, необходимых для связи между станцией и радиометкой, например, данных адреса для адресации метки или данных для передачи команд, и быть вычленен из синхронизирующего сигнала данных. Так как, как было сказано выше, символ кванта времени является очень компактным индикатором синхронизации связи в системе, рекомендуется помимо него включить в синхронизирующий сигнал данных дополнительные сведения, что будет подробнее описано ниже.
В этой связи согласно еще одному аспекту изобретения станция связи предназначена для интеграции данных адреса в синхронизирующий сигнал, с помощью которых можно индивидуально адресовать ряд радиометок на квант времени, который задан для данной радиометки, а радиометка, когда полученный символ показывает заданный для него квант времени, предназначена для оценки синхронизирующего сигнала с точки зрения содержащихся данных адреса и для проверки того, выполнена ли индивидуальная адресация.
По аналогии с использованием аппаратного адреса радиометки в связи с символом кванта времени также предпочтительно, чтобы станция связи была предназначена для генерирования данных адреса с использованием одного или нескольких битов или байтов определенного аппаратного адреса радиометки, однозначно идентифицирующего ее, в частности с пропуском младших битов или байтов. В данной системе аппаратный адрес радиометки используется для однозначной адресации каждой метки. С одной стороны, младшие биты или младший байт определяет, какой квант времени относится к данной радиометке. Таким образом, одному кванту времени можно точно присвоить относительно большое количество радиометок, чтобы поддерживать синхронизацию с этим квантом и иметь возможность индивидуальной адресации и в этом кванте. Индивидуальная адресация специальной радиометки выполняется со следующими битами или байтами индивидуального аппаратного адреса этой радиометки. Кроме того, это значительно повышает эффективность системы, так как соответствующая радиометка, которая сейчас находится в активном состоянии, для получения символа кванта времени не должен временно переключаться в состояние покоя и затем в имеющемся кванте времени возвращаться в активное состояние для проверки данных адреса. Напротив, в течение этого относительно короткого этапа активации наличие или отсутствие адресации видно одновременно для всех радиометок, следящих за синхронизирующем сигналом данных.
По аналогии с вышесказанным об интеграции данных адреса, эффективность системы также существенно повышается, если станция связи предназначены для интеграции данных команд в синхронизирующий сигнал данных, с помощью которого можно передавать команду радиометке в пределах кванта времени, заданного для этой радиометки, и эта радиометка, если полученный символ кванта времени показывает заданный для нее квант времени, предназначена для оценки синхронизирующего сигнала данных с точки зрения содержащихся данных команд и для выполнения команды. Например, без индивидуальной адресации можно отправить команду всем радиометкам, отнесенным определенному кванту времени, и эта команда будет выполнена относительно большой группой радиометок.
В принципе радиометка может выполнять стандартную (предварительно заданную) задачу уже при распознавании индивидуальной адресации без получения явной команды. Однако особенно предпочтительно, если передаются данные для адресации индивидуальной радиометки и данные для передачи команды этой индивидуальной радиометке, а сама радиометка может оценивать данные команды и выполнять ее, когда она индивидуально адресуется с помощью данных адреса. Таким образом, в пределах относительно большой группы радиометок можно передавать команду только одной радиометке.
Согласно еще одному аспекту системы предпочтительно, чтобы радиометка была предназначена для выполнения команды в качестве простой команды кванта времени и завершения выполненной команды в пределах одного кванта времени, в котором была получена эта команда. Это позволяет быстро и компактно выполнять команды, передаваемые радиометке через станцию связи. Такие простые команды кванта времени могут представлять собой, например, т.н. команду „PING", с помощью которой только проверяется, существует ли определенная радиометка, или команду обработки, которая приводит к передаче как можно меньшего количества данных, например, команду переключения одной страницы памяти на другую. Страница памяти - это логическая область (область адреса) памяти, в котором хранятся данные, например, изображения. Простой командой кванта времени радиометке не передаются данные для обработки меткой (например, данные, служащие для отображения на дисплее и т.д.). Это лишь команды, которые могут привести к внутренней обработке данных или к передаче данных от радиометки на станцию связи.
В этой связи предпочтительно, чтобы радиометка при завершении выполненной команды была предназначена для генерации данных подтверждения и отправки этих данных в пределах кванта времени, в котором была получена команда. Благодаря этому обмен данными, связанный с этим подтверждением, ограничивается тем квантом времени, в течение которого была передана команда. Следующие кванты времени остаются не загруженными данными, что положительно сказывается на производительности системы.
Кроме того, радиометка может быть предназначена для передачи данных подтверждения в первой части (например, первой половине или трети) кванта времени, который следует за синхронизирующим сигналом данных и не затрагивает вторую часть кванта времени до появления синхронизирующего сигнала данных второго кванта времени. Такое структурное и временное членение кванта времени учитывает тот факт, что данные подтверждения зачастую передаются за очень короткое время, из-за чего оставшаяся вторая часть (например, вторая половина или вторая и третья трети) соответствующего кванта времени остается доступной для обмена данными.
В общем следует заметить, что длительность соответствующей части кванта времени не должна задаваться постоянным значением, а может динамически зависеть от соответствующей конфигурации или использования кванта времени.
В системе, в которой, например, в течение цикла, составляющего 15 с, существуют 256 квантов времени по 58,6 мс каждый, можно без проблем индивидуально адресовать от 2 до 5 радиометок за один квант времени и передавать им индивидуальные задания с помощью простой команды кванта времени. Таким образом, если несколько радиометок за квант времени получают одну задачу и ожидается, что все эти радиометки в этом кванте времени передадут вышеназванные данные подтверждения, предпочтительно, чтобы каждая радиометка следовала одному принципу классификации. С этой целью радиометка предназначена для того, чтобы помимо собственного адреса, если несколько радиометок адресуются с помощью данных адреса, анализировать и адреса других радиометок и передавать свои данные подтверждения в пределах временного промежутка, предназначенного для передачи этих данных, в момент времени, который соответствует последовательности в группе радиометок, определенной на основании адреса. Так как станция связи передает задания и, следовательно, знает адресованные радиометки, для передачи данных подтверждения требуется передавать минимальное количество данных, потому что станция связи при соблюдении принципа классификации точно знает, в какой последовательности, в какой момент времени и в течение какого времени какая из используемых радиометок передает свои данные подтверждения.
Для передачи больших объемов данных между станцией связи и радиометкой, для которых длительность кванта времени недостаточна, радиометка для выполнения сложной команды кванта времени формируется в течение нескольких квантов времени. Обработка таких команд может выполняться в рамках соседних квантов времени или в рамках квантов, которые не примыкают друг к другу. Например, часть команды может представлять собой количество используемых квантов времени или идентификацию используемых квантов или их групп. Используемые кванты времени могут ограничиваться одним циклом или располагаться в пределах нескольких циклов. Такие сложные команды квантов времени с точки зрения радиометки могут, например, относиться к загрузке большого количества данных со станции связи, а также к загрузке этих данных на станцию связи. По аналогии с простой командой кванта времени сложные команды не передают радиометке данные для обработки (например, данные, служащие для отображения на дисплее и т.д.). Передаются лишь команды, которые могут привести к внутренней обработке данных и (или) к приему/передаче данных радиометкой. После получения сложной команды радиометка может вернуться в экономичный режим покоя, чтобы затем автономно активироваться в тот момент времени, в который производится передача данных. В рамках передачи данных новый обмен командами, в частности новая адресация радиометки не требуется, так как станция связи уже определила систематику передачи данных радиометке при передаче сложной команды. Таким образом, у радиометки, например, с дисплеем, момент адресации радиометки для получения отображаемых данных совершенно не связан с фактическим моментом передачи отображаемых данных. Передача отображаемых данных может начинаться в текущий или в иной квант времени. Передача отображаемых данных может продолжаться в течение нескольких квантов времени одного цикла или распространяться на несколько циклов.
Если сложная команда относится к передаче данных от станции связи радиометке, предпочтительно, чтобы станция связи для передачи всех данных была разделена на несколько квантов времени, причем на один квант должен передаваться один или несколько пакетов данных, а для передачи данных используется вторая часть соответствующего кванта времени, следующая за первой. В данном случае по аналогии с простой командой используется только вторая часть (например, вторая половина) кванта времени, чтобы другая, а именно первая часть кванта времени была свободна для других задач. То же с соответствующими изменениями относится к передаче данных от радиометки станции связи.
Чтобы показать партнеру по связи, что в серии квантов времени, которые необходимы для выполнения сложной команды, в соответствующем кванте выполняется обработка части задачи, предпочтительно, чтобы радиометка для генерации и отправки части данных подтверждения формировалась в каждом кванте времени, в котором выполняется сложная команда.
В особенно предпочтительном варианте системы радиометка предназначена для передачи части данных подтверждения во второй части после получения пакета данных и до окончания соответствующего кванта времени. Таким образом, обмен данными, связанный со сложной командой, происходит только во второй части кванта времени.
В соответствии с исполнением используемых в системе радиометок станция связи также предназначена для получения и обработки данных подтверждения в течение предусмотренного для этого промежутка времени. Таким образом, данные подтверждения для простой команды принимаются в течение промежутка времени, соответствующего первой части того или иного кванта времени, а данные подтверждения для сложной команды принимаются в течение промежутка времени, соответствующего второй части кванта времени.
В предпочтительном варианте системы вышеописанные возможности обработки команд комбинируются, поэтому станция связи может с помощью данных адреса обращаться ко второй радиометке для кванта времени, предусмотренного для обработки сложной команды первой радиометкой, и передавать простую команду второй радиометке с помощью данных команды. Это позволяет помимо передачи больших объемов данных между станцией связи и первой радиометкой также поручать второй радиометке задачи, которые приводят к возникновению небольшого количества данных во время связи со станцией. При этом передача данных соответствующей радиометке выполняется в разных частях соответствующего кванта времени.
Согласно еще одному аспекту системы станция связи с помощью команды может передавать радиометке в пределах ее кванта времени еще одну точку активации, которая не соответствует обычно заданному ему кванту времени, чтобы радиометка была доступна в пределах кванта времени, отличающегося от обычно используемого в этом методе кванта для передачи данных станции связи. В дополнение к этому радиометка также может обрабатывать эту команду и активироваться в момент, заданный станцией связи. Это важно, когда станция присваивает связи с определенной радиометкой высокий (высший) приоритет. Соответствующая радиометка теперь синхронизируется с помощью символа, обозначающего квант времени, который обычно не предназначен для нее. После обработки задачи, содержащейся в этом необычном кванте времени, соответствующая радиометка снова ориентируется на обычный квант времени и после повторной синхронизации находится в состоянии готовности к связи со станцией.
Для самостоятельной поиска станции связи радиометка может в течение промежутка времени, соответствующего длительности цикла квантов времени, в частности продленного на часть этой длительности, несколько раз проверять, может ли быть принят сигнал синхронизации. При отсутствии этого сигнала радиометка переключает радиоканал и снова проводит проверку приема.
Так каждая станция связи занимает отдельный радиоканал, в отношении ведущей поиск метки при отсутствии синхронизирующего сигнала возникает последовательность, согласно которой либо для соответствующего радиоканала не существует станции связи, либо такая станция находится за пределами диапазона действия и поэтому нужно искать другую станцию. Этот процесс может продолжаться до тех пор, пока не будет найдена возможность связи со станцией и радиометка не будет зарегистрирована в ней и станет доступной в системе.
Поиск станции связи можно упростить, если радиометка может ограничивать поиск синхронизирующего сигнала группой предварительно заданных радиоканалов, в частности тех, которые были переданы станцией связи до того, как радиометка соединилась с этой станцией. Это действие можно проводить для новой радиометки в системе, но оно особенно предпочтительно для уже интегрированной радиометки, которая была перемещена, в результате чего связь со станцией была разорвана. Ограничение известными радиоканалами позволяет экономить энергию и предотвращать пересечения с радиоканалами, которые преимущественно используются другими устройствами, например, в обычной сети WLAN (Wireless Local Area Network - беспроводная локальная сеть).
Для как можно более простой и автоматической установки новой станции связи в существующей системе предпочтительно, чтобы станция связи могла при вводе в эксплуатацию проверять все доступные радиоканалы, особенно предварительно запрограммированные на работу с ней. Проверка относится к тому, используется ли соответствующий канал другой станцией или он свободен. При наличии неиспользуемого радиоканала он используется для связи с радиометками, которые отнесены к станции или должны быть отнесены к ней. Уже занятый радиоканал распознается по тому, что в нем имеется синхронизирующий сигнал данных другого устройства связи.
Система согласно изобретению может иметь несколько станций связи, которые могут быть расположены в разных местах, причем каждой станции связи можно присвоить группу радиометок путем выбора отнесенного станции связи радиоканала. Таким способом можно просто и надежно управлять группами радиометок в системе, причем у каждой группы используется один метод связи в зависимости от квантов времени, однако каналы разных групп различаются.
Согласно предпочтительному варианту системы у радиометки есть устройство для показа изображения, причем это изображение структурировано по уровням, а каждый уровень представлен данными, причем радиометка может индивидуально принимать данные уровня изображения и составлять изображение путем перекрытия уровней, причем станция связи может передавать соответствующие данные уровня изображения в рамках связи с радиометкой с несколькими квантами времени. С этим связано то преимущество, что от станции связи радиометке передается только тот уровень изображения, в котором имеются изменения. Это значительно повышает эффективность работы и энергопотребления системы, так как передаваемый объем данных относительно невелик по сравнению с тем, который соответствовал бы всему изображению. Кроме того, можно оптимизировать сжатие данных каждого передаваемого уровня изображения, чтобы минимизировать передаваемый объем данных. Это возможно благодаря тому, что на передаваемом уровне изображения обычно есть большие „белые" или „прозрачные" области, степень сжатия которых может быть очень высока. Так как в результате передаваемый при обновлении изображения объем данных сводится к минимуму, этот метод весьма положительно сказывается на сроке службы радиометки, так как ее энергопотребление поддерживаются на низком уровне благодаря как можно более низкому количеству действий.
В этой связи радиометка для изменения существующего изображения может быть сформирована приемом минимум одного нового уровня изображения и созданием нового изображения путем замены уже существующего уровня изображения полученным уровнем. При этом могут использоваться вышеназванные команды.
Например, для загрузки данных уровня изображения со станции связи в радиометку может использоваться сложная команда квантов времени, при которой данные соответствующего уровня сохраняются на новой странице памяти в радиометке. Когда загрузка закончится, с помощью простой команды можно переключиться с одной страницы памяти, которая ранее использовалась для создания вышеназванного уровня изображения, на новую страницу, чтобы использовать этот уровень для составления изображения вместе с другими уровнями.
Согласно предпочтительному варианту изобретения радиометка может обрабатывать изображения, у которых уровням присваиваются следующие значения: первая или вторая частота изменения содержимого изображения; первый или второй цвет содержимого изображения; первая или вторая информационная категория содержимого изображения. Благодаря этому можно реализовать решения, адаптированные к соответствующей сфере применения системы, причем возможны и комбинации значений уровней. Может существовать и больше двух уровней, например, три, четыре или пять.
Согласно такому предпочтительному варианту система используется для электронного отображения цен, а специальное устройство радиометки отображает сведения о продукции и ценах и т.д.
Во всех случаях, когда используется устройство отображения, оно может быть реализовано, например, с использованием жидкокристаллической технологии, но предпочтительно технологии электронных чернил.
Согласно еще одному аспекту системы радиометка может переключаться из состояния покоя в активное состояние в момент активации с упреждением до появления синхронизирующего сигнала данных. Это гарантирует, что радиометка как целое или, другими словами, все ее компоненты, необходимые для приема и обработки синхронизирующего сигнала, полностью исправны и, следовательно, не требуется частично принимать синхронизирующий сигнал, который потом с высокой вероятностью нельзя было бы проанализировать.
При этом длительность упреждения можно выбрать так, чтобы она соответствовала первой Части длительности кванта времени. Например, она может составлять от 0,1% до 10% длительности кванта времени.
Согласно еще одному аспекту системы радиометка активируется во время приема, если оно превосходит длительность отправки синхронизирующего сигнала. Благодаря этому гарантируется надежный прием всего синхронизирующего сигнала. Длительность приема, используемая в данный момент, может быть постоянно задана для всех процессов приема в синхронном состоянии. Однако длительность активного состояния может динамически адаптироваться к соответствующему смещению, возможно, включая вышеназванное упреждение, на основании смещения временной базы, определенной в зависимости от частоты появления синхронизирующего сигнала. Длительность приема может быть ограничена при обнаружении исчезновения синхронизирующего сигнала.
Для обеспечения оптимальных условий приема в такой системе радиометка может сохранять активное состояние для приема синхронизирующего сигнала с определенным последействием после приема синхронизирующего сигнала. Время последействия может быть, например, задана определенной длительностью активного состояния или динамически адаптироваться в зависимости от актуальных состояний смещения или приема.
При этом длительность последействия можно выбрать так, чтобы она соответствовала второй части длительности кванта времени. Например, она может составлять от 0,1% до 10% длительности кванта времени. Длительность последействия может равняться длительности упреждения и отличаться от нее.
Особенно предпочтительно, чтобы станция связи была предназначена для отправки синхронизирующего сигнала в начале соответствующего кванта времени. Благодаря этому радиометка может очень точно идентифицировать начал кванта времени, компенсация смещения внутренней временной базы радиометки может выполняться уже в начале кванта времени, все остальные действия радиометки в пределах соответствующего кванта времени оптимально синхронизируются с временной базой станции связи, а для этих действий доступна вся остальная длина кванта времени.
Для обеспечения как можно более структурированной и все же гибкой связи между станцией и радиометкой предпочтительно, чтобы станция связи интегрировала в синхронизирующий сигнал данные подтверждения, с помощью которых можно определить момент подтверждения в пределах кванта времени, в течение которого ожидаются данные подтверждения от радиометки; а радиометка передавала данные подтверждения в указанный момент времени. Это дает преимущества, в частности, если за один квант времени были адресованы несколько радиометок и для всех их передается индивидуальная точка подтверждения. В этом случае каждая радиометка, например, после получения синхронизирующего сигнала, может выполнить команду, перейти в экономичный режим покоя, только в заданный индивидуально момент подтверждения вернуться в активное состояние, отправить свои данные подтверждения и после этого как можно быстрее вернуться в состояние покоя. То, что момент повреждения задается уже в синхронизирующем сигнале, повышает эффективность энергопотребления радиометки, предотвращает конфликты и продлевает срок службы радиометки. Данные подтверждения могут содержать абсолютный момент времени, измеренный от начала кванта времени, или длительность в состоянии покоя в зависимости от предыдущего события, например, конца синхронизующего сигнала, распознаваемого радиометкой, или конца активного состояния.
Еще один аспект изобретения касается соотнесения ряда радиометок ряду станций связи. Для обеспечения как можно более сбалансированного распределения радиометок и станций связи предпочтительно, чтобы устройство обработки данных, например, сервер, может решать, какая радиометка с какой станцией связи может соединяться. Основой для этого решения может быть уже существующее распределение соединений в системе, которое следует оптимизировать в зависимости от новых радиометок.
Однако может существовать и постоянно заданная схема соединений, которая была определена заранее и должна быть реализована.
Для обеспечения максимальной динамичности системы может быть предпочтительным, чтобы устройство обработки данных, например, сервер, может отправить радиометке команду завершить имеющееся соединение со станцией связи и установить соединение с другой станцией. В этом случае сервер может среагировать на несбалансированное распределение радиометок и для оптимального распределения нагрузки (load balancing) активно влиять на соотнесение радиометок и станций связи и менять его.
Эти и другие аспекты изобретения вытекают из рисунков, объясняемых ниже.
Краткое описание рисунков
Далее изобретение подробнее описывается со ссылкой на прилагаемые рисунки на основании примеров исполнения, которыми, однако, изобретение не ограничивается. При этом на разных рисунках одинаковые компоненты имеют одинаковые обозначения. Схематически показано следующее:
фиг.1 система согласно изобретению;
фиг. 2 распределение радиоканалов в системе;
фиг. 3 блок-схема электронного табло для отображения цен;
фиг. 4 сборка изображения;
фиг. 5 первая диаграмма состояния;
фиг. 6А вторая диаграмма состояния;
фиг. 6В первая структура данных;
фиг. 7А вторая диаграмма состояния;
фиг. 7В вторая структура данных;
фиг. 8 третья диаграмма состояния;
фиг. 8В-8С третья и четвертая структура данных.
Описание примеров исполнения
На фиг. 1 в качестве системы 1 согласно изобретению, предназначенной для метода связи с квантами времени, показана электронная система отображения цен, установленная в помещении магазина. Для упрощения на рисунках не показаны помещения и их обстановка. Система 1 состоит из сервера 2, первой и второй станций связи 3 и 4 (далее кратко называемые станцией), а также восемь радиометок 7-14 (далее кратко обозначаемые ESL от англ. Electronic Shelf Label - электронный ценник). Сервер находится в офисном помещении и соединен со станциями 3 и 4 кабелем (LAN) L. Станции 3 и 4 соединяются с ESL 7-14 по радио. Станции 3 и 4 находятся в торговом зале в разных местах прилавка. ESL 7-14 находятся на полках в соответствии с продуктами и отображают цены и информацию о продукции. Информация о продукции передается от сервера 2 станциям 3, 4 и оттуда индивидуально на различные ESL 7-14.
У каждой станции 3, 4 есть свой диапазон радиочастот, причем первая граница диапазона 5 станции 3 и вторая граница диапазона 6 станции 4 обозначены подиапазонно. У диапазонов есть область перекрытия, в котором находятся ESL 9-11.
При вводе в эксплуатацию системы 1 сначала были последовательно запущены станции 3,4. Каждая станция 3 и 4 знает радиоканалы, предпочтительные для работы системы 1, с номерами 3, 5, 8, 9 и 10. Это показано на фиг. 2, где изображены различные частотные диапазоны 15-22 с номерами каналов К. Для использования обычной сети WLAN доступны диапазоны 15, 16 и 17. Предпочитаемые для использования системы 1 частотные диапазоны 18, 19, 20-22 соответствуют номерам каналов 3, 5, 8-10 и не перекрываются с диапазонами WLAN 15-17. Станция 3 автоматически выбрала радиоканал под номером 3, так как он был первым проверен на то, не занят ли он уже другой станцией. Станция 4 автоматически выбрала канал с номером 5, так как при проверке свободных каналов она обнаружила, что канал с номером 3 уже занят, а в качестве следующего свободного канала был идентифицирован канал 5. Однако распределение каналов может быть и постоянным.
Как только ESL 7-14 попадают в зону действия станции 3 или 4, они устанавливают, что в одном или нескольких радиоканалах есть сигналы соответствующих станций 3 или 4. ESL 7 и 8 устанавливают соединение с первой станцией 3. ESL 12-14 устанавливают соединение со второй станцией 4. У ESL 9-11 установлено, что для них доступны обе станции 3 и 4. Каждое устройство ESL 9-10 проверяет качество приема сигналов, полученных от соответствующей станции 3, 4, и принимает решение относительно станции 3 или 4, где имеется наилучшее качество приема, чтобы установить с этой станцией соединение по каналу (номер 3 или 5). Этот процесс поиска решения может выполняться и станциями 3 и 4, причем эти станции проверяют соответствующее качество приема при соединении с ESL 9-11 и согласуют между собой, какая из них устанавливает связь с каким устройством ESL 9-11, так как для соответствующего ESL 9-11 имеются лучшие условия связи. Процесс решения о распределении между ESL 9-11 и станциями 3, 4 может быть и перенесен на сервер 2, так как он связан со станциями 3, 4. При установлении соединения между соответствующими ESL 7-14 сначала выбираются радиоканалы (это также называется „channel scan"), при необходимости проводится оценка качества приема по соответствующему каналу и затем однозначные аппаратные адреса ESL 7-14 передаются на станцию 3, 4, выбранную для связи. Таким образом, каждая станция 3, 4 знает соответствующие распределенные ESL 7-14. Первое соотнесение станций 3, 4 и ESL 7-14 передается на сервер 2.
Во второй последовательности производится второе соотнесение каждого ESL 7-14 к каждому продукту. В конце сервер узнает, где в торговом зале, на какой полке и на каком месте на полке находится соответствующее устройство ESL 7-14 (или должно находиться), так как он знает соответствующие позиции продуктов, представленные на планограмме.
На фиг. 3 показана блок-схема устройства ESL 7, представляющего используемые в системе ESL 7-14, так как их конструкция идентична. У ESL 7 есть радиомодуль 24, процессор 25 для обработки данных, управления рабочими состояниями и выполнения функций, память 26 для хранения данных и программ, а также экран 27, изготовленный по экономичной технологии электронных чернил, для отображения информации о продукте. Радиомодуль 24 служит для радиосвязи со станциями 3 или 4, причем из полученных радиосигналов генерируются данные приема, которые затем передаются в процессор 25, либо переданные процессором 25 данные передачи преобразуются в радиосигналы. Данные, сохраненные в памяти 26, могут быть присвоены либо процессору 25, либо экрану 27. Кроме того, отображение не зависит от типа памяти (ROM, EEPROM, RAM и т.д.) и от того, как память 26 соотносится с процессором 25 и (или) с экраном 27 - логически или физически. В выбранном варианте также не отображаются соединения, например, линии передачи сигналов и (или) данных между функциональными блоками 24-27 и аккумулятор энергии (в данном случае батарея).
В памяти 26 сохраняются данные BD для создания изображения на экране 27, причем данные BD определяют первый уровень изображения с данными первого уровня ED1 и второй уровень изображения с данными второго уровня ED2, данные аппаратных адресов HAD для передачи аппаратного адреса в ESL, а также данные PD для параметрирования метода связи. Следует отметить, что могут существовать и дополнительные уровни изображения.
Данные аппаратного адреса HAD содержат четыре байта В3, В2, В1, В0, причем В0 является младшим байтом.
С помощью процессора 25 в устройстве ESL 7 различные данные уровней ED1 и ED2 сводятся в единое изображение. Как первые, так и вторые данные уровня ED1, ED2 представляют информацию о каждой точке изображения. Однако для обоих уровней изображения задана определенная информация, а именно „Прозрачно", „Фон" или „Фоновый цвет". Таким образом, в отдельных уровнях изображения одна точка может накладываться на другую, то есть изображение в целом конструируется на основании суперпозиции содержания изображения относительно идентичных координат точек различных уровней. Изображения имеются в формате Bitmap, но могут сохраняться и в других форматах, например, в JPG.
Структура изображения схематично показана на фиг. 4. Первый уровень изображения 28, представленный первыми данными ED1, содержит в основном статическую информацию 29 о продукте, причем эта информация меняется только в том случае, если ESL 7 присваивается другому продукту. Статическая информация 29 относится, например, к описанию продукта. Все остальные области изображения считаются „прозрачными". Второй уровень 30, представленный вторыми данными ED2, содержит в основном динамическую информацию 31, которая по сравнению со статической меняется относительно часто, например, ежедневно, еженедельно или несколько раз в день. Динамическая информация 31 касается, например, цены продукта или сведений о сфере действия предложения, например, дат начала и окончания действия предложения, а также времени и других условий. Все остальные области изображения считаются „прозрачными". Общее изображение 32 на основании данных BD, образованное наложением каждой точки первого уровня 28 и каждой в точности соответствующей точки второго уровня 30, отображает как статическую, так и динамическую информацию 29, 32, а также промежуточные области, обозначенные как „прозрачные".
У ESL 7 возможно получение всех данных изображения BD в сжатой форме, разархивирование и сохранение в памяти 26. Это может происходить, например, при первой передаче всего изображения. Однако этот процесс достаточно длителен, что приводит к относительном высокому потреблению энергии. Если изображение уже есть в ESL 7, эффективнее обновлять его по частям, так как это приводит к меньшему потреблению энергии. С этой целью ESL 7 может принимать, разархивировать и сохранять в памяти 26 подлежащий обновлению уровень изображения (например, второй уровень 30) отдельно от сохраненного в памяти 26 другого уровня (например, второго уровня 28). После этого система получает доступ к новым данным второго уровня ED2 (переключается с одной страницы памяти на другую) для обновления общего изображения 32.
У ESL 7 есть и ступень временного управления 33, которая может представлять собой самостоятельный аппаратный компонент или, по меньшей мере, частично быть реализована с помощью процессора 25. Она генерирует типичную для ESL временную базу и использует ее для управления тактированием (переход и выход) состояниями ESL 7. Управление тактированием осуществляется с помощью параметров, которые изначально известны ступени временного управления и (или) предоставляются процессором.
В дальнейшем на основании рисунков 5-8 описывается метод связи с квантами времени, используемый в системе 1. При этом описываются только ESL 7-9, отнесенные к станции 3, так как к ESL 11-14, отнесенным к станции 4, относятся аналогичные описания. В диаграммах состояния на фиг. 5-8 на оси абсцисс вводится время t. На оси ординат следует указать состояния Z компонентов системы 1, учтенных в описании. На диаграммах показаны изменения состояний по времени.
На всех фиг. 5-8 старшая последовательность состояний показывает состояния ступени 3, обозначенные ST. Во время цикла квантов времени DC (например, 15 с) имеется N квантов времени Z1…ZN (например, 256) с одинаковой длительностью кванта DS (например, 58 мс). Во время цикла DC ступень 3 переключается между состоянием передачи Т и состоянием покоя R. Состояние передачи Т всегда принимается в начале кванта времени Z1…ZN и поддерживается в течение времени синхронизирующего сигнала DSD (или длительности передачи DSD синхронизирующего сигнала SD) для передачи соответствующего символа кванта времени ZS1, ZS2, … ZSN вместе с синхронизирующим сигналом SD. В качестве соответствующего символа ZS1…ZSN используется текущий номер кванта времени Z1…ZN, соответствующий последовательности возникновения кванта времени Z1…ZN. Следовательно, первый квант времени Z1 в шестнадцатеричной форме (обозначенной „Нех") обозначается символом Hex 00, второй квант времени Z2 - символом Hex 01 и так далее, а последний квант времени ZN (в данном примере двести пятьдесят шестой квант Z256) - символом Hex FF.
Ниже описываются аппаратные адреса ESL 7-9, указываемые в шестнадцатеричной форме (старший байт слева = четвертый байт ВЗ: третий байт В2: второй байт В1: младший байт справа = первый байт В0). При обычном использовании системы 1 аппаратные адреса ESL 7-9 не менялись бы. Чтобы описать различные аспекты системы 1 на основании ограниченного количества ESL, устройствам ESL системы 1 на рисунках присваиваются различные аппаратные адреса, либо некоторые ESL не включаются в описание.
На фиг. 5 аппаратный адрес первого устройства ESL 7 Hex В2:00:01:00, второго ESL 8 Hex В2:00:01:01 и третьего ESL 9 Hex В2:00:02:00. Четвертое устройство ESL 10 не учитывается.
На фиг. 6 аппаратный адрес первого устройства ESL 7 Hex В2:00:01:00, второго ESL 8 Hex В2:00:02:00 и третьего ESL 9 Hex В2:00:03:00. Четвертое устройство ESL 10 не учитывается.
На фиг. 7 аппаратный адрес первого ESL 7 Hex В2:00:01:00. Другие три ESL 8-10 не учитываются.
На фиг. 8 аппаратный адрес первого устройства ESL 7 Hex В2:00:01:00, второго ESL 8 Hex В2:00:01:01, третьего ESL 9 Hex В2:00:02:01 и четвертого ESL 10 Hex В2:00:03:01.
В системе 1 с помощью младшего байта В0 у соответствующего ESL 7-10 выполняется идентификация кванта времени, возникшего в рамках процедуры связи и заданного для соответствующего ESL 7-10. За исключением младшего байта В0 для индивидуальной адресации одного из устройств ESL 7-10 в пределах кванта времени Z1…ZN, заданного для соответствующего ESL, используются остальные три младших байта В1-В3 аппаратного адреса.
На фиг. 5 показано, что первое устройство ESL 7 находится в синхронном состоянии. В первый момент активации ТА1 оно выходит из состояния покоя S и в течение относительно короткого времени упреждения DV до ожидаемого появления синхронизирующего сигнала SD переходит в активное состояние готовности к приему Е, принимает синхронизирующий сигнал SD в течение времени приема DE с первым символом кванта времени ZS1 (Hex 00), путем сравнения младшего байта В0 своего аппаратного адреса (Hex 00) с полученным символом ZS1 устанавливает, что отображается первый квант времени Z1, заданный для первого устройства ESL 7 (совпадение сравниваемых байтов: В0 аппаратного адреса и первого символа кванта времени ZS1), сохраняет используемые для управления активацией параметры ступени временного управления 33 для активации в следующем цикле для определения новой точки активации и в течение относительного короткого времени последействия DN возвращается в состояние покоя S, чтобы по истечении предусмотренного времени покоя DR активироваться в новый (второй) момент активации ТА2 с заданным временем упреждения VD до нового начала первого цикла Z1. То же относится ко второму устройству ESL 8, которое, как и первое устройство ESL 7 находится в синхронном состоянии.
Третье устройство ESL 9 до момента синхронизации TSY находится в асинхронном состоянии, на что указывает стрелка 34 с прерванной линией, параллельная оси времени. Оно активируется в случайно выбранный первый момент времени ТА1, переходит из состояния покоя S в активное состояние готовности к приему Е и ожидает в этом состоянии получения следующего синхронизирующего сигнала SD, причем в данном случае получается второй символ кванта времени ZS2 (Hex 01). Третье устройство ESL 9 на основании младшего байта В0 (Hex 00) своего аппаратного адреса распознает, что заданный квант времени уже возник в пределах текущего цикла и, следовательно, следующий квант времени с символом Hex 00 нужно ожидать в следующем цикле, и рассчитывает, что распознанный в данный момент квант времени Z2 отстоит от исконного кванта Z1 на один квант, что в дальнейшем будет обозначено как разницу между квантами времени. В третьем устройстве ESL 9 ступень временного управления 33 программируется так, что новый момент активации ТА2, как и у синхронизированного устройства ESL с заданным временем упреждения DV, находится до появления первого кванта времени Z1 следующего цикла. Отсчитываемое время упреждения DSA в состоянии покоя S рассчитывается следующим образом: время нахождения в состоянии покоя DR (в синхронном состоянии) за вычетом длительности кванта времени DS, умноженное на разницу квантов времени (в данном случае значение 1). Таким образом, третье устройство ESL 9 снова находится в синхронном состоянии, на что указывает сплошная стрелка 35, и переходит из активного состояния Е в состояние покоя S, чтобы по истечении времени DAS в новый момент времени ТА2 снова вернуться в активное состояние Е.
На фиг. 6А показана индивидуальная адресация устройств ESL 7-9, а также передача этим устройствам индивидуальных заданий ESL 7-9 с помощью простых команд с использованием квантов времени. Показан только первый квант времени Z1, который находится между двумя синхронизирующими сигналами SD. Станция 3 включает в синхронизирующий сигнал SD первого кванта времени Z1 данные адреса AD, данные команды CD и данные о времени подтверждения ZD. С помощью данных адреса AD Hex В2:00:01 выполняется адресация первого ESL 7, с помощью данных адреса AD Hex В2:00:02 - адресация второго ESL 8, а с помощью данных адреса AD Hex В2:00:03 -адресация третьего ESL 9. С помощью данных команды CD первому устройству ESL 7 передается команда „PING", второму устройству ESL 8 - также команда „PING", а третьему устройству ESL 9 - команда „SWPAG2". Это простые команды, которые выполняются сразу после декодирования в соответствующем ESL 7-9, причем требуемым для этого временем можно пренебречь. С помощью двух команд „PING" проверяется, ответит ли запрошенное устройство ESL 7, 8 с данными подтверждения ACD, то есть существует ли оно, реагирует ли и синхронизировано ли оно. С помощью команды „SWAPG2" у третьего устройства ESL 9 активируется переключение с текущей (первой) страницы памяти на вторую страницу памяти, чтобы можно было изменить изображение, показываемое на экране 27, как показано на фиг. 4. Кроме того, с синхронизирующим сигналом SD передается момент подтверждения для первого устройства ESL 7 путем указания промежутка времени покоя DR1, для второго ESL 8 путем указания второго промежутка времени покоя DR2 и для третьего ESL 9 путем указания третьего промежутка времени покоя DR3. Реперной точкой для трех промежутков времени покоя DR1-DR3 всегда является конец времени приема DE. Структура данных, переданная с помощью синхронизирующего сигнала SD в начале первого кванта времени Z1, показана на фиг. 6В.
Вместо индивидуальных промежутков покоя DR1-DR3 можно указывать и максимальные промежутки времени, которые соответствуют сумме соответствующего промежутка DR1-DR3 и промежутка времени для отправки данных подтверждения ACD.
Согласно фиг. 6А все три ESL 7-9 распознают, что они синхронизированы, так как первый символ Z1 показывает предназначенный для них квант времени (младший байт В0 аппаратного адреса у всех трех ESL 7-9 Hex 00). Проверка данных адреса AD показывает, что каждое устройство ESL 7-9 адресуется индивидуально (наличие трех оставшихся байтов В1-В3 соответствующего аппаратного адреса в данных AD), команды, относящиеся к конкретным ESL 7-9, декодируются и выполняются непосредственно, индивидуальные данные подтверждения ACD по истечении индивидуальных промежутков времени покоя DR1…DR3 по окончании времени приема DE передаются на станцию 3, которая в течение времени приема SDE готова к приему данных подтверждения ACD. Простые команды и процессы передачи данных подтверждения ACD полностью обрабатываются в первой части 36 кванта времени Z1, благодаря чему вторая часть 37 может использоваться для других задач, например, выполнения сложных команд, что подробно показано на фиг. 7 и 8.
На фиг. 7А показано выполнение сложной команды, при которой первое устройство ESL 7 в течение трех соседних квантов времени Z1-Z3 получает от станции 3 общие данные (например, касающиеся изображения или уровня изображения), разделенные на три пакета DAT1-DAT3. Первое устройство ESL 7 с помощью синхронизирующего сигнала SD распознает синхронное состояние, а также то, что оно адресуется индивидуально (данные адреса Hex В2:00:01), оно получает и декодирует команду „DATA_INIT", которая означает получение трех пакетов данных DAT1-DAT3 в течение указанных квантов времени Z1-Z3, и в конце времени приема DE для первого ожидания DW1 переходит в состояние покоя S, причем первое ожидание DW1 заканчивается с окончанием первой половины кванта времени DS. В начале второй части 37 первого кванта времени Z1 станция 3 переходит в состояние передачи Т, а первое устройство ESL 7 - в активное состояние готовности к приему Е, так что оно может получать первый пакет данных DAT1 в течение времени передачи данных DT. После этого оно с помощью частичных данных подтверждения ACD1 в течение времени подтверждения DA - когда станция 3 также находится в состоянии приема Е - подтверждает успешный прием. Время подтверждения DA истекает до окончания первого кванта времени Z1. По истечении времени подтверждения DA первое устройство ESL 7 в течение второго значения времени DW2, которое длится до конца первой части 36 второго (следующего) кванта времени Z2, пребывает в состоянии покоя S. В начале второй части 37 второго кванта времени Z2 станция 3 переходит в состояние передачи Т, а первое устройство ESL 7 - в активное состояние готовности к приему Е, так что в течение времени передачи данных DT принимается второй пакет данных DAT2. То же относится к третьему кванту времени Z3, с окончанием которого завершается передача данных. Каждый успешно переданный пакет данных DAT1-DAT3 подтверждается частью данных подтверждения ACD1-ACD3. Структура данных, переданная с помощью синхронизирующего сигнала SD в начале первого кванта времени Z1, показана на фиг. 7В.
На фиг. 8А показан процесс передачи данных с использованием комбинации сложной команды и трех простых команд. Первое устройство ESL 7 с помощью синхронизирующего сигнала SD распознает свое синхронное состояние (младший байт В0 аппаратного адреса Hex 00) и то, что оно адресуется индивидуально (данные адреса Hex В2:00:01), принимает и декодирует команду „DATA_INIT", предполагающую получение трех пакетов данных DAT1-DAT3 в течение квантов времени Z1-Z3. Структура данных, переданная с помощью синхронизирующего сигнала SD в начале первого кванта времени Z1, показана на фиг. 8В. Передача данных от станции 3 к первому устройству ESL 7 выполняется аналогично фиг. 7А.
Три оставшихся устройства ESL 8-10 в начале второго кванта времени распознают, что они синхронизированы, так как второй символ Z2 показывает предназначенный для них квант времени (младший байт В0 аппаратного адреса у всех трех ESL 8-10 Hex 01). Проверка данных адреса AD показывает, что каждое устройство ESL 8-10 адресуется индивидуально (наличие трех оставшихся байтов В1-В3 соответствующего аппаратного адреса в данных AD), команды, относящиеся к конкретным ESL 8-10, декодируются (в данном случае три команды „PING") и выполняются непосредственно, индивидуальные данные подтверждения ACD по истечении индивидуальных промежутков времени покоя DR1-DR3 передаются станции 3 согласно фиг. 6А. Структура данных, переданная с помощью синхронизирующего сигнала SD в начале первого кванта времени Z2, показана на фиг. 8С.
Как видно, три простых команды и одна сложная команда во втором кванте времени Т2 выполняются практически одновременно с точки зрения единицы измерения времени „квант", так как для простых команд зарезервирована первая часть 36, а для сложной команды - вторая часть 37 второго кванта времени Т2 с целью требуемой передачи данных. Однако отнесения соответствующего типа команды к частям кванта времени 36, 37 может быть и противоположным.
В конце еще раз указываем на то, что подробно описанные выше рисунки представляют собой лишь пример исполнения, который специалист сможет модифицировать самыми разными способами, не выходя за рамки изобретения. Кроме того, следует обратить внимание на то, что если в ряде случаев используется единственное число, нельзя исключать наличия и нескольких соответствующих признаков или элементов.