专利名称：标准化的硬件控制机制的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种标准化的硬件控制机制，特别是指一种具有被标准化后的资料结构、控制程序及系统配置，从而有效扩充系统而不受新增设备的软/硬件版本影响，有效的控制该新增设备的技术。
背景技术：
一般硬件控制会根据不同的硬件形态与类别，个别设定不同的硬件控制命令，对于小型的控制环境如一对一或是一对二的控制环境来说，很容易去设计与达成所需的运作，但是如果因为版本或是新的硬件加入时，硬件的控制命令与控制的流程会越来越多且越来越复杂，此时软件控制程序的复杂度会呈现几何级数的增长，因而需要更好的控制系统或是更好的控制机制来取代。
本专利申请的发明人鉴于上述传统硬件控制机制的各项缺点，加以改良创新，并经多年苦心孤诣潜心研究后，终于成功研发完成一种标准化的硬件控制机制。
本发明主旨就在于提出一个可以适应因为版本更新或是新形态的硬件加入时，均能够正常的去控制与应用，而不用去修改原本的控制主系统与控制的机制，以达成不受新版本与新硬件影响的标准化控制机制。
另外，因为采用此种标准化的控制方式，可以简化控制的逻辑与减少控制命令，因此可以简化程式程式设计的复杂度，减少系统开发的时程与节省系统开发的成本，并且此种控制方法可以很容易的移植到同质的系统中，更加减少同质系统的开发时间。
发明内容
本发明的目的即在于提供一种标准化的硬件控制机制，使系统中控制主机(Control Unit)与装置(Device)间容易控制及扩充的目的。
本发明的次一目的是在于提供一种标准化的可变长度的资料格式(VString)。
本发明的另一目的是在于提供一种标准化硬件描述表(HDT)。
本发明的又一目的是在于提供一种标准化动态硬件描述表(D-HDT)。
本发明的再一目的是在于提供一种标准化硬件控制指令(S.H.C.C.)。
本发明的他一目的是在于提供一种以标准化的硬件控制机制下，所架构出来的系统配置，包括基本系统配置、多层系统配置及高阶系统配置。
为实现上述发明目的的标准化的硬件控制机制，本发明采用一致性的硬件控制流程，以及适应未来新硬件的控制，包括有资料结构、硬件描述表、控制指令及控制程序等等不同的形态组合，分别描述如下一、可变长度的资料格式(VString，Variable length String，简称VSTR)在此提出一种可以变动长度的资料格式，本发明可以很容易的描述出可变长度的资料格式，通过此格式可以任意的表示所需要的资料长度值，在其前导的资料长度栏位，如果串列资料的长度大于255则资料长度栏位L1放入0，并在其后取两个位元组L2来存放串列资料的长度值；应用此种方法，甚至可以扩充成为四个位元组的资料长度栏位来存放串列资料的长度值。
二、硬件描述表(Hardware Description Table，简称HDT)为了采用标准化硬件控制指令与程序，对于硬件的控制方式必须有别于传统的控制方式，在此本发明把所有的硬件控制归纳成为两类资料读取与资料写入(Data Read&Data Write)，所有的硬件控制均只有此两类来控制，把所有需要控制的资料建成一个读写(Read/Write)资料表，并且在一个资料表中附加一些控制的信息与资料的长度，再把其它有关此硬件的资料附加而成为一个硬件描述表，定义一个要控制硬件的硬件描述表，通过标准化的硬件控制指令来读取此硬件描述表，即可以知道此硬件的信息，应用此信息来控制此硬件。由于一个硬件装置的性质与总类均不可能相同，尤其是需要控制的资料未必一样，因此其硬件描述表均有所不同则资料长度也不一样，需要上述的可变长度的资料格式(VString)来描述所需要的硬件描述表。
三、动态硬件描述表(Dynamic-Hardware Description Table，简称D-HDT)上述的硬件描述表均在设计与制造阶段已经预先定义好，对于系统的动态执行时所衍生的变化并不能很明确的表现出来，因此需要额外的制定动态的硬件描述表，对于上述的硬件描述表所定义出的读写资料表在系统真正执行的时候，需要再针对一个读写资料表的状况产生出动态的硬件描述表，用以描述目前的状态与表示是否有子装置配置于目前的装置中，如此便可以完整的表示出所有目前的状态，从而达控制多层装置的功效。
四、标准化硬件控制指令(Standard Hardware Control Command，简称S.H.C.C.)由于一个硬件都有硬件描述表，且其控制方式均为读取资料与写入资料栏位，因此本发明可以容易的制定类似的标准化硬件控制指令，大致分为三类指令(1)资料存取指令，包括有硬件资料读取(HW Read)、硬件资料写入(HW Write)、硬件资料删除或核对等用来存取硬件的控制资料；(2)信息存取指令，包括有信息资料读取(Info Read)、信息资料写入(Info Write)等用来做为硬件描述表...等等的信息存取指令；(3)状态指令，包括有用来查询硬件状态的状态要求(Status Request)，及用来重置硬件装置状态的状态重置(Status Reset)。由于控制指令很少、且共用性大，在制作多组硬件控制时易于程序的制作，也易于移植到别的硬件机制上。
五、控制程序(Controll procedure)在硬件装置中设有硬件描述表及动态硬件描述表，并应用标准化硬件控制指令来控制硬件装置，由于控制模式大多相同，且标准化硬件控制指令又不多的情况下，本发明在一个需要控制的装置上，预先设计该装置所需要的控制方式，将其储存在装置中，通过控制主机来抓取其硬件描述表等资料时，同时依序抓取其控制程序，如此，系统中的控制主机就可以知道要如何控制该装置，并可以达到同一控制主机与未来的新装置相容的目的，亦既是未来的新装置只要具有应用此种架构的设计，不更新控制主机，就可以控制未来的新装置。但是，为了达到此种功能，必须所有的控制主机要能够符合执行此种控制程序的机制。
综上，所述控制主机通过标准化硬件控制指令来控制装置1至装置N，而一个装置都有设定的识别码(ID)，使控制主机(CU)可先送出状态要求(Status Request)来查询一个存在的装置，然后再通过信息资料读取(InfoRead)标准化硬件控制指令来抓取一个装置的硬件描述表(HDT)、动态硬件描述表(D-HDT)及其内存的控制程序，之后就可以利用硬件资料读取(HW Read)与信息资料写入(HW Write)标准化硬件控制指令来操作装置1至装置N。
本发明所提供的标准化的硬件控制机制，与传统技术相互比较时，更具有下列优点1.通过此标准化的硬件控制机制可以简化硬件的控制方式，并且很容易控制未来的新产品，完全满足产品版本间的相容性。
2.利用该标准化的硬件控制机制可以衍生出很多很方便的控制应用与节省开发的时间与成本。
3.取代旧有软体控制程式的复杂度，以简易标准化的控制流程完成软件控制程序。
图1为本发明标准化的硬件控制机制的可变长度的资料格式视图；图2为该标准化的硬件控制机制的标准化硬件控制指令说明图表；图3为控制主机与装置间的控制流程图；图4为该标准化的硬件控制机制的基本系统配置图实施例。
图5为该标准化的硬件控制机制的多层系统配置图实施例。
图6为该标准化的硬件控制机制的高阶系统配置图实施例。
图7为该标准化的硬件控制机制的实施例示图。
主要部分代表符号1可变长度的资料格式；11资料长度栏位；L2资料长度栏位；12资料栏位；13硬件描述表；14预储存控制程序；15编辑(Script)的直译(Interpreter)；2标准化硬件控制指令；31状态要求指令；32状态重置指令；33信息资料读取；34信息资料写入；35硬件资料读取；36硬件资料写入；37硬件资料删除或核对；4控制主机；41a装置1；41b装置2；41n装置N；5主控制主机；51a控制主机1；51b控制主机2；51c控制主机3；52a装置1；52b装置N；53装置2；54装置A；55异质性的连接型态；6控制主机；61装置；7控制主机；
71a装置1；71b装置2；71c装置3；71d装置4。
具体实施例方式
请参阅以下有关本发明一较佳实施例的详细说明及其附图，将可进一步了解本发明的技术内容及其目的功效。
请参阅图1，为标准化的硬件控制机制的可变长度的资料格式视图，该可变长度的资料格式1(Variable length String)结构主要分为资料长度栏位11及资料栏位12来表示，如此人们可以很容易的描述出可变长度的资料格式1，通过资料长度栏位11可以任意的表示所需要的资料长度；关键在于其前导的资料长度栏位11，如果资料串列的长度小于255则资料长度栏位11 L1就放入此资料串列的长度值，如果资料串列的长度大于255则将资料长度栏位11 L1放入0，并在其后取两个位元的附加资料长度栏位111 L2来存放此资料串列的长度值；如应用此种方法，甚至可以扩充成为四个位元的附加资料长度栏位111的格式来存放此资料串列的长度值。通过此标准化可变长度的资料格式1作为基础，可以在装置内定义出硬件描述表13及动态硬件描述表，以充分表示记录该装置的硬件机制1以提供控制主机所需要的信息资料，其中硬件描述表13可分成为两类读取资料表及写入资料表，提供作为控制该装置的依据，栏位包括有识别码、硬件描述表版本、资料长度、附加资料长度及描述硬件装置等栏位，在描述硬件装置栏位内所记录的内容，为非功能性描述，如主版本、次版本、产品编号、制造商等资料；另外动态硬件描述表是基于系统在动态执行时所衍生的变化，例如目前的状态、是否有子装置配置于目前的装置中及系统配置所描述的树状结构，无法单靠硬件描述表13来明确的表示出来，因此需要额外的制定动态的硬件描述表描述，栏位包括资料长度、读取表长度、写入表长度、读取阵列内容、写入阵列内容及动态附加资料等栏位，在动态附加资料栏位内所记录的内容为描述其行为、模式、或其他信息。
请参阅图2，为标准化硬件控制指令说明图表，由于一个装置都备有硬件描述表13及动态的硬件描述表，且其控制方式均对该硬件描述表13作读取资料与写入资料至栏位方式，因此可以制定出如图中的标准化硬件控制指令2，它分为三类指令，分别是资料存取、信息存取及状态指令；其中，资料存取指令包括有硬件资料读取(HW Read)、硬件资料写入(HWWrite)、硬件资料删除或核对(HW Verify)等，用来对读取资料表与写入资料表做读写的动作，以控制硬件装置；信息存取指令包括有信息资料读取(Info Read)、信息资料写入(Info Write)等，用来对装置内的硬件描述表作资讯读取，或对装置内的控制程序作更新；以及状态指令包括有状态要求(Status Request)、状态重置(Status Reset)等，用来对系统配置中一个存在的装置作查询，以了解该系统配置所描述的树状结构，或对该系统配置的某一个装置作重置硬件状态的动作。
请参阅图3，为控制主机与装置间的控制流程图，是利用装置中预设好的硬件描述表13(HDT)及动态硬件描述表(D-HDT)，经由标准化硬件控制指令2(SHCC)来对装置做控制操作；控制流程描述了装置初始配置完成时，从状态要求指令31中去读取一个存在的装置，再以状态重置指令32把存在特定的装置加以硬件重置，同时可以利用信息存取指令中的信息资料读取33(Info Read)将装置中预设好的硬件描述表13(HDT)、动态硬件描述表(D-HDT)及控制程序逐一抓取记录于控制主机中，使控制主机通过资料存取指令，包括有硬件资料读取35(HW Read)、硬件资料写入36(HW Write)、硬件资料删除或核对37(HW Verify)等指令，对各存在装置的读取资料表及写入资料表直接作读取与写入的动作。其中信息存取指令中的信息资料写入34(Info Write)是使用在需要时对存在的装置作控制程序更新。
请参阅图4，为基本系统配置图实施例，为由一个控制主机4(CU)通过标准控制指令2(S.H.C.C.)来控制装置41a、装置41b至装置41c，由于一个装置都有识别码(ID)，可使控制主机4(CU)先送出状态要求(StatusRequest)来查询一个存在的装置，然后通过信息资料读取(Info Read)标准化硬件控制指令来抓取一个装置的硬件描述表13(HDT)、动态硬件描述表(D-HDT)与其内的控制程序，然后利用硬件资料读取(HW Read)与硬件资料写入(HW Write)标准化硬件控制指令2来操作装置41a至装置41c。
请参阅图5，为多层系统配置图实施例的一多层的系统配置方式，最左边有一个主控制主机5(Master Control Unit，简称MCU)来控制多个控制主机(CU)，控制的方式同样采用标准化硬件控制指令2(SHCC)控制，这时的控制主机151a至控制主机351c必须要有支援硬件描述表13(HDT)的架构来设计，当要对其他非标准化硬件控制指令控制时，可以采用如图中装置2 53的做法，将装置A 54非支援标准化硬件控制指令的控制模式且没有内涵硬件描述表(HDT)的资料内容，通过装置2 53与装置A 54以专门做异质性的连接型态55转换，使得装置A 54可以与控制主机连接；如此一来就顺利的转接了异质性的控制系统。
请参阅图6，为高阶系统配置图实施例采用预储存控制程序14(PreStoreControl Procedure)的控制模式，为一种完整的系统配置。对于装置的控制与前述控制相同，本发明可以将装置61的预储存控制程序14(PreStoreControl Program)储存于装置61中，而不放在本发明的控制主机6(CU)中，使得系统启动的时候，控制主机6(CU)抓取装置61的硬件描述表13(HDT)资料同时，一起抓取储存于装置61中的预储存控制程序14(PreStoreControl Program)，由控制主机6(CU)来执行此控制程序达到控制的目的。因此，如果采用此种方式，未来的控制主机6(CU)便会局限于单一平台的发展环境；但是，如果将控制主机6(CU)的装置效能要求达到一定的水准，使其可以执行直译(Interpreter)程序，则可以应用类似编辑(Script)的方式来达到控制的目的；首先依照控制指令建立出一套完整的编辑(Script)指令集，再对一个装置写出相对应的控制程序，再将此编辑(Script)指令集储存于装置61中，配合抓取硬件描述表13(HDT)指令的资料，一起抓取出来，也就是说，将控制装置的程序放在装置61中，然后在系统运作时，再取出来执行并且控制该装置61，这便是预储存控制编辑(PreStoreControl Script)；由于将编辑(Script)指令抓取回控制主机6(CU)中执行时，此编辑(Script)并不是一般可以直接执行的程序，因此在控制主机6(CU)中必须有类似直译(Interpreter)的程序存在，由于需要一边解译编辑(Script)一边执行其编辑(Script)所描述的控制内容，所以控制主机6(CU)的硬件规格不可以太差，必须有足够的效能来执行此一边执行编辑(Script)的直译(Interpreter)一边还可以通过编辑(Script)去控制其所需要控制的硬件能力。
请参阅图7所示，为本发明实施例的说明1.系统刚启动时，控制主机7(CU)会经由信息资料读取(Info Read)命令分别去读取装置1 71a～4 71d(Device1～4)的硬件描述表(HDT)及预储存控制程序(S.P.)资料，以得知各个装置(Device)硬件信息及解释相关的预储存控制程序(S.P.)程序；2.然后控制主机7(CU)执行状态要求指令(Status Request)开始顺序读取装置1～4 71a～71d(Devic1～4)的相关即时状态，当装置1～4 71a～71d(Device1～4)即时资料要让控制主机7(CU)带回时，即将资料经回应给控制主机7(CU)的状态要求指令(Status Request)信息中带回；3.当控制主机7(CU)需要读取装置(Device)的某一即时硬件信息时，控制主机7(CU)即会下硬件资料读取(HW Read)命令给装置(Device)，当装置(Device)收到这命令时即会在回应时将相关信息带回给控制主机7(CU)；4.当控制主机7(CU)欲对装置(Device)设定某些硬件功能时，即会下硬件资料写入(HW Write)命令及相关参数给装置(Device)，当装置(Device)收到此命令及参数时，会根据相关的参数设定硬件的功能回应确认讯息给控制主机7(CU)；5.当控制主机7(CU)要重置装置(Device)时，只要对装置(Device)下状态重置指令(Status Reset)即可，此时装置(Device)会回应确认信息给控制主机7(CU)并重新启动。
本发明应用此高阶系统配置可以发展出以多人共同开发的极复杂自动控制系统，若将编辑(Script)标准化后可以发展完整的编辑(Script)发展平台，而该编辑(Script)可制成硬件独立式(Hardware Independence)，不会因为控制主机6(CU)的更换而无法继续发展下去。通过此种预储存控制程序(PreStore Control Procedure)的方式，可以延长本发明系统生命周期，尤其是控制主机6(CU)端的装置不会因为装置61端的更新而无法使用，可以在不用更新控制主机6(Update CU)的情况下，很容易的去控制未来新的装置61，只要该装置遵循此种控制机制，并且有相容的控制编辑(Script)即可。
由以上所提出的所有元件与概念得以了解不同装置61间的通讯与控制有许多不同于传统的控制方式与影响。因此，如图6的高阶系统配置图，其装置61端的设备可以视情况而增加，或是在未来增加新设计的装置61，以不用更新控制主机6(CU)端情形下，达成所有的功能运作，不会因为新设计的装置61而有所功能上的损失。
上列详细说明是针对本发明的一可行实施例的具体说明，惟该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
权利要求
1.一种标准化的硬件控制机制，其特征在于资料结构至少包含一可变长度的资料格式，是由资料长度栏位及串列资料栏位所组成，其中该资料长度栏位是用以记录该串列资料栏位的位元组长度；若该串列资料栏位的位元组长度大于255位元组时，该资料长度栏位填入0，并在其后取二位元组来记录串列资料栏位的位元组长度资料；一硬件描述表，是利用该可变长度的资料格式作为基本架构来表示该硬件描述表，且被事先存放在装置的存储器中，待执行信息资料读取程序时提供系统中控制单元足够的硬件信息；一动态硬件描述表，是利用该可变长度的资料格式作为基本架构来表示该动态硬件描述表，在系统真正执行时用以描述目前的状态及表示是否有子装置配置于目前的装置中，可以完整表示目前状态与装置所描述的树状结构，达到多层控制目的；以及一标准化硬件控制指令，作为读取资料与写入资料于该硬件描述表的控制指令，且易于程序的制作与移植到别的硬件上。
2.按权利要求1所述的标准化的硬件控制机制，其特征在于该硬件描述表的栏位包括识别码、硬件描述表版本、资料长度、附加资料长度及硬件装置描述。
3.按权利要求1所述的标准化的硬件控制机制，其特征在于该动态硬件描述表的栏位包括资料长度、读取表长度、写入表长度、读取阵列内容、写入阵列内容及动态附加资料。
4.按权利要求1所述的标准化的硬件控制机制，其特征在于该标准化硬件控制指令的指令型态包括硬件资料读取、硬件资料写入、硬件资料删除或核对、信息资料读取、信息资料写入、状态要求及状态重置。
5.一种按照权利要求1所述标准化的硬件控制机制的控制程序，其特征在于具体如下状态要求程序，是由控制主机发出状态要求指令，使装置接收指令后，将装置内的所有需要传回的资料全部传回控制主机，使控制主机事先查询一个存在的装置；状态重置程序，是由控制主机发出状态重置指令，对特定的装置作重置硬件的状态；信息资料读取程序，是由控制主机发出信息资料读取指令，装置接收指令后，将装置内的硬件描述表、动态硬件描述表及预先存放的编辑指令集回传到控制主机，使控制主机能直译编辑指令集去控制所要控制的硬件装置；信息资料写入程序，是由控制主机对需要更新控制程序的装置发出信息资料写入指令，使装置接收指令后，逐一将控制主机传送过来的新控制程序加以储存，待控制主机发出状态重置指令后更新旧的控制程序；以及硬件读、写及核对程序，是由控制主机直接对装置的硬件发出硬件读、写及核对指令，使控制主机直接对装置作读取资料表、写入资料表或核对资料表动作。
6.一种按照权利要求1所述标准化的硬件控制机制的系统配置，其特征在于包括有基本系统配置，是由控制主机经由网路连接至数个带有硬件描述表的装置架构，再以标准化的控制程序及标准化的资料结构，对装置内的硬件描述表及动态硬件描述表作读写的控制程序；多层系统配置，是由主控制主机经由网路连接至数个带有硬件描述表的控制主机，而各个控制主机亦经由网路连接至数个带有硬件描述表的装置架构，若装置非支援标准硬件控制指令的控制模式时，则可通过转换装置转换；以及高阶系统配置，是由具有编辑直译特性的控制主机经由网路连接至数个带有硬件描述表及编辑程序的装置架构，再以标准化的控制程序及标准化的资料结构，对装置内的硬件描述表及动态硬件描述表作读写的控制程序。
全文摘要
本发明为一种标准化的硬件控制机制，是将其资料结构、控制程序、系统配置等重新定义规划，使系统中控制主机与装置间不因新装置的开发而需修改控制主机；其中该资料结构是采用可变长度的资料格式来表示硬件描述表及动态硬件描述表，再以标准化硬件控制指令通过该标准化的硬件控制机制的控制程序对装置作控制，以简化硬件的控制方式，使达成容易控制未来的新产品及满足产品版本间的相容性；因此，利用该标准化的硬件控制机制不但可以衍生出许多系统配置的控制应用，同时还可以节省群组产品开发的时间与成本。
文档编号G06F9/30GK1536478SQ03108888
公开日2004年10月13日 申请日期2003年4月4日 优先权日2003年4月4日
发明者陈建安 申请人:汉军科技股份有限公司