专利名称：控制硬件组件配置的方法
技术领域：
本发明涉及一种通过一数据处理部件和运行在其中的一计算机程序控制多个硬件组件的配置的方法，至少有一些硬件组件经由信号引线与另一硬件组件耦合。本发明还涉及一种数据和信号处理设备，特别是如包括多个硬件组件和一数据处理部件的电视机，录像机，顶置盒或音频装置，至少有一些硬件组件经由信号引线与另一硬件组件耦合，该数据处理部件用于控制硬件组件并且在其中可运行一计算机程序。
当前用于不同应用领域的电子设备通常基于具有多个能经由适当信号引线交换信号的不同硬件组件的配置。这种硬件组件通常受控并协调于能经由适当接口访问硬件组件且其中可运行一计算机程序以执行控制任务的至少一个数据处理部件(微计算机，微控制器)。
此种系统的例子尤指电视机，录像机，顶置盒(用于一互动多媒体通信概念的有线连接的解码器部件)或音频装置。用于控制这种装置的计算机程序通常是结构化的，以便为每个硬件组件形成一个特殊的软件驱动器，所述驱动器一方面与各个硬件组件通信，另一方面与一更高级软件模块通信。这导致分级软件结构，其中一较高级模块控制软件组件的增长数量以及较低级硬件组件的增长数量。结构化系统例如可以从US5956023中了解，其涉及一种用于自动处理血液和其他液体的医疗装置。此装置在一较高软件级的控制通过一指令管理器与其硬件组件分离。在此装置中来自和发送到硬件组件的信息通过分级系统垂直传输。这具有已在第一硬件组件获取的和另一硬件组件所需的信息必须通过更高级的软件组件传输的缺陷，最糟情况下甚至要通过最高级软件组件传输。这种情况就是当此信息对于更高级没有或几乎不具有任何意义(低级信息)的情况。
通常随后的另一种方法包括提供一直接控制硬件组件的“物理装置驱动器”层和在此层之上的“逻辑装置驱动器”层，每一个逻辑装置驱动器控制硬件的一个相应方面。这种方案又存在一缺陷，即即使在硬件组件连接方面最简单的改变也需要在控制软件方面进行非次要的修改。此额外的工作在例如电视机制造领域体现了一个重要的问题即在一年期间通过对同样的硬件组件进行不同组合而生产出许多不同的产品。
US4698766公开了一种自动处理和制造配置，其中多个计算机控制机器，工具，传送带和存储设备。这些计算机的控制软件被分成用于运行基本功能和在一更高水平处理所连接的硬件组件信号的多个子模块。
EP0271945B1公开了一种具有多个能产生和/或处理不同类型数据的子系统的数据库系统。信息在子系统间经由耦合到一个公共总线的接口和依据所传输的数据类型的分类进行交换。在一种通信情况下每个子系统都描述了所请求或所提供信息的数据类型并响应其而传送或接收适当的信息。因此，子系统无需知道整个系统的配置特别是所请求信息来自或传送到的另一子系统的地址。信息的正确分配不经由同时所指定的数据类型而发生。
本发明的一个目的是提供一种灵活的控制多个硬件组件的方法和一种具有能比较简单地适应硬件组件配置的改变的多个硬件组件的数据和信号处理设备。
此目的通过如权利要求1所述方法和如权利要求5所述的一数据和信号处理设备来实现。从属权利要求中公开了有利的实施例。
利用一运行在一可访问硬件组件的数据处理部件的计算机程序，控制一多个硬件组件配置的方法，此硬件组件中至少一些经由信号引线与另一硬件组件耦合，此方法的特征在于该计算机程序包括对应于硬件组件并经由与硬件组件间实信号引线相适应的数据通道相连的子模块。因此，执行控制，即硬件组件的监控、控制和/或调整的软件精确地复制了硬件组件的结构和关于信号和信息流的连接。因此，在硬件配置修改的情况下，由于所包括的子模块仍然相同并只有数据通道的连接需要适应于硬件组件新连接而改变，控制软件可以以简单的方式修改。然而，数据通道本身的通信仍然相同。依据本发明的控制软件结构还可确保设备任何部分所需信息在相关部分总是且立即可用。
在硬件组件和/或其间信号引线的动态修改的情况下，用于控制硬件组件和/或子模块之间数据通道的计算机程序的子模块将动态进行适应性修改。因此，依据本发明的软件结构的硬件结构镜像在一动态处理中得以保持。
为使得编程工作简单和标准化，子模块利用它来交换信息的数据通道可采用相同的通信协议。与此协议相适应，例如，可报告一传输信号的有效性，或当在源和目的之间建立连接时可控制所有硬件开关；其还可以定义为可测量信号属性且这些测量可被传达到所包括的所有部分。
受软件控制的硬件组件构成整个装置，(印制)电路板，布局单元，微芯片和/或核心单元。以所提到的顺序这些硬件组件表示一种如在一软件模块的分级结构中反映的分级结构。
本发明还涉及一种包括多个硬件组件和一数据处理部件的数据和信号处理设备，此硬件组件中至少一些经由信号引线与另一硬件组件耦合，此数据处理部件用于控制硬件组件并且其中可运行一计算机程序。此数据和信号处理设备的特征在于此计算机程序包括对应于硬件组件并经由与硬件组件间的实信号引线相适应的数据通道相连的子模块。因此用于控制数据和信号处理设备的软件包括驱动硬件的软件模块间的水平扩展数据通信通道。这种数据通道准确地对应于硬件中的数据流并准确地传送对应于硬件信号的信息至正确位置，即正确的子模块。当硬件配置被修改时，为获得一对应于新硬件配置的控制系统，软件配置只需对数据通道进行适应性修改。以上也是当硬件配置动态改变，例如，由于开关位置改变时的情况。
数据和信号处理设备尤其可以是电视机，录像机，顶置盒或音频装置。这种装置的特征是它们包括大量必须经由控制软件管理的硬件组件，以及它们由本身保持不变的硬件组件的频繁改变配置来实现，因此它们需要对控制软件进行经常的适应性修改。
依据本发明，以电视机作为一数据和信号处理设备的例子，根据硬件定义软件子模块以准确地对应装置的组成。这意味着原则上具有用于框架或整个装置，用于每个印制电路板，用于每个布局单元，用于每个芯片和用于每个核心单元的软件子模块。每个软件子模块具有关于信号和连接的输入通道和输出通道，其准确地对应于硬件的输入和输出。软件的数据信道最好采用一标准化协议(IMgSignal/Notify)进行操作。采用此协议，可报告一信号的有效性，可控制在源和目的之间建立连接的硬件开关；可以定义测量的信号属性类型且这些测量值可被应用到所包括的所有组件中。
本发明提供了用于不同版本装置的控制软件的好处，通过标准硬件组件的不同连接得以实现，可通过连接与硬件相适应的软件子模块而简单地实现。依据本发明的方法也能用于本质上由软件实现的信号处理部件的情况。在那种情况下，控制信息可经由一单独的数据通道传送或置于软件信息流之上。
本发明将在随后参照附图进行详细描述。其中
图1表示在包括一调谐器的电视机中的硬件控制图；图2表示与图1相比扩充了另外一个调谐器的配置，以及图3表示与图2相比扩充了一图文电视处理部件的配置。
附图表明依据本发明在电视机硬件组件控制期间基于水平通信的方法。硬件组件受与硬件组件一对一的软件组件控制。软件组件间点对点(和双向)通信可用于实现硬件组件间必须的协调。
如图1所示的配置包括两个受控的硬件组件，即，一调谐器2和与之相连的一高端输出处理器(HOP)3。调谐器2将来自一天线1的信号转换为一基带信号，随后此基带信号被HOP3放大以驱动显像管4。两个硬件组件2和3由两个与其具有点对点连接的软件组件2’和3’控制。
依据本发明此方法的运行将基于包括通道改变的例子进行描述。为避免通道改变时屏幕4上的视觉假象，HOP3中的图像在频率改变之前必须为空白。在调谐器2稳定后，图像可以再次显示。这些任务照例由一级软件组件执行；此时存在一低级清晰度的缺陷，即图像的空白显示，在分级结构顶端成为可视的。值得注意的是调谐器和HOP之间可存在多个其他设备。然而，依据本发明，此任务由水平通信执行。
此方法以一用于频率调节的命令a开始。在收到此命令后，调谐器控制器2’经由它的软件输出发送命令Drop Request b。此输出与随后应用命令Blank Imagec至HOP 3的HOP控制器3’的软件输入相连。当Drop Request命令返回时，调谐器控制器2’可通过应用一命令Set Frequency d至调谐器2来改变调谐器的输出信号。随后，调谐器控制器2’经由其软件输出发送一命令Restore e；HOP控制器3’将此命令解释为一能再次显示图像的信号且为此目的将一命令Unblank Image f应用到HOP3中。
假如，与如图1所示情况相反，包括一系列设备，每个设备响应一DropResquent命令b，将此命令传送至顺流邻域并中断其自身信号处理。响应一Restore命令e，每个设备应当再次恢复信号处理并将Restore命令传送至其顺流邻域。
所述协议可在各方面改进。一方面，并不是所有顺流设备都能立即接收一Drop Resquest命令。例如，一将一输入图像转换成一更小的输出图像的画中画组件必须完成一全图处理，因为否则可能会产生视觉假象。为了处理此情况，允许通过返回“false”(而不是“true”)来延迟Drop Resquest命令。然后，为了能发生此操作的信号，该设备有责任在随后一级逆流发送一Drop Acknowledge命令。中间设备只有当它们自己和所有顺流设备能立刻接收Drop Resquest命令时才能返回“true”。即使假如只有一个顺流设备延迟了Drop Resquest命令，则将随后产生一Drop Acknowledge信号且中间设备必须将此信号逆流传送。
进一步的改进涉及Restore命令。此命令也能被延迟，例如，假如调谐器需要一给定时间段让它的输出信号稳定。
图2表示依据本发明用于源选择的第二部分协议。与图1相比，图2显示与相应天线1a和1b相连并经由一开关5与一单独HOP3相连的两个调谐器2a和2b。调谐器2a和2b均能由开关5选择。与本发明原理相一致，软件中一控制器模块与每个硬件组件相关，这意味着有两个调谐器控制器2a’和2b’和一开关控制器5’。开关控制器5’是如上所述传递Drop Resquest，Acknowledge和Restore命令的中间设备的一个例子。
通常设备中的开关5直接受控于一更高级的软件。然而，有两个问题一方面更高软件级必须知道网络拓扑结构(这在实际产品中不是一件不重要的事)；另一方面当开关改变时会发生视觉假象，导致顺流设备必须中断信号处理。
为了解决第一个问题，在协议中实现一种简单的树形检索。HOP控制器3’可调用命令Connect，其中想要的信号源(调谐器2a或2b)作为参数被描述。然后HOP控制器3’在其软件输入调用Connect b。开关控制器5’在其每一个输入请求Connect c，d；由于连接的源2a，2b每个都有一无歧义的标识符ID，只有一个输入e将返回“true”，导致只有一调谐器会响应。
开关5设置其本身至正确位置。然而，在此之前它经由它的输出发布一DropRequest命令，使得上述的第二个问题(视觉假象)得以解决。在开关转变之后提供一Restore命令。
图3表示包括容量和属性信息交换的协议的第三和第四部分。一属性被定义为在一位置测量并用于另一位置的信号特征。
图3的配置包括两个调谐器2a和2b，一开关矩阵6，一HOP3和一图文电视处理部件7。图文电视处理部件7能经由HOP3显示图文电视页面，并能准备有关一个信号的信息。此信号可表示，例如，画面长宽比是4∶3还是16∶9。
当图文电视处理设备7与和HOP3相同的调谐器相连时，有关画面长宽比的信息是可用的。然而，当图文电视处理设备7用于观看一不同频道的图文电视信息时，画面长宽比信息不可用。依据本发明一相应软件组件与每一个硬件组件相关联。因此，如图3所示配置中的软件包括两个调谐器控制器2a’和2b’，一矩阵控制器6’，一HOP控制器3’和一图文电视控制器7’。当图文电视控制器7’检测到信号的画面长宽比改变时，它逆流发送一命令Prop Changed a。矩阵控制器6’将此命令传至相关的调谐器控制器(b)。调谐器控制器通过将此命令顺流发送至与之相连的所有设备控制器作为响应。这样所有设备控制器接收到有关被这些设备处理过的信号的信息。
假如信号改变，例如由于频率改变或开关或矩阵转变，通常需要花费一段时间直到新的测量有效。这意味着，除了属性值m(所测量的或(还未)测量的)值的有效性也必须被报告。而且，由于并非总能执行所有测量，测量一给定属性(是/否)的能力也必须被报告。例如，假如图文电视处理设备7与调谐器2b相连且HOP3与调谐器2a相连，则HOP无法得到有关画面长宽比的信息。
为建立连接并分配包含信号属性测量的信息，如上所述的水平通信概念可被用于处理信号的存在/不存在。这些任务也能通过利用一分级控制系统以常规方法实现，但此方法存在两个缺陷—在包含许多开关的拓扑结构中，分级控制程序将很麻烦且难以正确完成；—当在短期内生产大量产品时，每个产品有它本身的拓扑结构，分级控制程序将成为开发的关键因素。
水平通信方法将软件编程活动简化成可再用软件组件的简单组成，相应的硬件活动也成为可再用硬件设备的简单组成。当开发新硬件设备时，必须开发新软件组件。然而，由于硬件开发需要时间而软件开发可并行进行，这种软件开发不再对发展道路有关键性的影响。
权利要求
1.一种通过一数据处理部件和运行在其中的一计算机程序控制多个硬件组件的配置的方法，此硬件组件中至少一些经由信号引线与另一硬件组件耦合，其特征在于该计算机程序包括对应于硬件组件(2，3)并经由与硬件组件(2，3)间实信号引线相适应的数据通道相连的子模块(2’，3’)。
2.依据权利要求1所述的方法，其特征在于该计算机程序的子模块(2’，3’)和/或子模块间的数据通道与硬件组件和/或硬件组件间的信号引线的动态改变相适应而修改。
3.依据权利要求1所述的方法，其特征在于所有数据通道采用了相同的通信协议。
4.依据权利要求1所述的方法，其特征在于此硬件组件为印制电路板，布局单元，微芯片和/或核心单元。
5.一种包括多个硬件组件和一个数据处理部件的数据和信号处理设备，此硬件组件中至少一些经由信号引线与另一硬件组件耦合，此数据处理部件用于控制硬件组件(2，3)并且其中可运行一计算机程序，其特征在于此计算机程序包括对应于硬件组件(2，3)并经由与硬件组件(2，3)间实信号引线相适应的数据通道相连的子模块(2’，3’)。
6.依据权利要求5所述的数据和信号处理设备，其特征在于它为一电视机，一录像机，一顶置盒或一音频装置。
全文摘要
一种通过其中运行一计算机程序的数据处理部件控制多个硬件组件(2，3)的配置的方法，至少有一些硬件组件经由信号引线与另一硬件组件耦合，此计算机程序包括对应于硬件组件(2，3)并经由与硬件组件(2，3)间的实信号引线相适应的数据通道相连的子模块(2’，3’)。因此该软件精确地复制了硬件结构并确保了信息水平流动且总是出现在相关的位置。而且，该软件可以简单且灵活地适应现有硬件组件配置的改变。
文档编号H04N5/00GK1393095SQ01803158
公开日2003年1月22日 申请日期2001年10月9日 优先权日2000年10月17日
发明者R·C·冯奥梅林 申请人:皇家菲利浦电子有限公司