DE102011084280A1

DE102011084280A1 - Computer system and method

Info

Publication number: DE102011084280A1
Application number: DE201110084280
Authority: DE
Inventors: Florian Mangold; Rainer Wasgint; Harald Rölle
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2013-04-11
Also published as: WO2013053544A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein Computersystem mit mindestens einer Computerperipherieeinrichtung, mindestens einer Recheneinrichtung, welche mit der Computerperipherieeinrichtung gekoppelt ist, um digitale Daten mit der Computerperipherieeinrichtung auszutauschen und mit einer Manipulationseinrichtung, welche einen Signalmanipulator aufweist, der dazu ausgebildet ist, die zwischen der Recheneinrichtung und der Computerperipherieeinrichtung übertragenen digitalen Daten in Echtzeit zu verändern. Ferner schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Computersystems.The present invention provides a computer system having at least one computer peripheral device, at least one computing device coupled to the computer peripheral device for exchanging digital data with the computer peripheral device, and a manipulation device having a signal manipulator adapted to be coupled between the computing device and the computer peripheral device Computer peripheral device to change digital data transmitted in real time. Furthermore, the present invention provides a method of operating a computer system.

Description

Gebiet der Erfindung Field of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Computersystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Computersystems. The present invention relates to a computer system and a method of operating a computer system.

Technischer Hintergrund Technical background

Computersysteme stellen Plattformen dar, auf welchen eine Vielzahl von Anwendungen ablaufen können. Dabei bestehen Computersysteme aus einzelnen Komponenten, wie zum Beispiel einem Prozessor, Hauptspeicher und Netzwerkschnittstellen. Anwendungen, welche auf diesen Computersystemen eingesetzt werden sollen, müssen deshalb an die jeweilige Hardware des Computersystems angepasst werden. Beispielsweise können Anwendungen, welche für eine bestimmte Prozessorarchitektur entwickelt wurden, nicht ohne weiteres auf einem Computersystem mit einem Prozessor einer anderen Prozessorarchitektur eingesetzt werden. Computer systems are platforms on which a variety of applications can run. Computer systems consist of individual components, such as a processor, main memory and network interfaces. Applications that are to be used on these computer systems must therefore be adapted to the particular hardware of the computer system. For example, applications developed for a particular processor architecture may not be readily deployed on a computer system having a processor of a different processor architecture.

Bei der Entwicklung von Anwendungen für Computersysteme werden dazu umfassende Entwicklungsumgebungen eingesetzt, welche den Programmierer bei der Erstellung der Anwendungen unterstützen. Das eigentliche Computersystem spielt dabei eine untergeordnete Rolle. Neben den Werkzeugen zur Programmierung spielen die Test- beziehungsweise Debugging-Werkzeuge eine große Rolle. When developing applications for computer systems, comprehensive development environments are used to help the programmer create the applications. The actual computer system plays a minor role. In addition to the tools for programming, the test and debugging tools play a major role.

Um eine Anwendung für ein Computersystem zu testen kann diese Anwendung zum Beispiel mit Hilfe sogenannter Modultests getestet werden. Dabei werden einzelne Teilmodule der Anwendung mit Hilfe eines Test-Frameworks darauf hin untersucht, ob einzelne Module der Anwendung fehlerfrei funktionieren. Mit Hilfe der so genannten Modultests können also alle Module einer Anwendung und insbesondere die Schnittstellen der Module untereinander auf Korrektheit überprüft werden. To test an application for a computer system, this application can be tested, for example, by means of so-called module tests. In the process, individual submodules of the application are examined with the aid of a test framework to determine whether individual modules of the application are working properly. With the help of so-called module tests so all modules of an application and in particular the interfaces of the modules with each other can be checked for correctness.

Ein Generator für Modultests ist beispielsweise in der US 2011173591 (A1) offenbart. A generator for module tests is for example in the US 2011173591 (A1) disclosed.

Eine weitere Möglichkeit zur Fehlersuche in Anwendungen für Computersysteme besteht darin, mit Hilfe eines Debuggers den Quellcode der Anwendung Schritt für Schritt zu durchlaufen und dabei die einzelnen Variablen und Speicherbereiche, welche die Anwendung nutzt, sowie den Ablauf der Anwendung zu beobachten. Another way to troubleshoot applications for computer systems is to use a debugger to step through the source code of the application step by step, observing the individual variables and memory areas that the application uses, as well as the operation of the application.

Mit bekannten Mitteln zur Softwareentwicklung ist es aber nur schwer möglich, das Verhalten der Anwendung für Computersysteme derart zu testen, wie sich die Anwendung im späteren Einsatz verhält. Bei Modultests können prinzipbedingt jeweils nur einzelne Module getestet werden. Ein Testen der gesamten Anwendung ist nicht möglich. Beim Debugging kann zwar eine Anwendung in ihrer Gesamtheit getestet werden, allerdings muss dazu eine Variante des Anwendungsquellcodes erstellt werden, welche Debugging-Informationen aufweist. Damit entspricht die getestete Anwendung aber nicht zu 100% derjenigen, welche später auf einem Computersystem zum Einsatz kommt. With known means for software development, it is difficult to test the behavior of the application for computer systems as the application behaves in later use. For module tests, only individual modules can be tested in principle. Testing the entire application is not possible. Although an application can be tested in its entirety during debugging, a variant of the application source code has to be created, which has debugging information. However, the tested application does not correspond to 100% of those used later on a computer system.

Allen Test- und Debugging-Möglichkeiten gemeinsam ist, dass die Einflüsse zum Beispiel eines Betriebssystems oder von Hardwareunterschieden unterschiedlicher Computersysteme beziehungsweise Hardwarefehlern in den jeweiligen Tests nicht betrachtet werden können. All test and debugging options have in common that the influences of, for example, an operating system or hardware differences of different computer systems or hardware errors can not be considered in the respective tests.

Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, umfassende Testmöglichkeiten für die Entwicklung von Anwendungen für Computersysteme bereitzustellen. It is therefore an object of the present invention to provide comprehensive testing capabilities for the development of computer system applications.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Computersystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines Computersystems mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. This object is achieved by a computer system with the features of claim 1 and a method for operating a computer system with the features of claim 9.

Demgemäß ist vorgesehen: Accordingly, it is provided:

Ein Computersystem mit mindestens einer Computerperipherieeinrichtung, mit mindestens einer Recheneinrichtung, welche mit der Computerperipherieeinrichtung gekoppelt ist, um digitale Daten mit der Computerperipherieeinrichtung auszutauschen, und mit einer Manipulationseinrichtung, welche einen Signalmanipulator aufweist, der dazu ausgebildet ist, die zwischen der Recheneinrichtung und der Computerperipherieeinrichtung übertragenen digitalen Daten in Echtzeit zu verändern. A computer system having at least one computer peripheral device, at least one computing device coupled to the computer peripheral device for exchanging digital data with the computer peripheral device, and a manipulator having a signal manipulator adapted to transfer the data transmitted between the computing device and the computer peripheral device to change digital data in real time.

Ferner ist vorgesehen: It is also provided:

Ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Computersystems mit den Schritten Bereitstellen mindestens einer Computerperipherieeinrichtung, Bereitstellen mindestens einer Recheneinrichtung, welche mit der Computerperipherieeinrichtung gekoppelt ist, um digitale Daten mit der Computerperipherieeinrichtung auszutauschen, und Verändern der zwischen der Recheneinrichtung und der Computerperipherieeinrichtung übertragenen digitalen Daten in Echtzeit. A method of operating a computer system according to the invention, comprising the steps of providing at least one computer peripheral device, providing at least one computing device coupled to the computer peripheral device to exchange digital data with the computer peripheral device, and altering in real time the digital data transferred between the computing device and the computer peripheral device.

Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass es bei der Entwicklung von Anwendungen für Computersysteme hilfreich ist, eine Anwendung unter realen Bedingungen testen zu können. The finding underlying the present invention is that it is used in the development of applications for Computer systems is helpful to be able to test an application under real conditions.

Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun darin, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und ein Computersystem vorzusehen, in welchem Anwendungen unverändert und auf dem Zielbetriebssystem ablaufen können und gleichzeitig getestet werden können. The idea underlying the present invention is now to take this knowledge into account and to provide a computer system in which applications can run unchanged and on the target operating system and can be tested simultaneously.

Dazu sieht die vorliegende Erfindung vor, digitale Daten, welche zwischen einer Recheneinrichtung und einer Computerperipherieeinrichtung eines Computersystems übertragen werden, mitzulesen und gegebenenfalls auch zu verändern. To this end, the present invention provides for reading and, if necessary, also changing digital data which is transmitted between a computing device and a computer peripheral device of a computer system.

Als Computerperipherieeinrichtung sind in diesem Zusammenhang alle Komponenten eines Computersystems zu verstehen, welche nicht die eigentliche Rechenvorrichtung beziehungsweise die CPU des Computersystems sind. Computerperipherieeinrichtung bezeichnet im Rahmen dieser Patentanmeldung daher alle internen sowie externen Peripheriegeräte eines Computersystems, wie zum Beispiel RAM-Speicher, Grafikkarten, Soundkarten, USB-Schnittstellenbausteine, FireWire-Schnittstellenbausteine, Tastatur, Maus, Festplattenlaufwerke, CD-Laufwerke und dergleichen. In this context, a computer peripheral device is to be understood as meaning all components of a computer system which are not the actual computing device or the CPU of the computer system. Computer peripheral device in the context of this patent application, therefore, all internal and external peripherals of a computer system, such as RAM, graphics cards, sound cards, USB interface modules, FireWire interface modules, keyboard, mouse, hard disk drives, CD drives and the like.

Die digitalen Daten, welche zwischen der Rechenvorrichtung und den Computerperipheriebausteinen übertragen werden, können erfindungsgemäß durch eine Manipulationseinrichtung in Echtzeit verändert werden. The digital data, which are transmitted between the computing device and the computer peripheral components, can be changed according to the invention by a manipulation device in real time.

Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es daher möglich, den Zustand einer Anwendung, welche getestet werden soll, zu untersuchen, während diese unverändert auf einem Computersystem, insbesondere auch unter dem Zielbetriebssystem, abläuft. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es also, Anwendungen unter realen Bedingungen zu testen. With the aid of the present invention, it is therefore possible to examine the state of an application which is to be tested while it is running unchanged on a computer system, in particular also under the target operating system. The present invention thus makes it possible to test applications under real conditions.

Ferner ermöglicht es die vorliegenden Erfindung aber auch, Anwendungen, welche für eine bestimmte Zielhardware entwickelt wurden, auf eine andere Hardware zu portieren, ohne dabei die Anwendung selbst verändern zu müssen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn kein Zugriff auf den Quellcode einer Anwendung besteht. Beispielsweise kann einer Anwendung oder einem Betriebssystem, welche auf eine bestimmte Computerperipherieeinrichtung zugreifen wollen, welche in dem Computersystem nicht vorhanden ist, mit Hilfe der Manipulationsvorrichtung auch in solch einem Computersystem eine "virtuelle" Computerperipherieeinrichtung vorgespielt werden, indem die Manipulationseinrichtung die digitalen Daten derart verändert, als wäre die Computerperipherieeinrichtung in dem Computersystem vorhanden. Furthermore, however, the present invention also makes it possible to port applications developed for a particular target hardware to other hardware without having to modify the application itself. This is particularly advantageous if there is no access to the source code of an application. For example, an application or an operating system which wants to access a specific computer peripheral device which is not present in the computer system can also use the manipulation device to play a "virtual" computer peripheral device in such a computer system in such a way that the manipulation device modifies the digital data such that as if the computer peripheral device were present in the computer system.

In einer Ausführungsform kann auch eine Anwendung auf einem Computersystem benutzt werden, welches eine andere Rechenvorrichtung beziehungsweise CPU aufweist, als jenes Computersystem, für welches die Anwendung entwickelt wurde. Dazu fängt die Manipulationsvorrichtung die Instruktionen für die Rechenvorrichtung, welche die Anwendung bilden, zwischen dem Speicher, in welchem sich die Anwendung befindet, und der der Rechenvorrichtung ab und verändert die gespeicherten Instruktionen derart, dass die korrespondierenden Instruktionen der CPU des Computersystems, auf welchem die Anwendung ausgeführt werden soll, gleichen. In one embodiment, an application may also be used on a computer system having a different computing device or CPU than the computer system for which the application was developed. To this end, the manipulation device intercepts the instructions for the computing device forming the application between the memory in which the application is located and that of the computing device and alters the stored instructions such that the corresponding instructions of the CPU of the computer system on which the Application to be executed, same.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren. Advantageous embodiments and further developments emerge from the dependent claims and from the description with reference to the figures.

In einer Ausführungsform ist der Signalmanipulator dazu ausgebildet, die digitalen Daten zu verändern, indem der Signalmanipulator die digitalen Daten inhaltlich ändert. Zusätzlich oder alternativ kann der Signalmanipulator die digitalen Daten umleiten oder verzögern oder ersetzen. Dadurch werden die Möglichkeiten zum Testen einer Anwendung deutlich erweitert. In one embodiment, the signal manipulator is configured to change the digital data, in that the signal manipulator changes the content of the digital data. Additionally or alternatively, the signal manipulator may redirect or delay or replace the digital data. This significantly expands the possibilities for testing an application.

Beispielsweise können digitale Daten, welche eine Anwendung in einen RAM-Speicher oder auf eine Festplatte schreibt zusätzlich von dem Signalmanipulator umgeleitete werden und über ein Netzwerk an einen Entwicklungsserver weitergeleitet werden. Auf diesem Entwicklungsserver können dann unterschiedliche Entwickler oder automatisierte Analysewerkzeuge auf die Daten zugreifen und diese analysieren. Es wird aber auch möglich, Daten, welche die Anwendung einliest inhaltlich zu verändern oder durch neue Daten zu ersetzen und zum Beispiel die Reaktion der Anwendung zu überwachen. For example, digital data writing an application to a RAM memory or to a hard disk may additionally be redirected from the signal manipulator and forwarded to a development server over a network. Different developers or automated analysis tools can then access and analyze the data on this development server. However, it also becomes possible to change the content of data that the application reads in, or to replace it with new data and, for example, to monitor the response of the application.

In einer Ausführungsform weist die Manipulationseinrichtung einen Signalrouter auf, welcher mit dem Signalmanipulator gekoppelt ist und welcher dazu ausgebildet ist, die Recheneinrichtung und die Computerperipherieeinrichtung zu koppeln und welcher ferner dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit mindestens eines vorgegebenen Ereignisses entweder die unveränderten digitalen Daten oder die veränderten digitalen Daten zwischen der Recheneinrichtung und der Computerperipherieeinrichtung zu übertragen. Dadurch wird es möglich, mit der Manipulationseinrichtung veränderte digitale Daten lediglich dann auszugeben, wenn dies erforderlich oder gewünscht ist. Dadurch wird ein flexibles Testen beziehungsweise Betreiben der Anwendung ermöglicht. In one embodiment, the manipulation device has a signal router which is coupled to the signal manipulator and which is designed to couple the computing device and the computer peripheral device and which is further configured to either one of the unchanged digital data or the changed one depending on at least one predetermined event digital data between the computing device and the computer peripheral device. This makes it possible to output digital manipulated data with the manipulation device only when necessary or desired. This allows for flexible testing or operation of the application.

In einer Ausführungsform weist das vorgegebene Ereignis einen festgelegten Zeitpunkt und/oder ein Auftreten bestimmter Inhalte in den digitalen Daten und/oder ein Stellsignal auf, wobei das Stellsignal von der Computerperipherieeinrichtung und/oder der Recheneinrichtung und/oder einer externen Signalquelle erzeugbar ist. Dies ermöglicht es sehr flexibel in den Ablauf eines Computersystems einzugreifen. In one embodiment, the predetermined event has a fixed time and / or an occurrence of certain contents in the digital data and / or an actuating signal, wherein the actuating signal can be generated by the computer peripheral device and / or the computing device and / or an external signal source. This makes it very flexible to intervene in the course of a computer system.

In einer Ausführungsform ist ein Speicher vorgesehen, welcher mit dem Signalmanipulator gekoppelt ist, wobei der Signalmanipulator dazu ausgebildet ist, die unveränderten digitale Daten und/oder die veränderten digitalen Daten in dem Speicher zu speichern. Dies ermöglicht es, die digitalen Daten für spätere Analysen zu speichern und darauf zurückzugreifen, falls dies notwendig ist. In one embodiment, a memory is provided which is coupled to the signal manipulator, wherein the signal manipulator is adapted to store the unchanged digital data and / or the altered digital data in the memory. This allows the digital data to be stored for later analysis and used, if necessary.

In einer Ausführungsform ist der Signalmanipulator dazu ausgebildet, digitale Daten aus dem Speicher auszulesen und als veränderte Daten auszugeben. Dadurch wird es möglich, einer Anwendung zum Beispiel einen Dateneingang über eine Netzwerkkarte vorzugeben, ohne dass in dem Computersystem eine Netzwerkkarte installiert ist oder ohne dass realer Netzwerkverkehr über die Netzwerkkarte des Computersystems empfangen wird. In solch einem Fall kann der Signalmanipulator die digitalen Daten zum Beispiel aus einer Datei lesen, welche in dem Speicher gespeichert ist. In one embodiment, the signal manipulator is configured to read out digital data from the memory and to output it as modified data. This makes it possible to give an application, for example, a data input via a network card, without a network card is installed in the computer system or without real network traffic is received via the network card of the computer system. In such a case, the signal manipulator may read the digital data from, for example, a file stored in the memory.

In einer Ausführungsform ist der Speicher als ein interner Speicher der Manipulationseinrichtung und/oder ein Flash-Speicher und/oder eine Festplatte und/oder ein USB-Speicher und/oder ein Netzwerkspeicher ausgebildet. Dadurch wird es möglicht, die digitalen Daten, welche der Signalmanipulator speichert je nach Anwendungsfall geeignet zu speichern. Beispielsweise können die Daten bei einem großen Entwicklerteam zentral auf einem Netzwerkspeicher abgelegt werden, während die Daten bei einem Einzelentwickler auf einem USB-Stick gespeichert werden können. In one embodiment, the memory is designed as an internal memory of the manipulation device and / or a flash memory and / or a hard disk and / or a USB memory and / or a network memory. This makes it possible to suitably store the digital data which the signal manipulator stores depending on the application. For example, the data can be stored centrally on a network memory with a large development team, while the data can be stored with a single developer on a USB stick.

In einer Ausführungsform ist die Manipulationseinrichtung als programmgesteuerte Vorrichtung und/oder als Mikrocontroller und/oder als programmierbarer Logikbaustein und/oder als FPGA und/oder als CPLD und/oder als anwendungsspezifische integrierte Schaltung und/oder als Computerprogrammprodukt ausgebildet. Dies ermöglicht es, die Manipulationseinrichtung sehr flexibel an unterschiedliche Anforderungen anzupassen. In one embodiment, the manipulation device is designed as a program-controlled device and / or as a microcontroller and / or as a programmable logic device and / or as an FPGA and / or as a CPLD and / or as an application-specific integrated circuit and / or as a computer program product. This makes it possible to adapt the manipulation device very flexibly to different requirements.

In einer Ausführungsform ist die Manipulationseinrichtung als FPGA mit parallelen und seriellen Datenschnittstellen ausgeführt, welche direkt mit den Daten- und Adressleitungen eines Computersystems verbunden werden können. In one embodiment, the manipulation device is designed as an FPGA with parallel and serial data interfaces, which can be connected directly to the data and address lines of a computer system.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Manipulationsvorrichtung als Computerprogrammprodukt ausgeführt, welches als Bestandteil einer Computeremulation, zum Beispiel eines virtuellen PCs ausgebildet ist. In weiteren Ausführungsformen kann die Manipulationsvorrichtung auch als ein Computerprogrammprodukt ausgeführt sein, welches in einer so genannten "Cloud" ausgeführt wird und mit Anwendungen genutzt wird, die ebenfalls in der "Cloud" ausgeführt werden. In a further embodiment, the manipulation device is designed as a computer program product which is designed as part of a computer emulation, for example of a virtual PC. In further embodiments, the manipulation device may also be embodied as a computer program product that is executed in a so-called "cloud" and used with applications that are also executed in the "cloud".

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen. The above embodiments and developments can, if appropriate, combine with each other as desired. Further possible refinements, developments and implementations of the invention also include combinations of features of the invention which have not been explicitly mentioned above or described below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the present invention.

Inhaltsangabe der Zeichnungen Contents of the drawings

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei: The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawings. It shows:

1 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Computersystems; 1 a block diagram of an exemplary embodiment of a computer system according to the invention;

2 ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens; 2 a flowchart of an exemplary embodiment of a method according to the invention;

3 ein Blockdiagramm einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Computersystems; 3 a block diagram of another exemplary embodiment of a computer system according to the invention;

4 ein Blockdiagramm einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Computersystems. 4 a block diagram of another exemplary embodiment of a computer system according to the invention.

In allen Figuren sind gleiche beziehungsweise funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts Anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen worden. In all figures, the same or functionally identical elements and devices - unless otherwise stated - have been given the same reference numerals.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen Description of exemplary embodiments

1 zeigt ein Blockdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Computersystems 1. 1 shows a block diagram of an exemplary embodiment of a computer system according to the invention 1 ,

Das Computersystem 1 in 1 weist eine als RAM-Speicher 2 ausgebildete Computerperipherieeinrichtung 2 auf, welche mit einer Manipulationseinrichtung 4 gekoppelt ist. Die Manipulationseinrichtung 4 wiederum ist mit einer als Intel x86 kompatible CPU 3 ausgebildeten Recheneinrichtung 3 gekoppelt. Schließlich weist die Manipulationseinrichtung 4 einen Signalmanipulator 5 auf. The computer system 1 in 1 has one as RAM memory 2 trained computer peripheral device 2 on, which with a manipulation device 4 is coupled. The manipulation device 4 in turn is with one as Intel x86 compatible CPU 3 trained computing device 3 coupled. Finally, the manipulation device 4 a signal manipulator 5 on.

Die Manipulationseinrichtung 4 ist als FPGA 4 ausgebildet und ist ferner dazu ausgebildet, die digitalen Daten, welche zwischen dem RAM-Speicher 2 und der CPU 3 übertragen werden, zu ändern. Dazu ist der FPGA 4 derart in die Daten- und Adressleitungen zwischen RAM-Speicher 2 und CPU 3 gekoppelt, dass diese durch den Signalmanipulator 5 geleitet werden, welcher die digitalen Daten auf den Daten- und Adressleitungen in Echtzeit verändern kann. The manipulation device 4 is as an FPGA 4 is formed and is further adapted to the digital data, which between the RAM memory 2 and the CPU 3 be transferred to change. This is the FPGA 4 such in the data and address lines between RAM memory 2 and CPU 3 coupled that through the signal manipulator 5 which can change the digital data on the data and address lines in real time.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. 2 shows a flowchart of an exemplary embodiment of a method according to the invention.

In dem Verfahren wird in einem ersten Schritt S1 mindestens eine Computerperipherieeinrichtung 2 bereitgestellt. In einem zweiten Schritt S2 wird mindestens eine Recheneinrichtung 3 bereitgestellt, welche mit der Computerperipherieeinrichtung 2 gekoppelt ist, um digitale Daten mit der Computerperipherieeinrichtung 2 auszutauschen. Schließlich werden in einem dritten Schritt S3 die zwischen der Recheneinrichtung 3 und der Computerperipherieeinrichtung 2 übertragenen digitalen Daten in Echtzeit verändert. In the method, in a first step S1, at least one computer peripheral device is used 2 provided. In a second step S2, at least one computing device is used 3 provided with the computer peripheral device 2 is coupled to digital data with the computer peripheral device 2 exchange. Finally, in a third step S3 between the computing device 3 and the computer peripheral device 2 changed digital data in real time.

3 zeigt ein Blockdiagramm einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Computersystems 1. 3 shows a block diagram of another exemplary embodiment of a computer system according to the invention 1 ,

Im Gegensatz zu der Manipulationseinrichtung 4 in 1 weist die Manipulationseinrichtung 4 in 3 ferner einen Signalrouter 6 sowie einen Speicher 7 auf. Der Signalrouter 6 ermöglicht es, die digitalen Daten, welche zwischen RAM-Speicher 2 und CPU 3 übertragen werden, entweder unverändert zwischen RAM-Speicher 2 und CPU 3 zu übertragen oder diese über den Signalmanipulator 5 zu übertragen, wo der Signalmanipulator 5 die digitalen Daten verändern kann. Der Speicher 7 ist als Festplatte 7 ausgebildet und ist an den Signalmanipulator 5 gekoppelt. Auf der Festplatte 7 kann der Signalmanipulator 5 einerseits die digitalen Daten, welche zwischen RAM-Speicher 2 und CPU 3 übertragen werden, speichern. Andererseits kann der Signalmanipulator 5 von der Festplatte 7 digitale Daten einlesen, welche er dann als veränderte digitale Daten ausgeben und an RAM-Speicher 2 und/oder CPU 3 übertragen kann. In contrast to the manipulation device 4 in 1 has the manipulation device 4 in 3 also a signal router 6 as well as a memory 7 on. The signal router 6 allows the digital data between RAM memory 2 and CPU 3 be transferred, either unchanged between RAM memory 2 and CPU 3 or transfer this via the signal manipulator 5 to transfer where the signal manipulator 5 can change the digital data. The memory 7 is as a hard disk 7 trained and is connected to the signal manipulator 5 coupled. On the hard disk 7 can the signal manipulator 5 on the one hand the digital data, which is between RAM memory 2 and CPU 3 be transferred. On the other hand, the signal manipulator 5 from the hard disk 7 read digital data, which he then output as altered digital data and RAM memory 2 and / or CPU 3 can transfer.

In weiteren Ausführungsformen kann das Computersystem 1 eine Vielzahl weiterer Computerperipherieeinrichtungen 2 aufweisen. Diese können zum Beispiel Festplatten, Soundkarten, Grafikkarten, Netzwerkkarten und dergleichen aufweisen. In further embodiments, the computer system 1 a variety of other computer peripheral devices 2 exhibit. These may include, for example, hard disks, sound cards, graphics cards, network cards and the like.

In noch weiteren Ausführungsformen ist die Recheneinrichtung 3 ein Mehrkern-Prozessor 3, welche mehr als einen Rechenkern aufweist. In still other embodiments, the computing device is 3 a multi-core processor 3 which has more than one arithmetic core.

In solchen Ausführungsformen kann das Computersystem 1 eine Vielzahl von Manipulationsvorrichtungen 4 aufweisen, von denen jede die digitalen Daten verändern kann, welche zwischen einem der Rechenkerne und einer der Computerperipherieeinrichtungen 2 übertragen werden. Das Computersystem 1 kann aber auch eine einzige Manipulationseinrichtung 4 aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, alle digitalen Daten, welche zwischen der Vielzahl von Computerperipherieeinrichtungen 2 und den Rechenkernen übertragen werden, zu verändern. In such embodiments, the computer system 1 a variety of manipulation devices 4 each of which can alter the digital data that exists between one of the computing cores and one of the computer peripheral devices 2 be transmitted. The computer system 1 but can also be a single manipulation device 4 which is adapted to all digital data, which among the plurality of computer peripheral devices 2 and the cores are transferred to change.

4 zeigt ein Blockdiagramm einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Computersystems 1. 4 shows a block diagram of another exemplary embodiment of a computer system according to the invention 1 ,

In 4 ist ein Computer 10 dargestellt, welcher in drei logische Schichten unterteilt ist. Die unterste Schicht repräsentiert dabei die Hardware HW des Computers 10. Die zweite Schicht repräsentiert das Betriebssystem BS, zum Beispiel Linux, des Computers 10. Schließlich repräsentiert die dritte Schicht die Applikationen AP, welche auf dem Computer 10 betrieben werden. In 4 is a computer 10 represented, which is divided into three logical layers. The lowest layer represents the hardware HW of the computer 10 , The second layer represents the operating system BS, for example Linux, of the computer 10 , Finally, the third layer represents the applications AP which are on the computer 10 operate.

Das Computersystem 1 in 4 unterscheidet sich von den Computersystemen der 1 und 3 dahingehend, dass das Computersystem 1 in 4 ein virtuelles beziehungsweise emuliertes Computersystem 1 ist. Dabei wird das Computersystem 1 durch den Computersimulator QEMU bereitgestellt, welcher in der dritten Schicht des Computersystems 10 als Applikation AP dargestellt ist, welche auf dem Computer 10 ausgeführt wird. Das emulierte Computersystem 1 weist ebenfalls drei Schichten auf. Eine erste emulierte Hardwareschicht HW-EMU, welche eine Computerperipherieeinrichtung 2 und eine Rechenvorrichtung 3 aufweist. Eine zweite emulierte Betriebssystemschicht BS-EMU, in welcher ebenfalls ein Linux Betriebssystem ausgeführt wird und eine dritte emulierte Applikationsschicht AP-EMU, in welcher die eigentliche Anwendung ausgeführt wird. The computer system 1 in 4 differs from the computer systems of 1 and 3 to the effect that the computer system 1 in 4 a virtual or emulated computer system 1 is. This is where the computer system becomes 1 provided by the computer simulator QEMU, which is in the third layer of the computer system 10 represented as an application AP, which is on the computer 10 is performed. The emulated computer system 1 also has three layers. A first emulated hardware layer HW-EMU, which is a computer peripheral device 2 and a computing device 3 having. A second emulated operating system layer BS-EMU, in which also a Linux operating system is executed and a third emulated application layer AP-EMU, in which the actual application is executed.

Schließlich ist in der Applikationsschicht AP des Computers 10 die Manipulationsvorrichtung 4 als Applikation dargestellt, welche mit der Computerperipherieeinrichtung 2 und der Rechenvorrichtung 3 gekoppelt ist, welche in der Hardwareschicht HW-EMU des virtuellen Computersystems 1 dargestellt sind. Finally, in the application layer AP of the computer 10 the manipulation device 4 represented as an application, which with the computer peripheral device 2 and the computing device 3 which is in the hardware layer HW-EMU of the virtual computer system 1 are shown.

In 4 kommuniziert die Manipulationsvorrichtung 4 mittels einer API (Anwendungsschnittstelle) mit dem Computersimulator QEMU und greift dadurch auf die digitalen Daten zu, welche zwischen der virtuellen Computerperipherieeinrichtung 2 und der virtuellen Rechenvorrichtung 3 übertragen werden. In 4 communicates the manipulation device 4 by means of an API (application interface) with the computer simulator QEMU and accesses thereby the digital data, which between the virtual computer peripheral device 2 and the virtual computing device 3 be transmitted.

In weiteren Ausführungsformen weist die emulierte Hardwareschicht HW-EMU weitere Computerperipherieeinrichtungen 2 und eine Rechenvorrichtungen 3 auf, welche ebenfalls mit der Manipulationseinrichtung 4 gekoppelt sind. In other embodiments, the emulated hardware layer HW-EMU includes other computer peripherals 2 and a computing device 3 on, which also with the manipulation device 4 are coupled.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Manipulationseinrichtung 4 in den Computersimulator QEMU integriert und nicht als separate Anwendung ausgeführt. In noch einer weiteren Ausführungsform wird ein anderer Computersimulator als QEMU verwendet. In a further embodiment, the manipulation device 4 integrated into the computer simulator QEMU and not run as a separate application. In yet another embodiment, a different computer simulator is used as QEMU.

In noch weiteren Ausführungsformen ist das Computersystem 1 kein emuliertes Computersystem 1, welches auf einem Computersimulator betrieben wird, sondern ein Computersystem 1, welches in einer "Cloud" bereitgestellt wird. Ferner ist die Manipulationseinrichtung 4 als ein Computerprogrammprodukt ausgebildet, welches in die Infrastruktur der "Cloud" integriert ist. In still other embodiments, the computer system is 1 no emulated computer system 1 which is operated on a computer simulator, but a computer system 1 which is provided in a "cloud". Furthermore, the manipulation device 4 formed as a computer program product, which is integrated into the infrastructure of the "cloud".

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2011173591 A1 [0005] US 2011173591 A1 [0005]

Claims

Computersystem, mit mindestens einer Computerperipherieeinrichtung (2); mindestens einer Recheneinrichtung (3), welche mit der Computerperipherieeinrichtung (2) gekoppelt ist, um digitale Daten mit der Computerperipherieeinrichtung (2) auszutauschen; einer Manipulationseinrichtung (4), welche einen Signalmanipulator (5) aufweist, der dazu ausgebildet ist, die zwischen der Recheneinrichtung (3) und der Computerperipherieeinrichtung (2) übertragenen digitalen Daten in Echtzeit zu verändern. Computer system, comprising at least one computer peripheral device ( 2 ); at least one computing device ( 3 ) connected to the computer peripheral device ( 2 ) to communicate digital data with the computer peripheral device ( 2 ) to exchange; a manipulation device ( 4 ), which is a signal manipulator ( 5 ), which is adapted to the between the computing device ( 3 ) and the computer peripheral device ( 2 ) to change the transmitted digital data in real time.

Computersystem nach Anspruch 1, wobei der Signalmanipulator (5) dazu ausgebildet ist, die digitalen Daten zu verändern, indem der Signalmanipulator (5) die digitalen Daten inhaltlich ändert und/oder umleitet und/oder verzögert und/oder ersetzt. A computer system according to claim 1, wherein the signal manipulator ( 5 ) is adapted to modify the digital data by the signal manipulator ( 5 ) changes the content of the digital data and / or redirects and / or delays and / or replaces it.

Computersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Manipulationseinrichtung (4) einen Signalrouter aufweist, welcher mit dem Signalmanipulator (5) gekoppelt ist und welcher dazu ausgebildet ist, die Recheneinrichtung (3) und die Computerperipherieeinrichtung (2) zu koppeln und welcher ferner dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit mindestens eines vorgegebenen Ereignisses entweder die unveränderten digitalen Daten oder die veränderten digitalen Daten zwischen der Recheneinrichtung (3) und der Computerperipherieeinrichtung (2) zu übertragen. Computer system according to one of the preceding claims, wherein the manipulation device ( 4 ) has a signal router which is connected to the signal manipulator ( 5 ) and which is adapted to the computing device ( 3 ) and the computer peripheral device ( 2 ) and which is further adapted, depending on at least one predetermined event either the unchanged digital data or the changed digital data between the computing device ( 3 ) and the computer peripheral device ( 2 ) transferred to.

Computersystem nach Anspruch 3, wobei das vorgegebene Ereignis einen festgelegten Zeitpunkt und/oder ein Auftreten bestimmter Inhalte in den digitalen Daten und/oder ein Stellsignal aufweist, wobei das Stellsignal von der Computerperipherieeinrichtung (2) und/oder der Recheneinrichtung (3) und/oder einer externen Signalquelle erzeugbar ist. The computer system of claim 3, wherein the predetermined event comprises a specified time and / or occurrence of certain contents in the digital data and / or a control signal, the control signal being transmitted from the computer peripheral device ( 2 ) and / or the computing device ( 3 ) and / or an external signal source can be generated.

Computersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Speicher vorgesehen ist, welcher mit dem Signalmanipulator (5) gekoppelt ist, wobei der Signalmanipulator (5) dazu ausgebildet ist, die unveränderten digitale Daten und/oder die veränderten digitalen Daten in dem Speicher zu speichern. Computer system according to one of the preceding claims, wherein a memory is provided, which with the signal manipulator ( 5 ), the signal manipulator ( 5 ) is adapted to store the unchanged digital data and / or the altered digital data in the memory.

Computersystem nach Anspruch 5, wobei der Signalmanipulator (5) dazu ausgebildet ist, digitale Daten aus dem Speicher auszulesen und als veränderte Daten auszugeben. A computer system according to claim 5, wherein the signal manipulator ( 5 ) is adapted to read out digital data from the memory and output as modified data.

Computersystem nach einem der Ansprüche 4 und 5, wobei der Speicher als ein interner Speicher der Manipulationseinrichtung (4) und/oder ein Flash-Speicher und/oder eine Festplatte und/oder ein USB-Speicher und/oder ein Netzwerkspeicher ausgebildet ist. Computer system according to one of claims 4 and 5, wherein the memory is stored as an internal memory of the manipulation device ( 4 ) and / or a flash memory and / or a hard disk and / or a USB memory and / or a network memory is formed.

Computersystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Manipulationseinrichtung (4) als programmgesteuerte Vorrichtung und/oder als Mikrocontroller und/oder als programmierbarer Logikbaustein und/oder als FPGA und/oder als CPLD und/oder als anwendungsspezifische integrierte Schaltung und/oder als Computerprogrammprodukt ausgebildet ist. Computer system according to one of the preceding claims, wherein the manipulation device ( 4 ) is designed as a program-controlled device and / or as a microcontroller and / or as a programmable logic device and / or as an FPGA and / or as a CPLD and / or as an application-specific integrated circuit and / or as a computer program product.

Verfahren zum Betreiben eines Computersystems (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit den Schritten: Bereitstellen (S1) mindestens einer Computerperipherieeinrichtung (2); Bereitstellen (S2) mindestens einer Recheneinrichtung (3), welche mit der Computerperipherieeinrichtung (2) gekoppelt ist, um digitale Daten mit der Computerperipherieeinrichtung (2) auszutauschen; Verändern (S3) der zwischen der Recheneinrichtung (3) und der Computerperipherieeinrichtung (2) übertragenen digitalen Daten in Echtzeit. Method for operating a computer system ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, comprising the steps of: providing (S1) at least one computer peripheral device ( 2 ); Providing (S2) at least one computing device ( 3 ) connected to the computer peripheral device ( 2 ) to communicate digital data with the computer peripheral device ( 2 ) to exchange; Changing (S3) the between the computing device ( 3 ) and the computer peripheral device ( 2 ) transmitted digital data in real time.

Verfahren nach Anspruch 9, wobei beim Verändern der digitalen Daten die digitalen Daten inhaltlich verändert werden und/oder umgeleitet werden und/oder verzögert werden und/oder ersetzt werden. The method of claim 9, wherein when changing the digital data, the digital data is changed in content and / or be redirected and / or delayed and / or replaced.

Verfahren nach einem der Ansprüche 9 und 10, wobei in Abhängigkeit mindestens eines vorgegebenen Ereignisses entweder die unveränderten digitalen Daten oder die veränderten digitalen Daten zwischen der Recheneinrichtung (3) und der Computerperipherieeinrichtung (2) übertragen werden. Method according to one of claims 9 and 10, wherein depending on at least one predetermined event either the unchanged digital data or the changed digital data between the computing device ( 3 ) and the computer peripheral device ( 2 ) be transmitted.

Verfahren nach Anspruch 11, wobei das vorgegebene Ereignis einen festgelegten Zeitpunkt und/oder ein Auftreten bestimmter Inhalte in den digitalen Daten und/oder ein Stellsignal aufweist, wobei das Stellsignal von der Computerperipherieeinrichtung (2) und/oder der Recheneinrichtung (3) und/oder einer externen Signalquelle erzeugt wird. The method of claim 11, wherein the predetermined event comprises a fixed time and / or an occurrence of certain contents in the digital data and / or a control signal, wherein the control signal from the computer peripheral device ( 2 ) and / or the computing device ( 3 ) and / or an external signal source is generated.

Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die unveränderten digitale Daten und/oder die veränderten digitalen Daten in einem Speicher gespeichert werden. Method according to one of claims 9 to 12, wherein the unchanged digital data and / or the changed digital data are stored in a memory.

Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei digitale Daten aus dem Speicher ausgelesen werden und als veränderte Daten ausgegeben werden. Method according to one of claims 9 to 13, wherein digital data are read from the memory and output as changed data.