DE19820479A1 - Funktionsmodul - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Funktionsmodul für einen Peronal-Computer (PC), insbesondere einen Notebook-Computer, welches mindestens eine von dem PC ansteuerbare Funktionsbaugruppe (3) enthält und welches in einen für ein Laufwerksmodul vorgesehenen Einschubschacht des PC ersatzweise für das Laufwerksmodul einsetzbar ist und von dem für das Laufwerk vorgesehenen Datenbus der PC ansteuerbar ist. Das Funktionsmodul enthält als ein virtuelles Laufwerksmedium beispielsweise eine virtuelle Festplatte (4), welche beispielsweise von dem IDE-Bus des PC als reelle Festplatte erkannt wird. Dadurch können Daten auf die virtuelle Festplatte (4) geschrieben oder von ihr gelesen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Funktionsmodul gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1, welches in einen für ein Laufwerk vorgesehenen Einschubschacht eines Personal Computers (PC), insbesondere eines tragbaren PCs einsetzbar ist, und welches am PC aufrufbare erweiterte Funktionen aufweist.

Mobile Datenverarbeitungssysteme zeichnen sich dadurch aus, daß in ihnen tragbare Datenverarbeitungseinrichtungen oder Personal Computer (PC), insbesondere Laptop-, Palmtop- oder Notebook-Computer, zusammen mit anderen Peripheriegeräten wie Druckern integriert sind und auf einfache Weise transportiert werden können. Ein derartiges mobiles Büro besteht im einfach­ sten Fall aus einem tragbaren Handkoffer, in welchem derartige Geräte platzsparend untergebracht sind und von einem internen Akkumulator mit elektrischer Leistung versorgt werden können. Somit können an jedem Ort Texte an dem PC geschrieben und mit dem angeschlossenen Drucker auch ausgedruckt werden.

In zunehmendem Maße werden jedoch auch weitere Funktionen wie Telekommunikation über Modem oder Handy, Bündelfunk wie Moda­ com, GPS (Global Positioning System)-Navigation, Kartenlesege­ rät etc. gefordert, um einem derartigen System die Kommunika­ tion mit der Außenwelt zu ermöglichen. Über ein Modem können beispielsweise am PC eingegebene Telefaxe drahtgebunden ver­ sandt werden, sofern eine Telefonsteckdose in der Nähe vorhan­ den ist. Anderenfalls können diese auch durch ein Handy draht­ los versandt werden. Über Modem oder Handy können weiterhin Daten und Informationen aus dem Internet abgerufen werden. Ein GPS-Gerät erlaubt die Bestimmung der absoluten geographischen Position des Nutzers und gegebenenfalls deren Übermittlung an externe Kommunikationspartner.

Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik ist die zusätzliche Nutzung derartiger Funktionen nicht anders möglich, als für . diese Funktionen eigens vorgesehene Peripheriegeräte mit dem Notebook-Computer zu verbinden. Dies bringt jedoch vielfältige Probleme mit sich, da beispielsweise in einem Handkoffer nicht beliebig viel Platz für die Unterbringung mehrerer Peripherie­ geräte vorgesehen ist. Selbst wenn die Peripheriegeräte sehr klein sind, müssen Kabelstränge und -verbindungen für deren Anschluß vorgesehen sein, was bei mehreren Geräten sehr auf­ wendig werden kann oder aufgrund der fehlenden Verfügbarkeit freier Schnittstellen gänzlich unmöglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, seitens eines Personal Computers (PC), insbesondere eines tragbaren PCs, weitere Funktionen, Betriebs- oder Gebrauchsar­ ten auf möglichst einfache und platzsparende Weise aufrufbar und nutzbar zu machen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Demnach sieht die Erfindung vor, weitere Funktionen, Betriebs- oder Gebrauchsarten des Systems in einem Funktionsmodul unter­ zubringen, welches in einen für ein Laufwerk vorgesehenen Ein­ schubschacht eines Personal Computers ersatzweise für das Laufwerksmodul einsetzbar ist, und von dem für das Laufwerk vorgesehenen Datenbus des PC ansteuerbar ist. Dies wird da­ durch erreicht, daß das Funktionsmodul ein virtuelles Lauf­ werksmedium wie eine virtuelle Festplatte oder ein virtuelles Wechselmedium wie eine CD-ROM enthält und somit mit diesem virtuellen Laufwerksmedium Daten wie mit einem reellen Lauf­ werksmedium ausgetauscht werden können.

Die meisten der auf dem Markt befindlichen Notebook-Computer weisen Einschubschächte auf, in die Laufwerksmodule eingesetzt werden können. Sie bieten damit die Möglichkeit, beispiels­ weise das Diskettenlaufwerksmodul gegen ein entsprechendes . baugleiches CD-ROM-Laufwerksmodul auszutauschen. In dem ent­ sprechenden Einschubschacht ist ein Steckverbinder eingebaut, der den IDE(Integrated Device Electronics)-Bus (Standardbus für Festplatte und CD-ROM-Laufwerk) oder den EIDE(enhanced IDE)-Bus oder den SCSI-Bus und den Floppy-Bus (für das Disket­ tenlaufwerk) enthält. Vielfach ist auch ein entsprechendes baugleiches Batteriemodul erhältlich, welches als zweite Bat­ terie in den Einschubschacht eingesetzt werden kann. In diesem Fall sind in dem Steckverbinder auch die Leistungssignale der Batterie enthalten.

Der obengenannte IDE-Bus ist ein speziell für Laufwerke ent­ wickelter PC-Bus und zuerst als Standardbus unter dem Namen AT-Bus für die Festplatte eines PC entwickelt worden. Bei No­ tebook- oder Laptop-Computern, die ein integriertes CD-ROM- Laufwerk enthalten, wird auch für dessen Ansteuerung der IDE- oder der EIDE-Bus verwendet.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind meh­ rere Funktionseinheiten oder -baugruppen, wie solche für Bün­ delfunk (Modacom), GSM (Mobilfunk), GPS-Navigation etc., ein Modem oder ein Kartenlesegerät in dem Funktionsmodul inte­ griert. Das Funktionsmodul selbst ist baugleich mit dem zu er­ setzenden Laufwerksmodul und kann somit in den dafür vorgese­ henen Einschubschacht des Notebook-Computers eingesetzt wer­ den. Zur Kommunikation mit dem Notebook-Computer verwendet das Modul die im Einschubschacht vorhandene Schnittstelle für den IDE-Bus, den EIDE-Bus oder den SCSI-Bus. Da dieser Bus, wie erwähnt, lediglich zur Steuerung von Festplatten- oder CD-ROM- Laufwerken konzipiert wurde, ist in dem Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß dem IDE-Bus und damit dem BIOS (binary input output system) des Notebook-Computers eine Festplatte oder CD- ROM vorgetäuscht wird. Die angesprochene Funktionseinheit des Funktionsmoduls wird somit über die Auto-Funktion des BIOS er­ kannt und kann von der Software des Betriebssystems wie eine Festplatte oder ein CD-ROM-Laufwerk angesprochen werden.

Im folgenden wird davon ausgegangen, daß dem BIOS des PC eine Festplatte vorgetäuscht wird. Das geschieht dadurch, daß in dem Funktionsmodul eine virtuelle Festplatte enthalten ist. Diese kann beispielsweise eine logische Einheit wie einen FPGA (free programmable gate array), einen Speicherbaustein wie ei­ nen Dual-Port-RAM und gegebenenfalls einen Microcontroller enthalten, die sämtlich in dem Funktionsmodul integriert sind. Diese Bausteine verhalten sich gegenüber dem Notebook-Computer wie eine Festplatte. Wenn eine reelle Festplatte durch das BIOS eines PC angesprochen wird, so antwortet sie in einem be­ stimmten Format, um dem BIOS Information über ihre Konfigura­ tion bzgl. Aufzeichnungssektoren, -spuren, etc., mitzuteilen. Die virtuelle Festplatte antwortet in eben diesem Format, wenn sie von dem BIOS angesprochen wird und sendet an dieses einen entsprechenden Datenblock. Der PC kann also Daten auf diese virtuelle Festplatte schreiben und von der Festplatte Daten lesen. Durch diese Funktion ist nun der Datenaustausch mit den eingebauten Funktionsgruppen wie GPS, Modem etc. möglich.

In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel schematisch darge­ stellt. Darin ist beispielsweise ein IDE-Bus 1 für den Daten­ austausch mit dem Notebook-Computer vorgesehen. In einem für ein CD-ROM-Laufwerksmodul vorgesehenen Einschubschacht ist er­ satzweise ein erfindungsgemäßes Funktionsmodul eingesetzt. Das Funktionsmodul wird mit der im Einschubschacht angeordneten Datenschnittstelle des IDE-Bus 1 verbunden.

Das Funktionsmodul enthält eine Schaltungsplatine 2, auf wel­ cher eine Funktionsbaugruppe 3 vorhanden ist, die eine be­ stimmte Kommunikationsfunktion mit externen Medien oder Kommu­ nikationspartnern erfüllt. Zu diesem Zweck enthält die Funkti­ onsbaugruppe 3 sowohl die für die Funktion erforderliche Hard­ ware als auch die für die Verarbeitung der durch die Hardware zu vermittelnden Daten oder Informationen erforderliche Elek­ tronik. Die Funktionsbaugruppe 3 kann beispielsweise ein GPS- Empfangsmodul, ein GSM- oder Iridium-Sende-/Empfangsmodul (Handyfunktion), ein Bündelfunk-(Modacom-)Sende- /Empfangsmodul, ein Modem, ein FIM (Finger Identification Mo­ dule)-Modul oder auch ein Kartenlesegerät sein. In jedem die­ ser beispielhaft aufgezählten Fälle sind entsprechende Hardwa­ rekomponenten wie Antennen und Empfänger oder Sensorelemente vonnöten, um die entsprechenden Funktionen zu erfüllen. Die Funktionsbaugruppe 3 gibt empfangene oder gelesene Daten oder Nachrichten an eine virtuelle Festplatte 4 weiter. Diese vir­ tuelle Festplatte 4 enthält ein programmierbares Logikbauele­ ment 40, einen Dual-Port-RAM-Speicherbaustein 41 und einen Microcontroller 42. Das Logikbauelement 40 kann ein CPLD (com­ plex programmable logic device) oder eine programmierbare Gat­ termatrix wie ein FPGA (free programmable gate array) sein. Dadurch daß sich die Bauelemente 40, 41 und 42 gegenüber dem angeschlossenen IDE-Bus 1 wie eine Festplatte verhalten, kann der Notebook-Computer also Daten auf diese virtuelle Fest­ platte 4 schreiben und von dieser lesen.

Auf diese Weise ist also der Datenaustausch mit den auf der Schaltungsplatine 2 des Funktionsmoduls angeordneten Funkti­ onsbaugruppen 3 möglich. Auf der virtuellen Festplatte 4 kön­ nen ferner Datenbereiche definiert sein, die den Empfangs- und Sendepuffern der eingebauten Funktionsbaugruppen entsprechen. Wenn also z. B. der Notebook-Computer Daten an das Modem senden möchte, schreibt er an den dafür vorgesehenen Datenbereich die Daten auf die virtuelle Festplatte 4. Der Microcontroller 42 wandelt diese Daten nun in ein RS232-Signal um und sendet diese an das Modem. Das Modem sendet die Antwort nun wieder an den Microcontroller, der diese Daten auf den dafür vorgesehe­ nen Datenbereich der virtuellen Festplatte 4 schreibt und ge­ gebenenfalls einen Interrupt auslöst. Der Notebook-Computer kann die Daten nun lesen und weiterverarbeiten.

Die virtuelle Festplatte 4 kann auch anders aufgebaut sein. Beispielsweise kann sie aus lediglich einem FPGA oder einem Dual-Port-RAM bestehen. Der Microcontroller 42 kann gänzlich entfallen oder nur ein Teil davon zur virtuellen Festplatte 4 gehören.

Es kann auch vorgesehen sein, daß das Funktionsmodul in den Laufwerksschacht eines Floppy-Laufwerk einsetzbar, so daß dann das Funktionsmodul in entsprechender Weise eine virtuelle Floppy Disk enthalten muß, um von dem Floppy-Bus ansteuerbar zu sein.

Das Funktionsmodul kann neben den Bereichen der virtuellen Festplatte 4, die dem Datenaustausch mit den Funktionsbaugrup­ pen 3 dienen, auch noch einen kleinen Teil der virtuellen Festplatte 4 aufweisen, auf dem sich die Treiber für das Funk­ tionsmodul befinden. Der Anwender erhält dadurch einen neuen Laufwerksbuchstaben und kann die Treiber ohne eine Diskette installieren. Damit der Laufwerksbuchstabe nach der Installa­ tion nicht stört, kann der Anwender durch einen Jumper diese Funktion deaktivieren, bis sie wieder benötigt wird.

Vorzugsweise enthält das Funktionsmodul eine der Anzahl der Funktionsbaugruppen 3 entsprechende Anzahl von Schaltungspla­ tinen, auf denen je eine Funktionsbaugruppe 3 mit zugehöriger virtueller Festplatte 4 angeordnet ist.

Claims (8)

1. Funktionsmodul für einen Personal Computer (PC), insbeson­ dere einen tragbaren PC, welches mindestens eine von dem PC ansteuerbare Funktionsbaugruppe (3) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es in einen für ein Laufwerksmodul vorgesehenen Einschub­ schacht des PC ersatzweise für das Laufwerksmodul einsetzbar ist, und von dem für das Laufwerk vorgesehenen Datenbus des PC ansteuerbar ist.

2. Funktionsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein virtuelles Laufwerksmedium enthält, welches von dem für das Laufwerk vorgesehenen Datenbus des PC als tatsächliches Laufwerksmedium erkannt wird.

3. Funktionsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das virtuelle Laufwerksmedium eine virtuelle Fest­ platte (4) oder eine virtuelle CD-ROM ist und der Datenbus der IDE-Bus (1), der EIDE-Bus oder der SCSI-Bus ist.

4. Funktionsmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das virtuelle Laufwerksmedium eine virtuelle Floppy Disk ist und der Datenbus der Floppy-Bus ist.

5. Funktionsmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das virtuelle Laufwerksmedium ein Logikbauelement (40) und/oder eine Speichereinheit, insbesondere einen Dual-Port- RAM (41) enthält.

6. Funktionsmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Logikbauelement (40) ein CPLD (complex programmable logic device) oder eine programmierbare Gattermatrix, insbesondere ein FPGA (field programmable gate array) ist.

7. Funktionsmodul nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Funktionsbau­ gruppe(n) (3) ein Modem und/oder ein GPS-Empfangsgerät und/oder ein GSM-/Iridium-Sende-/Empfangsgerät (Handy) und/oder ein Bündelfunk-Sende-/Empfangsgerät (Modacom) und/oder ein Kartenlesegerät und/oder ein FIM (Finger Identi­ fication Module)-Gerät enthält.

8. Funktionsmodul nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des virtuellen Lauf­ werksmediums Gerätetreiber für die mindestens eine Funktions­ baugruppe (3) enthält.