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Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND SYSTEM FOR OPERATING A MULTI-STAGE COUNTER IN ONE COUNTING DIRECTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/062176
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating a multi-stage counter (11) in one counting direction only, comprising the following steps: altering the count value of a single-stage counter (1) which can only be altered in one direction when the multi-stage counter (11) reaches certain predetermined count value states; detecting the particular count value states of the multi-stage counter (11) and the single-stage auxiliary counter (1); comparing the values of the count value states of the single-stage counter (1) and the multi-stage counter (11) which were detected; and producing an indicator signal based on the results of this comparison.

Inventors:
ALLINGER ROBERT (DE)
HOLLFELDER ROBERT (DE)
POCKRANDT WOLFGANG (DE)
WEDEL ARMIN (DE)
Application Number:
PCT/DE1999/001570
Publication Date:
December 02, 1999
Filing Date:
May 28, 1999
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
ALLINGER ROBERT (DE)
HOLLFELDER ROBERT (DE)
POCKRANDT WOLFGANG (DE)
WEDEL ARMIN (DE)
International Classes:
G07F7/10; H03K21/40; (IPC1-7): H03K21/40; G07F7/10
Foreign References:
GB2187011A1987-08-26
US5381452A1995-01-10
FR2733615A11996-10-31
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 014, no. 282 (E - 0942) 19 June 1990 (1990-06-19)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 008, no. 247 (E - 278) 13 November 1984 (1984-11-13)
Attorney, Agent or Firm:
EPPING - HERMANN & FISCHER (P.O. Box 12 10 26 Munich, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben eines mehrstufigen Zahlers in nur einer Zahlrichtung mit den Schritten: Verandern des Zahlwertes eines einstufigen nur in einer Zahlrichtung veranderbaren Zählers bei vorbestimmten Zahl wertzustanden des mehrstufigen Zahlers, erfassen der jeweiligen Zahlwertzustande des mehrstufigen Zählers und des einstufigen Hilfszahlers, vergleichen der Werte der erfaßten Zahlwertzustande des einstufigen und des mehrstufigen Zählers, und erzeugen eines Indikatorsignales aufgrund des Vergleichser gebnisses.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Indikatorsignal die Zulassigkeit des Zahlwertes des mehrstufigen Zahlers anzeigt, wenn dieser in einem vorbe stimmten Verhältnis zum Zahlwertstand des einstufigen Zahlers steht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Indikatorsignal die Zulassigkeit des Zahlwertes des mehrstufigen Zahlers anzeigt, dal3 der Zahlwert des mehr stufigen Zahlers mit dem Zahlwert des einstufigen Zahlers ubereinstimmt.
4. Schaltungsanordnung zum Durchfuhren des Verfahrens nach einem der Anspruche 1 bis 3, mit einem mehrstufigen nur aufwarts oder abwarts zahlenden Zah lers (11), bei dem der Zahlwert einer Stufe beim Verandern eines Zahlwertes der nachfolgenden Stufe auf einen Anfangs wert zuruckgesetzt wird, einem einstufigen Hilfszähler (1), der nur aufwarts oder nur abwarts zählend betrieben wird, und der bei vorbestimmten Zahlwerten des mehrstufigen Zahlers (11) verandert wird, und einer Vergleichseinrichtung (4), die mit dem Zahler (11) und dem Hilfszahler (1) derart verbunden ist, daß sie die Zahl werte (Zl und Zll) der beiden Zahler jeweils vergleicht und ein dem Vergleich entsprechendes Signal ausgibt.
Description:
Beschreibung Verfahren und Anordnung zum Betreiben eines mehrstufigen Zah- lers in einer Zählrichtung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Betreiben eines mehrstufigen Zählers in einer Zahlrichtung.

Heutzutage sind beliebig viele Anwendungsgebiete bekannt, bei denen eine Ereigniszahlung stattfinden soll. Diese Ereignisse kann die Haufigkeit der Benutzung eines Gerates, das Passie- ren von Personen oder Fahrzeugen oder Gegenstanden, die Er- fassung eines Telefonzahltaktes, aber auch die Erfassung ei- ner Fahrleistung, sprich Kilometerzähler bei einem PKW oder Betriebsstundenzähler eines beliebigen Gerätes und nicht zu- letzt die erfaUte Arbeitszeit bzw. Anwesentheitszeit eines Arbeitnehmers an seinem Arbeitsplatz sein. All diese Falle sind dadurch gekennzeichnet, daH sie mit moglichst hoher Ge- nauigkeit erfaRt werden, d. h. das in der Regel ein hoher Wertebereich von Zahlwerten abgedeckt wird. Weiterhin ist bei den genannten Fällen in der Regel der Wunsch vorhanden, daH das Zahlergebnis nicht manipulierbar, d. h. nicht rucksetzbar ist. Eine derartige Forderung laSt sich sicher mit einem ein- stufigen Zahler realisieren, der nur von seinem bisherigen Zählerstand aus aufwarts oder abwarts zählen kann. Dies läßt sich einfach beispielsweise mittels eines EEPROM realisieren, wobei dann fur jeden Zahlwert eine EEPROM-Zelle vorzusehen ist, und daH EEPROM entweder nur beschreibbar oder nur losch- bar ist, je nachdem ob eine Aufwarts-oder Abwartszahlung vorgesehen ist.

Fur die zuerst genannte Forderung, daH nämlich ein möglichst großer Wertebereich vom Zähler zu erfassen ist, fuhrt dann zu dem Ergebnis, da8 bei einer solchen Realisierung ein EEPROM- Speicher mit entsprechend vielen Speicherzellen vorzusehen ist. In Zahlen ausgedruckt heißt dies, da6 zum Beispiel zum Erreichen eines maximalen Zählerstandes von 255 genau 255

Zahlerzellen benötigt werden. Nunmehr ist es jedoch heutzuta- ge ublich, derartige Anordnungen moglichst klein aufzubauen.

Die Verwendung eines mehrstufigen Zahlers mit 8 Bit, d. h. 8 Zahlerzellen fuhrt ebenfalls zu einem maximalen Zahlerstand von 255. Ein derartiger mehrstufiger Zahler (8-Bit- Binarzahler) weist jedoch den Nachteil auf, da3 bei einer Veranderung der nachsten Zählerstelle die vorangegangene Zah- lerstelle zuruckgesetzt wird. Dies fuhrt dazu, daB die Reali- sierung eines mehrstufigen Zahlers, der nur in einer Richtung zahlt und gleichzeitig nicht manipulierbar ist, nur sehr schwer realisierbar ist.

Aus der EP 0 321 727 ist eine Schaltungsanordnung beschrie- ben, bei der mehrere EEPROM-Zellen in einer Reihe angeordnet sind. Dabei sind wiederum mehrere Reihen zusammengeschaltet sind. Die Speicherzellen jeweils einer Reihe stellen ein ein- heitliches Wertigkeitsniveau dar, wobei die Speicherinhalte einer Reihe, mittels einer logischen Oberwachung nur dann löschbar sind, wenn ein Obertrag in die nachst hohere Reihe erfolgt ist. Die in dieser Druckschrift offenbarte Anordnung weist genau die zuvor erläuterten Nachteile der Manipulier- barkeit auf, indem durch Einflunahme auf die logische Schal- tung das unidirektionale Zählen nicht mit Sicherheit gewahr- leistet ist. Eine ahnliche nur etwas aufwendiger gestaltete Anordnung ist in der EP 0 618 591 ausgefuhrt, wobei fur jede nachst höhere Reihe zum Umschreiben eine Hilfsspeicherzelle vorgesehen ist, die programmierbar und auch wieder löschbar ist, wobei auch diese Anordnung leicht manipulierbar ist, da die Hilfsspeicherzellen sowohl schreib-als auch löschbar sind.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Schaltungsanordnung zum Betreiben eines mehrstufi- gen Zahlers vorzusehen, bei dem die Manipulationssicherheit erhöht ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Patentanspruch 1 bzw. 4 angegebenen MaRnahmen gelost.

Durch das gleichzeitige Betreiben eines einstufigen Zahlers, der nur entweder aufwarts oder abwarts zahlt neben dem mehr- stufigen Zahler, der das eigentliche Ereignis zahlt, ist uber ein Vergleich sichergestellt, da8 der Zahlwert des mehrstufi- gen Zahlers zumindest in der Größenordnung, mit dem Zahlwert des einstufigen Zahlers ubereinstimmt. Damit ist mit einfa- chen Mitteln die Moglichkeit zur Manipulation beseitigt. Ist die Ubereinstimmung mit einem vorgegebenen Verhaltnis zwi- schen den beiden Zahlern nicht gegeben, so zeigt das Indika- tionssignal gemäß Anspruch 2 die fehlende Zulassigkeit an, wobei uberpruft wird, ob der Zahlwert des einstufigen Zählers mit dem Zahlwert des mehrstufigen Zahlers in einem vorbe- stimmten Verhältnis steht. Gemäß Patentanspruch 3 ist die Zu- lassigkeit bei Obereinstimmung der Zahlwerte gegeben.

N. achfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figur beschrieben, wobei ein Ausfuhrungsbeispiel in Form eines Blockschaltbildes dargestellt ist.

Das in der Figur dargestellte Ausfuhrungsbeispiel weist einen m-stufigen Zahler mit m = 8 auf. Dieser ist in der Darstel- lung als 8-Bit-Binarzahler zu verstehen. Der Zähler 11 kann somit von 0 bis 255 zahlen, d. h. 256 Zahlstellen. Der Zahler 11 ist mit einer Steuereinheit 3 verbunden, die dem Zähler 11 ein Zahlsignal Sll zufuhrt. Mit jedem Zufuhren des Zahlsi- gnals Sll wird der Zähler 11 um 1 verandert, wobei die Veran- derung in gleicher Richtung wie eine vorangegangene Anderung erfolgt. Das bedeutet, da8 der in der Figur symbolisch darge- stellte Zähler derart gestaltet ist, daH er entweder aufwarts oder nur abwarts zahlt. Der jeweilige Zahlerstand des mehr- stufigen Zahlers 11 wird als Zahlwertsignal Zll einer Pruflo- gik 4 zugefuhrt. Weiterhin ist ein einstufiger Zahler 1 vor- gesehen, der bei diesem Ausführungsbeispiel n-Zellen mit n = 16 aufweist. Dieser in der Figur symbolisch dargestellte Zah-

ler soll so aufgebaut sein, da3 er ebenfalls nur in einer Zahlrichtung zählt, namlich von 0 bis 15, d. h. 16 Zahlstel- len. Der einstufige Zahler 1 erhalt von der Steuereinheit 3 ein Zahlsignal S1, worauf er um einen Zahlwert weitergesetzt wird. Der Zahlstand des einstufigen Zahlers 1 wird der Steu- ereinheit 3 als Kontrollzahlwertsignal Z1 und damit der Pruflogik 4 zugefuhrt. Die Pruflogik 4 vergleicht das Zahl- wertsignal Zll mit dem Kontrollzahlwertsignal Z1 und gibt ein in Abhangigkeit vom Vergleich bestimmtes Signal an eine Zah- lersteuerung 5 ab. Die Zahlersteuerung 5 wiederum gibt in Ab- hangigkeit von dem von der Pruflogik 4 erhaltenen Prüfsignal P ein Fehlersignal E ab.

Die beiden Zähler 11 und 1 können beispielsweise als EEPROM- Zellen ausgebildet sein. Hierbei ist vorgesehen, daß entspre- chend dem bekannten Betreiben eines Binärzählers die einzel- nen Speicherzellen gemaH den Regeln des Aufwarts-oder Ab- wartszahlen beschrieben oder gelöscht werden. Genauso ist auch der einstufige Kontrollzähler 1 aus EEPROM-Zellen zusam- mengesetzt, wobei die einzelnen Zellen 1 bis n nacheinander- folged, nur beschrieben oder nur gelöscht werden konnen.

Nunmehr wird der typische Betrieb der in der Figur darge- stellten Anordnung beschrieben. Grundsatzlich ist vorgesehen, da8 mit jedem Eingabesignal E von der Steuereinheit 3 ein Zahlsignal Sll abgegeben werden soll. Dabei wird zuvor von der Pruflogik 4 die Zahlerstande der beiden Zahler 1 und 11 mittels des Zahlwertsignals Zll und des Kontrollzahlwertsi- gnal Z1 uberpruft. Sind beide beispielsweise 0, stellt die Pruflogik 4 fest, daH die Obereinstimmung besteht und läßt uber das Prüfsignal P zu, da8 uber die Zählersteuerung 5 das Zahlsignal SF ausgegeben wird.

Nunmehr ist vorgesehen, da8 beide Zahler von 0 bis 255 zah- len. Das bedeutet, da3 der einstufige Kontrollzahler 1 bei jedem sechzehnten Zahlsignal Sll, das an den mehrstufigen Zahler 11 geht ebenfalls von der Zahlersteuerung 5 in der

Steuereinheit 3 ein Kontrollzählsignal S1 erhalt. Fur den un- manipulierten Betrieb ist die Pruflogik nunmehr so ausgelegt, daß sie uberwacht, da2 der Zahlwert des Zählers 11 zu dem ge- rade erreichten Zahlwert des Kontrollzåhlers 1 paßt. D. h. bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel darf der Zahlwert des Zahlers 11 nicht kleiner sein als (i x 16)-1 sein. Ent- sprechendes gilt fur eine abwarts zahlende Anordnung, auch hier muH der Zähler 11 entsprechend der Zähllogik sich in ei- nem zum Zahlwert des Kontrollzählers 1 passenden Bereich be- finden.

Sobald die Pruflogik 4 keine Ubereinstimmung feststellt, wird ein Fehlersignal F abgegeben.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf das in der Figur darge- stellte Ausfuhrungsbeispiel beschrankt. Vielmehr ist auch vorstellbar, daH insbesondere bei einem sehr groben zu uber- schreitenden Zahlwertebereich des Zählers 11 zum Einsparen von Zahlerzellen des einstufigen Zahlers, dieser nicht linear betrieben wird, sondern beispielsweise dekadisch. D. h. der einstufige Zähler wurde beispielsweise beim 10., 100., 1000. usw. ein Zählsignal Sll von der Zählersteuerung 5 ein Kon- trollzahlsignal S1 erhalten. Zur Uberwachung des unmanipu- lierten Betriebes mu8 die Pruflogik 4 entsprechend aufgebaut sein, d. h. in einem solchen Fall mu8 der Zahlwert des Zah- lers 11 der dem jeweiligen Zahlwert des Kontrollzahlers 1 zu- geordneten Größenordnung entsprechen. Genauso gut ist vor- stellbar, daH der Zusammenhang zwischen dem Zähler des Zah- lers 11 und dem Zahlwert des Kontrollzählers 1 einer log- arithmischen, exponentiellen oder beliebig anderen geeigneten und gewunschten Funktionen entspricht. Dies ist dann sowohl auf aufwartszahlende als auch auf abwartszahlende Zahleran- ordnungen anwendbar.

Abschließend sei darauf hingewiesen, da8 der Zähler 11 und der Kontrollzahler 1 nicht zwangslaufig in der gleichen Rich- tung zahlen mussen. Vielmehr kann auch vorgesehen sein, daH

der eine Zahler aufwarts und der jeweils andere Zahler ab- warts zahlt. Die alleinige Voraussetzung fur einen unmanipu- lierten Betrieb ist, da3 der Kontrollzahler nur in einer Richtung zahlt und die Pruflogik 4 derart aufgebaut zist, dans der Zahlwert des Zählers 11 mit dem Zahlwert des Kontrollzah- lers 1 einen logischen Zusammenhang aufweist.