專利名稱：模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)和運(yùn)行方法
模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)和運(yùn)行方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用[OOOl]本申請(qǐng)是以咨詢卡有限公司(DataCard Corporation)的名義提交的PCT 國(guó)際申請(qǐng)，要求申請(qǐng)日為2005年11月10日，名稱為"模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)和運(yùn) 行方法(MODULAR CARD ISSUANCE SYSTEM AND METHOD OF OPERATION)"的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)60〃35,952的優(yōu)先權(quán)。技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明大體涉及模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)領(lǐng)域。更具體地講，本發(fā)明涉及 一種模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)，它完全允許卡片發(fā)行系統(tǒng)的功能模塊來(lái)確定系統(tǒng)的設(shè) 置，并且在系統(tǒng)上電后向主系統(tǒng)控制器報(bào)告該信息。
背景技術(shù)：
模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)用于生產(chǎn)大量各種不同類型的個(gè)人身份證件，包 括但不限于，信用卡，執(zhí)照，個(gè)人身份卡，電話卡，和小冊(cè)子比如護(hù)照，及其它 類型的證件。 一般，這些系統(tǒng)包括多種不同的模塊，執(zhí)行各種功能。這些功能可 以包括但不限于磁編碼，壓紋，智能卡編程，激光打印，清潔，和層合個(gè)人證件。 卡片發(fā)行系統(tǒng)的例子是很多的。
現(xiàn)具體參見美國(guó)專利號(hào)5,204,669，題目為"功能模塊自動(dòng)初始化的自動(dòng) 站識(shí)另ij (Automatic Station Identification Where Function Modules Automatically Initialize)",于1993年4月20日授權(quán)給Dorfe等人，并且轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人， 它公開了一種模塊化卡片生產(chǎn)系統(tǒng)和方法，用于動(dòng)態(tài)地向系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)可編程功 能模塊分配地址。'669號(hào)專利公開的系統(tǒng)采用主控制器單元査詢系統(tǒng)功能模塊， 以便給每個(gè)模塊分配唯一的地址并確定每個(gè)功能模塊的連接順序。已知的模塊化 卡片發(fā)行系統(tǒng)需要主或主令控制器在功能模塊之間作出判斷，以便確定模塊之間 的相對(duì)順序。
盡管模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)變得技術(shù)上更為先進(jìn)，但仍然需要一種系統(tǒng)， 它允許模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)內(nèi)的功能模塊可獨(dú)立確定，(在模塊之間只使用點(diǎn)對(duì) 點(diǎn)通信)，系統(tǒng)中的模塊總數(shù)，系統(tǒng)模塊的序列中每個(gè)功能模塊的相對(duì)位置，以及與每個(gè)功能模塊相關(guān)的身份或模塊類型。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及用于確定卡片發(fā)行系統(tǒng)的模塊設(shè)置的系統(tǒng)和方法。所述卡 片發(fā)行系統(tǒng)最優(yōu)選包括多個(gè)功能模塊和主控制器，通過(guò)希望的通信協(xié)議，允許模 塊獨(dú)立于主控制器來(lái)確定系統(tǒng)的設(shè)置并向主控制器報(bào)告該信息。更具體地講，所述卡片發(fā)行系統(tǒng)被設(shè)置為允許通過(guò)希望的通信協(xié)議， 如串行通信協(xié)議，只在模塊化卡片生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)的功能模塊之間進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信， 以便獨(dú)立地確定卡片發(fā)行系統(tǒng)中的模塊總數(shù)，系統(tǒng)模塊序列中每個(gè)功能模塊的相 對(duì)位置，以及與每個(gè)功能模塊相關(guān)的身份或模塊類型。每個(gè)模塊然后可以將該信息報(bào)告給主控制器，而不需要主控制器出去 并向模塊査詢?cè)撔畔?。這使得主控制器和卡片發(fā)行系統(tǒng)更有效率。用戶可以在下 電期間設(shè)置任意順序的模塊，并且讓模塊自身確定上電后的系統(tǒng)設(shè)置，使得控制 器更有效地確定項(xiàng)目指令。在該技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)包括多個(gè)順序排列的模塊，其中每個(gè) 模塊連接至相鄰的上游和/或下游模塊。該系統(tǒng)還包括主或主要控制器，與每個(gè)模 塊電通信。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)容易理解，控制器可以是任意合適的控制單元， 例如但不限于，CPU，個(gè)人電腦，微處理器，微型計(jì)算機(jī)，微控制器，以及許多 其它類型的數(shù)據(jù)處理控制單元。在系統(tǒng)上電后，并且不需要主控制器的協(xié)助，每 個(gè)模塊通過(guò)希望的通信協(xié)議鏈路，確定它自己的身份，它在多個(gè)模塊中的相對(duì)位 置，和系統(tǒng)中的模塊總數(shù)。經(jīng)主控制器請(qǐng)求時(shí)，該信息隨后被報(bào)告給主控制器。


通過(guò)參照下文的詳細(xì)說(shuō)明，結(jié)合附圖，可以更好地理解本發(fā)明的其它
方面和特征，以及本發(fā)明的附帶優(yōu)點(diǎn)，其中在所有附圖中，類似的附圖標(biāo)記表示
類似的部件，其中圖1是方框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)；
圖2是流程圖，示出了每個(gè)模塊執(zhí)行步驟的一個(gè)實(shí)施例，以便確定圖1
所示系統(tǒng)的模塊設(shè)置；圖3是方框圖，示出了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)，并
且還示出了用于設(shè)置系統(tǒng)模塊的串行通信協(xié)議；
圖4是圖示示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的串行通信初始化 序列；和圖5是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的更詳細(xì)的模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)的方框圖。雖然上述附圖闡述了具體實(shí)施例，本發(fā)明的其它實(shí)施例也是可以預(yù)期
的，如說(shuō)明書中所述。在所有的情況中，本文通過(guò)代表性而非限定性的方式來(lái)呈
現(xiàn)本發(fā)明所示的實(shí)施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在本發(fā)明原理的范圍和精神內(nèi)， 作出多種其它修改和實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式下面在討論圖3-5所示的本發(fā)明更詳細(xì)的實(shí)施例之前，首先對(duì)圖1和 圖2進(jìn)行描述，以便對(duì)基本發(fā)明原理有更扎實(shí)的理解。圖l示出了模塊化卡片發(fā) 行系統(tǒng)的方框圖，而圖2是流程圖，示出了每個(gè)系統(tǒng)模塊為確定卡片發(fā)行系統(tǒng)的 模塊設(shè)置所采取步驟的一個(gè)實(shí)施例?，F(xiàn)參見圖1，方框圖示出了模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)IO。系統(tǒng)10可用于制 造個(gè)人身份卡，例如公民身份證，駕駛執(zhí)照，等等。系統(tǒng)10還可以用于制造個(gè)人 身份冊(cè)，例如護(hù)照等等。模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)10包括多個(gè)順序排列的模塊20，每個(gè)模塊連接至 主控制器30和它的直接上游和下游的相鄰模塊。系統(tǒng)10的每個(gè)模塊20被設(shè)計(jì)為 執(zhí)行不同功能，用于產(chǎn)生大量的個(gè)人身份證件?？砂ㄔ谙到y(tǒng)10中的模塊20的 示例為磁條模塊，用于向證件的磁條寫入數(shù)據(jù)和從證件的磁條讀取數(shù)據(jù)；壓紋 模塊，用于在證件上形成壓印字符；智能卡編程模塊，用于對(duì)證件上的集成電路 芯片進(jìn)行編程；打印模塊，用于執(zhí)行單色或多色打?。患す饽K，用于在證件上 執(zhí)行激光標(biāo)名；圖形模塊，用于將單色數(shù)據(jù)和圖像應(yīng)用于證件；清潔模塊，用于 清潔證件；涂層(topping)模塊，用于將涂層施加于證件；和證件沖壓模塊，沖 壓或切割一孔入證件和/或?qū)⒆C件沖壓成特定形狀。在每個(gè)模塊20內(nèi)的是非易失性存儲(chǔ)器儲(chǔ)存區(qū)域40和通信裝置50。每 個(gè)模塊20的身份或具體模塊類型儲(chǔ)存在其非易失性存儲(chǔ)器40中。利用通信裝置 50,每個(gè)模塊20可被設(shè)置為，通過(guò)可提供例如希望的串行通信協(xié)議的通信鏈路60， 向其相鄰的上游和下游相鄰模塊發(fā)送數(shù)據(jù)并從其相鄰的上游和下游相鄰模塊接收 數(shù)據(jù)。通信裝置50還允許每個(gè)模塊20通過(guò)可提供例如以太網(wǎng)鏈路的通信鏈路70向控制器30報(bào)告信息和從控制器接收指令。通信鏈路60專用于模塊20之間的通 信；而通信鏈路70只用于與模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)控制器30的通信。通信鏈路60 和通信鏈路70各自被設(shè)置成提供單獨(dú)和不同的通信方案，可包括但不限于，串行 通信協(xié)議，并行通信協(xié)議，高速以太網(wǎng)，或可選地替換為無(wú)線通信協(xié)議鏈路。
在運(yùn)行中，系統(tǒng)10支持模塊20自身的自動(dòng)模塊設(shè)置并將該信息報(bào)告 給控制器30。在系統(tǒng)10上電后，相鄰模塊20之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信方案允許第一模 塊通過(guò)通信鏈路60將其相對(duì)位置報(bào)告給它的相鄰下游模塊20，該相鄰下游模塊類 似地將該信息傳遞給下一個(gè)相鄰的下游模塊。此過(guò)程持續(xù)，直到最后的模塊從其 相鄰的上游模塊接收到相對(duì)位置數(shù)據(jù)，于是在經(jīng)控制器30請(qǐng)求下，該信息通過(guò)通 信鏈路70報(bào)告給控制器30。因此，利用通信鏈路60，每個(gè)模塊20知道系統(tǒng)10 中模塊20的總數(shù)，和每個(gè)模塊20的相對(duì)位置。該通信方案允許控制器30能夠使 用拓?fù)洫?dú)立的通信方案，例如高速以太網(wǎng)協(xié)議，同時(shí)仍然支持系統(tǒng)10上電后的自 動(dòng)機(jī)器重新設(shè)置。該方案還允許在下電期間改變模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)IO的設(shè)置； 而一旦上電后，系統(tǒng)10可以立即認(rèn)出其新的設(shè)置。
圖2是每個(gè)模塊20為確定系統(tǒng)10的模塊設(shè)置而執(zhí)行步驟的一個(gè)實(shí)施 例的流程圖。確定模塊設(shè)置開始于方框100在系統(tǒng)10上電后，所述上電包括每個(gè) 模塊20的上電。在上電后，每個(gè)模塊20查詢其非易失性存儲(chǔ)器儲(chǔ)存40來(lái)確定其 具體身份或模塊類型，如方框105所示。利用希望的通信技術(shù)，每個(gè)模塊20然后 在方框110通過(guò)通信鏈路60檢査相鄰的上游模塊。
在條件方框115，如果模塊20確定它沒(méi)有相鄰的上游模塊，則模塊 20是系統(tǒng)10的第一模塊，并且運(yùn)行至方框120。在方框120，第一順序模塊20建 立第一地址，與控制器30通信。在方框125，模塊20隨后向相鄰的下游模塊報(bào)告 其相對(duì)位置，并隨后在方框130，等待通過(guò)通信鏈路60來(lái)自相鄰下游模塊的上游 確認(rèn)。如條件方框135所示，模塊20將繼續(xù)等待，直到它接收到來(lái)自相鄰下游模 塊的上游確認(rèn)。 一旦收到上游確認(rèn)，模塊20隨后等待來(lái)自相鄰下游模塊的總模塊 計(jì)數(shù)，如方框140所示。在收到總模塊計(jì)數(shù)后，模塊20在方框146確認(rèn)收到模塊 計(jì)數(shù)，并且在方框148，在主控制器30如此指令下，向主系統(tǒng)控制器30報(bào)告總模 塊計(jì)數(shù)。
在條件方框115，如果模塊20確定它通過(guò)通信鏈路60具有與相鄰上 游模塊的連接，則模塊20在方框145開始等待來(lái)自相鄰上游模塊的模塊計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)。如條件方框150所示，模塊20會(huì)繼續(xù)等待，直到它收到來(lái)自其上游相鄰模塊的模 塊計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)。 一旦在方框152確認(rèn)收到模塊計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)，包括每個(gè)前面模塊20的相 對(duì)位置地址，在方框155，當(dāng)前模塊20按模塊順序建立它的位置地址。模塊20然 后檢查看是否有相鄰的下游模塊，如方框160所示。在條件方框165，如果模塊20確定還有另一個(gè)相鄰的下游模塊，則所 述程序在方框125開始重復(fù)。在條件方框165，如果模塊20確定沒(méi)有相鄰的下游模塊，則模塊20 是系統(tǒng)10的最后模塊，并運(yùn)行至方框170。在方框170，模塊20向其相鄰的上游 鄰居報(bào)告模塊的總數(shù)。在方框175，在收到來(lái)自相鄰上游鄰居的確認(rèn)后，模塊20 在方框180設(shè)定系統(tǒng)10中模塊的總數(shù)，以結(jié)束程序。圖3是方框圖，示出了根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)200， 并且還示出了通信鏈路202,用于設(shè)置系統(tǒng)模塊210。可以看到模塊化卡片發(fā)行系 統(tǒng)200包括四個(gè)模塊210。系統(tǒng)200還包括PC控制器220和以太網(wǎng)開關(guān)230。通 常的模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)可具有約15個(gè)模塊210，并具有擴(kuò)增到約24個(gè)模塊210 的能力，除了卡片傳送之外。本發(fā)明并沒(méi)有如此限定，應(yīng)當(dāng)理解具體的實(shí)施例可 釆用更多或更少的模塊210。以太網(wǎng)通信速度通常是100Mbps。以太網(wǎng)開關(guān)230最 優(yōu)選地具有足夠的端口，以便容納通常的設(shè)置，并具有額外的空間以便添加更多 的端口。通信鏈路202會(huì)被用于在上電過(guò)程期間設(shè)置系統(tǒng)200，如下文所述。在上 電過(guò)程完成后，通信鏈路202可用作監(jiān)視器(watchdog)(在下文中描述)，以便 重設(shè)已經(jīng)失控的模塊210。通信鏈路202可以物理途經(jīng)必要的AC電源，以便一旦 接通，AC電源會(huì)在模塊20保持接通，除非關(guān)聯(lián)的斷路器或急停開關(guān)(如下文所 述)打開。PC控制器通-斷開關(guān)(未示出)只用于起動(dòng)PC控制器。通信鏈路202可以是，例如，系統(tǒng)200內(nèi)模塊(節(jié)點(diǎn))210之間的同步、 半雙工的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(RS-485)串行鏈路。每個(gè)模塊(以下稱為節(jié)點(diǎn))210具有輸入串 行鏈路以及輸出串行鏈路。"輸入"串行鏈路連接到"上游"節(jié)點(diǎn)端口216 (更接近關(guān) 聯(lián)的輸入儲(chǔ)卡器)。"輸出"串行鏈路連接到"下游"節(jié)點(diǎn)端口218 (在輸出迭卡器的 方向上)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)210被識(shí)別為"起始"節(jié)點(diǎn)，"中間"節(jié)點(diǎn)，或"終止"節(jié)點(diǎn)。起始 節(jié)點(diǎn)(通常為系統(tǒng)的輸入儲(chǔ)卡器)，被識(shí)別為缺少上游串行鏈路并存在下游串行 鏈路。中間節(jié)點(diǎn)同時(shí)具有上游和下游串行鏈路。終止節(jié)點(diǎn)只有上游串行鏈路，如圖3所示。
每個(gè)節(jié)點(diǎn)210內(nèi)部的硬件會(huì)向關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)邏輯板提供信號(hào)，表示存在 或缺少每個(gè)專用的通信鏈路202?？梢钥吹矫總€(gè)節(jié)點(diǎn)210具有擴(kuò)展板240。每個(gè)擴(kuò) 展板240釆用下文所述的通信硬件，提供兩個(gè)功能。相關(guān)通信硬件的第一或主要 功能是根據(jù)節(jié)點(diǎn)在系統(tǒng)中的物理位置向節(jié)點(diǎn)210分配以太網(wǎng)和/或IP地址，正如前 文結(jié)合圖2所述的。第二功能是用作監(jiān)視器，在每次向系統(tǒng)200供電時(shí)，檢測(cè)和 恢復(fù)"失控"的模塊210。
前述向節(jié)點(diǎn)分配以太網(wǎng)(MAC)和IP地址的過(guò)程是與本文結(jié)合圖3-5 所述實(shí)施例相關(guān)的兩個(gè)階段啟動(dòng)過(guò)程的第一階段。 一旦確定了節(jié)點(diǎn)地址，每個(gè)節(jié) 點(diǎn)210會(huì)加載和執(zhí)行來(lái)自與相應(yīng)節(jié)點(diǎn)210相關(guān)的主機(jī)板閃存裝置的嵌入式軟件模 塊，從而通過(guò)主要或主，例如PC控制器220來(lái)建立控制。在成功連接上PC控制 器220后，節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)腳本文件，被指定為節(jié)點(diǎn)啟動(dòng)參數(shù)的部分，被加載和執(zhí)行。 在正常情況下，啟動(dòng)腳本文件會(huì)引導(dǎo)相關(guān)節(jié)點(diǎn)的固件應(yīng)用程序的加載和執(zhí)行。
當(dāng)系統(tǒng)操作者啟動(dòng)PC控制器220時(shí)，控制器220只需要查詢系統(tǒng)200， 立即獲得系統(tǒng)200中節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的數(shù)量，類型和順序，以及加載在任意具體節(jié)點(diǎn)210 上的固件和硬件(例如，F(xiàn)PGA)版本。
適于根據(jù)前述原理實(shí)現(xiàn)模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)的通信過(guò)程的更詳細(xì)說(shuō)明 現(xiàn)在下文結(jié)合圖4進(jìn)行描述。圖4是示意圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的串 行通信協(xié)議初始化序列300。初始節(jié)點(diǎn)302，中間節(jié)點(diǎn)304和終止節(jié)點(diǎn)306初始化 程序在圖5中示出。起始節(jié)點(diǎn)的初始化
確定為起始節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)通常是利用下述本發(fā)明原理的系統(tǒng)中的輸入儲(chǔ) 卡器模塊?，F(xiàn)參見圖4，起始模塊302不會(huì)有與之連接的上游串行通道，因?yàn)樗?系統(tǒng)中的第一個(gè)模塊，但會(huì)有連接到下一個(gè)下游模塊的輸出串行通信鏈路310。
起始節(jié)點(diǎn)302通過(guò)在節(jié)點(diǎn)的輸出串行通信鏈路310向其相鄰的下游模 塊發(fā)出節(jié)點(diǎn)ID (NID)幀，開始節(jié)點(diǎn)初始化序列。在發(fā)送NID幀后，起始節(jié)點(diǎn)會(huì) 設(shè)定響應(yīng)計(jì)時(shí)器，等待從下游模塊傳送來(lái)的響應(yīng)幀，確認(rèn)收到NID幀。如果起始 節(jié)點(diǎn)302沒(méi)有收到響應(yīng)幀，則重新傳送NID并重新啟動(dòng)響應(yīng)計(jì)時(shí)器。該過(guò)程會(huì)持 續(xù)，直到下游模塊響應(yīng)。
在收到NID幀后，下游節(jié)點(diǎn)然后會(huì)通過(guò)將確認(rèn)(ACK)幀傳送出模塊 的輸入串行通信鏈路316來(lái)進(jìn)行響應(yīng)，以便通知傳送節(jié)點(diǎn)已經(jīng)收到幀。
在收到ACK幀314后，起始節(jié)點(diǎn)302會(huì)等待接收總節(jié)點(diǎn)ID (TID)幀 318。該幀318會(huì)由終止節(jié)點(diǎn)306產(chǎn)生并返回到起始節(jié)點(diǎn)302。 TID幀318因此會(huì) 包含卡片發(fā)行系統(tǒng)200中檢測(cè)到的節(jié)點(diǎn)總數(shù)。該值會(huì)在初始化的第二階段期間， 在啟動(dòng)操作系統(tǒng)之后，并且以太網(wǎng)鏈路變?yōu)榭蛇\(yùn)行之后，返回到PC控制器220。 在收到TID幀318后，起始節(jié)點(diǎn)302會(huì)在節(jié)點(diǎn)的閃存(在圖1中表示為附圖標(biāo)記 40)定位操作系統(tǒng)，將它加載入節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)器，并向其傳遞控制。在這時(shí)，以太網(wǎng) 連接被初始化，并且起始節(jié)點(diǎn)初始化的第一階段完成。初始化的其余部分在節(jié)點(diǎn) 中操作系統(tǒng)的控制下完成。中間節(jié)點(diǎn)的初始化
同時(shí)具有輸入通信鏈路和輸出通信鏈路的節(jié)點(diǎn)被定義為中間節(jié)點(diǎn)304。 中間節(jié)點(diǎn)304會(huì)在節(jié)點(diǎn)的輸入通信鏈路316上等待接收已由其最近的上游鄰居傳 輸?shù)腘ID幀312。發(fā)端節(jié)點(diǎn)id將從NID幀312取回。中間節(jié)點(diǎn)然后會(huì)發(fā)出ACK 響應(yīng)幀314，將所述幀傳送出節(jié)點(diǎn)的輸入通信鏈路316，回到發(fā)送NID幀的節(jié)點(diǎn)。 中間節(jié)點(diǎn)304然后會(huì)獲得收到(和修改)的NID幀322，并將它傳送出節(jié)點(diǎn)的輸 出通信鏈路320;將幀發(fā)送到節(jié)點(diǎn)的下游鄰居。中間節(jié)點(diǎn)304然后會(huì)設(shè)定響應(yīng)超時(shí)， 在節(jié)點(diǎn)的輸出通道320等待要接收的ACK幀323。在響應(yīng)超時(shí)的情況下，中間節(jié) 點(diǎn)304會(huì)將NID幀322傳送出其輸出串行反向通道320,并重設(shè)響應(yīng)超時(shí)。該序 列會(huì)持續(xù)，直到收到ACK幀323。
在收到ACK幀323后，中間節(jié)點(diǎn)304會(huì)在中間節(jié)點(diǎn)的輸出串行反向通 道320上等待要接收的TID幀326。 TID幀326會(huì)通過(guò)終止節(jié)點(diǎn)被啟動(dòng)，并會(huì)包括 系統(tǒng)200中節(jié)點(diǎn)的總數(shù)。在收到TID幀326后，中間節(jié)點(diǎn)304會(huì)通過(guò)將ACK幀 324傳送出其輸出通信鏈路320,到發(fā)送TID幀326的其下游相鄰模塊，來(lái)確認(rèn)它 的接收?？偣?jié)點(diǎn)計(jì)數(shù)然后會(huì)被儲(chǔ)存在中間節(jié)點(diǎn)的存儲(chǔ)器中。中間節(jié)點(diǎn)然后會(huì)通過(guò) 將TID幀326傳送出中間節(jié)點(diǎn)的輸入通信鏈路316，到其上游鄰居，將TID幀326 傳送回起始節(jié)點(diǎn)302。在收到來(lái)自中間節(jié)點(diǎn)的輸入通信鏈路326的ACK幀328后， 中間節(jié)點(diǎn)304完成了系統(tǒng)初始化的第一階段。中間節(jié)點(diǎn)會(huì)通過(guò)將操作系統(tǒng)從節(jié)點(diǎn) 的閃存加載入在希望地址開始的存儲(chǔ)器中，進(jìn)入系統(tǒng)初始化的第二階段。控制然后被轉(zhuǎn)到操作系統(tǒng)。節(jié)點(diǎn)通信鏈路用于識(shí)別模塊在機(jī)器中的位置，并且確保它運(yùn)行正常。 在一個(gè)實(shí)施例中，它與節(jié)點(diǎn)板FPGA、多端口 RS485界面和系統(tǒng)以太網(wǎng)連接一起 工作。節(jié)點(diǎn)通信鏈路的物理層連接位于具有上游和下游端口的每個(gè)節(jié)點(diǎn)板上。
終止節(jié)點(diǎn)的初始化模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)200的終止節(jié)點(diǎn)306具有輸入通信鏈路330，但沒(méi) 有輸出通信鏈路。終止節(jié)點(diǎn)306的初始化會(huì)類似于中間節(jié)點(diǎn)304，除了收到的NID 幀332不向前傳送之外(因?yàn)闆](méi)有輸出串行反向通道)。相反，終止節(jié)點(diǎn)306會(huì) 在收到的NID幀332中增加節(jié)點(diǎn)id。終止節(jié)點(diǎn)將ACK幀334發(fā)送出節(jié)點(diǎn)的輸入通 信鏈路330，確認(rèn)收到NID幀332，并將NID幀332改為TID幀336。 TID幀336 然后被傳送出節(jié)點(diǎn)的輸入串行反向通道330，開始它向起始節(jié)點(diǎn)的回程。在收到 ACK幀340后，終止節(jié)點(diǎn)306完成了系統(tǒng)初始化的第一階段。終止節(jié)點(diǎn)通過(guò)加載并將控制轉(zhuǎn)到操作系統(tǒng)，進(jìn)入初始化的第二階段。 系統(tǒng)操作的其余部分會(huì)在操作系統(tǒng)的控制之下。除了執(zhí)行系統(tǒng)初始化功能之外，功能模塊通信鏈路202還用于檢測(cè)和 恢復(fù)失控的模塊(監(jiān)視器功能)。最優(yōu)選地，主控制器220具有機(jī)構(gòu)，它可以在 必要時(shí)，由于固件和/或FPGA編碼更新，或在災(zāi)難性錯(cuò)誤的情況下，用于重啟模 塊。監(jiān)視器功能可通過(guò)使用在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的FPGA運(yùn)行的硬件監(jiān)視器計(jì)時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 一旦監(jiān)視器計(jì)時(shí)器啟用，節(jié)點(diǎn)會(huì)被要求在計(jì)時(shí)器到時(shí)之前重設(shè)監(jiān)視器計(jì)時(shí)器。如 果監(jiān)視器計(jì)時(shí)器過(guò)時(shí)，監(jiān)視器硬件會(huì)重設(shè)模塊節(jié)點(diǎn)板，使所述板重啟。為了便于更好地理解本文前述的本發(fā)明原理，下面將結(jié)合圖5來(lái)討論 示出了電結(jié)構(gòu)的詳細(xì)系統(tǒng)方框圖?，F(xiàn)參見圖5，方框圖示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的更為詳細(xì)的模塊化 卡片發(fā)行系統(tǒng)400。系統(tǒng)400包括三個(gè)模塊402， 404， 406，和單個(gè)PC控制器410， 它通過(guò)高速以太網(wǎng)鏈路412與模塊進(jìn)行通信。以太網(wǎng)開關(guān)420包括端口，以容納 通常的設(shè)置，在封裝內(nèi)具有額外的空間以便添加更多端口，如上文所述。串行通 信鏈路(即反向通道電纜)430用于設(shè)置系統(tǒng)400。連接向每個(gè)模塊402， 404， 406 提供物理位置信息，并且提供監(jiān)視器功能，它會(huì)重設(shè)可能有問(wèn)題的任意模塊。系 統(tǒng)電源通過(guò)源自控制器或模塊內(nèi)的AC電源總線440分配。AC電源在模塊402-406上始終接通，除非斷路器442或急停開關(guān)444打開。系統(tǒng)通信鏈路430用于識(shí)別模塊在機(jī)器400中的位置，并且確保它正 常運(yùn)行。通信鏈路430與節(jié)點(diǎn)板FPGA、多端口 RS-485界面450和系統(tǒng)以太網(wǎng)連 接452協(xié)同工作。通信鏈路430的物理層連接位于具有上游和下游端口的每個(gè)節(jié) 點(diǎn)板上，如前文所述。該連接可與AC線路共存于相同的電纜中。通信鏈路430會(huì)在兩種狀態(tài)中的一種下運(yùn)行，如前文所述?？赏ㄟ^(guò)由 PC控制器410通過(guò)建立的以太網(wǎng)連接412指令的節(jié)點(diǎn)板處理器454發(fā)出的上電或 者熱復(fù)位來(lái)進(jìn)入第一狀態(tài)(設(shè)置)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)板可優(yōu)選通過(guò)可編程邏輯裝置，例 如未示出的CPLD進(jìn)行重設(shè)，使得重設(shè)可通過(guò)電源監(jiān)視器或通過(guò)連接到節(jié)點(diǎn)板處 理器454的重設(shè)端口開始。FPGA (也在圖1中表示為附圖標(biāo)記40)，設(shè)置自身，并開始靜態(tài)檢 查下游通信鏈路430。該連接可以，例如，如果連接到另一個(gè)模塊為高，或者如果 不連接(機(jī)器400的輸出端)則為低。如果模塊402-406檢測(cè)到低，它開始向上游 連接器發(fā)送第一符號(hào)。在發(fā)送第一符號(hào)后，模塊在上游端口監(jiān)聽第二符號(hào)響應(yīng)。 如果該響應(yīng)沒(méi)有出現(xiàn)，則模塊重新發(fā)送第一符號(hào)。如果模塊沒(méi)有收到回音，最終 它會(huì)指示它在機(jī)器的開始處(檢測(cè)到輸入端)。狀態(tài)2 (監(jiān)視器)在建立系統(tǒng)400的設(shè)置和節(jié)點(diǎn)處理器454啟用監(jiān)視器 之后進(jìn)入。每個(gè)節(jié)點(diǎn)板402-406繼續(xù)向其上游和下游的同伴發(fā)送和接收其符號(hào)(可 以理解，機(jī)器的端部存在例外，它由節(jié)點(diǎn)處理器454進(jìn)行編程，只通過(guò)其兩個(gè)端 口中的一個(gè)進(jìn)行發(fā)送和接收)。節(jié)點(diǎn)處理器454啟用監(jiān)視器功能，如上文所述， 使得一旦啟用，監(jiān)視器由符號(hào)的交換進(jìn)行刷新。如果任一端部停止通信，監(jiān)視器 會(huì)利用節(jié)點(diǎn)板可編程邏輯裝置重設(shè)所述板。再次參見圖1，每個(gè)卡片發(fā)行模塊20還可在上電之后運(yùn)行，以便在將 模塊20插入模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)IO之后，不僅確定它的類型，還確定功能模塊 20內(nèi)所包含的可下載編碼的版本。每個(gè)卡片發(fā)行系統(tǒng)功能模塊20被設(shè)置成與卡片 發(fā)行系統(tǒng)控制器30通信，以確定控制器30上是否存在可下載功能模塊編碼的更 新版本。每個(gè)功能模塊20然后運(yùn)行，以便接收來(lái)自控制器30的更新后的編碼， 并且將更新后的編碼安裝在功能模塊非易失性存儲(chǔ)器儲(chǔ)存區(qū)域40。此外，每個(gè)卡 片發(fā)行模塊20最優(yōu)選在上電之后可運(yùn)行，以便在它不能確定其類型的情況下表明 自身為通用模塊類型，并且將通用模塊類型數(shù)據(jù)傳遞到卡片發(fā)行系統(tǒng)控制器30，使得功能模塊類型能夠在控制器操作者請(qǐng)求后，通過(guò)卡片發(fā)行系統(tǒng)控制器30進(jìn)行 重新編程。每個(gè)卡片發(fā)行系統(tǒng)功能模塊20還可運(yùn)行，以辨認(rèn)和更新包含在功能模 塊20內(nèi)的特定功能模塊設(shè)置信息的版本，并且在更新完成之后自動(dòng)重啟，使得功 能模塊20調(diào)用最近更新的編碼，同時(shí)保持它在多個(gè)模塊中的相對(duì)位置，如同在系 統(tǒng)10上電之后最初所確定的。
權(quán)利要求
1.一種卡片發(fā)行系統(tǒng)，包括多個(gè)順序排列的功能模塊，其中每個(gè)模塊被設(shè)置與其相鄰的模塊進(jìn)行通信；和主控制器，與每個(gè)功能模塊通信；其中在系統(tǒng)上電后，每個(gè)功能模塊確定它自己的身份和它在多個(gè)功能模塊中的相對(duì)位置，使得在主控制器請(qǐng)求下，主控制器可獲得身份數(shù)據(jù)和相對(duì)位置數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的卡片發(fā)行系統(tǒng)，其中每個(gè)模塊包括非易失性存儲(chǔ)器 儲(chǔ)存區(qū)域和通信裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的卡片發(fā)行系統(tǒng)，其中每個(gè)模塊內(nèi)的非易失性存儲(chǔ)器儲(chǔ)存區(qū)域儲(chǔ)存模塊的身份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的卡片發(fā)行系統(tǒng)，其中非易失性存儲(chǔ)器儲(chǔ)存區(qū)域包括 至少一種裝置選自如下組EEPROM， PLD，電池支持的RAM，閃存，EPROM， PROM， ROM，跳線，磁盤，磁泡存儲(chǔ)器，和FRAM。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的卡片發(fā)行系統(tǒng)，其中通信裝置利用第一通信方案與 相鄰模塊進(jìn)行通信，并且還利用第二通信方案與主控制器進(jìn)行通信。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的卡片發(fā)行系統(tǒng)，其中第一通信方案由不同于以太網(wǎng) 的串行通信協(xié)議定義。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的卡片發(fā)行系統(tǒng)，其中第二通信方案由以太網(wǎng)協(xié)議定義。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中多個(gè)模塊利用拓?fù)洫?dú)立的通信方案與主 控制器進(jìn)行通信。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中拓?fù)洫?dú)立的通信方案是以太網(wǎng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)模塊被設(shè)置為在沒(méi)有主控制器幫助 的情況下，確定它自己的身份和它在多個(gè)模塊中的相對(duì)位置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中每個(gè)模塊被設(shè)置為在沒(méi)有主控制器幫助的情況下，確定系統(tǒng)中模塊的總數(shù)。
12. —種運(yùn)行模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)的方法，所述方法包括提供多個(gè)順序排列的功能模塊和主系統(tǒng)控制器，使得每個(gè)功能模塊利用第一 通信協(xié)議與其相鄰的功能模塊進(jìn)行通信，并且還利用第二通信協(xié)議與主控制器進(jìn) 行通信；通過(guò)第一通信協(xié)議確定每個(gè)模塊的身份和相對(duì)位置；和通過(guò)第二通信協(xié)議，將身份和相對(duì)位置數(shù)據(jù)傳送至主系統(tǒng)控制器，響應(yīng)主系 統(tǒng)控制器向功能模塊發(fā)出的指令。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中確定每個(gè)模塊的身份和相對(duì)位置的步 驟包括如下步驟檢査相鄰的上游和下游模塊； 向相鄰上游模塊査詢它的相對(duì)位置數(shù)據(jù)；根據(jù)從相鄰上游模塊收到的相對(duì)位置數(shù)據(jù)來(lái)建立相對(duì)位置地址；和 將相對(duì)位置地址傳送至相鄰的下游模塊。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，當(dāng)模塊在檢査相鄰的上游和下游模 塊時(shí)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有相鄰的上游模塊，則多個(gè)模塊序列中的第一模塊確定其位置。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中多個(gè)模塊序列中的第一模塊不等待下 游數(shù)據(jù)，并且立即建立第一位置地址。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，還包括以下步驟 向相鄰下游模塊查詢模塊總數(shù)數(shù)據(jù)；和 等待并接收來(lái)自相鄰下游模塊的模塊總數(shù)數(shù)據(jù)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括將模塊總數(shù)數(shù)據(jù)傳送到相鄰上游模 塊的步驟。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中多個(gè)模塊序列中的第一模塊不向相鄰 上游模塊發(fā)送模塊總數(shù)數(shù)據(jù)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，當(dāng)模塊在檢查相鄰的上游和下游模 塊時(shí)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有下游相鄰模塊，則多個(gè)模塊序列中的最后模塊確定它的相對(duì)位置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中多個(gè)模塊序列中的最后模塊不向相鄰 下游模塊報(bào)告其相對(duì)位置。
21. —種卡片發(fā)行系統(tǒng)，包括多個(gè)順序排列的功能模塊，其中每個(gè)模塊與其相鄰的模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，但是不與非相鄰的功能模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；并且其中，在系統(tǒng)上電后，每個(gè)模塊確定它自己的身份和它在系統(tǒng)的多個(gè)模塊中的相對(duì)位置，使得系統(tǒng)控制器可獲得身 份數(shù)據(jù)和相對(duì)位置數(shù)據(jù)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的卡片發(fā)行系統(tǒng)，其中每個(gè)功能模塊被設(shè)置為利用 第一通信方案與相鄰的模塊進(jìn)行通信，并且利用第二通信方案與系統(tǒng)控制器進(jìn)行 通信。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的卡片發(fā)行系統(tǒng)，其中第一通信方案由不同于以太 網(wǎng)的串行通信協(xié)議定義。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的卡片發(fā)行系統(tǒng)，其中第二通信方案是拓?fù)洫?dú)立的 通信方案。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的卡片發(fā)行系統(tǒng)，其中拓?fù)洫?dú)立的通信方案是以太網(wǎng)。
26. —種卡片發(fā)行系統(tǒng)功能模塊，它在上電后可運(yùn)行，以便在將模塊插入模塊 化卡片發(fā)行系統(tǒng)之后，確定它的身份和它在多個(gè)模塊中的相對(duì)位置，使得在將功 能模塊插入到模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)之后，利用只在模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)功能模塊 之間的串行通信協(xié)議方案，其它卡片發(fā)行系統(tǒng)功能模塊可獲得相對(duì)位置數(shù)據(jù)。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的卡片發(fā)行模塊，其中功能模塊被設(shè)置為利用第一 通信方案與其它卡片發(fā)行系統(tǒng)功能模塊進(jìn)行通信，并且還利用第二通信方案與卡 片發(fā)行系統(tǒng)控制器進(jìn)行通信。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的卡片發(fā)行系統(tǒng)功能模塊，其中第一通信方案是不 同于以太網(wǎng)的串行通信協(xié)議。
29. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的卡片發(fā)行系統(tǒng)功能模塊，其中第二通信方案是拓 撲獨(dú)立的通信方案。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的卡片發(fā)行系統(tǒng)功能模塊，其中拓?fù)洫?dú)立的通信方 案是以太網(wǎng)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的卡片發(fā)行模塊，其中功能模塊在上電后還可運(yùn)行， 以便在將模塊插入模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)后，確定其類型和功能模塊內(nèi)所包含的可 下載編碼的版本。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的卡片發(fā)行模塊，其中功能模塊被設(shè)置為與卡片發(fā) 行系統(tǒng)控制器進(jìn)行通信，以確定控制器上是否存在可下載功能模塊編碼的更新的 版本。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32所述的卡片發(fā)行模塊，其中功能模塊還被設(shè)置為接收來(lái) 自控制器的更新后的編碼，并且將更新后的編碼安裝在功能模塊非易失性存儲(chǔ)器 儲(chǔ)存區(qū)域。
34. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的卡片發(fā)行模塊，其中功能模塊在上電后還可運(yùn)行， 以便在它不能確定自己的類型的情況下表明它自己是通用模塊類型，并且將通用 模塊類型數(shù)據(jù)傳遞到卡片發(fā)行系統(tǒng)控制器，使得在控制器操作者的請(qǐng)求下，通過(guò) 卡片發(fā)行系統(tǒng)控制器能夠?qū)δ苣K類型進(jìn)行重新編程。
35. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的卡片發(fā)行模塊，其中功能模塊還可運(yùn)行，以識(shí)別 和更新功能模塊內(nèi)所包含的特定功能模塊的設(shè)置信息的版本。
36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的卡片發(fā)行模塊，其中功能模塊被設(shè)置為在更新完 成之后自動(dòng)重啟，使得功能模塊調(diào)用最近更新的編碼，同時(shí)保持它在多個(gè)模塊中 的相對(duì)位置，如同在系統(tǒng)上電后最初所確定的。
全文摘要
一種模塊化卡片發(fā)行系統(tǒng)，包括多個(gè)順序排列的模塊，設(shè)置使得每個(gè)模塊與其相鄰模塊進(jìn)行電通信。該系統(tǒng)還包括主控制器，它與每個(gè)模塊電通信。在系統(tǒng)上電之后并且在沒(méi)有主控制器幫助的情況下，每個(gè)模塊確定它自己的身份，它在多個(gè)模塊中的相對(duì)位置和系統(tǒng)中的模塊總數(shù)。該信息然后在主控制器的請(qǐng)求下被報(bào)告至主控制器。
文檔編號(hào)H04L12/22GK101322140SQ200680040741
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2006年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月10日
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