DE102013007690A1

DE102013007690A1 - Mobile electronic device for displaying and operating an application interface running on a server

Info

Publication number: DE102013007690A1
Application number: DE102013007690.0A
Authority: DE
Inventors: Tim Helge Faß; Ole Faß
Original assignee: Quantessence UG (haftungsbeschrankt); QUANTESSENCE UG HAFTUNGSBESCHRANKT
Current assignee: Quantessence UG (haftungsbeschrankt); QUANTESSENCE UG HAFTUNGSBESCHRANKT
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2014-11-06

Abstract

Das der Erfindung vorausgehende technische Problem besteht darin, dass der Stand der Technik einerseits den zunehmenden Leistungsanforderungen mobiler Computersysteme gerecht werden muss, während die geforderte Mobilität durch die steigenden Leistungsanforderungen andererseits nicht beeinträchtigt werden soll. Durch die auf ein Minimum reduzierte Hardwarearchitektur der Erfindung, die sich einzig und allein darauf konzentriert, die auf einem externen Server ausgeführte Anwendungsoberfläche mit Hilfe eines berührungssensitiven Bildschirms darzustellen und zu bedienen, sowie die von physischen Verbindungen weitgehend unabhängige Bauweise, wird eine Steigerung der Mobilität ermöglicht ohne dabei auf theoretisch uneingeschränkte Leistungsanforderungen verzichten zu müssen. Dabei wird das Bild der Anwendungsoberfläche auf einem externen Server erzeugt, um dann komprimiert und verschlüsselt über eine drahtlose Netzwerkverbindung an die Erfindung übermittelt zu werden. Dort wird das Bild durch einen hoch spezialisierten Mikrocontroller dekomprimiert und entschlüsselt und auf dem berührungssensitiven Bildschirm dargestellt, während dem Nutzer jederzeit die Möglichkeit geben ist die dargestellte Anwendungsoberfläche mit Hilfe der Erfindung fernzusteuern.The technical problem preceding the invention is that the state of the art on the one hand has to meet the increasing performance requirements of mobile computer systems, while on the other hand the required mobility should not be impaired by the increasing performance requirements. The hardware architecture of the invention, which is reduced to a minimum and which concentrates solely on the representation and operation of the application surface executed on an external server with the aid of a touch-sensitive screen, and the design, which is largely independent of physical connections, enables an increase in mobility without having to forego theoretically unlimited performance requirements. The image of the application surface is generated on an external server in order to then be transmitted to the invention in compressed and encrypted form via a wireless network connection. There, the image is decompressed and decrypted by a highly specialized microcontroller and displayed on the touch-sensitive screen, while the user is always able to control the displayed user interface with the help of the invention.

Description

Die Erfindung gehört zur Kategorie der mobilen Computersysteme.The invention belongs to the category of mobile computer systems.

Das Verfahren der konsequenten Trennung von Hard- und Softwareressourcen von deren Anwendungsoberfläche ist unter dem Begriff Desktop-Virtualisierung längst dort gebräuchlich, wo eine umfangreiche und sichere Nutzung von Computerressourcen gefordert ist. Hierbei dient das unter dem Oberbegriff Thin-Client als sogenannter Ultra-Thin-Client oder auch Zero-Client bezeichnete Endgerät in seiner geringsten Ausstattung nur noch dazu, die vom einzelnen Nutzer geforderte Anwendungsoberfläche darzustellen und dessen darin vorgenommene Befehle anzunehmen, während alle zur Ausführung der Anwendungsoberfläche benötigten soft- und hardwaretechnischen Ressourcen auf einen externen Server ausgelagert sind.The process of consistently separating hardware and software resources from their application interface has long been commonplace in the term desktop virtualization, where extensive and secure use of computer resources is required. Here, the term referred to under the generic term thin client as a so-called ultra-thin client or zero client terminal in its least equipment only serves to represent the required by the individual user interface and accept the commands made therein, while all the execution of the Application interface required software and hardware resources are outsourced to an external server.

Diese technische Umsetzung, im Folgenden als Zero-Client bezeichnet, macht es allerdings notwendig, dass der Zero-Client zu jeder Zeit in einer ununterbrochenen Verbindung zum Server steht. Die Herstellung und Aufrechterhaltung der Verbindung des Zero-Clients zum zugehörigen Server durch eine drahtlose Netzwerkverbindung gehört dabei ebenfalls zum Stand der Technik. Die ausführliche Darstellung eines solchen drahtlosen Zero-Clients und dessen Kommunikationsschema mit dem zugehörigen Server findet sich in der Patentanmeldung des ”Wireless ultra-thin client network system” mit der Veröffentlichungsnummer US 2004/0024928 A1 . Eine detaillierte Darstellung des Prozess der Desktop-Virtualisierung unter minimalen hard- und softwaretechnischen Voraussetzungen auf Seiten des Zero-Clients findet sich hingegen in der Patentanmeldung mit dem Titel ”Method and system for remote computing session management” mit der Veröffentlichungsnummer US8224885 B1 .However, this technical implementation, referred to below as the zero client, makes it necessary for the zero client to be in an uninterrupted connection to the server at all times. Manufacturing and maintaining the zero client's connection to the associated server through a wireless network connection is also part of the prior art. The detailed description of such a wireless zero client and its communication scheme with the associated server can be found in the patent application of the "wireless ultra-thin client network system" with the publication number US 2004/0024928 A1 , A detailed description of the process of desktop virtualization with minimal hardware and software requirements on the part of the zero client, however, can be found in the patent application entitled "Method and system for remote computing session management" with the publication number US8224885 B1 ,

Während diese charakteristische Ausführung eines Thin-Client nach wie vor auf eine externe Ein- und Ausgabe in Form eines Bildschirm oder einer Tastatur, sowie auf eine externe Stromversorgung angewiesen sind, bietet die Klasse der mobilen Computersysteme unter den Begriffen Tablet-Computer oder Smartphones bereits die Möglichkeit über eine drahtlose Netzwerkverbindung auf die Anwendungsoberfläche eines externen Computer oder Server zuzugreifen. Diese Anwendungsmöglichkeit ist bei den beispielhaft genannten Geräten jedoch nur eine von vielen, so dass diese Geräte weiterhin auf interne und eigenständige Hard- und Softwareressourcen angewiesen sind. Allerdings sind bereits mobile Computersysteme bekannt, die sich weitgehend auf die zuvor ausgeführte Anwendungsmöglichkeit beschränken. Die Beschreibung eines in diesem Fall als „Portable Thin Client For The Enterprise Workspace” bezeichneten Geräts findet sich in dem Patent mit der Patentnummer US 7,685,257 B2 . Das genannte Patent beschreibt die Auslagerung einer Mehrzahl der auf dem Gerät auszuführenden Prozesse und der dazu notwendigen Hardware auf einen Server (siehe: Spalte 2, Zeile 44–65). Dabei reduzieren sich die Funktionen des Geräts allerdings nicht nur auf die Darstellung und Bedienung der auf einem Server ausgeführten Anwendungen (siehe: Spalte 9, Zeile 16–33), sondern ermöglichen zusätzlich die Verarbeitung und Übertragung der Anwendungsoberfläche auf einen externen Bildschirm (siehe: Spalte 8, Zeile 7–12), sowie den eigenständigen Empfang und das Versenden von Nachrichten und die lokale Ausführung von Seiten des Servers empfangener Programmcodes (siehe: Spalte 8, Zeile 33–39). Dadurch ist das Gerät nach wie vor auf ein gewisses Kontingent an lokalen Hard- und Softwareressourcen, wie etwa einen Video- sowie Hauptspeicher und ein Betriebssystem angewiesen, sowie auch die zur Steuerung der zu Teilen auf dem Server ausgeführten Anwendungsoberfläche notwendigen Befehle grundsätzlich nicht unmittelbar, sondern in Form von sogenannten Aktionen (siehe: Spalte 9, Zeile 41–51) zunächst lokal auf dem Gerät ausgeführt und erst anschließend an den Server übermittelt werden.While this characteristic implementation of a thin client still relies on an external input and output in the form of a screen or keyboard, as well as on an external power supply, the class of mobile computer systems under the terms tablet computers or smartphones already provides the Possibility to access the application interface of an external computer or server via a wireless network connection. However, this application is only one of many in the exemplified devices, so that these devices continue to rely on internal and independent hardware and software resources. However, mobile computer systems are already known, which are largely limited to the previously implemented application. The description of a device referred to in this case as "Portable Thin Client For The Enterprise Workspace" can be found in the patent with the patent number US 7,685,257 B2 , The cited patent describes the outsourcing of a majority of the processes to be executed on the device and the necessary hardware to a server (see: column 2, lines 44-65). However, the functions of the device are not only reduced to the representation and operation of the applications running on a server (see: column 9, lines 16-33), but also allow the processing and transfer of the application interface to an external screen (see: column 8, lines 7-12), as well as the autonomous reception and sending of messages and the local execution of program server pages received by the server (see: column 8, lines 33-39). As a result, the device is still reliant on a certain contingent of local hardware and software resources, such as a video and main memory and an operating system, as well as the commands necessary for controlling the application interface executed on parts of the server, not immediately but directly in the form of so-called actions (see: Col. 9, lines 41-51) first executed locally on the device and then transmitted to the server.

Während der Stand der Technik also auf Seiten des Zero-Client die Mobilität vermissen lässt, die am Beispiel des „Portable Thin Client For The Enterprise Workspace” von mobilen Computersystemen geboten wird, lässt diese mobile Geräteklasse wiederum die vom Zero-Client erreichte Reduktion der Hard- und Softwareressourcen vermissen.While the state of the art does not allow for the mobility of the Zero Client, which is offered by mobile computer systems using the example of the "Portable Thin Client for the Enterprise Workspace", this mobile device class in turn allows the Zero Client to reduce its Hard - and software resources miss.

Davon ausgehend besteht das diesem Patentantrag zugrundeliegende technische Problem darin, dass der Stand der Technik einerseits den zunehmenden Leistungsanforderungen mobiler Computersysteme gerecht werden muss, während die geforderte Mobilität durch die steigenden Leistungsanforderungen andererseits nicht beeinträchtigt werden soll.On this basis, the technical problem underlying this patent application is that the state of the art on the one hand needs to meet the increasing performance requirements of mobile computer systems, while the required mobility should not be adversely affected by the increasing performance requirements.

Dieses Problem soll durch die vorliegende Erfindung dadurch gelöst werden, dass die mobile Bauweise der unter dem Begriff Tablet-Computer oder Smartphones genutzten Geräte mit der minimalen Hardwarearchitektur der beschriebenen Zero-Clients kombiniert wird. Durch die auf ein Minimum reduzierte Hardwarearchitektur der Erfindung, die sich einzig und allein darauf konzentriert, die auf einem externen Server ausgeführte Anwendungsoberfläche mit Hilfe eines berührungssensitiven Bildschirms darzustellen und zu bedienen, sowie die von physischen Verbindungen weitgehend unabhängige Bauweise, wird der Energiebedarf der Erfindung drastisch reduziert und eine Steigerung der Mobilität erreicht ohne dabei auf theoretisch uneingeschränkte Leistungsanforderungen verzichten zu müssen.This problem is to be solved by the present invention in that the mobile design of the devices used under the term tablet computer or smartphone is combined with the minimal hardware architecture of the described zero clients. The minimized hardware architecture of the invention, which focuses solely on displaying and operating the application interface running on an external server with the aid of a touch-sensitive screen, as well as largely independent of physical connections, dramatically reduces the energy requirements of the invention reduced and increased mobility without sacrificing theoretically unrestricted performance requirements.

Nachfolgend wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel mit Hilfe von drei Abbildungen genauer erläutert. The invention will be explained in more detail in one embodiment with the aid of three figures.

zeigt dabei schematischen den technischen Aufbau der Erfindung. shows schematically the technical structure of the invention.

stellt schematisch den Kommunikationsverlauf zwischen dem Nutzer, der Erfindung und dem zugehörigen Server dar. schematically illustrates the communication history between the user, the invention and the associated server.

zeigt schematisch die Menüführung der Erfindung. schematically shows the menu guide of the invention.

Dabei sind die Referenznummern 100–103 auf definiert, während die Referenznummern 200–203 auf und die Referenznummern 300–304 auf bestimmt werden.Here are the reference numbers 100 - 103 on defined while the reference numbers 200 - 203 on and the reference numbers 300 - 304 on be determined.

Ihrem Aufbau nach ist die Erfindung (100) mit einem berührungssensitiven Bildschirm (101) ausgestattet, der zur haptischen Ein- und visuellen Ausgabe dient. Die zur Kommunikation mit dem Server (203) notwendige drahtlose Netzwerkverbindung (201) kann dabei mittels gängiger Verfahren wie z. B. UMTS oder einem Wireless Local Area Network über das dazu fähige drahtlose Kommunikationsmodul (103) und den dazu fähigen Server (203) etabliert werden. Auf diese Weise kann die Verbindung zum Server (203) sowohl über ein Global Area Network (202) wie z. B. das Internet, als auch über ein Local Area Network (202) hergestellt werden. Als Server (203) ist dabei jedes externe Computersystem zu verstehen, das dazu fähig ist eine Anwendungsoberfläche unter den gegebenen Voraussetzungen zu generieren und auszuführen. Dadurch ist es zum Beispiel möglich mit Hilfe der Erfindung (100) sowohl die Anwendungsoberfläche eines gängigen Heimcomputer als auch eine virtualisierte Anwendungsoberfläche darzustellen und zu bedienen.Its structure is the invention ( 100 ) with a touch-sensitive screen ( 101 ), which is used for haptic input and visual output. The communication with the server ( 203 ) necessary wireless network connection ( 201 ) can by means of common methods such. UMTS or a Wireless Local Area Network via the wireless communication module ( 103 ) and the server ( 203 ) are established. In this way, the connection to the server ( 203 ) via both a Global Area Network ( 202 ) such. As the Internet, as well as a Local Area Network ( 202 ) getting produced. As a server ( 203 ) is to be understood as any external computer system that is capable of generating and executing an application interface under the given conditions. This makes it possible, for example, with the aid of the invention ( 100 ) to represent and operate both the application interface of a common home computer and a virtualized application interface.

Nach dem Einschalten der Erfindung mit Hilfe des am Gehäuse befindlichen Einschalt-Knopfs (301) werden zuerst die im Speicher des Mikrocontrollers (102) hinterlegten und zuletzt genutzten Verbindungsdaten abgefragt. Insofern diese existieren, versucht die Erfindung die Netzwerkverbindung zum entsprechenden Server (203) aufzubauen.After switching on the invention with the help of the on-housing power button ( 301 ) are first in the memory of the microcontroller ( 102 ) queried and last used connection data. Insofar as these exist, the invention attempts the network connection to the corresponding server ( 203 ).

Wenn keine Verbindungsdaten gespeichert sind oder die entsprechende Netzwerkverbindung nicht aufgebaut werden kann, wird der Nutzer automatisch an das vom Mikrocontroller (102) bereitgestellte Menü (302) weitergeleitet. Das Menü (302) wird in einfachster grafischer Ausführung auf dem berührungssensitiven Bildschirm (101) dargestellt und zeigt alle zur Auswahl stehenden Netzwerkverbindungen an (303), gibt dem Nutzer außerdem die Möglichkeit die Einstellungen der gespeicherten Verbindungsdaten zu ändern oder aber über die Eingabe einer IP-Adresse, eines Nutzernamen und eines Passwortschlüssel weitere Verbindungsdaten hinzuzufügen (304).If no connection data is stored or the corresponding network connection can not be established, the user is automatically connected to the 102 ) provided menu ( 302 ) forwarded. The menu ( 302 ) is displayed in the simplest graphical version on the touch-sensitive screen ( 101 ) and displays all available network connections ( 303 ), also gives the user the option to change the settings of the stored connection data or to add further connection data by entering an IP address, a user name and a password key ( 304 ).

Sobald sich die Erfindung erfolgreich mit dem entsprechenden Server (203) verbunden hat, wird die auf dem Server (203) ausgeführte Anwendungsoberfläche auf dem berührungssensitiven Bildschirm (101) dargestellt. Dabei wird die auf dem Server ausgeführte Anwendungsoberfläche vom Server (203) zunächst so erstellt, dass sie den grafischen Anforderungen des berührungssensitiven Bildschirm (101) entspricht.Once the invention succeeds with the corresponding server ( 203 ) is connected to the server ( 203 ) executed application surface on the touch-sensitive screen ( 101 ). In doing so, the application interface running on the server is 203 ) are initially created to meet the graphical requirements of the touch-sensitive screen ( 101 ) corresponds.

Die derart erzeugten Daten, die nicht mehr als ein Feld von Pixeln bezeichnen, werden vom Server (203) komprimiert und verschlüsselt und anschließend über die bereits beschriebene Netzwerkverbindung an das drahtlose Kommunikationsmodul (103) der Erfindung gesendet. Hier werden die empfangenen Daten vom Mikrocontroller (102) der Erfindung zur Wiedergabe auf dem berührungssensitiven Bildschirm (101) dekomprimiert und entschlüsselt. Um die genannten Vorteile der Erfindung zu erhalten, wird für diesen Zweck ein hoch spezialisierter Mikrocontroller (102) wie z. B. ein RISC-Prozessor oder ein DSP-Prozessor verbaut, so dass sich die gesamte Hardwarearchitektur der Erfindung auf die Darstellung und Bedienung der auf dem Server ausgeführten Anwendungsoberfläche konzentriert. Das dekomprimierte und entschlüsselte Bild wird anschließend vom berührungssensitiven Bildschirm (101) so dargestellt, wie es zuvor vom Server (203) erstellt wurde. Dieser gesamte Vorgang wird unter anderem mit Hilfe der spezialisierten Hardwareausstattung der Erfindung (100) in derart hoher Frequenz wiederholt, dass es der Erfindung (100) möglich ist auch eine schnelle Veränderung der auf dem Server (203) ausgeführten Anwendungsoberfläche für den Nutzer (200) flüssig darzustellen.The data generated in this way, which do not designate more than one field of pixels, are transmitted by the server ( 203 ) and then encrypted via the network connection already described to the wireless communication module ( 103 ) of the invention. Here, the received data from the microcontroller ( 102 ) of the invention for display on the touch-sensitive screen ( 101 ) decompressed and decrypted. In order to obtain the mentioned advantages of the invention, a highly specialized microcontroller ( 102 ) such. As a RISC processor or a DSP processor installed, so that the entire hardware architecture of the invention focuses on the representation and operation of running on the server application interface. The decompressed and decrypted image is then retrieved from the touch screen ( 101 ) as shown previously by the server ( 203 ) was created. This entire process is accomplished, inter alia, with the aid of the specialized hardware equipment of the invention ( 100 ) repeated in such a high frequency that the invention ( 100 ) is also possible a quick change on the server ( 203 ) executed user interface ( 200 ) liquid.

Der Nutzer (200) hat dabei jederzeit die Möglichkeit durch die haptische Bedienung des berührungssensitiven Bildschirms (101) einen Bereich innerhalb des dargestellten Bildes zu bestimmen, dessen Koordinaten vom Mikrocontroller (102) verschlüsselt und komprimiert werden und anschließend über das drahtlose Kommunikationsmodul (103) und die bereits beschriebene Netzwerkverbindung an den Server (203) zurück geschickt werden. Nachdem die Daten auf dem Server dekomprimiert und entschlüsselt wurden, werden die Koordinaten mit dem zuvor versandten Bild der auf dem Server (203) ausgeführten Anwendungsoberfläche abgeglichen und derart in die entsprechenden Befehle umgesetzt, als ob der Nutzer die auf dem Server (203) ausgeführte Anwendungsoberfläche in herkömmlicher Weise bedient hätte.The user ( 200 ) has the possibility at any time through the haptic operation of the touch-sensitive screen ( 101 ) to determine an area within the displayed image whose coordinates are determined by the microcontroller ( 102 ) are encrypted and compressed and then transmitted via the wireless communication module ( 103 ) and the already described network connection to the server ( 203 ) are sent back. After the data has been decompressed and decrypted on the server, the coordinates with the previously sent image of the server ( 203 ) and converted into the corresponding commands, as if the user 203 ) would have served in a conventional manner.

Anschließend wird die aus den Befehlen resultierende Veränderung der Anwendungsoberfläche abermals in der bereits beschriebenen Weise an die Erfindung versandt. Subsequently, the change in the application surface resulting from the commands is sent to the invention again in the manner already described.

Das Menü (302) kann über einen am Gehäuse der Erfindung angebrachten Menü-Knopf (300) auch während der Darstellung einer auf dem Server ausgeführten Anwendungsoberfläche aufgerufen werden und überlagert diese dann, so dass eine Beendigung oder ein Wechsel der bestehenden Netzwerkverbindung jederzeit möglich ist.The menu ( 302 ) can be attached via a menu button (FIG. 300 ) are also called during the presentation of an executed on the server application interface and then superimposed them, so that a termination or a change of the existing network connection is possible at any time.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2004/0024928 A1 [0003]
US 8224885 B1 [0003]
US 7685257 B2 [0004]

Claims

Mobile electronic device equipped with a touch-sensitive screen serving as a haptic input and visual output device, as well as a communication module capable of a secure wireless network connection and an internal energy store, characterized in that the entire hardware architecture of the device is based on the representation and operation of a server limited application surface.