Urteil des BPatG, Az. 17 W (pat) 105/05

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BPatG 154
08.05
BUNDESPATENTGERICHT
17 W (pat) 105/05
_______________
(Aktenzeichen)
Verkündet am
12. Februar 2009
B E S C H L U S S
In der Beschwerdesache
betreffend die Patentanmeldung P 43 45 444.5-53
hat der 17. Senat (Technischer Beschwerdesenat) des Bundespatentgerichts auf
die mündliche Verhandlung vom 12. Februar 2009 unter Mitwirkung des
Vorsitzenden Richters Dipl.-Phys. Dr. Fritsch, der Richterin Werner sowie des
Richters Dipl.-Ing. Baumgardt und der Richterin Dipl.-Ing. Wickborn
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beschlossen:
Die Beschwerde wird zurückgewiesen.
G r ü n d e :
I.
Die vorliegende Patentanmeldung P 43 45 444.5-53 mit der Bezeichnung:
„Datenverarbeitungseinrichtung mit Cache-Speicher“
ist am 10. Dezember 1996 als Ausscheidung der Ansprüche 32-57 aus der
Stammanmeldung P 43 35 475.0 mit Anmeldetag 18. Oktober 1993 und unter
Inanspruchnahme der japanischen Prioritäten vom 16. Oktober 1992 und 16. Ok-
tober 1993 beim Deutschen Patent- und Markenamt eingereicht worden.
Sie wurde durch Beschluss der Prüfungsstelle für Klasse G 06 F des Deutschen
Patent- und Markenamts vom 4. März 2005 mit der Begründung zurückgewiesen,
der Gegenstand des Patentanspruchs 1 beruhe nicht auf erfinderischer Tätigkeit.
Gegen diesen Beschluss ist die Beschwerde der Anmelderin gerichtet. Sie stellt
den Antrag,
den Beschluss der Prüfungsstelle des Deutschen Patent- und
Markenamts vom 4. März 2005 aufzuheben und das Patent mit
folgenden Unterlagen zu erteilen:
Patentansprüche 1 bis 7 vom 28. Juli 2003,
ursprüngliche Beschreibung vom 10. Dezember 1996 und
ursprüngliche Zeichnungsblätter 1/71 bis 71/71 vom 10. Dezem-
ber 1996.
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Der Patentanspruch 1, hier mit einer denkbaren Gliederung versehen, lautet:
„Hierarchische Speicheranordnung für eine Datenverarbeitungsvorrichtung
mit einer Cache-Speicher-Einrichtung, die zwischen einer Zentraleinheit
und einer Speichereinrichtung mit einer niedrigeren Ordnung angeordnet
ist, wobei die Cache- Speicher- Einrichtung umfaßt:
a)
einen Cache-Speicher (1001) zum Speichern einer Kopie eines Teil-
inhalts der Speichereinrichtung in einer Schicht niederer Ordnung,
b)
eine Speicherdaten-Speichereinrichtung (1002), die zwischen der
Zentraleinheit und dem Cache-Speicher (1001) vorgesehen ist, um
Speicherdaten eines Speicherbefehls zu speichern, wenn auf den
Cache-Speicher (1001) erfolgreich von der Zentraleinheit während
des Ausführens des Speicherbefehls zugegriffen wurde, und
c)
eine Mischeinrichtung (1003) zum Mischen der Speicherdaten, die in
der Speicherdaten-Speichereinrichtung (1002) gespeichert sind, um
neue Zeilendaten zu erzeugen,
d)
wobei die Mischeinrichtung (1003)
d1) Zeilendaten liest, auf die gemäß einem Ladebefehl von dem Cache-
Speicher (1001) zugegriffen wurde, wenn die Zentraleinheit einen
Ladebefehl zum Laden von in der Speicherdaten-Speichereinrich-
tung (1002) gespeicherten Speicherdaten ausführt,
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d2) die Zeilendaten mit den Speicherdaten, die in der Speicherdaten-
Speichereinrichtung (1002) gespeichert sind, mischt, um neue Zei-
lendaten durch Ersetzen eines entsprechenden Teiles der Zeilenda-
ten durch die Speicherdaten zu erzeugen, und
d3) die neuen Zeilendaten unmittelbar an die Zentraleinheit ausgibt.“
Hinsichtlich der Unteransprüche 2-7 wird auf die Akte verwiesen.
Aufgabe
nung mit einem Cache-Speicher anzugeben, bei der Zugriffsstörungen, welche bei
Ausführung eines Speicherbefehls und eines unmittelbar darauf folgenden Lade-
befehls, welche die gleiche Adresse betreffen, auftreten können, beseitigt sind
(Eingabe vom 13. Juli 1998 S. 2 Abs. 6 unter Berücksichtigung der Klarstellung
gemäß Schriftsatz vom 25. August 2005 S. 2 Abs. 3 und 5).
Die Anmelderin vertrat die Auffassung, dass der Stand der Technik dem Patentan-
spruch 1 nicht entgegensteht, da die D1 eine ganz andere Aufgabenstellung und
Zielrichtung betreffe. Außerdem erfolge das Mischen der Daten im als Mischein-
richtung dienenden Full-Write-Register 19 der D1 nicht wie beim Anmeldungsge-
genstand bei Kombination von Schreib- und darauffolgendem Ladebefehl, sondern
ausschließlich im Rahmen eines Schreibbefehls. Auch das Mischen selbst erfolge
in der D1 anders, da nicht die gesamte betreffende Zeile im Cache-Speicher gele-
sen werde, sondern die Mischeinrichtung werde nur mit den restlichen durch den
Schreibbefehl nicht betroffenen Daten der betreffenden Zeile aufgefüllt. Der
Gegenstand des Anspruchs 1 beruhe deshalb auf erfinderischer Tätigkeit.
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II.
Die Beschwerde wurde frist- und formgerecht eingelegt und ist auch sonst zuläs-
sig. Sie ist jedoch nicht begründet, denn der Gegenstand des Patentanspruchs 1
beruht nicht auf einer erfinderischen Tätigkeit (§ 4 PatG).
1.
Die Anmeldung betrifft eine hierarchische Speicheranordnung für eine
Datenverarbeitungsvorrichtung mit einer Cache-Speicher-Einrichtung, die zwi-
schen einer Zentraleinheit und einer Speichereinrichtung mit einer niedrigeren
Ordnung, z. B. einem Hauptspeicher, angeordnet ist. Dabei enthält die Cache-
Speicher-Einrichtung in klassischer Weise einen Cache-Speicher zum Speichern
einer Kopie eines Teilinhalts der Speichereinrichtung einer Schicht niederer Ord-
nung. Zusätzlich umfasst die Cache-Speicher-Einrichtung eine Speicherdaten-
Speichereinrichtung (Schreibpuffer 1002) zwischen der Zentraleinheit und dem
Cache-Speicher (1001) zum Zwischenspeichern von mit einem Speicherbefehl der
Zentraleinheit im Cache-Speicher (1001) abzuspeichernden Daten.
Wesentlich ist eine in der Cache-Speicher-Einrichtung vorgesehene als Zwischen-
register wirkende Mischeinrichtung (1003), die Daten einer kompletten Zeile des
Cache-Speichers enthält. Bei Ausführung eines Speicherbefehls und eines unmit-
telbar darauffolgenden Ladebefehls, die sich auf Daten beziehen, die die gleiche
Adresse besitzen, werden die mit dem Speicherbefehl in den Schreibpuffer (1002)
geschriebenen Daten nicht wie üblich in den Cache-Speicher, sondern in die
Mischeinrichtung geschrieben. Dort werden die Schreibdaten gemischt mit der aus
dem Cache-Speicher (1001) mittels des nachfolgenden Ladebefehls gelesenen
gesamten Zeile mit gleicher Zeilenadresse wie die Daten des vorhergehenden
Schreibbefehls. Damit wird die betreffende Zeile aktualisiert. Da nach dem Misch-
prozess ausschließlich in der Mischeinrichtung (1003) die aktuell gültigen Zeilen-
daten vorliegen, können bei einem Ladebefehl, der sich auf die gleiche Adresse
bezieht wie der vorhergehende Schreibbefehl, die erforderlichen Daten direkt von
der Mischeinrichtung an die Zentraleinheit geliefert werden. Bei Ausführung eines
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Ladebefehl nach Ausführung eines Speicherbefehls, die beide die gleiche Adresse
betreffen, wird dadurch eine Verkürzung der Zugriffszeit erreicht.
Ausgegangen wird dabei von einer hierarchischen Speicheranordnung mit einer
Cache-Speicher-Einrichtung, bei der ein automatischer Vorabrufprozess bei einem
Cache-Miss erfolgt (S. 5 Abs. 2 der Anmeldeunterlagen). Wegen der unterschied-
lichen Anzahl von Zyklen zum Ausführen von Ladebefehl und Speicherbefehl führt
ein Ladebefehl unmittelbar nach einem Speicherbefehl im Stand der Technik zu
Zugriffsverzögerungen bei der Ausführung des nachfolgenden Ladebefehls wegen
des vor dem Lesezugriff erforderlichen Schreibens der Daten in den Cache-Spei-
cher (S. 6 Abs. 4, 8 f., S. 8 Abs. 2).
Fachmann
ingenieur (Universität) an, der mehrjährige Berufserfahrung auf dem Gebiet der
Speichersteuerungen besitzt.
2.
Die Ansprüche 1 - 7 sind zulässig. Die geltenden Ansprüche 1 - 7 basieren
auf den ursprünglichen Ansprüchen 19 - 24 und 26 der Ausscheidungsanmeldung
und den Ansprüchen 50 - 55 und 57 der Stammanmeldung mit redaktionellen
Änderungen und sind damit zulässig.
3.
Die konkreten Merkmale des Anspruchs 1 bedürfen der Auslegung unter
Berücksichtigung der Beschreibung.
Der Cache-Speicher (1001) gemäß Merkmal a speichert demnach eine Kopie
eines Teilinhalts der Speichereinrichtung einer Schicht niederer Ordnung.
Der Merkmalskomplex d des Anspruchs 1 ist zudem so zu interpretieren, dass der
Mischprozess ausschließlich bei der in der Aufgabe genannten Ausführung eines
Speicherbefehls und eines unmittelbar darauf folgenden Ladebefehls, welche sich
auf Daten mit der gleichen Adresse beziehen, erfolgt. Die in der Speicherdaten-
Speichereinrichtung (Schreibpuffer 1002) gespeicherten Daten beziehen sich des-
halb auf Daten mit der gleichen Zeilenadresse wie die von der Mischeinrichtung
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aus dem Cache-Speicher (1001) ausgelesenen Daten der entsprechenden
gesamten Zeile, so dass in der Mischeinrichtung die Daten der Zeile unter der
Adresse, die mit den im Schreibpuffer befindlichen geänderten Daten überein-
stimmen, mit den Daten aus dem Schreibpuffer überschrieben werden können.
4.
So verstanden, ergeben sich die Merkmale des Patentanspruchs 1 für den
Durchschnittsfachmann vor dem Anmeldetag der vorliegenden Patentanmeldung
in nahe liegender Weise bereits aus der im Zurückweisungsbeschluss angegebe-
nen, vorveröffentlichten
D1:
D1
richtung mit einer Cache-Speicher-Einrichtung (Cache Memory 1), die zwischen
einer Zentraleinheit (MPU 2) und einer Speichereinrichtung mit einer niedrigeren
Ordnung (Main memory 3) angeordnet ist, entnehmbar (Fig. 2), bei der die Cache-
Speicher-Einrichtung einen Cache-Speicher (Data Array 12) zum Speichern einer
Kopie eines Teilinhalts der Speichereinrichtung einer Schicht niederer Ordnung
Merkmal a
(Schreibpuffer: Write buffer 15), die zwischen der Zentraleinheit (MPU 2) und dem
Cache-Speicher (Data Array 12) vorgesehen ist, um Speicherdaten eines Spei-
cherbefehls zu speichern, wenn auf den Cache-Speicher (12) erfolgreich von der
Zentraleinheit (2) während der Ausführung des Speicherbefehls zugegriffen wurde
Merkmal b
umfasst auch eine Mischeinrichtung, die ein Zwischenregister (Full-Write Regis-
ter 19) zum Zwischenspeichern der gemischten Daten enthält (Fig. 1, Sp. 3
Z. 48-50). Beim Mischen werden die Speicherdaten, die in der Speicherdaten-
Speichereinrichtung (Schreibpuffer 15) gespeichert sind, in das Full-Write-Regis-
ter 19 eingelesen und mit aus dem Cache-Speicher (Data Array 12) ausgelesenen
entsprechenden Zeilendaten gemischt, um neue Zeilendaten zu erzeugen. Bei
den in der Speicherdaten-Speichereinrichtung (Schreibpuffer 15) gespeicherten
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Daten handelt es sich um Daten, die die gleiche Zeilenadresse aufweisen wie die
Merkmale c und d
Das Mischen der Daten erfolgt gemäß D1 so, dass die aus der Speicherdaten-
Speichereinrichtung (Schreibpuffer 15) gespeicherten Daten (1 Byte) in das Full-
Write-Register 19 eingelesen werden und gleichzeitig aus dem Cache-Spei-
cher (12) die restlichen Daten (3 Byte der insgesamt 4 Byte-Daten) der Zeile ein-
gelesen werden, um neue Zeilendaten durch Ersetzen eines entsprechenden Tei-
les (1 Byte) der Zeilendaten durch die neu einzuschreibenden Daten zu erzeugen
Merkmal d2
Der Fachmann liest in D1 mit, das das Mischen der Daten aber auch wie in D1 im
Stand der Technik gemäß Sp. 1 Z. 59-63 und Sp. 2 Z. 3 f. beschrieben so erfolgen
kann, dass die in der Speicherdaten-Speichereinrichtung (Schreibpuffer 15)
gespeicherten Daten (1 Byte) in das Full-Write-Register 19 eingelesen werden,
nachdem aus dem Cache-Speicher (12) die gesamte Zeile (4 Byte) in die Misch-
einrichtung eingelesen wurde und in der Mischeinrichtung die mit dem Schreibbe-
fehl zu aktualisierenden Daten der Zeile überschrieben werden und dadurch die
Zeilendaten mit den Speicherdaten (1 Byte), die in der Speicherdaten-Speicher-
teilweise Merk-
mal d1
Damit greift das Argument der Anmelderin nicht, dass das Mischen selbst in D1
anders erfolge, da nicht die gesamte betreffende Zeile im Cache-Speicher gelesen
werde, sondern die Mischeinrichtung nur mit den restlichen durch den Schreibbe-
fehl nicht betroffenen Daten der betreffenden Zeile aufgefüllt werde.
Das Full-Write-Register 19 in D1 dient darüber hinaus auch als Zwischenregister
für Zeilendaten bei einem Ladebefehl der Zentraleinheit bei einem Cache-Hit,
speichert also die aus dem Cache-Speicher ausgelesenen Zeilendaten in der
Mischeinrichtung und gibt die Daten von dort unmittelbar an die Zentraleinheit aus
(Sp. 3 Z. 59-61, Sp. 4 Z. 1-4). Damit ist aus D1 ein Zwischenregister (Full-Write-
Register 19) bekannt, das als Mischeinrichtung dient und die gespeicherten Daten
teilweise Merkmal d3)
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Wie von der Anmelderin geltend gemacht, wird zwar in D1 die aufgabengemäße
und dem Merkmalkomplex d des Anspruchs 1 zugrundeliegende Befehlskonstella-
tion nicht explizit angesprochen. Dem Fachmann ist jedoch bekannt, dass ein
Ladebefehl unmittelbar nach einem Schreibbefehl, die sich auf die gleiche
Adresse beziehen, beispielsweise auftreten kann, wenn in der Zentraleinheit bei
der Befehlsabarbeitung LIFO-Register verwendet werden. Der Fachmann wird
deshalb überprüfen, ob die aus D1 entnehmbare hierarchische Speicheranord-
nung auch für die Ausführung eines Speicherbefehls und eines unmittelbar darauf
folgenden Ladebefehls geeignet ist, welche die gleiche Adresse betreffen, zumal
die aus D1 entnehmbare Anordnung den gleichen Aufbau wie die beanspruchte
hierarchische Speicheranordnung besitzt. Er erkennt, dass bei dieser konkreten
Befehlsfolge die nur im Full-Write-Register 19 der D1 bereits vorliegenden mittels
Schreibbefehl aktualisierten Daten bei einem nachfolgenden Ladebefehl auf die
gleiche Adresse unmittelbar an die Zentraleinheit ausgegeben werden können
Merkmal d3
Full-Write-Registers 19 zur Zentraleinheit (MPU 2) vorhanden ist und bei einem
normalen Ladebefehl zur Übertragung der im Full-Write-Register 19 zwischenge-
speicherten Daten bereits genutzt wird. Damit greift das Argument der Anmelderin
nicht, dass das Mischen der Daten im als Mischeinrichtung dienenden Full-Write-
Register 19 in D1 nicht wie beim Anmeldungsgegenstand durch Kombination von
Schreib- und darauffolgendem Ladebefehl, sondern ausschließlich im Rahmen
eines Schreibbefehls erfolge.
Bei Feststellung der Eignung der aus D1 entnehmbaren hierarchischen Speicher-
anordnung kann der Fachmann diese für gehäuft auftretende Befehlsfolgen gezielt
anwenden und deshalb auch den Verfahrensablauf beim Mischprozess selbst an
die aufgabengemäße Befehlskonstellation anpassen, in dem er das in Sp. 1
Z. 59-63 und Sp. 2 Z. 3 f. der D1 bereits beschriebene Lesen der gesamten Zeile
aus dem Cache-Speicher durch den den Schreibbefehl unmittelbar nachfolgenden
Ladebefehl auslöst und damit Zeilendaten liest, auf die gemäß dem Ladebefehl
von dem Cache-Speicher (12) zugegriffen wurde, wenn die Zentraleinheit einen
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Ladebefehl zum Laden von in der Speicherdaten-Speichereinrichtung (Schreibpuf-
Merkmal d1
Dem Einwand, die D1 betreffe eine ganz andere Aufgabenstellung und Zielrich-
tung, kann somit ebenfalls nicht gefolgt werden.
Damit ist eine Anordnung mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1 durch den
Fachmann in Kenntnis der D1 ableitbar.
III.
Die hierarchische Speicheranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ist
somit nicht patentfähig. Mit dem Anspruch 1 fallen notwendigerweise auch die
darauf rückbezogenen geltenden Unteransprüche 2 - 7; zumal die Unteransprüche
lediglich fachgemäße Ausgestaltungen beinhalten und dafür auch keine erfinderi-
sche Besonderheit geltend gemacht wurde.
Bei dieser Sachlage war die Beschwerde der Anmelderin gegen den Beschluss
der Prüfungsstelle für Klasse G06F zurückzuweisen.
Dr. Fritsch
Werner
Baumgardt
Wickborn
Fa