Устройство для ввода информации Советский патент 1984 года по МПК G06F3/37 

выходом блока,выходы формирователей .подключены к входам дешифратора, управляющие входы соединены со стробирующими входами ключей и являются управляющим входом блока, управляющие выходы подключены к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом дешифратора, а выход является управляющим выходом блока.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИН-. ФОРМАЦИИ, содержащее блок сопряжения, блок индикации, видеоусилитель, дискриминатор, формирователь импульсов, блок сдвиговых регистров и датчик видеосигналов, выход которого . подключен к входам блока индикации и видеоусилителя, выход которого соединен с входом формирователя импульсов и входом дискриминатора, выход которого соединен с входом последовательного ввода блока сдвиговых регистров, выход которого подключен к информационному входу блока сопряжения, выход-вход которого является входом-выходом устройства,отличающееся тем, что, с целью повьппения быстродействия устройства, в него введены распределитель, счетчик, блок готовности данных и первый элемент И, выход формирователя импульсов соединен с входом распределителя, первь1й выход которого подключен к синхровходу блока сдвиговых регистров, а второй - к информациоиньм входам блока готовности данных, адресный вход которого и управляющий вход блока сдвиговых регистров соединены с выходом счетчика, счетный вход которого, первый вход первого элемента И и управлякиций вход блока готовности данных подключены к управляющему выходу блока сопряжения, выход блока гото1вности данных соединен с вторым 8 входом первого элемента И, выход ко торого подключен к управлякщему входу блока сопряжения. 2.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что блок готовности данных содержит мультиплек. сор, демультшшексор, одновибратор и счетные триггеры, счетные входы которых являются информационными входами блока, а установочные входы Э соединены с выходами демультиплексоо ра, управляю1цие входыкоторого и управляющие входы мультиплексора яв(N9 ляются адресными входами блока, вых ходы счетных триггеров подключены к информационным входам мультиплексора, выкод которого является выходом блока, вход одновибратора является управляющим входом блока, а выход подключен к информационному входу демультиплексора. 3.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что блок сопфяжения содержит второй элемент И, «дешифратор, ключи и формирователи, входы-выходы которых являются входом

Изобретение относится к автомат ке и вычислительной технике и може быть использовано в системах техни ческого зрения адаптивных промьщ ленных роботов. tt Известно устройство ввода инфор мации, содержащее телекамеру, блок видеоконтроля, дискриминатор, блок формирования стробирующих импульсов буферную память для оцифрованного изображения и блок сопряжения с эвм.1 3. Недостатком устройства является его сложность из-за того, что введение буферной памяти значительного объема сильно усложняет и удорожает систему. Наиболее близким к изобретению является устройство для ввода инфор мации, содержащее телекамеру, блок видёоконтроля, дискриминатор, буфер ный сдвиговый регистр, блок формирования стробирующих импульсов и блок сопряжения с ЭВМ. В этом уртройстве оцифрованный видеосигнал заносится в сдвиговый регистр, который по мере заполнения считывается в ЭВМ . Недостатком известного устройств .является невысокое быстродействие, связанное с программным определение факта заполнения буферного сдвигово го регистра (путем опроса регистра состояния устройства). Цель изобретения - повышение быс родействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее блок, сопряжени блок индикации,, видеоусилитель, дис криминатор, формирователь импульсов блок сдвиговых регистров и датчик видеосигналов, выход которого подключен к входам блока индикации и видеоусилителя, выход которого соединен с входом формирователя импульсов и входом дискриминатора, выход которого соединен с входом последовательного ввода блока сдвиговых регистров, выход которого подключен к информационному входу блока сопряжения, выход-вход которого является входом-выходом устройства, введены распределитель, счетчик, блок готовности данных и первый элемент И, выход формирователя импульсов соединен с входом распределителя, первый выход которого подключен к синхройходу блока сдвиговых регистров, а второй - к информационным входам блока готовности данных, адресный ВХОД которого и управляющий вход блока сдвиговых регистров соединены с выходом счетчика, счетный вход которого, первый вход первого элемента И и управляющий вход блока готовности данных подключены к управляющему выходу блока сопряжения, выход блока готовности соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к управляют щему входу блока сопряжения. Кроме того блок готовности данных содержит мультиплексор, демультиплексор, одновибратор и счетные триггеры, счетные входы которых являются информационными входами блока, а установочные входы соединены с выходами демультиплексора, управляющие входы которого и управляющие входы мультиплексора являются адресными входами блока, вьжоды счетных триггеров подключены к информационным входам мультиплексора, выход которого является выходом блока, вход одновибратора является управляющим входом блока, а выход - подключен к информационному входу демультиплексора . Причем блок сопряжения содержит второй элемент И, дешифратор, ключи и формирователи, входы-выходы которых являются входом выходом блока, выходы формирователей подключены к входам дешифратора, управляющие входы соединены со стробирующими входами ключей и являются управляющим входом блока, управляющие выходы подключены к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом дешифратора, а выход является управляющим выходок блока.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства J на фиг. 2 - блок-схема распределителя; на фиг. 3 - схема блока готовности данных-, на фиг. 4 и 5 схемы реализаций соответственно формирователя импульсов и блока сопряжения с ЭВМ.

Устройство содержит датчик 1 видеосигнала (стандартную телекамеру), блок 2 индикации, видеоусилитель 3, дискриминатор 4, блок 5 сдвиговых регистров, формирователь 6 импульсов, блок 7 сопряжения, распределитель 8, ёлок 9 готовности данных, счетчик 10, первый элемент И 11, делитель 12 частоты, другой счетчик 13, другой дешифратор 14, узел 15 выходных ключей, счетные триггеры 16, одновибратор 17, мультиплексор 1.8, демультиплексор 19, синхронизатор 20, счетчики 21 и 22, триггеры 23 и 24 ,тактовьгй генератор 25, третий элемент И 26, ключи 27, формирователи 28, дешифратор 29,второй элемент И 30.

Устройство работает следующим образом . .,

Видеосигнал, вырабатываемый датчиком 1 и контролируемый с помощью блока 2, усиливается видеоусилителем 3 (где одновременно осуществляется привязка уровня черного) и поступает на вход дискриминатора 4 и вход формирователя 6 импульсов. Дискриминатор 4 производит квантование видеосигнала на два уровня, который затем поступает на входы последовательного кода всех сдвиговых регистров блока 5 сдвиговых регистров.

Синхронизатор 20 вьщеляет из полного видеосигнала строчные и кадровые синхроимпульсы (при этом, если необходимо, возможен пропуск части строк). Кадровые синхроимпульсы сбрасывают счетчик 21 и устанавливают триггер 23, которьй сбрасывается сигналом переполнения счетчика.

Счетчик 21 и триггер 23 ограничивают область вводимого изображения по вертикали. Счетчик 22 и триггер 24 выполняют аналогичную функцию в горизонтальном направлении.

В пределах заданной таким образом рамки элемент И 26 пропускает тактовые импульсы от генератора 25 на . вход распределителя 8. В

момент распределитель 8 передает импульсы на синхровход первого сдвигового регистра в блоке 5 сдвиговых регистров, и отсчеты квантованного видеосигнала последовательно

заносятся в регистр. Содержание всех остальных регистров при этом не изменяется. После того, как передается п стробирующих импульсов, счетчик 13 увеличивает свое содержимое на

единицу, дешифратор 14 открывает другой ключ в узле 15 и импульсы передаются на следующий регистр. В момент изменения состояния счетчика 13 происходит установка триггера 16,

который срабатывает по заднему Дронту сигнала, поступающего с соответствующего выхода дешифратора 14. Аналогично происходит запись в другие регистры. После заполнения всего буфера запись вновь производится в первый регистр, который к тому времени должен быть уже считан.

При считывании информации сигнал

разрешения передачи, который пропускается элементом И 30 в том случае, если дешифратор 29 сигнализирует об обращении к устройству, поступает на .первый вход элемента. И 11. Если

регистр, номер которого содержится в счетчике 10, заполнен, то через мультиплексор 18 с соответствующего триггера 16 на второй вход элемента И поступает уровень логической 1

и на выходе этого элемента формируется ответный управляющий сигнал. Этот сигнал через формирователи 28 передается в магистраль ЭВМ, а также открывает ключи 27. По его переднему

фронту данные считываются в память машины. По заднему фронту сигнала разрешения передачи счетчик 10 увеличивает свое содержимое на единицу, а одновибратор 17 вьфабатывает .сигнал сброса, который через демультиплексор 19 поступает на вход асинхронного сброса триггера 16, соответствующего опрошенному регистру. Если к моменту прихода сигнала разрешения передачи данные еще не готовы, то выработка ответного управляющего сигнала задерживается до окончания заполнения регистра. Введенный в устройство узел готовности данных, содержащий блок го товности данных, счетчик и элемент позволяет избежать необходимости программного опроса регистра состо яния устройства и тем самым существенно повысить скорость ввода изображения. Узел формирования сигнала готовности данных осуществляет аппаратурную задержку ответного управляющего сигнаша, который в ЭВМ с асинхронной передачей данных должен вырабатываться периферийными устрой ствами в ответ на сигнал разрешения передачи. Сигнал разрешения передачи, поступающий на первый вход элемента И из блока сопряжения с ЭВМ, проходит на вход ответного управляю щего сигнала блока сопряжения лишь после окончания заполнения сдвигового регистра, предотвращая тем самым преждевременное считывание. Переключение регистров при считывании осуществляется автоматически счетчиком, изменяющим свое содержимое п заднему фронту сигнала разрешения передачи, что также позволяет избежать лишних машинных команд. Распределитель осуществляет переключение регистров при записи, а также установку триггеров в блоке готовности данных по мере заполнения соответствующих регистров. Необходимо подчеркнуть, что переключение регистров при записи и считывании происходит по циклическому закону, а процессы записи и считывания различных регистров идут параллельно. При выполнении определенного услови на длину буфера )Ьг это свойство позволяет максимально использовать ресурсы ЭВМ, т.е. исключить простои процессора, связанные с пропуском неинформативных участков видеосигнала, и довести среднее время считывания одного регистра до времени исполнения одной короткой операции. Длину буфера m можно рассчитать следующим образом. Пусть Р- максимальное количество считываний, кото рое может быть выполнено за время одной телевизионной строки при отсутствии задержек ответного управля ющего сигнала (и соответственно максимальное количество циклов записи, допустимое за время телевизионной строки), ff. - время одного считывания при данньк условиях (фактически это время короткой операции ЭВМ) и Cj - длительность цикла заполнения одного регистра, (). Так как буфер замкнут в кольцо, то в момент окончания (К- )-го цикла записи должно быть закончено по крайней мере (N-m) считывание, в противном случае запись производится в регистр, который еще не считан, и его содержимое теряется. Это условие можно записать в следующем виде ЧИ}(Г,1 .N-m -R4 где С J - целая часть числа; Ожидаемый положительный эффект от использования изобретения заключается в значительном повышении скорости ввода изображения по сравнению с известным устройством. Это можно подтвердить следующими расчетами. В известном устройстве за время одной телевизионной строки буферный регистр может быть считан только один . Если разрядность используеьх й ЭВМ равна и , а строка вводимого бинарного изображения содержит М элементов, то для ввода всего изображения известному устройству потребуется М/п телевизионных полу- кадров. При г 16 и типичном значении М 128 ввод займет 128/16 8 полукадров или 160 мкс. Предлагаемое устройство позволяет опрашивать регистры со скоростью исполнения короткой операции. Для распространенной микро-ЭВМ Электроника это время не превьппает 8 мкс. Titким образом, за время телевизионной строки (64 мкс) цикл считывания может быть повторен 8 раз, поэтому изображение с размером строки 128 элементов считывается за один проход, т.е. за 20 мкс или в 8 раз быстрее, чем в известном устройстве. Для машины с большей производительностью выигрьш по быстродействию еще Bbmie.

2

Щ

Фиг.2

.J

0we.4

(

W

Фиг. 5