Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1986 года по МПК G09G1/08 

Изобретение относится к автоматй ке и вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств для отображения графической информации на экране ЭЛТ.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства для отображения графической информации на экране ЭЛТ; на фиг. 2 - схема вычислителя текущих координат; на фиг. 3 - схема блока управления.

Устройство содержит блок 1 связи, первый коммутатор 2, первый блок 3 памяти, счетчик 4 адреса, второй блок 5 памяти, третий блок 6 памяти, блок 7 управления, первьй дешифратор 8, первый сумматор 9, первый регистр 10 координат, второй регистр 11 коор- динат, второй коммутатор 12, второй дешифратор 13, второй сумматор 14, входной регистр 15, первый цифроана- логовый преобразователь 16, второй цифроаналоговый преобразователь 17, ЭЛТ 18, первый счетчик 19, второй счетчик 20, третий счетчик 21, первый регистр 22, второй регистр 23, третий регистр 24, четвертый.блок 25 памяти, пятый блок 26 памяти,шее- той блок 27 памяти, третий дешифратор 28, третий сумматор 29, вычислитель 30 текущих координат, четвертый сумматор 31, пятый сумматор. 32, первый регистр 33 сдвига, в.торой регистр 34 сдвига, четвертый дешифратор 35, шестой сумматор 36, седьмой сумматор 37, третий регистр 38 сдвига., четвер тый регистр 39 сдвига, пятьш регистр 40 сдвига, генератор 41 тактовых им- пульсов, делитель 42 частоты, с первого по двадцать шестой элементы И , 43-68, с первого по восьмой элементы ИЛИ 69-77, триггер 78, четвертый, регистр 79, пятый регистр 0, шестой регистр 81, первый счетчик 82, второ счетчик 83, третий счетчик 84,четвер тьй дешифратор 85, пятый дешифратор 86, шестой дешифратор 87, с первого по седьмой входы 88-94, вычислителя текущих координат, первый и второй выходы 95 и 96 вычислителя текущих координат, с первого по двадцать первый выходы 97-117, блок 7 управления а также с первого по .третий входы 118-120 блока 7 управления.

По каналу связи от ЭВМ поступают данные об объекте. Объект определя

ется набором векторов, заданных координат начала (Х, Y ) и конца ko кон Положение изображения с течением времени изменяется, координаты векторов для каждого момента

4

tj t,..., t,, t

fi

. вычисляются ЭВМ. Вычислительный процесс характеризуется значительной длительностью, что приводит к прерывности перемещения и плохому качеству изображения на экране. В устройстве производится подсчет промежуточных координат на отрезке времени tj-t,-, по координатам, полученным от ЭВМ в моменты t,. tj. , t-. Вычисления осуществляются согласно формуле:

2 ш1;-лт;т (i)

Xi, X;. .,

где X,- - значение очередной

координат X,поступившей.. из, моменту X. , Х; - значение предыдущих координат X, поступивших из ЭВМ в моменты, t, 2 ti -i .К - номер шага экстраполяции О 6 К 2 ; Р - зависит от интервала вьщачи координат изображения из ЭВМ;

Xj - К - промежуточная координата X,

ЬХ,.,«Х;.,--Х;.,, й ;-Х1-Х;., , (2)

U,;

iX

2i

)Р

(3)

Формулу (1) можно записать так:

где

iK А., -. В;, -ь С,

CcXif

,;

2

34Хл-д)г;у о; п

А(4)

Х;

z . и..4,Лвим,)С--Х,, f В; ,(5)

|)г2А ,{К-.ЬгА;.

Пи. 2А.,

1,1(41

Аналогично подсчитываются промежуточные координаты У.Для вывода на экран ЭЛТ информация должна быть про- масштабирована. Для удобства масштабы по координатам X и Y выбираются кратными 2. Каждый вектор изображени вьдается из ЭВМ в виде последователь ности 4 координат Х;„ , , „ , Х; о , Y; д . Обработка координат в устройстве производится параллельным способом.

В исходном состоянии в регистры 22-24 вручную заносятся значения по тоянньк интеграла координат: Р 4, масштаба по координате X М, 4, масштаба по координате Y М 2.Содержимое счетчика адреса 4 равно 0.

80втором регистре 80 блока 7 управления (фиг. 3) записано количество преобразуемых векторов, в регистре

81занесено число 2 . Генератор тактовых импульсов формирует серию сиг- налов С1 частотой f, , а на выходе делителя 42 частоты образуется серия сигналов С2 частотой 4 f,.

Блоки 3, 5, 6 памяти служат соответственно для хранения зна 8«ний

V V , Y , Y V . V A,.j ) tK t Z 1 K

каждого вектора. Блоки 25-27 памяти служат для хранения массивов коэффициентов, соответственно 2 А , П; , А;+В|. Блоки 3, 5, 6, 25-27 памяти используются для регенерации изображения и освобождения центрального процессора.

В работе устройства выделяем два состояния. В исходном положении пер- вый разряд регистра 79 блока 7 управления установлен в 1, что и определяет первое состояние работы устройства. Обработка каждой координаты в этом состоянии реализуется за два такта, определяемые рриггером 78.

Очередная координата вектора поступает через блок 1 связи на вход 88 вычислителя 30, на вход 90 которого через дешифратор 8 поступает соот ветствующее слово из блока 3 памяти. Одновременно на вход 89 вычислителя 30 поступает слово с блока 3 памяти, а на вход 91 через дешифратор 8 - слово из блока памяти, определяемые счетчиком 4 адреса. Константа из регистра 22 заносится в первый счетчик 19 импульсов сдвига (фиг. 1). По сигналам С1 Л С2 в первом такте элементами И 45 и 50 на выходе 115 блока 7 управления (фиг. 3) вырабатьшаются сигналы сдвига, которые поступают в вычислитель 30 на регистры 33 и 34

сдвига (фиг. 2). Сумматорами 31 и 32 и регистрами 33 и 34 реализуются выражения (Х,-., -Х,-.,;) и (Х,--Х,-, ) из формул (2) и (3). По сигналам С1Л Л С2 элементами И 45 и 53, на выхот де 112 блока 7 управления вырабатывается сигнал, который поступает на первый счетчик 19 импульсов сдвига (фиг. 1). Эта операция повторяется 4 раза до установления счетчика 19 в О. Таким образом реализуются формулы (2) и (3).

По сигналам С1 Л С2 константа из регистра 22 заносится в счетчик 19, эламентами И 51 и 52 на выходах 116 и 117 блока 7 управления формируются сигналы, которые поступают в вычислитель 30 на регистры 38 и 39 (фиг. 2). Сумматором 31 и регистром 33 реализуются вьфажения:

- ДХ,; и ( - 4Xij У

2

из формулы (4). По сигналам С1 Л С2 элементами И 45 и 53 на выходе 112 бЛока 7 управления вырабатывается сигнал, который поступает на счетчик 19 (фиг. 1). Эта операция повторяется 4 раза до установления счетчика 19 в О. Т.аким образом реализуется

11 X 7 J - X1; выражение 2 А; .

По сигналу С2 во втором такте элементом И 54 формируются сигналы на выходах 100 блока 7 управления (фиг. 3). По этим сигналам значение суммы коэффициентов А,- + В;, полученное на сумматоре 37 и регистре 40 с выхода 96 (фиг. 2), записывается в блок 27 памяти, а значение 2 А; с выхода 95 - в блок 25 памяти, содержимое блока 3 памяти записывается в блок 5 памяти, а содержимое блока 1 связи - в блок 3 памяти, а также через коммутатор 2 и сумматор 9 в блок 6 памяти, запрещается сложение на сумматоре 14. Таким образом про- исхйдит запись О в блок 4 памяти,

С выхода элемента И 54 через элемент ИЛИ 71 поступает сигнал на счег чик 84, увеличивая его содержимое на 1 (фиг. 3). В зависимости от того, какая из четьфех координат, определяющих вектор, вьщается в устройство ЭВМ, двухразрядный счетчик 84 устанавливается в определенное состояние и появляется сигнал на одном из 4-х выходов дешифратора 87, определяющих обработку координат соответственно Х;„, У;„„„ , , Y;

По сигналу на первом входе дешифратора 87 элементом И 59 формируется сигнал на выходе блока 7 управления, разрешающий запись Х; „д в регистр 10 координат (фиг. 1), а также элементом ИЛИ 72 - сигнал на вьпсоде 107 блока 7 управления, запрещающий сложение на сумматоре 14 (фиг. 1).

По сигналу на третьем вьгходе дешифратора 87 элементом И 61 формируется сигнал на выходе 105 блока 7 управления, разрешающий прохождение информации с регистра 10 координат через коммутатор 12 и дешифратор 13 на вход сумматора 14, элементом ИЛИ 73 на выходе 106 блока 7 управления формируется сигнал, разрешающий вычисление приращений по координате X на сумматоре 14.

По сигналу на четвертом выходе дешифратора 87 элементом И 62 формируется сигнал на выходе 104 блока 7 управления, разрешающий прохождение информахщи с регистра 11 координат через коммутатор 12 и дешифратор 13 на вход сумматора 14, элементом ИЛИ 73 на выходе 106 блока 7 управления формируется сигнал, разрешающий вычисление приращения по координате Y на сумматоре 14.

Элементом ИЛИ 74 формируется на вькоде 108 блока 7 управления сигнал

записи информации во входной регистр 15. Каждьй раз при этом содержимое регистров 23 и 24 записывается в счечики 20 и 21 импульсов сдвига и осуществляется сдвиг содержимого выходного регистра согласно заданным масштабам MX и Mu. По сигналам С2 Л С1 и сигналам на первом и третьем выходах дешифратора.87 элементами И 43 и 63 и ИЛИ 75 и.77 на выходе 109 блока 7 управления формируется сигнал сдвига на 1 разряд содержимого вьрсодного регистра 15 в соответст ВИИ с содержимым второго счетчика

импульсов 20 сдвига.

По сигналам С2 Л С1 и сигналам на втором и четвертом выходах дешифратора 87 элементами И 44 и 64 и ИЛИ 76 и 77 на выходе 109 блока 7 управления формируется сигнал сдвига на 1 разряд выходного регистра 15 в соответствии с содержимым третьего счетчика импульсов 21 сдвига.

40

т-

54535«

По сигналам С2 Л С1 элементами И 43 и 65 формируется сигнал на выходе 113 блока 7 управления, а элементами И 44 и 66 формируется сигнал на е выходе 114 блока 7 управления, по которым содержимое второго и третьего счетчиков 20 и 21 импульсов сдвига соответственно уменьшается на 1.

Содержимое выходного регистра пре(0 образуется в напряжение на преобразователях 16 и 17 и через отклоняющую систему выводится на экран ЭЛТ 18. Элементами И 65 и ИЛИ 75 на выходе . 110 блока 7 управления формируется

15 управляющий сигнал для цифроаналого- вого преобразователя 16, а элементами И 68 и ИЛИ 76 на выходе 111 блока 7 управления формируется управляющий сигнал для цифроаналогового преобра-.

20 зователя 17. На выходе 97 блока 7 управления элементами И 56 и 57 и ИЛИ 70 формируется сигнал увеличения на .1 содержимого счетчика 4 адреса и уменьшения на 1 содержимого счетчи25 ка 82 блока 7 управления. Описанный процесс продолжается до заполнения блока 6 памяти значениями координат, вьщанных из ЭВМ. При этом счетчик 82 блока 7 управления устанавливает-

30 ся , формируя сигнал .на выходе 98 блока 7 управления, сбрасывающий счетчик 4 адреса в О и через элементы И 47 и ИЛИ 69 осуществляющий сдвиг 1 в регистре 79 во вт орой разряд, определяя этим переход устройства во второе состояние, в режим вычисления промежуточных координат. Параллельно элементом И 48 формируется сигнал перезаписи содержимого регистра 80 в счетчик 82.

35

Во втором состоянии вычисление каждой промежуточной координаты осуществляется за один такт. По сигналу С2 элементом И 58 формируется сигнал на выходе 101 блока 7 управления поступающий на сумматор 29, коммутатор 2 и сумматор 9. Этот сигнал разрешает прохождение слова Xj с блока 6 памяти через коммутатор 2 и вычисление на сумматоре 9 значения Х,, согласно формуле (5), а также поступление информации с блоков 25 и 26 памяти на сумматор 29 и вычисление значения П,, согласно формуле (6). По С2 элементом И 55 на выходе 100 бпока 7 управления вырабатывается сигнал, по которому осуществляется запись содержимых сум7

маторов 9 и 29 соответственно в блоки 6 и 26 памяти. Параллельно производятся запись на регистры 10 и 11 координат и вывод информации на ЭЛТ по сигналам на выходах 1-02 - 111, 113,.114 блока 7 управления аналогично описанному для первого состояния второго такта. После вывода очередной координаты счетчик 4 адреса увеличивается на 1. После заполнения блока 6. памяти в нем записаны первые промежуточные значения координат, счетчик 4 адреса устанавливается в О.

По сигналу СТ содержимое счетчика 82 становится равным О, и сигналом с выхода элемента И 48 осуществляет:ся перезапись содержимого регистра 80 в счетчик 82, а содержимое счетчика 83 уменьшается на 1. Весь процесс повторяется для нового значения К. Когда второй счетчик 83 установится в О элементом И 46 и элементом ИЛИ 69 формируется сигнал сдвига для первого регистра 79 и 1 из второго разряда сдвинется в первый разряд (сдвиг циклический); устройство возвращается в исходное состояние.

Формула изобретения

1, Устройство для отображения графической информации на экране элек троннолучевой трубки, содержащее блок связи, вход которого является входом устройства, а выход под- . ключей к первому входу первого коммутатора и к первому входу первого блока памяти, второй вход которого подключен к выходу счетчика адреса, соединенному с вторыми входами второго и третьего блоков памяти, первый и второй входы счетчика адреса подключены соответственно к первому и второму выходам блока управления, третий выход которого подключен к третьим входам первого, второго и третьего блоков памяти, выход первого блока памяти подключен к входу первого дешифратора и к первому входу второго блока памяти, выход третьего блока памяти подключен к второму входу первого коммутатора, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй и третий .входы которого подключены соответственно к четвертому и пято54535В

му входам блока управления и соединены с третьим и четвертым входами первого коммутатора, выход первого сумматора подключен 5 к первым входам третьего блока памяти, первого и второго регистров координат, вторые входы первого и второго регистров координат подключены соответственно к шестому и седьмому

10 выходам блока управления, а выходы подключены соответственно к первому и второму входам второго коммутатора третий и четвертый входы которого подключены соответственно к восьмому

5 и девятому выходам блока управления, выход второго коммутатора подключен к входу второго дешифратора, выход которого подключён к первому входу второго сумматора, второй вход кото20 рого подключен к выходу первого сумматора, третий и четвертый входы второго сумматора подключены соответственно к десятому и одиннадцатому выходам блока управления, выход второ5 ро сумматора подключен к первому входу выходного регистра, второй и третий входы которого подключены к двенадцатому и тринадцатому выходам блока управления, выход выходно0 го регистра подключен к первым входам первого и второго цифроаналого- вых преобразователей, выходы которых подключены к отклоняющей системе ЭЛТ

вторые входы первого и второго циф- 5 роаналоговых преобразователей подключены соответственно к четьфнадца- тому и пятнадцатому выходам блока управления, шестнадцатый, семнадцатьш и восемнадцатый выходы которого подключены соответственно к первым входам первого, второго и третьего счетчиков, вторые входы которых соответственно подключены к выходам первого, второго и третьего регистров, выхо- 5 ды первого, второго и третьего счет- чиков подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены четвертый, пятьй и шестой блоки памяти, третий дешифратор .третий сумматор, вычислитель текуш 1Х координат, первый вход которого подключен к вы- 5 ходу блока связи, второй вход вычислителя текущих координат подключен к третьему выходу первого блока памяти, третий вход вычислителя текущих

0

0

91

координат подключен к выходу первого дешифратора, четвертый вход вычислителя текущих координат подключен к выходу третьего дешифратора, вход которого соединен с выходом второго блока памяти, пятый, шестой и седьмо входы вычислителя текущих координат подключены соответственно к девятнадцатому, двадцатому и двадцать первому выходам блока управления, первы выход вычислителя текущих координат подключен к первому входу четвертого блока па:мяти, второй вход которого подключен к выходу счетчика адреса, соединенному с вторыми входами пя- того и шестого блоков памяти, третьи выходы четвертого, пятого и шестого блоков памяти подключены к третьему выходу блока управления, выход четвертого блока памяти подключен к пер вому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к выходу пятого блока памяти, соединенному с четвертьм входом первого сумматора, первый вход пятого блока памя- ти подключен к выходу второго сумма- тора, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к четвертому и пятому выходам блока управления, пятый вход первого сумматора подключен к выходу пятого блока памяти, первый вход которого подключен к второму выходу вычислителя текущих координат.

10

1, о т л ие е с я тем, что вычислитель координат содержит четвер2, Устройство по п ч а ю щ текущих

тый и пятый сумматоры, входы которых являются первым, вторым, третьим и четвертьм входами вычислителя текущих координат, вькоды четвертого и пятого сумматоров подключены к первым входам соответственно первого и второго регистров сдвига, вторые входы которых соединены с пятым входом вычислителя текущих координат, выход второго регистра сдвига подключен к входу четвертого дешифратора, выход которого подключен к первому входу шестого сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого регистра сдвига, соединенному с первьм входом седьмого сумматора, вькод шестого сумматора подключен к первым входам соответственно третьего и четвертого регистров сдвига,вторые входы которых являются соответственн шестым и седьмым входами вычислителя текущих координат, выход четвертого регистра сдвига является первым выходом вычислителя текущих координат и соединен с входом пятого регистра сдвига, выход которого подключен к третьему входу седьмого сумматора, второй вход которого подключен к выходу третьего регистра сдвига, выхо седьмого сумматора является вторым выходом вычислителя текущих координат,

Фиг. J

92

1и5

W9

Редактор А.Огар

Составитель Л.Абросимов

Техред В.Кадар Корректор М.Демчик

4724/55

Тираж 455Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, Г

(pi/г. J

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении устройств для отображения графической информации на экране ЭЛТ. Цель изобретения - повьппение точности устройства - достигается введени- ем блоков памяти, дешифратора, сумматора, вычислителя текущих координат и соответствующих функциональных связей, а также выполнением вычисления текущих координат. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. tsp Ol ел со сл