Устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1986 года по МПК G09G1/16 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к информационно-обучающим устройствам на базе микропроцессоров и микроЭВМ, и может быть использовано для отображения статической и динамической информации, в том числе алфавитно-цифровой, графической и произвольно-символьной Известны устройства для отображения информации на экране электроннолучевой трубки l . Однако подобные устройства предназначены только для отображения статической информации и при использовании их для отображения произвольных динамических объектов объем оборудования памяти и схем управления существенно возрастает. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст- 20 и

ройство, содержащее массивы ОЗУ для хранения информации о требуемом положении объектов по координатам X и У, ОЗУ, в котором содержатся адреса объектов в ПЗУ, масштаб и цвет объектов, ПЗУ, в котором хранится информация о содержаний объектов, первый и второй счетчики, фиксирующие положение луча на экране соответственно по координатам У и X, первый и второй регистры требуемого расположения объектов по координатам У и К соответственно, первую и вторую схемы сравнения положения электронн дго луча с требуемым расположением объектов соответственно по координатам У и X и видеосумматор. Известное устройство обеспечивает отображение .одновременно большого числа объектов в любом месте на экране электроннолучевой трубки. Компараторы производят сравнения содержимого цифровых счетчиков, фиксирующих положение луча на экране, и требуемого расположения объекта. В случае совпадения из массива ОЗУ, ха1)актеризующего вид объекта, выделяется модифицированный адрес объекта в ПЗУ, его цвет и масштаб. В ПЗУ каждый объект характеризуется девятиразрядными словами: восемь разрядов каждого слова определяют строку объекта, а девятый разряд используется для сигна;лизации об окончании выборки объекта 2J .

Недостатком известного устройства является то, что при возрас тании числа отображаемых объектов прямо пропорционально возрастает объем обору1

рой блок сопряжения и третий и четвертьй счетчики, первые входы которых соединены с выходами первой и второй схем сравнения соответственно, вторые входы соединены с первыми входами первого и второго счетчиков соответственно, первый вход второго счетчика соединен с вторым входом первого счетчика, а выходы третьего

0 и четвертого счетчиков соединены с первым и вторым входами первого коммутатора, выход которого соединен с адресной шиной блока памяти, информационная шина которого соединена с

вторым блоком сопряжения, выход которого соединен с входами первого, .второго, третьего и четвертого регистров и первым входом видеосумматора, второй вход которого соединен с третьим входом первого коммутатора, первым входом второго блока сопряжения и выходом второго коммутатора, первый вход которого соединен с вы хоДом третьего регистра, а второй J вход - с первым выходом четвертого регистра, второй выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора и входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом второго блока сопряжения, третий вход видеосумматора соединен с вторым входом второго счетчика.

На фиг, 1 изображена структурная , схема устройства на фиг. 2 - структурная схема видеосумматора} на фиг. ,3 - символ на экране телевизора.

На фиг.. 1-3 обозначены оперативное запоминающее устройство 1, объе-; 02 дования (объем памяти), так как для каждого отображаемого объекта должны быть записаны в ОЗУ координаты X и У и его адрес в ПЗУ. Цель изобретения - упрощение устройства за счет уменьшения объема блока памяти. Цель достигается тем, что устройство для отображения .информации на экране электронно-лучевой трубки, содержащее первый блок сопряжения, выход которого соединен с информационной шиной блока памяти, первый счетчик и первый регистр, второй счетчик и второй регистр, выходы которых соединены с входами первой и второй схем сравнения соответственно, и видеосумматор, также содержит третий и четвертый регистры, первый второй коммутаторы, сумматор, втолиняющее пять таблиц; таблицу 2 координат У в ОЗУ, таблицу 3 координат X , таблицу 4 Кадр в ОЗУ, таб лицу 5 Вывод в ОЗУ и таблицу 6 Символы в ОЗУ, счетчик 7, счетный вход 8 счетчика 7, вход 9 устройства, регистр 10, счетчик 11, входы 12 и 13 устройства, регистр 14, схемы 15 и 16 сравнения, счетчики 17 и 18, адресны1 коммутатор 19, вход 20 адре ного коммутатора 19 для обращения в ОЗУ микропроцессора (не показан), входы 21-25 адресного коммутатора 19 для обращения в таблицы 2-6 соответственно, регистр 26, состоящий из )азрядов 27 исходной информации о цвете символа, разрядов 28 исходной информации о масштабе символа, разрядов 29 исходной информации о номере символа, регистр 30,. состоящий из разрядов 31 текущей информации о цвете символа, разрядов 32 текущей информации о масштабе символа, разрядов 33 текущей информации о номере символа., разрядов 34 текущей ин формации о номере строки символа, адресно-информационньй коммутатор 35 вход 36 адресно-информационного коммутатора 35 для передачи нулей,вход 37 адресно-информационного коммутатора 3 для передачи информации с регистра 26, вход 38 адресно-информационного коммутатора 35 для передачи информации с раз рядов 31-33 регистра 30,внутреняя адресно-информационная шина 39,сумматор - - 40,внутренняя информационная шина 41, блок 42 сопряжения, внешняя информационная шина 43, блок 44 сопряжения, вндеосумматор 45, выход 46 устройства, внешняя адресная шина 47, регист ры 48-51 и коммутатор 52. Устройство состоит из ОЗУ 1, таблицы которого необходимы для организации отображения информации на экране телевизора, счетчика 7, регистра 10, счетчика 11 (позиций перемещения луча по телевизионной строке), регистра 14 (позиций), схемы 15 сравнения текущего и требуемого положений координаты X (позиции), схемы 16 сравнения текущего и требуемого положений координаты У (строки), счет чика 17 (адреса) для обращения в таблицы 3-5, счетчика 18 (адреса) для .j обращения в таблицы 2 и 4, адресного коммутатора 19, формирующего адреса для обращения в ОЗУ 1, регистра 26, принимающего информацию из таблицы 5, адресНО информационного коммутатора 35,подключающего к шине 39 входы 36,37 или 38, сумматора 40, который обеспечивает увеличение кода входной информации на единицу, блока 42 сопряжения, обеспечивающего передачу информации на шину 41 при считывании из ОЗУ 1, блока 44 сопряжения, обеспечивающего передачу информации в ОЗУ 1 с шины 43, видеосумматора 45, формируюп(его сигнал изображения на выходе 46 устройства. Узлы усгройства связаны между собой следующим образом. Входы сброса счетчиков 7 и 18 подключены к входу 9 устройства, который соединен с выходом телевизионной кадровой развертки блока синхронизации. Счетный вход счетчика I1 и последовательный вход вндеосумматорл 45 подключены к входу 12устройства, который соединен с выходом синхроимпульсов частотой 5,5 мГц блока синхронизации. Входы сброса счетчиков 11 и 17 и счетный вход 8 счетчика 7 подключены к входу 13устройства, который соединен с выходом телевизионной строчной развертки блока синхронизации. Первый вход схемы 16 сравнения подключен к параллельному выходу счетчика 7, второй вход схемы 16 сравнения подключен к параллельному выходу регистра 10, а выход схемы 16 сравнения к счетному входу счетчика 18. Первый вход схемы 15 сравнения подключен к параллельному выходу счетчика 11, второй вход схемы 15 сравнения подключен к параллельному выходу регистра 14, а выход схемы 15 сравнения - к счетному входу счетчика 17, Параллельный выход счетчика 1В подключен к входам 21 и 22 адресного коммутатора 19, параллельный выход счетчика 17 - к входам 22-24 адресного коммутатора 19. Параллельный выход регистра 26 подключен к входу 37 кo йyтaтopa 35, параллельные выходы 31-33 регистра 30 - к входу 38 адресно-информационного коммутатора 35, вход 36 адресно-информационного коммутатора 35 - к шине земли нуле вого потенциала (не показано). Выход 34 регистра 30 подключен к входу 25 адресного коммутатора 19 и к вхоу сумматора 40, выход сумматора 40 к входу 42 устройства сопряжения. нешняя адресная шина 47 подключена к входу 20 адресного коммутатора 19, выход которого подключен к адресной шине ОЗУ 1, информационная шина которого подключена к блокам 42 и 44 сопряжения.Внешняя информационная ши на 43 подключена к блоку 44 сопряжения ,а внутренняя информационная шина 41 соединяет выход блока 42 сопряже1; ия с входами регистров 10, 14, 26 и 30 и первым параллельным входол видеосумматора 45. Внутренняя адресно-информационная шина 39 соединяет выход адресно-информационного коммутатора 35 с входом блока 42 сопряжения, вторым параллельным входом видеосумматора 45 и входом 25 адресного коммутатора 19, выход .устройства 46 подключен к телевизору (не показан) . Счетчики 7, 11, 17 и 18,регистры 10, 14, 26 и 30, коммутаторы 19 и 35 являются обычными устройствами вычислительной техники и могут быть выполнены любым из известных стандартных способов. Их разрядность соответствует разрядности информации. Блоки 42 и 44 сопряжения выполнены на микросхемах, которые являются параллельными двунаправленными формирователями сигналов для управления магистралями (шинами) в цифровых вы числительных устройствах и представ ляют собой 4-канальные коммутаторы, имеющие в каждом канале одну шину только для приема информации, одну шину только для выдачи и одну двуприема и выда направленную шину для чи. Видеосумматор 45 содержит регист 48. для. приема и передачи информации в параллельном коде, регистр 49 сдв га для приема информации в.параллел ном коде и передачи этой информации в последовательном коде, регистр 50для хранения ийформации о цвете фона экрана, регцртр 51 для хранения информации о цвете символа, выводимого в данный момент на экран т левизора, и коммутатор 52. Этот ком мутатор подключает выход 46 в зависимости от кода на выходе регистра 49или к выходу регистра 50, или к выходу регистра 51. Вход регистра 51подключен к адресно-информационной шине 39, а входы регистров 48 и 50подключены к информационной шине 41. Устройство работает следующим об разом. Допустим, что на экран телевизора необходимо вывести изображение символа (фиг. 3). Будем считать, например, что формат разложения экрана 256x256, размер символа 16x16 элементов разложения. Символ может быть окрашен в семь цветов (3 разряда) и изменяться в масштабе в 2 или в 4 раза (2 разряда). Для простоты рассмотрения допустим, что на экран телевизора выводится черно-бельй немасштабируемый символ. Тогда по адресной 47 и информационной 43 шинам процессор через блок 44 сопряжения записывает в ОЗУ Т следующую информацию: в таблицу 2 в 1-ю ячейку - коД 000000112 ; в таблицу 3 в 1-ю ячейку 000000 в таблицу 4 в ячeйкyJ с соответствующим адресом - код 00000000100J-, в таблицу 5 по всем разрядам нули; в таблицу 6 - код, соответствующий структуре в матрице 16x16. Таблицы 2 и 3 представляют собой упорядоченные по возрастанию массивы двоичных кодов координат узлов символов У и X соответственно. Узлом символа называют верхний левый угол матрицы элементов разложения символа. В таблице 4 хранится информация о размещении объектов в данном кадре. При приведенных характеристиках экрана таблица 4 содержит 256 ячеек: в ячейки таблицы, соответствуюш 1е координатам X и У объекта заносится информация о номере символа (адрес -начала символа в таблице 6),его цвете и масштабе, а во все остальные ячейки заносится нулевая информация. В таблицу 5 записывается полный адрес символа для обращения к таблице 6, которьй включает в себя номер строки символа, его цвет и масштаб. Данные, записанные в таблицу 5, необходимы для организации построчного вывода символа на экран телевизора. К началу прямого хода развертки телевизионного кадра начальное состояние счетчиков нулевое, так как счетчики 7 и 18 обнуляются обратным ходом телевизионного кадра, а счетчики 11 и 17 обнуляются обратным ходом телевизионной строки. По началу прямого хода кадра формируется сигнал обращения к таблице 2 через вход 21 адресного коммутатора 19 и по адресу OOOOj, равному состоянию счетчика 18, на регистр 10 поинформациоиной шине 41 из ОЗУ 1 поступает код .00000011j. После этого осуществляет запуск 5-тактовой серии управляющих импульсов. Выработка этой серии про исходит по каждому обратному ходу телевизионной строки или по каждому сигналу со схемы 15 сравнения. В 1-м такте по адресу, равному состоянию счетчика 17, происходит об ращение,в таблицу 3 через вход 23 ад ресного коммутатора 19, и на регистр 14 по информационной шине 41 поступает код 00000010J. Во 2-м такте на регистре 26 из таблицы 4 поступает KOAj содержащий разряды цвета 27, маслтаба 28 и номера символа 29. В . 3-м такте происходит обращение к таб лице 5, и на регистр 30 записываются во все разряды 31-34 нули, так как до этого момента ни один объект на экран не выводится. Перед 4-м и 5-м тактамя необходимо определить - какую операцию производить далее (данные приведены в таблице), В рассматриваемом случае на регистре 30 нулевой .код, на регистре 26 ненулевой код, сигнал со схемы сравнения 16 равен HyjBo. Во время прямого хода нулевой телевизиоиной строки никакая информация на экран не выводится. По обратному ходу 1-й строки происходит запуск новой 5-тактовой серии и работа устройства повторяется аналогичным образом. Во время прямого хода 1-й и 2-й телевизионных строк также никакая информация не вьшодится. По обратному ходу 3-й строки счетчик 7 устанавливается по входу 8 в состояние 00000011-. Равенство кодов на счетчике 7 и регистре 10 приводит к срабатыванию 16 сравнения, что изменяет условие работы устройства в 4-м и 5-м тактах. Теперь в 4-м такте происходит обращение в таблицу 6 по адресу 0001000000 В этом адресе 4 младших разрядов (0000J) равны двоичному коду номера строки и поступают с разрядов 34 регистра 30. Шесть старших разрядов (OOOIOOj) равны двоичному номеру сим вола и поступают с регистра 26 (согласно данным.приведенным в таблице) В конце 4-го такта на видеосумматор 45 поступает нулевая строка выводимого символа. В 5-м такте происходит запись двоичного кода номера символа (000100j) в старшие разряды ячейки таблицы 5. В четыре-младших разряда этой же ячейки записывается код (0001 ), соответствующий инкрементированному номеру строки объекта и поступающий с сумматора 40. Во время прямого хода 3-й телевизионной строки, по сигналу со схемы 15 сравнения, которая срабатывает при равенстве кодов (000000lOj) на счетчике 11 и регистре 14 происходит синхронно с частотой синхроимпульсов выдвижение кода нулевой строки символа на экран телевизора. По началу обратного хода 4-й телевизЯонной строки происходит сброс сигнала со схемы 16 сравнения, по которому счетчик 18 перебрасьюается в очередное состояние. Затем происходит запуск очередной 5-тактовой серии. В 1-м такте работа схемы повторяется, как и раньше. Во 2-м такте вследствие изменения состояния счетчика 18 на регистр 26 записывается нулевая информация, считанная из ячейки с адресом (00010000) из таблицы 4. 3-м такте на регистр 30 считывается информация о символе с инкрементированной строкой из Ьоответствующей ячейки таблицы 5. В 4-м такте по адресу 00010000012 (старшие разряды поступают с регистра 30) считывается на видеосумматор 45 код 1-й строки символа. В 5-м такте происходит запись в таблицу 5 из регистра 30 кода номера выводимого символа и инкрементированной первой строки. Выдвижение первой строки символа на экран . происходит во время прямого хода 4-й телевизионной строки по сигналу со схемы 15 сравнения. Аналогично осуществляется вывод остальных 14-и строк данного символа. При подготовке к выводу последней строки символа во время пятого такта происходит подключение адресно-информационного коммутатора 35 к входу 36, что обеспечивает запись таблицу 5, в ячейку, где ранее храилась информация о символе с инрементированной строкой, нулей инормации. Таким образом обеспечиваетя прекращение вывода на экран телеизора строк данного символа. Для рганизации движения данного симвоа по экрану необходимо запрограммиовать микропроцессор на изменение кодов координат X и У в соответствую щих ячейках таблиц 2 и 3. Пример . Для организации отображения 256 объектов, используя предлагаемое устройство нужен еледующий объем памяти: I6x8s128 бит массив хранения координат X; 16x8 128 бит - массив хранения координат У,- 16x16 256 бит - массив хранения;, текущей информации об адресе объекта в ПЗУ, цвете, масштабе и номере выводимой строки объекта; 256x12 3072 бит - массив хранения информации об адресе объекта в ПЗУ, цвете и масштабе объекта. Объем массива хранения информации о содержании каждого объекта зависит от количества разных объектов и при использовании предлагаемого или известного устройства одинаков, поэтому объем этого массива можно не учитывать. Таким образом, для организации отображения 256 объектов, используя предлагаемое устройство, необходимый объем памяти составляет 3584 бит. При использовании известного устройства для вывода тех же 256 объектов нужен следующий объем памяти: 256x8-2048 бит - массив хранения ко ординат Х{ 256x8 2048 бит - массив хранения координат У; 256x12 3072 бит - массив хранения информации об адресе объекта в ПЗУ, цвете и масшта бе объекта. Таким образом, без учета объема ПЗУ объем памяти составит 7168 бит, что в два раза превьмает объем памя ти в случае использования предлагае мого устройства. При увеличении чис ла отображаемых объектов разница в объемах памяти увеличивается. Наряд С указанным техническим эффектом ис пользование изобретения обеспечит значительный экономический эффект. Для предварительной оценки последне го только в частных применениях, на пример, в перепрограммируемых телеиг рах, можно предположить, что при вЬ ицвeтнoй окраске динамических объ;, ектов и общем разрещении экрана 256x256 элементов разложения для по битового дисплея требуется 192 микросхемы памяти К565РУ2 (емкость 1К бит) или 32 микросхемы памяти К565Р 1 010 (емкость 16К бит), а при использовании предлагаемого устройства требуется всего 16 микросхем памяти К565РУ2. Формула изобретения Устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки, содержащее первый блок сопряжения, выход которого соединен с информационной шиной блока памяти, первый счетчик и первый регистр, второй счетчик и второй регистр, выходы которых соединены с входами первой и второй схем сравнения соответственно, и видеосумматор, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства за счет уменьшения объема блока памяти, оно содержит третий и четвертый регистры, первый и второй коммутаторы, сумматор, второй блок сопряжения и третий и четвертый счетчики, первые входы Которых соединены с выходами первой и второй схем сравнения соответственно, вторые входы соединены с первыми входами первого и второго счетчиков соответственно, первый вход второго счетчика соединен с вторым входом первого счетчика, а выходы третьего и четвертого счетчиков соединены с первым и вторым входами первого коммутатора, выход которого соединен с адресной шиной блока памяти, информационная шина которого соединена с вторым блоком сопряжения, выход которого соединен с входами первого, второго, третьего и четвертого регистров и первым входом видеосумматора, второй вход которого соединен с третьим входом первого коммутатора, первым входом второго блока сопряжения и выходом второго коммутатора, первый вход которого соединен с выходом третьего регистра, а второй вход - с первым выходом четвертого регистра, второй выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора и входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом второго блока сопряжения, третий вход видеосумматора соединен с вторым входом второго счетчика.

о

О О

0 О tto

0

О 1

0 О

о

itO

to

Вьздача такЮбъект не товых им- выводится пульсов прекращается

То же

То е

Обращение Вывод объекв таблицу та продолб.Считыва- жается ние на виде осумматор ; 45,Модификация номера строки в таблице 5

0 30

То же

То же

Вьщача так-Объект не

товых им- выводится

пульсов

прекращаетсяОбращено в Начинается таблицу 6. вывод новоСчитывание го объекта на видеосумматор 45. Модификация номера строки в таблице 5

Вывод объекТо же та продолжается

J

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к информационно-обучающим устройствам на базе микропроцессоров и микроЭВМ, и может быть использовано для отображения статической и динамической информации, ,-в том числе алфавитно-цифровой, графической и произвольносимвольной. Цель изобретения - упрощение устройства за счет уменьшения объема блока памяти - достигается введением дополнительных регистров, коммутаторов, сумматора, блока сопряжения, счетчиков. 3 ил., 1 табл.

Xo2

№,3

.y