Генератор векторов Советский патент 1987 года по МПК G09G1/08 G06F3/14 

11

Изобретение относится к вьгчисли- тельной технике и может быть использовано при построении устройств для отображения графической информации.

Целью изобретения является повышение точности и быстродействия генератора векторов.

На фиг. 1 представлена структурная схема генератора векторов; на фиг. 2 - структурная схема первого дешифратора; на фиг. 3 - структурная схема второго депшфратора; на фиг. 4 -. примеры генерации некоторых векторов.

. Генератор векторов содержит ре- версивный счетчик 1 с параллельной записью координаты X первой граничной точки вектора, реверсивный счетчик 2 с параллельной записью координаты У первой граничной точки вектора, первый сумматор 3, второй сумматор 4, регистр 5 координаты X второй граничной точки вектора, регистр Б координаты У второй граничной точки вектора, регистр 7 приращений координаты X вектора, регистр 8 приращений координаты У вектора, первый элемент 9 сравнения с нулем, второй

выход 36 (вхЗО)(вх31)-(((вхЗЗ) + (вх34)-(вх35)) CD выход 37 СвхЗО)4(вх31)4( вх32)1((вхЗЗ + вх34 вх35)) (2)

Сигнал с выхода 50 дешифратора 24 вызывает,увеличение на единицу, а сигнал с выхода 51 - уменьшение на единицу содержимого реверсивного

выход 50 (вх44)с(вх45)|(вх46)(|((вх47 + вх48 + вх49)) (3) выход 51 (вх44)с(вх45)|(вх46)4(( вх47 + вх48 + вх49))

(4)

Реверсивные счетчики 1 и 2 (фиг. 1 с параллельной записью предназначены для приема и модификации в процессе генерации координат ХдИ Уд первичной граничной точки вектора. Эти координаты во время работы устройства меняются, постоянно приближаясь к координатам Х и Yg второй граничной точки вектора, которые за- 1шсываются в приемные регистры 5 и 6. Сумматоры 3 и 4 необходимы для вычисления приращений ЛХ и л, которые подаются на регистры 7 и 8 приращений и на элементы 9 и 10 сравнения с нулем. Элемент 20 ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, элемент 23 НЕ, блок 22

005412

элемент 10 сравнения с нулем, элемент 11 И, триггер 12, накапливающий регистр 13, первьй дешифратор 14, третий сумматор 15, первый элемент 16 5 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый блок 17 элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, коммутатор 8, второй элемент 19 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, третий элемент 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, четвертый сумматор 21, второй to блок 22 элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, элемент 23 НЕ, второй дешифратор 24.

Первый дешифратор 14 (фиг. 2) содержит элементы 25 и 26 ИЛИ-НЕ, элеt5 менты 27 и 28 И, элемент 29 НЕ. Дешифратор 14 имеет входы 30-35 и выходы 36 и 37. Второй дешифратор 24 содержит элементы 38 и 39 НЕ, элементы 40, 41 ИЛИ-НЕ, элементы 42,43 И.

20 Дешифратор 24 имеет входы 44-49 и выходы 50 и 51.

Сигнал с выхода 36 дешифратора 14 вызывает увеличение на единицу, а сигнал с выхода 37 - уменьшение на единицу содержимого реверсивного счетчика 1. Появление сигналов на выходах 36 и 37 дешифратора 14 опи- сь(вается следующими выражениями:

25

счетчика 2. Появление сигналов на выходах 50 и 51 дешифратора 24 описывается, следуюшзями выражениями:

(3)

(4)

элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и сумма- 45 тор 21 выполняют вычисление разности абсолютных значений приращений &Y и дХ. Если приращение д положительно, то на выходе сумматора будет получено выражение |д |-|дХ|, иначе - выражение |uXJ - uYJ. Элемент 19 ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ предназначен для определения истинности условия

50

лх

(5)

и управления коммутатором 18, который управляется также и инверсным выходом знакового разряда накапливающего регистра 13. Если содержимое накапливающего регистра 13 не

отрицательно, то коммутатор 18 пропускает на входы блока 17 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ разность абсолютных значений приращений координат с выхода сумматора 21. Если содержимое накапливающего регистра 13 отрицательно и если условие- (5) выполняется, то на входы блока 17 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с выхода коммутатора 18 поступает приращение ЛY, иначе - приращение лХ,

Элемент 11 И необходим для определения момента совпадения координат первой и второй граничных точек вектора,

Элемент 16 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок 17 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ служат для преобразования информации, поступающей с выхода коммутатора 18 в дополнительный код,

Триггер 12 управления предназначен для формирования цикла работы генератора векторов от момента прихода сигнала Пуск на вход триггера 12 и до прихода сбрасывающего сиг нала с выхода элемента 11 И, Б процессе работы генератора векторов по переднему фронту каждого внещнего тактового импульса дешифраторы 14 и 24 подают .суммирующий или вычитающий импульсы на управляющие входы реверсивных счетчиков 1 и 2 координат первой группы граничной точки вектора.

Распределение импульсов по выходам дешифратора 14 и 24 осуществля- ется в зависимости от знака приращений, поступающих с выходов знаковых разрядов регистров 7 и 8 и от текущего знака, поступающего с инверсног выхода знакового разряда накапливаю- щего регистра 13.

Если содержимое накапливающего регистра 13 положительно или равно нулю, то на сумматоре 15 осуществляется вычитание абсолютного значения разности с выхода сумматора 21 из числа, находящегося в накапливающем регистре 13,

Если содержимое накапливающего регистра 13 отрицательно и условие (5) выполняется, то сумматор 15 производит сложные числа находящегося в накапливающем регистре 13 с абсолютным значением приращения uY, поступающего с выхода регистра 8, При не- выполненном условии (5) и отрицательном содержимом накапливающего регистра 13 сумматора 15 осуществляется

сложение числа из накапливающего регистра 13 с абсолютным значением приращения дХ, хранящегося в регистре 7.

По заднему фронту внешнего тактового импульса в накапливающем регистре 13 производится запись результатов вычислений сумматора 15,

После прихода сбрасывающего сигнала с выхода элемента 11 И триггер 12 управления обнуляет накапливаю- ющий регистр 13 и запрещает появление на выходах дешифратора 14 и 24 суммирующих или вычитающих импульсов.

Устройство работает следующим образом.

На входы поступают знаки Хд, Уд, Х, Yg, которые по переднему фронту внешнего сигнала Запись кодов, поступающего на управляющий вход, заносятся в реверсивные счетчики 1 и 2 параллельной записью, а в приемные регистры 5 и 6 вводятся значения координат X и Y первой и второй граничных точек. Сумматоры 3 и 4 производят вычисление ьХ и Y, после чего сигнал Запись кодов снимается и своим задним фронтом производит запись приращения йХ и uY в соответствующие регистры 7 и 8 приращений.

Если знаки приращений ЛХ и и Y совпадают, то с выхода элемента 23 Н потенциал логической единицы поступает на вход переноса сумматора 21 и на соответствующие входы блока 22 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ в результате чего на второй вход сумматора 21 поступает проинвертированное значение приращения лХ, Если зна ки приращений д X и iY не совпадают, то на вызсоде элемента 23 НЕ устанавливается потенциал логического нуля, благодаря чему на соответствую1щй вход сумматора 21 поступает приращение ДХ без инверсии.

Таким образом, на выходе сумматора 21 постоянно находится дополнительный код разности абсолютных значений приращений координат, знак которой поступает на .вход элемента 19.ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ для сравнения со знаком приращения.

Так как до прихода сигнала Пуск триггер 12 управления и накапливающий регистр 13 находятся в нулевом состоянии, то на инверсном выходе

знакового разряда накапливающего регистра 13, поступающего на соответ- ствуюищй управляющий вход коммутатора 18 и на вход элемента 16 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, установится потенциал логической единицы, в результате- чего на выходе коммутатора 18 появляется разность абсолютных значений с выхода сумматора 21, Если эта разность не отрицательна, то под управлением элемента 16 ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ на вход переноса сумматора поступает потенциал логической единицы, а на соответствующий информационный вход - инверсия исходной разности с выхода блока 17 элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ.

Если разность абсолютных значений приращений, находящаяся на выходе сумматора 22, отрицательна, то на выходе элемента 16 ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ установится потенциал логического нуля и на соответствующий вход сумматора 15 поступит информация без преобразования в блоке 17 элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ.

Таким образом, если содержимое накапливающего регистра 13 положительно или равно нулю, то сумматор 15 вычитает абсолютное значение выражения, находящегося на выходе сумматора 21, из содержимого накапливающего регистра 13.

С приходом на седьмой вход сигнала Пуск триггер 12 управления установится в единицу и с управляющего входа накапливающего регистра 13 снимается сигнал установки в нуль

После этого по переднему фронту внешнего тактового импульса, если приращения Х. и uY не равны нулю, дешифраторы 14 и 24 одновременно подают на управляющие входы реверсивных счетчиков 1 и 2 суммирующие или вычитающие импульсы в зависимости от знаков приращений ЬХ и uY. Если приращение ДХ или приращение ДY равно нулю, то на выходе элементов 9 или 10 сравнения с нулем появляется потенциал логической единитды, поступающий на соответствующий вход элемента 11 И и на вход соответствующего дешифратора 14 или 24, запрещая тем самым подачу импульсов на управляющие входы реверсивных счетчиков 1 или 2.

По заднему фронту внешнего тактового импульса информация с выхода сумматора 15 записывается в накап

.

00541 6

ливающий регистр 13. Если содержимое накапливающего регистра остается не отрицательным, то сумматор 15 вновь осуществляет вычитание абсолютного

с значения выражения с выхода сумматора 21 из содержимого накапливающего регистра 13.

Если содержимое накапливающего регистра 13 стало отрицательным, и

10 если на выходе элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ находится потенциал логической единицы, что свидетельствует о выполнении условия (5), то коммутатор 18 пропустит на свой выход приращеf5 ние &Y с выхода регистра 8. При невыполнении условия (5) на выходе коммутатора 18 находится приращение &Х. Кроме тогоJ при отрицательном содержимом накагшивающего регистра 13

20 на соответствующий вход элемента 16 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с инверсного выхода знакового разряда накапливающего регистра 13 поступает потенциал логического нуля, в результате чего сум25 матором 15 осуществляется сложение абсолютного значения приращения йХ -или U.Y с выхода коммутатора 18 с содержимым накапливающего регистира 13, По передне1 1у фронту внешнего так30 тового импульса, если содержимое накапливающего регистра 13 отрицательно, управляющ1-1й сигнал появляется на одном из дешифраторов 14 или 24. При этом, если условие (5) выполняJ5 ется, то управляющий сигнал суммирования или вычитания, в зависимости от знака приращения , поступает с выхода дешифратора 1 4 на соответствующий управляющий вход реверсивно40 го счетчика 1. При выполнении условия (5) на соответствующий управляющий вход реверсивного счетчика 2 поступает суммирующий или вычитающий сигнал с выхода дешифратора 24 в зависимости от знака приращения.

45

В каждом такте в зависимости от знака числа в накапливающем регистре 13 производится либо вычитание аб50 солютного значения разности абсолютных значений приращении йХ и uY, хранящихся в регистрах 7 и 8 приращений из числа в накапливающем регистре 13, и подача соответствующих

55 суммирующих или вычитающих в зависимости от знаков приращений ДХ и uY импульсов на реверсивные счетчики 1 и 2, либо, если число в накапливающем регистре 13 отрицательно и выполняется условие |йХ|, суммиро- вание абсолютного значения прираще- кия AY с числом в накапливающем регистре 13 и подача суммирующего или вычитающего в зависимости от

знака ДХ импульса на реверсивный счетчик 1, либо, если число в накапливающем регистре 13 отрицательно, а условие ) не выполняется, то суммирование абсолютного значения приращения л X с числом в накапливающем регистре 13 и подача суммирулощего или вычитающего в зависимости от знака дУ импульса на реверсивный счетчик 2. Цикл работы продолжается до поступления на элемент 1 1 И сигналов с вьпсодов элементов 9 и 10 сравнения с нулем, говорящих о том, что текущие значения iX и &Y стали равны нулю, т.е. те- кущие координаты X и Y первой граничной точки, находящиеся в реверсивных счетчиках 1 и 2, стали равны координатам Х и Y второй граничной точки, записанным в приемные регист- ры 5 и 6, Элемент 11 И при этом сбрасывает триггер 12 управления, на чем работа устройства заканчивается ,

т.««

Генератор векторов обладает более

высоким быстродействием, чем известные устройства. Это достигается тем, что в некоторых тактах производится изменение координат X и Y текущей точки одновременно, за счет чего для генерации вектора необходимо не более чем максимальное из величин (bX и |uY) число тактовых импульсов.

Формула изобретения

Генератор векторов, содержапщй реверсивные счетчики с параллельной записью координат X и Y первой граничной точки вектора, информационные входы которых являются первыми ин- формащюнными входами генератора, а выходы - информационными выходами генератора и подключены соответственно к первым информационным входам первого и второго сумматоров, вторые информационные входы которых подключены к выходам соответствующих регистров координат X и Y второй граничной точки вектора, информационные входы которых являются вторыми информационными входами генератора, выходы первого и второго сумматоров соединены

5

0 f5 0 5

ЗО

5

0

5

0

5

с информационными входами регистров приращений координат X и Y вектора и с информационными входами первого и второго элементов сравнения с нулем, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, выход которого подключен к входу сброса триггера, установочный вход которого является входом Пуск генератора, выход триггера соединен с первыми управляющими входами накапливающего регистра и первого дешифратора, вторые управляющие входы которых являются тактовым входом генератора, информационный вход накапливающего регистра подключен к выходу третьего сумматора, информационный вход которого подключен к информационному выходу накапливающего регистра, первый и второй управляющие входы третьего сумматора подключешз соответственно к выходам первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первого блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, управляющий вход которого подключен к выходу первого элемента ИСКШОЧАЩЕЕ

I

ИЛИ, информациоршый вход первого блока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к первому выходу коммутатора, первый и второй информационные входы которого подключены к первым выходам регистров приращений координат X и Y вектора, второй выход коммутатора подключен к информационному входу пер- вого элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, управляющий вход которого подключен к инверсному выходу знакового разряда накапливающего регистра, соединенному с первым управляющим входом коммутатора и третьим управляющим входом первого дешифратора, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам реверсивного счетчика с параллельной записью координаты X первой граничной точки вектора, первый и второй информационные первого дещиф- ратора подключены соответственно к выходу первого элемента сравнения с нулем и с вторым выходом регистра приращений координаты X вектора, управляющий вход которого является управляющим входом генератора, соединенным с третьим управляющими входами реверсивных счетчиков с параллельной записью координаты X и Y первой граничной точки вектора, с управляющими входами регистров координат X и Y второй граничной точки вектора и управляющими входами регистра приращений координаты Y вектора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия генератора, он содержит второй и третий элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИШ, четвертый сумматор, второй блок элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ и второй дещнфратор, пер вьй и второй выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам реверсивного счетчика с параллельной записью координаты Y первой граничной точки вектора, первый управляющий вход второго дещифрато- ра подключен к выходу триггера, второй управляющий вход второго дешифратора соединен с тактовым входом генератора, третий управляюшда вход второго дещифратора подключен к инверсному входу знакового разряда накапливающего регистра, первый и второй информационные входы второго дешифратора подключены соответственно к выходу второго элемента сравнения с нулем и к второму выходу регистра приращений координаты Y вектора, соединенному с информационными входа

ми второго и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход второго элемента ИСКПЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ подключен к четвертым управляющим входам первого и второго дещифраторов и к второму управляющему входу коммутатора, третий информационный вход которого подключен к первому выходу второго сумматора, второй выход которого подключен к второму информационному входу второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый информационньй вход второго сумматора подключен к первому выходу регистра приращений координаты Y вектора, второй информационный вход второго сумматора подключен к выходу второго блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, управляющий вход которого подключен к выходу элемента НЕ, соединенному с управляющим входом второго сумматора, информационный вход второго блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к первому выходу регистра приращений координаты X вектора, второй выход которого подключен к второму информационному входу третьего элемента ИСКПЮЧАЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к входу элемента НЕ,

35

5 4

ФиаЗ

5Q

Точечная аппрокси- Вектора 01 23 56783W

10

о

HP((HO WiO i C-Ю

макс.огл клонение npedffcrs ifcmpou- ства

О

- - - - 3-2-1 о

г

к

0-8 к, . Г Q

W

,

ю

HP--D

W

W

ю

ю

ю

W

ю

yi

Фиг Л

0,89

DJ8

0,670

0,557

Q,7

U,

0,32

DM

0,595

О

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств для отображения графической информации. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия генератора векторов. Для этого дополнительно введены элементы ИСКЛОЧА10ЩЕЕ ИЛИ 19, . 20, сумматор 2 1, блок 22 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ 23 и дешифратор 24 с необходимыми связями. Логические элементы и дешифратор позволяют в некоторых тактах построения вектора изменять одновременно координаты X-и У текущей точки, что сокращает количество необходимых для построения вектора тактов при одновременном уменьшении погрешности аппроксимации вектора. 4 ил. JuEl Ш сл с

Составитель Л, Абросимов Редактор Н. Горват Техред А.Кравчук Корректор М, Шароши

Заказ 1155/51Тираж 434Подписное

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, 4