Устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1987 года по МПК G09G1/08 

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения устройств отображения графической и символьной информации на экране ЭЛТ.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит первый блок 1 сдвига, информационные входы которого являются первым 2 и вторым 3 входами устройства, блок 4 сравнения, первый регистр 5, первый коммутатор 6, второй регистр 7, дешифратор 8, первый ключ 9, генератор 10 тактовых импульсов, делитель 11 частоты, первый счетчик 12, элемент 13 ИЛИ, второй 14 и третий 15 счетчик, второй блок 16 сдвига, третий 17 и чет- вертый 18 регистры, блок 19 постоянной памяти, второй коммутатор 20, третий цифроаналоговый преобразователь 21, второй ключ 22, умножитель 23, первый сумматор 24, ЭЛТ 25, чет- вертый цифроаналоговый преобразователь 26, третий ключ 27, умножитель 28, второй сумматор 29, первый 30 и второй 31 цифроанапоговые преобразователи (ЦАП).

Позициями 32 - 36 обозначены с третьего по седьмой входы устройства

Устройство работает следующим образом;

При отображении векторной информации коды координат начала вектора поступают по входам 32, 33 на ЦАП 30 и 31 соответственно. Выходные сигналы с ЦАП 30 и умножителя 23 и ЦАП 31 и умножителя 28 суммируются сумматорами 24 и 29 соответственно - луч ЭЛТ устанавливается в начальную точку вектора. Умножители 23 и 28 осуществляют цифроаналоговое умножение цифрового аргумента - кодов величин проекций вектора на координатные оси - на аналоговую функцию времени (опорный сигнал), определяющую характер (время и скорость) движения луча по каждой из координат. Опорный сигнал пилообразной формы формируется ЦАП 21 и 26 в соответствии с поступающими на их вход кодами. Ключи 22 и 27 задают в соответствии с информацией, поступающей по входу 36, зна опорного сигнала по каждой из координат, определяя тем самым направление движения луча. Для обеспечения син

хронности построения проекций при отображении векторной информации на входы ЦАП 21 и 26 поступают одинаковые коды.

Высокая производительность устройства обеспечивается регулированием времени построения вектора в зависимости от его размеров, В качестве регулирующего параметра используется величина большей из проекций вектора, так как при построении векторов в прямоугольной системе координат вычисление их ,цлины связано с большими временными и аппаратурными затратами. Скорость луча при этом оказывается зависящей от соотношения величин проекций вектора на координатные оси

2 2 1/2

V (R,+RJ /(К.максСК,, R.)),

1)

где V - скорость движения луча; Rj(, RN величины проекций вектора на соответствующие координатные о си;

К - масштабный коэффициент регулирования. Иначе

t2

V (1+(мин(К R )/MaKc(R,, R,)) )

(2)

Из (1) и (2) следует, что скорость максимальна при равенстве проекций (, 1/К 4Т ) и минимальна при равенстве меньшей проекции нулю

().

В качестве номинальной скорости Vn выбрано значение

V.

мин

Это позволяет повысить быстродействие устройства (около 10% при равномерном распределении векторов по углу наклона) за счет построения векторов с близкими по величине проекциями со скоростью, большей номинальной (однако скорость построения каждой из гфоекций при этом не превьша- ет номинальной и координатные усилители не перегружены).

Сравнение величин проекций, поступающих по входам 2 и 3, осуществляет блок 4 сравнения (сдвиг кодов проекций в блоке 1 сдвига отключен стробированием дешифратора 8, управляющего сдвигом), Результат сравнения запоминается в регистре 5 и используется для управления коммутатором

313

,6 таким образом, что на его выход ,передается код большей проекции, который запоминается в регистре 7 и в дальнейшем используется в качестве кода, регулирующего время построения вектора. Сигналы, управляющие записью информации в регистрах 5 и 7 и стробированием дешифратора 8, поступают на управляющие входы регистров и второй вход дешифратора 8 по входу 35. Уменьшение времени построения с уменьшением регулирующего кода приводит к увеличению крутизны пилообразного опорного сигнала (так как ег амплитуда остается постоянной для обеспечения заданной величины перемещения луча на экране ЭЛТ 25) до величин, при которых погрешность умножения становится недопустимо большой. Ограничить увеличение крутизны позволяет ступенчатое уменьшение амплитуды опорного сигнала при уменьшении величины регулирующего кода. Для того, чтобы амплитуда выходных сигналов умножителей оставалась со- ответствующей заданному перемещению луча, коды проекций векторов на цифровых входах умножителей 23 и 28 соответственно увеличиваются. Увеличение кода проекции реализовано наи- более простым образом сдвигом на m разрядов в сторону старших при уменьшении регулирующего кода в 2 раз по отношению к максимальному, где m - натуральное число, отличное от нуля. Соответственно в 2 раз уменьшается и амплитуда опорного сигнала. Сдвиг реализуется в блоке 1 по управляющим, сигналам, выработанным дешифратором 8 на основании анализа

числа незначащих разрядов п в регулирующем коде

п.

п - п.

о ч где п - разрядность кода проек1Хии

и регулирующего кода; п, - число значащих разрядов регулирующего, кода. Диапазон изменения крутизны опорного сигнала определяется дискретностью изменения величины сдвига, реализуемой регистром 1. Пусть

m m.

величина сдвига в блоке 1} дискретность изменения величины сдвига (минимальный реализуемый сдвиг);

с - натуральное число - кратность сдвига.

Тогда амплитуда опорного сигнала и величина сдвига проекций в блоке 1 одинаковы для векторов, регулирующие коды которых изменяются от

L,

2

2- 1

n-nio(

мин

и крутизна опорного ся в

сигнала

макс/

мин

2

Wo

раз,

Т.е. ДЛЯ: обеспечения соотношения

К К

п

где Ки - предельно допустимое значение увеличения крутизны, Шо

В устройстве близкие по величине регулирующие коды объединены в группы и соответствующие им векторы строятся за одно и то же время. Размеры групп выбраны такими, чтобы относительное изменение скорости построения в группе не превьш1ало определенной величины

SV SV,

(3)

Относительное изменение скорости в группе определяется формулой

SV,- uV,-/V

н

где uV - абсолютное изменение скорости в i-той группе. Так как

ЛУ- uL,-/t-, где t- - время построения векторов, регулирующий код которых входит в i-тую группу; uL; - абсолютное изменение величины регулирующего кода в i-той группе (размер группы),

0

то SV

&LJ/LH; V.

(4)

ti

5

где Ь„.

Из (4) следует, что для выполнения (3) размер группы должен уменьшаться с уменьшением . В предлагаемом устройстве реализуется разбиение на группы, размер которых уменьшается вдвое с уменьшением вдвое ре- гулирукнцего кода. Для этого для регулирования длительности используются только Е старших из п, значащих разрядов регулирующего кода. Размер группы определяется числом неиспользуемых для регулирования разрядов

&L:

п,;-е

(5)

число значащих разрядов регулирующих кодов i-той группы, яется от uL.

(при п.; 1).

мчкс

2

«4

ДО

Количество групп одинакового раз,е(6)

мера Р 2

Из (4) и (5) следует, что

SV; 2

Для выполнения (3) достаточно

2 SV, ,

что определяет минимальное количество старших значащих разрядов регулирующего кода, используемых для регулирования

г - logjsv

25 вой ступенчато-возрастающей функции, интерполирующей пилообразный опорньй сигнал с постоянным шагом по амплитуде. Вторая ступенчато-возрастающая функция, формируемая с помощью бло30 ка 19, осуществляет интерполирование опорного сигнгша между точками интерполяции первой функции. Уменьшение во 2 раз амплитуды опорного сигнала и времени построения при сдвиге

и максимальное относительное изменение скорости в группе при использовании определенного числа разрядов

° -SV с 2Выборка t старших значащих разрядов из регулирующего кода, осуществляется последовательно включенными блоками 1 и 16 сдвига в соответствии с блоке 1 кодов проекций вектора на управляющими сигнапами, выработанны- разрядов осуществляется уменьше- ми дешифратором,кием числа прочтений страниц блока

19 за счет отключения старщих m разрядов счетчикс 14 с помощью ключа 9, 40 запрещающего генерирование тактовых импульсов генератором 10,

Если величина m больше числа разрядов счетчика 14, ключ отключает счетчик 14, а необходимое время понет необходимости (т,0) и он может 5 строения вектора задается делителем

11 частоты. Используемые в этом случае страницы блока 19, переход к которым определяется дешифратором 8, считываются только один раз (первая

Блок 1 осуществляет сдвига на

m га с п„ о о

разрядов, а 16 - на оставшиеся

m , По - i Гоо

разрядов, т,е, при в блоке 16

быть исключен из схемы.

Количество значений крутизны пилообразного опорного сигнала, реализуемых устройством, определяется числом гру;пп регулирующих кодов, кото- 0 интерполирующую функция равна нулю), рым соответствует оданаковая ампли-поэтому необходимая амплитуда опортуда опорного сигнала. При выбранном„O Q сигнала определяется величиной

способе регулирования размера группы и амплитуды опорного сигнала с опорным, сигналом одной амплитуды строят- г ся векторы групп т размеров. Тогда,

последнего на странице кода.

учитывая (6), количество реализуемых значений крутизны определяется формулой N

nioP

m,,2

е-1

Так как шаг изменения по амплитуде первой ступенчато-возрастающей функции постоянен, а число кодов, записанных на странице, пропорцио - нально величине 2-разрядного кода

Столько же массивов (страниц), необходимых для формирования опорного сигнала, имеет блок постоянной памяти. Номер используемой страницы

определяется Е-разрядным кодом, полученным в результате сдвига регулирующего кода блоками 1 и 16 (это дает 2 комбинаций, так как старший разряд этого кода значающий, т.е.

ненулевой) и числом значащих разрядов в сдвинутом блоком 1 коде большей проекции вектора (которое может принимать значение от О до ). Блок 19 осуществляет формирование

только младших разрядов кода опорного сигнала. Старшие разряды формируются счетчиком 14, осуществляющим счет числа прочтений заданной страницы блока 19, т,е, осуществляюЩим накопление. Сформированный код поступает на входы ЦАП 21 и 26 через регистры 17 и 18 соответственно.

Таким образом, с помощью счетчика 14 осуществляется формирование первой ступенчато-возрастающей функции, интерполирующей пилообразный опорньй сигнал с постоянным шагом по амплитуде. Вторая ступенчато-возрастающая функция, формируемая с помощью блока 19, осуществляет интерполирование опорного сигнгша между точками интерполяции первой функции. Уменьшение во 2 раз амплитуды опорного сигнала и времени построения при сдвиге

блоке 1 кодов проекций вектора на разрядов осуществляется уменьше- кием числа прочтений страниц блока

последнего на странице кода.

Так как шаг изменения по амплитуде первой ступенчато-возрастающей функции постоянен, а число кодов, записанных на странице, пропорцио - нально величине 2-разрядного кода

(для обеспечения необходимого времени построения вектора), шаг изменения по амплитуде второй ступенчато- возрастающей функции также зависит от величины Е-разрядного кода, т.е. на каждой странице блока 19 записаны коды опорного сигнала определенной крутизны. Последовательное прочтение кодов, записанных на заданной странице, обеспечивает счетчик 12. Сброс счетчика 12 в конце страницы (возврат в начало страницы) осущест-вляется делителем 1 частоты, коэффициент деления которого устанавливается в зависимости от вели- чины Н-разрядного кода и совпадает с числом слов на используемой странице блока 19.

Начальное состояние счетчиков 12 и 14 определяет код, поступающий по входу 34 (при отображении векторной информации этот код нулевой). Сигнал управляющий записью нулевого кода в счетчики, также поступает по входу 34. Счетчик 15 при построении векто- ров не используется.

При отображении символьной информации коды координат знакоместа поступают по входам 32 и 33 на ЦАПы 30 и 31 соответственно, устанавливая луч ЭЛТ 25 в левый нижний угол знакоместа. На входы умножителей 23 и 28 по входам 2 и 3 соответственно постуВыходное слово блока 19 содержит два служебных разряда. Первый из них используется для запрещения генериро вания тактовых импульсов генератором 10 по окончании считывания из блока 19 описания отображаемого знака; значение, запрещающее генерирование импульсов, разряд имеет только в последнем слое описания каждого знака. Второй служебный разряд управляет наличием подсвета точки конута- ра символа, описываемой считываемым в данный момент словом блока 19. Его значение определяется при составлении описания контура конкретнопает код, определяющий размер подпежащего отображению символа. Дешифра- 35 го знака. Второй служебный разряд тор 8 стробируется сигналом, поступа- не имеет отношения к формированию ющим на его вход со входа 35, таким образом, что отключаются запрещение . генерирования тактовых импульсов по сигналу ключа 9 и сквяг в блоке 1. 40 Выходные сигналы ЦАП 30 и умножителя 23 и ЦАП 31 и умножителя 28 суммируются сумматорами 24 и 29 соответственно.

На вход опорного напряжения умно- 45 мации на экране электронно-лучевой жителей 23 и 24 поступают положитель- трубки (ЭЛТ), содержащее первый блок

отклоняющих сигналов по координатам, а используется для модуляции яркости луча и поэтому на схеме не показан.

Формула изобретения Устройство дпя отображения инфорные (в соответствии с информацией, устанавливаемой при отображении символов на входной шине 36) выходные сигналы ЦАП 21 и 26 соответственно, обеспечивающие движение луча по контуру отображаемого символа. Требуемый входной код ЦАП 21 и 26 считывается из блока 19 в соответствии с состоянием счетчиков 12, 14 и 15. Ре- гистры 17 и 18 уменьшают длительности переходного процесса на входах ЦАП 21 и 26.соответственно. Началь

ное состояние счетчика (адрес начала массива, содержапгего описание отображаемого симврла, в блоке 19) определяет код, поступающий по входу

34.Делитель 11 частоты выключен сигналом, поступающим со входа 35

на его управляющий вход, поэтому изменение состояния счетчика 14 вызывается только переполнением счетчика 12. Сигнал, поступающий по входу

35,с. помощью коммутатора 20 устанавливает также состояние логической . О в формируемых при отображении векторов счетчиком 14 и неиспользуемых при отображении символьной информации, так как размер символа существенно меньше размеров экрана, старших разрядах входного кода ЦАПов 21 и 26.

Выходное слово блока 19 содержит два служебных разряда. Первый из них используется для запрещения генерирования тактовых импульсов генератором 10 по окончании считывания из блока 19 описания отображаемого знака; значение, запрещающее генерирование импульсов, разряд имеет только в последнем слое описания каждого знака. Второй служебный разряд управляет наличием подсвета точки конута- ра символа, описываемой считываемым в данный момент словом блока 19. Его значение определяется при составлении описания контура конкретного знака. Второй служебный разряд не имеет отношения к формированию

отклоняющих сигналов по координатам, а используется для модуляции яркости луча и поэтому на схеме не показан.

Формула изобретения Устройство дпя отображения инфор

сдвига, информационные входы которого являются первым и вторым входами устройства, управляющий вход соединен с выходом дешифратора, соединенным с управляющим входом второго блока сдвига и первым управляю- щим входом первого ключа, выход которого соединен с первым управляющим входом генератора тактовых импульсов, выход которого соединен со счетными входами делителя частоты jH первого счетчика, вход сброса которого и второй управляющий вход первого ключа соединены с выходом делителя частоты, информационный вход первого ключа соединен с выхо- дом второго счетчика, четыре цифро- аналоговых преобразователя, информационные входы первого и второго цифроаналоговых преобразователей являются третьим и четвертым входами устройства, выходы их соединены с первыми информационными входами соответственно первого и второго сумматоров, вторые информационные входы которых соединены с выходами умножителей, информационные входы которых соединены с выходами первого блока сдвига, выходы сумматоров соединены с отклоняющей системой ЭЛТ, информационные входы первого и второго счетчиков являются пятым входом устройства, отличающе- е.с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит блок сравнения, входы которого соединены с выходами первого блока сдвига, четыре регистра, два коммутатора, элемент ИЛИ, второй и третий ключи, третий счетчик, счетный вход которого соединен с выходом переполнения второго счетчика, а информационный вход соединен с пятым входом устройства, счетный вход второго счетчика соединен с выходом элемента ИЛИ, 9ХОДЫ которого соединены соответственно с выходом переполнения второго счетчика и выходом делителя, и блок постоянной памяти, информационные входы первого коммутатора соединены с выходами первого блока сдвига, управляющий вход - с выходом первого регистра, информационный

Редактор Н, Горват

Составитель И, Загинайко

Техред А.Кравчук Корректор Т, Колб

Заказ 1155/51 Тираж 434Подписное

ВНИЦПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

вход которого соединен с выходом блока сравнения, выход первого коммута- тора соединен с информационными входами второго блока сдвига, второго

регистра и делителя частоты, управляющие входы первого и второго регистров, дешифратора, делителя частоты и второго коммутатора являются шестым входом устройства, информационный вход второго коммутатора подключен к выходу второго счетчика, а выход его подключен к первым информационным входам третьего и четвертого регистров, вторые информационные входы которых соединены с первым и вторым выходами блока постоянной памяти, а управляющие входы соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выходы третьего и четвертого регистров подключены соответственно к входам третьего и четвертого цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены с информационными входами соответственно второго и третьего ключей, управляюшие входы которых являются седьмым входом устройства, а выходы их соединены с входами опорных напряжений первого и второго умножителей, третий

выход блока постоянной памяти соединен с вторым управляющим входом генератора так товых импульсов, выход второго регистра соединен с информационным входом дешифратора, выход

которого соединен с первым управляющим входом блока постоянной памяти, адресные входы которого соединены с выходами первого, второго и третьего счетчиков, второй управляюш 1й вход

блока.постоянной памяти соединен с выходом второго блока сдвига.

Изобретение относится к области вычислительной техники и предназначено для построения устройств отображения графической и символьной информации на экране ЭЛТ. Цель изобретения - повышение быстродействия - достигается введением блока 4 сравнения, регистров 5,7,17 и 18, коммутаторов 6 и 20, элемента ИЛИ 13, блока 19 постоянной памяти, ключей 22 и 27 с соответствующими связями. Быстродействие повьшается (lO% при равномерном распределении векторов по углу наклона) за счет построения векторов с близкими по величине проекциями со скоростью, большей номинальной, но скорость построения каждой из проекций при этом не превышает номинальной и координатные усилители индикатора не перегружены. 1 ил. о (Л со о о ел J Ю