Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1987 года по МПК G06F3/153 

1

Изобретение относится к вычисли- тапыюй технике и может быть использовано для визуализации в графической форме на экране электронно-луче- вой трубки (ЭЛТ) данных вычислительной машины.

Цель изобретения - повьппение точности устройства.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока управления частотой; на фиг.З - функциональная схема первых (в направлении сдвига) трех разрядов регистра сдвига; на фиг.4 - функциональная схема формирователя длительности сигнала; на фиг.З - фрагмент графического изображения.

Устройство содержит блок I синхронизации, выдеоконтрольный блок 2, - первый регистр 3 сдвига, первый счетчик 45 блок 5 сравнения, первый блок 6 памяти, формирователь 7 длительности сигнала, второй блок 8 памяти, дешифратор 9, первый 10, второй 11, третий 12, четвертый 13 и пятый 14 элементы И, триггер 15, первый 16, второй 17 и третий 18 элементы 2И-ИЛИ, второй 19 и третий 20 регистры сдвига, блок 21 - тфавления частотой растра.

Блок 21 управления частотой содер- дит элементы Ц 22 и 23, элементы IdJIH 24 и 25, триггер 26, элементы И 27 и счетчик 28, Регистры 3, 19 и 20 сдвига содержат элементы И 29, триггер 30 элементы И 31 и ИЛИ 32, триггер 33, элемент И 34, триггер 35. Формирователь 7 длительности сигнала содержит триггер 36j элемент И 37, счетчик 38 элемент 39 сравнения.

Блок 1 синхронизации предназначен для синхронизации работы всех блоков устройства с работой видеоконтрольного блока 2. Видеоконтрольюзгй блок 2 предназначен для формирования растра на экране по сигналам синхронизации (кадровые и строчные сигналы) и под-света луча в соответствии с видеосигналами. Регистр 3 сдвига предназначе для организации подготовки очередной строки информации.

Счетчик 4 и блок 5 срав.нения -пред назначены для фиксации места отобра женин точки графики на экране ЭЛТ. Блоки 6 и В памяти предназначены со- оч ветс гвенно для хранения: кодов абсолютных параметров (координат и длин линий) и кодов коррекции. Формирова

5

1

0

0

5 Q

0.

5

5

812

тель 7 длительности сигнала предназначен для расширения длительности сигнала при формировании горизонтальной линии. Дешифратор 9 предназначен для дешифрации кода коррекции, посту- пшпщего с блока 8 памяти.

Элемент И 10 предназначен для формирования импульса, соответствующего очередной промежуточной точке при наличии сигнала готовности на выходе блока 8 памяти. Элементы И II и 13 предназначены для коммутации в соответствии с состоянием счетного триггера 15 сигнала с выхода элемента И 1 О на информационные входы регистров 19 и 20 сдвига соответственно. Счетный триггер 15 предназначен для коммутации регистров 19 и 20 сдвига поочередно на подготовку и отображение строки информации.

Элементы 2И-ИЛИ 16 и 17 предназначены для коьтмут.ации основной или по-, вышенной частоты в соответствии с состоянием счетного триггера 15 на тактовые входы соответственно регистров 9 и 20- сдвига. Элемент 2И- ИЛИ 18 предназначен для коммутации в соответствии с состоянием счетного триггера 15 на вход видеоконтрольного блока 2 видеосигналов с регистров 19 и 20 сдвига.

Регистры 19 и 20 сдвига предназначены для подготовки информации по очередной строке и формирования видеосигнала по текущей строке для видеоконтрольного блока 2. Блок 21 управления частотой предназначен для расширения прохождения импульсов по- вьпиенной частоты на элементы устройства при наличии сигналов готовности на выходах блоков б и 8 памяти, фор-ь мирования сигнала приостанова на время отсутствия данных сигналов и фиксации конца подготовки очередной строки.

В устройстве реализован следующий способ описания в цифровой форме графических линий.

Для кодирования информации используются два типа кодовых слов: слова параметров в абсолютной форме и слова коррекции. Слова параметров в абсолютной форме дают полное описание элемента и занимают в памяти до трех десятиразрядных слов. При этом в первом слове размещается двоичный код координаты X, во втором код координаты Y, в третьем - длина горизонталной линии в единицах растра.

Для задания точки требуются два слова, горизонтальной прямой - три слова, для точки, расположенной на той же строке, что и предыдущая точка или прямая, - одно слово. Кодовые слова коррекции обозначают приращени по координате X на данной строке под точкой чертежа предыдущей строки или стирание точки. Кодовые слова параметров в абсолютной форме размещаются в блоке 6 памяти, слова коррекции в блоке 8 памяти.

В каясдом блоке памяти коды располагают строго в той же последовательности, в которой расположены соответствующие им точки по раз вертке. -Пример описания фрагмента изображения по фиг.5 с помощью указанного принципа кодирования приведен в таблице.

В устройстве реализован растровый способ формирования изображения, при котором в видеоконтрольном блоке 2 экран ЭЛТ сканируется лучом последовательно-построчно, а линии графики получают подсветом луча в точках пересечения растра с линиями графики. Подсветом луча управляет видеосигнал с элемента 2И-ИЛИ 18, движением луча - синхросигналы ССИ (строчный синхроимпульс) и КСИ (кадровый синхроим

пульс), поступающие с блока 1 синхро

низации на видеоконтрольный блок 2. В исходное состояние устройство устанавливается сигналом КСИ. по которому регистры 3, 19 и 20 сдвига, счетчик 4 и счетный триггер 15 устанавливаются в нулевое состояние, а луч в видеоконтрольном блоке 2 переводится в начало экрана. Каждый строчный сигнал ССИ служит для видео

50

контрольного блока 2 сигналом начала 45 частоты и определяется максимальной новой строки.

В течение движения луча в видеоконтрольном блоке 2 по i-й строке растра в устройстве происходят два независимых друг от друга процесса: формирование видеосигнала для i-й строки и подготовка информации для i+1-й строки. Этими процессами управляет триггер 15.

При единичном состоянии триггера 15 разрешается прохождение импульсов основной частоты с блока I синхронизации через элемент 2И-ИЛИ I7 на тактовый вход регистра 20 сдвига им55

допустимой частотой тактирования счетчика 4 и регистров 3 и 19 сдвига Выдача импульсов в серии приостанавливается на время выбора информации из блоков 6 и 8 памяти. После выдачи заданного в серии количества импульсов формирование импульсов приостанавливается до начала очередной стро ки.

Счетчик 4 отсчитывает количество Импульсов повышенной частоты от нача ла кадра, поэтому содержимое счетчика 4 отражает текущую координату в

пульсов повьшенной частоты, с блока 2 через элемент 2И-ИЛИ 16 на тактовый вход регистра 19, а выход регистра 20 через элемент 2И-ИЛИ 18 подключен к входу видеоконтрольного блока 2. При этом регистр 19 участвует в подготовке информации i+1-й строки,регистр 20 в формировании видеосигнала i-й строки. Работа устройства рассматривается при единичном состоянии триггера 15 (при нулевом же состоянии триггера 15 назначения регистров 19 и 20 взаимно меняются). Триггер 15 изменяет состояние на противоположное в начале каждой строки растра.

Пусть к началу i-й строки в регистре 20 подготовлена информация для i-й строки. Формирование видеосигнала i-й строки производится путем сдвига содержимого регистра 20 серией импульсов основной тактовой частоты,которая формируется в интервале сигналами ССИ.

Количество импульсов в серии должно соответствовать количеству точек разложения по строке и импульсы должны быть равномерно распределены во времени. При выполнении этих условий достигается синхронность между движением луча на экране ЭЛТ и сдвигом содержимого в регистре 20, т.е. устанавливается соответствие между элементами строки растра и битами сдвига.

Подготовка информации производится на повышенной частоте, которой тактируются счетчик 4, регистр 3 и регистр 19 (или 20). Блок 21 управ- ления частотой выдает в течение каждой строки растра серию импульсов, длина которой равна длине строки в единицах растра. Частота следования импульсов существенно вьше основной

частоты и определяется максимальной

допустимой частотой тактирования счетчика 4 и регистров 3 и 19 сдвига. Выдача импульсов в серии приостанавливается на время выбора информации из блоков 6 и 8 памяти. После выдачи заданного в серии количества импульсов формирование импульсов приостанавливается до начала очередной строки.

Счетчик 4 отсчитывает количество Импульсов повышенной частоты от начала кадра, поэтому содержимое счетчика 4 отражает текущую координату в

°1

масштабе времени подготовки информации.

Импульсы повышенной частоты с выхода блока 1 синхронизации поступают на вход элемента И 27 При поступлении сигнала ССИ или сигналов готовности от блоков 6 и 8 памяти, {готовность означает выдачу блоками б и 8 информации по очередной точке) триг- гер 26 устанавливается в единичное состояниеи разрешает прохождение импульсов повьшенной частоты через элемент И 27. Счетчик 28 осуществляет подсчет сдвигающих импульсов в серии и формирует импульс запрета., поступающий на вход элемента И 27, когда его содержимое становится равным количеству точек разложения по строке, т.е. когда в регистре 19 подготовле- на очередная строка, В исходное состояние счетчик 28 устанавливается сигналом ССИ.

При наличии единичного сигнала на выходе регистра 3 сдвига и отсутствии сигнала готовности с блока 6 памяти (соответствует отсутствию данных по очередной точке), а также по сигналу с вькода блока 5 сравнения триггер. 26 устанавливается в нулевое состояние (формируется сигнал Приостанов) и запрещает прохождение ИIvlпyльcoв повышенной частоты через элемент И 27 Сигнал Приостанов снимется при поступлении сигналов готовности с блоков 6 и 8 памяти или сигнала ССИ Та кой режим формирования тактовых им- пульсов повышенной частоты при подготовке очередной строки обеспечивает надежное считывание информации с бло- ков 6 и 8 памяти при любом расположении линий графики на экране ЭЛТ.

Подготовка информации i+1-й строки состоит в выполнении в заданной последовательности трех операцш : подготовка верхних точек, к которым относятся точки, не принадлежащие горизонтальной прямой и не имеющие над собой на предыдун1вй строке в окрестности ±1 ед. растра других точек; подготовка промеясуточньк точек, к которым относятся все точки наклонных нертикалькьпс линий (кроме верхних то- ieK) .

Последовательность выполнения этих операций задается последовательностью расположения данных в блоках 6 и 8 памяти. В результате подготовки i+ +1-Й строки состояние битов рагист™

6

g o

5 о „

5

5

5

ра 19 (или 20 при нулевом состоянии триггера 15) должно соответствовать положению точек линий графики на i+ +1-Й строке растра, а состояние битов регистра 3 положению на г- -} й строке верхних и промежуточных точек.

Подготовка информации горизонтальной прямой производится следующим образом.

Координаты Х, Y начала прямой из блока 6 памяти поступают на блок 5 сравнения, код длины линии L на формирователь 7 длительности сигнала. В момент сравнения содержимого счетчика 4 с координатами X, Y начала линии блоком 5 формируется импульс, который вводится в начало регистра 3 и через формирователь 7 в регистр 9 Формирователь 7 расширяет импульс на количество тактов, соотвегств угащее коду длины L, поэтому в регистр 19 вводится последовательно L импульсов. К концу текущей серии импульсов повышенной частоты в регистре 3 положение введенного И1 1пульса соответствует координате X начала прямой на строке, а в регистре 19 положение введенной последовательности импульсов соответствует положеншо точек разложения прямой на i-f-1-й строке растра.

Подготовка верхней точки производится аналогично подготовке горизонтальной прямой. Отличие состоит в том, что длительность сигнала с фор- ми эователя 7 соответствует одному такту повьппенной частоты, поскольку для верхней точки L О и сигнал формирователем 7 не расширяется о Поэто1«гу в регистры 3 к 19 вводится только один импульС} соответств.уюудж координатам Х, YJ заданным в составе данных.

Подготовка промежуточглш точек .i-i-1-й строки осуш,ествляется путем коррекции содержимого регистра 3s от ражающего положение верхних и промв жуточных точек на i-й строке растра} с учетом кодов коррекции содержащихся в блоке 8 памяти. Принцип коррекции основан на изменении длины регистров 3, 19 и 20 сдвига. Пусть количество импульсов сдвига в течение одной строки растра и длина регистров 3, 19и 20 сдвига равны количеству элементов разложения строки растра.

Для определенностк будет такие считать, что в регистрах 3,, 19 и 20

сдвиг информации производится влево, а разряды нумеруются в направлении

противоположном сдвигу. Если ввести единицу в начало регистра после прохождения К импульсов сдвига i-й строки, в конце i-й строки эта единица будет расположена в К-м разряде. Если же длина регистров 3, 19 и 20 сдвига меньше на один бит длины строки ю растра, при прочих равных условиях положение единицы в регистрах 3, 19 и 20 сдвига в конце строки будет соответствовать разряду, т.е. со сдвигом на один разряд влево. Ана- 15 блок,9в памяти (в отличие от известно- логично при увеличении длины регист- го устройства, где синхронизация осу- ров 3, 19 и 20 сдвига на один бит по- ществляется серией тактовых импуль-.

В устройстве за счет ускоренного сдвига информации, когда не требуется обращение к блокам 6 и 8 памяти (нулевая инфо рмация на вькоде регистра 3 сдвига), создается резерв времени, позволяющий приостановить процесс подготовки информации очередной строки до момента выставления информации блоками 6 и 8 памяти, т.е. синхронизация процесса подготовки . осуществляется сигналами готовности

лучим точки вправо.

Рассмотрим по фиг.1 и 3 подготовку промежуточных точек i-H-й строки. Пусть к началу i-й строки (на момент формирования ОСИ) единичное состоя- .ние разрядов регистра 3 соответствует положению верхних и промежуточных точек на i-й строке растра. Под дей- ствием серии импульсов повышенной частоты содержимое регистров 3 и 19 сдвигается. Каждый единичный сигнал с выхода регистра 3 вводится через элементы И 10 и I3 в один из начальных разрядов регистров 3-й 19, причем место ввода зависит от кода коррекции, выставленного с блока В памяти на дешифратор 9, за счет чего изменяется длина регистров 3 и 19.

Если необходимо сместить точку на один разряд вправо (на дешифратор поступает код 10 с блока- 8 памяти).

с дешифратора 9 поступает разрешение на элемент И 29 и сигнал с элемен- та И 10 вводится в триггер 30, Если необходимо сместить точку влево Хкод 01), разрешается запись в триггер 35. Для вертикальной линии, верхних точек и горизонтальной линии информация вводится через элемент ИЛИ 32 в триггер 33. Когда код коррекции означает стирание точки (код 00), сигнал с элемента И 10 не вводится ни

устройства,

отличающееся

в один из разрядов регистра, К концу 50 второго блоков памяти являются соот- серии импульсов повьш1енной частоты ветственно первым и вторым входами i-й строки по всем точкам регистра 3 будет проведена корректировка, в результате чего в регистрах 3 и 19 будет отражено положение промежуточных точек i+1-й строки.

Таким образом производится подготовка к отображению верхних точек, промежуточных точек и горизонтальных

тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит дешифратор, 55 пять элементов И, триггер три элемента 2И-ИЛИ5 второй и третий регист ры сдвига и блок управления частотой растраi первьп управляющий вход кото рого подключен к второму выходу перблок,9в памяти (в отличие от известно- го устройства, где синхронизация осу- ществляется серией тактовых импуль-.

линий, составляющих основу любого произвольного изображения.

В устройстве за счет ускоренного сдвига информации, когда не требуется обращение к блокам 6 и 8 памяти (нулевая инфо рмация на вькоде регистра 3 сдвига), создается резерв времени, позволяющий приостановить процесс подготовки информации очередной строки до момента выставления информации блоками 6 и 8 памяти, т.е. синхронизация процесса подготовки . осуществляется сигналами готовности

сов фиксированной частоты), в результате чего гарантируется считывание информации по каждой корректируемой точке графики, вследствие чего повышается точность устройства.

Формула изобретения

Устройство для отображения графической информации на экране электрон но-лучевой трубки, содержащее блок синхронизации, первый выход которого.

подключен.к первому синхронизирующему входу видеоконтрольного блока; второй синхронизирующий вход которого подключен к второму выходу блока синхронизации, соединенному с синхронизирующим входом первого регистра сдвига и установочным входом первого счетчика, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, выход которого подключен к управляющим входам первого блока памяти и первого регистра сдвига и к первому управляю щему входу фop Iipoвaтeля длительности сигнала, информационный вход которого подключен к первому входу первого блока памяти, соединенному с вторым входом блока сравнения, выход первого регистра сдвига подключен к управляющему входу второго блока памяти, информационные входы первого и

устройства,

отличающееся

второго блоков памяти являются соот- ветственно первым и вторым входами

второго блоков памяти являются соот- ветственно первым и вторым входами

тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит дешифратор, пять элементов И, триггер три элемента 2И-ИЛИ5 второй и третий регистры сдвига и блок управления частотой растраi первьп управляющий вход которого подключен к второму выходу пер913

вого блока памяти, второй управляющий вход блока управления частотой растра подключен к первому выходу второго блока памяти, соединенному с первым входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого регистра сдвига, соединенному с третьим управляющим входом блока управления частотой растра, четвертый управляющий вход которого подключен к выходу -блока сравнения, вход повышенной частоты блока управления частоты растра подключен к третьему выходу блока синхронизации, первьш вы- ход которого подключен к пятому управляющему входу блока управления частотой растра и к установочному входу триггера, вход сброса которого подключен к второму выходу блока син- хронизации, соединенному с синхронизирующими входами второго и третьего регистров сдвига, инверсный выход триггера подключен к первым входам второго и третьего элементов И перво- го, второго и третьего элементов 2И- ИЛИ, прямой выход триггера подключен к первым входам четвертого и пятого элементов И и к третьим входам первого, второго и третьего элементов 2И- ИЛИ, второй вход первого элемента 2И- ИЛИ подключен к четвертому выходу , блока синхронизации, соединенному с четвертым входом второго элемента 2ИТочка

Прямая

Точка

7,11000000 1Х 7 Нач.

0000000001Y 1

5,6 8,6 1000001000Х 5 Нач.

0000000110Y б

0000000100L 4

9,6 1000001001Х 9 Нач.

0000000110Y 6

4, Промежуточная точка

6,2

8110

ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу .блока управления частотой растра, соединенному с четвертым входом первого элемента 2И-ИЛИ, счетным входом первого счетчика, с вторыми управляющими входами формирователя длительности сигнала и первого регистра сдвига, третий управляющий вход которого подключен к выходу первого элемента И, соединенному с вторыми входами второго и четвертого элементов И, вьгходы которых подключены к первым входам соответственно третьего и второго регистров сдвига, вторые управляющие входы которых подключены к выходам соответственно третьего и пятого элементов И, вторые входы которых подключены к выходу формирователя длительности сигнала, третьи управляющие пходы второго и третьего регистров сдвига подключены к выходам соответственно первого и второго элементов 2И-ИЛИ, информационные входы первого, второго и третьего регистров сдвига подключены к выходу дешифратора, вход которого подключен к второму выходу второго блока памяти, выходы второго и третьего регистров сдвига подключены соответственно к второму и четвертому входам третьего элемента ZH-HJM, выход которого подключен к информационному входу видеоконтрольного блока.

10

Влево

11

1354181

12 Продолжение таблицы

Фиг. J

012 1 567в9 10 1112 13 ... 512.

Фиг. 5

Редактор П.Гереши

Составитель Л.Абросимов Техред М.Ходанич

Заказ 5694/43 Тираж 671Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

//а б/iGHU If.it

Фиг.

Корректор А.Тяско

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для визуализации в графической форме на экране ЭЛТ данных,вычислительной машины. Целью изобретения является повышение точности устройства. Поставленная цель достигается Bxoi тем, что устройство содержит блок I синхронизации, видеоконтрольный блок 2, регистры 3, 19 к 20 сдвига, счетчики 4, элемент 5 сравнения, блоки 6 и 8 памяти, формирователь 7 длительности сигнала, дешифратор 9,элементы И 10-14, триггер 15, элементы 2И-ИЛ11 16-18 и блок 21 управления частотой. В устройстве за счет ускоренного сдвига информации, когда не требуется обращение к блокам 6 и 8 памяти, создается резерв времени, позволяющий приостановить процесс подготовки информации очередной строки до момента выставления информации блоками 6 и 8 памяти, в результате чего гарантируется считьгоание информации по каждой корректируемой точке графика, что и обеспечивает повьяпе- ние точности. 5 ил., 1 табл. с @ Я СО ел bo