Генератор векторов Советский патент 1987 года по МПК G09G1/08 

ЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента 24 и 25 НЕ, четыре элемента 26-29 И и элемент 30 И-НЕ с соответствующими функциональными связями. Это обеспечивает достижение более высокого быстродействия при данной точности за счет того, чтс в каждом такте производится вычисление координат двух точек, движущихся

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств для отображения графической информации, станков с ЧПУ и т.п.

Цель изобретения - повышение быстродействия генератора.

элементы НЕ 24 и 25, второй 26, четвертый 28 и пятый 29 элементы И и элемент И-НЕ 30.,

капливающий сумматор 12, дешифратор 13, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14, первый коммутатор 15, сумматор 16, первую группу 17 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ 5 ИЛИ, второй коммутатор- 18, преобразователь 19 кодов, реверсивные счетчики 20 и 21 с параллельной записью ко- iординат Хц и Yg, второй граничной точНа фиг.1 представлена функциональ- 1ки вектора, вторую 22 и третью 23 ная схема генератора векторов; на ю ;группы элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, фиг.2 - схема дешифратора; на фиг.З - временные диаграммы работы генератр- .ра; на фиг.4 - примеры генерации векторов.1 .

Дешифратор 13 содержит первый зле мент НЕ 31, четыре элемента И 32-35, второй 36, третий 37 и четвертый 38 элементы НЕ и имеет входы 39-44 и вы ходы 45-48. Сигналы с выходов 45 и 48 дешифратора 13 вызывают соответсвенно уменьшение и увеличение на единицу содержимого реверсивного счетчика 1, а сигналы с выходов 46 и 47 - умень- с нулем, которые подключены к перво- 25 шение и увеличение на единицу содер- му и второму входам первого элемента жимого реверсивного счетчика 2. И 9, выход которого соединен с одним Появление сигналов, на выходах 45- из входов установки в нуль первого . 48 дешифратора 13 описывается следую триггера 10, второй триггер 11, на- щими выражениями:

Генератор векторов содержит реверсивные .счетчики 1 и 2 с параллельной записью координат. Хд и Уд первой граничной точки вектора, выходы которых подключены к одним из входов первого 3 и второго 4 сумматоров, выходы ко- торык соединены с информационными входами регистров 5 и 6 сдвига приращений iX и Л,У, блоки 7 и 8 сравнения

.15

20

вых.45 (вх.39)&(вх.40)&(вх.42)&(вх.43)&(вх.41);(1)

вых.46 (вх.39)&(вх.40)&(вх.41)&(вх.АЗ)&(вх.44);(2)

вых.47 (В5и39)&(вх.40)&(вх.41)&(вх.&(в2с.44);(3)

вых.48 (вх.39)&(вх.40)&(вх.41)&(вх.42)&(вх.43):(4)

35

Реверсивные счетчики 1 и 2, 20 и 21 с параллельной записью предназначены для приема и модификации в процессе генерации координат Хд и Уд, X. и Ур граничных точек вектора. Эти координаты во время работы генератора меняются, постоянно приближаясь друг к другу.

от границ вектора к его центру, и лишь при выполнении условия jЛХ| 1, 1ьУ| 1 осуществляется вычисление координат одной точки, а при достижении граничными точками вектора расстояния в один шаг по X или Y процесс генерации заканчивается. А ил.

элементы НЕ 24 и 25, второй 26, четвертый 28 и пятый 29 элементы И и элемент И-НЕ 30.,

1ки вектора, вторую 22 и третью 23 ;группы элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, 1 .

Сумматоры 3 и 4 необходимы для выв

числения приращений &Х и

ЛУ Уб - Уд, которые подаются на ре- гистры 5 и 6 сдвига.

Группы 22 и 23 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блоки 7 и 8 сравнения с нулем, элементы НЕ 24 и 25 соответственно предназначены для определения условий

|ЛХ1 ё 1,(5)

У 1.(6)

Элемент И-НЕ 30 необходим для определения момента совпадения младших разрядов координат Хд и Х или Уд

и УВЭлемент И 9 позволяет определить момент выполнения условия (ДХ 0)&(ЬУ1 1)У(ЬУ 0)&( i.Xl 1) (7)

и подать сигнал установки в нуль на триггер 10. .

Коммутатор 15 предназначен для подачи на. входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы 17 содержимого регистров 5 и 6 сдвига приращений йХ или (У, Управляется коммутатор 15 инверсным выходом знакового разряда накапливающего регистра 12. При этом, если содержимое накапливающего регистра 12 положительно или равно нулю, то на выходе коммутатора 15 имеется число из регистра сдвига приращения X. При отрицательном содержимом накапливающего регистра 12 на выходе коммутатора 15 имеется число из регистра сдвига приращения &У. Группа 17 эле- ментов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ РШИ служит для инвертирования под управлением элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 информации с выхода коммутатора 15.

Преобразователь 19 кодов предназначен для образования абсолютного значения приращения и У. При этом, если приращение положительно, то оно появляется на выходе преобразователя 19 кодов без изменений. При отрица- тельном приращении лУ на выходе преобразователя 19 кодов находится дополнительный код исходного приращения ЬУ.

Коммутатор 18 под управлением триггера 11 пропускает на соответствующий вход сумматора 16 абсолютное значение приращения У или содержимое накапливающего регистра 12. При этом, если триггер 11 находится в состоянии логического нуля, то на выходе коммутатора 18 имеется абсолютное значение приращения ЛУ с выхода преобразователя 19 кодов. Если триггер 11 на- ходится в состоянии логической единицы, то на выходе коммутатора 18 имеется число из накапливающего регистра 12.

5 О

о

5

Q g

5

Триггер 10 предназначен для формирования цикла работы генератора векторов от момента прихода сигнала на вход Пуск и до прихода сбрасывающего сигнала с выхода на вход Пуск элемента И 9.

Триггер 11 необходим для выделения первого тактового импульса, поступающего на вход генератора векторов после приходи, сигнала Пуск.

Дешифратор 13 служит для подачи импульсов суммирования, или вычитания на реверсивные счетчики 1 и 2 координат Хд и Уд первой граничной точки вектора. Распределение импульсов по выходам дешифратора .13 осуществляется в зависимости от знаков приращений, поступающих с выходов знаковых разрядов регистров 5 и 6 сдвига, и от текущего значения с выхода знакового разряда накапливающего регистра 12.

Элементы И 26-29 необходимы для подачи импульсов вычитания или суммирования на реверсивные счетчики 20 и 21 координат Х и Уц второй граничной точки вектора. Подача этих импульсов осуществляется при выполнении условий (5) и (6);

Генератор векторов работает следующим образом.

В начале каждого цикла работы на информационные входы Хд, y;,Xg, У поступают координаты начальной и конечной точек вектора в допрлнитель- ном коде. При этом знаковые разряды участвуют в арифметических операциях наряду с информационными и подаются вместе с ними на входы соответствующих сумматоров. В результате этого с информационных входов Хд, Уд, Хз, У по переднему фронту сигнала Запись кодов в реверсивные счетчики 1, 2, 20 и 21 вводятся значения координат X и У первой и второй .граничных точек вектора и производится обнуление триггера 10. Сумматоры 3 и 4 производят вычисление приращений ДХ Хд--Хд и Д.У У 5 -Уд после чего сигнал Запись кодов снимается и своим задним фронтом записывает приращения Д X ; и йУ в регистры 5 и 6 сдвига.

В соответствии с этим длительность сигнала Запись кодов должна удовлетворять условию

4. + ,

где tji - длительность сигнала Запись кодов .

tpj, - максимальное время записи в реверсивные счетчики 1, 2, 20 и 21,

tj, - максимальное время вычисления Л X ч Л У на сумматорах 3 и 4.

Регистры 5 и 6 сдвига имеют число разрядов на единицу большее, чем суматоры 3 И 4, поэтому знаковые разря- io ы сумматоров 3 и 4 записываются одновременно в два старших разряда соответствующих регистров 5 и 6 сдвига.

15 Так как триггер 10 соединен с асин ронным инверсным входом сброса и динамическим входом триггера 11, а таке с инверсным входом сброса накаплиающего регистра 12, то нулевой по- 2о тенциал на выходе триггера 10 также ызывает сброс триггера 11 и накаплиающего регистра 12 в нуль.

В результате этого на выходах коммутаторов 15 и 18 находятся соответ- 25 ственно приращение дХ и абсолютное значение приращения fiY. При этом, если приращение дХ отрицательно, то на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 имеется потенциал логического нуля, в результате чего на соответствующий информационный вход сумматора 16 поступает отрицательное приращение д.Х без преобразования.

При положительном приращении и X группа 17 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ под управлением элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 пропускает на соответствующий информационный вход сумматора 16 инверсное значение приращения &Х. На вход переноса сумматора 1-6 при этом поступает потенциал логической единицы с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14.

В результате этого при любом знаке приращения и X сумматор 16 осуществляет вычисление разности абсолютных значений приращений & У и &Х.

С приходом сигнала Пуск триггер

10устанавливается в состояние логической единицы и с управляющего входа накапливающего регистра 12 снимается сигнап установки в нуль.

После этого по переднему фронту ервого тактового импульса разность 55 бсолютных значений приращений дУ и Х с выхода сумматора 16 записывается накапливающий регистр 12 и триггер

11устанавливается в состояние логи30

35

40

45

50

5

5

5

0

5

0

5

0

ческой единицы. В результате этого ,по переднему фронту сигнала с выхода триггера 11 регистры 5 и 6 сдвига сдвигаются на один разряд влево, причем в младший их разряд записывается потенциал логического нуля, а коммутатор 18 пропускает на свой выход содержимое накапливающего регистра 12.

В дальнейшем до конца прогресса генерации вектора триггеры 10 и 11 находятся в состоянии логической единицы, в результате чего в регистрах 5 и 6 сдвига неизменно находятся приращения 2лХ и 2йУ, а коммутатор 18 пропускает на свой выход содержимое накапливающего регистра 12.

При этом, если содержимое накапливающего регистра 12 положительно или равно нулю, то сумматор 16 производит вычитание абсолютного значения приращения 2йХ из содержимого накапливающего регистра 12, если отрицательное на сумматоре 16 вьтолняется сложение числа из накапливающего регистра 12 и абсолютного значения приращения 2йУ.

.По переднему фронту тактовых импульсов в накапливающий регистр 12 записывается информация с выхода сумматора 16.

По заднему фронту любого тактового импульса, если триггеры 10 и 11 находятся в состоянии логической единицы, дешифратор 13 подает на управляющие входы реверсивных счетчиков 1 и 2 суммирующий или вычитающий импульс в зависимости от знаков приращений 2йХ и 2дУ и знака числа в накапливающем регистре 12.

При этом, если число в накапливающем регистре 12 положительно или равно нулю, то дешифратор 13 выдает суммирующий и вычитающий в з.ависимости от знака приращения 2ь.У импульс на соответствующий управляющий вход реверсивного счетчика 2. При отрицательном содержимом накапливающего регистра 12 импульс суммирования или вычитания поступает в зависимости от знака приращения 2ЛХ на соответствующий управляющий вход реверсивного счетчика 1.

Параллельно с этим, если условие (5) или (6) не выполняется, то с выхода соответствующего элемента И 26- 29 реверсивные счетчики 20 и 21 получают п)иращение, противоположное по знаку относительно приращения реверсивных счетчиков 1 и 2.

При выполнении условия (5) или (6) на выходе соответствующего блока 7 или 8 сравнения с нулем появляется потенциал логической единицы, который вызывает на выходе соответствующего элемента НЕ 24 или 25 потенциал логического нуля, запрещающий появление на выходах элементов И 26, 27 и 28, 29 управляющих импульсов.

Таким образом, после прихода сигнала Запись кодов генератором векторов производится вычисление разности абсолютных значений приращений и У и лХ. По переднему фронту первого тактового импульса, поступающего после прихода сигнала Пуск на вход генератора векторов, вычисленная разность записывается на накапливающий регистр 12, взводится в единицу триггер 11 и осуществляется сдвиг влево регистров 5 и 6 сдвига. По заднему фронту первого тактового импульса дешифратором 13 производится подача соответствующих, в зависимости от знака 2лУ, противоположных по знаку приращений на реверсивные счетчики 2 и 21, либо, если содержимое накапливающего регистра 12 отрицательно,- подача соответствующих в зависимости от знака 2дХ противоположных по знаку приращений на реверсивные счетчики 1 и 20.

В следующих тактах, в зависимости от знака числа в накапливающем регистре 12, производится либо- вычитание абсолютного значения приращения 2ЛХ, хранящегося в регистре 5 сдвига из содержимого накапливающего регистра 12 и подача соответствующих в зависимости от знака 2ЛУ противоположных по знаку импульсов на реверсивные счетчики 2 и 21 либо, если содержимое накапливающего регистра 12 отрицательно, суммирование абсолютного значения 2йУ, хранящегося в регистре 6 сдвига, с числом, находящимся в накапливающем регистре 12, и подача соответствующих в зависимости от 2ЛХ противоположных по знаку импульсов на реверсивные счетчики 1 и 20, При этом суммирую1цие или вычитающие импульсы на реверсивные счетчики 20 и 21 поступают до тех пор, пока не выполняются условия (5) и (6) соответственно.

Цикл работы продолжается до поступления на элемент И 9 сигналов с выходов блоков 7 и 8 сравнения с нулем и элемента И-НЕ 30, говорящих о том, что текущие координаты первой граничной точки вектора, находящиеся в реверсивных счетчиках 1 и 2, более чем на 1 по X или У отличаются от текущих координат второй точки вектора, находящихся в реверсивных счетчиках 20 и 21. Элемент И 9 при этом

сбрасывает в О триггер 10, на чем работа генератора векторов заканчивается.

Предложенное устройство обладает более высоким быстродействием при

данной точности и это достигается тем, что в каждом такте производится вычисление координат двух точек, движущихся от границ вектора к его центру, и лишь при выполнении условия (5)

или (6) осуществляется вычисление координат одной точки. Кроме того, при достижении граничными точками вектора расстояния в один шаг по X или У процесс генерации заканчивается. В результате ускорение по сравнению с известным устройством составляет (juXl + |йУ1)/2 - 1 при нечетных йХ и и У и ()ЛХ| + |йУ|)/2 при всех остальных случаях. При этом уменьшения точности

генерации векторов не происходит.

Формула изобретения

Генератор векторов, содержащий реверсивные счетчики с параллельной записью координат Хд и Уд первой граничной точки вектора, первые управляющие входы которых являются входом Запись кодов генератора, вторые и

третьи управляющие входы соединены соответственно с первым, вторым, третьим и.четвертым выходами дешифратора, а информационные входы являются входами координат первой граничной

точки вектора генератора, а выходы их соединены с первыми информационными входами соответственно первого и второго сумматоров, выходы которых подключены к информационным входам соответственно регистров сдвига приращений ДХ и ДУ, первые выходы которых соединены с информационными входами первого коммутатора, первые управляющие входы регистров сдвига приращений ЛХ и Л У соединены с входом Запись

кодов устройства, соединенным с первым входом первого триггера, второй вход установки нуля которого подключен к выходу первого элемента И, а

вход установки единицы является входом Пуск устройства, выход первого триггера соединен с входами установки нуля второго триггера и накапливающего регистра и первым управляющим входом дешифратора, второй управляющий вход которого, управляющий вход накапливающего регистра и синхровход второго триггера являются тактовым входом устройства, выход второго триггера соедийен с третьим управляющим входом дешифратора, управляющим входом второго коммутатора, информационные входы которого подключены соответственно к выходу преобразователя кодов и первому выходу накапливающего регистра, второй выход которого соединен с первым информационным входом дешифратора, первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и управляющим входом первого коммутатора, выходы которого соединены соответственно с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первым входом элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ .ИЛИ первой группы, второй вход которых подключен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, соединенному с входом переполнения третьего сумматора, пер- вьй и второй информационные входы которого соединены соответственно с выходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой группы и второго коммутатора, выход третьего сумматора соединен с информационным входом накапливающего регистра, второй и третий информационные входы дешифратора соединены соответственно с вторыми выходами регистров сдвига.приращений АХ и Л У, вторые управляющие входы которых соединены с выходом -второго триггера, первый и второй блоки сравнения - с нулем, выходы которых подключены к первому и второму входам.первого элемента И,.вход преобразователя соединен с .первым выходом регистра приращения У, отличающийся тем что, с целью повышения быстродействия

5

0

5

0

5

0

5

генератора, он содержит второй, третий, четвертый и пятый элементы И, два элемента НЕ, элемент И-НЕ, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ второй и третьей групп и реверсивные счетчики с параллельной записью координат X g и У второй граничной точки вектора, первые управляющие входы которых соединены с входом Запись кодов генератора, вторые и третьи управляюпще входы которых соединены соответственно с выходами второго, третьего, четвертого и пятого элементов И, выходы соединены соответственно с вторыми входами первого и второго сумматоров, подключенными к первым входам элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и второй групп соответственно, вторые входы которых подключены к выходам соответственно реверсивных счетчиков с параллельной записью координат Хд и Уд первой граничной точки вектора, первые вь коды элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и второй групп соответственно соединены с входами первого и второго блоков сравнения с нулем, выходы которых подключены к входам первого и второго элементов НЕ, выход первого элемента НЕ подключен к первым входам второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединен.ы соответственно с BTopbiM и первым выходами дешифратора,, выход второго элемента НЕ соединен с первыми входами четвертого и пятого элементов И, вторые входы которых подключены соответственно к четвертым и третьим выходам дешифратора, вторые выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ второй и третьей групп подключеньи к входам элемента И-НЕ, выход которого соединен с третьим входом первого элемента И, информационные входы реверсивных счетчиков с параллельной записью координат Х и Уц второй граничной точки вектора являются входами координат, втсзфой граничной точки вектора генератора.

4139 t2 Jtit

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств для отображения графической информации, станков с ЧПУ и т.п. Цель изобретения - повышение быстродействия. Для этого в генератор введены реверсивные счетчики 20 и 21 с параллельной записью координат Х и У второй граничной точки вектора, вторая и третья группы элементов 22 и 23 ИСКЛЮ- и 3(mrfb KnioS (Л (jO со

A, e,

3A,Je

Запись кодов

Счетчики 1,2

Счетчики 20, 21

Регистры сдвига ff,6

Пуск

Триггер Ю

Т,И.

7раггер 11

Регистр Дешифратор 7J

C/ewfe/ И 26.21.28.23

Фиг.З

Точечная аплро/ симация вектора

О 1 2 3 5 67 8 9 W

10

о

H5--JO lO-W-ro- 0-tO

10

р---1Л:1М

Максимальное отнланЕние

0,98

0,й

3

НР---Ш

iri r,iO о

-га-шы Ь

-ьз

-Г5-5-ГЬ.

. .t6

//Р

-J

Ь

U

to

10

10

10

10

WP«

о

-9

0,558

0,555

0,575

0.575

Ь

0.557

0,557

U

0,Л47

0./7

0,686

0,686

0,655

0,655

0,625

0.625

0,66S

0.6 6Р

0,707

0,707

ВНИИПИ Заказ 6295/51 Тираж 433Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фуг.